Automatische Optimierung des thermisch - transienten Verhaltens von Sensoren (AThOs)

• Forschungsstelle: INNOSUISSE
• Projektnummer: 9395.1;8 PFNM-NM
• Projekttitel Englisch: Automatic Optimization of the Thermal Transient Response of Pressure Sensors

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Automatische Optimierung des thermisch - transienten Verhaltens von Sensoren (AThOs)

Kurzbeschreibung (Englisch)

Automatic Optimization of the Thermal Transient Response of Pressure Sensors

Abstract (Deutsch)

Die Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren hinsichtlich Verbrauch und Abgasqualität stellt immer höhere Anforderungen an die Messtechnik, besonders an die Messgenauigkeit der Verbrennungsdruckmessung im Zylinder. Zur verzögerungsfreien Messung des Verbrennungsdrucks werden Sensoren direkt in den Motorkopf eingesetzt. Während der motorischen Verbrennung wird der Sensor extrem schnell aufgeheizt. Diese thermisch-transiente Belastung des Sensors erzeugt einen Messfehler. Die Reduktion dieses thermisch-transienten Messfehlers ist das wesentlichste Entwicklungsziel der Sensoren, da dies den grössten Fehleranteil der Verbrennungsdruckmessung darstellt. Zur Verringerung dieses Messfehlers ist ein sehr aufwändiges Engineering der Sensoren notwendig, was ein wesentlicher Zeit- und Kostenfaktor darstellt. Ziel dieses Projektes ist es, eine thermo-mechanische Finite-Elemente-Simulation mit evolutionären Optimierungsverfahren so zu koppeln, dass die thermisch-transienten Messfehler weitgehend reduziert und der Entwicklungsprozess der Sensoren wesentlich beschleunigt werden kann. Dazu ist eine deutliche Steigerung der Präzision der FE-Simulation notwendig. Um dies zu erreichen müssen alle Aspekte von der Fertigung bis zum Einsatz des Sensors berücksichtigt werden. Zudem sind neue, genauere Methoden zur experimentellen Analyse des thermisch-transienten Verhaltens zu entwickeln damit die Simulationen validiert und die Sensoren geprüft werden können. Der Einsatz dieser hochentwickelten, automatisierten Simulation ergibt eine wesentliche Beschleunigung der Sensorentwicklung. Damit können auf die Kundenanforderungen direkt zugeschnittene Produkte (customizing) mit wesentlich verringerten Messfehlern angeboten werden. Dies ergibt einen nachhaltigen Vorsprung und Marktvorteil gegenüber Mitbewerbern.