Wer an meiner Arbeit als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU Darmstadt (TUD), Institut für Automatisierungstechnik (IAT) bei Herrn Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. R. Isermann interessiert ist, findet hier einige Infos.

Aus Platzgründen kann ich derzeit leider noch keine Downloads anbieten. Hierzu sollte man auf der Institutspage am IAT der TU Darmstadt stöbern.

Die wichtigsten Ergebnisse meiner Arbeit an der TUD sind natürlich in der Dissertation zu finden, die im Januar 2002 beim VDI-Verlag erschienen ist (ISBN 3-18-348212-6):

Michael Hafner:
Modellbasierte stationäre und dynamische Optimierung von Verbrennungsmotoren am Motorenprüfstand unter Verwendung neuronaler Netze

Kurzfassung: Eine manuelle Applikation der Motorsteuerung gestaltet sich aufgrund zusätzlicher Stellgrößen immer schwieriger. Das vorliegende Buch stellt ein neues Verfahren zur modellgestützten Optimierung des stationären und dynamischen Betriebs von Verbrennungsmotoren vor. Hierbei stehen Emissionen, Verbrauch und Drehmoment im Vordergrund, die mit Hilfe schneller lokal linearer neuronaler Netze modelliert werden. Die Identifikation des kompletten Motorverhaltens basiert auf Daten, die mit Hilfe einer dynamischen Versuchsplanung innerhalb etwa einer Stunde am Motorenprüfstand vermessen werden. Die stationäre Kennfeldoptimierung erfolgt dann im Rechner unter Verwendung der neuronalen Modelle und kann an beliebige Abgastestzyklen adaptiert werden. Aufbauend auf dieser Grundapplikation wird das Verfahren um eine dynamische Vorsteuerung einiger Stellgrößen ergänzt, um etwa den Rußstoß bei Beschleunigungsvorgängen zu minimieren. Abschließend werden die Ergebnisse anhand einiger Verifikationsmessungen belegt.

Zusatzthemen sowie einige Detailuntersuchungen kann man in meinen Publikationen oder Vorträgen finden:

Publikationen:

1. Majjad, R.; Hafner, M., Identification of Parameters for Complex Vehicle Models. 5th IEEE Mediterranean Conference on Control Systems, Pathos, Cyprus, 07/1997
2. Isermann, R.; Hafner, M.; Schaffnit, J.; Schüler, M.; Sinsel, S., Modellbildung und Simulation des statischen und dynamischen Verhaltens von Dieselmotoren mit Turbolader. GMA-Kongress, Ludwigsburg, Germany, 06/1998
3. Hafner, M.; Schüler, M.; Nelles, O., Neural Net Models for Diesel Engines - Simulation and Exhaust Optimization. EUFIT, Aachen, Germany, 09/1998
4. Hafner, M., Strategien zum umweltfreundlichen Betrieb von Dieselmotoren. Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben, Faudi-Stiftung, Germany, 12/1998
5. Isermann,R.; Hafner, M.; Müller, N.; Schüler, M., Der Einsatz neuronaler Netze zur Modellbildung, Steuerung und Regelung von Verbrennungsmotoren. 3.Stuttgarter Symposium Kraftfahrwesen und Verbrennungsmotoren, Stuttgart, Germany, 02/1999
6. Hafner, M.; Schüler, M.; Nelles, O., Dynamical Identification and Control of Combustion Engine Exhaust. ACC, San Diego, USA, 06/1999
7. Hafner, M.; Schüler, M.; Isermann, R., Fast Neural Networks for Diesel Engine Control Design. 14th IFAC Worldcongress, Peking, China, 07/1999
8. Hafner, M.; Jost, O.; Isermann, R., Optimierung von Dieselmotormanagementsystemen durch Einsatz von Neuronalen Netzen und Rapid Control Prototyping. in "thema Forschung" , 01/2000
9. Müller, M.; Hafner, M.; Isermann, R., A Neuro-Fuzzy Based Method for the Design of Combustion Engine Dynamometer Experiments. SAE 2000 World Congress, Detroit, USA, 03/2000
10. Hafner, M., Predictive Transient Control of EGR/VTG for Internal Combustion Engines. 8th IEEE Mediterranean Conference on Control & Automation, Patras, Greece, 07/2000
11. Hafner, M.; Jost, O.; Isermann, R., Mechatronic Design Approach for Engine Management Systems. 1st IFAC Conference on Mechatronic Systems, Darmstadt, Germany, 09/2000
12. Schüler, M.; Hafner, M.; Isermann, R., Einsatz schneller neuronaler Netze zur modellbasierten Optimierung von Verbrennungsmotoren - Teil 1: Modellbildung des Motor- und Abgasverhaltens. in Motortechnische Zeitschrift (MTZ), Vol 61, Nr 10, 10/2000
13. Schüler, M.; Hafner, M.; Isermann, R., Model-based Optimization of IC Engines by Means of Fast neural Networks - Part 1: Modeling the Engine and Emission Behavior. in MTZ Worldwide, Vol 61, Nr 10, 10/2000
14. Hafner, M.; Schüler, M.; Isermann, R., Einsatz schneller neuronaler Netze zur modellbasierten Optimierung von Verbrennungsmotoren - Teil 2: Stationäre und dynamische Optimierung von Verbrauch und Emissionen. in Motortechnische Zeitschrift (MTZ), Vol 61, Nr 11, 11/2000
15. Hafner, M.; Schüler, M.; Isermann, R., Model-based Optimization of IC Engines by Means of Fast neural Networks - Part 2: Static and Dynamic Optimization of Fuel Consumption versus Emissions. in MTZ Worldwide, Vol 61, Nr 11, 11/2000
16. Hafner, M.; Müller, N.; Semmler, S.; Skrjanc I., Incorporation of Neuro-Fuzzy Knowledge for Fast Measurement of Combustion Engine Maps. 2000 ASME International Congress and Exposition, Orlando, USA, 11/2000
17. Hafner, M.; Schüler, M.; Nelles, O.; Isermann, R., Fast Neural Networks for Diesel Engine Control Design. in Control Engineering Practice (CEP), Vol 8, Nr 11, 11/2000
18. Vlad, C.; Töpfer, S.; Hafner, M.; Isermann, R., A Hinge Neural Network Approach for the Identification and Optimization of Diesel Engine Emissions. 3rd IFAC Workshop Advances in Automotive Control, Karlsruhe, Germany, 03/2001
19. Hafner, M., Model Based Determination of Dynamic Engine Control Function Parameters. SAE Spring Fuels & Lubricants Meeting, Orlando, USA, 05/2001 (auch in: Progress in SI and Diesel Engine Modeling, SAE SP 1625, ISBN 0-7680-0789-5)
20. Hafner, M.; Vlad, C.; Töpfer, S., Calculating Optimized IC-Engine Control Maps Using Hinging Hyperplane Trees. European Control Conference, Porto, Portugal, 09/2001
21. Isermann, R.; Hafner, M., Mechatronic Combustion Engines - From Modeling to Optimal Control. European Control Conference, Porto, Portugal, 09/2001
22. Hafner, M.; Isermann, R., The Use of Stationary and Dynamic Emission Models for an Improved Engine Performance in Legal Test Cycles. International Workshop on Modeling, Emissions and Control in Automotive Engines, Salerno, Italy, 09/2001
23. Hafner, M., Steps towards an Optimizaton of the dynamic Emission Behavior - Measurement Strategies - Modeling - Model Based Optimization. SAE Small Engine Technology Conference, Pisa, Italy, 11/2001
24. Hafner, M., Minimierung von Verbrauch und Emissionen bei Verbrennungsmotoren - Einsatz neuer Methoden aus dem Gebiet der Mechatronik. in Technik in Hessen, III/2001
25. Zosel, C.; Hafner, M.; Isermann, R., Online-Optimierung von Verbrennungsmotoren mittels lokalen Modellen basierend auf APRBS-Messstrategien. Design of Experiments in der Motorenentwicklung, Berlin, 12/2001

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26. Hafner, M., Modellbasierte stationäre und dynamische Optimierung von Verbrennungsmotoren am Motorenprüfstand unter Verwendung neuronaler Netze. Fortschrittberichte VDI, Reihe 12, Nr. 482 (Dissertation), VDI-Verlag, 01/2002

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27. Hafner, M.; Isermann, R., OptiMot - Ein Softwarepaket zur rechnergestützten Modellbildung und optimierten Steuerung von Verbrennungsmotoren am Motorenprüfstand. GMA-Fachtagung AutoReg, Mannheim, 04/2002
28. Hafner, M.; Weber, M.; Isermann, R., Model-based Control Design for IC-Engines on Dynamomenters: The Toolbox 'OptiMot'. 15th IFAC Worldcongress, Barcelona, Spain, 07/2002
29. Hafner, M.; Isermann, R., Optimierter dynamischer Betrieb von Dieselmotoren mit Turbolader. in Mechatronische Systeme für den Maschinenbau, Wiley-VCH Verlag, Weinheim, 2002
30. Hafner, M.; Isermann, R., Multiobjective Optimisation of Feedforward Control Maps in Engine Management Systems towards low Consumption and low Emissions. in Transactions of the Institute of Measurement and Control -Special Issue on Engine Control-, Vol 25, Nr 1, 3/2003
31. Hafner, M., Effiziente Applikation der Motorsteuerung mit dynamischen Modellen. at Automatisierungstechnik (Sonderheft) 5/2003, ausgezeichnet mit dem Eugen-Hartmann-Preis 2003

Vorträge: (außerhalb Kongressen und Tagungen)

• Mechatronics Development in the Automotive Industry: -Engine Control-. Carl-Cranz Gesellschaft e.V., Mechatronics in Ground Transportation, Weßling, Germany, 09/1999
• Durch Simulation die Entwicklung beschleunigen, Bsp.: Verbrennungsmotoren. VDI/VDE - Nordbayern: GMA-Vortragsreihe, Fachhochschule Nürnberg, Germany, 10/1999
• Control Prototyping at Dynamic Engine Test Beds. Im Rahmen eines Forschungsaufenthaltes am IJS, Ljubiljana, Slovenia, 11/99
• Einsatz lokal linearer neuronaler Netze zur modellgestützten Optimierung von Verbrennungsmotoren. 34. Regelungstechnisches Kolloquium, Boppard, Germany, 02/2000
• Computational Intelligence Methods for Nonlinear System Identification. Im Rahmen eines Forschungsaufenthaltes an der University of Southampton, Southampthon, UK, 05/2000
• Mechatronischer Ansatz zur optimierten Steuerung und Regelung von Dieselmotoren. Bosch-Seminar, Stuttgart, Germany, 07/2000
• Optimierte Steuerung und Regelung von Dieselmotoren mit stellbarem Turbolader und Abgasrückführung. IMES-Seminar, Darmstadt, Germany, 07/2000
• Modellgestützte stationäre und dynamische Optimierung des Kraftstoffverbrauchs unter Einhaltung strenger Emissionsgrenzwerte am Beispiel von Diesel-Motoren mit Abgasturboaufladung. HDT-Tagung "Senkung des Kraftstoffverbrauchs", München, Germany, 11/2000
• Modellbasierte Optimierung von Dieselmotoren mit Turbolader und Abgasrückführung mit Hilfe neuronaler Netze. Kolloquium Mechanik und Regelungstechnik, Uni-GH Siegen, Germany, 12/2000
• On Board Diagnose: Technische Grundlagen zu Motor/Motormanagement und Einführung in Algorithmen. DEKRA Fortbildungszentrum, Altensteig-Wart, Germany, 01/2001
• Mathematical Algorithms for Solving Multicriterion, Multivariable, Nonlinear Optimization Problems. Im Rahmen eines Forschungsaufenthaltes an der Technischen Universität Bukarest, Bukarest, Rumänien, 05/2001
• Strategien zum umweltfreundlichen Betrieb von Dieselmotoren. Bericht zum Forschungsvorhaben im Rahmen einer akademischen Feier an der TUD, 06/2001
• Weitere Vorträge im Rahmen von Firmenkontakten (z.B. AVL, Bosch, DaimlerChrysler, Porsche, Siemens, VW) /