Die Reduktion von Abgas-Emissionen sowie von Kraftstoffverbrauch gewinnt immer stärkere Bedeutung und führt in der Umsetzung zu einer immer höheren Anzahl an Aktoren und Sensoren und infolgedessen zu einer immensen Zunahme an Variabilitäten. Die Applikation von elektronischen Motorsteuerungen wird folglich zu einer hochdimensionalen Aufgabe und mitvder Dimensionalität steigt die Komplexität. Um die Optimierung der Applikation in annehmbarer Zeit und mit akzeptablen Aufwand durchführen zu können sind sowohl schnelle Vermessungsmethoden als auch modellbasierte Optimierungsmethoden nötig. Die Zeit und der Aufwand können weiter reduziert werden, indem die Messung, Identifikation und Optimierung zu einer Online-Methodik am Motorenprüfstand kombiniert werden, wodurch diese automatisch interagieren und sich anpassen.

Zur Umsetzung einer schnellen Applikation wurde eine Online-Methode entwickelt, welche die Modellierung des statischen und dynamischen Verhaltens mit lokalen sowie globalen Verbrennungsmotormodellen ermöglicht. Die Automatisierung erfolgt dabei durch die Parallelisierung der Vermessung und Auswertung zur Modellbildung, sodass sie ohne Trennung von Messungen am Prüfstand, Auswertungen im Büro und zwischenzeitlichen Benutzereingriffen ablaufen kann. Der Ablauf des Prozesses entspricht einem iterativen Vorgehen während der Vermessung, wodurch passende Offline-Methoden verwendet werden können. Mithilfe verschiedener weiterer Methoden kann eine Reduktion des gesamten Aufwands und der benötigten Zeit erreicht werden, bei gleichzeitiger Erhöhung der Modellqualität.

Eine schnelle Bestimmung des Variationsraums wird durch eine limitbasierte Regelung der Aktorführungsgrößen erreicht. Solange die gemessenen Größen weit von ihren kritischen Werten entfernt sind, wird die Verstellgeschwindigkeit aller Aktoren erhöht, um schneller zu den Variationsraumgrenzen zu gelangen. Wenn die gemessenen Größen sich ihren kritischen Werten nähern, wird die Verstellgeschwindigkeit geregelt reduziert. Mithilfe dieser integrierten Regelung wird ein schnelles Verfahren erreicht. Mithilfe der gemessenen Positionen der Aktoren an den Variationsraumgrenzen wurde eine mathematische Beschreibung des konkaven Variationsraums und der sich daraus ergebenden konkaven Hülle entwickelt. Speziell bei hochdimensionalen Problemen ist die mathematische Beschreibung des konkaven Variationsraums essentiell für eine automatische Online-Vermessung am Prüfstand, weil ein manuelles Vermessen hochdimensionaler Räume viel Zeit in Anspruch nimmt. Mithilfe einer Stationärwerterkennung kann die stationäre Vermessung schneller erfolgen. Die Online-Methodik erkennt automatisch den stationären Zustand aller Messgrößen, führt die Datenaufzeichnung aus und wechselt zum nächsten Messpunkt. Infolgedessen wird keine globale Stabilisierungszeit mehr benötigt, da die Messgrößen bis zum Erreichen aller stationären Werte für eine individuelle Zeit konstant gehalten werden. Für die dynamische Modellbildung wurde ein Kurzzeit-Testsignal entwickelt, welches eine flexible und zielorientierte Anpassung erlaubt. Ohne eine individuell angepasste Anregung können dynamische Modelle keine hohe Güte erreichen. Darüber hinaus wurden geeignete Methoden zur zielgerichteten sowie modellbasierten Anpassung von Messplänen basierend auf dem aktuell gültigen Modell entwickelt. Auf diese Weise wird eine schnellere Vermessung zur Modellbildung ermöglicht, da statt klassischen raumfüllenden Designs nur Messpunkte erfasst werden, welche für das Modell und die Anwendung relevant sind. Der gesamte Messaufwand kann reduziert werden, indem das Messen in Bereichen hoher Modellgüte vermieden wird, da der Einfluss einer neuen Messung in diesen Bereich gering ist. Um die Anwendbarkeit der Methodik zu erhöhen sowie die benötigten Benutzereingriffe zu reduzieren, werden zusätzlich Methoden zur Anpassung der mathematischen Modellstruktur entwickelt. Dadurch kann die erreichbare Modellgüte erhöht werden und Annahmen zur Modellstruktur werden vermieden.

Mit der hier vorgestellten neuen Methodik zur zielgerichteten Vermessung, welche sowohl schnell als auch automatisch abläuft, leistet diese Dissertation einen wesentlichen Beitrag zur modellbasierten Applikation von Motorsteuergeräten. Durch den Einsatz dieser Online-Methodik, deren Anwendbarkeit anhand verschiedener Beispiele verdeutlicht wird, kann die Vermessung und Identifikation in deutlich kürzerer Zeit als beim klassischen Vorgehen erfolgen.