Simulation von Kundenbeanspruchungen für Steuergeräte unter thermischer Belastung

Simulation Temperaturerlauf
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Simulation Temperaturerlauf

Elektronische Bauteile in Fahrzeugen wie Kamera- oder Motorsteuergeräte sind vielfältigen Belastungen ausgesetzt, z.B. durch:

  • Temperaturwechsel
  • lange Verweildauer bei hoher Temperatur
  • die Wechselwirkung zwischen Temperatur und Feuchteeinwirkung

Der zeitliche Verlauf von Temperatur und Feuchte über die gesamte Fahrzeugnutzung hängt dabei von vielen Faktoren ab. Neben klimatischen Einflüssen der Region, in der ein Fahrzeug hauptsächlich bewegt wird, sind dies vor allem der fahrzeugtypabhängige Einbauort und die spezifische Nutzung durch jeden einzelnen Fahrer.

Um resultierende Schädigungen einer ganzen Population von Steuergeräten in Kundennutzung ermitteln zu können, ist deshalb die Kenntnis realistischer Temperatur- und Feuchteverläufe notwendig. Aufgrund der Vielfalt an Einflussfaktoren ist eine rein messtechnische Erfassung sehr aufwändig. Klimatische Einflüsse erfordern zudem einen langen Messzeitraum.

Temperaturverlauf Verweildauer
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2D Verweildauerzählung von Temperatur- und Feuchtzeitreihen.

Simulationsumgebung mit realistischen Temperatur- und Feuchteverläufen

In einer Simulationsumgebung wurde deshalb die Möglichkeit geschaffen, realistische Temperatur- und Feuchteverläufe für viele Kunden zu simulieren und dabei die vielfältigen Einflüsse zu berücksichtigen. Dabei werden Klimadaten aus verschiedenen Regionen als Input verwendet.

Das Nutzungsverhalten einzelner Fahrer wird zunächst durch die Zuordnung zu einem Fahrertyp wie bspw. Pendler oder Taxi beschrieben. Dieser Fahrertyp definiert die grundsätzliche Nutzungsweise des Fahrzeugs. Jeder Einzelfahrer wird auf dieser Basis durch weitere Parameter (bspw. Zeitpunkte für den Fahrtbeginn und die Fahrdauer) detaillierter beschrieben. Fahrzeugtypische Unterschiede im Einbau des Steuergeräts werden bei der Berechnung der Zeitverläufe berücksichtigt.

Dies ermöglicht die Simulation von Temperatur- und Feuchteverläufen einer Vielzahl an Steuergeräten. Für komplette Kundenpopulationen können so Belastungsverteilungen ermittelt und mit den Resultaten aus anderen Regionen oder unter abweichendem Nutzungsverhalten verglichen werden. Die gezielte Variation der Eingabeparameter ermöglicht außerdem die Bestimmung der Sensitivität dieser Belastungen gegenüber jenen Parametern.