Automotive industry has moved from manufacturing automobiles using mechanical units to using Electronic Control Units (ECUs). One of the integral parts of ECUs are the microcontrollers. Selecting the right microcontroller unit for the ECU in automotive industry, involves high time and cost factors, as several criteria need to be examined for each microcontroller in the market. There is a need for a methodology for selection of the microcontroller based on the given requirements, with the aid of some tools, to reduce the time and cost factors. This thesis involves determining criteria for automotive microcontrollers and selection of the microcontroller by following a systematic process. A part of the systematic process involves filtering or ranking microcontrollers according to the requirements and plotting microcontrollers for the required criteria along with pareto-front analysis of rank versus cost. Ranking of microcontrollers is done using Goal Programming and Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) methods. The result from the thesis shows various criteria for the microcontroller in an ECU and the methodology to be followed for microcontroller selection using case study of Exterior Lighting System. The results of Goal Programming and TOPSIS methods show that they could provide good aid in selection by ranking the microcontrollers along with pareto-front analysis. Finally, a selection methodology guideline has been formulated to aid the selection process with the help of the methods. / Fordonsindustrin har gått från att tillverka bilar med mekaniska styrsystem till att använda elektroniska styrenheter (ECU:er). En central del i styrenheterna är mikrokontrollers. Att välja rätt mikrokontroller för en ECU i fordonsindustrin är tidskrävande och kostnadsintensivt eftersom många faktorer behöver tas i beaktning och undersökas för varje mikrokontroller på marknaden. Det finns ett behov för en metod att välja mikrokontroller utifrån en given kravställning, med hjälp av olika verktyg, för att minska utvecklingstid och kostnad. Detta examensarbete handlar om att fastställa relevanta kriterier för fordonsrelaterade applikationer som använder mikrokontrollers samt urval av mikrokontrollers genom att följa en systematisk metod. En del av den metoden är filtrering och rangordning av alternativen utifrån kravställningen och visualisering hur jämförelsealternativen uppfyller kravställningen jämte Pareto-front analys mellan rangordning och kostnad. Rangordning görs med hjälp av metoderna Målprogrammering och Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS). Resultatet av examensarbetet visar olika kriterier för en mikrokontroller i en ECU och metoderna att använda sig av för val av mikrokontroller i studieexemplet ett belysningsstyrningssystem. Resultaten av metoderna målprogrammering och TOPSIS visar att de kan vara till god hjälp i valet genom rangordning av mikrokontrollers med tillägg av Pareto-front-analys. Slutligen har en guide för urvalsmetod skapats för att hjälpa urvalsprocessen med hjälp av metoderna.

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This thesis is a case study conducted at Magna Electronics to explore the use of machinelearning techniques in improving the predictive quality of electronic control unit (ECU)within the automotive manufacturing. This thesis aims to apply interpretable machinelearning methods to predict potential future ECU failures early. With the interpretablemachine learning the goal is to identify predictive variables that lead to ECU failure andwhich can be used as support for decision making.Logistic Regression and Random Forest were chosen as the machine learning methods,which have been used in research of predictive quality and have different levels of interpretability.TreeSHAP was used on the Random Forest as the post-hoc method to furtherunderstand the results. The models’ performances were quantitatively evaluatedthrough metrics such as accuracy and area under precision-recall curve. Subsequently, thebest-performing models were further analyzed using confusion matrices, precision-recallcurves, and horizontal bar charts to assess the impact of predictive variables.The results of this thesis indicated that while Random Forest outperformed Logistic Regression,both models demonstrated limited capability in accurately predicting faulty ECUs,due to the low AUCPR scores. The precision-recall curves suggested performance near randomguess, highlighting the possible variability in parameter impact.This study has also identified significant challenges, such as data imbalance and mislabeling,which may have had a negative effect on the results. Given these issues, the thesisadvises caution in using these results for decision-making. Although, findings of this thesisunderscore the need for a cautious approach to interpreting model outputs, suggestingthat real-world application may require to use different models based on the specific goalsand context of the analysis.

The theme of this student thesis is {\clq}qAnalysis of the machinery as a component of the accident system in the area of traffic operations of self-propelled motor vehicles``. It deals with problems of traffic and main causes of deaths and injuries in road accidents, and proposes a possibility of their elimination. The solution is based on the fact that most of the road accidents are caused by drivers themselves who don´t pay enough attention by driving or their behaviour behind the wheel isn´t sufficient. The proposed solution is supposed to monitor the traffic in real time and in co-operation with specially-designed program installed in the electronic control unit of the vehicle it´s able to notify the driver of dangers around him. The system is also able to dynamically control the traffic in order to prevent traffic-jams, accidents on pedestrian crossings, etc. As a result of system implementation the author estimates rapid decrease in fatal road accidents, serious injuries and physical damages.

Die Zulieferindustrie im Automobilbereich sieht sich heutzutage hochkomplexen Systemen bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren gegenüber. Applikationssteuergeräte mit passendem Datenstand werden selten von Fahrzeugherstellern an Dritte für die Entwicklung am Verbrennungsmotor bereitgestellt. Eine Alternative bieten Prototypensteuergeräte mit individuellen Softwarepaketen, die in ihrer Funktionalität auf die Bedürfnisse der Entwicklungsingenieure zugeschnitten sind. Die FlexECU von ETAS ist ein gutes Beispiel für solch ein offenes, kostengünstiges und seriennahes Prototypensteuergerät. Hauptbestandteil dieser Arbeit ist die Entwicklung und Integration eines Momentemodells in eine vorhandene Motorsteuerungssoftware sowie die Applikation dieses Modells am Motorprüfstand. Die Motivation für die Erweiterung der jetzigen Motorsteuerungssoftware um das Momentemodell ist, den Entwicklungsingenieuren ein möglichst seriennahes Steuergeräteumfeld bei der Erarbeitung innovativer verbrauchs- und schadstoffoptimierter Konzepte für den Verbrennungsmotor bereitzustellen. Bei der Evaluation wird gezeigt, dass die Integration und die Funktion des Momentenmodells grundsätzlich gelungen ist. Diese Arbeit bildet den Grundstein für eine umfangreiche Entwicklung, die noch einige Zeit in Anspruch nehmen wird, bis eine voll umfängliche abgesicherte Software geschaffen ist. / Nowadays, the automotive supplier industry is confronted with highly complex systems for the development of internal combustion engines. Vehicle manufacturers very rarely provide third party developers with their engine control units with calibration access and matching description and data files for internal combustion engines. An alternative are prototype control units with individual software packages, which in their functionality are adapted to the needs of development engineers. One example for such an open, cost-effective and field-proven control system development platform is FlexECU from ETAS. The essential part of this thesis is the development and integration of a torque-based system structure for an existing engine management system and the calibration of this model on an engine test bench. The motivation for this improvement is to provide development engineers with a control unit environment as close to serial as possible for the development of consumption- and emission-optimized concepts for internal combustion engines. The evaluation shows that integration as well as functionality of the torque-based system structure has generally been achieved. This thesis lays the foundations for an extensive development of this system – although the creation of a fully verified and validated software will still take some time.

This master thesis deals with ignition systems which are used in cars vehicles with gas engines and also with setting of the best moment of ignition of gasoline-air mixture in cylinders of engine. Ways of gas injection at diesel engines and their control systems are also described in this thesis. Next chapter deals with control unit and describes main actions which are necessary for today’s motor vehicles. As illustration is used example of succession of actions which are necessary for calculation and setting regular value of pre-ignition. At the end is shown animation, which can be used for practice lessons in a subject Automobile Electric and Electronic Systems as a example. It will simplify understanding of described activities which are all accomplished by central control unit. For purposes of laboratory lessons is in this thesis also discussed measuring of engine performance with changes of parameter of central control unit.

Práce se zabývá návrhem automobilové elektronické řídicí jednotky (ECU) s funkcí partial networking definovanou normou ISO 11898-6. Cílem je navrhnout a vytvořit demonstrační ECU s použitím system basis chip NCV7471. Protože NCV7471 obsahuje standardní CAN transceiver, funkce partial networking je realizována pouze softwarem řídicí jednotky. Práce zvažuje možné způsoby realizace jak HW, tak SW části, tak aby byla zajištěna nízká spotřeba ECU v různých operačních módech, a snaží se sledovat současné trendy v automobilovém průmyslu.

In this thesis is described a laboratory process of example of traction control with frequency converter SINAMICS S120. The focus of this thesis is divided into three parts. Modification of the traction to translational motion for transport of the open vessel with liquid. Proposal of the autonomous operation of the traction without connection to other devices such as a personal computer or PLC, including wiring diagram. The simulation of a dynamic movement for transport of the vessel with liquid in the simulation environment MATLAB and implementation using the proposed laboratory traction. Commissioning and activation of each control functions is described step by step.

Die Zulieferindustrie im Automobilbereich sieht sich heutzutage hochkomplexen Systemen bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren gegenüber. Applikationssteuergeräte mit passendem Datenstand werden selten von Fahrzeugherstellern an Dritte für die Entwicklung am Verbrennungsmotor bereitgestellt. Eine Alternative bieten Prototypensteuergeräte mit individuellen Softwarepaketen, die in ihrer Funktionalität auf die Bedürfnisse der Entwicklungsingenieure zugeschnitten sind. Die FlexECU von ETAS ist ein gutes Beispiel für solch ein offenes, kostengünstiges und seriennahes Prototypensteuergerät. Hauptbestandteil dieser Arbeit ist die Entwicklung und Integration eines Momentemodells in eine vorhandene Motorsteuerungssoftware sowie die Applikation dieses Modells am Motorprüfstand. Die Motivation für die Erweiterung der jetzigen Motorsteuerungssoftware um das Momentemodell ist, den Entwicklungsingenieuren ein möglichst seriennahes Steuergeräteumfeld bei der Erarbeitung innovativer verbrauchs- und schadstoffoptimierter Konzepte für den Verbrennungsmotor bereitzustellen. Bei der Evaluation wird gezeigt, dass die Integration und die Funktion des Momentenmodells grundsätzlich gelungen ist. Diese Arbeit bildet den Grundstein für eine umfangreiche Entwicklung, die noch einige Zeit in Anspruch nehmen wird, bis eine voll umfängliche abgesicherte Software geschaffen ist.:Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I Verzeichnis der Formelzeichen und Symbole . . . . . . . . . . . . . . . II Variablenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .V Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VII Tabellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .VIII 1. Einleitung 1 1.1. Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1.2. Zielsetzung und Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 2. Stand der Technik 4 2.1. Steuerung und Regelung von Ottomotoren . . . . . . . . . . . . 4 2.2. Architektur Motorsteuerungssoftware . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.3. Das Momentenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 3. Theoretische Grundlagen 15 3.1. Innermotorische Drehmomentenerzeugung . . . . . . . . . . .15 3.2. Eingriffsmöglichkeiten und deren Geschwindigkeit . . . . . .18 4. Modellierung des Momentenmodells 20 4.1. Entwicklungsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 4.2. Modellbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 5. Versuch 34 5.1. Versuchsplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5.2. Versuchsträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 5.2.1. ETAS FlexECU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.2.2. Simulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5.2.3. Versuchsmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.2.4. Motorprüfstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 5.3. Applikationssoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 5.3.1. ETAS INCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 5.3.2. ETAS MDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.3.3. ETAS ASCMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 6. Vorstellung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 6.1. Ergebnisse der Applikation des Momentemodells . . . . . . 45 6.2. Evaluierung der Drehmomentumsetzung des Momentenmodells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 6.3. Evaluierung der Untersysteme des Momentenmodells . . 62 7. Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 Literatur- und Quellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Eidesstattliche Erklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Anlagenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 / Nowadays, the automotive supplier industry is confronted with highly complex systems for the development of internal combustion engines. Vehicle manufacturers very rarely provide third party developers with their engine control units with calibration access and matching description and data files for internal combustion engines. An alternative are prototype control units with individual software packages, which in their functionality are adapted to the needs of development engineers. One example for such an open, cost-effective and field-proven control system development platform is FlexECU from ETAS. The essential part of this thesis is the development and integration of a torque-based system structure for an existing engine management system and the calibration of this model on an engine test bench. The motivation for this improvement is to provide development engineers with a control unit environment as close to serial as possible for the development of consumption- and emission-optimized concepts for internal combustion engines. The evaluation shows that integration as well as functionality of the torque-based system structure has generally been achieved. This thesis lays the foundations for an extensive development of this system – although the creation of a fully verified and validated software will still take some time.:Abkürzungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I Verzeichnis der Formelzeichen und Symbole . . . . . . . . . . . . . . . II Variablenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .V Abbildungsverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VII Tabellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .VIII 1. Einleitung 1 1.1. Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1.2. Zielsetzung und Aufbau der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 2. Stand der Technik 4 2.1. Steuerung und Regelung von Ottomotoren . . . . . . . . . . . . 4 2.2. Architektur Motorsteuerungssoftware . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.3. Das Momentenmodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 3. Theoretische Grundlagen 15 3.1. Innermotorische Drehmomentenerzeugung . . . . . . . . . . .15 3.2. Eingriffsmöglichkeiten und deren Geschwindigkeit . . . . . .18 4. Modellierung des Momentenmodells 20 4.1. Entwicklungsumgebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 4.2. Modellbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 5. Versuch 34 5.1. Versuchsplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 5.2. Versuchsträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 5.2.1. ETAS FlexECU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.2.2. Simulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5.2.3. Versuchsmotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.2.4. Motorprüfstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 5.3. Applikationssoftware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 5.3.1. ETAS INCA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 5.3.2. ETAS MDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.3.3. ETAS ASCMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 6. Vorstellung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 6.1. Ergebnisse der Applikation des Momentemodells . . . . . . 45 6.2. Evaluierung der Drehmomentumsetzung des Momentenmodells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 6.3. Evaluierung der Untersysteme des Momentenmodells . . 62 7. Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 Literatur- und Quellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 Eidesstattliche Erklärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Anlagenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

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