Modellbasierte Betriebsstrategien für den Dieselmotor der Zukunft

Auch unter dem Blickwinkel aktueller Diskussionen um den Dieselmotor, wird dieser voraussichtlich weiterhin eine wichtige Antriebsquelle für PKWs bleiben und aufgrund seines hohen Wirkungsgrades einen wichtigen Beitrag zur Absenkung der CO2-Emissionen leisten.

Mit der Einführung dynamischerer Testprozeduren und der Beachtung realer Fahrbedingungen ist es zukünftig unabdingbar, unter allen Betriebsbedingungen niedrigste Emissionen sicher zu stellen. Einen wichtigen Beitrag leistet hier die Entwicklung modellbasierter Ansätze zur Einstellung der optimalen Kraftstoff- und Luftzusammensetzung im Brennraum als Basis einer sauberen Verbrennung. Mit dem Einsatz von Abgasnachbehandlungssystemen können dann niedrige Abgasemissionen unter allen Betriebsbedingungen sichergestellt werden.

Um diese Ziele zu erreichen, wurden in diesem Projekt innovative Strategien zur Sicherstellung der innermotorischen Emissionen unter dynamischen Randbedingungen ausgearbeitet. Ein Schwerpunkt war die Entwicklung einer auf einer innovativen Sollwertstrategie aufbauenden, modellbasierten Luftpfadregelung. Dieser Ansatz ermöglicht die verschiedensten Systemkonfigurationen eines Dieselmotors unter hochdynamischen Randbedingungen emissionsoptimiert zu betreiben und das benötigte Gasgemisch exakt in den Brennraum zuzumessen.

Aufbauend auf einer Lösung mit einem Zylinderdrucksensor pro Zylinder wurde ein innovatives System zur Verbrennungsregelung weiter optimiert, welches mit einem Drucksensor und einem Drehmomentenmodell basierend auf dem hochaufgelösten Drehzahlsignal des Motors die Systemstreuung minimiert. Mit dieser Technologie konnten eine weitere Reduzierung der Emissionen und ein Kraftstoffverbrauchsvorteil erzielt werden.

In dynamischen Fahrzeugtests konnten die Vorteile der Technologie für den zukünftigen Serieneinsatz aufgezeigt werden.

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