Reduktion der dieselmotorischen Abgasemissionen in den transienten Betriebsphasen mittels modellbasierter Optimierung und Echtzeitsimulation

Die deutliche Verschärfung der Emissionsvorschriften EURO V und EURO VI beim Dieselmotor und die anspruchsvollen Ziele der Verbrauchsreduzierung erfordern die Erschließung aller Potentiale der Motorabstimmung. Die Optimierung der stationären Betriebsphasen bietet mittlerweile nur noch wenig Verbesserungspotential. Die Fokussierung wird zunehmend auf die Abstimmung der transienten Übergänge gerichtet. Gerade im MVEG- und FTP-75-Zyklus entsteht ein erheblicher Teil der Abgasemissionen im dynamischen Betrieb. Ein hohes Optimierungspotential hinsichtlich der Emissionsminderung existiert in den Beschleunigungsphasen. Die Abstimmung der verschiedenen Fahrzeugbeschleunigungen in Testzyklen und unter realen Verkehrsbedingungen lässt sich nur noch sehr eingeschränkt mit rein experimentellen Methoden durchführen. Die entworfene modellbasierte Beschreibung von dynamischen Übergängen mit DoE-Modellen reduziert den Versuchsaufwand erheblich und ermöglicht eine effiziente Optimierung der Emissions- und Verbrauchswerte. Es wurde ein Applikationsverfahren auf der Grundlage der modellbasierten Abstimmung entwickelt, bei dem die Motordynamik auf Basis von Prüfstandsmessungen abgebildet wird. Die Ergebnisse der modellgestützten Optimierung fließen in die Steuergerätesoftware ein und dienen zur Potentialbestimmung unter der gegebenen Funktionsstruktur der Motorsteuerung. Die vielfältigen und schwierigen dynamischen Fahrzeugabstimmungen können mit diesem Verfahren schon in der frühen Entwicklungsphase durchgeführt werden. Ein Großteil der Abstimmungsarbeit des Motors wird durch den Einsatz von dynamischen Motormodellen vom Fahrzeug über den Prüfstand zur Simulation verlagert.