Entwicklung einer schaltenden Strategie zur Einhaltung von Emissinsgrenzewerten bei unbeaknnten Fahrzyklen

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung der Motorregelung. Es wird gezeigt, dass durch richtiges Umschalten zwischen einer treibstoffsparenden und einer NOx-sparenden Kalibrierung ein effizienterer Betrieb als mit einer Standardkalibrierung möglich ist. Um in akzeptabler Zeit verschiedene Schaltstrategien testen zu können wird eine Simulationsumgebung benötigt. Diese enthält ein Längsdynamikmodell des Testfahrzeugs, ein Mittelwertmodell des Motors, die Kalibrierung und die Motorregelung. Daraus ergibt sich ein umfangreiches Modell, welches entsprechend vereinfacht werden muss, um die entstehenden Emissionen schneller als am Prüfstand bestimmen zu können. Als nächstes werden eine treibstoffsparende, ein NOx-sparende und eine ausgeglichene Kalibrierungen am Mittelwertmodell des Motors erstellt. Um die optimalen Betriebspunkte für die Kalibrierung zu finden, werden zunächst statische Modelle für die Einspritzmenge und die NOx-Emissionen benötigt. Aus diesen Modellen muss anschließend für alle Lastfälle ein Kompromiss zwischen den ausgestoßenen Schadstoffen gefunden werden. Die daraus resultierenden Betriebspunkte werden in die jeweilige Kalibrierung eingetragen. Anhand der Simulationsumgebung können nun unterschiedliche Schaltstrategien untersucht werden. Als erstes wird ein optimales, statisches Schaltgesetz bestimmt, welches alle 5 Sekunden umschalten kann. Aus einer Häufigkeitsverteilung von den optimalen Schaltstellungen für genormte Zyklen, ergeben sich zwei kausale Schaltstrategien. Einerseits kann daraus eine neue Kalibrierung erstellt werden und andererseits kann man Bereiche angeben, in welchen eine bestimmte Kalibrierung effizienter ist. Anschließend wird noch ein prädiktiver Regler entworfen, welcher auf einer Vorausschätzung der Fahrzeuggeschwindigkeit beruht. Zum Abschluss der Arbeit werden die Ergebnisse aus der Simulation noch durch Messungen am Motorprüfstand plausibilisiert.