Dieselmotorische Betriebsstrategie zur prozessoptimalen Ausschöpfung eines fahrstreckenvariablen Stickoxidkontingents unter realen Fahrbedingungen

Die aktuelle Diskussion zur Stickoxidbelastung für Mensch und Umwelt durch Pkw-Dieselfahrzeuge sowie der bevorstehende Paradigmenwechsel in der Neufahrzeugzertifizierung für den Pkw-Bereich stellen die Automobilhersteller bei der Motorenentwicklung vor eine neue Aufgabe. Das betrifft vor allem die geforderte Überprüfung der Abgasemission im realen Fahrbetrieb. Orientiert sich bisher die Konzipierung und Auslegung des Motorprozesses hauptsächlich an definierten, starren Testzyklen (z.B. NEFZ), deren Durchführung unter Laborbedingungen erfolgt, ist zukünftig eine ganzheitliche Betrachtung im gesamten Betriebsbereich des Verbrennungsmotors erforderlich. Hierbei müssen nicht nur die Motorsteuerung sondern auch die integrierten Systemkomponenten, wie bspw. die Abgasnachbehandlung, und deren Wirkungsgrenzen noch intensiver berücksichtigt werden. Insbesondere das deutlich größere Spektrum an Einflussfaktoren (Streckenprofil, Fahrerverhalten, Fahrzeugbeladung, etc.) während des realen Betriebs wirkt sich signifikant auf die Abgasemission aus. Diese Gegebenheit spiegelt sich ebenfalls in der bisher bestehenden Diskrepanz zwischen der gemessenen Emission im Testzyklus und der im realen Fahrbetrieb wider.

In der vorliegenden Arbeit wird eine neue Methode zur Motorsteuerung vorgestellt, die auch in Zukunft eine sichere Unterschreitung der geforderten Emissionsgrenzwerte im RDE-Betrieb sicherstellt. Der entwickelte Ansatz stützt sich auf den Übergang vom prädiktiven, vorausschauenden Betrieb zur ereignisorientierten, reagierenden Steuerung des Verbrennungsmotors. Anhand einer permanenten Überwachung der Abgasemission während des Fahrbetriebs wird in Abhängigkeit vom einzuhaltenden Emissionsgrenzwert die Motorsteuerung angepasst.