Zylinderdruckbasierte Füllungserfassung und Restgassteuerung (ZyFüRe)

Getrieben durch die immer restriktivere Gesetzgebung im Automobilbereich steigt die Bereitschaft der Automobilhersteller, hochleistungsfähige Sensoren, welche bisher nur für Prüfstands­untersuchungen genutzt wurden, auch in der Serie zu verbauen. Ein Beispiel für einen solchen Sensor ist der Zylinderdrucksensor, durch dessen Einsatz ein besserer Einblick in den Verbrennungsprozess möglich ist.

Einer der ersten Serienzylinderdrucksensoren (Abbildung 1), wird von Continental entwickelt. Für Forschungs- und Entwicklungsaufgaben begannen Continental und die Hochschule Weihenstephan–Triesdorf 2016 ein gemeinsames Projekt. Ziele des Projekts sind unter anderem ein Verringern des Verbrauchs und damit der Emissionen, ein Steigern des Wirkungsgrads und bessere Regelungen unter dynamischen Lastzuständen. Ermöglicht werden sollen diese Neuerungen durch den Zugriff auf den Verlauf der Energiefreisetzung im Brennraum und durch eine ausreichend schnelle Druckerfassung im Zylinder.

Ausgehend davon werden charakteristische Prozessgrößen berechnet, die dann zur Regelung der nachfolgenden Verbrennung genutzt werden können. Regelgrößen sind unter anderen der Zündzeitpunkt, die Einspritzung, Stellglieder wie die Drosselklappe oder das Abgasrückführungsventil. Die Schwierigkeit bei diesem Vorhaben liegt vor allem darin, die Prozessgrößen auch unter realen Betriebsbedingungen bestimmen zu können. Hierzu werden Messungen am Fahrzeug und am Motorenprüfstand sowie Simulationen durchgeführt.