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.
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Abb. 1: Zylinderdrucksensor

Publikationen

Härtl, S.; Kainz, J.; Schuele, H.; Gaderer, M. (2021): Experimental Investigation of a Control Strategy Based on Combustion Stability and Combustion Phasing for a Multi-Cylinder Engine with Fueled Pre-Chambers and Cylinder Pressure Transducers. Technical Paper 2021-01-0639. DOI: 10.4271/2021-01-0639
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Härtl, S.; Kainz, J.; Schuele, H.; Beer, J.; Gaderer, M. (2020): KNOCK Detection with Series Cylinder Pressure Sensors. Technical Paper 2020-01-1143. DOI: 10.4271/2020-01-1143
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Vorträge

Härtl, S.; Kainz, J.; Schuele, H.; Gaderer, M. (2021): Control of combustion stability and center of combustion on a lean-burn gasoline engine with pre-chamber. 21th Stuttgart International Symposium "Automotive and Engine Technology" 30. – 31.03.2021.


Promotionen

Effizienzsteigerung beim Ottomotor durch den Einsatz von Serienzylinderdrucksensoren

Doktorand M.Sc. Simon Härtl
Wissenschaftlich betreuende Person HSWT Prof. Dr. Josef Kainz
Einrichtungen TUM Campus Straubing
Hochschule Weihenstephan-Triesdorf
Wissenschaftlich betreuende Person (extern) Technische Universität München | Prof. Dr. Matthias Gaderer
Zeitraum 10.08.2018 - 10.08.2022
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Projektleitung


Projektbearbeitung

M.Sc. Simon Härtl

Projektdauer

01.03.2016 - 30.04.2019

Projektförderung

Adressierte SDGs (Sustainable Development Goals)

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