Bernhard Winkler-Ebner,
"Design eines virtuellen Sensors für die NOx-Rohemissionen eines HD-Dieselmotors mit externer AGR und Ladedruckregelung"
, 8-2009
Original Titel:
Design eines virtuellen Sensors für die NOx-Rohemissionen eines HD-Dieselmotors mit externer AGR und Ladedruckregelung
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Modellierung der Stickoxidemissionen eines Dieselmotors für Nutzfahrzeuge mit zweistufiger Aufladung und externer Abgasrückführung. Der Arbeitsumfang reicht dabei von der theoretischen Bearbeitung bis hin zur Modellierung und Modellbewertung. Dafür wurden zunächst umfangreiche Untersuchungen bzgl. der benötigten Sensorik durchgeführt. Neue Messpostionen und Sensoren wurden getestet und die Fehlereigenschaften und die Messdynamik der Sensoren miteinander verglichen. Der Fokus liegt aber eindeutig auf der Modellierung der Stickoxide mittels datenbasierten Modellen. Das erstellte Stickoxidmodell, auch als virtueller Sensor bezeichnet, weist eine Polynomstruktur auf und besteht aus mehreren lokalen Modellen. Mit dieser Modellstruktur war es möglich den sehr komplexen Prozess der Stickoxidbildung zu erfassen. Zur Reduktion des Messaufwandes wurden Methoden der statistischen Versuchsplanung eingesetzt. Die verwendete D-optimale Versuchplanung verringerte nicht nur den Messaufwand, sondern ermöglichte auch die Erstellung robusterer Modelle. In Kombination mit der optimalen Versuchplanung kam eine effiziente Methode zur Bestimmung und Handhabung der Variationsgrenzen des Versuchsraumes zum Einsatz, welche aus der Arbeit übernommen wurde. Anschließend wurde eine umfangreiche Evaluierung des Modells anhand der gängigen Testzyklen für Nutzfahrzeuge durchgeführt. Auf diese Weise war es möglich den erstellten virtuellen Sensor und die verwendeten kommerziellen Stickoxidsensoren zu vergleichen und deren unterschiedliche Vor- und Nachteile herauszuarbeiten. Alternativ zu der rein polynomialen Modellstruktur wurden weitere Modellstrukturen getestet. Zum einen ein rein kennfeldbasiertes Modell und zum anderen eine Kombination eines identifizierten Modells und Kennfeldern. Für diese Untersuchungen wurden eigene Modelle generiert und bewertet. Weiters wurde versucht deren Potential zur korrekten Modellierung der Stickoxidemissionen abzuschätzen.