Nomenklatur - im ZESS

1. Einleitung
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In der vorliegenden Arbeit werden Sensoren untersucht und eingesetzt, die eine zylinderindividuelle
Steuerung bzw. Regelung des Verbrennungsmotors ermöglichen. Insbesondere
die Bestimmung der Luftmasse im Zylinder ist die zentrale Größe beim Betrieb eines Verbrennungsmotors.
Ist diese bekannt, dann kann die exakte Menge Kraftstoff in den Zylinder
eingespritzt werden, so daß sich ein definiertes Gemisch für einen optimalen Wirkungsgrad
des Katalysators einstellt. Herkömmliche Verfahren unterscheiden im allgemeinen nicht die
einzelnen Zylinder, da die Sensoren zur Bestimmung der Luftmasse im oder vor dem Saugrohr
angebracht sind. Mit Brennraumdrucksensoren und unter Verwendung adaptiver Algorithmen,
kann jedoch die Luftmasse zylinderindividuell bestimmt werden.
Jahrzehntelang hat sich am Betrieb von Verbrennungsmotoren nichts Grundsätzliches geändert.
Die Elektrik war notwendiges Beiwerk, die Mechanik dominierte. Zwei Entwicklungen
in den letzten 15 Jahren näherten die Bedeutung der Elektrik bzw. Elektronik an die der Mechanik
an. Die Einführung der elektronischen Motorsteuerung und des 3-Wege-Katalysators.
Für einen wirkungsgradoptimalen Betrieb und zum Schutz des Katalysators war es unabdingbar,
ein definiertes Gemisch einzustellen. Dies konnte nicht mehr durch eine reine Steuerung
der Einspritzmenge geschehen. Mit neuen Sensoren, vor allem der Lambdasonde, konnte der
Übergang von der Steuerung des Motors hin zur elektronischen Regelung vollzogen werden.
Die Zylinder wurden jedoch bis auf die Klopfregelung über Körperschallsensoren nicht individuell
unterschieden. Erst in neuerer Zeit wird die Einspritzmenge im Instationärbetrieb zylinderindividuell
eingestellt, obwohl die Lambdainformation immer noch ein Summensignal
der einzelnen Zylinder darstellt.
Gegenwärtig lassen sich zwei Trends manifestieren. Die Betrachtung der einzelnen Zylinder
gewinnt an Bedeutung, letztendlich auch durch die Verfügbarkeit serientauglicher Sensorik,
die eine zylinderindividuelle Aussage bestimmter Motorkenngrößen ermöglicht. Hier sind vor
allem der Brennraumdrucksensor sowie die Ionenstrommessung von Bedeutung, die in einigen
wenigen Serienfahrzeugen schon eingesetzt werden. Zweitens geht die Implementierung
weg von kennfeldbasierten Strukturen hin zur Verwendung physikalischer Modelle. Dadurch
wird die Applikation der Motorsteuerung transparenter und strukturierter.
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