Regelung von Benzinmotoren mittels hochfrequenzbasierter Katalysatorzustandserkennung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gerhard Fischerauer; Professor Dr.-Ing. Ralf Moos
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Messsysteme
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 193134128

Für die Abgasreinigung von Ottomotoren ist der mit Lambda-Sonden geregelte Drei-Wege-Katalysator (threeway catalyst, TWC) bereits seit langem im Einsatz. Die Überwachung des TWC erfolgt aktuell über Lambda- Sonden vor und nach Katalysator und gibt somit nur indirekt Auskunft über den Katalysatorzustand selbst.Eine neuartige, direkte Vermessung des gesamten Katalysators in situ erlaubt hingegen direkt eine Aussage über den Füllgrad des Sauerstoffspeichers im TWC. Über eine Antenne werden Mikrowellen in den Katalysator eingekoppelt und die Streuparameter ausgewertet. Unterschiedliche Katalysatorzustände lassen sich damit bestimmen. Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, ob sich dieses Messsignal für die Regelung von Benzinmotoren einsetzen lässt. Es sollen eine vollständige Motorregelung auf Basis der hochfrequenzgestützten Katalysatordiagnose dargestellt und Regelstrategien sowohl an einer hochdynamischen Synthesegasanlage als auch am Motorprüfstand erprobt werden.Ziele des Projekts sind die Ausarbeitung der Vorteile bzgl. Edelmetall- oder Bauraumersparnis des neuen Regelungssystems im Vergleich zur etablierten Regelung über die Daten der Lambda-Sonden sowie die Umsetzung in Form von Simulationen und praktischer Anwendung am Vollmotorprüfstand. Weiterhin ist eine Bewertung dahingehend durchzuführen, ob ein vollständiger Wegfall von zumindest einer Lambda-Sonde im realen Betrieb möglich ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen (Transferprojekt)
• Beteiligte Institution: Umicore AG & Co. KG