Verfügbarkeit: Methodischer Ansatz zur anwedungsspezifischen Realfahrtemissionsbewertung am Motorenprüfstand

Methodischer Ansatz zur anwedungsspezifischen Realfahrtemissionsbewertung am Motorenprüfstand:

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Schmidt, Deborah (VerfasserIn)
Format:	Abschlussarbeit Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Düren Shaker Verlag 2020
Ausgabe:	1. Auflage
Schriftenreihe:	Schriftenreihe des Instituts für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe 16
Schlagworte:	Real Driving Emissions Prüfstand Verbrennungsmotor Kraftfahrzeugmotor Hardware-in-the-loop Messung Entwicklungsmethodik Antriebsentwicklung Hochschulschrift
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	192 Seiten 63 Illustrationen 21 cm x 14.8 cm, 326 g
ISBN:	9783844075601 3844075607

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS VORWORT ABSTRACT KURZFASSUNG INHALTSVERZEICHNIS ...J ABBILDUNGSVERZEICHNIS TABELLENVERZEICHNIS VIII FORMELVERZEICHNIS IX ABKUERZUNGSVERZEICHNIS VERZEICHNIS DER FORMELZEICHEN UND INDIZES XIII 1 EINLEITUNG 1 1.1 BEDEUTUNG VERBRENNUNGSMOTORISCHER ANTRIEBE IM MOBILITAETSSEKTOR 1 1.2 MASSNAHMEN ZUR LUFTREINHALTUNG 1 1.3 MOTIVATION ZUR ENTWICKLUNG EINER ANWENDUNGSSPEZIFISCHEN METHODE ZUR EMISSIONSBEWERTUNG 3 2 GRUNDLAGEN UND STAND DER TECHNIK 5 2.1 VERBRENNUNGSMOTORISCHE FAHRZEUGANTRIEBE 5 2.1.1 SCHADSTOFFBILDUNG UND REDUKTION 5 2.1.2 ABGASGESETZGEBUNG UND HOMOLOGATION 15 2.2 ETABLIERTE ENTWICKLUNGSPROZESSE UND METHODEN IN DER ANTRIEBS ENTWICKLUNG 33 2.2.1 MODELLBASIERTER ENTWICKLUNGSPROZESS 34 2.2.2 MODELLBASIERTE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG X-IN-THE-LOOP 36 2.2.3 OPTIMIERUNG IN DER ANTRIEBSSTRANGENTWICKLUNG 37 2.2.4 MODELLBASIERTE QUANTIFIZIERUNG DER FAHRZEUGEMISSIONEN UNTER REALEN BETRIEBSBEDINGUNGEN 43 2.3 ENTWICKLUNGSPROZESSE UND METHODEN FUER RDE ........................................... 45 2.3.1 VALIDIERUNG IM STRASSENUMFELD/FAHRVERSUCH .......................................... 45 2.3.2 MODELLBASIERTE METHODEN ZUR EMISSIONSABSICHERUNG IN FRUEHEN PHASEN ....................................................................................................... 47 3 ZIELSETZUNG DER ARBEIT UND METHODIK DES VORGEHENS ....................................... 55 3.1 AUSGANGSLAGE ................................................................................................. 55 3.2 ZIELE DER ARBEIT .............................................................................................. 56 3.3 METHODIK DES VORGEHENS ............................................................................... 58 4 EINFLUSSANALYSE DES VERSUCHSSZENARIOS AUF DIE BEWERTUNG DES EMISSIONSVERHALTENS ............................................................................................... 59 4.1 UNTERSUCHUNG DER SCHADSTOFFEMISSIONEN EINES ANTRIEBS IN VERSCHIEDENEN SZENARIEN ............................................................................... 59 4.2 UNTERSUCHUNGEN VERSCHIEDENER ANTRIEBE IN VERSCHIEDENEN SZENARIEN ...... 60 4.3 BETRACHTUNG VERSCHIEDENER SCHADSTOFFKOMPONENTEN IN VERSCHIEDENEN SZENARIEN ....................................................................................................... 61 5 METHODISCHER ANSATZ ZUR ANWENDUNGSSPEZIFISCHEN REALFAHRTEMISSIONS BEWERTUNG ......................................................................................................... 70 5.1 ENTWICKLUNGSPROZESS ZUR BELASTBAREN BEWERTUNG VON ANTRIEBSSYSTEMEN UNTER RDE-BEDINGUNGEN ................................................................................ 70 5.2 DATENBANKEN .................................................................................................. 75 5.2.1 ANTRIEBSSTRANGDATENBANK ........................................................................... 75 5.2.2 SEGMENTDATENBANK .................................................................................... 88 5.3 PROZESSMODULE ...............................................................................................94 5.3.1 ANTRIEBSSTRANGCHARAKTERISIERUNG ...............................................................94 5.3.2 TESTSZENARIOGENERIERUNG ........................................................................ 101 5.3.3 SIMULATIVE VORUNTERSUCHUNG .................................................................. 115 5.3.4 DATENANALYSE UND BEWERTUNG DES REPRAESENTATIVEN SZENARIOS ............... 117 5.3.5 WORST-CASE-SZENARIOGENERIERUNG ............................................................ 118 5.3.6 DATENANALYSE UND BEWERTUNG DES WORST-CASE SZENARIOS ...................... 119 II 6 IMPLEMENTIERUNG UND EXEMPLARISCHE UMSETZUNG DER METHODIK ..................120 6.1 ENGINE-IN-THE-LOOP-ENTWICKLUNGSUMGEBUNG ............................................. 120 6.1.1 SIMULATIONSPLATTFORM .............................................................................. 120 6.1.2 ENGINE-IN-THE-LOOP-PRUEFSTAND ................................................................ 126 6.1.3 VERSUCHSMOTOREN .................................................................................... 127 6.1.4 MESSAUSRUESTUNG ...................................................................................... 128 6.2 EXEMPLARISCHE UMSETZUNG DER METHODIK ................................................... 130 7 VALIDIERUNG ...........................................................................................................132 7.1 FUNKTIONSVALIDIERUNG .................................................................................. 132 7.1.1 QUANTIFIZIERUNG DER CO2-EMISSIONEN MITTELS VSP-KLASSIFIZIERUNG ...... 132 7.1.2 SENSITIVITAETSANALYSE DER VSP-KLASSIFIZIERUNG .......................................... 134 7.1.3 VALIDIERUNG DER FUNKTION ZUR ABLEITUNG EINES ZIELWERTES FUER DIE ZIELFUNKTION ZUR HOEHENDIFFERENZ ............................................................ 137 7.1.4 KONVERGENZVERHALTEN DER OPTIMIERUNG ................................................. 139 7.1.5 FAHRERMODELLERWEITERUNG ...................................................................... 140 7.2 PROZESSVALIDIERUNG ....................................................................................... 142 7.2.1 STICKOXIDKRITISCHES SZENARIO FUER EINEN DIESELMOTORISCHEN ANTRIEB ..... 143 7.2.2 PARTIKELANZAHLKRITISCHES SZENARIO FUER EINEN ANTRIEB MIT DIREKTEINSPRITZENDEM OTTOMOTORISCHEM BRENNVERFAHREN ...................... 150 8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK ........................................................................ 161 ANHANG ..........................................................................................................................166 A SENSITIVITAETSANYLSE DES VERSUCHSSZENARIOS AUF DIE BEWERTUNG DES EMISSIONSVERHALTENS .................................................................................... 166 A. L ANTEIL DER CO-EMISSIONEN AN DER CO-GESAMTMASSE IN ABHAENGIGKEIT DES PERZENTILS VON V * APOS .......................................................................... 166 A. 2 HOEHENVERLAUF ZWEIER UNTERSCHIEDLICHER SZENARIEN ................................ 167 B ECHTZEITPLATTFORM .......................................................................................... 167 B. L MODELLPARAMETER DER VERWENDETEN FAHRZEUGMODELLE ........................... 167 C PROZESSVALIDIERUNG ........................................................................................ 168 III C. L EIGENSCHAFTEN DES PER ROAD-TO-RIG-VERFAHREN ABGELEITETEN REALFAHRZYKLUS ........................................................................ 168 C.2 RPA-WERTE IN DEN GESCHWINDIGKEITSBEREICHEN IN ALLEN TESTVERFAHREN IM VERGLEICH ZUM GRENZWERT ...................................................... 169 C.3 (V*A PO S) [95] -WERTE IN DEN GESCHWINDIGKEITSBEREICHEN IN ALLEN TESTVERFAHREN IM VERGLEICH ZUM GRENZWERT ......................... 170 C.4 ANWENDUNGSSPEZIFISCHE ORDINALSKALA STICKOXIDKRITISCHES SZENARIO DES DIESELMOTORISCHEN ANTRIEBS .................................................................... 170 0.5 ANWENDUNGSSPEZIFISCHE ORDINALSKALA PARTIKELANZAHLKRITISCHES SZENARIO DES OTTOMOTORISCHEN ANTRIEBS ................................................................. 171 0.6 ZEITVERLAUF EINER ANFAHRSITUATION NACH LAENGERER AUSKUEHLPHASE IM STADTBEREICH .......................................................................... 172 0.7 HOCHLASTPHASE IM AUTOBAHNBEREICH ...................................................... 173 LITERATURVERZEICHNIS .................................................................................................... 174 IV
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS VORWORT ABSTRACT KURZFASSUNG INHALTSVERZEICHNIS .J ABBILDUNGSVERZEICHNIS TABELLENVERZEICHNIS VIII FORMELVERZEICHNIS IX ABKUERZUNGSVERZEICHNIS VERZEICHNIS DER FORMELZEICHEN UND INDIZES XIII 1 EINLEITUNG 1 1.1 BEDEUTUNG VERBRENNUNGSMOTORISCHER ANTRIEBE IM MOBILITAETSSEKTOR 1 1.2 MASSNAHMEN ZUR LUFTREINHALTUNG 1 1.3 MOTIVATION ZUR ENTWICKLUNG EINER ANWENDUNGSSPEZIFISCHEN METHODE ZUR EMISSIONSBEWERTUNG 3 2 GRUNDLAGEN UND STAND DER TECHNIK 5 2.1 VERBRENNUNGSMOTORISCHE FAHRZEUGANTRIEBE 5 2.1.1 SCHADSTOFFBILDUNG UND REDUKTION 5 2.1.2 ABGASGESETZGEBUNG UND HOMOLOGATION 15 2.2 ETABLIERTE ENTWICKLUNGSPROZESSE UND METHODEN IN DER ANTRIEBS ENTWICKLUNG 33 2.2.1 MODELLBASIERTER ENTWICKLUNGSPROZESS 34 2.2.2 MODELLBASIERTE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG X-IN-THE-LOOP 36 2.2.3 OPTIMIERUNG IN DER ANTRIEBSSTRANGENTWICKLUNG 37 2.2.4 MODELLBASIERTE QUANTIFIZIERUNG DER FAHRZEUGEMISSIONEN UNTER REALEN BETRIEBSBEDINGUNGEN 43 2.3 ENTWICKLUNGSPROZESSE UND METHODEN FUER RDE . 45 2.3.1 VALIDIERUNG IM STRASSENUMFELD/FAHRVERSUCH . 45 2.3.2 MODELLBASIERTE METHODEN ZUR EMISSIONSABSICHERUNG IN FRUEHEN PHASEN . 47 3 ZIELSETZUNG DER ARBEIT UND METHODIK DES VORGEHENS . 55 3.1 AUSGANGSLAGE . 55 3.2 ZIELE DER ARBEIT . 56 3.3 METHODIK DES VORGEHENS . 58 4 EINFLUSSANALYSE DES VERSUCHSSZENARIOS AUF DIE BEWERTUNG DES EMISSIONSVERHALTENS . 59 4.1 UNTERSUCHUNG DER SCHADSTOFFEMISSIONEN EINES ANTRIEBS IN VERSCHIEDENEN SZENARIEN . 59 4.2 UNTERSUCHUNGEN VERSCHIEDENER ANTRIEBE IN VERSCHIEDENEN SZENARIEN . 60 4.3 BETRACHTUNG VERSCHIEDENER SCHADSTOFFKOMPONENTEN IN VERSCHIEDENEN SZENARIEN . 61 5 METHODISCHER ANSATZ ZUR ANWENDUNGSSPEZIFISCHEN REALFAHRTEMISSIONS BEWERTUNG . 70 5.1 ENTWICKLUNGSPROZESS ZUR BELASTBAREN BEWERTUNG VON ANTRIEBSSYSTEMEN UNTER RDE-BEDINGUNGEN . 70 5.2 DATENBANKEN . 75 5.2.1 ANTRIEBSSTRANGDATENBANK . 75 5.2.2 SEGMENTDATENBANK . 88 5.3 PROZESSMODULE .94 5.3.1 ANTRIEBSSTRANGCHARAKTERISIERUNG .94 5.3.2 TESTSZENARIOGENERIERUNG . 101 5.3.3 SIMULATIVE VORUNTERSUCHUNG . 115 5.3.4 DATENANALYSE UND BEWERTUNG DES REPRAESENTATIVEN SZENARIOS . 117 5.3.5 WORST-CASE-SZENARIOGENERIERUNG . 118 5.3.6 DATENANALYSE UND BEWERTUNG DES WORST-CASE SZENARIOS . 119 II 6 IMPLEMENTIERUNG UND EXEMPLARISCHE UMSETZUNG DER METHODIK .120 6.1 ENGINE-IN-THE-LOOP-ENTWICKLUNGSUMGEBUNG . 120 6.1.1 SIMULATIONSPLATTFORM . 120 6.1.2 ENGINE-IN-THE-LOOP-PRUEFSTAND . 126 6.1.3 VERSUCHSMOTOREN . 127 6.1.4 MESSAUSRUESTUNG . 128 6.2 EXEMPLARISCHE UMSETZUNG DER METHODIK . 130 7 VALIDIERUNG .132 7.1 FUNKTIONSVALIDIERUNG . 132 7.1.1 QUANTIFIZIERUNG DER CO2-EMISSIONEN MITTELS VSP-KLASSIFIZIERUNG . 132 7.1.2 SENSITIVITAETSANALYSE DER VSP-KLASSIFIZIERUNG . 134 7.1.3 VALIDIERUNG DER FUNKTION ZUR ABLEITUNG EINES ZIELWERTES FUER DIE ZIELFUNKTION ZUR HOEHENDIFFERENZ . 137 7.1.4 KONVERGENZVERHALTEN DER OPTIMIERUNG . 139 7.1.5 FAHRERMODELLERWEITERUNG . 140 7.2 PROZESSVALIDIERUNG . 142 7.2.1 STICKOXIDKRITISCHES SZENARIO FUER EINEN DIESELMOTORISCHEN ANTRIEB . 143 7.2.2 PARTIKELANZAHLKRITISCHES SZENARIO FUER EINEN ANTRIEB MIT DIREKTEINSPRITZENDEM OTTOMOTORISCHEM BRENNVERFAHREN . 150 8 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK . 161 ANHANG .166 A SENSITIVITAETSANYLSE DES VERSUCHSSZENARIOS AUF DIE BEWERTUNG DES EMISSIONSVERHALTENS . 166 A. L ANTEIL DER CO-EMISSIONEN AN DER CO-GESAMTMASSE IN ABHAENGIGKEIT DES PERZENTILS VON V * APOS . 166 A. 2 HOEHENVERLAUF ZWEIER UNTERSCHIEDLICHER SZENARIEN . 167 B ECHTZEITPLATTFORM . 167 B. L MODELLPARAMETER DER VERWENDETEN FAHRZEUGMODELLE . 167 C PROZESSVALIDIERUNG . 168 III C. L EIGENSCHAFTEN DES PER ROAD-TO-RIG-VERFAHREN ABGELEITETEN REALFAHRZYKLUS . 168 C.2 RPA-WERTE IN DEN GESCHWINDIGKEITSBEREICHEN IN ALLEN TESTVERFAHREN IM VERGLEICH ZUM GRENZWERT . 169 C.3 (V*A PO S) [95] -WERTE IN DEN GESCHWINDIGKEITSBEREICHEN IN ALLEN TESTVERFAHREN IM VERGLEICH ZUM GRENZWERT . 170 C.4 ANWENDUNGSSPEZIFISCHE ORDINALSKALA STICKOXIDKRITISCHES SZENARIO DES DIESELMOTORISCHEN ANTRIEBS . 170 0.5 ANWENDUNGSSPEZIFISCHE ORDINALSKALA PARTIKELANZAHLKRITISCHES SZENARIO DES OTTOMOTORISCHEN ANTRIEBS . 171 0.6 ZEITVERLAUF EINER ANFAHRSITUATION NACH LAENGERER AUSKUEHLPHASE IM STADTBEREICH . 172 0.7 HOCHLASTPHASE IM AUTOBAHNBEREICH . 173 LITERATURVERZEICHNIS . 174 IV
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