Damit die sich stetig verschärfenden Abgasvorschriften für schnelllaufende PKW-Dieselmotoren auch zukünftig erfüllt werden können, wird neben der Optimierung der Brennverfahren die regelungstechnische Koordination der Kraftstoffeinspritzung eine wesentliche Rolle spielen. Die sich abzeichnende Verfügbarkeit kostengünstiger Zylinderdrucksensoren eröffnet die Möglichkeit, die zur Beeinflussung der Verbrennung heute ausschließlich angewendete Steuerung durch eine zylinderdruckbasierte Regelung zu ersetzen. Der Hauptbestandteil des in der vorliegenden Arbeit entwickelten Motormanagementsystems ist die Verbindung zylinderindividueller Regelungsstrukturen mit einer echtzeitfähigen Auswertung von Zylinderdrucksignalen. Ein Fahrzeug-Prototyp, ausgerüstet mit Low-Cost-Zylinderdrucksensoren, einem Rapid-Prototyping-System und einem Echtzeitindiziersystem, ermöglicht erstmalig die Untersuchung der Vorteile eines solchen Motormanagements. Das Echtzeitindiziersystem dient zur Zylinderdruckerfassung im Fahrzeug und zur Bestimmung verbrennungsspezifischer Kenngrößen, wie z. B. der Verbrennungsgüte, der Zustandsgrößen im Gassystem und der Kraftstoffeinspritzparameter. Diese Größen sind die Grundlage für eine Verbrennungsregelung, bei der der indizierte Mitteldruck durch die Förderdauer und der Verbrennungsbeginn durch den Förderbeginn jeweils zylinderindividuell und arbeitsspielaufgelöst geregelt werden. Dadurch lassen sich die Verbrennungsabläufe aller Zylinder im gesamten Motorbetriebsbereich gleichstellen und so z. B. Einbußen an Fahrkomfort ausgleichen, die durch fehlerhafte Einspritzelemente außerhalb der Serientoleranzen entstehen. Verschiedene Abgastestversuche ergaben eine Verbesserung der Stickoxidemissionen um bis zu 12.3 % oder der Partikelemissionen um bis zu 15.3 %. In einer dem Serienbetrieb vergleichbaren Applikation reduzierte sich der Streubereich der Stickoxidemission von 10.7 % auf 5.6 % und der der Partikelemission von 22.8 % auf 6.7 %. Allgemein ermöglicht das zylinderdruckbasierte Motormanagement Emissionsergebnisse, die unempfindlich gegenüber Bauteiltoleranzen und variierende Betriebsbedingungen sind. Dadurch lässt sich der Aufwand für die Applikationsoptimierung deutlich reduzieren. Ausblickend werden Aspekte eines modellbasierten, hierarchischen Motormanagements dargestellt, in dem zusätzlich noch die Abgasrückführ- und die Ladedruckregelung auf die Zylinderdrucksignale zurückgreifen.
