Vorreiter bei der RDE-Absicherung

IAV Kagera erzeugt synthetische Real-Driving-Emissions(RDE)-Zyklen auf Basis realer Messfahrten und ermöglicht erstmalig eine statistische Aussage, ob Emissionstests den RDE-Zielen standhalten

Neue Herausforderung für Applikateure: Seit 2017 müssen Fahrzeuge im realen Fahrbetrieb unter Beweis stellen, dass sie die RDE-Vorgaben unter allen Umständen einhalten. Allerdings lassen sich Versuchsfahrten nicht in beliebiger Zahl durchführen. Hier kommt IAV Kagera ins Spiel: Auf Basis weniger realer RDE-Fahrten werden Tausende bis Millionen synthetischer Fahrzyklen generiert, mit deren Hilfe sich die Emissionen vorhersagen lassen. IAV Kagera ist das derzeit einzige Entwicklungswerkzeug auf dem Markt, welches über eine derart hohe statistische Aussagekraft auf Basis realer Daten verfügt und OEMs ein hohes Maß an Sicherheit bietet.

Im Gegensatz zu definierten Fahrzyklen liefert das RDE-Testverfahren Messwerte, die nahe am tatsächlichen Emissionsverhalten im praktischen Fahrbetrieb liegen. Außerdem wird überprüft, ob die im Labor (WLTC) ermittelten Schadstoffemissionen des Fahrzeugs die Emissionsgrenzwerte einhalten. Dazu dienen Versuchsfahrten mit einem vorgegebenen Mix aus Stadt-, Überland- und Autobahnstrecken. Portable Messtechnik (PEMS, Portable Emissions Measurement System) misst dabei unter anderem die Stickoxidemissionen und die Anzahl der Partikel im Abgas.

Neue Zyklen aus verschiedenen realen Fahrmanövern

Allerdings hängen die RDE-Testergebnisse stark von der individuellen Fahrt ab und variieren innerhalb einer sehr großen Bandbreite – selbst identische Routen liefern bei ähnlicher Fahrweise unterschiedliche Werte für die Emissionen. Eine wichtige Rolle spielen der Fahrer und die Verkehrsverhältnisse. Ein möglicher Ausweg: Die OEMs erhöhen die Zahl der Versuchsfahrten – eine sehr zeitaufwendige und teure Lösung. IAV Kagera bietet eine intelligente Alternative: Denn schon zehn reale Versuchsfahrten reichen aus, um eine Vielzahl synthetischer RDE-Zyklen zu generieren und das Emissionsverhalten robust abzuschätzen.

„Aus dem Projektgeschäft heraus haben wir den Bedarf einer Software gesehen, die meine Kollegen aus der Applikation hinsichtlich der neuen gesetzlichen Anforderungen unterstützt. Damit war die Idee von IAV Kagera geboren. In enger Zusammenarbeit haben wir die Anforderungen definiert und die Entwicklung umgesetzt. Seit nun zwei Jahren nutzen wir unsere Eigenentwicklung erfolgreich bei der Diesel- und Ottoapplikation.“, erklärt Florian Seele, Software-Entwicklungsingenieur im Bereich Powertrain Mechatronics. „Die Methode wird ständig weiterentwickelt und das Einsatzspektrum erweitert. Aktuell liegt der Schwerpunkt in der Absicherung, künftig soll auch die frühzeitige Anwendung im Fahrzeugentwicklungsprozess möglich sein“, sagt Produktmanagerin Yelda Leibinger.

Der vierstufige Prozess mit Potenzial zum Industriestandard

Zunächst werden Messwerte aus RDE-Fahrten in eine Datenbank geladen. IAV Kagera betrachtet eine Versuchsfahrt als eine Aneinanderreihung verschiedener Fahrmanöver. Methoden des maschinellen Lernens sorgen für eine aussagekräftige Datensegmentierung, Ursachen von Emissionspeaks werden analysiert und plausibilisiert. Diese Segmente dienen der synthetischen Zyklengenerierung, wobei die RDE-Konformität sichergestellt wird. Alle wichtigen Einflüsse wie Fahrer, Verkehr und Streckentopologie werden berücksichtigt, wodurch ein größtmöglicher Drehzahl-Last-Bereich abgedeckt wird. Abschließend können mit der Software gezielt ausgewählte Zyklen betrachtet, analysiert und exportiert sowie aussagefähige Berichte generiert werden. Insbesondere die Identifikation kritischer Zyklen ermöglicht einen Rückschluss auf Optimierungsbedarfe in der Entwicklung. Zur Nutzung ist ein normaler Arbeitsplatzrechner ausreichend, es wird keine spezielle Hard- oder Software benötigt.

Ab Herbst 2018 wird das IAV-Produkt auf dem Markt erwerblich sein. „Mit IAV Kagera sind wir der Vorreiter auf dem Gebiet der RDE-Absicherung und wollen die Methode als Standardprozess etablieren“, so Leibinger. „Kein anderes Produkt auf dem Markt hat eine so robuste statistische Aussagekraft und gibt den OEMs eine so hohe Sicherheit.“

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