Das Konzept für einen elektromotorischen Aktuator wird erläutert, wobei insbesondere auf die verwendete kontaktlose Induktivsensorik eingegangen wird. Zum anderen wird das mathematische Modell der Regelstrecke beschrieben und anhand von Messungen an dem realen System bewertet. Darauf aufbauend wird die Reglerauslegung vorgestellt und die wichtigsten Zielgrößen der Auslegung erläutert. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Anpassung der Regelung auf die stark variierenden Umgebungsbedingungen. Das Kernstück des Aktuators bildet ein Gleichstrommotor. der sich bei Nennspannung mit einer Drehzahl von ca. 6000 pro Minute dreht. Diese hohe Drehzahl wird durch eine 2-stufige Untersetzung. bestehend aus einem Schnecken- und einem Stirnradgetriebe reduziert. Durch das Schneckengetriebe lässt sich eine kompakte Bauform realisieren. Ferner kann aufgrund der Selbsthemmung des Schneckengetriebes der Gleichstrommotor bei ausgeregelter Position abgeschaltet werden. Um ein schnelles Ansprechverhalten des Turboladers zu gewährleisten aber keinen unzulässig langen instationären Betrieb des Verbrennungsmotors herbeizuführen, sind bei der anschließenden Auslegung des Reglers folgende Randbedingungen einzuhalten: (1) Bei Sollwertsprüngen muss nach 100 ms 75 % der Sprunghöhe erreicht werden. (2) Ein überschwingen des Istwertes, als Reaktion auf Sollwertsprünge ist nicht zulässig. (3) Um die in der Praxis zur Verfügung stehende Rechenleistung zu nutzen, muss die Software des Aktuators auf einen PID-(Proportional plus Integrierend plus Differenzierend) Regler und einen Führungsfilter beschränkt werden. Zur Reglerauslegung wurde das Wurzelortskurven-Verfahren verwendet.
Elektromotorische Steller mit integrierter Elektronik zur Regelung moderner Verbrennungsmotoren
2002
10 Seiten, 9 Bilder, 4 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Elektromotorische Steller mit integrierter Elektronik zur Regelung moderner Verbrennungsmotoren
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|Energiebilanzen moderner Verbrennungsmotoren
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