Um die gesetzlich vorgeschriebenen Abgasemissionen von Pkw einzuhalten, wird technisch ein immer größerer Aufwand betrieben. Stand der Technik ist es, im Frequenzraum dimensionierte robuste Regler zu verwenden. Die Güte der Regelung wird durch Änderung der Streckenparameter, verursacht durch Alterungseffekte und Modellstreuung, vermindert. In diesem Bericht wird ein neues Regelungskonzept vorgestellt, das die Regelung optimal auf eine Veränderung der Streckenparameter abstimmen kann. Das Konzept beruht auf einem Modell der Regelstrecke. Die Regelparameter und somit das Übertragungsverhalten des geschlossenen Regelkreises sind fest eingestellt. Das Regelkonzept kann sich geänderten Streckenparametern online anpassen, in dem es die Streckenparameter (Totzeit) identifiziert und das Streckenmodell adaptiert. Der dominierende Einfluss der Streckentotzeit kann durch den Einsatz eines Smithprädiktors kompensiert werden. Der Smithprädiktor wurde speziell für Regelstrecken mit Totzeit entwickelt. Ein prädiktiver Regler arbeitet mit einem inneren Modell der Regelstrecke, das es erlaubt, die Wirkung des Regeleingriffs auf die reale Strecke vorwegzunehmen. Dadurch ist es möglich, den Regler für den totzeitfreien Teil der Regelstrecke zu entwerfen und die Regelung weniger konservativ auszulegen. Das für den Online-Einsatz geeignete Verfahren wurde durch ein Rapid Control Prototyping- System erfolgreich getestet. Mittels ETK-Bypass wurde der neue Regler in die aktuelle Steuersoftware integriert. Das gesamte Potential dieses Konzeptes ist noch nicht ausgereizt, so ist für eine arbeitspunktabhängige Parametrierung des Reglers ein zusätzlicher Gütegewinn zu erwarten.
In order to meet the official exhaust emission restrictions of automobiles a great technical effort has to be taken. The quality of the air/fuel ratio control has major impact on the emissions. The used concept handling the ratio is based on robust control, which is parameterised in frequency domain. The quality of control is reduced by changing process parameters caused by aging and deviation of the individual motor block components. In this document a new closed loop control approach is presented, which is capable of online adaptation to changing process parameters. The influence of the dominating delay is compensated with a Smith Predictor. The developed control was tested successfully by Rapid Control Prototyping. The emissions measured are in the same range as the ones of the actual control though the new control shows a reduced usage of the ECU resources.
Modellbasierte prädiktiver Lambdaregelung zur Online-Parameteradaption in Motorsteuerungen
Model based predictive air/fuel ratio control for online parameter adaptation in engine management systems
2006
10 Seiten, 5 Bilder, 1 Tabelle, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Modellbasierte pradiktive Lambdaregelung zur Online-Parameteradaption in Motorsteuerungen
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