Modellgestützte Ladedruck-Regelung von Nfz-Dieselmotoren mit einem Control Prototyping System

Kurzfassung

In diesem Kapitel wird die rechnergestützte Entwicklung und Optimierung eines Ladedruckreglers für einen Turbolader mit variabler Turbinengeometrie beschrieben. Zunächst wird dabei der Entwurf eines PIDT₁-Reglers mit Hilfe der Offline Simulation vorgestellt, wobei das stark nichtlineare Prozessverhalten eine Adaption der Reglerparameter notwendig macht. Hierfür wird die Methode der gesteuerten Adaption (Parameter Scheduling) gewählt.

Weiterhin wird auf die Auswirkungen von reibungsbehafteten Aktoren auf die Regelgüte eingegangen. Es wird dabei zunächst der Aufbau des Stellglieds zur Positionierung der Turbinenleitschaufeln vorgestellt und eine mathematische Beschreibung der unterschiedlichen Reibungskomponenten gegeben.

Anschließend wird die Methode zur expliziten Kompensation von Reibung und Hysterese präsentiert. Abschließend wird der entwickelte Ladedruckregler im Rahmen des Control Prototyping an einem dynamischen Motorenprüfstand erprobt. Hierbei konnten die Reglerparameter in kurzer Zeit appliziert und eine gute Regelgüte für den Ladeluftdruck erreicht werden.