Optimierung von Parametern einer virtuellen Motorsteuerung

Moderne Diesel PKWs unterliegen den immer steigenden Anforderungen von Gesetzgebern in Bezug auf Emissionsgrenzwerte und von Kunden, die sich sparsamere Autos bei gleichbleibender oder höherer Leistung wünschen. Eine Vielzahl von mechanischen und elektronischen Komponenten regeln den Verbrennungsprozess damit der Motor ruhiger läuft und die Emissionen verringert werden. Die Anzahl dieser Komponenten steigt von Jahr zu Jahr an und daher ebenfalls die Komplexität heutiger Motorkonzepte, sodass eine manuelle Einstellung dieser Regelsysteme meist nur von sehr erfahrenen Ingenieuren durchgeführt werden kann. In dieser Forschungsarbeit wird unter Nutzung eines nichtlinearen dynamischen Motormodells, welches über den gesamten Betriebsbereich gültig ist, eine Optimierung des Ladedruckreglers für den Turbolader durchgeführt. Die Parameter dieses Ladedruckreglers werden mit einem stochastischen Optimierungsalgorithmus eingestellt, um das experimentell ermittelte Motormodell möglichst optimal zu regeln. Mit Hilfe des Motormodells und eines Optimierers lässt sich schließlich eine automatische Optimierung am Computer durchführen. Am Ende der Forschungsarbeit ist zu erkennen, welches Verbesserungspotenzial die modellbasierte Regleroptimierung bringt und wie der Optimierungsvorgang des Ladedruckreglers funktioniert, indem das nichtlineare Motormodell in der Simulation geregelt wird.

Autorentext

Christian Ellmer, Dipl.-Ing.: Studium Elektrotechnik mit dem Schwerpunkt Prozessautomatisierung an der Technischen Universität Graz.