Felix Richert

Model Predictive Control of a Parallel Hybrid Vehicle Drivetrain

Hybrid vehicles gain importance and attention as the need for more fuel-efficient propulsion concepts increases. This article describes the modelling and the control of the longitudinal dynamics of a hybrid vehicle with a parallel configuration. The key aspect of the displayed hybrid concept is the smooth but quick transition between pure electrical driving and hybrid driving which has to occur without interruption of the demanded driving power and jerk. A model predictive control concept is presented for solving this task.

A Model Based Predictive Attempt to Control Boost Pressure and EGR-Rate in a Heavy Duty Diesel Engine

Abstract this paper introduces a model based predictive attempt for simultaneous control of boost pressure and EGR-rate for a heavy duty diesel engine. The basic linear controller structure is extended with a gain scheduling approach to consider the non-linearities of the engine process. A mainly automated application procedure has been developed. This work is part of the project ATECS (Advanced Truck Engine Control System), founded by the European Community. In the course of the project non-linear simulation models of two truck diesel engines have been desgined in Matlab/Simulink® by the Institute of Automatic Control (IRT) of the Aachen University (RWTH) in cooperation with the Institute of Combusition Engines (VKA) of the Aachen University (RWTH). The control strategy has been tested in the simulation and has been implemented in cooperation with the VKA and the FEV on the test bench engine.

Ein Modellgestützter Prädiktiver Ansatz zur Regelung von Ladedruck und AGR-Rate beim Nutzfahrzeug-Dieselmotor (A Model based Attempt to Control Boost Pressure and EGR-Rate for a Heavy Duty Engine)

Abstract Dieser Beitrag beschreibt die Entwicklung einer simultanen Regelung von Ladedruck und Abgasrückführrate für Nutzfahrzeug-Dieselmotoren [9]. Für die Regelung wird ein modellgestütztes prädiktives Verfahren eingesetzt. Im Rahmen des von der Europäischen Gemeinschaft geförderten Projektes “ATECS” (Advanced Truck Engine Control System) wurden als Entwicklungsumgebung nichtlineare Simulationsmodelle eines 12 Liter und eines 6 Liter Motors unter Matlab/Simulink® erstellt [7;13]. Diese Arbeiten wurden am Institut für Regelungstechnik (IRT) der RWTH Aachen in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA) der RWTH Aachen durchgeführt. Nach der Entwicklung und Erprobung in der Simulation wurde die Regelung in Zusammenarbeit mit dem VKA und der FEV Motorentechnik dort an einem 6 Liter Nutzfahrzeugmotor umgesetzt [4]. Die mit der Regelung erzielten transienten Emissionen wurden in zulassungsrelevanten Testzyklen ermittelt.

Automatisierter Entwurf nichtlinearer prädiktiver Regler für Dieselmotoren (Automated Development of Nonlinear Model Predictive Control for Diesel Engines)

Im Beitrag wird ein modellgestütztes prädiktives Regelungskonzept basierend auf sukzessiv linearisierten Streckenmodellen vorgestellt. Zur schnellen Reglerentwicklung steht eine automatisierte Entwicklungskette mit Formelmanipulation, Codeerzeugung und Erprobung in der Simulation zur Verfügung. Der vorgestellte Ansatz zeichnet sich besonders durch hohe Flexibilität und Erweiterbarkeit auch für hochintegrative Regelungsaufgaben am Dieselmotor aus. A model based predictive control based on successively linearised models is presented. For rapid control prototyping an integrated development environment has been developed. The presented approach is highly flexible and scalable and can be used particularly for control of diesel engines in highly integrated systems.

Vergleich von Modelica und Matlab anhand der Modellbildung eines Dieselmotors (Comparison of Modelica and Matlab by means of the Model of a Diesel Engine)

Abstract Dieser Beitrag befasst sich mit der objektorientierten Modellbildung und Simulation eines Dieselmotors unter Modelica/Dymola, dem Vergleich mit Matlab/Simulink sowie den jeweiligen programmspezifischen Besonderheiten bei der Handhabung. Die objektorientierte Modellierungssprache Modelica bietet gegenüber der meist üblichen, signalbasierten Modellierung einen vielversprechenden Ansatz, bei dem das Simulationsprogramm die notwendigen Gleichungsmanipulationen und Strukturierung der Signale eines Modells soweit wie möglich vornimmt. Um zu untersuchen, ob dieser Anspruch auch bei komplexen Modellen erfüllt wird, ist ein in Matlab/Simulink vorhandenes Modell eines Dieselmotors nach Modelica/Dymola portiert worden.