Modellierung und Regelung eines Diesel Common-Rail-Systems

Abstract

Die Arbeit befasst sich mit einer modellbasierten Druckregelung für das Common-Rail-Einspritzsystem. Betrachtet wird die Regelung des Hochdrucks bei gegebener Einspritzmenge und Motordrehzahl mittels einer verstellbaren hydraulischen Drossel, die niederdruckseitig vor den Einlassventilen einer Radialkolbenpumpe angebracht ist. Für sämtliche Komponenten des Common-Rail-Systems wird ein detailliertes Modell hergeleitet. Für den anschließenden Reglerentwurf wird ein vereinfachtes Modell des Systems abgeleitet. Die Regelungsstrategie besteht im Wesentlichen aus einer flachheitsbasierten Steuerung, welche um einen linearen Fehlerregler erweitert wird. Um die Robustheit der Regelung gegenüber Parameterschwankungen zu verbessern, wird das Regelgesetz um eine Parameterschätzung erweitert. Anhand von Simulationen wird die Güte der Trajektorienfolgeregelung des Dieseldrucks im Rail verifiziert.<br />

This thesis is concerned with a model based control design for a common rail diesel injection system. An electromagnetic actuated variable displacement valve is used to control the diesel pressure by setting the amount of diesel flow into the rail via a radial piston pump. The system is described by a detailed physical model for all of its com- ponents. A reduced model of the system is derived for the controller design. Basically, the control strategy consists of a flatness based feedforward controller that is extended by a linear feedback tracking controller. Due to the problem of parameter uncertainty, the controller is adapted with online estimated parameters. The performance of the implemented pressure control strategy is verified in simulations.