Modellbasierte Regelung von Erdgas-Diesel Dual-Fuel Motoren

摘要

Im vorliegenden Beitrag wird ein modellbasiertes Regelungskonzept fur den Erdgas-Diesel Dual-Fuel Motor vorgestellt. Kernstuck des Gesamtkonzeptes ist der Verbrennungsregler, welcher in der Lage ist, die Verbrennungsschwerpunktlage bei flexibler Vorgabe der Diesel-Substitutionsrate sowohl im konventionellen Diesel Dual-Fuel (DDF) als auch im kinetisch kontrollierten Verbrennungsregime (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI) unter stationaren und lasttransienten Bedingungen einzuregeln. Letzteres zeichnet sich durch eine fruhere Lage der Dieseleinspritzung aus, wodurch ein insgesamt hoherer Homogenisie-rungsgrad des Kraftstoff-Luft-Gemisches erreicht wird. Bisherige Regelungsansatze konzent-rieren sich auf die Stabilisierung um eine vorgegebene Verbrennungsschwerpunktlage bei maximaler Diesel-Substitutionsrate bzw. minimaler Dieselmasse. Dieser Ubergangsbereich zwischen konventionellem DDF und RCCI Betriebsbereich kann mit dem dargelegten Ansatz ebenfalls eingeregelt werden. Zusatzlich konnen aber auch Betriebspunkte bei gleicher Ver-brennungsschwerpunktlage und hoheren Dieselmassen im RCCI Regime eingestellt werden. Diese konnen sowohl hinsichtlich Wirkungsgrad als auch Schadstoffemissionen Vorteile bieten. Durch die Verwendung eines modellbasierten Ansatzes, bei welchem ein datenbasiertes Modell des Dual-Fuel Prozesses innerhalb einer optimierungsbasierten Regelung verwendet wird, kann ausserdem der Applikationsaufwand fur die Reglerparametrierung geringgehalten werden.