Introduction to Modeling and Control of Internal Combustion Engine Systems

Verbrennungsmotoren (ICE) haben weiterhin Potenzial für erhebliche Verbesserungen, insbesondere in Bezug auf Kraftstoffeffizienz und Umweltverträglichkeit. Um die verbleibenden Spielräume vollständig auszuschöpfen, müssen zunehmend ausgeklügelte Regelungssysteme angewendet werden. Dieses Buch bietet eine Einführung in die kosteneffiziente modellbasierte Regelungsdesign für ICE. Der Schwerpunkt liegt auf dem ICE und seinen Hilfsgeräten. Mathematische Modelle für diese Prozesse werden entwickelt, und Lösungen für ausgewählte Vorsteuer- und Rückführungsregelungsprobleme werden präsentiert.

Die Diskussionen über Schadstoffemissionen und Kraftstoffverbrauch von ICE in der Automobilanwendung haben seit der Veröffentlichung der ersten Auflage dieses Buches zugenommen. Bedenken hinsichtlich der Luftqualität, begrenzter Ressourcen fossiler Brennstoffe und der schädlichen Auswirkungen von Treibhausgasen haben sowohl in der Industrie als auch in der Wissenschaft das Interesse an weiteren Verbesserungen geweckt.

Die wichtigsten Änderungen und Ergänzungen in dieser zweiten Auflage sind: ein umstrukturiertes und leicht erweitertes Kapitel über Kompressoren, ein kurzer Abschnitt über Rotationsschwingungen und deren Behandlung an Motorprüfständen, ein vollständiger Abschnitt über Modellierung, Erkennung und Regelung von Klopfen, ein verbessertes physikalisches und chemisches Modell für den Dreiwegekatalysator, eine neue Methodik für das Design eines Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Reglers sowie eine kurze Einführung in die thermodynamische Motorzyklusberechnung und entsprechende regelungsorientierte Aspekte.