A contribution to the air-fuel ratio control of a spark ignition engine considering three-way catalyst dynamics

Die stetige Verschärfung der Abgasgesetzgebung gebietet eine Senkung des Schadstoffausstoßes von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Die vorliegende Arbeit liefert mit der Entwicklung einer neuen Regelungsstrategie für das Luftverhältnis eines Ottomotors einen Beitrag, um dieses Ziel zu erreichen. Es werden moderne Methoden der Regelungstechnik wie nichtlineare IMC-Regler, ereignisbasierte Regelungen und beobachtergestützte Zustandsregler auf Basis eines neu entwickelten Katalysatormodells eingesetzt, um die Regelgüte gegenüber den in Serienfahrzeugen verbreiteten Strategien zu steigern.For compliance with future more stringent emission standards exhaust emissions must be reduced. The thesis makes a contribution to achieve this goal by designing a new air-fuel ratio control strategy. A novel approach for modelling three-catalyst dynamics has been developed and is used in conjunction with modern control methods like nonlinear IMC (Internal Model Control), event-based control and observer-based state-feedback control to improve control performance and reduce calibration effort compared to commonly used air-fuel ratio controllers