雙回路EGR 和VGT 柴油機(jī)排氣歧管壓力的估計(jì)

為滿足柴油機(jī)排放法規(guī)的要求，各汽車(chē)制造商開(kāi)發(fā)了多種后處理裝置，用來(lái)降低柴油機(jī)排放，如雙回路廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)。雙回路EGR系統(tǒng)能夠改善渦輪增壓器的運(yùn)行效率，降低增壓空氣溫度，改善燃油消耗量。由于雙回路EGR閥門(mén)開(kāi)度影響再循環(huán)的進(jìn)氣量，因而閥門(mén)開(kāi)度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放均產(chǎn)生影響。為了消除該影響，常將可變幾何截面渦輪增壓器（VGT）與雙回路EGR聯(lián)合，VGT能夠在不同閥門(mén)開(kāi)度下，提供與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣量。對(duì)雙回路EGR和VGT進(jìn)行控制時(shí)，需要將排氣歧管壓力作為控制輸入，而排氣歧管處于的惡劣環(huán)境和其壓力傳感器高昂的成本，使得利用壓力傳感器進(jìn)行排氣歧管壓力測(cè)量具有較大難度。因而，需要設(shè)計(jì)一種壓力估計(jì)觀測(cè)器，用來(lái)估計(jì)配備雙回路EGR和VGT柴油機(jī)的排氣歧管壓力。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)雙回路EGR和VGT的控制，需要對(duì)其進(jìn)行建模，建模過(guò)程中包含眾多不確定性因素。因而，在設(shè)計(jì)壓力估計(jì)觀測(cè)器時(shí)，采用龍伯格(Luenberger)觀測(cè)器的形式，并在其中引入滑?？刂?，確保觀測(cè)器的漸進(jìn)穩(wěn)定，以消除建模過(guò)程中不確定因素產(chǎn)生的影響。設(shè)計(jì)的該觀測(cè)器還需要利用低壓EGR回路進(jìn)氣壓力信息，因而又引入一個(gè)直觀的回歸模型，對(duì)低壓EGR回路進(jìn)氣壓力信息進(jìn)行估計(jì)。

對(duì)該觀測(cè)器的估計(jì)性能進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，利用dSPACE 1401快速原型開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，進(jìn)行所設(shè)計(jì)壓力估計(jì)觀測(cè)器的開(kāi)發(fā)，并將其應(yīng)用在一臺(tái)排量6.0L的重型柴油機(jī)上。估計(jì)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的壓力估計(jì)觀測(cè)器能夠?qū)Σ裼蜋C(jī)穩(wěn)態(tài)條件和瞬態(tài)條件下的排氣歧管壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì)，且具有較高的精度。

Sooyoung Kim et al.IEEE Transactions on Control Systems Technology,south Korea 21-23 Feb.2017.

編譯：陳丁躍