雙回路EGR 和VGT 柴油機排氣歧管壓力的估計

雙回路EGR 和VGT 柴油機排氣歧管壓力的估計

為滿足柴油機排放法規的要求，各汽車制造商開發了多種后處理裝置，用來降低柴油機排放，如雙回路廢氣再循環（EGR）系統。雙回路EGR系統能夠改善渦輪增壓器的運行效率，降低增壓空氣溫度，改善燃油消耗量。由于雙回路EGR閥門開度影響再循環的進氣量，因而閥門開度對發動機燃燒及排放均產生影響。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聯合，VGT能夠在不同閥門開度下，提供與發動機負荷和轉速相對應的進氣量。對雙回路EGR和VGT進行控制時，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境和其壓力傳感器高昂的成本，使得利用壓力傳感器進行排氣歧管壓力測量具有較大難度。因而，需要設計一種壓力估計觀測器，用來估計配備雙回路EGR和VGT柴油機的排氣歧管壓力。

為實現對雙回路EGR和VGT的控制，需要對其進行建模，建模過程中包含眾多不確定性因素。因而，在設計壓力估計觀測器時，采用龍伯格(Luenberger)觀測器的形式，并在其中引入滑模控制，確保觀測器的漸進穩定，以消除建模過程中不確定因素產生的影響。設計的該觀測器還需要利用低壓EGR回路進氣壓力信息，因而又引入一個直觀的回歸模型，對低壓EGR回路進氣壓力信息進行估計。

對該觀測器的估計性能進行驗證時，利用dSPACE 1401快速原型開發系統，進行所設計壓力估計觀測器的開發，并將其應用在一臺排量6.0L的重型柴油機上。估計結果表明，所設計的壓力估計觀測器能夠對柴油機穩態條件和瞬態條件下的排氣歧管壓力進行實時估計，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