双回路EGR 和VGT 柴油机排气歧管压力的估计

双回路EGR 和VGT 柴油机排气歧管压力的估计

为满足柴油机排放法规的要求，各汽车制造商开发了多种后处理装置，用来降低柴油机排放，如双回路废气再循环（EGR）系统。双回路EGR系统能够改善涡轮增压器的运行效率，降低增压空气温度，改善燃油消耗量。由于双回路EGR阀门开度影响再循环的进气量，因而阀门开度对发动机燃烧及排放均产生影响。为了消除该影响，常将可变几何截面涡轮增压器（VGT）与双回路EGR联合，VGT能够在不同阀门开度下，提供与发动机负荷和转速相对应的进气量。对双回路EGR和VGT进行控制时，需要将排气歧管压力作为控制输入，而排气歧管处于的恶劣环境和其压力传感器高昂的成本，使得利用压力传感器进行排气歧管压力测量具有较大难度。因而，需要设计一种压力估计观测器，用来估计配备双回路EGR和VGT柴油机的排气歧管压力。

为实现对双回路EGR和VGT的控制，需要对其进行建模，建模过程中包含众多不确定性因素。因而，在设计压力估计观测器时，采用龙伯格(Luenberger)观测器的形式，并在其中引入滑模控制，确保观测器的渐进稳定，以消除建模过程中不确定因素产生的影响。设计的该观测器还需要利用低压EGR回路进气压力信息，因而又引入一个直观的回归模型，对低压EGR回路进气压力信息进行估计。

对该观测器的估计性能进行验证时，利用dSPACE 1401快速原型开发系统，进行所设计压力估计观测器的开发，并将其应用在一台排量6.0L的重型柴油机上。估计结果表明，所设计的压力估计观测器能够对柴油机稳态条件和瞬态条件下的排气歧管压力进行实时估计，且具有较高的精度。

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

编译：陈丁跃