Exhaust Gas Recirculation and Air Flow virtual sensors for internal combustion turbocharged engines

摘要

V dnešnej dobe sa emisné normy pravidelne sprísňujú, čo núti automobilový priemyselvytvárať pokročilé riadenia motorov, ktoré vyžadujú presné merania. Taktiež výmenafyzických senzorov za virtuálne bez straty presnosti meraní je veľmi žiadaná kvôli zní-ženiu výrobných nákladov. Informácia o hodnote hmotnostného toku recirkulácie vý-fukových plynov (EGR) je veľmi dôležitá pre riadenie emisií vznikajúcich pri spaľovanípaliva a meranie tejto hodnoty je zložité. Tieto vlastnosti robia z hmotnostného tokuEGR ideálneho kandidáta pre meranie virtuálnym senzorom.Táto diplomová práca popisuje proces vytvorenia virtuálneho senzoru pre hmotnostnýtok EGR aplikovaného v preplňovanom naftovom motore pre ťažké vozidlá, ktorý bymohol byť alternatívou pre súčasne používaný Venturi senzor. Hmotnostný tok vzduchuúzko súvisí s hmotnostným tokom EGR, preto je virtuálny senzor pre hmotnostný tokvzduchu vytvorený ako vedľajší produkt.Základ dobrého virtuálneho senzoru je spoľahlivý model, preto je v tejto práci pre-skúmaných niekoľko modelovacích prístupov pre vytvorenie modelu vzduchovej cestymotoru. Každý z týchto prístupov je založený na vytvorení modelu pre každý kompo-nent vzduchovej cesty. Samostatné komponenty sú bližšie predstavené, pre každý z nichje vytvorený polynomiálny model a reálne dáta ustálených stavov sú použité pre ichidentifikáciu. Kompletné štruktúry modelov vzduchovej cesty ktoré združujú modelykomponentov sú vysvetlené a zhodnotené z hľadiska robustnosti, presnosti a zložitosti.Vhodné modely sú potom simulované a zhodnotené sú možnosti ďalšieho použitia.Na základe týchto zistení je vybratý najvhodnejší model na vytvorenie virtuálnehosenzoru. Návrh virtuálneho senzoru bere do úvahy všetky vhodné merania, ktoré sa nor-málne vyskytujú v bežných motoroch, a ktoré by mohli zjednodušiť štruktúru modelumotoru. Finálny návrh pozorovateľa je kombináciou redukovaného modelu motora, me-raní lambda senzoru a lineárneho Kalmanovho filtra s plánovaným zosilnením. Taktiežsú zvážené možnosti implementácie senzoru na riadiacu jednotku motora.