Dp 594 cz
Virtuální senzory hmotnostních toků vzduchu a recirkulovaných spalin pro spalovací motory s turbodmychadlem
Autor: Jaroslav Tabaček
V dnešnej dobe sa emisné normy pravidelne sprísňujú, čo núti automobilový priemysel
vytvárať pokročilé riadenia motorov, ktoré vyžadujú presné merania. Taktiež výmena
fyzických senzorov za virtuálne bez straty presnosti meraní je veľmi žiadaná kvôli zníženiu výrobných nákladov. Informácia o hodnote hmotnostného toku recirkulácie vý-
fukových plynov (EGR) je veľmi dôležitá pre riadenie emisií vznikajúcich pri spaľovaní
paliva a meranie tejto hodnoty je zložité. Tieto vlastnosti robia z hmotnostného toku
EGR ideálneho kandidáta pre meranie virtuálnym senzorom.
Táto diplomová práca popisuje proces vytvorenia virtuálneho senzoru pre hmotnostný
tok EGR aplikovaného v preplňovanom naftovom motore pre ťažké vozidlá, ktorý by
mohol byť alternatívou pre súčasne používaný Venturi senzor. Hmotnostný tok vzduchu
úzko súvisí s hmotnostným tokom EGR, preto je virtuálny senzor pre hmotnostný tok
vzduchu vytvorený ako vedľajší produkt.
Základ dobrého virtuálneho senzoru je spoľahlivý model, preto je v tejto práci preskúmaných niekoľko modelovacích prístupov pre vytvorenie modelu vzduchovej cesty
motoru. Každý z týchto prístupov je založený na vytvorení modelu pre každý komponent vzduchovej cesty. Samostatné komponenty sú bližšie predstavené, pre každý z nich
je vytvorený polynomiálny model a reálne dáta ustálených stavov sú použité pre ich
identifikáciu. Kompletné štruktúry modelov vzduchovej cesty ktoré združujú modely
komponentov 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 virtuálneho
senzoru. Návrh virtuálneho senzoru bere do úvahy všetky vhodné merania, ktoré sa normálne vyskytujú v bežných motoroch, a ktoré by mohli zjednodušiť štruktúru modelu
motoru. Finálny návrh pozorovateľa je kombináciou redukovaného modelu motora, meraní lambda senzoru a lineárneho Kalmanovho filtra s plánovaným zosilnením. Taktiež
sú zvážené možnosti implementácie senzoru na riadiacu jednotku motora.
- Tabaček Jaroslav, mailto:tabacjar@fel.cvut.cz