Air Fraction and EGR Proportion Control for Dual Loop EGR Diesel Engines

• Autores: Felipe Castillón, Emmanuel Witrant, Vincent Talon, Luc Dugard
• Localización: Ingeniería y universidad, ISSN 0123-2126, Vol. 19, Nº. 1, 2015, págs. 115-133
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Control de la facción de aire fresco y proporción de EGR en motores Diesel de doble circuito de EGR
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• Resumen
  • español

    Este artículo describe una nueva técnica para controlar la fracción de aire fresco en el colector de admisión de motores Diesel con doble circuito de recirculación de gases de escape (RGE). Esta estrategia de control permite regular eficientemente la fracción de aire, satisfaciendo al mismo tiempo una proporción deseada entre las RGE de alta y baja presión. Basado en un modelo físico de la dinámica de la fracción de aire a lo largo del sistema de aire del motor, se diseña un regulador lineal cuadrático a parámetros variables (LPV-LQR) para asegurar la estabilidad de la fracción de aire y minimizar un índice de desempeño cuadrático. La controlabilidad del sistema, necesaria para garantizar la existencia del controlador LPV-LQR, se verifica mediante la definición de un subespacio convexo de parámetros utilizando un enfoque politópico. El controlador es evaluado bajo fuertes condiciones transitorias utilizando como referencia un modelo del motor validado experimentalmente.

  • English

    This paper describes a novel technique to control the air fraction in the intake of dual-loop exhaust gas recirculation (EGR) Diesel engines. This control strategy enables to efficiently regulate the air fraction while satisfying a desired EGR proportion (between low-pressure EGR and high-pressure EGR). Based on a modified physical model of the air fraction dynamics along the engine air-path, a linear parameter varying (LPV) linear quadratic regulator (LQR) control is designed to ensure the stability of the air fraction while minimizing a quadratic performance index. The controllability of the system, necessary for the LPV-LQR control design, is verified by defining a convex parameter set using a polytopic approach. The controller is evaluated under strong transient conditions using an engine model that has been experimentally validated as a reference.