Virtuell inloppsportstrycksensor

Ökad efterfrågan på effektivare motorer och strängare lagstiftning rörande avgasutsläpp kräver en noggrannare styrning av motorns driftsparametrar. Denna styrning är mestadels baserad på ett antal fysiska sensorer som spelar en viktig roll vid utsläppsrelaterad feldiagnostik. Fysiska sensorer kombinerat med behov av noggrann styrning ökar motorns komplexitet och produktionskostnad. Virtuella sensorer är ett alternativ som kan användas för att övervaka olika driftsparametrar och som även minska komplexiteten och produktionskostnaderna. I den här studien, har en virtuell sensor, som är baserad på en kompressibel strömningsmodell valts att utvecklas för att uppskatta trycket nära inloppsporten. Detta har genomförts med standardtrycksensorn i inloppsröret som referens. Två olika tillvägagångssätt presenteras och förklaras grundligt (kvasi-endimensionell flödesmodell och vågmodellering); de jämförs när det gäller noggrannhet, beräkningskostnad och genomförbarhet. Utvärderingen av modellerna bygger på ett experiment som är utfört på inloppsröret för en dieselmotor. En utvärdering av samma modeller har även utförts för avgassamlaren. Vågmodellen har lägre prestanda men påvisar en eventuell förbättringspotential. Den kvasi-endimensionella flödesmodellen verkar inte kunna uppfylla målet att ge en adekvat uppskattning av inloppstrycket.Increasing demands for more efficient engines and stricter legislations on exhaust emissions require more accurate control of the engine operating parameters. This control is mostly based on numerous physical sensors which play vital role in the on-board condition monitoring of the engine. Nevertheless, physical sensors in combination with the need of accurate control, increase the complexity and the cost of the engine. Virtual sensors are one of the methodologies that can be used to actively monitor various operating parameters of the engine reducing both the complexity and the production cost. In the current study, a virtual sensor that is based on compressible flow modeling is opted to be developed in order to estimate the pressures close to the cylinder inports, based only on the pressure signal of the standard pressure sensor in the intake manifold. Two different approaches are presented and thoroughly explained (quasi-one-dimensional flow model, finite wave model); they are compared in terms of accuracy, computational cost and feasibility. The models’ evaluation is based on an experiment focused on the intake manifold of a heavy-duty diesel engine. The finite wave model has poor performance, but there is place for improvement. The quasi-one-dimensional flow model appears to be unable to fulfill the goal and provide an accurate estimation of the cylinder inport pressure