Global Airpath Control for a Turbocharged Diesel HCCI Engine
Contrôle expérimental des boucles d'air et d'EGR d'un moteurHCCI suralimenté
Institut français du pétrole, IFP, 1-4 avenue de Bois-Préau, 92852 Rueil-Malmaison Cedex - France
Corresponding authors: jonathan.chauvin@ifp.fr philippe.moulin@ifp.fr bilal.youssef@ifp.fr olivier.grondin@ifp.fr
A motion planning based control strategy is proposed for the airpath control of turbochargedDiesel engines using Exhaust Gas Recirculation (EGR). The considered model uses simple balance equations. The fully actuated dynamics are easily inverted, yielding straightforward open-loop control laws. This approach is complemented by experimentally derived look-up tables to cast the drivers requests into transients between operating points. Moreover, a turbocharging control strategy is developed to provide the required amount of fresh air taking into account the turbocharger dynamics. Experimental tests are reported on a 4-cylinder engine in Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) mode. Conclusions stress the possibility of taking into account the non minimum phase effects of this system by a simple, yet efficient, control law. Realized transients are fast and accurate.
Résumé
Une stratégie de contrôle basée sur une planification de trajectoire est proposée pour la commande de la boucle d'air d'un moteur Diesel turbocompressé avec recirculation de gaz d'échappement (EGR). Le modèle considéré utilise des équations physiques simples de conservation de masse et d'énergie. La dynamique entièrement actionnée est facilement inversée, permettant de générer une loi de commande boucle ouverte. Un feedback est réalisé en utilisant un observateur pour les variables non directement mesurées. De plus, une stratégie de contrôle de la turbine est présentée afin de répondre rapidement aux demandes de débits d'air en tenant compte de la dynamique du turbocompresseur. Des essais au banc moteur ont été réalisés sur un moteur de 4 cylindres dans le mode de combustion homogène (HCCI). Les conclusions soulignent la possibilité de tenir compte des dynamiques de non-minimum de phase de ce système par un simple, pourtant efficace dedans pratique, loi de commande. Les transitoires réalisés sont précis et rapides.
© IFP, 2008