Strategie di controllo pressione carico ASZ

Ciao,

Forse le mie esperienze, seppur casuali, riguardanti la regolazione della pressione di sovralimentazione con una barra VTG regolabile potrebbero interessare ad alcuni di voi.

Il problema iniziale era rappresentato da sovrapressioni fino a circa 1,5 bar (valore desiderato = 1,3 bar) durante il passaggio da carico parziale a carico massimo, in particolare nella sesta marcia, durante la guida in autostrada.

Per ridurla, ho regolato leggermente la barra VTG (durante le vacanze ad agosto) su una lunghezza maggiore.
Durante il viaggio di ritorno in autostrada, ho potuto osservare occasionalmente delle oscillazioni nella pressione di sovralimentazione, di circa 1 Hz.

Ho poi girato di nuovo l'asta per allungarla e da allora non ho più notato vibrazioni dovute alla pressione, anche se da allora non ho più percorso tratti autostradali così lunghi.
Le sporgenze sono ora significativamente più piccole rispetto a quelle originali.

Un effetto collaterale decisamente benvenuto è la pressione di sovralimentazione leggermente inferiore, nonostante il sistema di regolazione operi pienamente nel suo campo attivo (con un rapporto di lavoro compreso tra 50 e 65% a partire da 2000 giri/min)!
Secondo i dati registrati da Vollgas in terza marcia, la pressione effettiva è mediamente inferiore di 20-30 mbar rispetto al valore desiderato.
(Non è molto, ma compensa in parte la riduzione dei costi di manutenzione di circa 20.000 euro dovuta alla modifica del sistema di ventilazione e raffreddamento del liquido di raffreddamento.)
Anche in caso di deviazioni prolungate, la pressione viene al massimo portata brevemente al valore desiderato e immediatamente riportata al livello precedente.

Con le impostazioni di fabbrica, il valore effettivo corrispondeva, in media, quasi esattamente al valore desiderato.

Secondo me, questo significa che il sistema di regolazione della pressione di sovralimentazione non reagisce in modo brusco alle differenze tra il valore desiderato e quello reale, ma sembra essere anche legato a "valori target", a cui normalmente viene raggiunta la pressione desiderata.

Al contrario, è possibile ottenere un leggero aumento di pressione anche riducendo la lunghezza della barra, senza dover portare il sistema al suo limite massimo.

Ciao Ulf!

Sembra una regolamentazione con una deviazione permanente dalla norma, quindi senza componente I.
Probabilmente, il sistema di controllo della pressione di sovralimentazione è un regolatore PID con un valore di riferimento preimpostato e variabile in base a una mappa, dove il valore misurato viene ancora filtrato prima di essere inviato al regolatore (oppure il guadagno di retroazione è molto basso).
Non credo che una marcia "D" sia prevista nella strategia standard, altrimenti sarebbe difficile ottenere quelle accelerazioni così vigorose e quelle sensazioni di "spinta" quando si accelera bruscamente nelle marce basse.

"In termini più semplici, ciò significa:"
L'ECU legge il valore effettivo della pressione di sovralimentazione con una leggera attenuazione (ritardo) e, in base agli altri parametri di funzionamento del motore, determina il rapporto di lavoro corrispondente consultando una tabella di riferimento.
La differenza residua tra il valore desiderato e il valore effettivo viene corretta tramite un semplice regolatore proporzionale (il segnale di controllo viene modificato in proporzione alla differenza). Pertanto, avviene una sovrapposizione tra la pre-regolazione (basata su una curva caratteristica) e la regolazione vera e propria.

Si tratta solo della mia personale valutazione della strategia di avvio, basata su osservazioni e analisi di dati registrati. Chi ne sa di più, mi prego di correggermi.

Saluti.
Alex.

donalexo ha scritto:

L'ECU legge il valore effettivo della pressione di sovralimentazione in modo leggermente attenuato (ritardato) e, in base agli altri parametri di funzionamento del motore, legge il rapporto di lavoro corrispondente dalla tabella di riferimento. La differenza residua tra il valore desiderato e il valore effettivo viene corretta tramite un semplice regolatore proporzionale (il segnale di controllo viene modificato in proporzione alla differenza). Pertanto, avviene una sovrapposizione tra la pre-regolazione (basata su una curva caratteristica) e la regolazione vera e propria. Si tratta solo della mia personale valutazione della strategia di avvio, basata su osservazioni e analisi di dati raccolti. Chi ne sa di più, mi prega di correggermi.

Ciao Alex,

Se avessi una buona conoscenza del cinese formale, probabilmente lo descriverei in modo simile.

Hai per caso qualche ipotesi specifica riguardante la causa delle mie fluttuazioni temporanee della pressione di sovralimentazione, come descritto sopra?

Ciao Ulf!
Nel frattempo, so di nuovo qualcosa di più sul funzionamento del sistema di regolazione della pressione di sovralimentazione, poiché mi sono state fornite informazioni approfondite attraverso determinati canali all'interno dell'azienda (se... lo legge, saprà che si riferisce a lui. Grazie).

Bene, passiamo alle cose importanti:
In linea di principio, la mia valutazione era corretta: è presente una pre-regolazione basata su tabelle di riferimento. Esistono numerose tabelle di riferimento che tengono conto di una vasta gamma di fattori influenti (ad esempio, velocità di rotazione, temperatura dell'aria di carica, temperatura del liquido di raffreddamento, pressione atmosferica, ecc.). Sulla base di queste tabelle, viene innanzitutto impostato un valore di riferimento per il regolatore.

Questo regolatore viene "alleggerito" dal sistema di pre-controllo, in modo che debba correggere solo le piccole differenze tra il valore desiderato preimpostato e il valore effettivo.
La struttura del regolatore, tuttavia, è molto più complessa di quanto ipotizzato. Si tratta di un regolatore PIDT1.

Ecco il mio tentativo di spiegare il funzionamento:

1. La componente P genera un segnale di controllo proporzionale alla deviazione rispetto al valore di riferimento.

2. La componente I (I = integratore) assicura la compensazione completa della deviazione, garantendo quindi un allineamento a lungo termine tra il valore desiderato e il valore reale. Tuttavia, la componente I presenta il problema della sfasatura tra il valore desiderato e il valore reale, nonché il rischio di destabilizzazione del circuito di controllo. Ma ne parleremo più avanti.

3. La componente D (dove D sta per "derivata") assicura una risposta rapida a variazioni improvvise del valore desiderato. La derivata dell'errore di regolazione viene amplificata proporzionalmente dalla componente D e aggiunta al segnale di controllo.
In questo caso, è stato realizzato un elemento DT1 che reagisce a un salto nel valore di riferimento con una "risposta a gradino smorzata". L'obiettivo di questa parte è, ad esempio, quello di far aprire immediatamente la VTG in caso di accelerazione improvvisa, ovvero di portare immediatamente il turbocompressore alla sua massima potenza, prima ancora che il valore di riferimento smorzato possa causare una maggiore deviazione dalla regolazione, nel senso della componente P. Questa è, in sostanza, la "funzione oracolo" del regolatore, che lo informa in anticipo della deviazione dalla regolazione che dovrà presto gestire .

L'uscita regolata è ulteriormente collegata a una routine di monitoraggio che verifica la plausibilità di alcuni parametri e che interviene immediatamente qualora venga superata una determinata pressione di sovralimentazione.

Spero di essere riuscito a spiegare il funzionamento in modo abbastanza chiaro.

Ora, per quanto riguarda il tuo problema con la vibrazione di 1 Hz. Modificando l'impostazione del VTG, la pre-regolazione tramite la curva non è più ottimale, ovvero il regolatore deve lavorare di più. Inoltre, i fattori di amplificazione delle singole parti del regolatore non sono più esattamente corretti, poiché l'intervento meccanico ha leggermente alterato il rapporto di trasmissione meccanico.
Quindi, stai guidando con un regolatore non correttamente tarato. Ora, in particolare a causa della componente integrale del regolatore, è molto facile che si verifichi un'instabilità in termini di ingegneria di controllo, ovvero il regolatore non reagisce correttamente (ad esempio, a un salto nella grandezza di riferimento) regolando il valore desiderato, ma esegue un'oscillazione continua (al limite della stabilità ) o addirittura reagisce con un'oscillazione che si auto-amplifica (instabilità totale).

Potresti riportare la barra VTG alla sua posizione originale? Scommetto che in quel caso non si verificherà più nessuna oscillazione a 1 Hz!

Saluti.
Alex.

donalexo ha scritto:

Prova a riportare la barra VTG alla posizione originale. Scommetto che, in quel caso, non si verificherà più alcuna oscillazione a 1 Hz!!

Ciao Alex,

grazie per le tue spiegazioni (che per me sono state addirittura in gran parte comprensibili)

Non mi piace molto abbassare la tensione di uscita (VTG), perché mi piacciono la pressione più bassa e le oscillazioni minori, e le vibrazioni si verificano solo raramente.

Ma credo assolutamente che la vibrazione possa essere causata da un circuito di regolazione fuori fase.