用于閉環(huán)燃燒控制的實(shí)時(shí)氣缸壓力估計(jì)算法

用于閉環(huán)燃燒控制的實(shí)時(shí)氣缸壓力估計(jì)算法

在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)和性能控制方面，氣缸壓力經(jīng)常作為反饋信號(hào)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)燃燒控制算法。為了能夠獲得一個(gè)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的氣缸壓力數(shù)據(jù)，氣缸壓力傳感器的輸出數(shù)據(jù)需要利用信號(hào)處理的方法，以降低采集信號(hào)存在偏移和噪聲等問(wèn)題，提高發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)實(shí)時(shí)診斷能力和燃燒控制準(zhǔn)確性。針對(duì)普遍采用的基于低通濾波器或動(dòng)態(tài)均值濾波技術(shù)的氣缸壓力傳感器信號(hào)處理方法，提出了一種基于模型的估計(jì)算法。該算法根據(jù)提取的實(shí)時(shí)缸壓傳感器信號(hào)來(lái)估計(jì)50%燃燒率的曲柄轉(zhuǎn)角位置和基于一個(gè)循環(huán)周期上的平均有效氣缸壓力，并基于估算的氣缸壓力作為反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)燃燒控制和狀態(tài)診斷。該模型的建立是根據(jù)燃燒率函數(shù)的定義，利用發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模型、曲柄轉(zhuǎn)角位置和缸內(nèi)壓力傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)氣缸內(nèi)平均有效壓力。同時(shí)，利用線(xiàn)性參數(shù)變化技術(shù)和遺傳算法來(lái)識(shí)別出線(xiàn)性樣條函數(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)線(xiàn)性參數(shù)變化校正的估計(jì)增益，用于擴(kuò)大在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行圖上估算覆蓋區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)瞬態(tài)氣缸壓力的估算。該方法利用高保真發(fā)動(dòng)機(jī)模擬器在測(cè)功機(jī)上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算性能測(cè)試。結(jié)果驗(yàn)證了估算的氣缸壓力對(duì)于降低傳感器噪聲和提高模型控制誤差的有效性，且計(jì)算成本低。

刊名：Mechanical Systems and Signal Processing（英）

刊期：2013年第38期

作者：Ahmed Al-Durra et al

編譯：吳濤