基于发动机曲轴转速的燃烧参数预测方法



基于发动机曲轴转速的燃烧参数预测方法

电子控制发动机可以根据其燃烧过程中的实时诊断信息，实现对燃烧过程干预，从而满足严格的污染物排放和燃油消耗法规。对于发动机而言，评价其燃烧质量最重要的参数是缸内压力，但采用传感器直接测量所需成本非常昂贵。研究结果表明，气缸压力与发动机曲轴转速存在着一定的函数关系，利用发动机曲轴转速信号可对气缸压力进行估计。提出了一个多层感知器神经网络模型，利用该模型建立其发动机曲轴转速和其它相关参数与气缸压力之间的关系，无需缸内压力传感器信息就可以实现对气缸压力的估计，同时对发动机燃烧质量可进行实时评价。气缸压力神经网络预测模型的建立基于发动机在实际燃烧过程中瞬时气缸压力和一些参数相关曲线数据，模型的输入为发动机曲轴转动的角速度和角加速度，模型的输出为气缸瞬时的峰值压力和该压力时的角相位位置。模型的预测值与实际值对比可知，在所有测试条件下模型具有较好的预测效果。由于该模型可以预测气缸瞬时的峰值压力和该压力时的角相位位置，因此可通过其值的瞬时变化来预测燃烧是否异常，如燃烧缺火或部分燃烧等。因此，提出一种可用于修正燃烧的控制器，使用曲轴转速信息，预测气缸压力，评级发动机燃烧质量，可根据预测的该压力下角相位位置值实时修改点火提前角。对该神经网络预测模型测试验证，采用单缸火花塞点燃发动机在大转速范围内和一定负荷工况下，模型具有较好的预测和控制效果。

刊名：Mechanical Systems and Signal Processing（英）

刊期：2013年第38期

作者：F. Taglialatela et al

编译：吴涛