汽油機共軌噴射系統(tǒng)自適應跟蹤控制

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汽油機共軌噴射系統(tǒng)自適應跟蹤控制

汽油直噴（GDI）發(fā)動機技術已被證明是一個減少排放和燃油消耗理想的技術，其卓越性能很大程度上依賴于共軌燃油噴射系統(tǒng)（CR）。為在不改變其它參數(shù)條件下控制共軌燃油噴射系統(tǒng)壓力，設計了一種新的自適應控制模型，該模型采用離散時間的最小控制合成算法（MCS），使用離散時間自適應算法提高閉環(huán)性能。試驗結果為分析研究提供了有力支持，證實了新算法的有效性，解決了在寬范圍工作條件下調(diào)節(jié)和跟蹤控制問題。對系統(tǒng)閉環(huán)性能進行定量評價。

本文提出了GDI發(fā)動機CR的模型參考（MRAC）自適應控制算法，其只需要很少的發(fā)動機參數(shù)，對非線性壓力擾動具有魯棒性，無需任何基于模型的前饋補償。試驗表明，所提出的自適應控制算法能夠有效地控制共軌壓力，這是控制結構的復雜性和性能之間的一種協(xié)調(diào)方案。未來的研究將設計出離散時間魯棒自適應控制裝置，改進連續(xù)時間MCS算法，在外部擾動衰減的影響下進一步改善閉環(huán)性能。

CR的主要目的是為電噴發(fā)動機噴油器分別獨立地提供一定數(shù)量的高壓燃油。高壓噴射可使燃料更好霧化，促進空氣與燃料更好的混合，顯著改善燃燒。CR最初用于柴油機，之后擴展到汽油機，能夠對進入燃燒室的燃料量進行精確噴射，以減少燃料消耗和污染物排放。GDI發(fā)動機定量分析表明，CR可以減少20%的燃料消耗，提高約10%的輸出功率，同時減少發(fā)動機冷起動時約30%HC排放量。

共軌壓力是改進GDI發(fā)動機性能的關鍵變量。穩(wěn)定的壓力值對噴油量及霧化效果均具有決定性作用，由此影響了燃燒室的燃料分布。強魯棒性燃燒過程要求共軌壓力具有很小的波動。由于發(fā)動機參數(shù)隨著工況的變化，因此控制目標很難實現(xiàn)。此外，噴油器啟閉時也會影響壓力變化。

刊名：Transactions on Control Systems Technology（英）

刊期：2013年第21期

作者：Umberto Montanaro

編譯：王亮