基于發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速的燃燒參數(shù)預(yù)測方法

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基于發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速的燃燒參數(shù)預(yù)測方法

電子控制發(fā)動機(jī)可以根據(jù)其燃燒過程中的實時診斷信息，實現(xiàn)對燃燒過程干預(yù)，從而滿足嚴(yán)格的污染物排放和燃油消耗法規(guī)。對于發(fā)動機(jī)而言，評價其燃燒質(zhì)量最重要的參數(shù)是缸內(nèi)壓力，但采用傳感器直接測量所需成本非常昂貴。研究結(jié)果表明，氣缸壓力與發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速存在著一定的函數(shù)關(guān)系，利用發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速信號可對氣缸壓力進(jìn)行估計。提出了一個多層感知器神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，利用該模型建立其發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速和其它相關(guān)參數(shù)與氣缸壓力之間的關(guān)系，無需缸內(nèi)壓力傳感器信息就可以實現(xiàn)對氣缸壓力的估計，同時對發(fā)動機(jī)燃燒質(zhì)量可進(jìn)行實時評價。氣缸壓力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型的建立基于發(fā)動機(jī)在實際燃燒過程中瞬時氣缸壓力和一些參數(shù)相關(guān)曲線數(shù)據(jù)，模型的輸入為發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動的角速度和角加速度，模型的輸出為氣缸瞬時的峰值壓力和該壓力時的角相位位置。模型的預(yù)測值與實際值對比可知，在所有測試條件下模型具有較好的預(yù)測效果。由于該模型可以預(yù)測氣缸瞬時的峰值壓力和該壓力時的角相位位置，因此可通過其值的瞬時變化來預(yù)測燃燒是否異常，如燃燒缺火或部分燃燒等。因此，提出一種可用于修正燃燒的控制器，使用曲軸轉(zhuǎn)速信息，預(yù)測氣缸壓力，評級發(fā)動機(jī)燃燒質(zhì)量，可根據(jù)預(yù)測的該壓力下角相位位置值實時修改點火提前角。對該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型測試驗證，采用單缸火花塞點燃發(fā)動機(jī)在大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)和一定負(fù)荷工況下，模型具有較好的預(yù)測和控制效果。

刊名：Mechanical Systems and Signal Processing（英）

刊期：2013年第38期

作者：F. Taglialatela et al

編譯：吳濤