汽油機共軌噴射系統自適應跟蹤控制

?

汽油機共軌噴射系統自適應跟蹤控制

汽油直噴（GDI）發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（CR）。為在不改變其它參數條件下控制共軌燃油噴射系統壓力，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節和跟蹤控制問題。對系統閉環性能進行定量評價。

本文提出了GDI發動機CR的模型參考（MRAC）自適應控制算法，其只需要很少的發動機參數，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調方案。未來的研究將設計出離散時間魯棒自適應控制裝置，改進連續時間MCS算法，在外部擾動衰減的影響下進一步改善閉環性能。

CR的主要目的是為電噴發動機噴油器分別獨立地提供一定數量的高壓燃油。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，同時減少發動機冷起動時約30%HC排放量。

共軌壓力是改進GDI發動機性能的關鍵變量。穩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。由于發動機參數隨著工況的變化，因此控制目標很難實現。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