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基于曲軸扭矩測量的柴油機(jī)閉環(huán)點(diǎn)火相位控制

由每個(gè)氣缸對(duì)扭矩貢獻(xiàn)的估計(jì)算法能夠節(jié)約傳感器的成本，因此了解每個(gè)氣缸所貢獻(xiàn)的扭矩值對(duì)于氣缸的點(diǎn)火控制有著重要的意義。有效的點(diǎn)火控制能夠增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能，延長發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，同時(shí)能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性能。開發(fā)并評(píng)估了基于曲軸扭矩測量的柴油機(jī)閉環(huán)點(diǎn)火相位控制系統(tǒng)，同時(shí)提出了一種基于模型的通過測量曲軸扭矩計(jì)算每個(gè)氣缸各自扭矩貢獻(xiàn)的估計(jì)方法。另外，還提出了識(shí)別曲軸動(dòng)態(tài)特性的新方法。通過利用靜扭矩的概念在扭矩域中進(jìn)行燃燒相位估計(jì)。研究了兩種不同的控制架構(gòu)：對(duì)于每個(gè)氣缸的單獨(dú)控制；對(duì)于所有氣缸的平均控制。使用試驗(yàn)的方法來對(duì)所提出的系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，試驗(yàn)對(duì)象是一個(gè)裝備著曲軸集成扭矩傳感器的輕型發(fā)動(dòng)機(jī)。結(jié)果顯示，利用曲軸扭矩傳感器的測量數(shù)據(jù)來對(duì)每個(gè)氣缸扭矩進(jìn)行估計(jì)和控制是可行的。對(duì)于所有氣缸，燃燒相位的估計(jì)偏差小于0.5°曲軸轉(zhuǎn)角，相鄰周期標(biāo)準(zhǔn)差小于0.7°曲軸轉(zhuǎn)角。同時(shí)，使燃燒相位控制器精確地抵消在燃料噴射和廢氣循環(huán)部分產(chǎn)生的干擾。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)顯示，被算法控制的柴油機(jī)有著較高的峰值扭矩和平均扭矩，有利于燃料能量的充分利用和滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)可保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。

刊名：Control Engineering Practice（英）

刊期：2014年第8期

作者：Mikael Thor et al

編譯：王也