涡轮增压GDI发动机的声学信号处理与控制
汽油机小型化以及涡轮增压和直喷技术的应用，对降低车辆整体燃油消耗和满足日益严格的排放限制发挥了巨大的作用。对于新一代发动机，爆震和涡轮增压的控制是影响最高燃烧效率和驾驶舒适性的两个最关键因素。发动机发出的声音包含有与其工作状态相关的诸多信息，如涡轮增压器哨声和敲缸声都是较为明显的声音。本文通过对发动机声音的直接测量，提出一个实时控制方法，而声音的采集由一个新型低成本声音传感器实现，该测量手段同样适用于车载应用平台。可以通过直接测量发动机噪声来获得涡轮增压器的转速。本文还开发了一个基于发动机噪声的爆震检测新方法，该方法同样可以用于确定基于音频的爆震指数，计算结果依据MAPO（最大压力振幅）和SDBP（分段带通组合）的线性相关性得出。试验结果表明，该方法完全可以根据对发动机声音的分析结果来控制发动机的运行。为了提高发动机控制器性能，将实时信号处理算法集成于ECU（车载电脑）软件中，并在一台小型涡轮增压GDI（汽油直喷式）发动机上进行测试。为了评估所述声学信号处理算法的性能，并证明该方法的有效性，通过人为提高点火提前角来使发动机发生爆震，同时将涡轮增压器控制在较宽的高速工作状态下。研究结果表明，上述爆震控制策略能够大大提高发动机的燃烧效率，同时降低爆震强度。
Nicolo Cavina.SAE 2015-01-1622.
编译：苗志慧
