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HCCI(均质充量压缩着火)燃烧是一种高效、低温、低排放的新型燃烧方式,近年来成为内燃机研究领域的焦点之一。由于缺乏对HCCI燃烧进行直接控制的有效手段,因此HCCI控制系统中燃烧反馈技术变得尤为重要,成为HCCI工程应用的制约瓶颈。本研究提出一种联合使用发动机飞轮转速信号和振动传感器信号的燃烧实时反馈技术,对于解决这一瓶颈技术问题,具有重要的理论价值和实际意义。本文在一台装有全可变气门机构的单缸汽油HCCI发动机上,通过分析不同HCCI燃烧工况下的振动传感器信号和飞轮瞬时转速信号与HCCI燃烧特征参数的相关性特征,提出了耦合应用振动传感器信号和飞轮瞬时转速信号反馈燃烧信息,提高反馈精度的方法。根据所提出的耦合反馈思想,对爆震信号和飞轮瞬时转速信号进行了信号处理分析,提取出了爆震信号和瞬时转速信号特征量。建立了一套基于爆震传感器信号7个特征量和飞轮转速信号14个特征量的燃烧信息反馈模型,包括失火检测模型、最大压升率上边界检测模型、燃烧模式辨识模型、CA10反馈模型和CA50反馈模型。在常用工况下,CA50反馈模型的平均预测误差小于0.7°CA。针对HCCI汽油机燃烧反馈计算的复杂性,以及HCCI汽油机控制的复杂性,本文提出了基于多核单片机的实时多任务高速并行处理机制。采用多核单片机,通过充分发挥单片机硬件的并行处理能力,将飞轮瞬时转速测量、振动信号检测与分析以及发动机驱动控制功能模块,分别放于不同的硬件单元和计算核中。通过采用实时多任务调度机制,实现了各任务的并行高速处理。在此指导下,本文采用32位多核单片机,实现了HCCI ECU基础平台和基于爆震信号和曲轴角速度信号的HCCI燃烧反馈单元。经实际测试,本燃烧反馈单元一个完整的燃烧反馈计算周期为2.7ms,满足了HCCI发动机基于循环控制的实时性要求,对HCCI燃烧走向工程应用有着重要意义。