人工智能在发动机控制开发中的应用及前景

徐宏明，周 泉

（伯明翰大学 先进汽车技术研究中心，伯明翰B15 2TT,英国）

电动化、智能化、网联化，共享化是汽车技术发展的趋势，其中车辆电动化 (包括纯电驱动、燃料电池驱动和插电式混合动力驱动) 对全球范围内实现零碳排放有非常深远的意义。根据国际能源署 (International Energy Agency, IEA) 的预测，到2050年，以包括插电式混合动力在内的电动化汽车将占有市场产品97%的份额[1]。显而易见， 发动机的作用和占比取决于今后10年左右时间内的相关研究（包括低碳燃料和生命周期热效率及排放）的进展， 其潜力是不可低估的[2]。根据中国2020年发布的《新能源汽车产业规划 (2021-2035年) 》[3]，研究和开发先进发动机技术及其与电动化车辆的融合技术是实现“三纵”整车集成技术创新链战略的关键。

控制系统是发动机非常重要的子系统之一，根据驾驶员和车辆的功率需求和对发动机状态量的观测，对发动机各子系统 (例如喷油系统、正时系统、进气系统、排气系统等) 的执行器进行控制，以保证发动机以最佳的动力性、燃油经济性进行工作，同时满足排放法规的要求。通常来讲，发动机的控制系统包括一个前馈系统和一个反馈系统[4]，如图1所示，其中前馈系统利用控制模型来推断在发动机当前状态下 (例如，转速、转矩) 满足车辆功率需求时各执行机构需要实现的状态；反馈系统通过比较由前馈系统所确定的控制目标和当前发动机状态的瞬态误差，对发动机的执行器进行控制，以保证发动机的实际状态量快速地朝着目标状态进行稳定的收敛。……