高压缩比汽油机采用米勒循环是实现汽油机高效燃烧的重要技术路线之一,结合废气稀释等方法可以进一步优化放热过程。但高压、高温和高稀释的共同作用,会限制点火对燃烧过程的控制作用,增加燃烧相位控制的复杂度,会导致热效率下降,并易引发爆震或失火等不正常燃烧现象。故高压缩比米勒循环稀释燃烧汽油机的优化控制存在燃烧信息的预测需求。针对该问题,本研究基于一台压缩比为13.4的米勒循环增压直喷汽油机和GT仿真平台,建立了燃烧初始边界条件估计模型和燃烧预测模型,通过重构缸内压力并预测缸内燃烧信息,实现对高压缩比米勒循环汽油机稀释燃烧状态的有效预测和燃烧信息的虚拟传感。首先,基于实验平台研究了常用转速2000r/min,原机BMEP为2.6、5和6.5bar负荷对应的循环喷油量下,米勒循环对高压缩比汽油机燃烧边界条件影响规律。研究表明,米勒循环进气道废气前回流在降低泵气损失的同时会显著提升小负荷废气稀释度,火焰的不稳定性和自燃倾向的出现削弱了点火对燃烧相位的调控能力。中小负荷下随米勒循环程度增大并配合点火时刻优化,燃烧相位呈现先推迟后提前的规律。由于米勒循环与废气前回流对缸内热状态和稀释度的耦合作用,固定点火角下米勒循环程度增大有可能使燃烧相位推迟或提前。其后,为实现燃烧初始缸内边界条件的有效预估,基于物理建模和数据拟合相结合的混合建模方式建立了米勒循环汽油机残余废气量估计模型和IVC时刻缸内热状态估计模型。验证结果显示,缸内残余废气质量预测绝对误差不超过3%。IVC时刻缸内温度Tivc预测相对误差不超过4.6%,模型可以用于实现对IVC时刻初始组分和温度边界条件的有效预估。最后,结合仿真数据进行回归分析,采用韦伯模型架构,建立了基于燃烧边界条件的稀释燃烧虚拟放热过程半经验预测模型,重构了燃烧相位信息和缸内压力曲线,为稀释燃烧预测控制提供信息。仿真结果显示,在1000³000r/min下的25个验证工况点,CA50和CA10-90的预测均方根误差均不超过为1.5°CA,算法预测IMEP_gross的相对误差均可以控制在4%以内。实验验证结果显示,算法在6个实验验证工况点中,CA50预测平均误差为1.3°CA,CA10-90预测平均误差为1.9°CA。预测IMEP_gross平均相对误差为2.9%。综上所述,本文所建立的燃烧边界条件估计模型和燃烧信息预测模型,可以为高压缩比米勒循环稀释燃烧汽油机的控制提供预测信息并实现虚拟传感。