同时提升内燃机的经济性和排放性,实现内燃机清洁高效燃烧,是汽车行业面临的艰巨挑战。利用多种燃料的不同特性(灵活燃料)来弥补现有汽、柴油单一燃料在实现清洁燃烧上的不足,被认为是有潜力的切实可行方案。但如何实现其燃烧过程的精确控制,拓展工况范围,实现灵活燃料自适应,是需要解决的问题。本文以燃烧闭环控制技术为手段,从混合燃烧和混合燃料两个角度,对灵活燃料发动机的燃烧优化控制问题进行了深入研究。第一,燃烧闭环控制技术是实现灵活燃料发动机的核心控制技术。针对目前每一个气缸都装缸压传感器的方案成本高的缺点,以及传统基于曲轴瞬时转速分析算法复杂、精度低的缺点,本文创新地将两种传感器信号相结合,通过试验研究,提出了一种一个缸压传感器和曲轴瞬时转速传感器相结合的、基于信号融合进行燃烧状态估计的方法。这种方法可以大幅降低系统成本和算法复杂度,具有重要的理论价值和实际应用价值。第二,针对新概念燃烧清洁高效燃烧模式工况范围受限的问题(小负荷燃烧稳定性问题和大负荷排放受限问题),采用不同掺混比例的汽柴油掺混燃料,通过对部分预混燃烧、晚喷低温燃烧和传统压燃模式的试验对比研究,本文提出了一种在全工况范围内进行多模式组合燃烧的控制策略:在小负荷工况,通过预热塞辅助和超低压喷射策略来改善燃烧稳定性;在中小负荷采用部分预混燃烧模式实现高效清洁燃烧;在中高负荷通过晚喷低温燃烧模式实现清洁燃烧;而在高速大负荷则采用传统压燃的方式组织燃烧。随着燃料掺混比例变化,不同模式的工况范围会相应变化,但是多模式组合燃烧是在全工况范围内组织燃烧的最佳控制策略。第三,从开环控制和闭环控制两个角度,通过两种方法开展了灵活燃料自适应优化控制的研究。第一种方法是基于燃料识别的开环控制方法。通过对汽油和柴油燃料理化特性、燃烧特性的分析,分别提出了一种基于能量的、基于滞燃期的、和多参数融合算法的燃料识别方法,并进行了验证。然而开环方法具有标定工作量大和对精度要求非常高的缺点。进而研究提出了一种基于闭环控制的灵活燃料自适应控制方法,分别设计了前馈与反馈相结合的灵活燃料发动机转矩控制和经济性自适应优化控制算法,初步建立了灵活燃料发动机燃料自适应控制体系。