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具有低壓廢氣再循環(huán)的高壓共軌發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道故障診斷

現(xiàn)代高壓共軌發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管的元件數(shù)急劇增多。同時，由于排放法規(guī)的限制，對錯誤診斷系統(tǒng)的要求越來越高。當(dāng)前的錯誤診斷系統(tǒng)只能診斷大的故障卻對故障的隔離十分困難。基于數(shù)學(xué)模型的故障診斷系統(tǒng)可以提高故障診斷的精確性，并可對故障進(jìn)行隔離定位。

主要研究發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道上的典型故障診斷，如管路或密封件的泄漏、閥的堵塞、傳感器或執(zhí)行器故障。研究采用的發(fā)動機(jī)是由歐寶制造的4缸高壓共軌發(fā)動機(jī)。出于研究目的，在該發(fā)動機(jī)上又加裝了低壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)以及相應(yīng)的傳感器等。

建立的故障診斷系統(tǒng)主要由殘差分析、殘差至狀態(tài)量轉(zhuǎn)換及故障診斷3個部分構(gòu)成。殘差為模型計算數(shù)據(jù)與實(shí)際測量數(shù)據(jù)的偏差。得到殘差之后，需對殘差進(jìn)行濾波，以消除噪聲的影響。對于每一個殘差，根據(jù)發(fā)動機(jī)當(dāng)前工作狀態(tài)，均存在一個上限及一個下限（即殘差的合理范圍）。殘差位于范圍之內(nèi)時，其狀態(tài)為0；當(dāng)超出范圍時，其狀態(tài)為正或者為負(fù)。最后，根據(jù)得到的狀態(tài)進(jìn)行故障診斷。通過發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺上的實(shí)際測量獲得模型參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，建立模型時必須考慮瞬態(tài)效應(yīng)，尤其是對于低壓廢氣再循環(huán)發(fā)動機(jī)，必須考慮氣體傳輸時的延遲。

所建的模型采用Matlab/ Simulink以及C語言搭建，可以方便地移植到ECU中。

Christopher Eck et al. SAE 2011-01-0701.

編譯：郝值