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基于滑模觀測器檢測并隔離渦輪增壓汽油機(jī)的故障

提出了一種基于模型的能夠檢測并隔離汽油機(jī)進(jìn)排氣交換路徑主要故障。該檢測系統(tǒng)用于檢測和隔離以下故障：壓縮機(jī)和節(jié)氣門之間的空氣泄漏、排氣歧管壓力傳感器故障、旁通閥卡住和開路故障?；Ｓ^測器（SMO）是該檢測系統(tǒng)的核心。采用一階SMO預(yù)測渦輪增壓器旋轉(zhuǎn)動力學(xué)；采用二階SMO預(yù)測旁通閥位移動虛擬力，虛擬力對擾亂排氣歧管的流量平衡故障是很敏感的。利用現(xiàn)代渦輪增壓汽油機(jī)的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證，然后利用SMO檢測氣體交換路徑的故障。該檢測系統(tǒng)能夠成功檢測并隔離汽油機(jī)的4種故障，而無需使用熱膜式空氣流量計（HFM）。

試驗證明，SMO能夠有效估計渦輪增壓器轉(zhuǎn)速和發(fā)動機(jī)無故障運行時的旁通閥位移。選擇渦輪增壓器觀測器和排氣歧管觀測器的虛擬力誤差作為殘差，對4種故障進(jìn)行了研究。試驗表明，所提出的檢測系統(tǒng)能夠成功檢測和隔離4種故障。

在現(xiàn)代汽車動力系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)檢測和故障診斷非常重要。由于發(fā)動機(jī)的復(fù)雜特性，因此對發(fā)動機(jī)的非線性建模是必要的，需要使用更先進(jìn)的檢測技術(shù)，以保證發(fā)動機(jī)的穩(wěn)定性。由于渦輪增壓發(fā)動機(jī)的組件工作條件惡劣，因此進(jìn)氣和排氣路徑面臨許多故障需要解決。

Rasoul Salehi et al.SAE 2015-01-0227.

編譯：王亮