基于滑模观测器检测并隔离涡轮增压汽油机的故障

提出了一种基于模型的能够检测并隔离汽油机进排气交换路径主要故障。该检测系统用于检测和隔离以下故障：压缩机和节气门之间的空气泄漏、排气歧管压力传感器故障、旁通阀卡住和开路故障。滑模观测器（SMO）是该检测系统的核心。采用一阶SMO预测涡轮增压器旋转动力学；采用二阶SMO预测旁通阀位移动虚拟力，虚拟力对扰乱排气歧管的流量平衡故障是很敏感的。利用现代涡轮增压汽油机的试验数据进行验证，然后利用SMO检测气体交换路径的故障。该检测系统能够成功检测并隔离汽油机的4种故障，而无需使用热膜式空气流量计（HFM）。

试验证明，SMO能够有效估计涡轮增压器转速和发动机无故障运行时的旁通阀位移。选择涡轮增压器观测器和排气歧管观测器的虚拟力误差作为残差，对4种故障进行了研究。试验表明，所提出的检测系统能够成功检测和隔离4种故障。

在现代汽车动力系统中，发动机检测和故障诊断非常重要。由于发动机的复杂特性，因此对发动机的非线性建模是必要的，需要使用更先进的检测技术，以保证发动机的稳定性。由于涡轮增压发动机的组件工作条件恶劣，因此进气和排气路径面临许多故障需要解决。