基于二级滑模观测器的汽油机空气滤清器状态监测

对于火花点火式发动机的进气系统而言，空气滤清器是必不可少的组成部分，其主要作用就是向气缸中输入洁净的空气。空气滤清器堵塞的情况下，会直接影响发动机功率，从而影响车辆的驾驶性能。因此，对空气滤清器状态进行有效的监测是非常必要的。提出了一种低成本的新监测方法，用于区分空气滤清器是状态良好还是已经堵塞。比例系数（Caf）为空气流过待测空气滤清器进入进气歧管的压力与空气流过一个新的空气滤清器的进气歧管压力的比值。通过对Caf进行建模来监测空气滤清器的状态。

由于无法在空气滤清器上加装任何传感器测量Caf，因此对Caf进行估计以区分空气滤清器的状态。通过一个二阶滑模观测器估计这个不可测量的Caf值。这个二阶滑模观测器需要将管道内压力、发动机角速度以及发动机的负荷扭矩作为输入。通过试验，以Caf作为判断清洁程度的指标判断滤清器的状态。

这种基于二阶滑模观测器的火花点火发动机空气滤清器状态监测方法经过检验表明，该方法可以很好地与车载自动诊断系统兼容，且成本低。通过这种方法来估计Caf值以判断空气滤清器的清洁程度，不需要另装任何压力传感器。试验结果表明，Caf可以作为判断空气滤清器状态的指标，其被成功运用到了1.3L商用车发动机上。

空气滤清器的检测流程为见图1。

网址：http://onlinelibrary.wiley. com/doi/10.1002/acs. 2314/full

作者：Qadeer Ahmed et al

编译：孔悦