[發(fā)明專利]一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710163863.0
• 申請(qǐng)日: 2007-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN101408133A
• 公開（公告）日: 2009-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 侯杰;沈強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): F02D11/10
• 分類號(hào): F02D11/10
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;魏振華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)，更具體地，涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門的控制方法。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)的日益發(fā)展，能源問題和環(huán)境問題的日益突出以及對(duì)汽車性能要求的提高，電子節(jié)氣門成為全電控發(fā)動(dòng)機(jī)上最重要的控制裝置并已開始廣泛應(yīng)用到各種車輛上，其優(yōu)點(diǎn)在于可根據(jù)駕駛員愿望、排放、油耗和安全需求，使節(jié)氣門快速精確地控制在最佳開度，并可設(shè)置多種控制功能來改善駕駛安全性和舒適性。

電子節(jié)氣門是一個(gè)存在非線性時(shí)變阻尼特性的系統(tǒng)，在其控制中存在以下幾個(gè)難點(diǎn)：

(1)非線性復(fù)位彈簧：節(jié)氣門體軸上有兩個(gè)作用力方向相反的復(fù)位彈簧，其主要作用為保證在節(jié)氣門的控制失效時(shí)能夠使節(jié)氣門碟片回到自由位置，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中不會(huì)產(chǎn)生熄火的情況。復(fù)位彈簧的拉力是節(jié)氣門的控制主要需克服的力，且此拉力的特性在自由位置的兩端也各不相同；同時(shí)，隨著節(jié)氣門使用時(shí)間的增加，復(fù)位彈簧的彈性系數(shù)也會(huì)發(fā)生變化，使得一般單一不變的控制方法會(huì)隨時(shí)間的增加而失效；

(2)摩擦力矩的不確定性：節(jié)氣門體內(nèi)的摩擦力較復(fù)雜，主要包括傳動(dòng)軸的滑動(dòng)摩擦和靜摩擦，傳動(dòng)齒輪的粘滯摩擦，且作用時(shí)間和范圍也不一樣，綜合考慮其影響比較困難；

(3)傳動(dòng)齒輪間隙對(duì)傳動(dòng)的影響較大：由于節(jié)氣門的控制精度要求，因此傳動(dòng)齒輪之間的間隙可能會(huì)導(dǎo)致節(jié)氣門簧片的輕微抖動(dòng)或?qū)?jié)氣門進(jìn)行微調(diào)時(shí)節(jié)氣門動(dòng)作的滯后；

(4)進(jìn)氣氣流對(duì)碟片運(yùn)動(dòng)的影響難于計(jì)算：當(dāng)空氣流經(jīng)節(jié)氣門體時(shí)，由于節(jié)氣門體的結(jié)構(gòu)會(huì)使得氣流作用在碟片兩邊的壓力分布不均，從而導(dǎo)致力矩不平衡，其大小與節(jié)氣門體結(jié)構(gòu)、進(jìn)氣氣流大小以及碟片開度有非線性關(guān)系，難以函數(shù)化。

(5)節(jié)氣門體的老化：隨著節(jié)氣門使用時(shí)間的增加，其機(jī)械結(jié)構(gòu)將呈現(xiàn)老化，如自由位置開度可能會(huì)發(fā)生變化；還有就是節(jié)氣門體的位置傳感器一般為電阻膜接觸式傳感器，同樣也會(huì)隨著使用時(shí)間的增加使得其電壓變化范圍發(fā)生偏移。

由此，電子節(jié)氣門由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作環(huán)境等因素，對(duì)于電子節(jié)氣門難以準(zhǔn)確加以控制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服電子節(jié)氣門控制過程中的上述困難，提供在一種能夠保持電子節(jié)氣碟片運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性和平穩(wěn)性，從而實(shí)現(xiàn)電子節(jié)氣門碟片運(yùn)行的快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確和防止超調(diào)的發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門控制方法。

本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門的控制方法，其中，所述控制方法包括檢測(cè)電子節(jié)氣門的起始開度或當(dāng)前開度；根據(jù)電子節(jié)氣門的起始開度或當(dāng)前開度與目標(biāo)開度的差值，當(dāng)電子節(jié)氣門的起始開度或當(dāng)前開度與目標(biāo)開度的差值大于X時(shí)，采用基本方法控制PWM信號(hào)的占空比從而控制打開或關(guān)閉電子節(jié)氣門的開度變化率；當(dāng)電子節(jié)氣門的起始開度或當(dāng)前開度與目標(biāo)開度的差值的絕對(duì)值小于X時(shí)，采用PID方法控制PWM信號(hào)的占空比從而控制打開或關(guān)閉電子節(jié)氣門的開度變化率，其中X的范圍是2°至6°；所述基本方法為實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)際開度變化率，控制PWM信號(hào)的占空比使實(shí)際開度變化率接近目標(biāo)開度變化率；所述目標(biāo)開度變化率為0.05至0.40度/毫秒；所述開度變化率指電子節(jié)氣門碟片的運(yùn)動(dòng)速率；所述PID控制方法是根據(jù)目標(biāo)開度與起始開度或當(dāng)前開度之間的差值，通過比例P、積分I和微分D的線性組合來構(gòu)成控制量，從而計(jì)算出PWM電壓占空比以控制碟片接近并穩(wěn)定在目標(biāo)開度。

采用本發(fā)明所述的發(fā)動(dòng)機(jī)電子節(jié)氣門的控制方法，針對(duì)電子節(jié)氣門的當(dāng)前開度與目標(biāo)開度的差值的不同，采用不同的控制方法以輸出不同的PWM信號(hào)的占空比，使得在所述差值較大時(shí)通過采用基本方法能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)氣門碟片運(yùn)行的快速和平穩(wěn)，并且在所述差值較小時(shí)通過采用PID方法能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)氣門碟片運(yùn)行的準(zhǔn)確和防止超調(diào)。

附圖說明

圖1是電子節(jié)氣門工作流程圖；

圖2是電子節(jié)氣門傳感器故障診斷的優(yōu)選實(shí)施方式的流程圖；

圖3是電子節(jié)氣門自學(xué)習(xí)控制流程圖。

具體實(shí)施方式