[發明專利]一種汽車電子節氣門控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201310238355.X
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN104234841B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 吳堅;黃銳景;邢志海;何曉妮;張安偉
• 申請（專利權）人: 廣州汽車集團股份有限公司
• 主分類號: F02D9/00
• 分類號: F02D9/00
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙)44238
• 代理人: 鐘冬梅,潘中毅

技術領域

本發明涉及一種發動機技術領域，尤其涉及一種汽車發動機的電子節氣門控制方法和裝置。

背景技術

現有技術中，汽車的汽車節氣門，采用鋼絲繩和拉桿與汽車駕駛室內的油門踏板相連。駕駛員通過腳踩油門踏板的行程來控制節氣門的開度，從而改變進氣通道的開度，調節發動機的進氣量，以達到改變發動機輸出功率的目的。

這種節氣門控制方式很難根據汽車的不同工況相應地做出精確調整，特別是在冷起動、低負荷、過渡工況和怠速工況更是如此，因而導致汽車的經濟性下降和排放的降低。同時，該節氣門控制方式也不能支持現在流行的定速巡航功能的實現，無法減輕駕駛員的疲勞度和實現汽車駕駛智能化。

隨著電子技術的日益發展，電子節氣門成為全電控發動機上最重要的控制裝置，并已經開始廣泛應用到各種車輛上，其優點在于可使節氣門快速地控制在最佳開度，并可設置多種控制功能開改善駕駛安全性和舒適性。

電子節氣門的原理在于通過電子節氣門控制電機驅動汽車節氣門運動，回復彈簧起回位作用，起到減速齒輪組成減小電機轉速增大扭矩的作用，并通過位置傳感器反饋節氣門位置。但是這種電子節氣門控制系統大多集成在國外ECU控制系統中，價格高昂且無法用于自主產品的開發。

目前國內流行的電子節氣門控制系統大多采用PID算法，但是電子節氣門是一個存在非線性時變阻尼特性的系統，因此其存在如下缺點：

現有的PID算法僅采用一組參數，不管整定出何組參數，都是無法真正實現電子節氣門快速跟隨功能的。即使采用多組PID參數，也會在某些工況下存在超調量大、抖動大、調節時間長和靜態偏差大等性能問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的電子節氣門動作滯后和超調現象，提供一種汽車電子節氣門控制裝置和方法。

本發明提供的一種汽車電子節氣門控制裝置，包括：

曲線設置模塊，用于設置電子節氣門平衡阻力曲線；

開度檢測模塊，用于檢測所述電子節氣門的當前開度；

起點值選擇模塊，用于根據所述開度檢測模塊檢測的電子節氣門當前開度和目標開度之間的差值，在所述曲線設置模塊設置的電子節氣門平衡阻力曲線上選擇進行PID增量調節的PWM起點值；

增量調節模塊，用于根據電子節氣門當前開度與目標開度之間的差值的絕對值，選擇對應的增量PID調節方式，以所述起點值選擇模塊選擇的PWM起點值對所述電子節氣門的當前開度進行PID增量調節，以使所述電子節氣門的當前開度趨近于目標開度。

其中，所述曲線設置模塊，包括：

上限值設置單元，用于設置電子節氣門平衡阻力上限值曲線；

中間值設置單元，用于設置電子節氣門平衡阻力中間值曲線；

下限值設置單元，用于設置電子節氣門平衡阻力下限值曲線。

其中，所述控制裝置還包括：

電壓檢測模塊，用于通過汽車發動機的控制單元的端口檢測電子節氣門的電源供電電壓；

溫度檢測模塊，用于通過所述汽車發動機的控制單元和冷卻水傳感器，檢測汽車發動機的冷卻水溫度。

其中，所述上限值設置單元包括：

第一驅動力調節單元，用于在所述電壓檢測模塊檢測到電源供電電壓穩壓且所述溫度檢測模塊檢測到發動機冷卻水溫度為常溫時，逐漸增加電子節氣門控制電機驅動力，當所述電子節氣門的閥片向開度變大方向運動時，減小所述電子節氣門控制電機驅動力直至所述電子節氣門的閥片不再向開度變大方向運動；

第一驅動力記錄單元，用于記錄所述第一驅動力調節單元在調節過程中的多個電子節氣門控制電機驅動力的值；其中，電子節氣門控制電機驅動力????????????????????????????????????????????????的值滿足：

?=?(?+?)；

為所述電子節氣門的回復彈簧的彈簧力；為電子節氣門的閥片運動所產生的摩擦力；

上限值設置單元，用于由所述第一驅動力記錄單元記錄的多個電子節氣門控制電機驅動力的值得到所述電子節氣門平衡阻力上限值曲線。

其中，所述下限值設置單元包括：

第二驅動力調節單元，用于在所述電壓檢測模塊檢測到電源供電電壓穩壓且所述溫度檢測模塊檢測到發動機冷卻水溫度為常溫時，逐漸減小電子節氣門控制電機驅動力，當所述電子節氣門的閥片向開度變小方向運動時，增大所述電子節氣門控制電機驅動力直至所述電子節氣門的閥片不再向開度變小方向運動；