CN101818705B - 自适应egr阀控制*** - Google Patents

Abstract

本发明为一种废气再循环(EGR)阀控制***，它包括直流驱动电机、位置反馈模块、诊断模块、调整控制模块。直流驱动电机由调整控制模块控制，实现正反转、与定位动作，以实现对EGR阀升程的控制，进而调节EGR率的大小；位置反馈模块对EGR阀的升程进行监控，以精确调整EGR率的大小；诊断模块用于对EGR阀能否正常工作做出判断，是调整控制进行的基础，也是具有自适应性的前提；调整控制模块中集成了此控制***的控制软件以及控制策略，能够完成***错误的诊断，并对EGR率大小做出调整。

Description

自适应EGR阀控制***

技术领域

本发明涉及内燃机的废气再循环(EGR)***，更具体地，涉及一种在用于EGR***的过程中，用来适应阀体磨损、微粒烟尘积累的影响，而不会导致控制算法失效的控制***和方法。

背景技术

内燃机在各气缸内燃烧气体燃料混合物，以驱动活塞往复运动。活塞可转动地驱动曲轴，以为传动系提供驱动扭矩。燃烧过程所产生的废气通过排气歧管从发动机中排出，并且由废气***进行处理。

发动机***通常包括一废气回流或废气再循环(EGR)***以减少发动机的排放。EGR***使废气回流返回到各个气缸中，以有望限制燃烧所用的氧气量。限制燃烧所用的氧气量能够降低燃烧温度并且减少发动机排放。当随着EGR***的操作优化火花定时和燃料喷射时，EGR***还能够提高燃料经济性和/或性能。EGR阀中所积累的残留物会限制废气流动并且减弱实际EGR率的大小。因此，需要一种控制方法，以抵消这种因使用时间长，不能自洁而带来的EGR率控制误差。

EGR率的大小通过EGR阀的升程和开启时间来调节，当EGR阀因磨损或积累的残留物而失去升程大小标准时，废气回流通过阀的流通面积就会过大或过小，因此需要一种控制***，能够监测此现象的发生，并能做出合理的控制以抵消这种不利影响，继续精确控制EGR率的大小。目前由于大量EGR阀都是由步进电机驱动，还不具有这样一种控制***，所以目前市场采用的EGR阀再使用一定时期后将不能合理的供给合适的EGR率，从而导致发动机效率和/或性能的降低，不仅影响消费者的经济利益，还给环境带来了更负面的影响。

发明内容

根据本发明的具有自适应性的EGR阀控制***，它包括直流驱动电机、位置反馈模块、诊断模块、调整控制模块。直流驱动电机通过凸轮驱动EGR阀杆，通过调节控制模块给出的驱动信号，进行正转、反转、静止等动作，从而控制EGR阀杆的升程大小与保持一固定升程位置的时间长短。位置反馈模块是由一个霍尔技术为基础的无触点传感器组成的，它监测阀杆的升程，为精确控制EGR率提供基础，为调节控制模块提供控制依据。诊断模块由两个温度传感器构成，通过调节控制模块中的诊断算法，来判断EGR阀能否工作。调整控制模块中集成了诊断算法，以及该EGR阀***的控制策略，使其***包括的各个部件之间能够有机的结合到一起，进行有效而又准确的EGR率控制。

在其特征中，每当发动机开始起动时，此EGR阀控制***都会对EGR阀是否关闭做出判断，如果EGR阀关闭则启用位置反馈模块，将EGR关闭时此位置传感器数值写入存储器，并允许汽车起动。如果由诊断***判断此EGR阀没有关闭，则对上述直流驱动电机做出控制，用来消除导致阀门不能关闭的原因，并从新进行诊断EGR阀是否关闭，如果是，则进入上述步骤，如果依然否，且达到预定次数，则报错，停止发动机起动或者关闭EGR***使其不参与发动机工作过程。利用每次起动时写入存储器中的位置传感器数值，可以通过调整控制模块做到保证EGR阀的绝对升程，从而避免磨损或积碳带来的误差影响。

从下文的详细描述中，本发明的其它应用领域将变得很清晰。应当理解，虽然描述了本发明的优选实施例，但详细描述和特定实施例只是出于描述的目的，而并不是对本发明范围的限制。

附图说明

从下面的详细说明以及附图能够更充分地理解本发明，其中：

图1是包括上述EGR阀以及上述诊断模块的示例性发动机***的功能性框图；

图2是根据本发明的EGR阀结构图

图3是描述根据本发明的EGR阀控制***执行的示例性步骤的流程图。

图4是根据本发明中诊断模块的示例性诊断流程图

具体实施方式

下面关于优选实施例的描述本质上仅是一种示例性的，决非试图对本发明、其用途或使用进行限制。为清楚起见，在附图中相同的附图标记用来指示类似的原件。如本文中所用的，术语“模块”是指特定用途的集成电路(ASIC)、电路、能够执行一个或多个软件或操作***程序的处理器(共用的、专用的或分组的)及存储器、组合逻辑电路/或其它提供所需功能的适当的组件。

现在参考图1，描述了一个示例性发动机***1。发动机***1包括发动机2、进气歧管3和排气歧管4。空气通过进气道5，流经EGR阀6进入进气歧管3中，该歧管将空气散布到各个气缸中。空气流经进气道5时，先后经过了EGR阀6前的温度传感器12与EGR阀6后的温度传感器13，温度传感器12、13和诊断器14构成了如权利要求5所述的诊断模块，该模块执行过程参见图4。EGR阀6参考图2，由EGR阀进气通道7、废气回流通道8、直流驱动电机9、升程探测模块(位移传感器)10、阀杆11、凸轮(未标示)组成。调整控制模块15接受油门位置或节气门位置以及发动机2转速信号，进行工况判断，选择合适的EGR阀6目标升程，结合诊断模块写入存储器的数据以及位置反馈模块的数据对EGR阀6的阀杆11进行控制驱动。

发动机***2起动前，EGR阀6应保持关闭状态，即进气通道7与废气回流通道8之间不能相通。此时，空气流经温度传感器12、13时所体现出的温度值之差应该为零或在一个允许的范围内。参见图4，温度传感器12、13所测温度分别为T₁₂和T₁₃，当|T₁₂-T₁₃|＜m时，诊断器14对计数器清零，并将此时EGR阀6的位置反馈模块所显示的数值写入存储器，并允许发动机起动。否则，将采取处理程序，使EGR阀6回到关闭状态，并将计数器数值n自加后写入存储器，并判断计数器所记数值是否超过预设值a，如果n＞a成立，则诊断***报错阻止发动机2起动或者关闭EGR***使其不参与发动机工作过程。如果n＞a不成立，则诊断模块从新开始。

当发动机顺利起动完成，并且EGR***参与工作时，调整控制模块15采集油门位置传感器(未标示)与转速传感器(未标示)等相关传感器(未标示)的信号，通过预先的控制策略选定EGR阀6的目标升程，此升程为阀门开启程度的绝对量。参见图3，当选定目标升程后，将此升程与存储器中的关闭位置数值相加，得到直流驱动电机应该驱动的升程数，记为阀杆目标升程L_目标，此升程数是用来确定控制上述直流驱动电机工作参数的重要变量，直接反应就是该直流驱动电机带动凸轮所转过的角度。凸轮转过一定角度，使阀杆11有相应的升程，此升程大小通过位置反馈模块给出，记此位移为阀杆实际升程L_实际。利用L_目标、L_实际两值之间的关系进行反馈控制，或者控制直流驱动电机维持此当前升程，或者控制直流驱动电机进行反转减小当前升程，或者控制直流驱动电机进行正转增加当前升程。

从前面的描述中本领域技术人员可以理解，可以用各种形式实现本发明的主要而广泛的教导。因此，虽然已经结合附图描述了本发明，但是本发明的范围不应当仅限于此，因为在研究了附图、说明书和前面的权利要求之后，对技术人员来讲，其它改进将变得清晰。

Claims (10)

1.一种废气回流(EGR)阀控制***，它包括：

直流驱动电机，其通过一个传动机构驱动EGR阀杆，通过阀杆的升程大小调节EGR率的大小；

位置反馈模块，其确定所述EGR阀升程是否达到目标升程，并可以提供EGR阀关闭时的位置，通过MAP则可以确定目前EGR率是否达到目标EGR率大小；

诊断模块，其用于确定所述EGR阀是否闭合，同时协助位置反馈模块进行零升程点的标记，为控制算法提供基础，其包括信号输入模块，信号输出模块，诊断处理算法；

调整控制模块，它综合传感器信号与诊断模块信号、直流驱动电机的控制信号，对阀门的升程进行综合控制，以及对所述EGR阀错误的诊断，保证EGR率的要求。

2.按照权利要求1所述的废气回流(EGR)阀控制***，其特征在于，每当停止EGR***时，该EGR阀都会关闭，开始EGR***时，都会由诊断***诊断此EGR***是否由关闭状态开始。

3.按照权利要求2所述，其特征在于，如果是由关闭状态开始，诊断模块会发出控制命令，调节控制模块会将此时位位置反馈模块提供的位置信息写入存储器。

4.按照权利要求1所述的诊断模块，其特征在于，信号输入模块由两个温度传感器构成，诊断处理算法为对两个温度传感器数值之差的大小进行范围判断，依据在范围内，或者外这两种不同情况进行后续处理。

5.按照权利要求1所述的调整控制模块，其特征在于，油门位置传感器、转速传感器等其它状态传感器传入的信号，可以由上述调整控制模块处理，选定一个目标升程。

6.按照权利要求5所述，其特征在于，上述选定的目标升程与权利要求1所述的EGR阀关闭时刻的位置进行相加运算，产生一个理论目标位置。

7.按照权利要求6所述，其特征在于，理论目标位置的值通过调整控制模块处理，输出为直流驱动电机的控制信号。

8.按照权利要求7所述，其特征在于，上述输出的直流电机控制信号作为前馈控制使EGR阀杆有一个与所述控制信号相对应的升程。

9.按照权利要求8所述，其特征在于，上述EGR阀杆的升程可以通过调节控制模块与权利要求6中的理论目标位置进行对比。

10.按照权利要求9所述，其特征在于，上述对比结果可以通过调整控制模块进行反馈控制。

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