CN109931173A - 一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法，根据汽车、发动机、发动机控制单元的不同状态，包括：常态步进电机控制；步进电机重启；停车时的步进电机位置识别；步丢失时的修正；钝化。本发明由步进电机通过齿轮输出扭矩到一个蜗杆，在蜗杆的末端有一个纺锤体，根据其位置，来阻碍旁通气流，步进电机的开度由占空比控制，该占空比根据汽车、发动机、发动机控制单元的状态不同而由一个步进电机开度的回转值或者常态下的步进电机开度控制，从而实现发动机怠速的精确控制，对步进电机的控制更加精确，从而可以更好的控制怠速时的进气量，进而改善怠速工况时的燃烧，实现稳定和改变怠速的转速的目的。

Description

一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法

技术领域

本发明涉及汽车发动机怠速控制技术领域，尤其涉及一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法。

背景技术

怠速控制是汽车发动机电子控制的一个重要内容。怠速是指汽车发动机设备在无载荷的前提下运转时的平稳状态，但怠速速度较高的时候，便会直接影响到汽车发动机的燃油量；若它的转速降低，则会加强汽车有害物质的排放。可见，需要对汽车“怠速”进行合适的控制，进而减轻汽车发动机的能耗，提高汽车的燃油经济性，乘坐舒适性，降低有害物质对环境的污染程度。

因此需要设计一种实现发动机怠速的精确控制，可以更好的控制怠速时的进气量的用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供一种用于怠速调节的进气歧管步进电机控制方法，根据汽车、发动机、发动机控制单元的不同状态，包括：

常态步进电机控制；

步进电机重启；

停车时的步进电机位置识别；

步丢失时的修正。

优选的，所述常态步进电机控制是当发动机处于点火状态时，怠速步进电机由软件中常态步进电机开度计算值控制。

优选的，所述步进电机重启，根据判断条件的不同，分为3种状态：

1).ECU重启时的步进电机重启，每次ECU重启，对那些存储在非溢出存储器的变量进行检查，如果它们有效，那么就不用对它们重置，而且步进电机处在常态工作模式；如果它们无效，则会对步进电机进行重置，其位置由一种特殊底层软件算法描述；由于电机处在一个未知的位置，称这种重启叫做“长重启”，即电机从最大开度开始运行，步进电机在重启过程中其动作是不能被中断的；

2).点火开关关闭时的重启，当点火开关处于关闭状态，并且在整个从点火钥匙关闭状态到电机位置重启询问的时间内，都满足以下任意一条件：

a.步进电机关闭的步修正为标定的步修正最大值；

b.步进电机打开的步修正为标定的步修正最大值；

则执行点火开关关闭时的重启，此时会标记向底层软件询问是否重启步进电机标记符，由于目前位置是已知的，那么电机将会在目前位置开始进行重启（此为短重启），该过程同样不能被中断，在重启结束后，向怠速速度模块请求重置步进器的布尔值将被底层软件置为0；

3).安全重启，当以下条件均满足时，系统进入安全重启模块：

a.点火开关打开；

b.发动机处于部分载荷状态；

c.步进电机关闭的步修正为标定的步修正最大值；

d.步进电机打开的步修正为标定的步修正最大值；

e.发动机转速大于标定量发动机怠速转速限值；

f.质量空气流量大于标定量怠速质量空气流量限值；

此时会询问底层软件是否重启步进电机，如果位置是已知的，那么从当前位置开始重启（短重启），根据标识符怠速步进电机重启条件的布尔值的不同，底层软件会选择不同的控制步长，这种重启同样不能被中断，重启结束时，向怠速速度模块请求重置步进器的布尔值将被底层软件置为0；

其中标识符怠速步进电机重启条件的布尔值由以下条件决定：

a.重启速度大于可供选择的最大重启速度，此时步进电机重启条件的布尔值为0；

b.重启速度小于可供选择的最小重启速度，此时步进电机重启条件的布尔值为1。

优选的，所述停车时的步进电机位置识别是当钥匙开关关闭时，如果满足以下任意一条件，会执行停车时的步进电机位置判定：

a.系统没有向怠速速度控制模块请求重置步进电机；

b.步进电机关闭与打开的步修正小于标定的步修正最大值且没有在点火钥匙关闭向底层软件申请重启步进电机；

此时系统会通过相关标志位询问底层软件步进电机是否达到了泊车位，如果达到了泊车位置，底层软件会将步进电机泊车位置标志位置0。

优选的，所述步丢失时的修正，包括激活和钝化两个功能；

所述激活是：

1).如果满足以下全部条件：

a.点火钥匙打开；

b.发动机处于怠速；

c.车速为0；

d.冷却液温度大于冷却液温度阈值；

e.在积分器饱和度修正的持续时间内，怠速自适应条件（最小）的布尔值始终为1；

则怠速步进电机的开度为常态下的步进电机开度，并向怠速控制模块发送增加步进电机位置的请求，并对阀门关闭的步修正值逐渐增大，当步修正完成后，向怠速控制模块发送增加步进电机位置的请求会被取消；

2).如果满足以下全部条件：

a.点火钥匙打开；

b.发动机处于怠速；

c.车速为0；

d.冷却液温度大于冷却液温度阈值；

e.在积分器饱和度修正的持续时间内，怠速自适应条件（最大）的布尔值始终为1；

则怠速步进电机的开度为常态下的步进电机开度，并向怠速控制模块发送减小步进电机位置的请求，并对阀门打开的步修正值逐渐增大，当步修正完成后，向怠速控制模块发送增加步进电机位置的请求会被取消；

所述步修正的钝化是在点火钥匙打开的情况下，如果满足以下任意一条件：

a.发动机不处于怠速状态；

b.车速不为0；

c.冷却水温度低于标定量冷却水温度阈值；

d.怠速自适应条件（最小）的布尔值为1，且阀门关闭的步修正为步修正的最大值；

e.怠速自适应条件（最大）的布尔值为1，且阀门打开的步修正为步修正的最大值；

则怠速步进电机开度控制返回由常态步进电机开度控制。

本发明提供的一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法，与现有技术相比：本发明对步进电机的控制更加精确，从而可以更好的控制怠速时的进气量，进而改善怠速工况时的燃烧，实现稳定和改变怠速的转速的目的。

附图说明

图1为进气歧管进气流程图；

图2 为进气歧管步进电机控制流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例和说明书附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1-2所示，本发明提供一种用于怠速调节的进气歧管步进电机控制方法，根据汽车、发动机、发动机控制单元的不同状态，其主要包括常态步进电机控制；步进电机重启；停车时的步进电机位置识别；步丢失时的修正。

系统经过初始化后首先进入常态模块，此时步进电机开度由底层软件得出的常态下的步进电机开度控制。当ECU重启时，会对那些存储在非溢出存储器的变量进行检查，如果它们有效，那么就不用对它们重置，而且步进电机处在常态工作模式；如果它们无效，则会向底层软件发送复位步进电机的请求，对步进电机进行重置，其位置由一种特殊底层软件算法描述。当重启完成后，底层软件会将重启标志位置0，返回常态控制模块。

当点火开关处于关闭状态，系统会检测整个从点火钥匙关闭状态到电机位置重启询问的时间内，步进电机关闭与打开的步修正与标定的步修正最大值的关系，如有任意一值大于标定量，则会向底层软件发送复位步进电机的请求，执行点火开关关闭时的重启，由于目前位置是已知的，那么电机将会在目前位置开始进行重启（此为短重启），该过程同样不能被中断，在重启结束后，向怠速速度模块请求重置步进器的布尔值将被底层软件置为0，并返回常态控制模块。

当点火开关处于打开状态时，系统会检测发动机负荷状态、质量空气流量、发动机转速、步进电机关闭与打开的步修正，当发动机处于部分负荷状态，质量空气流量、发动机转速大于对应的标定量，步进电机关闭与打开的步修正等于对应的标定量时，则会向底层软件发送复位步进电机的请求，执行安全重启，并且该重启不会被中断，在重启结束后，向怠速速度模块请求重置步进器的布尔值将被底层软件置为0，并返回常态控制模块。

当点火开关处于关闭状态时，如果没有重启请求，或者重启结束过程结束，那么就向底层软件发送停车时的步进电机位置判定请求，当步进电机达到泊车位后，系统返回常态控制模块。

在怠速步进电机控制过程中，可能会出现步丢失的情况，因此针对步丢失会根据条件的不同产生相应的步修正。

在停车怠速的情况下，如果在积分器饱和度修正的持续时间内，怠速自适应条件（最小）的布尔值始终为1，则执行步修正的激活，怠速步进电机的开度为常态下的步进电机开度，并向怠速控制模块发送增加步进电机位置的请求，并对阀门关闭的步修正值逐渐增大，当步修正完成后，向怠速控制模块发送增加步进电机位置的请求会被取消。

在停车怠速的情况下，如果在积分器饱和度修正的持续时间内，怠速自适应条件（最大）的布尔值始终为1，则执行步修正的激活，怠速步进电机的开度为常态下的步进电机开度，并向怠速控制模块发送减小步进电机位置的请求，并对阀门打开的步修正值逐渐增大，当步修正完成后，向怠速控制模块发送增加步进电机位置的请求会被取消。

在非停车怠速的情况下，如果冷却水温度低于标定量冷却水温度阈值；或怠速自适应条件（最小）的布尔值为1，且阀门关闭的步修正为步修正的最大值；或怠速自适应条件（最大）的布尔值为1，且阀门打开的步修正为步修正的最大值，则执行步修正的钝化，怠速步进电机开度控制返回由常态步进电机开度控制。

本发明由步进电机通过齿轮输出扭矩到一个蜗杆，在蜗杆的末端有一个纺锤体，根据其位置，来阻碍旁通气流，步进电机的开度由占空比控制，该占空比根据汽车、发动机、发动机控制单元的状态不同而由一个步进电机开度的回转值或者常态下的步进电机开度控制，从而实现发动机怠速的精确控制；本发明对步进电机的控制更加精确，从而可以更好的控制怠速时的进气量，进而改善怠速工况时的燃烧，实现稳定和改变怠速的转速的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法，其特征在于，根据汽车、发动机、发动机控制单元的不同状态，包括：常态步进电机控制；步进电机重启；停车时的步进电机位置识别；步丢失时的修正。

2.根据权利要求1所述一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法，其特征在于：所述常态步进电机控制在以下条件触发：

如果点火钥匙打开，则控制步进电机开度的占空比由常态下的步进电机开度决定。

3.根据权利要求1所述一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法，其特征在于：所述步进电机重启包含以下三种情况：

1）、发动机电子控制单元（ECU）重启时的步进电机重启，每次ECU重启，对那些存储在非溢出存储器的变量进行检查，如果它们有效，那么就不用对它们重置，而且步进电机处在常态工作模式；如果它们无效，则会对步进电机进行重置，其位置由一种特殊底层软件算法描述；由于点击处在一个未知的位置，称这种重启叫做“长重启”，即电机从最大开度开始运行，步进电机在重启过程中其动作是不能被中断的；

2）、点火钥匙关闭时的重启，当点火钥匙处于关闭状态时，ECU开始计算从点火钥匙关闭状态到电机位置重启询问的时间，然后标记向怠速速度模块请求重置步进器的布尔值，目的是询问底层软件是否重启步进电机；由于目前位置是已知的，那么电机将会在目前位置开始进行重启（此为短重启），该过程同样不能被中断，在重启结束后，向怠速速度模块请求重置步进器的布尔值将被底层软件置为0；

3）、安全重启，当点火钥匙处于打开状态，发动机处于部分负荷状态，发动机转速大于标定量发动机转速限值，发动机质量空气流量大于标定量质量空气流量限值，则会标记向怠速速度模块请求重置步进器的布尔值，目的是询问底层软件是否重启步进电机，如果位置是已知的，那么从当前位置开始重启（短重启），根据标识符怠速步进电机重启条件的布尔值的不同，底层软件会选择不同的控制步长，这种重启同样不能被中断，重启结束时，向怠速速度模块请求重置步进器的布尔值将被底层软件置为0。

4.根据权利要求1所述一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法，其特征在于：所述停车时的步进电机位置识别由以下方法实现：

当点火钥匙处于关闭状态，并且没有向怠速速度模块请求重置步进器或步进电机打开、关闭的步修正大于标定量步修正的最大数，或行进结束，则会询问底层软件步进电机是否到达泊车位，如果步进电机到达泊车位，底层软件则会将相关的布尔值置为0。

5.根据权利要求1所述一种用于怠速调节的进气歧管步进电机的控制方法，其特征在于：当产生步丢失时的修正包含以下两个过程：

1）、步丢失修正激活，当发动机点火并处与停车怠速的状态下，并且冷却水温度大于标定量冷却水温度阈值，如果此时在积分器饱和度修正的持续时间内：

a.怠速自适应条件（最小）的布尔值始终为1，则怠速步进电机的开度为常态下的步进电机开度，并向怠速控制模块发送增加步进电机位置的请求，并对阀门关闭的步修正值逐渐增大，当步修正完成后，向怠速控制模块发送增加步进电机位置的请求会被取消；

b.怠速自适应条件（最大）的布尔值始终为1，则怠速步进电机的开度为常态下的步进电机开度，并向怠速控制模块发送减小步进电机位置的请求，并对阀门打开的步修正值逐渐增大，当步修正完成后，向怠速控制模块发送增加步进电机位置的请求会被取消；

2）、步丢失修正钝化，当发动机点火后，如果满足以下任一条件：

a.发动机不处于怠速状态；

b.车速不为0；

c.冷却水温度低于标定量冷却水温度阈值；

d. 怠速自适应条件（最小）的布尔值为1，并且阀门关闭的步修正为步修正的最大值；

e. 怠速自适应条件（最大）的布尔值为1，并且阀门打开的步修正为步修正的最大值；

则怠速步进电机开度控制返回常态。