CN111828185B - 废气再循环阀的控制方法、控制装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废气再循环阀的控制方法、控制装置及控制系统，以提高废气再循环阀的稳态精度和响应速度。其中方法包括：实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据目标开度值得到第一开度参数值θ_ref；实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；根据获取的当前开度值θ_fdb得到弹簧阻力补偿电流值；和/或，根据电机转速值得到摩擦力补偿电流值；根据弹簧阻力补偿电流值和摩擦力补偿电流值中的至少一个值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。

Description

废气再循环阀的控制方法、控制装置及控制系统

技术领域

本发明涉及汽车发动机技术领域，尤其涉及一种废气再循环阀的控制方法、控制装置及控制系统。

背景技术

随着环境保护的压力不断增大，汽车环保法规对发动机排放的要求更加严格，这促使汽车生产厂商采取新的排放措施以降低汽车尾气排放。废气再循环技术EGR(ExhaustGas Recirculation)是目前应用最为广泛的一种技术。利用该技术可以将一部分废气重新通过EGR阀引入发动机系统中与新鲜空气共同燃烧产生动力，可以降低尾气中的NOx含量。

根据系统执行器(EGR阀)的动作控制形式，可以分为机械控制式EGR阀和电子控制式EGR阀。对于机械控制式EGR阀，EGR率控制的范围有限(一般为5％-15％)，且控制精度远不能满足发动机的实际需要，故新型汽车发动机都趋向于选择电子控制式EGR阀。

电子控制式EGR阀主要由直流电机、凸轮驱动、阀杆、回位弹簧、传感器、驱动控制系统组成。

ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元根据发动机的工作状态实时计算EGR阀的开度，从而可以实时调整进入发动机的废气量，使得发动机的排放降到最低。因此EGR阀的稳态精度和响应速度决定了EGR系统的性能。

发明内容

如前所述，EGR阀的稳态精度和响应速度对EGR系统的性能影响很大。

针对于现有技术问题，本发明提出一种废气再循环阀控制方法、控制装置及控制系统，通过在速度环和电流环之间引入并联补偿控制，可以补偿阀杆运动过程中所受的摩擦力和/或弹簧阻力，以提高废气再循环阀的稳态精度和响应速度，提高废气再循环阀的开度与电子控制单元ECU实时给定的开度的匹配度。

本发明采用的技术方案具体如下：

本发明提供了一种废气再循环阀的控制方法，包括：

实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据所述目标开度值得到所述第一开度参数值θ_ref；

实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制所述废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb、所述电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

根据获取的所述当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与所述当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值，和/或，根据所述电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与所述电机转速值对应的摩擦力，并根据所述摩擦力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

根据所述弹簧阻力补偿电流值和所述摩擦力补偿电流值中的至少一个值、所述第一电流值i_fdb、所述第二电流值i_ref1、所述预设的控制周期得到所述废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据所述脉冲控制信号控制所述废气再循环阀。

作为本发明的一个方面，所述实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据所述目标开度值得到所述第一开度参数值θ_ref，具体包括：

判断所述目标开度值是否位于设定的第一阈值和第二阈值之间，其中所述第二阈值大于所述第一阈值，若所述目标开度值位于所述第一阈值和所述第二阈值之间，则将所述目标开度值作为第一开度参数值θ_ref输出，若所述目标开度值大于所述第二阈值，则将所述第二阈值作为第一开度参数值θ_ref，若所述目标开度值小于所述第一阈值，则将所述第一阈值作为第一开度参数值θ_ref。

作为本发明的一个方面，所述根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb、所述电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1(k)，具体包括：

根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb以及预设的控制周期得到第一速度值；

根据计算得到的所述第一速度值、获取的所述电机转速值、所述预设的控制周期得到所述第二电流值i_ref1。

作为本发明的一个方面，所述根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb以及预设的控制周期得到第一速度值，具体包括：

根据公式θ_err＝θ_ref-θ_fdb得到开度偏差值，其中θ_err为开度偏差值；

根据公式：

得到第一速度值，其中：ν_ref(k)为当前时刻所述第一速度值，θ_err(k)为当前时刻所述开度偏差值，T为预设的控制周期，K_p1，K_i1，K_d1为控制参数。

作为本发明的一个方面，所述根据计算得到的所述第一速度值、获取的所述电机转速值、所述预设的控制周期得到所述第二电流值i_ref1，具体包括：

根据公式ν_err＝ν_ref-ν_fdb得到速度偏差值，其中ν_err为速度偏差值，ν_ref为所述第一速度值，ν_fdb为所述电机转速值；

根据公式：

得到第二电流值，其中：i_ref1(k)为当前时刻所述第二电流值，v_err(k)为当前时刻所述速度偏差值，T为预设的控制周期，K_p2，K_i2，K_d2为控制参数。

作为本发明的一个方面，所述根据获取的所述当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与所述当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；具体包括：

根据预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，找到与当前所述开度值对应的弹簧阻力补偿输出力；

根据公式：i_ref2＝T_弹/K_t得到弹簧阻力补偿电流值，其中：i_ref2为弹簧力补偿电流，T_弹为弹簧阻力补偿输出力，K_t为电机的电磁转矩系数。

作为本发明的一个方面，根据所述电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与所述电机转速值对应的摩擦力，并根据所述摩擦力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；具体包括：

根据预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，找到与当前所述电机转速值对应的摩擦力；

根据公式：i_ref3＝T_f/K_t得到摩擦力补偿电流值，其中：i_ref3为摩擦力补偿电流，T_f为摩擦力，K_t为电机的电磁转矩系数。

作为本发明的一个方面，所述根据所述弹簧阻力补偿电流值和所述摩擦力补偿电流值中的至少一个值、所述第一电流值i_fdb、所述第二电流值i_ref1、所述预设的控制周期得到所述废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据所述脉冲控制信号控制所述废气再循环阀，具体包括：

根据公式i_err＝i_ref-i_fdb得到电流偏差值，其中i_err为电流偏差值，i_ref＝i_ref1+i_ref2，或者，i_ref＝i_ref1+i_ref3，或者，i_ref＝i_ref1+i_ref2+i_ref3；

根据公式：

得到占空比，其中：ratio(k)为占空比，i_err(k)为当前时刻所述电流偏差值，T为预设的控制周期，K_p3，K_i3，K_d3为控制参数；

根据占空比和预设的脉冲周期到脉冲控制信号，并根据所述脉冲控制信号控制所述废气再循环阀。

本发明还提供了一种废气再循环阀的控制装置，包括：

第一获取模块，用于实时获取废气再循环阀的目标开度值；

第二获取模块，用于实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制所述废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

第一处理模块，用于根据所述目标开度值得到所述第一开度参数值θ_ref，还用于根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb、所述电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

第一存储模块，用于存储开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表；和/或，第二存储模块，用于存储速度值与摩擦力之间的对应关系表；

第二处理模块，用于根据获取的所述当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与所述当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；和/或，第三处理模块，用于根据所述电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与所述电机转速值对应的摩擦力，并根据所述摩擦力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

第四处理模块，用于根据所述弹簧阻力补偿电流值和所述摩擦力补偿电流值中的至少一个值、所述第一电流值i_fdb、所述第二电流值i_ref1、所述预设的控制周期得到所述废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据所述脉冲控制信号控制所述废气再循环阀。

本发明还提供了一种废气再循环阀的控制系统，包括：

角度检测单元，用于实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb；

速度检测单元，用于实时检测控制所述废气再循环阀开度的电机转速值；

电流检测单元，用于实时检测控制所述废气再循环阀开度的电机的第一电流值i_fdb；

电子控制单元，与角度检测单元、速度检测单元、电流检测单元信号连接，所述电子控制单元包括上述所述的控制装置。

本发明与现有技术相比取得了如下技术效果：

1.在速度环和电流环之间引入并联补偿控制，可以补偿阀杆运动过程中所受的摩擦力和/或弹簧阻力，以提高废气再循环阀的稳态精度和响应速度，提高废气再循环阀的开度与电子控制单元ECU实时给定的开度的匹配度；

2.通过将目标开度值与预先设定的第一阈值和第二阈值进行对比，可以控制第一开度参数值在废气再循环阀的有限开度范围内，避免造成废气再循环阀过度打开造成损害。

附图说明

本发明所列的附图仅是用于更好地理解本发明的技术方案及优势，但不构成对本发明技术方案的任何限定。其中：

图1是本发明提供的废气再循环阀控制方法流程图；

图2是本发明提供的第一开度参数值判断流程图；

图3是本发明提供的第一速度计算原理示意图；

图4是本发明提供的第二电流计算原理示意图；

图5是本发明提供的弹簧阻力补偿电流值计算原理示意图；

图6是本发明提供的摩擦力补偿电流值计算原理示意图；

图7是本发明提供的占空比的计算原理示意图；

图8是本发明提供的脉冲控制信号计算原理示意图；

图9是本发明提供的废气再循环阀控制装置示意图；

图10是本发明提供的废气再循环阀控制系统示意图。

附图标记：

1-第一获取模块 2-第二获取模块 3-第一处理模块 4-第一存储模块 5-第二存储模块 6-第二处理模块 7-第三处理模块 8-第四处理模块 9-角度检测单元 10-速度检测单元 11-电流检测单元 12-电子控制单元

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细、完整的说明。以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。

如前所述，EGR阀的稳态精度和响应速度对EGR系统的性能影响很大。针对于现有技术问题，本发明提出一种废气再循环阀控制方法、控制装置及控制系统，通过在速度环和电流环之间引入并联补偿控制，可以补偿阀杆运动过程中所受的摩擦力和/或弹簧阻力，以提高废气再循环阀的稳态精度和响应速度，提高废气再循环阀的开度与电子控制单元ECU实时给定的开度的匹配度。

电子控制式废气再循环阀主要由直流电机、凸轮驱动、阀杆、回位弹簧、传感器、驱动控制系统组成。驱动控制系统接收上级电子控制单元ECU的目标位置信号，采集传感器反馈信号，通过一定的控制策略计算出电机的脉冲PWM驱动信号，该驱动信号可以控制直流电机的旋转，凸轮驱动将电机旋转运动转换为直线运动，从而可以控制阀杆开度，回位弹簧用来确保直流电机不工作时废气再循环阀处于关闭状态。

如图1所示，本发明提供了一种废气再循环阀的控制方法，包括：

步骤S101:实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据目标开度值得到第一开度参数值；该目标开度值一般由车自身带的电子控制单元ECU获取，ECU会根据发动机的工作状态实时计算废气再循环阀的开度。ECU反馈过来的数据可以为电压、频率等物理信号以表征目标开度值。

步骤S102:实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；可以通过实时采集废气再循环阀内置的传感器信号，然后进行信号转换、滤波处理，将信号转换处理后，将电压、脉冲等物理信号转换为当前开度值θ_fdb、电机转速值和第一电流值i_fdb，也可以通过速度、角度、电流等检测装置进行检测得到当前开度值θ_fdb、电机转速值和第一电流值i_fdb。

上述滤波处理选取为低通滤波器，用来滤除传感器信号中的高频干扰，其传递函数如下：

其中y为输出信号，x为输入信号，τ为滤波时间常数。该时间常数的选择可以根据本领域技术人员实际经验以及实际需要设定。

上式是连续的公式，计算机控制为离散控制，因此需要对其进行离散化，离散化后的公式为：

其中：y_out(k)为当前时刻输出信号，x_in(k)为当前时刻输入信号，τ为滤波时间常数，T_S为采样周期常数，具体时间常数和采样周期常数的选择可以根据本领域技术人员实际经验和实际需要设定。

步骤S103:根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

步骤S104:根据获取的当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值，和/或，步骤S105:根据电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与电机转速值对应的摩擦力，并根据摩擦力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

步骤S106:根据弹簧阻力补偿电流值和摩擦力补偿电流值中的至少一个值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。

需要说明的是，上述本发明提供的实施方式对上述步骤顺序不做限制，例如步骤S104和步骤S105，若步骤S106执行时，弹簧阻力补偿电流值和摩擦力补偿电流值均考虑，则步骤S104和步骤S105顺序也可以进行互换。

针对上述控制方法，本发明提供的一种可选的实施方式中，废气再循环阀的控制方法，包括：

步骤S101:实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据目标开度值得到第一开度参数值θ_ref；

步骤S102:实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

步骤S103:根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

步骤S104:根据获取的当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；

步骤S106:根据弹簧阻力补偿电流值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。

本发明提供的另一种实施方式中，废气再循环阀的控制方法，包括：

步骤S101:实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据目标开度值得到第一开度参数值θ_ref；

步骤S102:实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

步骤S103:根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

步骤S105:根据电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与电机转速值对应的摩擦力，并根据摩擦力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

步骤S106:根据摩擦力补偿电流值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。

本发明提供的再一种可选实施方式中，如图1所示，废气再循环阀的控制方法，包括：

步骤S101:实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据目标开度值得到第一开度参数值θ_ref；

步骤S102:实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

步骤S103:根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

步骤S104:根据获取的当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；

步骤S105:根据电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与电机转速值对应的摩擦力，并根据摩擦力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

步骤S106:根据弹簧阻力补偿电流值和摩擦力补偿电流值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。

为弥补反馈电子控制单元ECU需要在偏差出现后才能做出响应的缺陷，根据废气再循环阀的受力公式，在速度环和电流环之间引入并联补偿控制，可以补偿阀杆运动过程中所受的摩擦力和弹簧阻力。

其中T_e代表电机输出力矩，T_f代表摩擦力矩，T_弹代表弹簧阻力，T_L代表负载力矩，J代表转动惯量，θ代表电机转子位置。

本发明提供的废气再循环阀控制方法，在速度环和电流环之间引入并联补偿控制，可以补偿阀杆运动过程中所受的摩擦力和/或弹簧阻力，以提高废气再循环阀的稳态精度和响应速度，提高废气再循环阀的开度与电子控制单元ECU实时给定的开度的匹配度。

本发明提供的一种可选的实施方式中，上述步骤S101中，实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据目标开度值得到第一开度参数值θ_ref，具体包括：如图3所示，

步骤S201：开始判断；

步骤S202：判断目标开度值是否位于设定的第一阈值和第二阈值之间，其中第二阈值大于第一阈值；

若目标开度值位于第一阈值和第二阈值之间，执行步骤S205：则将目标开度值作为第一开度参数值θ_ref输出；执行步骤S208：结束判断。

若目标开度值不位于第一阈值和第二阈值之间，则执行步骤S203:目标开度值是否大于第二阈值，若目标开度值大于第二阈值，则执行步骤S206：将第二阈值作为第一开度参数值θ_ref；执行步骤S208：结束判断。

若目标开度值不大于第二阈值，则执行步骤S204：目标开度值是否小于第一阈值，若目标开度值小于第一阈值，则执行步骤S207：将第一阈值作为第一开度参数值θ_ref，执行步骤S208：结束判断。通过将目标开度值与预先设定的第一阈值和第二阈值进行对比，可以控制第一开度参数值θ_ref在废气再循环阀的有限开度范围内，避免造成废气再循环阀过度打开造成损害。

上述第二电流值i_ref1可以根据多种方式计算获取，本发明提供的一种可选实施方式中，上述步骤S103：根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1，具体包括：

根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb以及预设的控制周期得到第一速度值；

根据计算得到的第一速度值、获取的电机转速值、预设的控制周期得到第二电流值i_ref1。

上述步骤根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb以及预设的控制周期得到第一速度值，具体包括：

如图3所示，

根据公式θ_err＝θ_ref-θ_fdb得到开度偏差值，其中θ_err为开度偏差值，θ_ref为第一开度参数值，θ_fdb为当前开度值；

根据公式：

得到第一速度值，其中：ν_ref(k)为当前时刻第一速度值，θ_err(k)为当前时刻开度偏差值，T为预设的控制周期，K_p1，K_i1，K_d1为控制参数，控制参数可以根据本领域实际需要设定。

上述公式

得到过程为：通过比例运算、积分运算和微分运算三部分以及加法操作，其传递函数如下:

将该公式离散化后便得到上述公式。

如图4所示，上述步骤S103中：根据计算得到的第一速度值、获取的电机转速值、预设的控制周期得到第二电流值i_ref1，具体包括：

根据公式ν_err＝ν_ref-ν_fdb得到速度偏差值，其中ν_err为速度偏差值，ν_ref为第一速度值，ν_fdb为电机转速值；

根据公式：

得到第二电流值，其中：i_ref1(k)为当前时刻第二电流值，v_err(k)为当前时刻速度偏差值，T为预设的控制周期，K_p2，K_i2，K_d2为控制参数。控制参数可以根据本领域实际需要设定。

上述公式

得到过程为：通过比例运算、积分运算和微分运算三部分以及加法操作，其传递函数如下:

将该公式离散化后变得到上述公式。

如图5所示，上述步骤S104中，根据获取的当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；具体包括：

根据预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，找到与当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力；

根据公式：i_ref2＝T_弹/K_t得到弹簧阻力补偿电流值，其中：i_ref2为弹簧力补偿电流，T_弹为弹簧阻力补偿输出力，K_t为电机的电磁转矩系数。

如图6所示，上述步骤S105中：根据电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与电机转速值对应的摩擦力，并根据摩擦力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；具体包括：

根据预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，找到与当前电机转速值对应的摩擦力；

根据公式：i_ref3＝T_f/K_t得到摩擦力补偿电流值，其中：i_ref3为摩擦力补偿电流，T_f为摩擦力，K_t为电机的电磁转矩系数。

如图7和图8所示，上述步骤S106：根据弹簧阻力补偿电流值和摩擦力补偿电流值中的至少一个值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀，具体包括：

根据公式i_err＝i_ref-i_fdb得到电流偏差值，其中i_err为电流偏差值，i_ref＝i_ref1+i_ref2，或者，i_ref＝i_ref1+i_ref3，或者，i_ref＝i_ref1+i_ref2+i_ref3，i_fdb为第一电流值；

根据公式：

得到占空比，其中：ratio(k)为占空比，i_err(k)为当前时刻电流偏差值，T为预设的控制周期，K_p3，K_i3，K_d3为控制参数；控制参数可以根据本领域实际需要设定。

根据占空比和预设的脉冲周期到脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。具体的，以占空比和预设的脉冲周期为输入信号值，经过一个乘法操作得到脉冲定时器的比较值Compare，将该比较值输送给电子控制单元ECU的微处理器即可输出要求的脉冲信号。

得到过程为：通过比例运算、积分运算和微分运算三部分以及加法操作，其传递函数如下:

将该公式离散化后变得到上述公式。

如图9所示，本发明还提供了一种废气再循环阀的控制装置，包括：

第一获取模块1，用于实时获取废气再循环阀的目标开度值；

第二获取模块2，用于实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

第一处理模块3，用于根据目标开度值得到第一开度参数值θ_ref，还用于根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

第一存储模块4，用于存储开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表；和/或，第二存储模块5，用于存储速度值与摩擦力之间的对应关系表；

第二处理模块6，用于根据获取的当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；和/或，第三处理模块7，用于根据电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与电机转速值对应的摩擦力，并根据摩擦力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

第四处理模块8，用于根据弹簧阻力补偿电流值和摩擦力补偿电流值中的至少一个值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。

本发明提供的废气再循环阀的控制装置，可以实现上述控制方法，可以提高废气再循环阀的稳态精度和响应速度，提高废气再循环阀的开度与电子控制单元ECU实时给定的开度的匹配度。

针对本发明提供的废气再循环阀的控制装置，一种可选的实施方式中，该控制装置包括：

第一获取模块1，用于实时获取废气再循环阀的目标开度值；

第二获取模块2，用于实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

第一处理模块3，用于根据目标开度值得到第一开度参数值θ_ref，还用于根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

第一存储模块4，用于存储开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表；

第二处理模块6，用于根据获取的当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；

第四处理模块8，用于根据弹簧阻力补偿电流值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。

又一种可选的实施方式中，废气再循环阀的控制装置，包括：

第一获取模块1，用于实时获取废气再循环阀的目标开度值；

第二获取模块2，用于实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

第一处理模块3，用于根据目标开度值得到第一开度参数值θ_ref，还用于根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

第二存储模块5，用于存储速度值与摩擦力之间的对应关系表；

第三处理模块7，用于根据电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与电机转速值对应的摩擦力，并根据摩擦力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

第四处理模块8，用于根据摩擦力补偿电流值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。

再一种可选的实施方式中，废气再循环阀的控制装置，包括：

第一获取模块1，用于实时获取废气再循环阀的目标开度值；

第二获取模块2，用于实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

第一处理模块3，用于根据目标开度值得到第一开度参数值θ_ref，还用于根据第一开度参数值θ_ref、当前开度值θ_fdb、电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

第一存储模块4，用于存储开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表；

第二存储模块5，用于存储速度值与摩擦力之间的对应关系表；

第二处理模块6，用于根据获取的当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；

第三处理模块7，用于根据电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与电机转速值对应的摩擦力，并根据摩擦力与控制废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

第四处理模块8，用于根据弹簧阻力补偿电流值和摩擦力补偿电流值、第一电流值i_fdb、第二电流值i_ref1、预设的控制周期得到废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据脉冲控制信号控制废气再循环阀。

如图10所示，本发明还提供了一种废气再循环阀的控制系统，包括：

角度检测单元9，用于实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb；

速度检测单元10，用于实时检测控制废气再循环阀开度的电机转速值；

电流检测单元11，用于实时检测控制废气再循环阀开度的电机的第一电流值i_fdb；

电子控制单元12，与角度检测单元9、速度检测单元10、电流检测单元11信号连接，电子控制单元12包括上述的控制装置。

本发明提供的废气再循环阀的控制系统，应用于汽车上，可以实现上述控制方法，可以提高废气再循环阀的稳态精度和响应速度，提高废气再循环阀的开度与电子控制单元12ECU实时给定的开度的匹配度。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废气再循环阀的控制方法，其特征在于，包括：

实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据所述目标开度值得到第一开度参数值θ_ref；

实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制所述废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb、所述电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

根据获取的所述当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与所述当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；和/或，根据所述电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与所述电机转速值对应的摩擦力，并根据所述摩擦力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

根据所述弹簧阻力补偿电流值和所述摩擦力补偿电流值中的至少一个值、所述第一电流值i_fdb、所述第二电流值i_ref1、所述预设的控制周期得到所述废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据所述脉冲控制信号控制所述废气再循环阀。

2.如权利要求1所述的废气再循环阀的控制方法，其特征在于，所述实时获取废气再循环阀的目标开度值，并根据所述目标开度值得到所述第一开度参数值θ_ref，具体包括：

判断所述目标开度值是否位于设定的第一阈值和第二阈值之间，其中所述第二阈值大于所述第一阈值，若所述目标开度值位于所述第一阈值和所述第二阈值之间，则将所述目标开度值作为第一开度参数值θ_ref输出，若所述目标开度值大于所述第二阈值，则将所述第二阈值作为第一开度参数值θ_ref，若所述目标开度值小于所述第一阈值，则将所述第一阈值作为第一开度参数值θ_ref。

3.如权利要求1所述的废气再循环阀的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb、所述电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1，具体包括：

根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb以及预设的控制周期得到第一速度值；

根据计算得到的所述第一速度值、获取的所述电机转速值、所述预设的控制周期得到所述第二电流值i_ref1。

4.如权利要求3所述的废气再循环阀的控制方法，其特征在于，所述根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb以及预设的控制周期得到第一速度值，具体包括：

根据公式θ_err＝θ_ref-θ_fdb得到开度偏差值，其中θ_err为开度偏差值；

根据公式：

得到第一速度值，其中：ν_ref(k)为当前时刻所述第一速度值，θ_err(k)为当前时刻所述开度偏差值，T为预设的控制周期，K_p1，K_i1，K_d1为控制参数。

5.如权利要求4所述的废气再循环阀的控制方法，其特征在于，所述根据计算得到的所述第一速度值、获取的所述电机转速值、所述预设的控制周期得到所述第二电流值i_ref1，具体包括：

根据公式ν_err＝ν_ref-ν_fdb得到速度偏差值，其中ν_err为速度偏差值，ν_ref为所述第一速度值，ν_fdb为所述电机转速值；

根据公式：

得到第二电流值，其中：i_ref1(k)为当前时刻所述第二电流值，v_err(k)为当前时刻所述速度偏差值，T为预设的控制周期，K_p2，K_i2，K_d2为控制参数。

6.如权利要求1～5任一项所述的废气再循环阀的控制方法，其特征在于，所述根据获取的所述当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与所述当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；具体包括：

根据预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，找到与当前所述开度值对应的弹簧阻力补偿输出力；

根据公式：i_ref2＝T_弹/K_t得到弹簧阻力补偿电流值，其中：i_ref2为弹簧力补偿电流，T_弹为弹簧阻力补偿输出力，K_t为电机的电磁转矩系数。

7.如权利要求6所述的废气再循环阀的控制方法，其特征在于，根据所述电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与所述电机转速值对应的摩擦力，并根据所述摩擦力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；具体包括：

根据预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，找到与当前所述电机转速值对应的摩擦力；

根据公式：i_ref3＝T_f/K_t得到摩擦力补偿电流值，其中：i_ref3为摩擦力补偿电流，T_f为摩擦力，K_t为电机的电磁转矩系数。

8.如权利要求7所述的废气再循环阀的控制方法，其特征在于，所述根据所述弹簧阻力补偿电流值和所述摩擦力补偿电流值中的至少一个值、所述第一电流值i_fdb、所述第二电流值i_ref1、所述预设的控制周期得到所述废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据所述脉冲控制信号控制所述废气再循环阀，具体包括：

根据公式i_err＝i_ref-i_fdb得到电流偏差值，其中i_err为电流偏差值，i_ref＝i_ref1+i_ref2，或者，i_ref＝i_ref1+i_ref3，或者，i_ref＝i_ref1+i_ref2+i_ref3；

根据公式：

得到占空比，其中：ratio(k)为占空比，i_err(k)为当前时刻所述电流偏差值，T为预设的控制周期，K_p3，K_i3，K_d3为控制参数；

根据占空比和预设的脉冲周期到脉冲控制信号，并根据所述脉冲控制信号控制所述废气再循环阀。

9.一种废气再循环阀的控制装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于实时获取废气再循环阀的目标开度值；

第二获取模块，用于实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb、控制所述废气再循环阀开度的电机转速值和第一电流值i_fdb；

第一处理模块，用于根据所述目标开度值得到第一开度参数值θ_ref，还用于根据所述第一开度参数值θ_ref、所述当前开度值θ_fdb、所述电机转速值以及预设的控制周期得到第二电流值i_ref1；

第一存储模块，用于存储开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表；和/或，第二存储模块，用于存储速度值与摩擦力之间的对应关系表；

第二处理模块，用于根据获取的所述当前开度值θ_fdb以及预先存储的开度值与弹簧阻力补偿输出力之间的对应关系表，得到与所述当前开度值θ_fdb对应的弹簧阻力补偿输出力，并根据弹簧阻力补偿输出力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到弹簧阻力补偿电流值；和/或，第三处理模块，用于根据所述电机转速值以及预先存储的速度值与摩擦力之间的对应关系表，得到与所述电机转速值对应的摩擦力，并根据所述摩擦力与控制所述废气再循环阀开度的电机的电磁转矩系数得到摩擦力补偿电流值；

第四处理模块，用于根据所述弹簧阻力补偿电流值和所述摩擦力补偿电流值中的至少一个值、所述第一电流值i_fdb、所述第二电流值i_ref1、所述预设的控制周期得到所述废气再循环阀的脉冲控制信号，并根据所述脉冲控制信号控制所述废气再循环阀。

10.一种废气再循环阀的控制系统，其特征在于，包括：

角度检测单元，用于实时获取废气再循环阀的当前开度值θ_fdb；

速度检测单元，用于实时检测控制所述废气再循环阀开度的电机转速值；

电流检测单元，用于实时检测控制所述废气再循环阀开度的电机的第一电流值i_fdb；

电子控制单元，与角度检测单元、速度检测单元、电流检测单元信号连接，所述电子控制单元包括如权利要求9所述的控制装置。

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