CN113006931A - 可变截面增压器非智能电子执行器控制方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可变截面增压器非智能电子执行器控制方法及设备,该方法及设备首先依据增压器的机械结构设定了执行器驱动范围,然后按照发动机运行需求选取实际驱动范围,依据实际驱动范围及执行器电机特性设定缓冲区域,由此给定了执行器运动相对区域;之后通过自学习获得的反馈电压对电子执行器内的赋值进行修正,从而能够有效控制执行器运行范围,避免喷嘴叶片位置超出运行限定范围的风险。
Description
技术领域
本发明涉及汽车发动机技术领域,具体涉及一种可变截面增压器非智能电子执行器控制方法及设备。
背景技术
在汽车发动机配备涡轮增压器领域,常见涡轮增压器有两种形式:带废气旁通阀结构、带可变截面喷嘴结构。带可变喷嘴增压器的发动机,产生的所有废气都经过可变喷嘴机构,废气能量利用率更高,因此发动机更容易达到较快的响应性和更高的功率。
可变喷嘴结构是由一系列可变角度的叶片组成的环状结构,叶片的驱动环通过曲柄与外部的驱动电机相连,驱动电机接受ECU的信号动作。当ECU发出驱动信号时,电机按照要求转动进而调整叶片的角度,发动机的性能随之改变。
目前电子执行器中集成有控制模块的可变截面增压器,通过控制模块对增压器电机自身设定了限制要求,根据ECU发出的信号驱动叶片转动时,控制模式限制了叶片运行范围。可变截面机构在极限边界附近位置运行,瞬间驱动或者解除控制时也能限制叶片不超出运行范围。电子执行器中没有集成控制模块的可变截面增压器无法对电机自身进行限制,可能在发动机长时间运行时由于机械结构的磨损导致叶片运行范围变化。或者在极限边界附近位置瞬间驱动时,叶片位置存在超出运行限定范围的风险。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足之处,针对电子执行器中没有集成控制模块的可变截面增压器而提出一种可变截面增压器非智能电子执行器控制方法及设备,保证叶片在有效范围运行。
为实现上述目的,本发明所设计的一种可变截面增压器非智能电子执行器控制方法,其特殊之处在于,所述方法包括步骤:
1)根据增压器机械特性,设定电子执行器从最小流量位置运转到全开机械停止位置反馈电压;
2)依据发动机实际使用需求,在电子执行器开度范围内选取一段开启区域作为电子执行器实际需求开启范围,开启范围的起止点由反馈电压控制;
3)依据执行器电机特性,驱动电压与执行器电机转动角速度做计算,设置执行器驱动缓冲区域,当执行器以最大角速度向开启范围边界运行,按照反馈电压判断执行器进入缓冲区域时,ECU控制曲柄在缓冲区域内曲柄角速度降为0;
4)ECU首次工作通过驱动曲柄到达全开机械停止位置获得的反馈电压,计算获得增压器允许开启范围反馈电压范围;
5)ECU处理计算后获得叶片有效运行区间、软落座位置的反馈电压限值,电子控制单元利用获得的反馈电压限值对执行器进行控制;
6)选取发动机特定的运行工况执行自学习功能,按照自学习获取的反馈电压修正ECU内的原始赋值,保证执行器运行位置准确。
优选地,所述步骤2)中电子执行器驱动反馈电压、实际需求范围起止位置反馈电压与ECU输入电压的关系为:0<a<c<d<b<5V,其中电子执行器最小流量位置、全开机械停止位置反馈电压分别为a、b,在电子执行器开度范围内选取一段区域起止位置反馈电压分别为c、d。
优选地,所述步骤2)中以电子执行器实际需求开启范围边界,设定执行器曲柄转动角度为2°的内部区间作为缓冲区。。
优选地,所述方法实施硬件的功能包括:
Ⅰ、电子执行器具备通电后驱动曲柄转动的功能。
Ⅱ、增压器内部具备用于确认喷嘴叶片全开的机械装置。
Ⅲ、电子执行器具备通过电压向ECU反馈实际运行位置的功能,ECU和执行器形成闭环控制。
Ⅳ、ECU根据电子执行器转动的角速度限值设定最大驱动电压。
Ⅴ、增压器最小流量位置反馈电压为定值,在增压器制造过程中通过调整叶片开度将此位置固化。
优选地,所述步骤1)中增压器运行在最小流量位置、全开机械停止位置时分别提供的增压器压比为0.3和2。
基于上述方法,本发明提出一种设备,包括:至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如上述的方法。
基于上述方法,本发明还提出一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
本发明提出了一种可变截面增压器非智能电子执行器控制方法及设备,该方法及设备首先依据增压器的机械结构设定了执行器驱动范围,然后按照发动机运行需求选取实际驱动范围,依据实际驱动范围及执行器电机特性设定缓冲区域,由此给定了执行器运动相对区域;之后通过自学习获得的反馈电压对电子执行器内的赋值进行修正,从而能够有效控制执行器运行范围,避免喷嘴叶片位置超出运行限定范围的风险。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种可变截面增压器非智能电子执行器控制方法的流程图。
图2为本发明实施例中各反馈电压的关系图。
具体实施方式
为了使本发明技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示,本发明提出的一种可变截面增压器非智能电子执行器控制方法,包括步骤:
1)根据增压器机械特性,设定电子执行器最小流量位置、全开机械停止位置反馈电压分别为a、b;
2)依据发动机实际使用需求,在电子执行器开度范围内选取一段区域起止位置反馈电压分别为c、d。电子执行器驱动反馈、实际需求范围起止位置反馈电压与ECU输入电压的关系:0<a<c<d<b<5V;
3)依据执行器电机特性,驱动电压与执行器电机转动角速度做计算,设置执行器驱动缓冲区域。在发动机需求开启范围起止边界选取两点,其反馈电压为e、f,当执行器以最大角速度向开启范围边界运行,按照反馈电压判断执行器进入缓冲区域时,ECU控制曲柄在缓冲区域内曲柄角速度降为0。由此已设定执行器运动过程中各个限制点反馈电压理论值(各反馈电压之间相对值一定),并预先赋值在ECU中,作为驱动控制初始值;
4)由于零件制造精度导致全开机械停止位置的电压a存在细微差异,ECU首次工作运行时,驱动曲柄到达全开机械停止位置获得反馈电压a′,通过计算反馈电压实际值a′与理论值a的差值,采用此差值对ECU中初始赋值做修正,获得叶片有效运行区间、缓冲区位置的反馈电压限值。
5)ECU利用获得的反馈电压限值对执行器进行精准控制;
6)在机器长时间运行后由于磨损可能导致机械位置偏移,设定发动机启动或者关闭时特定的工况执行自学习功能,驱动曲柄到达全开机械停止位置重新获取的反馈电压,再次计算与理论值a的差值修正ECU模块内的初始赋值,保证执行器运行位置准确。
该方法实施的硬件功能包括:
1、电子执行器具备通电后能驱动曲柄转动的功能。
2、增压器内部具备特殊机械装置用于确认喷嘴叶片全开。
3、电子执行器具备通过电压等方式向ECU反馈实际运行位置的功能,ECU能够和执行器形成闭环控制。
4、ECU能够根据电子执行器转动的角速度限值设定最大驱动电压。
5、增压器最小流量位置(非全关位置)反馈电压为定值,在增压器制造过程中通过调整叶片开度将此位置固化。
如图2所示,本发明提出的一个具体实施例如下:
1、根据增压器本身机械特性,同时考虑到ECU供电电压,设定电子执行器最小流量位置、全开机械停止位置反馈电压分别为0.5V、4.7V,增压器运行在最小流量位置、全开机械停止位置时分别能提供的增压器压比为0.3和2。
2、发动机实际进气量需求压比为0.5-1.8,增压器达到此需求值时,电子执行器反馈电压分别为0.7V、4.5V。电子执行器驱动范围、实际需求范围起止位置反馈电压与ECU输入电压的关系:0<0.5<0.7<4.5<4.7<5V。
3、依据执行器电机特性,其最高能承受的角加速度为100°/s2,当执行器在最大驱动电压14V下运行时,最大角速度为20°/s,按照一般计算公式v=at可的到,执行器最短在0.2s内角速度将为0。由位移加速度公式s=vt-at2/2可得执行器最小位移角度是2°。在发动机需求开启范围起止边界选取两点,分别距两个边界2°,按照机械角度转换其反馈电压为分别为1V、4.2V。当执行器以最大角速度向开启范围边界运行,按照反馈电压判断执行器进入缓冲区域时,ECU控制曲柄在缓冲区域内曲柄角速度降为0。由此设定执行器运动过程中各个限制点反馈电压理论值,其分别为增压器最大开启角度范围反馈电压0.5V、4.7V,发动机运行范围反馈电压0.7V、4.5V,缓冲区域边界反馈电压1V、4.2V,并预先赋值在ECU中,作为驱动控制初始值。
4、由于零件制造精度导致全开机械停止位置的电压4.7V存在细微差异,当ECU首次工作运行时,驱动曲柄到达全开机械停止位置获得反馈电压为4.75V,通过计算反馈电压实际值与理论值的差值为0.05V,采用此差值与ECU中初始赋值相加进行修正,将初始赋值与差值0.05V相加,其余限值位置反馈电压修正后的值分别为0.75V、1.05V、4.25V、4.55V。ECU利用获得的反馈电压限值对执行器进行精准控制。
5、在机器长时间运行后由于磨损可能导致机械位置偏移,设定发动机启动或者关闭时特定的工况执行自学习功能,驱动曲柄到达全开机械停止位置重新获取的反馈电压,再次计算与初次自学习值4.75V的差值,重新按照步骤4方法修正ECU模块内的初始赋值,保证执行器运行位置准确。
基于上述方法,本发明还提出一种设备,包括:至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如上述的方法。
基于上述方法,本发明还提出一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (7)
1.一种可变截面增压器非智能电子执行器控制方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:
1)根据增压器机械特性,设定电子执行器从最小流量位置运转到全开机械停止位置反馈电压;
2)依据发动机实际使用需求,在电子执行器开度范围内选取一段开启区域作为电子执行器实际需求开启范围,开启范围的起止点由反馈电压控制;
3)依据执行器电机特性,驱动电压与执行器电机转动角速度做计算,设置执行器驱动缓冲区域,当执行器以最大角速度向开启范围边界运行,按照反馈电压判断执行器进入缓冲区域时,ECU控制曲柄在缓冲区域内曲柄角速度降为0;
4)ECU首次工作通过驱动曲柄到达全开机械停止位置获得的反馈电压,计算获得增压器允许开启范围反馈电压范围;
5)ECU处理计算后获得叶片有效运行区间、软落座位置的反馈电压限值,电子控制单元利用获得的反馈电压限值对执行器进行控制;
6)选取发动机特定的运行工况执行自学习功能,按照自学习获取的反馈电压修正ECU内的原始赋值,保证执行器运行位置准确。
2.根据权利要求1所述的可变截面增压器非智能电子执行器控制方法,其特征在于:所述步骤2)中电子执行器驱动反馈电压、实际需求范围起止位置反馈电压与ECU输入电压的关系为:0<a<c<d<b<5V,其中电子执行器最小流量位置、全开机械停止位置反馈电压分别为a、b,在电子执行器开度范围内选取一段区域起止位置反馈电压分别为c、d。
3.根据权利要求1所述的可变截面增压器非智能电子执行器控制方法,其特征在于:所述步骤2)中以电子执行器实际需求开启范围边界,设定执行器曲柄转动角度为2°的内部区间作为缓冲区。
4.根据权利要求1所述的可变截面增压器非智能电子执行器控制方法,其特征在于:所述方法实施硬件的功能包括:
Ⅰ、电子执行器具备通电后驱动曲柄转动的功能。
Ⅱ、增压器内部具备用于确认喷嘴叶片全开的机械装置。
Ⅲ、电子执行器具备通过电压向ECU反馈实际运行位置的功能,ECU和执行器形成闭环控制。
Ⅳ、ECU根据电子执行器转动的角速度限值设定最大驱动电压。
Ⅴ、增压器最小流量位置反馈电压为定值,在增压器制造过程中通过调整叶片开度将此位置固化。
5.根据权利要求1所述的可变截面增压器非智能电子执行器控制方法,其特征在于:所述步骤1)中增压器运行在最小流量位置、全开机械停止位置时分别提供的增压器压比为0.3和2。
6.一种设备,其特征在于,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至5中任一所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法。
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