專利名稱：自適應egr閥控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內燃機的廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)，更具體地，涉及一種在用于EGR系統(tǒng) 的過程中，用來適應閥體磨損、微粒煙塵積累的影響，而不會導致控制算法失效的控制系統(tǒng) 和方法。
背景技術：
內燃機在各氣缸內燃燒氣體燃料混合物，以驅動活塞往復運動?；钊赊D動地驅 動曲軸，以為傳動系提供驅動扭矩。燃燒過程所產(chǎn)生的廢氣通過排氣歧管從發(fā)動機中排出， 并且由廢氣系統(tǒng)進行處理。發(fā)動機系統(tǒng)通常包括一廢氣回流或廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)以減少發(fā)動機的排放。 EGR系統(tǒng)使廢氣回流返回到各個氣缸中，以有望限制燃燒所用的氧氣量。限制燃燒所用的氧 氣量能夠降低燃燒溫度并且減少發(fā)動機排放。當隨著EGR系統(tǒng)的操作優(yōu)化火花定時和燃料 噴射時，EGR系統(tǒng)還能夠提高燃料經(jīng)濟性和/或性能。EGR閥中所積累的殘留物會限制廢氣 流動并且減弱實際EGR率的大小。因此，需要一種控制方法，以抵消這種因使用時間長，不 能自潔而帶來的EGR率控制誤差。EGR率的大小通過EGR閥的升程和開啟時間來調節(jié)，當EGR閥因磨損或積累的殘留 物而失去升程大小標準時，廢氣回流通過閥的流通面積就會過大或過小，因此需要一種控 制系統(tǒng)，能夠監(jiān)測此現(xiàn)象的發(fā)生，并能做出合理的控制以抵消這種不利影響，繼續(xù)精確控制 EGR率的大小。目前由于大量EGR閥都是由步進電機驅動，還不具有這樣一種控制系統(tǒng)，所 以目前市場采用的EGR閥再使用一定時期后將不能合理的供給合適的EGR率，從而導致發(fā) 動機效率和/或性能的降低，不僅影響消費者的經(jīng)濟利益，還給環(huán)境帶來了更負面的影響。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明的具有自適應性的EGR閥控制系統(tǒng)，它包括直流驅動電機、位置反饋 模塊、診斷模塊、調整控制模塊。直流驅動電機通過凸輪驅動EGR閥桿，通過調節(jié)控制模塊 給出的驅動信號，進行正轉、反轉、靜止等動作，從而控制EGR閥桿的升程大小與保持一固 定升程位置的時間長短。位置反饋模塊是由一個霍爾技術為基礎的無觸點傳感器組成的， 它監(jiān)測閥桿的升程，為精確控制EGR率提供基礎，為調節(jié)控制模塊提供控制依據(jù)。診斷模塊 由兩個溫度傳感器構成，通過調節(jié)控制模塊中的診斷算法，來判斷EGR閥能否工作。調整控 制模塊中集成了診斷算法，以及該EGR閥系統(tǒng)的控制策略，使其系統(tǒng)包括的各個部件之間 能夠有機的結合到一起，進行有效而又準確的EGR率控制。在其特征中，每當發(fā)動機開始起動時，此EGR閥控制系統(tǒng)都會對EGR閥是否關閉做 出判斷，如果EGR閥關閉則啟用位置反饋模塊，將EGR關閉時此位置傳感器數(shù)值寫入存儲 器，并允許汽車起動。如果由診斷系統(tǒng)判斷此EGR閥沒有關閉，則對上述直流驅動電機做出 控制，用來消除導致閥門不能關閉的原因，并從新進行診斷EGR閥是否關閉，如果是，則進 入上述步驟，如果依然否，且達到預定次數(shù)，則報錯，停止發(fā)動機起動或者關閉EGR系統(tǒng)使其不參與發(fā)動機工作過程。利用每次起動時寫入存儲器中的位置傳感器數(shù)值，可以通過調整控制模塊做到保證EGR閥的絕對升程，從而避免磨損或積碳帶來的誤差影響。從下文的詳細描述中，本發(fā)明的其它應用領域將變得很清晰。應當理解，雖然描述 了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但詳細描述和特定實施例只是出于描述的目的，而并不是對本發(fā) 明范圍的限制。


從下面的詳細說明以及附圖能夠更充分地理解本發(fā)明，其中圖1是包括上述EGR閥以及上述診斷模塊的示例性發(fā)動機系統(tǒng)的功能性框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的EGR閥結構3是描述根據(jù)本發(fā)明的EGR閥控制系統(tǒng)執(zhí)行的示例性步驟的流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明中診斷模塊的示例性診斷流程圖
具體實施例方式下面關于優(yōu)選實施例的描述本質上僅是一種示例性的，決非試圖對本發(fā)明、其用 途或使用進行限制。為清楚起見，在附圖中相同的附圖標記用來指示類似的原件。如本文 中所用的，術語“模塊”是指特定用途的集成電路(ASIC)、電路、能夠執(zhí)行一個或多個軟件或 操作系統(tǒng)程序的處理器(共用的、專用的或分組的)及存儲器、組合邏輯電路/或其它提供 所需功能的適當?shù)慕M件。現(xiàn)在參考圖1，描述了一個示例性發(fā)動機系統(tǒng)1。發(fā)動機系統(tǒng)1包括發(fā)動機2、進氣 歧管3和排氣歧管4?？諝馔ㄟ^進氣道5，流經(jīng)EGR閥6進入進氣歧管3中，該歧管將空氣 散布到各個氣缸中?？諝饬鹘?jīng)進氣道5時，先后經(jīng)過了 EGR閥6前的溫度傳感器12與EGR 閥6后的溫度傳感器13，溫度傳感器12、13和診斷器14構成了如權利要求5所述的診斷模 塊，該模塊執(zhí)行過程參見圖4。EGR閥6參考圖2，由EGR閥進氣通道7、廢氣回流通道8、直 流驅動電機9、升程探測模塊(位移傳感器)10、閥桿11、凸輪(未標示)組成。調整控制模 塊15接受油門位置或節(jié)氣門位置以及發(fā)動機2轉速信號，進行工況判斷，選擇合適的EGR 閥6目標升程，結合診斷模塊寫入存儲器的數(shù)據(jù)以及位置反饋模塊的數(shù)據(jù)對EGR閥6的閥 桿11進行控制驅動。發(fā)動機系統(tǒng)2起動前，EGR閥6應保持關閉狀態(tài)，即進氣通道7與廢氣回流通道8 之間不能相通。此時，空氣流經(jīng)溫度傳感器12、13時所體現(xiàn)出的溫度值之差應該為零或在 一個允許的范圍內。參見圖4，溫度傳感器12、13所測溫度分別為T12和T13，當|T12-T13| <m 時，診斷器14對計數(shù)器清零，并將此時EGR閥6的位置反饋模塊所顯示的數(shù)值寫入存儲器， 并允許發(fā)動機起動。否則，將采取處理程序，使EGR閥6回到關閉狀態(tài)，并將計數(shù)器數(shù)值η 自加后寫入存儲器，并判斷計數(shù)器所記數(shù)值是否超過預設值a，如果η > a成立，則診斷系 統(tǒng)報錯阻止發(fā)動機2起動或者關閉EGR系統(tǒng)使其不參與發(fā)動機工作過程。如果η > a不成 立，則診斷模塊從新開始。當發(fā)動機順利起動完成，并且EGR系統(tǒng)參與工作時，調整控制模塊15采集油門位 置傳感器(未標示)與轉速傳感器(未標示)等相關傳感器(未標示)的信號，通過預先 的控制策略選定EGR閥6的目標升程，此升程為閥門開啟程度的絕對量。參見圖3，當選定目標升程后，將此升程與存儲器中的關閉位置數(shù)值相加，得到直流驅動電機應該驅動的升程數(shù)，記為閥桿目標升程L ，此升程數(shù)是用來確定控制上述直流驅動電機工作參數(shù)的重 要變量，直接反應就是該直流驅動電機帶動凸輪所轉過的角度。凸輪轉過一定角度，使閥桿 11有相應的升程，此升程大小通過位置反饋模塊給出，記此位移為閥桿實際升程L3^。利用 L gfe、L 兩值之間的關系進行反饋控制，或者控制直流驅動電機維持此當前升程，或者控 制直流驅動電機進行反轉減小當前升程，或者控制直流驅動電機進行正轉增加當前升程。
從前面的描述中本領域技術人員可以理解，可以用各種形式實現(xiàn)本發(fā)明的主要而 廣泛的教導。因此，雖然已經(jīng)結合附圖描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明的范圍不應當僅限于此， 因為在研究了附圖、說明書和前面的權利要求之后，對技術人員來講，其它改進將變得清 晰。
權利要求
一種廢氣回流(EGR)閥控制系統(tǒng)，它包括直流驅動電機，其通過一個傳動機構驅動EGR閥桿，通過閥桿的升程大小調節(jié)EGR率的大??；位置反饋模塊，其確定所述EGR閥升程是否達到目標升程，通過MAP則可以確定目前EGR率是否達到目標EGR率大小。其可以提供EGR閥關閉時的位置。診斷模塊，其用于確定所述EGR閥是否閉合，同時協(xié)助位置反饋模塊進行零升程點的標記，為控制算法提供基礎。其包括信號輸入模塊，信號輸出模塊，診斷處理算法。調整控制模塊，它綜合傳感器信號與診斷模塊信號、直流驅動電機的控制信號，對閥門的升程進行綜合控制，以及對所述EGR閥錯誤的診斷，保證EGR率的要求。
2.按照權利要求1所述的廢氣回流(EGR)閥控制系統(tǒng)，其特征在于，每當停止EGR系統(tǒng) 時，該EGR閥都會關閉。開始EGR系統(tǒng)時，都會由診斷系統(tǒng)診斷此EGR系統(tǒng)是否由關閉狀態(tài) 開始。
3.按照權利要求2所述，其特征在于，如果是由關閉狀態(tài)開始，診斷模塊會發(fā)出控制命 令，調節(jié)控制模塊會將此時位位置反饋模塊提供的位置信息寫入存儲器。
4.按照權利要求1所述的診斷模塊，其特征在于，信號輸入模塊由兩個溫度傳感器構 成。診斷處理算法為對兩個溫度傳感器數(shù)值之差的大小進行范圍判斷，依據(jù)在范圍內，或者 外這兩種不同情況進行后續(xù)處理。
5.按照權利要求1所述的調整控制模塊，其特征在于，油門位置傳感器、轉速傳感器等 其它狀態(tài)傳感器傳入的信號，可以由上述調整控制模塊處理，選定一個目標升程。
6.按照權利要求5所述，其特征在于，上述選定的目標升程與權利要求1所述的EGR閥 關閉時刻的位置進行相加運算，產(chǎn)生一個理論目標位置。
7.按照權利要求6所述，其特征在于，理論目標位置的值通過調整控制模塊處理，輸出 為直流驅動電機的控制信號。
8.按照權利要求7所述，其特征在于，上述輸出的直流電機控制信號作為前饋控制使 EGR閥桿有一個與所述控制信號相對應的升程。
9.按照權利要求8所述，其特征在于，上述EGR閥桿的升程可以通過調節(jié)控制模塊與權 利要求6中的理論目標位置進行對比。
10.按照權利要求9所述，其特征在于，上述對比結果可以通過調整控制模塊進行反饋 控制。
全文摘要
自適應EGR閥控制系統(tǒng)，本發(fā)明為一種廢氣再循環(huán)(EGR)閥控制系統(tǒng)，它包括直流驅動電機、位置反饋模塊、診斷模塊、調整控制模塊。直流驅動電機由調整控制模塊控制，實現(xiàn)正反轉、與定位動作，以實現(xiàn)對EGR閥升程的控制，進而調節(jié)EGR率的大小。位置反饋模塊對EGR閥的升程進行監(jiān)控，以精確調整EGR率的大小。診斷模塊用于對EGR閥能否正常工作做出判斷，是調整控制進行的基礎，也是具有自適應性的前提。調整控制模塊中集成了此控制系統(tǒng)的控制軟件以及控制策略，能夠完成系統(tǒng)錯誤的診斷，并對EGR率大小做出調整。
文檔編號F02M25/07GK101818705SQ20101012200
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權日2010年3月11日
發(fā)明者于秀敏, 李軍, 李明喜 申請人:哈爾濱安龍迪環(huán)?？萍加邢薰?