用於使egr閥門擺脫汙染物粘附的控制算法的製作方法

2023-09-16 05:53:35 1

專利名稱：用於使egr閥門擺脫汙染物粘附的控制算法的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於釋放被粘住的閥門的一種閥門控制算法。
背景技術：
聯邦和州立法要求控制車輛廢氣排放物。氮氧化物(NOx)是必須受 到控制的排氣排放物之一。
在較高的燃燒溫度下將發生氮氧化物的形成。為了減少發生氮氧化物 氣體的形成，已經發展了有效地減少燃燒溫度從而控制排放物的多種排氣 再循環系統。排氣再循環系統是通過將來自發動機的排氣的一部分進行再 循環回到進氣歧管來工作，在進氣歧管中它可以與引入的空氣相結合。當 該混合物在汽缸中被壓縮並且被點燃時，結果是一個較低的燃燒溫度以及 減少的氮氧化物。為了有可能進行排氣再循環，排氣再循環系統使用排氣 再循環(EGR)閥門來打開和關閉使排氣再循環回到發動機的進氣歧管的 這些管道。
排氣的構成包括能夠影響該EGR閥門運行的多種物質。這些物質典 型地粘附到這些EGR閥門部件上並限制提升閥、閥杆以及其他相關聯的 岡門部件的移動。並且，特別重要的是避免將EGR岡門的致動器部件暴 露給排氣。 一般而言，EGR閥門的汙染妨礙了該閥門的運動並且可能需要 更高的致動力來達到一個所希望的閥門位置和排氣流。可對EGR閥門的 運行進行控制以便當檢測到 一個粘滯閥門的情形時提供閥門釋放力運動。

發明內容
本發明針對控制具有受限移動的器件的 一種方法。提供了 一個控制器
6來使用一種控制算法用於控制該器件的運行。 一種正常的運行控制方法被 編程到該控制器中並且由該控制器選擇性啟動以產生一個正常的控制信 號。 一種強制控制方法也被編程到該控制器中並且選擇性啟動一個強制控 制信號。正常的運行控制信號提供器件的常規運行，而強制控制信號使器 件當檢測到器件的 一個受限運動時以 一種矯正器件運行的方式運行。該方 法由控制器啟動 一個第 一初始學習序列來進行，其中對該器件的運行進行 檢查以確定是否存在一個受限運動條件。如果檢測到一個受限運動條件， 則由控制器啟動該強制控制信號從而以強制模式運行。當該強制模式已經 發生給定的一段時間後，該控制器於是致使該器件執行一個功能測試，其 中該器件將移動其運動的範圍的 一個預定的量以便做出是否存在受限運 動條件的評估。在該器件功能測試已發生之後，該控制器將啟動一個第二 初始學習序列，其中對該器件進行檢查以確定它是否在正確運行。如果該 器件在正確運行，那麼該控制器將啟動正常的控制信號從而該器件將按照 其正常的過程運行。
本發明的應用性的進一步領域將由以下提供的詳細說明中變得清楚。 應該理解，詳細的說明以及具體的實例雖然表明了本發明的優選的實施方 案，它們僅旨在用於說明的目的而並非旨在限制本發明的範圍。


從詳細的說明和附圖中本發明將得到全面的理解，在附圖中
圖l描繪了一個流程圖，該流程圖概述了用於使器件從汙染物粘附中 釋放的控制算法的步驟。
圖2a和2b描繪了在粘住的與自由的位置之間移動的排氣再循環閾門 的部分切除的透^L圖3描繪了強制控制信號的曲線圖，並且
圖4描繪了在持續時間和振幅上變化的強制控制信號的兩個變體的曲 線圖。
本發明的說明本質上僅僅是示例性的，並因此沒有背離本發明主旨的 變體旨在處於本發明的範圍之內。此類變體將不被視為背離了本發明的精 神禾p範圍。
具體實施方式
本發明的說明本質上僅僅是示例性的，並因此沒有背離本發明主旨的 變體旨在本發明的範圍之內。這類變體將不被視為背離了本發明的精神和 範圍。
圖l描繪了一個流程圖，它概述了對用於將器件(例如電磁器件)從 汙染物粘附中釋放的一個控制算法IO的這些步驟。控制算法IO具有一個 第一步驟12，其中執行一個初始學習序列。該初始學習序列可發生在發動 機啟動或發生在當該序列可發生的任何適當的時間，這樣它將不影響器件
的運行。如圖2所示，該電磁器件可以是一個排氣再循環(EGR)閥門， 然而，有可能在其他類型的應用中使用這種方法，其中由於環境因素存在 器件的粘滯。
當第一步驟12的初始學習序列開始時，該電石茲器件將在其整個運動 範圍或者其運動的範圍的一部分上移動，並且在一個第二步驟14,確定該 電磁器件是否正經歷著受限運動。
如果確定了確實存在受限運動條件，那麼在一個第三步驟16，將一個 強制序列信號傳輸給該器件。該強迫序列發送具有變化強度的多個電動機 輸出，這些輸出作用於該電磁器件上以引起快速的移動，以便使該閥門從 受限運動條件中釋放。該受限運動可由幾種不同的因素引起，這些不同因 素包括多種環境條件，例如引起粘滯條件的閥門構件的汙染或結焦。該強 制功能是針對雙向或單向致動器的一 系列的脈沖。這些脈衝在持續時間上 以及強度和頻率上可以變化。對於一個給定的應用，有可能一些頻率比其 他頻率更為理想。
在該控制算法10的第四步驟18,將一個器件功能測試信號傳輸給該 電不茲器件，其中它確定該受限運動條件是否仍然存在。在步驟20,確定一 個受限運動條件是否仍然存在。如果仍然存在一個受限運動條件，那麼將 重複該第三步驟16和第四步驟18並且將執行另一次器件功能測試。
如果在步驟20確定不存在受限運動條件，那麼在步驟22啟動一個第 二初始學習序列。如果檢測到任何錯誤，那麼在步驟26將傳輸/記錄一個 錯誤信號並且該器件將不工作。如果該器件沒有故障，那麼在步驟26,將 使用正常的控制方法並且該器件將正常運行。如果在步驟14確定不存在 受限運動，那麼步驟16-26將被完全跳過，而該器件將使用在步驟28的一 個正常的控制方法來正常地運行。
現參見圖2a和2b，示出了器件30的透視圖，該器件具有一個被粘滯
8的閥門，使用控制算法IO將該閥門釋放。在這個具體的應用中的閥門30 是由於汙染而經歷受限運動的一個排氣再循環閥門。該器件30具有一個
閥座32，該閥座在本案中具有圍繞其表面焦化的菸灰或顆粒。如圖2a所 示的一個閥構件34被粘滯在閥座32上。在圖2a中該器件30已經歷了受 限運動。因此，啟動一個強制控制信號並且該閥構件34迅速地旋轉並且 向上拉動而離開該閥座32。相對於該閥座32快速施加閥門構件34的間歇 負載使該閥門構件34擺脫在該閥門構件34和該閥座32上的結焦材料。 在圖2b中該閥門構件34已從該閥座32中脫離並且作為該強制控制信號 的結果一 些結焦材料已從該閥門構件和閥座中被移除。
圖3示出在圖2a和2b中的器件30上執行的並且在圖1中的步驟16 說明的強制控制信號的曲線圖。該強制控制信號具有在頻率和強度上變化 的一個第一相位36。負強度表示器件30使閥門構件34在一個方向上移動， 而正強度表示器件30使閥門構件34在一個相反的方向上移動。該信號的 強度可以在最大可實現的電動機力的0%與100%之間變化，同樣該頻 率或者脈沖的數量可以是任何數目。同樣，有可能使這些強度級別在一個 方向上持續一段時間然後在另 一個方向上持續一段時間。在一個第 一強制 相位36之後，該強制功能將執行一個器件功能測試38並且確定是否仍然 發生該閥門的受限運動。這是通過將該閥門構件34從閥座32移動一段距 離完成的。如果仍然檢測到受限運動(圖1上的步驟20)那麼將在閥門 30上執行一個第二強制相位周期40(圖1上的步驟16)。在該第二強制相 位周期40之後，將執行一個第二器件功能測試42。強制相位和被執行的 器件功能測試的數目可以變化並且不限於兩次。該過程將保持重複直到確 定該閥門不再粘滯或者發已發生一個最大的周期數目。 一旦確定該受限運 動條件不再存在，將應用一個正常的控制方法44。
從該閥門構件35和闊座32移除的結焦材料33的數量會由該強制控 制信號的構成而得到提高。例如，已經確定該電動機輸出的某些頻率或強 度級別在移除汙染物時優於其他的頻率或強度。在EGR閥門的情況下， 已經發現10-500赫茲的頻率範圍是有效的。
參見圖4,示出了強制電動機輸出的兩個變體。圖4中示出的一個強 制控制信號46具有在持續時間上變化的一種輸出信號。該強制控制信號 46可以是具有一個可預定的或隨機的持續時間的一個掃描頻率。這種類型 的強制控制信號46可以是(例如) 一種脈寬調製的信號。 一個強制控制信號48是在一段時間上具有變化振幅的一種信號。這種類型的強制控制
信號可以是(例如)一種幅值調製信號。
本發明的說明在本質上僅僅是示例性的，並因此，那些沒有背離本發 明的主旨的變體是旨在處於本發明的範圍之內。此類變體將不被認為背離 了本發明的精神與範圍。
10
權利要求
1. 控制一個器件的一種方法，包括以下步驟提供一個器件；提供一個強制控制信號，該強制控制信號具有多個脈衝，這些脈衝具有至少兩個強度級別；並且對所述器件在一段時間施加所述強制控制信號。
2. 如權利要求1所述的方法，其中所述強制控制信號具有一個強度級 別，該強度級別是由 一種脈衝寬度調製控制來進行控制。
3. 如權利要求1所述的方法，其中所述強制控制信號具有一個強度級 別，該強度級別是由 一種幅值調製控制來進行控制。
4. 如權利要求1所述的方法，其中所述至少兩個強度級別以一個預定 的時間速率進行交替。
5. 如權利要求1所述的方法，其中所述至少兩個強度級別以一種隨積』 的時間速率進行交替。
6. 如權利要求1所述的方法，其中所述強度級別在一個預定的時間速 率下變化。
7. 如權利要求1所述的方法，其中所述強度級別被設定為一個恆定頻率。
8. 如斥又利要求1所述的方法，其中所述強度級別在頻率上向上或向下 進4亍掃描。
9. 如權利要求1所述的方法，其中所述強度級別在一種隨機的時間速 率下變化。
10. 如權利要求1所述的方法，進一步包括監控所述器件並確定是否 將繼續施加所述強制控制信號的步驟。
11. 如權利要求IO所述的方法，其中所述監控步驟進一步包括監控如 由所述器件的移動的速率所確定的 一個限制級別。
12. 如權利要求IO所述的方法，其中所述監控步驟進一步包括通過確 定被所述器件吸收的電流來確定所述器件的一個限制級別。
13. 如權利要求IO所述的方法，其中所述監控步驟進一步包括通過使 用可運行的確定所述器件的位置的一個或多個位置傳感器來確定所述器 件的限制級別。
14. 控制一個器件的方法，包括以下步驟 提供一個器件；提供一個正常的運行控制信號，該運行控制信號被選擇性地傳輸給所 述器件；提供一個強制控制信號，該強制控制信號被選擇性地傳輸給所述器件；提供一個初始學習序列；啟動所述初始學習序列，其中對所述器件的運行進行檢查以確定是否 存在一個受限運動條件；並且響應於所述檢測到的受限運動條件施加 一 個強制控制信號。
15. 如權利要求14所述的方法，其中所述強制控制信號具有兩個或多 個強度級別，其中所述強度的級別由一個脈衝寬度調製控制來控制。
16. 如權利要求14所述的方法，其中所述強制控制信號具有兩個或多 個強度級別，其中所述兩個或多個強度級別由一個幅值調製控制來控制。
17. 如權利要求14所述的方法，其中所述兩個或多個強度級別以一個 預定的時間速率進行交替。
18. 如權利要求14所述的方法，其中所述強度級別被設定為一個恆定 的頻率。
19. 如權利要求14所述的方法，其中所述強度級別在頻率上向上或向 下掃描。
20. 如權利要求14所述的方法，進一步包括具有兩個或多個強度級別 的所述強制信號，其中所述兩個或多個強度級別以 一種隨機的時間速率進 行交替。
21. 如權利要求14所述的方法，其中所述強制控制信號具有兩個或多 個強度級別，這些強度級別在一個預定的時間速率下變化。
22. 如權利要求14所述的方法，其中所述強制控制信號具有兩個或多 個強度級別，這些強度級別在一個隨機的時間速率下變化。
23. 如權利要求14所述的方法，進一步包括監控所述器件並且確定是 否將繼續施加所述強制控制信號的步驟。
24. 如權利要求23所述的方法，其中所述監控步驟進一步包括監控由 所述器件的移動速率所確定的一個限制級別。
25. 如權利要求23所述的方法，其中所述監控步驟進一步包括通過確定由所述器件吸收的電流來確定所述電磁器件的一個限制級別。
26. 如權利要求23所述的方法，其中所述監控步驟進一步包括通過使用可運行的確定所述器件的位置的一個或多個位置傳感器來確定所述器 件的限制級別。
27. 如權利要求14所述的方法，進一步包括提供一個功能測試信號； 啟動所述器件功能測試信號致使所述器件確定是否已解決一個受限運動條件。
28. 如權利要求27所述的方法，該方法提供一個第二初始學習信號； 啟動所述第二初始學習信號，其中對該器件的運行進行檢查以確定是否存在任何錯誤。
29. 如權利要求28所述的方法，進一步包括以下步驟 提供一個正常的功能信號；啟動所述正常的功能信號，其中所述器件將在常規的運行條件下運行。
30. 如權利要求14所述的方法，進一步包括啟動所述正常的運行控 制信號並且以 一種正常的功能運行所述器件的步驟。
31. 控制電磁器件的一種方法，該方法包括以下步驟 提供一個電磁器件；提供一個控制器，該控制器被配置為控制所述電磁器件的運行；提供被編程到所述控制器中的 一 個正常的運行控制信號，所述正常的 運行控制信號由所述控制器選擇性運行；提供一個強制控制信號，該強制控制信號被編程到所述控制器中，所 述強制控制信號由所述控制器選擇性啟動；提供被編程到所述控制器中的一個第 一初始學習序列，所述第 一初始 學習序列由所述控制器選擇性啟動；提供被編程到所述控制器中的一個第二初始學習序列，所述第二初始 學習序列由所述控制器選擇性啟動；提供被編程到所述控制器中的 一個器件功能測試信號；啟動所述第 一初始學習序列，其中對所述電磁器件的運行進行檢查以 確定是否存在一個受限運動條件；響應於檢測到的所述受限運動條件啟動一個強制控制信號，其中所述 器件以一種強制模式運行；啟動所述器件功能測試信號，其中所述電磁器件移動所述電磁器件的運動範圍的一個預定的量；啟動所述初始學習序列，其中對所述電磁器件的運行進行評估以確定 所述電磁器件是否在正確地起作用；並且啟動所述正常的控制信號，其中所述電磁器件以一種正常的運行模式 運行。
全文摘要
控制具有受限移動的器件的一種方法。提供了一種控制器來使用一種控制算法用於控制該器件的運行。將一種正常的運行控制方法編程到該控制器中並且由控制器選擇性地啟用以產生一個正常的控制信號。還將一種強制控制方法編程到該控制器中並且選擇性地啟動一個強制控制信號。該正常的運行控制信號提供該器件的常規運行，而該強制控制信號使該器件運行的方式是當檢測到該器件的一個受限運動時它將校正該器件的運行。
文檔編號F16K29/00GK101490455SQ200780027177
公開日2009年7月22日 申請日期2007年7月18日 優先權日2006年7月25日
發明者D·凱茨舒克, J·拉巴塔伊, M·布薩託, R·D·基弗沃 申請人:博格華納公司