[发明专利]电动阀门位置控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电气自动化控制领域，具体是一种电动阀门位置控制方法。

背景技术

如果电动阀门在全开和全关位置产生过冲现象，将会导致阀门撞击机械限位机构，久而久之将会影响阀体的可靠性和耐久性，导致阀体寿命缩短，同时，过冲现象的调节过程也会增加电子阀门的调节响应时间。

中国专利CN101573525A公开了一种EGR阀控制装置，该装置包括：进行EGR阀开关控制的电机、检测EGR阀实际开度的位置传感器，以及根据EGR阀的目标位置和实际位置算出电机驱动占空比的电机控制装置。当EGR阀的目标位置被设定时，电机控制装置通过计算积分项、比例项、微分项和前馈项得出所述电机的驱动占空比，进行EGR阀的开闭控制。控制方法主要通过PID策略，根据目标位置和实际位置的差值，计算比例项、积分项和微分项，从而控制电机运行的占空比。应用这种方法，电机的响应速度和阀门过冲是一对不可协调的矛盾。当阀门的目标位置和实际位置偏差较大时，为了保证电动阀门的响应时间，单纯的PID控制在目标位将会产生过冲现象。如果在阀门全开或者全闭的位置，过冲将导致阀门敲击机械限位装置，久而久之将会影响到阀门的性能，缩短了阀门的寿命。如果要用单纯的PID控制策略来消除目标位置处的过冲现象，将会使得在阀门靠近目标位置时，阀门的运动时间过长而不满足阀门的响应时间要求。

中国专利CN101408133B公开了一种电子节气门的控制方法，大范围调节时需要实时检测实际开度变化率，控制PWM 信号的占空比使实际开度变化率接近目标开度变化率。而电机在运动过程中，控制器通常只能获得电机的转速，这与阀门开度变化率还有着一定换算关系。而且阀门开度变化率与机械结构密切相关，如果机械结构调整需要重新计算换算关系。因此阀门开度的变化率计算比较复杂，且重用性不高。

由于车用电动阀门的恶劣工作条件和发动机排放要求的提高，对阀门的可靠性和瞬态响应特性要求越来越严格。因此，寻找一种在电动阀门开度连续变化的情况下也能保证阀门稳定迅速运行的控制方法，具有很重要的现实意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种电动阀门的位置控制方法。本发明应用在电子阀门位置调节时，消除了过冲现象，同时还优化了阀门的响应时间。

按照本发明提供的技术方案，所述的电动阀门位置控制方法为：在电动阀门运行过程中，控制器获取实际位置信号，通过比较目标位置和实际位置来确定电机的旋转方向，并计算当前位置和实际位置的偏差；根据偏差大小采用临时停靠位置PID控制方式；使阀门能够迅速稳定的调节到目标位置。

临时停靠控制时，设定一个临时停靠范围阈值，根据目标位置与实际位置偏差，判断是否需要设定临时停靠点；当位置偏差小于或等于所设定的临时停靠范围阈值时，则不需要设定临时停靠点，控制策略直接通过占空比PID调节，将阀门移动到目标位置；当位置偏差大于所设定的临时停靠范围阈值时，设定临时停靠点。

阀门位置PID调节过程中，当位置偏差大于临时停靠范围时，将目标位置设定为临时停靠点，并计算电机PID调节占空比的比例项、积分项和微分项，位置PID调节至临时停靠点；当电机运行到临时停靠点时，延时一段设定时间，而后将目标位置设定回原始目标位置，重新计算位置偏差之后，再通过PID控制策略计算占空比调节的比例项、积分项和微分项，位置PID调节至原始目标位置，当电机运行到原始目标位置后，保持当前开度。

控制电机旋转方向时，如果目标位置大于实际位置，则控制阀门打开；如果目标位置小于实际位置，则控制阀门关闭。

临时停靠点的确定原则是：从该点到原始目标位置范围内，通过PID控制调节，EGR阀门的运动平稳，不会产生过冲现象。

对于具有回位弹簧的阀门，开启和关闭时采用不同的PID控制参数。

本发明的优点是：本发明在电动阀门位置PID控制的基础上增加临时停靠策略，在电机运行过程中，解决了阀门过冲和响应时间这对矛盾。在提高了阀门响应时间的前提下，消除了阀门过冲现象，保证了电机可靠稳定的运行。

附图说明

图1是带EGR阀的燃油系统结构图。

图2是EGR位置控制方法流程图。

图3是调节EGR阀门从关闭到全开时位置调节过程示意图。

图4是调节EGR阀门从全开到关闭时位置调节过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。