一种节气门卡滞故障控制方法及设备与流程

本申请涉及节气门技术领域，具体涉及一种节气门卡滞故障控制方法及设备。

背景技术：

发送机在运转过程中，节气门的主要作用是根据发动机的负载，控制发动机的进气流量，决定发动机的运行工况。

传统技术手段中，当节气门出现卡滞故障时，发动机会采用禁用节气门的电机驱动方式，通过回位弹簧自回位方式让节气门回到全开或开度较大的位置，但受限弹簧的能力限制，节气门卡滞时有可能无法回位到全开或较大的开度位置。

因此，为了在节气门出现卡滞故障时，提高对节气门进行修正的可靠性，现提供一种节气门卡滞故障控制技术。

技术实现要素：

本申请提供一种节气门卡滞故障控制方法及设备，利用驱动电机控制节气门在不同开度进行切换，从而尽可能脱离卡滞状态，并处于能够维持发动机正常工作的开度，有效提升节气门卡滞故障修复工作的可靠性，为发动机正常运转提供支持。

第一方面，本申请提供了一种节气门卡滞故障控制方法，所述节气门卡滞故障控制方法包括以下步骤：

当接收到节气门卡滞故障信号后，通过驱动电机控制节气门先进入当前最大开启状态进而转入安全开启状态；其中，

当所述节气门处于当前最大开启状态时，其打开程度为当前最大开度；

当所述节气门处于安全开启状态时，其打开程度小于所述节气门处于当前最大开启状态的打开程度。

具体的，所述当接收到节气门卡滞故障信号后，通过驱动电机控制节气门先进入当前最大开启状态进而转入安全开启状态中，包括以下步骤：

当接收到所述节气门卡滞故障信号后，向所述驱动电机施加全开控制信号，所述驱动电机控制所述节气门进入所述当前最大开启状态；

经过预设的稳定等待时间后，向所述驱动电机施加安全控制信号，所述驱动电机控制所述节气门转入安全开启状态。

进一步的，在所述节气门进入所述当前最大开启状态之后，所述经过预设的稳定等待时间后，向所述驱动电机施加安全控制信号之前，所述方法还包括以下步骤：

经过预设的全开等待时间后，向所述驱动电机施加过渡控制信号，所述驱动电机控制所述节气门进入预设的过渡稳定状态；其中，

当所述节气门处于所述当前最大开启状态、所述过渡稳定状态以及所述安全工作状态时，所述节气门的开度依次减小。

具体的，当所述节气门处于安全开启状态时，所述驱动电机的当前工作负载允许所述驱动电机持续工作。

进一步的，所述方法还包括以下步骤：

监测所述节气门当前开度，与对应的节气门开度需求值进行比对，当偏差值小于预设的第一偏差许可值时，则判定所述节气门处于正常状态，反之，则生成防卡滞策略激活信号。

进一步的，所述方法还包括以下步骤：

响应所述防卡滞策略激活信号，控制所述驱动电机，控制所述节气门多次全开和多次全闭；

当所述节气门无法进入预设的临近全开状态和临近全闭状态时，生成所述节气门卡滞故障信号；其中，

当所述节气门处于所述临近全开状态时的开度与所述节气门处于全开状态时的开度的开度差小于全开允许偏差值；

当所述节气门处于所述临近全闭状态时的开度与所述节气门处于全闭状态时的开度的开度差小于全闭允许偏差值。

进一步的，当所述节气门处于所述安全工作状态时，所述方法还包括以下步骤：

比较所述驱动电机处于所述当前最大开启状态时以及处于所述安全工作状态时的开度差；

当所述开度差大于第二偏差许可值，所述驱动电机发送调整开度信号，所述驱动电气控制所述节气门处于调整后安全开启状态；其中，

当所述节气门处于所述调整后安全开启状态时的开度大于处于所述安全开启状态时的开度。

优选的，所述驱动电机采用占空比控制方式。

具体的，所述驱动电机配置有控制map图，所述控制map图中包括不同运行占空比对应的节气门开度值。

第二方面，本申请提供了一种节气门卡滞故障控制设备，所述节气门卡滞故障控制设备包括：

驱动电机，用于控制节气门的开度；

电机控制装置，其用于接收节气门卡滞故障信号，利用所述驱动电机控制节气门先进入当前最大开启状态进而转入安全开启状态；其中，

当所述节气门处于当前最大开启状态时，其打开程度为当前最大开度；

当所述节气门处于安全开启状态时，其打开程度小于所述节气门处于当前最大开启状态的打开程度。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请利用驱动电机控制节气门在不同开度进行切换，从而尽可能脱离卡滞状态，并处于能够维持发动机正常工作的开度，有效提升节气门卡滞故障修复工作的可靠性，为发动机正常运转提供支持。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中提供的节气门卡滞故障控制方法中步骤s1～s2的步骤流程图；

图2为本申请实施例中提供的节气门卡滞故障控制方法中步骤q1～q2的步骤流程图；

图3为本申请实施例中提供的节气门卡滞故障控制设备的结构框图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

本申请实施例提供一种节气门卡滞故障控制方法及设备，利用驱动电机控制节气门在不同开度进行切换，从而尽可能脱离卡滞状态，并处于能够维持发动机正常工作的开度，有效提升节气门卡滞故障修复工作的可靠性，为发动机正常运转提供支持。

为达到上述技术效果，本申请的总体思路如下：

一种节气门卡滞故障控制方法，该节气门卡滞故障控制方法包括以下步骤：

当接收到节气门卡滞故障信号后，通过驱动电机控制节气门先进入当前最大开启状态进而转入安全开启状态；其中，

当节气门处于当前最大开启状态时，其打开程度为当前最大开度；

当节气门处于安全开启状态时，其打开程度小于节气门处于当前最大开启状态的打开程度。

以下结合附图对本申请的实施例作进一步详细说明。

第一方面，参见图1至2所示，本申请实施例提供一种节气门卡滞故障控制方法，该节气门卡滞故障控制方法包括以下步骤：

当接收到节气门卡滞故障信号后，通过驱动电机控制节气门先进入当前最大开启状态进而转入安全开启状态；其中，

当节气门处于当前最大开启状态时，其打开程度为当前最大开度；

当节气门处于安全开启状态时，其打开程度小于节气门处于当前最大开启状态的打开程度。

本申请实施例中，利用驱动电机控制节气门在不同开度进行切换，从而尽可能脱离卡滞状态，并处于能够维持发动机正常工作的开度，有效提升节气门卡滞故障修复工作的可靠性，为发动机正常运转提供支持。

具体的，当接收到节气门卡滞故障信号后，通过驱动电机控制节气门先进入当前最大开启状态进而转入安全开启状态中，包括以下步骤：

当接收到节气门卡滞故障信号后，向驱动电机施加全开控制信号，驱动电机控制节气门进入当前最大开启状态；

经过预设的稳定等待时间后，向驱动电机施加安全控制信号，驱动电机控制节气门转入安全开启状态。

进一步的，在节气门进入当前最大开启状态之后，经过预设的稳定等待时间后，向驱动电机施加安全控制信号之前，该节气门卡滞故障控制方法还包括以下步骤：

经过预设的全开等待时间后，向驱动电机施加过渡控制信号，驱动电机控制节气门进入预设的过渡稳定状态；其中，

当节气门处于当前最大开启状态、过渡稳定状态以及安全工作状态时，节气门的开度依次减小。

本申请在实际实施过程中，该节气门卡滞故障控制方法包括以下步骤：

s1、当接收到节气门卡滞故障信号后，向驱动电机施加全开控制信号，驱动电机控制节气门进入当前最大开启状态；

s2、经过预设的全开等待时间后，向驱动电机施加过渡控制信号，驱动电机控制节气门进入预设的过渡稳定状态；

s3、经过预设的稳定等待时间后，向驱动电机施加安全控制信号，驱动电机控制节气门转入安全开启状态；

需要说明的是，当节气门进入当前最大开启状态后，再经过预设的全开等待时间才会向驱动电机施加过渡控制信号；

同样，当驱动电机控制节气门进入预设的过渡稳定状态后，再经过预设的稳定等待时间才会向驱动电机施加安全控制信号。

本申请实施例在具体实施时，具体情况如下：

保证车辆钥匙处于钥匙on档，电池电压供电正常，当节气门卡滞故障控制策略激活条件满足后，根据不同电压状态下，节气门允许运行的驱动电机最大运行占空比，把节气门开度往全开的方向驱动，在当前电压对应的驱动电机最大运行占空比可持续时间内(比如电压26v，驱动电机最大运行占空比对应节气门开度值为80％，该运行占空比下驱动电机允许运行3s，当前标定按照这个极限时间，留出一定的余量，比如驱动电机以驱动电机最大运行占空比运行1.5s)，之后采用允许长时间运行的驱动电机安全占空比进行控制(比如26v电压下，安全占空比为45％以下，可将安全占空比标定至20％左右)。

具体的，当节气门处于安全开启状态时，驱动电机的当前工作负载允许驱动电机持续工作。

进一步的，在接收到节气门卡滞故障信号之前，还包括生成节气门卡滞故障信号的步骤，即该节气门卡滞故障控制方法还包括以下步骤：

q1、监测节气门当前开度，与对应的节气门开度需求值进行比对，当偏差值小于预设的第一偏差许可值时，则判定节气门处于正常状态，反之，则生成防卡滞策略激活信号。

进一步的，该节气门卡滞故障控制方法还包括以下步骤：

q2、响应防卡滞策略激活信号，控制驱动电机，控制节气门多次全开和多次全闭；

当节气门无法进入预设的临近全开状态和临近全闭状态时，生成节气门卡滞故障信号；其中，

当节气门处于临近全开状态时的开度与节气门处于全开状态时的开度的开度差小于全开允许偏差值；

当节气门处于临近全闭状态时的开度与节气门处于全闭状态时的开度的开度差小于全闭允许偏差值。

需要说明的是，临近全开状态是指当前节气门临近全开，临近全闭状态是指当前节气门临近闭开；

例如，节气门处于全开状态时的开度为100％，节气门处于全闭状态时的开度为0％，全开允许偏差值和全闭允许偏差值均可设置为5％；

那么，当节气门处于临近全开状态时的开度大于95％，当节气门处于临近全闭状态时的开度小于5％即可。

具体实施时，防卡滞策略具体如下：

当需求的节气门开度与实际节气门开度的差异达到一定偏差时，当前节气门无外部控制需求时，激活防卡滞策略，根据防卡滞策略设定的驱动电机运行的占空比，进行冲阀动作，冲击三次之后检查该占空比控制下的节气门开度是否能够到100％附近，负向占空比控制下的节气门开度能否到0％附近；

如果节气门位置可以开启到100％位置和0％位置附近(一般设定5％)，则认为节气门没有卡滞，如果不能回到100％位置或0％位置附近(一般设定5％)则认为节气门出现卡滞，从而报出节气门卡滞故障；

其中，当前节气门外部控制需求指的是服务站诊断仪进行的节气门外部测试。

进一步的，当节气门处于安全工作状态时，该节气门卡滞故障控制方法还包括以下步骤：

比较驱动电机处于当前最大开启状态时以及处于安全工作状态时的开度差；

当开度差大于第二偏差许可值，驱动电机发送调整开度信号，驱动电气控制节气门处于调整后安全开启状态；其中，

当节气门处于调整后安全开启状态时的开度大于处于安全开启状态时的开度。

驱动电机处于当前最大开启状态时以及处于安全工作状态时的开度差代表节气门运行偏差，也对应着节气门向全关运行的趋势；

若该开度差，即节气门运行偏差大于第二偏差许可值，则认为节气门往全关方向运行量过大，会导致发动机性能的恶化加剧，严重的话可能导致车辆动力丢失。

因此，当节气门运行偏差超过设定限值，即超过第二偏差许可值，根据节气门运行偏差，在当前基础上，增加一个往全开方向的修正，这个修正与之前的电机运行占空比进行求和叠加，在节气门开度受到气流扰动的时候，增加占空比驱动，尽力去控制节气门位置的稳定，消除节气门往全关方向运行的趋势，让节气门开度保持在卡滞状态下可达到的最大位置。

需要说明的是，本申请实施例中的驱动电机采用占空比控制方式；

即全开控制信号、安全控制信号、过渡控制信号以及调整开度信号分别对应驱动电机的不同的运行占空比。

对应的，本申请实施例中的驱动电机配置有控制map图，控制map图中包括不同运行占空比对应的节气门开度值；

实际实施时，控制map图中包括不同运行占空比对应的节气门开度值以及对应的可持续运行时间；

控制map图可记作pwm-map，pwm为pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制；

pwm-map根据电压设定，对应不同占空比的可持续时间，主要用来实现驱动电机保护功能，防止因为过载导致的电机失效问题；

其中，pwm-map包含max-pwm，max-pwm代表根据节气门往全开方向允许施加的最大占空比，这个是在检测到节气门卡滞后用来冲击节气门阀片，让节气门往全开方向运行的；

节气门卡滞故障信号报出后，首先采用max-pwm控制，并持续一定的时间(根据电机要求设定，比如80％占空比允许运行3s，可标定为1.5s持续时间)，然后再将节气门对应的驱动电机运行占空比根据pwm-map进行调整，降低到允许长时间运行的占空比中，节气门阀片稳定后，节气门对应的驱动电机运行占空比进一步降低至安全占空比。

另外，当节气门处于安全开启状态时，驱动电机的当前工作负载允许驱动电机持续工作，那么在pwm-map中，利用safe-pwm来表示当节气门处于安全开启状态时，驱动电机对应的运行占空比，即代表的是电机能够长时间运行控制的运行占空比，主要是为了维持节气门开度的，当节气门的阀片没有向全关方向运行的趋势时，一直基于safe-pwm进行控制，减小电机功耗和老化，比如电机允许节气门开度45％以下对应的运行占空比可长时间运行，safe-pwm可设定为节气门开度15％对应的运行占空比；

当气流冲击结束，节气门回到了最大位置，占空比逐渐减小回复到标定的safe-pwm进行控制，减小功耗和避免电机衰减。

第二方面，参见图3所示，本申请实施例提供一种节气门卡滞故障控制设备，其用于实施第一方面的节气门卡滞故障控制方法，该节气门卡滞故障控制设备包括：

驱动电机，用于控制节气门的开度；

电机控制装置，其用于接收节气门卡滞故障信号，利用驱动电机控制节气门先进入当前最大开启状态进而转入安全开启状态；其中，

当节气门处于当前最大开启状态时，其打开程度为当前最大开度；

当节气门处于安全开启状态时，其打开程度小于节气门处于当前最大开启状态的打开程度。

本申请实施例中，利用驱动电机控制节气门在不同开度进行切换，从而尽可能脱离卡滞状态，并处于能够维持发动机正常工作的开度，有效提升节气门卡滞故障修复工作的可靠性，为发动机正常运转提供支持。

进一步的，该电机控制装置还用于当接收到节气门卡滞故障信号后，向驱动电机施加全开控制信号，驱动电机控制节气门进入当前最大开启状态；

该电机控制装置还用于经过预设的稳定等待时间后，向驱动电机施加安全控制信号，驱动电机控制节气门转入安全开启状态。

进一步的，该电机控制装置还用于在节气门进入当前最大开启状态之后，经过预设的稳定等待时间后，向驱动电机施加安全控制信号之前进行以下工作：

经过预设的全开等待时间后，向驱动电机施加过渡控制信号，驱动电机控制节气门进入预设的过渡稳定状态；其中，

当节气门处于当前最大开启状态、过渡稳定状态以及安全工作状态时，节气门的开度依次减小。

本申请在实际实施过程中，该节气门卡滞故障控制设备的工作流程具体如下：

s1、当接收到节气门卡滞故障信号后，向驱动电机施加全开控制信号，驱动电机控制节气门进入当前最大开启状态；

s2、经过预设的全开等待时间后，向驱动电机施加过渡控制信号，驱动电机控制节气门进入预设的过渡稳定状态；

s3、经过预设的稳定等待时间后，向驱动电机施加安全控制信号，驱动电机控制节气门转入安全开启状态；

需要说明的是，当节气门进入当前最大开启状态后，再经过预设的全开等待时间才会向驱动电机施加过渡控制信号；

同样，当驱动电机控制节气门进入预设的过渡稳定状态后，再经过预设的稳定等待时间才会向驱动电机施加安全控制信号。

本申请实施例在具体实施时，该节气门卡滞故障控制设备的具体工作情况如下：

保证车辆钥匙处于钥匙on档，电池电压供电正常，当节气门卡滞故障控制策略激活条件满足后，根据不同电压状态下，节气门允许运行的驱动电机最大运行占空比，把节气门开度往全开的方向驱动，在当前电压对应的驱动电机最大运行占空比可持续时间内(比如电压26v，驱动电机最大运行占空比对应节气门开度值为80％，该运行占空比下驱动电机允许运行3s，当前标定按照这个极限时间，留出一定的余量，比如驱动电机以驱动电机最大运行占空比运行1.5s)，之后采用允许长时间运行的驱动电机安全占空比进行控制(比如26v电压下，安全占空比为45％以下，可将安全占空比标定至20％左右)。

需要说明的是，当节气门处于安全开启状态时，驱动电机的当前工作负载允许驱动电机持续工作。

具体的，该节气门卡滞故障控制设备还包括节气门开度监测装置，其用于监测节气门当前开度，与对应的节气门开度需求值进行比对，当偏差值小于预设的第一偏差许可值时，则判定节气门处于正常状态，反之，则生成防卡滞策略激活信号。

进一步的，该电机控制装置还用于响应防卡滞策略激活信号，控制驱动电机，控制节气门多次全开和多次全闭；

该电机控制装置还用于当节气门无法进入预设的临近全开状态和临近全闭状态时，生成节气门卡滞故障信号；其中，

当节气门处于临近全开状态时的开度与节气门处于全开状态时的开度的开度差小于全开允许偏差值；

当节气门处于临近全闭状态时的开度与节气门处于全闭状态时的开度的开度差小于全闭允许偏差值。

具体实施时，该节气门卡滞故障控制设备的防卡滞策略具体如下：

当需求的节气门开度与实际节气门开度的差异达到一定偏差时，当前节气门无外部控制需求时，激活防卡滞策略，根据防卡滞策略设定的驱动电机运行的占空比，进行冲阀动作，冲击三次之后检查该占空比控制下的节气门开度是否能够到100％附近，负向占空比控制下的节气门开度能否到0％附近；

如果节气门位置可以开启到100％位置和0％位置附近(一般设定5％)，则认为节气门没有卡滞，如果不能回到100％位置或0％位置附近(一般设定5％)则认为节气门出现卡滞，从而报出节气门卡滞故障；

其中，当前节气门外部控制需求指的是服务站诊断仪进行的节气门外部测试。

进一步的，该节气门开度监测装置还用于比较驱动电机处于当前最大开启状态时以及处于安全工作状态时的开度差；

该节气门开度监测装置还用于当开度差大于第二偏差许可值，驱动电机发送调整开度信号，驱动电气控制节气门处于调整后安全开启状态；其中，

当节气门处于调整后安全开启状态时的开度大于处于安全开启状态时的开度。

驱动电机处于当前最大开启状态时以及处于安全工作状态时的开度差代表节气门运行偏差，也对应着节气门向全关运行的趋势；

若该开度差，即节气门运行偏差大于第二偏差许可值，则认为节气门往全关方向运行量过大，会导致发动机性能的恶化加剧，严重的话可能导致车辆动力丢失。

因此，当节气门运行偏差超过设定限值，即超过第二偏差许可值，根据节气门运行偏差，在当前基础上，增加一个往全开方向的修正，这个修正与之前的电机运行占空比进行求和叠加，在节气门开度受到气流扰动的时候，增加占空比驱动，尽力去控制节气门位置的稳定，消除节气门往全关方向运行的趋势，让节气门开度保持在卡滞状态下可达到的最大位置。

需要说明的是，本申请实施例中的驱动电机和电机启动装置采用占空比控制方式；

即全开控制信号、安全控制信号、过渡控制信号以及调整开度信号分别对应驱动电机的不同的运行占空比。

对应的，本申请实施例中的驱动电机和电机启动装置配置有控制map图，控制map图中包括不同运行占空比对应的节气门开度值；

实际实施时，控制map图中包括不同运行占空比对应的节气门开度值以及对应的可持续运行时间。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。