专利名称：用于使egr阀门摆脱污染物粘附的控制算法的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于释放被粘住的阀门的一种阀门控制算法。
背景技术：
联邦和州立法要求控制车辆废气排放物。氮氧化物(NOx)是必须受 到控制的排气排放物之一。
在较高的燃烧温度下将发生氮氧化物的形成。为了减少发生氮氧化物 气体的形成，已经发展了有效地减少燃烧温度从而控制排放物的多种排气 再循环系统。排气再循环系统是通过将来自发动机的排气的一部分进行再 循环回到进气歧管来工作，在进气歧管中它可以与引入的空气相结合。当 该混合物在汽缸中被压缩并且被点燃时，结果是一个较低的燃烧温度以及 减少的氮氧化物。为了有可能进行排气再循环，排气再循环系统使用排气 再循环(EGR)阀门来打开和关闭使排气再循环回到发动机的进气歧管的 这些管道。
排气的构成包括能够影响该EGR阀门运行的多种物质。这些物质典 型地粘附到这些EGR阀门部件上并限制提升阀、阀杆以及其他相关联的 岡门部件的移动。并且，特别重要的是避免将EGR岡门的致动器部件暴 露给排气。 一般而言，EGR阀门的污染妨碍了该阀门的运动并且可能需要 更高的致动力来达到一个所希望的阀门位置和排气流。可对EGR阀门的 运行进行控制以便当检测到 一个粘滞阀门的情形时提供阀门释放力运动。
发明内容
本发明针对控制具有受限移动的器件的 一种方法。提供了 一个控制器
6来使用一种控制算法用于控制该器件的运行。 一种正常的运行控制方法被 编程到该控制器中并且由该控制器选择性启动以产生一个正常的控制信 号。 一种强制控制方法也被编程到该控制器中并且选择性启动一个强制控 制信号。正常的运行控制信号提供器件的常规运行，而强制控制信号使器 件当检测到器件的 一个受限运动时以 一种矫正器件运行的方式运行。该方 法由控制器启动 一个第 一初始学习序列来进行，其中对该器件的运行进行 检查以确定是否存在一个受限运动条件。如果检测到一个受限运动条件， 则由控制器启动该强制控制信号从而以强制模式运行。当该强制模式已经 发生给定的一段时间后，该控制器于是致使该器件执行一个功能测试，其 中该器件将移动其运动的范围的 一个预定的量以便做出是否存在受限运 动条件的评估。在该器件功能测试已发生之后，该控制器将启动一个第二 初始学习序列，其中对该器件进行检查以确定它是否在正确运行。如果该 器件在正确运行，那么该控制器将启动正常的控制信号从而该器件将按照 其正常的过程运行。
本发明的应用性的进一步领域将由以下提供的详细说明中变得清楚。 应该理解，详细的说明以及具体的实例虽然表明了本发明的优选的实施方 案，它们仅旨在用于说明的目的而并非旨在限制本发明的范围。
从详细的说明和附图中本发明将得到全面的理解，在附图中
图l描绘了一个流程图，该流程图概述了用于使器件从污染物粘附中 释放的控制算法的步骤。
图2a和2b描绘了在粘住的与自由的位置之间移动的排气再循环阈门 的部分切除的透^L图3描绘了强制控制信号的曲线图，并且
图4描绘了在持续时间和振幅上变化的强制控制信号的两个变体的曲 线图。
本发明的说明本质上仅仅是示例性的，并因此没有背离本发明主旨的 变体旨在处于本发明的范围之内。此类变体将不被视为背离了本发明的精 神禾p范围。
具体实施方式
本发明的说明本质上仅仅是示例性的，并因此没有背离本发明主旨的 变体旨在本发明的范围之内。这类变体将不被视为背离了本发明的精神和 范围。
图l描绘了一个流程图，它概述了对用于将器件(例如电磁器件)从 污染物粘附中释放的一个控制算法IO的这些步骤。控制算法IO具有一个 第一步骤12，其中执行一个初始学习序列。该初始学习序列可发生在发动 机启动或发生在当该序列可发生的任何适当的时间，这样它将不影响器件
的运行。如图2所示，该电磁器件可以是一个排气再循环(EGR)阀门， 然而，有可能在其他类型的应用中使用这种方法，其中由于环境因素存在 器件的粘滞。
当第一步骤12的初始学习序列开始时，该电石兹器件将在其整个运动 范围或者其运动的范围的一部分上移动，并且在一个第二步骤14,确定该 电磁器件是否正经历着受限运动。
如果确定了确实存在受限运动条件，那么在一个第三步骤16，将一个 强制序列信号传输给该器件。该强迫序列发送具有变化强度的多个电动机 输出，这些输出作用于该电磁器件上以引起快速的移动，以便使该阀门从 受限运动条件中释放。该受限运动可由几种不同的因素引起，这些不同因 素包括多种环境条件，例如引起粘滞条件的阀门构件的污染或结焦。该强 制功能是针对双向或单向致动器的一 系列的脉沖。这些脉冲在持续时间上 以及强度和频率上可以变化。对于一个给定的应用，有可能一些频率比其 他频率更为理想。
在该控制算法10的第四步骤18,将一个器件功能测试信号传输给该 电不兹器件，其中它确定该受限运动条件是否仍然存在。在步骤20,确定一 个受限运动条件是否仍然存在。如果仍然存在一个受限运动条件，那么将 重复该第三步骤16和第四步骤18并且将执行另一次器件功能测试。
如果在步骤20确定不存在受限运动条件，那么在步骤22启动一个第 二初始学习序列。如果检测到任何错误，那么在步骤26将传输/记录一个 错误信号并且该器件将不工作。如果该器件没有故障，那么在步骤26,将 使用正常的控制方法并且该器件将正常运行。如果在步骤14确定不存在 受限运动，那么步骤16-26将被完全跳过，而该器件将使用在步骤28的一 个正常的控制方法来正常地运行。
现参见图2a和2b，示出了器件30的透视图，该器件具有一个被粘滞
8的阀门，使用控制算法IO将该阀门释放。在这个具体的应用中的阀门30 是由于污染而经历受限运动的一个排气再循环阀门。该器件30具有一个
阀座32，该阀座在本案中具有围绕其表面焦化的烟灰或颗粒。如图2a所 示的一个阀构件34被粘滞在阀座32上。在图2a中该器件30已经历了受 限运动。因此，启动一个强制控制信号并且该阀构件34迅速地旋转并且 向上拉动而离开该阀座32。相对于该阀座32快速施加阀门构件34的间歇 负载使该阀门构件34摆脱在该阀门构件34和该阀座32上的结焦材料。 在图2b中该阀门构件34已从该阀座32中脱离并且作为该强制控制信号 的结果一 些结焦材料已从该阀门构件和阀座中被移除。
图3示出在图2a和2b中的器件30上执行的并且在图1中的步骤16 说明的强制控制信号的曲线图。该强制控制信号具有在频率和强度上变化 的一个第一相位36。负强度表示器件30使阀门构件34在一个方向上移动， 而正强度表示器件30使阀门构件34在一个相反的方向上移动。该信号的 强度可以在最大可实现的电动机力的0%与100%之间变化，同样该频 率或者脉沖的数量可以是任何数目。同样，有可能使这些强度级别在一个 方向上持续一段时间然后在另 一个方向上持续一段时间。在一个第 一强制 相位36之后，该强制功能将执行一个器件功能测试38并且确定是否仍然 发生该阀门的受限运动。这是通过将该阀门构件34从阀座32移动一段距 离完成的。如果仍然检测到受限运动(图1上的步骤20)那么将在阀门 30上执行一个第二强制相位周期40(图1上的步骤16)。在该第二强制相 位周期40之后，将执行一个第二器件功能测试42。强制相位和被执行的 器件功能测试的数目可以变化并且不限于两次。该过程将保持重复直到确 定该阀门不再粘滞或者发已发生一个最大的周期数目。 一旦确定该受限运 动条件不再存在，将应用一个正常的控制方法44。
从该阀门构件35和阔座32移除的结焦材料33的数量会由该强制控 制信号的构成而得到提高。例如，已经确定该电动机输出的某些频率或强 度级别在移除污染物时优于其他的频率或强度。在EGR阀门的情况下， 已经发现10-500赫兹的频率范围是有效的。
参见图4,示出了强制电动机输出的两个变体。图4中示出的一个强 制控制信号46具有在持续时间上变化的一种输出信号。该强制控制信号 46可以是具有一个可预定的或随机的持续时间的一个扫描频率。这种类型 的强制控制信号46可以是(例如) 一种脉宽调制的信号。 一个强制控制信号48是在一段时间上具有变化振幅的一种信号。这种类型的强制控制
信号可以是(例如)一种幅值调制信号。
本发明的说明在本质上仅仅是示例性的，并因此，那些没有背离本发 明的主旨的变体是旨在处于本发明的范围之内。此类变体将不被认为背离 了本发明的精神与范围。
10
权利要求
1. 控制一个器件的一种方法，包括以下步骤提供一个器件；提供一个强制控制信号，该强制控制信号具有多个脉冲，这些脉冲具有至少两个强度级别；并且对所述器件在一段时间施加所述强制控制信号。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述强制控制信号具有一个强度级 别，该强度级别是由 一种脉冲宽度调制控制来进行控制。
3. 如权利要求1所述的方法，其中所述强制控制信号具有一个强度级 别，该强度级别是由 一种幅值调制控制来进行控制。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述至少两个强度级别以一个预定 的时间速率进行交替。
5. 如权利要求1所述的方法，其中所述至少两个强度级别以一种随积』 的时间速率进行交替。
6. 如权利要求1所述的方法，其中所述强度级别在一个预定的时间速 率下变化。
7. 如权利要求1所述的方法，其中所述强度级别被设定为一个恒定频率。
8. 如斥又利要求1所述的方法，其中所述强度级别在频率上向上或向下 进4亍扫描。
9. 如权利要求1所述的方法，其中所述强度级别在一种随机的时间速 率下变化。
10. 如权利要求1所述的方法，进一步包括监控所述器件并确定是否 将继续施加所述强制控制信号的步骤。
11. 如权利要求IO所述的方法，其中所述监控步骤进一步包括监控如 由所述器件的移动的速率所确定的 一个限制级别。
12. 如权利要求IO所述的方法，其中所述监控步骤进一步包括通过确 定被所述器件吸收的电流来确定所述器件的一个限制级别。
13. 如权利要求IO所述的方法，其中所述监控步骤进一步包括通过使 用可运行的确定所述器件的位置的一个或多个位置传感器来确定所述器 件的限制级别。
14. 控制一个器件的方法，包括以下步骤 提供一个器件；提供一个正常的运行控制信号，该运行控制信号被选择性地传输给所 述器件；提供一个强制控制信号，该强制控制信号被选择性地传输给所述器件；提供一个初始学习序列；启动所述初始学习序列，其中对所述器件的运行进行检查以确定是否 存在一个受限运动条件；并且响应于所述检测到的受限运动条件施加 一 个强制控制信号。
15. 如权利要求14所述的方法，其中所述强制控制信号具有两个或多 个强度级别，其中所述强度的级别由一个脉冲宽度调制控制来控制。
16. 如权利要求14所述的方法，其中所述强制控制信号具有两个或多 个强度级别，其中所述两个或多个强度级别由一个幅值调制控制来控制。
17. 如权利要求14所述的方法，其中所述两个或多个强度级别以一个 预定的时间速率进行交替。
18. 如权利要求14所述的方法，其中所述强度级别被设定为一个恒定 的频率。
19. 如权利要求14所述的方法，其中所述强度级别在频率上向上或向 下扫描。
20. 如权利要求14所述的方法，进一步包括具有两个或多个强度级别 的所述强制信号，其中所述两个或多个强度级别以 一种随机的时间速率进 行交替。
21. 如权利要求14所述的方法，其中所述强制控制信号具有两个或多 个强度级别，这些强度级别在一个预定的时间速率下变化。
22. 如权利要求14所述的方法，其中所述强制控制信号具有两个或多 个强度级别，这些强度级别在一个随机的时间速率下变化。
23. 如权利要求14所述的方法，进一步包括监控所述器件并且确定是 否将继续施加所述强制控制信号的步骤。
24. 如权利要求23所述的方法，其中所述监控步骤进一步包括监控由 所述器件的移动速率所确定的一个限制级别。
25. 如权利要求23所述的方法，其中所述监控步骤进一步包括通过确定由所述器件吸收的电流来确定所述电磁器件的一个限制级别。
26. 如权利要求23所述的方法，其中所述监控步骤进一步包括通过使用可运行的确定所述器件的位置的一个或多个位置传感器来确定所述器 件的限制级别。
27. 如权利要求14所述的方法，进一步包括提供一个功能测试信号； 启动所述器件功能测试信号致使所述器件确定是否已解决一个受限运动条件。
28. 如权利要求27所述的方法，该方法提供一个第二初始学习信号； 启动所述第二初始学习信号，其中对该器件的运行进行检查以确定是否存在任何错误。
29. 如权利要求28所述的方法，进一步包括以下步骤 提供一个正常的功能信号；启动所述正常的功能信号，其中所述器件将在常规的运行条件下运行。
30. 如权利要求14所述的方法，进一步包括启动所述正常的运行控 制信号并且以 一种正常的功能运行所述器件的步骤。
31. 控制电磁器件的一种方法，该方法包括以下步骤 提供一个电磁器件；提供一个控制器，该控制器被配置为控制所述电磁器件的运行；提供被编程到所述控制器中的 一 个正常的运行控制信号，所述正常的 运行控制信号由所述控制器选择性运行；提供一个强制控制信号，该强制控制信号被编程到所述控制器中，所 述强制控制信号由所述控制器选择性启动；提供被编程到所述控制器中的一个第 一初始学习序列，所述第 一初始 学习序列由所述控制器选择性启动；提供被编程到所述控制器中的一个第二初始学习序列，所述第二初始 学习序列由所述控制器选择性启动；提供被编程到所述控制器中的 一个器件功能测试信号；启动所述第 一初始学习序列，其中对所述电磁器件的运行进行检查以 确定是否存在一个受限运动条件；响应于检测到的所述受限运动条件启动一个强制控制信号，其中所述 器件以一种强制模式运行；启动所述器件功能测试信号，其中所述电磁器件移动所述电磁器件的运动范围的一个预定的量；启动所述初始学习序列，其中对所述电磁器件的运行进行评估以确定 所述电磁器件是否在正确地起作用；并且启动所述正常的控制信号，其中所述电磁器件以一种正常的运行模式 运行。
全文摘要
控制具有受限移动的器件的一种方法。提供了一种控制器来使用一种控制算法用于控制该器件的运行。将一种正常的运行控制方法编程到该控制器中并且由控制器选择性地启用以产生一个正常的控制信号。还将一种强制控制方法编程到该控制器中并且选择性地启动一个强制控制信号。该正常的运行控制信号提供该器件的常规运行，而该强制控制信号使该器件运行的方式是当检测到该器件的一个受限运动时它将校正该器件的运行。
文档编号F16K29/00GK101490455SQ200780027177
公开日2009年7月22日 申请日期2007年7月18日 优先权日2006年7月25日
发明者D·凯茨舒克, J·拉巴塔伊, M·布萨托, R·D·基弗沃 申请人:博格华纳公司