专利名称：一种步进电机失步纠错方法
技术领域：
本发明涉及发动机机械节气门系统中，旁通阀步进电机失步问题，特别涉及一种 步进电机失步后如何纠错，并设计了相关纠错算法，实现了发动机怠速旁通气量的精确控 制，能够有效的避免因为步进电机失步导致的发动机怠速过高，怠速不稳，甚至导致发动机 熄火等故障。
背景技术：
在发动机管理系统(EMS)中，因为机械节气门成本低廉，维修简单便宜，故在国内 汽车市场中占有很大份额。机械节气门的怠速控制执行器选用步进电机，快速启停能力强， 精度高，转速容易控制，但因为步进电机响应慢，是开环控制，当发生较大失步的时候，怠速 闭环PI控制并不能够完全修正发动机转速，这时候就需要设计纠错算法来纠正步进电机 的步数，而国内外其他EMS系统并没有步进电机失步纠错算法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可靠、低成本的基于双燃料系统的燃气驱动诊断的方 法及装置，在不对发动机控制单元进行任何硬件改动的基础上，利用原有的CAN通信进行 诊断。具体技术方案如下一种步进电机失步纠错方法，其特征在于，其包括如下步骤步骤A 怠速时，测量 进入发动机的总气量；步骤B 根据步骤A中测得的测量进入发动机的总气量，减去相应发 动机型号节气门体的漏气量，计算得出流过步进电机的实际气量；步骤C 根据步骤B中计 算得出流过步进电机的实际气量，通过查询步进电机流量特性曲线，得到步进电机修正值; 步骤D 当失步修正使能条件成立时，用修正步数替代失步的步数，进行修正。优选地，所述方法基于奇瑞发动机管理系统CEMS的基础上，增加所述步进电机失 步修正策略。优选地，所述步进电机流量特性曲线通过实际台架上测试获得。优选地，在标定步进电机流量特性曲线时要保证环境温度，进气温度等影响气量 的相关因素在测试要求的范围内。优选地，所述失步修正使能条件首先判断发动机是否在怠速的工况下，如果是，进 行失步判断与修正。优选地，所述失步修正使能条件判断发动机是否失步时，检测发动机怠速转速是 否稳定，如果不稳定，认定发动机可能失步。优选地，所述失步修正使能条件判断发动机是否失步时，检测怠速气量的偏差值 是否超过限值，如果超过，认定发动机可能失步。优选地，所述失步修正使能条件判定发动机可能失步后，检测修正气量与原步进 电机气量的偏差值是否超过限值，如果超过，认定发动机确实失步。
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优选地，所述失步修正使能条件判定发动机确实失步后，认定失步修正使能条件 成立，进行修正。
图1是本发明所述的步进电机失步纠错算法逻辑示意图；图2是本发明所述的步进电机失步纠错算法的失步修正激活条件逻辑图。
具体实施例方式下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实 施例。本发明基于CEMS (奇瑞发动机管理系统)系统的基础上进行设计，利用国际上先 进的建模编程方法来实现，具体模型框图见图1。当步进电机失步时，通过控制脉冲计算得到的步进电机步数已经不准确，并不是 实际的步进电机步数，如果没有修正算法，怠速控制还是按照当前错误的步数来控制，就会 导致怠速不稳等诸多故障。本方法的核心思想是利用当前进入发动机的气量来反推当前步 进电机的实际步数，当发动机在怠速时，进入发动机的气量有来自两个部分一部分为节气 门体的漏气量，该部分针对某一固定型号的节气门体为一固定量，第二部分为通过怠速旁 通阀的气量，而通过旁通阀进入多少气量，则由步进电机开启的步数来决定，二者呈一定对 应关系。算法基本表达式如下进入发动机的总气量_节流阀体的漏气量=流过步进电机的实际气量；本发明的创新点之一就是根据气量反推步进电机步数，只要进气量和流量特性曲 线算的精确，就能够精确的反推出当前步进电机的实际步数，从而避免了由于步进电机失 步太大导致发动机怠速的各种故障；创新点之二就是本算法结构简单易懂，从最根本的发 动机进气原理为出发点来设计，通过国际上先进的模型建模编程方法来实现控制代码，逻 辑性强，可靠性高，使得整个EMS系统更加完善。相比之下，国内外现普遍用的机械节流阀 体系统则没有相关失步的纠正算法，出现失步较大时不能自动纠正，容易导致故障产生，引 起客户抱怨。图1是本发明所述的步进电机失步纠错算法逻辑示意图，通过发动机进气原理， 怠速时进入发动机机的总气量-节流阀体的漏气量=流过步进电机的实际气量，然后根 据气量反推出步进电机实际步数，当失步使能条件激活时，用修正步数替代失步的步数，进 行修正。图2是本发明所述的步进电机失步纠错算法的失步修正激活条件逻辑图，为了保 证修正算法能够正确的修正步进电机步数，算法还设计了修正使能条件，在正常时不进行 修正，当通过一定的判断条件判断步进电机确实失步时，才进行修正，首先要保证发动机在 怠速的工况下进行失步判断与修正，其次是判断是否失步，通过发动机怠速转速的稳定性， 怠速气量的偏差值是否超过限值，修正气量与原步进电机气量的偏差值是否超过限值。当 判断确实是失步，修正条件开始使能，进行修正。本方法在实际生产中的使用实例1、基于CEMS (奇瑞发动机管理系统)的基础上，增加步进电机失步修正策略。
2、软件集成后，在台架上精确标定步进电机流量特性曲线，标定时要保证环境温 度，进气温度等影响气量的相关因素在试验要求的范围内。3、在整车上进行测试验证，可以更改软件，不进行步进电机自学习，人为造成失 步，检测算法对失步的修正能力。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用 于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种步进电机失步纠错方法，其特征在于，其包括如下步骤步骤A怠速时，测量进入发动机的总气量；步骤B根据步骤A中测得的测量进入发动机的总气量，减去相应发动机型号节气门体的漏气量，计算得出流过步进电机的实际气量；步骤C根据步骤B中计算得出流过步进电机的实际气量，通过查询步进电机流量特性曲线，得到步进电机修正值；步骤D当失步修正使能条件成立时，用修正步数替代失步的步数，进行修正。
2.如权利要求1所述的步进电机失步纠错方法，其特征在于，所述方法基于奇瑞发动 机管理系统CEMS的基础上，增加所述步进电机失步修正策略。
3.如权利要求1所述的步进电机失步纠错方法，其特征在于，所述步进电机流量特性 曲线通过实际台架上测试获得。
4.如权利要求3所述的步进电机失步纠错方法，其特征在于，在标定步进电机流量特 性曲线时要保证环境温度，进气温度等影响气量的相关因素在测试要求的范围内。
5.如权利要求1所述的步进电机失步纠错方法，其特征在于，所述失步修正使能条件 首先判断发动机是否在怠速的工况下，如果是，进行失步判断与修正。
6.如权利要求5所述的步进电机失步纠错方法，其特征在于，所述失步修正使能条件 判断发动机是否失步时，检测发动机怠速转速是否稳定，如果不稳定，认定发动机可能失止少ο
7.如权利要求5所述的步进电机失步纠错方法，其特征在于，所述失步修正使能条件 判断发动机是否失步时，检测怠速气量的偏差值是否超过限值，如果超过，认定发动机可能 失步。
8.如权利要求6、7所述的步进电机失步纠错方法，其特征在于，所述失步修正使能条 件判定发动机可能失步后，检测修正气量与原步进电机气量的偏差值是否超过限值，如果 超过，认定发动机确实失步。
9.如权利要求8所述的步进电机失步纠错方法，其特征在于，所述失步修正使能条件 判定发动机确实失步后，认定失步修正使能条件成立，进行修正。
全文摘要
本发明涉及一种步进电机失步纠错方法，其特征在于，其包括如下步骤怠速时，测量进入发动机的总气量；根据步骤A中测得的测量进入发动机的总气量，减去相应发动机型号节气门体的漏气量，计算得出流过步进电机的实际气量；根据步骤B中计算得出流过步进电机的实际气量，通过查询步进电机流量特性曲线，得到步进电机修正值；当失步修正使能条件成立时，用修正步数替代失步的步数，进行修正。
文档编号F02D41/16GK101968008SQ201010500048
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者徐鹏, 李康, 祁克光 申请人:奇瑞汽车股份有限公司