閥組件中的故障檢測(cè)和校正的制作方法
【專利摘要】電致動(dòng)閥包括在第一打開(kāi)端和第二關(guān)閉端之間可動(dòng)的閥元件。對(duì)電致動(dòng)閥施加第一極性的電信號(hào)可以使得閥元件沿第一方向移動(dòng)；對(duì)電致動(dòng)閥施加與第一極性相反的第二極性的電信號(hào)可以使得閥元件沿與第一方向相反的第二方向移動(dòng)。在特定情況下，閥及其相關(guān)的控制系統(tǒng)可能以非期望的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，響應(yīng)于施加的電信號(hào)，閥元件可能比通常預(yù)期更慢地移動(dòng)或者根本不移動(dòng)。在此背景下，提出了用于檢測(cè)這種閥故障并且用于應(yīng)用閥控制使得尋求糾正這種故障的方法和控制系統(tǒng)。所述方法包括如下步驟：使用控制器計(jì)算電信號(hào)并向電致動(dòng)器發(fā)送電信號(hào)，以使閥元件取決于閥元件的實(shí)際位置和期望位置而移動(dòng)；檢測(cè)在經(jīng)過(guò)可配置時(shí)間之后的閥故障情況，閥故障情況由閥元件的實(shí)際位置不能夠匹配閥元件的期望位置所限定；以及在檢測(cè)到閥故障情況下：用與閥元件的期望位置對(duì)應(yīng)的值為中心振蕩的波形數(shù)據(jù)的脈沖替換與閥元件的期望位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，直至發(fā)生下面的任意情況為止：(a)閥元件的實(shí)際位置在能夠允許的閥位置裕度內(nèi)與閥元件的期望位置匹配；或者(b)已達(dá)到了脈沖的預(yù)配置數(shù)量。
【專利說(shuō)明】閥組件中的故障檢測(cè)和校正
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]閥組件的控制器和操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知電致動(dòng)閥用于包括汽車領(lǐng)域的各種應(yīng)用。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)中，電致動(dòng)閥在廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)中可以用于控制廢氣回到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的再循環(huán)。
[0003]電致動(dòng)閥包括在閥完全打開(kāi)的第一端和閥完全關(guān)閉的、與第一端相反的第二端之間可動(dòng)的閥元件(valve element)。閥元件在第一端和第二端之間的位置確定了閥打開(kāi)的程度。閥可以包括位于第一端的、防止閥元件移動(dòng)到第一端之外的機(jī)械止擋件(stop)和位于第二端的、防止閥元件移動(dòng)到第二端之外的機(jī)械止擋件。
[0004]對(duì)電致動(dòng)閥施加第一極性的電信號(hào)可以使得閥元件沿第一方向移動(dòng)，即朝向第一端移動(dòng)；對(duì)電致動(dòng)閥施加與第一極性相反的第二極性的電信號(hào)可以使得閥元件沿與第一方向相反的第二方向移動(dòng)，即朝向第二端移動(dòng)。
[0005]在特定情況下，閥及其相關(guān)的控制系統(tǒng)可能以非期望的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，響應(yīng)于施加至電致動(dòng)閥的電信號(hào)，閥元件可能通常比預(yù)期更慢地移動(dòng)(可以描述為閥“遲滯”)，或者可能傾向于從某些位置移動(dòng)超過(guò)其他位置(可以描述為閥“粘滯”)，或者可能完全不能移動(dòng)(閥“卡死”)。所有這些可以描述為閥故障。
[0006]在此背景下，提出了用于檢測(cè)這種閥故障并且用于應(yīng)用尋求糾正這種故障的閥控制策略的方法和控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種閥組件的控制方法，所述閥組件包括:
[0008]閥元件，所述閥元件能夠在打開(kāi)止擋件和關(guān)閉止擋件之間移動(dòng)，其中所述閥元件在所述打開(kāi)止擋件和所述關(guān)閉止擋件之間的位置確定閥打開(kāi)的程度；
[0009]電致動(dòng)器，所述電致動(dòng)器用于使所述閥元件響應(yīng)于電信號(hào)而移動(dòng)；
[0010]位置傳感器，所述位置傳感器用于檢測(cè)所述閥元件的實(shí)際位置；
[0011]控制器，所述控制器被配置成接收與所述閥元件的期望位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且向所述電致動(dòng)器提供計(jì)算出的電信號(hào)，以使所述閥元件從所述閥元件的實(shí)際位置移動(dòng)至所述閥元件的期望位置，
[0012]所述方法包括以下步驟:
[0013]使用所述控制器計(jì)算電信號(hào)并向所述電致動(dòng)器發(fā)送電信號(hào)，以使所述閥元件取決于所述閥元件的所述實(shí)際位置和所述期望位置而移動(dòng)；
[0014]檢測(cè)在經(jīng)過(guò)可配置時(shí)間之后的閥故障情況，所述閥故障情況由所述閥元件的所述實(shí)際位置不能夠匹配所述閥元件的所述期望位置所限定；以及在檢測(cè)到所述閥故障情況下:
[0015]用與所述閥元件的所述期望位置對(duì)應(yīng)的值為中心振蕩的波形數(shù)據(jù)的脈沖替換與所述閥元件的所述期望位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，直至發(fā)生下面的任意情況為止:
[0016](a)所述閥元件的所述實(shí)際位置在能夠允許的閥位置裕度內(nèi)與所述閥元件的所述期望位置匹配；或者
[0017](b)已達(dá)到了脈沖的預(yù)配置數(shù)量。
[0018]有利地，所述方法提供了一種不僅用于檢測(cè)這種閥故障而且尋求克服這種閥故障的技術(shù)。此外，所述方法可使用控制正常工作的閥的控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行實(shí)施。解決方案可以使用現(xiàn)有的或標(biāo)準(zhǔn)的控制裝置進(jìn)行實(shí)施。此外，解決方案使得對(duì)于用于控制閥的標(biāo)準(zhǔn)控制準(zhǔn)則的破壞最小化。
[0019]在公開(kāi)的另一實(shí)施例中，提供了一種用于控制閥組件工作的控制器，所述閥組件包括:
[0020]閥元件，所述閥元件能夠在打開(kāi)止擋件和關(guān)閉止擋件之間移動(dòng)，其中所述閥元件在所述打開(kāi)止擋件和所述關(guān)閉止擋件之間的位置確定閥打開(kāi)的程度；
[0021]電致動(dòng)器，所述電致動(dòng)器用于使所述閥元件響應(yīng)于電信號(hào)而移動(dòng)；
[0022]位置傳感器，所述位置傳感器用于檢測(cè)所述閥元件的實(shí)際位置；
[0023]所述控制器被配置成:
[0024](A)接收與所述閥元件的期望位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且向所述電致動(dòng)器提供計(jì)算出的電信號(hào)，以使所述閥元件從所述閥元件的所述實(shí)際位置移動(dòng)至所述閥元件的所述期望位置；
[0025](B)檢測(cè)在經(jīng)過(guò)可配置時(shí)間之后的閥故障狀態(tài)，所述閥故障狀態(tài)由所述閥元件的所述實(shí)際位置不能夠匹配閥元件的所述期望位置所限定；以及
[0026](C)如果檢測(cè)到閥故障狀態(tài)，則用以與所述閥元件的所述期望位置對(duì)應(yīng)的值為中心振蕩的波形數(shù)據(jù)的脈沖替換與所述閥元件的所述期望位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，直至發(fā)生下面的任意情況為止:
[0027](a)所述閥元件的所述實(shí)際位置在能夠允許的閥位置裕度內(nèi)與所述閥元件的所述期望位置匹配；或者
[0028](b)已達(dá)到了脈沖的預(yù)配置數(shù)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]現(xiàn)在將參照附圖僅通過(guò)示例說(shuō)明本公開(kāi)的實(shí)施例，在附圖中:
[0030]圖1是示出在由直流電機(jī)致動(dòng)的閥的背景下本公開(kāi)的控制器的特征的示意圖；
[0031]圖2a是示出閥元件的“期望”位置與“實(shí)際”位置之間的不同以及響應(yīng)于檢測(cè)到的故障而疊加在期望位置上的方波的圖，其中故障校正是成功的；
[0032]圖2b是示出閥元件的“期望”位置與“實(shí)際”位置之間的不同以及響應(yīng)于檢測(cè)到的故障而疊加在期望位置上的方波的圖，其中故障校正是不成功的；和
[0033]圖3是示出可在本公開(kāi)的方法中采用的脈沖波形的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]參照?qǐng)D1，示出了包括閥元件20、直流電機(jī)30、位置傳感器40和控制器50的閥組件I。閥元件20可以在打開(kāi)止擋件21和關(guān)閉止擋件22之間移動(dòng)。當(dāng)閥元件20位于打開(kāi)止擋件21處時(shí)，閥完全打開(kāi)；當(dāng)閥元件20位于關(guān)閉止擋件22處時(shí)，閥完全關(guān)閉。閥元件20可以定位在打開(kāi)止擋件21和關(guān)閉止擋件22之間，使得閥既不完全打開(kāi)也不完全關(guān)閉。在閥既不完全打開(kāi)也不完全關(guān)閉的情況下，閥元件20相對(duì)于打開(kāi)止擋件21和關(guān)閉止擋件22的位置表明閥打開(kāi)的程度。閥元件20的位置可以被一個(gè)以上的位置傳感器40感應(yīng)到。
[0035]為了使直流電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)，直流電機(jī)30配置成接收電信號(hào)(即，電流)。第一極性的電信號(hào)使得直流電機(jī)30沿第一方向轉(zhuǎn)動(dòng),而第二極性的電信號(hào)使得直流電機(jī)30沿與第一方向相反的第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)。直流電機(jī)30的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以用于致動(dòng)閥元件20的移動(dòng)。直流電機(jī)30沿第一方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以用于致動(dòng)閥元件20沿第三方向移動(dòng)，即朝向打開(kāi)止擋件21移動(dòng)；而直流電機(jī)30沿與第一方向相反的第二方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以用于致動(dòng)閥元件20沿與第三方向相反的第四方向移動(dòng)，即朝向關(guān)閉止擋件22移動(dòng)。根據(jù)該方法，閥元件20可以精密地定位至打開(kāi)止擋件21和關(guān)閉止擋件22之間的各個(gè)位置。
[0036]控制器50可以接收與閥元件20的期望位置有關(guān)的數(shù)據(jù)，也可以接收來(lái)自位置傳感器40的與閥元件20的實(shí)際位置有關(guān)的數(shù)據(jù)。然后，為了從實(shí)際位置移動(dòng)到期望位置，控制器50可以計(jì)算閥元件20移動(dòng)的距離。計(jì)算出該距離后，為了使直流電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)從而使閥元件20從實(shí)際位置移動(dòng)至期望位置，控制器50還可以計(jì)算輸入至直流電機(jī)30的所需的電信號(hào)。由控制器50計(jì)算出的電信號(hào)(控制器輸出電流62)然后可以作為直流電機(jī)輸入信號(hào)60輸入至直流電機(jī)30。
[0037]在一些實(shí)施例中，閥元件20可以通過(guò)彈簧或其他部件朝向止擋件21、22中的一方施力。例如，可以通過(guò)彈簧朝向關(guān)閉止擋件22施力。在閥元件20朝向關(guān)閉止擋件22施力的實(shí)施例中，當(dāng)沒(méi)有電信號(hào)施加到直流電機(jī)30時(shí)，閥元件20可以朝向關(guān)閉止擋件22移動(dòng)。類似地，在閥元件20朝向打開(kāi)止擋件21施力的實(shí)施例中，當(dāng)沒(méi)有電信號(hào)施加到直流電機(jī)30時(shí)，閥元件20可以朝向打開(kāi)止擋件21施力。
[0038]在閥元件20被朝向止擋件21、22中的一方施力的實(shí)施例中，當(dāng)計(jì)算抵抗施力而使閥元件20移動(dòng)所需的電信號(hào)時(shí)，控制器50可以考慮為克服施力所需的能量。
[0039]控制器50可以包括實(shí)際位置數(shù)據(jù)接收部51、期望位置數(shù)據(jù)接收部52、電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53、脈沖波形發(fā)生器54以及積分器55。
[0040]實(shí)際位置數(shù)據(jù)從實(shí)際位置數(shù)據(jù)接收部51輸出，期望位置數(shù)據(jù)從期望位置數(shù)據(jù)接收部52輸出。實(shí)際位置數(shù)據(jù)和期望位置數(shù)據(jù)輸入至控制器的電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53以及積分器55。
[0041]積分器55計(jì)算從實(shí)際位置數(shù)據(jù)和期望位置數(shù)據(jù)之間的誤差最近(last)為零時(shí)起對(duì)該誤差進(jìn)行的積分。積分器55使用積分閾值，該積分閾值可以被預(yù)編程、計(jì)算、從查找表獲取或以其他方式提供。積分閾值可以是常數(shù)或者可以取決于一個(gè)以上的參數(shù)而變化。如果積分器55確定積分值在積分閾值之下，則這可以表明“無(wú)故障”，如果積分器55確定積分值在積分閾值以上，則這可以表明有“故障”。
[0042]在積分器55的輸出表明“無(wú)故障”的情況下，期望位置數(shù)據(jù)和實(shí)際位置數(shù)據(jù)可以直接傳給電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53，該電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53計(jì)算為了使閥元件從實(shí)際位置移動(dòng)至期望位置而需要發(fā)送至直流電機(jī)30的電信號(hào)60。
[0043]在積分器55的輸出表明有“故障”的情況下，這觸發(fā)脈沖波形發(fā)生器，以提供疊加在期望位置數(shù)據(jù)上的脈沖波形。因此，電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53基于閥元件的脈沖期望位置而不是基于閥元件的恒定期望位置來(lái)計(jì)算和產(chǎn)生傳給直流電機(jī)30的電信號(hào)60。結(jié)果，電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53的輸出為導(dǎo)致電信號(hào)的幅值增大的輸出。例如，在電信號(hào)為電流的情況下，電流的幅值增大。這導(dǎo)致通過(guò)直流電機(jī)施加給閥元件最大的力。最大的力更容易克服閥遲滯或粘滯。
[0044]波形脈沖的幅值和頻率可以隨各次脈沖改變。
[0045]可替代地或者此外，波形數(shù)據(jù)的頻率可以隨各次脈沖改變。
[0046]例如，波形數(shù)據(jù)的幅值可以隨各次脈沖增大。如圖2a和圖2b的線I和線4所示，波形的各次脈沖的頻率可以隨各次脈沖變化(其中，在那些示例中，脈沖波形為方波)。
[0047]當(dāng)滿足以下兩個(gè)準(zhǔn)則之一(或兩者)時(shí)，可以停止將脈沖波形數(shù)據(jù)疊加在期望位置數(shù)據(jù)上。
[0048]第一個(gè)準(zhǔn)則可以是:當(dāng)積分器55計(jì)算的積分值減小至積分閾值之下，從而表明閥的實(shí)際位置充分地接近閥的期望位置。換言之，通過(guò)脈沖波形克服了故障，閥返回至其預(yù)期的工作狀態(tài)。
[0049]第二個(gè)準(zhǔn)則可以是:當(dāng)已經(jīng)施加了預(yù)定數(shù)量的波形脈沖，積分器55的輸出繼續(xù)超過(guò)積分閾值。在這種情況下，控制器50可以向用戶提供警報(bào)，閥未按照預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)，和/或控制器50通過(guò)這里公開(kāi)的脈沖波形疊加技術(shù)到目前為止尚不能夠克服該問(wèn)題。
[0050]參照?qǐng)D2a和圖2b，以示意的形式示出了控制器輸入、中間值和輸出隨時(shí)間變化的示例。在這些示例中，脈沖波形為方波脈沖。
[0051]線I至線3(圖2a)示出使用這里公開(kāi)的技術(shù)導(dǎo)致閥故障被檢測(cè)并且被校正(第一準(zhǔn)則)的情況。
[0052]線4至線6(圖2b)示出使用這里公開(kāi)的技術(shù)導(dǎo)致閥誤差被校正但是故障的校正未成功(第二準(zhǔn)則)的情況。
[0053]對(duì)于第一準(zhǔn)則示例(圖2a)，閥元件的期望位置由線I表示，閥元件的實(shí)際位置由線2表示，積分器的值由線3表示。
[0054]在時(shí)間段A，線I和線2表明期望位置和實(shí)際位置一致。這樣，積分器產(chǎn)生低于積分閾值的零值。然而，在時(shí)間段B，閥元件的實(shí)際位置(線2)移動(dòng)得比閥元件的期望位置(線I)慢。(換言之，表示閥元件的期望位置的線I的梯度大于表示閥元件的實(shí)際位置的線2的梯度。)
[0055]由積分器55計(jì)算的積分(線3)在時(shí)間段C的起點(diǎn)到達(dá)積分閾值。這樣，注意到故障，如時(shí)間段C的線I所示，輸入到電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53的期望位置數(shù)據(jù)被疊加方波。在時(shí)間段D的起點(diǎn)，閥開(kāi)始更快地響應(yīng)。在時(shí)間段D當(dāng)中，實(shí)際位置與實(shí)際的期望位置(方波的平均位置)一致。此時(shí)，由積分器55計(jì)算的積分(線3)落回至閾值之下，電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53返回使用未疊加方波的期望位置數(shù)據(jù)作為其輸入。換言之，重新進(jìn)行正常的操作。
[0056]對(duì)于第二準(zhǔn)則示例(圖2b)，閥元件的期望位置由線4表示，閥元件的實(shí)際位置由線5表不,積分器的值由線6表不。
[0057]在時(shí)間段A和B，線4、5、6分別精確地對(duì)應(yīng)線1、2、3。
[0058]在時(shí)間段C的起點(diǎn)，由積分器55計(jì)算的積分(線6)到達(dá)積分閾值。這樣，注意到故障，如時(shí)間段C中的線4所示，輸入至電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53的期望位置數(shù)據(jù)被疊加方波。閥元件的實(shí)際位置在整個(gè)時(shí)間段D繼續(xù)不同于閥元件的期望位置。這樣，積分器55繼續(xù)產(chǎn)生超過(guò)積分閾值的積分值。在時(shí)間段E的起點(diǎn)，方波脈沖的數(shù)量到達(dá)所允許的極限，或者終止使用方波，或者可以將另一輪方波疊加在期望位置數(shù)據(jù)上。然后，故障可以通知給用戶以進(jìn)一步檢查。
[0059]可以計(jì)算方波的幅度，使得如果“粘滯”閥停止粘滯、或者“遲滯”閥停止遲滯、或者“卡死”閥停止卡死，則由電信號(hào)引起的所需的閥元件的移動(dòng)將會(huì)使得:閥元件僅在閥20的打開(kāi)止擋件21和關(guān)閉止擋件22之間(不進(jìn)入或超出)移動(dòng)。這是為了防止突然變成不被卡死的閥元件碰撞端部止擋件21、22其中的任意一方。
[0060]S卩，對(duì)于當(dāng)沒(méi)有施加電信號(hào)時(shí)被施力而停止在關(guān)閉止擋件處的閥而言，如果(a)期望位置值大于方波脈沖的幅度和(b)期望位置值小于方波的幅度減去完全打開(kāi)位置值的值，則可以進(jìn)行方波疊加。
[0061]該特征的方面從圖2a的線I和圖2b的線4來(lái)看是明顯的。特別地，負(fù)方波脈沖的最大程度高于期望位置為零時(shí)(即，在終端止擋件處)所需要的水平。
[0062]如本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易明白的，如果脈沖波形為方波脈沖，則方波脈沖不需要精確為方波。事實(shí)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到，完美的方波不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楦麟A躍變化花費(fèi)有限的時(shí)間發(fā)生，不會(huì)完全立即出現(xiàn)。也就是，實(shí)際上，方波的縱向部分的梯度將是有限值而不是無(wú)限值。在一些情況下，可能有意使用事實(shí)上能夠?qū)崿F(xiàn)的比最“方形”的波形欠“方形”的波形。因而，將波形描述為脈沖波形而非方波可能是適當(dāng)?shù)摹?br> [0063]如果由電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53輸出的電信號(hào)60被計(jì)算為電流，則電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53可以包括用于計(jì)算所需電流的電流計(jì)算器和用于供給電流的可變電流源。
[0064]如果由電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53輸出的電信號(hào)60被計(jì)算為電壓，則電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器可以包括用于計(jì)算所需電壓的電壓計(jì)算器和為了跨直流電機(jī)30加置電壓的可變電壓源。
[0065]其他電信號(hào)可以落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，電信號(hào)可以是阻抗。
[0066]在一個(gè)具體實(shí)施例中，閥可以被用于在發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)中控制回到汽缸的廢氣的流動(dòng)。在該情況下，控制器50可以是發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)的部件。閥可以施力在關(guān)閉位置(使得在故障位置沒(méi)有氣體再循環(huán))。在具體實(shí)施例中，電致動(dòng)器可以是可以被構(gòu)造成以1.1A的最大RMS (均方根)電流值和12A的最大電流值工作的直流電機(jī)閥。為了保持在最大RMS電流值內(nèi)，最大的12A可以施加最大例如為120ms。
[0067]本公開(kāi)的具體實(shí)施例涉及使用圖3中說(shuō)明的方波脈沖。該波形包括六個(gè)部分，各部分的持續(xù)時(shí)間均為110ms。第一部分的期望位置值為+0.2，第二部分的期望位置值為-0.2，第三部分的期望位置值為+0.5，第四部分的期望位置值為-0.5，第五部分的期望位置值為+1.0，第六部分的的期望位置值為+0.0。由于各部分的持續(xù)時(shí)間均為110ms，所以該波形的整體持續(xù)時(shí)間為660ms。此外，控制器限制波形的應(yīng)用為每關(guān)鍵周期為六個(gè)周期(即6乘以660ms的波形)，其中關(guān)鍵周期限定為由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)加電引發(fā)的時(shí)間。換言之，如果從ECM加電起六次應(yīng)用波形之后，積分器值超過(guò)積分器閾值，則將沒(méi)有另外的脈沖波形疊加在期望閥位置數(shù)據(jù)上。然而，一旦ECM在下一場(chǎng)合加電，則可以施加另外的脈沖波形。
[0068]對(duì)于該公開(kāi)的一些點(diǎn)，電信號(hào)被指為電流。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，公開(kāi)不限于電流，可以是其他電學(xué)變量。在任何情況下，例如測(cè)量定義的電壓涉及檢測(cè)電流的存在和/或不存在和/或檢測(cè)電流的幅值。這樣，測(cè)量電壓應(yīng)當(dāng)意味著(即使不直接測(cè)量)可轉(zhuǎn)而通過(guò)計(jì)算檢測(cè)出電流。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將明白，在檢查要求測(cè)量的電流低于閾值電流的情況下，檢查可以要求測(cè)量的電壓高于閾值電壓。
[0069]如本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易明白的，控制器的元件(即，實(shí)際位置數(shù)據(jù)接收部51、期望位置數(shù)據(jù)接收部52、積分器55、脈沖波形發(fā)生器54以及電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53)不可以簡(jiǎn)單地認(rèn)定為分立部件。例如，在控制器以軟件具體實(shí)施的情況下，元件事實(shí)上可以存在在單個(gè)硬件上。在另外的示例中，積分器55、脈沖波形發(fā)生器54以及電信號(hào)計(jì)算器和發(fā)生器53可以實(shí)施為單個(gè)部件。此外，元件之間的聯(lián)通線可以不精確如具體實(shí)施例的說(shuō)明中所述或者如圖1中所述。給元件單獨(dú)添加附圖標(biāo)記的目的是提供對(duì)它們的功能的清楚的說(shuō)明，而不是意味控制器的物理實(shí)現(xiàn)的具體方面。
[0070]盡管參照發(fā)動(dòng)機(jī)中的EGR閥說(shuō)明了實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，相同的方法和裝置可以使用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的諸如進(jìn)口節(jié)流閥、背壓閥或者調(diào)節(jié)流至柴油機(jī)微粒濾清器(DPF)氣體的閥等任何其他直流電機(jī)閥。
[0071]對(duì)于該公開(kāi)的一些點(diǎn)，閥的電致動(dòng)器描述為直流電機(jī)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將立即認(rèn)識(shí)到，本公開(kāi)不限于由直流電機(jī)致動(dòng)的閥。本公開(kāi)可以應(yīng)用于任何其他電致動(dòng)的閥。例如，本公開(kāi)的方法可以應(yīng)用于電磁控制閥。
[0072]此外，本公開(kāi)可以應(yīng)用于任何閥應(yīng)用，用于發(fā)動(dòng)機(jī)、其他機(jī)動(dòng)車應(yīng)用或是任何其他領(lǐng)域。
【權(quán)利要求】
1.一種閥組件的控制方法，所述閥組件包括: 閥元件，所述閥元件能夠在打開(kāi)止擋件和關(guān)閉止擋件之間移動(dòng)，其中所述閥元件在所述打開(kāi)止擋件和所述關(guān)閉止擋件之間的位置確定閥打開(kāi)的程度； 電致動(dòng)器，所述電致動(dòng)器用于使所述閥元件響應(yīng)于電信號(hào)而移動(dòng)； 位置傳感器，所述位置傳感器用于檢測(cè)所述閥元件的實(shí)際位置； 控制器，所述控制器被配置成接收與所述閥元件的期望位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且向所述電致動(dòng)器提供計(jì)算出的電信號(hào)，以使所述閥元件從所述閥元件的實(shí)際位置移動(dòng)至所述閥元件的期望位置， 所述方法包括以下步驟: 使用所述控制器計(jì)算電信號(hào)并向所述電致動(dòng)器發(fā)送電信號(hào)，以使所述閥元件取決于所述閥元件的所述實(shí)際位置和所述期望位置而移動(dòng)； 檢測(cè)在經(jīng)過(guò)可配置時(shí)間之后的閥故障情況，所述閥故障情況由所述閥元件的所述實(shí)際位置不能夠匹配所述閥元件的所述期望位置所限定；以及在檢測(cè)到所述閥故障情況下: 用與所述閥元件的所述期望位置對(duì)應(yīng)的值為中心振蕩的波形數(shù)據(jù)的脈沖替換與所述閥元件的所述期望位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，直至發(fā)生下面的任意情況為止: (a)所述閥元件的所述實(shí) 際位置在能夠允許的閥位置裕度內(nèi)與所述閥元件的所述期望位置匹配；或者 (b)已達(dá)到了脈沖的預(yù)配置數(shù)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述波形數(shù)據(jù)的脈沖是波形數(shù)據(jù)的方波脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述波形數(shù)據(jù)的脈沖的頻率隨每個(gè)脈沖變化。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述波形數(shù)據(jù)的脈沖的幅度隨每個(gè)脈沖變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述波形的脈沖的所述幅度隨每個(gè)脈沖增加。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述可配置時(shí)間由積分器來(lái)確定，所述積分器從所述閥元件的所述實(shí)際位置與所述閥元件的所述期望位置之間的誤差最近為零時(shí)起對(duì)該誤差進(jìn)行積分，其中，當(dāng)所述積分的結(jié)果到達(dá)積分閾值時(shí)，達(dá)到所述可配置時(shí)間。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，啟動(dòng)所述方法的次數(shù)受限制。
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述波形數(shù)據(jù)的每個(gè)脈沖的幅度的模數(shù)小于: (a)將所述閥元件從所述閥元件的所述期望位置移動(dòng)至所述打開(kāi)止擋件所期望的值的模數(shù)；以及 (b)將所述閥元件從所述閥元件的所述期望位置移動(dòng)至所述關(guān)閉止擋件所期望的值的模數(shù)。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述電信號(hào)為電流。
10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述電致動(dòng)器為直流電機(jī)。
11.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述方法用于監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)中閥組件的工作，其中所述閥組件可以是廢氣再循環(huán)閥組件。
12.一種用于控制閥組件操作的控制器，所述閥組件包括:閥元件，所述閥元件能夠在打開(kāi)止擋件和關(guān)閉止擋件之間移動(dòng)，其中所述閥元件在所述打開(kāi)止擋件和所述關(guān)閉止擋件之間的位置確定閥打開(kāi)的程度； 電致動(dòng)器，所述電致動(dòng)器用于使所述閥元件響應(yīng)于電信號(hào)而移動(dòng)； 位置傳感器，所述位置傳感器用于檢測(cè)所述閥元件的實(shí)際位置； 所述控制器被配置成: (A)接收與所述閥元件的期望位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并且向所述電致動(dòng)器提供計(jì)算出的電信號(hào)，以使所述閥元件從所述閥元件的所述實(shí)際位置移動(dòng)至所述閥元件的所述期望位置； (B)檢測(cè)在經(jīng)過(guò)可配置時(shí)間之后的閥故障狀態(tài)，所述閥故障狀態(tài)由所述閥元件的所述實(shí)際位置不能夠匹配閥元件的所述期望位置所限定；以及 (C)如果檢測(cè)到閥故障狀態(tài)，則用以與所述閥元件的所述期望位置對(duì)應(yīng)的值為中心振蕩的波形數(shù)據(jù)的脈沖替換與所述閥元件的所述期望位置對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，直至發(fā)生下面的任意情況為止: (a)所述閥元件的所述實(shí)際位置在能夠允許的閥位置裕度內(nèi)與所述閥元件的所述期望位置匹配；或者 (b)已達(dá)到了脈沖的預(yù)配置數(shù)量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制器，其中，所述控制器包括積分器，所述積分器被配置成從所述閥元件的所述實(shí)際位置與所述閥元件的所述期望位置之間的誤差最近為零時(shí)起對(duì)所述誤差進(jìn)行積分，其中，當(dāng)所述積分的結(jié)果到達(dá)積分閾值時(shí)，達(dá)到所述可配置時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的控制器，其中，所述控制器還被配置成限制所述波形數(shù)據(jù)的每個(gè)脈沖的幅度的模數(shù)，使得所述波形數(shù)據(jù)的每個(gè)脈沖的幅度的模數(shù)小于: (a)將所述閥元件從所述閥元件的所述期望位置移動(dòng)至所述打開(kāi)止擋件所期望的值的模數(shù)；以及 (b)將所述閥元件從所述閥元件的所述期望位置移動(dòng)至所述關(guān)閉止擋件所期望的值的模數(shù)。
15.一種發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，其包括根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項(xiàng)所述的控制器。
16.一種大致如參照附圖在下文中所說(shuō)明的裝置和方法。
【文檔編號(hào)】F02D41/00GK104011355SQ201280063106
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月23日
【發(fā)明者】A·斯塔布斯 申請(qǐng)人:珀金斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司