[发明专利]一种电子节气门控制系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种电子节气门控制系统及其控制方法，该控制方法包括：获取电子节气门阀体的负反馈开度角度和负反馈开度角速度；对动态响应过程中电子节气门阀体运行的开度角速度和开度角度进行实时跟踪控制，使电子节气门阀体在目标开度角速度下运行，以实现角度闭环控制的同时实现角速度闭环控制；也即，增加电子节气门阀体运行的角速度闭环，实现对电子节气门调节过程中的阀体角速度进行跟踪控制，加快电子节气门调节过程中的动态响应。

技术领域

本发明属于电子节气门阀体开度调节技术领域，更具体的说，尤其涉及一种电子节气门控制系统及其控制方法。

背景技术

电子节气门是发动机管理系统中空气燃料子系统的一个重要组成部分，其中，ECU需通过扭矩模型和进气量模型计算出节气门的目标开度位置，调节发动机进气量，进而控制发动机的转速和输出功率。具体的，节气门目标位置与实际位置的偏差，经过闭环控制器计算，再由ECU转换成电压型PWM信号输入给电子节气门供电端，驱动内部直流电机带动阀体达到目标开度位置。

节气门闭环控制要求系统具有较快的动态响应，且尽可能减小目标位置的超调量，以满足发动机的扭矩输出。常用节气门闭环控制器为单级控制器，如图1所示。

其中G_cl(s)为PID传递函数，G_Thro(s)为节气门等效数学模型传递函数，G_cl(s)如下式所示式中：kp、ki、kd分别为单级控制器中的比例环节系数，积分环节系数，微分环节系数。

通过调节上式中kp、ki、kd的数值，可以达到减小静差，加快系统动态响应的目的。但该系统控制目标量仅仅为节气门开度角度，跟踪因素比较单一，若要加快系统的动态响应则需调节kp、ki、kd控制参数，参数匹配不合理会使得闭环控制器进入饱和状态，而PID控制器饱和状态下系统实则为开环控制，直到系统超调后，PID控制器退出饱和状态，系统回归闭环控制，动态响应效果差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子节气门控制系统及其控制方法，用于实现角度闭环控制的同时实现角速度闭环控制，加快电子节气门调节过程中的动态响应。

本发明公开了一种电子节气门控制系统的控制方法，包括：

获取电子节气门阀体的负反馈开度角度和负反馈开度角速度；

对动态响应过程中所述电子节气门阀体运行的开度角速度和开度角度进行实时跟踪控制，使所述电子节气门阀体在目标开度角速度下运行，以实现角度闭环控制的同时实现角速度闭环控制。

可选的，对动态响应过程中所述电子节气门阀体运行的开度角速度和开度角度进行实时跟踪控制，使所述电子节气门阀体在目标开度角速度下运行，以实现角度闭环控制的同时实现角速度闭环控制，包括：

将所述电子节气门阀体的基准开度角度与所述负反馈开度角度进行叠加，得到所述电子节气门的角度误差；

对所述角度误差进行调制，得到目标开度角速度；

将所述目标开度角速度和所述负反馈开度角速度进行叠加后，再进行角速度调制，得到调制角速度；

所述基准开度角度经过前馈调制后与所述调制角速度叠加，转换得到电压输出占空比；

对所述电压输出占空比进行物理模型传递函数变换，得到所述电子节气门阀体的实际开度角度。

可选的，对所述角度误差进行调制，得到目标开度角速度，包括：

将所述角度误差进行最外环-位置环传递函数运算；

对所述最外环-位置环传递函数的输出参数进行位置环限幅调节，得到所述目标开度角速度。

可选的，所述最外环-位置环传递函数为：