執行器控制方法

專利名稱：執行器控制方法
執行器控制方法 發明領域
本發明涉及用于在特定條件下自校準執行器的一種控制策略，其 中，該控制策略進一 步提供了保持適當的執行器性能的 一種部分校準特征。
背景技術：
在汽車工業中使用電動執行器來控制不同車輛功能是種慣例。這些 控制執行器經常面對在易于變化的苛刻環境中的運作。其結果是這些執 行器的運作可能未對準或有時被阻塞。因此，經常有必要定期校準或確 認執行器功能以確保執行器有正確的運作范圍。 一 類希望校準和確認的 系統的 一 個例子是渦輪增壓器。渦輪增壓器中的執行器用于該控制渦輪 增壓器單元和該單元提供給發動機的增壓。如果該執行器變得未對準， 那么該渦輪增壓器中的閥門可能不會正確地打開并且在渦輪中導致一 個不正確的壓差。這些閥門的失調或未對準可導致發動機性能不良、無 法滿足排放法規、或者該渦輪增壓器和相關車輛部件的損壞。
人們希望對執行器進行配置或編程以便在預定時段或條件存在時 進行自校準。這樣做將防止可能影響發動機性能、車輛排放、或者潛在 的系統損害的煩擾事件。
發明概述
本發明涉及控制具有 一個校準進程的裝置的 一種方法。該校準進程
具有一個部分校準例程和一個校準例程。該控制系統中的一個;f僉測器能 夠接收一個或多個輸入信號并且判斷是否應該進行一次部分校準或校 準。該進程的第 一步包括在該檢測器接收多個輸入信號或者在該檢測器 之中生成它自己的數據時的啟動該控制方法。下一步，該檢測器基于這 些數值判斷是否需要一次校準。該檢測器還要基于所接收的這些輸入信 號的數值來判斷是否要進行一次部分校準例程還是一次校準例程。如果 該檢測器的這些輸入信號不支持進行超過一次部分校準，則執行一次部 分校準例程。如果發生一次部分校準例程，那么命令該裝置轉到其運作
范圍的一個第一功能或極限以便于該裝置學習這一極限的特性。下一 步，該裝置利用所學到的特性和代表該裝置運作范圍的第二極限或功能 的一個第二特性的一個預先存儲的數值來進行運作。如果判定要進行一
次校準例程，那么該裝置將會如上所述學習第一特性，以及位于該裝置 運作范圍的一個第二功能或極限處的一個第二特性。在一次校準例程之 后該裝置然后將利用在該校準例程期間所獲取的第一特性和第二特性 的學習值來運作。
本發明可應用的進一 步的領域將會在以下所提供的詳細說明中變 得清楚。應當理解的是，闡述本發明優選實施例的詳細說明和特定實例 僅僅用于說明的目的，并非旨在限制本發明的范圍。
附圖簡述
從詳細說明和附圖中將可更全面地理解本發明，其中


圖1是用于運行一個裝置的一個控制策略方法的示意圖；和
圖2是在一個裝置中運行的該執行器控制方法的一個示意圖。
優選實施例詳述
在限制本發明、其用或使用。 ^、 '
參照圖1,所示為控制策略10,其中， 一個裝置用該控制策略10 進行編程。該控制策略10開始于一個啟動命令12，在此觸發控制該校 準/校驗序列的方法。貫穿整個說明書、權利要求書和附圖，將會提及校 準或學習一個裝置的各項極限。然而，在本發明的范圍內作為一個校驗 序列也應包括在校準的定義之內。在此所使用的校準是被定義為學習一 個裝置的極限或功能并且校驗該裝置的極限或功能。因此，如果一個裝 置已經被校準以至于已經確定了其功能的近似值，那么在該裝置生命期 過程中 一個校驗例程將是必要的，以此來判斷或者校驗該裝置運行得當 并且有關該裝置的功能的值仍舊正確。
經啟動命令12后該裝置將會進入步驟14并且判斷是否需要該裝置 參數的校準或校驗。此項判斷是基于不同的輸入，于圖1中顯示為輸入 1、輸入2和輸入3，這些輸入指示了存在的不同條件。所使用輸入的類 型和數量會基于本文描述的方法的具體應用而變化。然而，在汽車發動
機系統中使用此方法幾乎將肯定包括的輸入在總體上會傳達與車輛電 氣系統的、發動機速度和車輛速度相關的信息。如果判定不需要或不可 能校準或校驗，那么該控制策略10將會重復啟動命令12并且繼續在步
驟14監視這些輸入，直到判定需要校準或校驗。
一旦在步驟14中已判定執行校準或校驗，該裝置就會前進到步驟 16。在步驟16,該裝置會判斷執行何種類型的校準或校驗。該裝置可以 在步驟18中通過學習或校驗指示第一功能的一個第一特征的值來指令 一次部分校準，這只是一次校準例程的一部分。在步驟20中，該裝置 將會利用該第一功能的第一特征的值和為第二特征所預存儲的值來進 行運作。該預先存儲的值可以是一個被預編程的值、 一個線值的終端、 或者從上一次校準例程所獲取的一個值。然后，在結束步驟22中完成 該部分校準，這里裝置會利用在步驟18中獲取的已學到的位置以及為 了該裝置的運作而在步驟20中提供的功能2的預存儲的值來繼續運 作。
如果在步驟16中該檢測器判斷需要校準例程，那么該裝置在步驟 24中會學習第一功能的位置。在步驟26中，該檢測器將學習第二功能 的位置。在步驟28中，該檢測器將通過在所學到的第一功能的位置和 所學到的第二功能的位置之間進行移動來校驗該檢測器運作范圍的運 作。然后，該檢測器將在步驟30完成該校準例程并利用在步驟24和26 中獲取的所學到的校準位置來進行運作。
圖1中所描述的控制方法具有用于不同裝置的很多應用。例如，該 控制方法可以與任何類型的空氣泵使用結合，這里氣流壓力的跨度則必 須被學習或被校準。另外，某些裝置耗用一定量的電流并且一個裝置可 耗用電流的范圍需要在該裝置運作過程中來學習。同樣，其他因素，如 旋轉角、線性移動或扭矩判定，可能是所希望的的特性，它們可利用圖 1中描述的控制系統進行監視。圖1使用校準和校驗這些術語，而這些 術語具有不同的含義。例如，校準暗指該裝置正在學習一個運作極限的 位置；而校驗則意味著該裝置正在校驗一個運作范圍的位置或值，而非 學習該值。雖然校準和校驗表示兩個含義，但貫穿此說明書這些術語可 互換使用。然而，將控制策略10結合校準來使用是在本發明范圍之內， 或者也可以理解為本發明并不限于可能包含在該校準內的功能的數 量。該示例描述了具有兩個功能的一個裝置或系統，但它可以是任何數
量的功能。能力，或限度，可以包括該控制系統的處理能力或一個可校 準該系統的具體時期。
一個具體的實例可以是一 臺發動機在啟動過程中
達到指定RPM之前必須出現的一次校準或校驗。
圖2描述了本發明的一個實施方案，其中，該控制策略被結合到具 有兩個控制器的一個系統里。當在112開啟或關閉該發動機時發動機控 制單元(ECU)檢測發動機的活動并以一個輸入信號的形式傳送有關該 發動機活動114的信息到執行器控制單元(ACU) 116。該輸入信號也
包含發動機速度、電氣系統信息以及其他因素。
ACU 116從ECU 118-接受信息。然后ACU 116在步驟120判斷是
否條件允許該執行器執行一次部分校準例程。如果由于發動機條件或其 他因素判定不能執行一次校準例程，那么ACU 116用執行器122執行一 次部分校準。一次部分校準就是ACU 116指令該執行器驅動到一個第二 功能。然后，ACU 116記錄該第二功能的值，從而替代從先前的部分校 準學到的值或預編程的值。然后，該執行器就利用先前存儲的關于第一 功能的數據和在部分校準122期間所獲取的信息進行運作(124)。 ECU 會繼續監測和判斷何時條件將允許一次校準例程120,例如，當發動機 處于空閑狀態或正在以理想巡航速度巡航時，ACU 116就用執行器126 執行一次校準例程。在一次校準例程期間該執行器被驅動至其范圍內的 全部功能。然后，ACU 116記錄該執行器所有功能的值，從而替代由先 前的校準例程所學到的值。然后，ACU116利用在校準128期間所獲取 的數據進行運作。
在該優選實施方案中，ECU被配置為將信息114傳送到ACU 116， 并且ACU 116被配置為從ECU接收信息118。控制策略110可以在有 單獨一個控制器的應用實施，例如，在一個配置中該ECU直接控制被 執行的裝置。或者將ACU 116整合到該被執行的裝置之中或者將ACU 116作為一個獨立的單元也都在本發明范圍內。另外，有可能在具有兩 個或更多個控制器的情況下實施本發明的控制策略110。這樣一種實施 方案將允許進行多個控制器單元的協同用于作出或允許該控制策略基 于多個變量進行運作。例如，多個控制器能夠向ECU輸入信號以使得 ECU能指令該執行器基于來自不同發動機系統部件的信號值來執行不 同的學習序列。這樣一個替代實施例的例子將會是，當ACU從ECU中 接收表示發動機條件的一個信號時，而輸入到ECU的另一個變量則可
能是從監測車輛座艙的電力消耗的 一 個控制器中所輸入的值。
對于這些條件來說，有可能指引ACU116用執行器126來執行一次 校準例程。例如，車輛中的電擾動可能影響執行器的性能，這將會要求 該執行器執行一次校準進程。電擾動包括高壓、低壓、或者間歇電壓； 這里，間歇電壓可能由制造缺陷、機械應力、或腐蝕所引起。然而，ACU 116在用該執行器執行一次校準前必須確定是否該ACU 116已經從ECU 118中接收到信息。如果ACU 116已經從ECU 118接收到信息，那么 ACU 116就能夠判斷是否條件允許一次校準120。在ACU 116能夠決定 是否條件允許一次校準例程前ACU 116必須從ECU 118接收信息的原 因是確保在某些發動機運作條件的過程中ACU 116不利用該執行器執 行一次校準例程。在某些發動機運作條件下，執行一次校準進程可能導 致發動機運作性能不良、未能滿足排放法規、或損壞車輛部件。發動機 啟動之前或發動機關閉時由ECU傳送的信號也能使得ACU指令一次校 準進程。
如果ACU 116未從ECU接收到信息，但條件已經指引ACU116執 行一次校準，那么ACU 116將會用執行器122來執行一次部分校準。一 次部分校準在執行時不會導致不希望的后果。在執行該部分校準后，該 執行器利用預先存貯的數據和在部分校準124期間所獲取的信息來運 作。然后，為了判斷是否條件允許一次校準120，控制策略110就必須 重設。
可使用本控制策略IO、 110的被執行裝置是例如，但并不限于車輛 發動機執行器，包括渦輪增壓器、排氣再循環閥、截流閥、移位執行器、 變速箱換檔機構、離合器及傳動移位機構、可變凸輪正時機構、調試執 行器、燃料噴射器等等。本發明的控制策略IO、 110用于學習或校準這 些裝置的和其他具有相似運作功能的裝置的運作功能。運作功能包括但 不限于機械停止、電流或電壓波動、氣流容量、扭矩范圍角運動、燃油 計量、燃油量、力、線性移程、旋轉運動等等。
本發明的描述實質上僅僅是示例性的，因此，旨在將不偏離本發明 宗旨的多種變體包括在本發明的范圍內。這些變體不得被認為是偏離了 本發明的精神和范圍。
權利要求
1.控制一個校準進程的方法，包括以下步驟提供具有一個部分校準例程的和一個校準例程的一個校準進程；提供能夠接收一個或多個輸入信號的一個檢測器；啟動一個控制方法，其中所述檢測器接收所述輸入信號；基于所述輸入信號的值來判斷是否將發生一個部分校準或一個校準例程；如果到所述檢測器的所述輸入信號不支持所述校準，則執行所述部分校準例程，其中所述的部分校準例程將所述裝置校準到一個極限，以使得所述裝置學習或校驗所述特征；以及利用所述部分的學到的或已校驗的特征來運作所述裝置。
2. 權利要求1所述的方法，其中所述的極限是所述裝置的運作范圍。
3. 權利要求1所述的方法，其中控制該校準進程的方法被用于判 斷一個裝置的運作功能，這些運作功能選自下組中之一，包括機械停 止、電流或電壓波動、氣流容量、扭矩范圍、燃油計量、燃油量、力、 線性移程或旋轉運動。
4. 權利要求1所述的方法，其中所述輸入信號涉及下組中的一項 或多項，包括車輛電氣系統值、發動機速度或車輛速度。
5. 權利要求1所述的方法，其中所述的特征包括下組中之一，包 括 一個空氣泵的氣流跨度、電流范圍、用于判斷扭矩的旋轉角。
6. 權利要求1所述的方法，其中所述控制一個校準進程的方法被 用于校準選自組中之一的裝置，包括渦輪增壓器、排氣再循環閥、截流閥、移位執行器、變速箱換檔機 構、離合器及傳動移位機構、可變凸輪正時機構、燃油噴射器或調試執 行器。
7. 權利要求l所述的方法，進一步包括以下步驟 命令執行一次校準，其中，在所述裝置的所述運作范圍的所述第一極限內，所述裝置學習或校驗所述第一特征；學習或校驗位于所述裝置的所述運作范圍內的 一個第二極限中的 一個第二特征；以及利用在所述的校準進程中所獲取的所述第一特征值和所述第二特 征值來運作所述裝置。
8. 權利要求1所述的方法，其中所述運作所述裝置的步驟還使用 一個預存儲的值。
9. 權利要求8所述的方法，其中所預存儲的值是以下組中之一， 包括一個預編程值、 一個線值的端點，或來自上次校準的一個值。
10. —種用于控制一個執行器的方法，包括以下步驟 提供用于傳送一個輸入信號的一個發動機控制單元(ECU); 提供與所述執行器相關聯的一個執行器控制單元(ACU),其中所述的ACU被配置為從所述ECU接收所述輸入信號；從所述ECU向所述ACU傳送所述輸入信號，其中所述的ACU接 收所述輸入信號并且所述ACU指令所述執行器執行一個自校準進程； 并且，其中，在啟動所述自校準進程完成之后，所述ACU忽略指引所述 ACU去指令所述執行器執行一個第二所述自校準進程的其他因素，直到 所述ECU向所述ACU傳送一個第二所述輸入信號，并且所述ACU指 令所述執行器運行一個第二所述自校準進程。
11. 權利要求10所述的方法，其中，控制一個校準進程的方法用 于判定選自下組中的一個裝置的運作功能，包括機械停止、電流或電 壓波動、氣流容量、扭矩范圍、燃油計量、燃油量、力、線性移程或旋 轉運動。
12. 權利要求10的用于控制一個執行器的方法，其中，當所述ACU 忽略指引所述ACU指令所述執行器執行一個第二所述自校準進程的所 述其他因素時，所述ACU指令所述執行器執行 一 個部分校準進程。
13. 權利要求12的用于控制一個執行器的方法，進一步包括以下 步驟利用從所述部分校準中學到的或已校驗的值以及一個存儲的值運 作所述執行器，該存儲的值選自下組中之一，包括 一個預編程值、線 值的終點或來自上一次校準的一個值。
14. 權利要求10所述的方法，其中所述的執行器是選自下組中之 一，包括渦輪增壓器、排氣再循環閥、截流閥、移位執行器、變速箱 換檔機構、離合器及傳動移位機構、可變凸輪正時機構、燃油噴射器或 調試執行器。
15. 權利要求10的用于控制一個執行器的方法，其中，在所述發動機被啟動之前所述ECU傳送初始所述輸入信號到所述ACU。
16. 權利要求10的用于控制一個執行器的方法，其中，在所述發 動機被關閉之后所述ECU傳送該第二所述輸入信號到所述ACU 。
17. —種用于控制一個執行器的方法，包括以下步驟 提供用于傳送一個輸入信號一個發動機控制單元(ECU); 提供與所述執行器相關聯的一個發動機控制單元(ECU)，其中所述的ACU被配置為從所述ECU中接收所述輸入信號；從所述ECU向所述ACU傳送所述輸入信號，其中所述的ACU接 收所述輸入信號并且所述ACU指令所述執行器執行一個自校準進程； 并且其中，在完成啟動所述自校準進程后，其他因素指引所述ACU指 令所述執行器執行一次部分校準進程。
18. 權利要求17所述的方法，其中所述控制一次校準進程的方法 被用于判定選自下組的一個裝置的運作功能，包括機械停止、電流或 電壓波動、氣流容量、扭矩范圍、燃油計量、燃油量、力、線性移程或 旋轉運動。
19. 權利要求17的用于控制一個執行器的方法，其中，在所述發 動機被啟動之前所述ECU傳送初始所述輸入信號到所述ACU 。
20. 權利要求17的用于控制一個執行器的方法，其中，在所述發 動機被關閉之后所述ECU傳送一個第二所述輸入信號到所述ACU。
21. 權利要求17的用于控制一個執行器的方法，進一步包括以下 步驟利用從所述校準進程中所獲取的 一個學到的或已校驗的值以及一 個預先存儲的值運作所述執行器，該存儲的值選自下組，包括 一個預 編程值、 一個線值終點或來自所述執行器的上次校準的一個值。
22. 權利要求17的用于控制一個執行器的方法，其中所述的執行 器是選自下組的一個裝置，包括渦輪增壓器、排氣再循環閥、截流閥、 移位執行器、變速箱換檔機構、離合器以及傳動移位機構、可變凸輪正 時機構、燃油噴射器或調試執行器。
全文摘要
本發明涉及控制具有一個校準進程的裝置的一種方法。該校準進程有一個部分校準例程和一個校準例程。控制系統中的一個檢測器能夠接收一個或多個輸入信號并判斷是否執行一次部分校準或校準。該進程中的第一步包括啟動該控制方法，其中該檢測器接收輸入信號或者在該檢測器中生成它自己的數據。該檢測器也基于所接收到的輸入信號的值來判斷是否執行一次部分校準例程或一次校準例程。如果所述輸入到檢測器的信號不支持校準，就將執行一次部分校準例程。
文檔編號G05B23/02GK101189563SQ200680019311
公開日2008年5月28日 申請日期2006年5月30日 優先權日2005年5月31日
發明者J·拉巴泰爾, R·D·基福弗 申請人:博格華納公司