一种节气门故障处置方法、节气门、介质及控制器与流程

本发明属于发动机控制，尤其涉及一种节气门故障处置方法、节气门、介质及控制器。

背景技术：

1、节气门是发动机进气调节的核心部件，可用以进一步实现发动机扭矩等参数的控制；如图1所示的电子节气门，采用电动执行器005进行调节，其响应速度和控制精度优于机械式节气门。

2、当节气门由于外部异物或自身硬件问题导致出现卡滞时，发动机工作异常，进而可能出现非期望的加速，甚至出现安全风险；相关技术中，采用跛行方案；其间，发动机常出现意外停车，进而导致跛行方案失效。

技术实现思路

1、本发明实施例公开了一种节气门故障处置方法，其核心包括第一驱动干预步骤；该第一驱动干预步骤根据预设节气门驱动部件的第一驱动时间阈值与第二驱动功率阈值约束驱动部件的输出功率或驱动控制信号的占空比；并标定或调整第一驱动时间阈值与第二驱动功率阈值之积或第一驱动时间阈值与第二驱动功率阈值的加权值，使其积或加权值小于预设的第三能量阈值或小于预设的第四失效阈值；其中，第三能量阈值根据驱动部件在第一驱动干预步骤执行期间消耗的能量、实验室标定参数、驱动部件的最大占空比limitdutycyc和/或驱动部件输出的功率限值确定。

2、其中，上述占空比对应于驱动部件额定输出功率的百分比或驱动部件当前功率相对于额定功率或最大输出功率的比值。

3、具体地，其驱动部件为车辆的驱动电机；该驱动电机的输出功率与上述占空比呈正相关关系、增函数关系、线性增函数关系或正比关系。

4、进一步地，如检测到节气门故障消失信号或节气门控制进入手动状态，则可终止或停止上述第一驱动干预步骤的操作，取消驱动部件对输出功率或占空比的限制。

5、进一步地，该节气门故障处置方法还可设置有第二故障分级步骤；该第二故障分级步骤可根据节气门故障诊断信号或节气门工作状态信号确定节气门的处置级别；该处置级别对应于第三能量阈值或第四失效阈值预设的不同取值或按照预设梯度分布的备选值。

6、进一步地，该节气门故障处置方法还可设置有第三扫描复位步骤；以预设的周期或频度扫描节气门的工作状态信息或接收节气门的故障状态信号；如节气门所在的发动机直接驱动车辆或车辆非为增程式混合动力车辆，则在节气门存在故障时或故障状态信号存在时，切断驱动部件的工作和/或将占空比置零。

7、进一步地，该节气门故障处置方法还可设置有第四开度干预步骤；根据驱动部件执行时对应的节气门目标开度与实际开度偏差的绝对值与开度标定值delta的比较，按照预设的取值区间干预或改变输出功率、最大占空比limitdutycyc和/或功率限值。

8、其中，如目标开度与实际开度偏差的绝对值小于开度标定值delta，则将驱动部件动作时间的计时器t清零或将其第一驱动干预步骤实施的干预消除或复位到干预前的状态；否则，继续累加计时器t的取值；根据动作时间调整第三能量阈值、第四失效阈值、最大占空比limitdutycyc和/或功率限值，使得动作时间增加时第三能量阈值、第四失效阈值、最大占空比limitdutycyc和功率限值按照预设的斜率减小或按照表格的数据差额减小。

9、进一步地，还可以结合驱动部件的调节过程，尝试消除故障状态；通过改变驱动部件反馈控制过程的响应速度参数或以预设的频率或节拍改变驱动部件动作的方向，使得卡滞状态在冲击负荷的作用下得以解除；其中，响应速度参数配合驱动部件输出大于预设功率阈值的工况，旨在传输足够的能量到执行机构，对节气门的开度进行调整或控制。

10、 其中，上述驱动部件可用于车辆的发动机进气通道开度调整或节气门开度调整；其车辆可以是插电混合动力汽车phev（plug-in hybird electirc vehicle）或增程式混合动力汽车reev（range extender electric vehicle）/erev（extended-range electricvehicle）。

11、相应地，本发明基于相同的发明构思还公开了一种节气门，其核心部件为第一驱动干预单元；该第一驱动干预单元根据预设节气门驱动部件的第一驱动时间阈值限定驱动部件运行动作的最大时间长度；并通过第二驱动功率阈值限制该驱动部件在动作时最大的瞬时输出功率；通常，驱动部件的输出功率可采用占空比信号来控制，通过标定或调整上述第一驱动时间阈值与第二驱动功率阈值之积或通过标定第一驱动时间阈值与第二驱动功率阈值的加权值，并使上述乘积或加权值小于预设的第三能量阈值或小于预设的第四失效阈值，即可实现对驱动部件的限制和约束，避免执行机构的损坏。

12、其中，第三能量阈值可根据驱动部件在第一驱动干预单元执行期间消耗的能量、实验室标定参数、驱动部件允许的最大占空比limitdutycyc和/或驱动部件输出的功率限值确定。

13、具体地，上述占空比可对应于驱动部件额定输出功率的百分比或驱动部件当前功率相对于额定功率或最大输出功率的比值；该驱动部件可以是电动机；该电动机的输出功率与占空比呈正相关关系、增函数关系、线性增函数关系或正比关系。

14、其中，如检测到节气门故障消失信号或节气门控制进入手动状态，则可终止或停止第一驱动干预单元的操作，取消驱动部件对输出功率或占空比的限制。

15、进一步地，该节气门还可设置有第二故障分级单元，根据故障的严重程度，对执行机构实施相应的限制或约束，保护执行机构的同时，使其发挥更大的作用，避免发动机异常停机或增加发动机对储能单元的能量输出。

16、具体地，其第二故障分级单元可根据节气门故障诊断信号或节气门工作状态信号确定节气门的处置级别；该处置级别对应于第三能量阈值或第四失效阈值预设的不同取值或按照预设梯度分布的备选值。

17、进一步地，该节气门还可设置有第三扫描复位单元，用以在故障排除后或自行消失后恢复执行机构原有的运行状态和参数；该第三扫描复位单元通过以预设的周期或频度扫描节气门的工作状态信息或接收所述节气门的故障状态信号来进行判别；其中，如节气门所在的发动机直接驱动车辆或车辆非为增程式混合动力车辆，则在节气门存在故障时或故障状态信号存在时，切断所述驱动部件的工作和/或将占空比置零，此时可避免直接驱动车辆的发动机由于节气门的卡滞而产生未知的扭矩波动。

18、 进一步地，该节气门还可设置有第四开度干预单元，用以在故障存在的场景下，发挥节气门尽量大的调节作用，也可以理解为 “节气门的跛行工作状态”；该第四开度干预单元将根据驱动部件执行时对应的节气门目标开度与实际开度偏差的绝对值与开度标定值delta的比较，按照预设的取值区间干预或改变输出功率、最大占空比limitdutycyc和/或功率限值。

19、其中，如目标开度与实际开度偏差的绝对值小于开度标定值delta，则可将驱动部件动作时间的计时器t清零或将第一驱动干预单元实施的干预消除或复位到干预前的状态；否则，将继续累加计时器t的取值；进而，根据动作时间调整第三能量阈值、第四失效阈值、最大占空比limitdutycyc和/或功率限值，使得动作时间增加时其第三能量阈值、第四失效阈值、最大占空比limitdutycyc和功率限值按照预设的斜率减小或按照表格的数据差额减小。

20、此外，其第一驱动干预单元还可调整驱动部件的响应速度参数或以预设的频率或节拍改变驱动部件动作的方向；其中，响应速度参数配合驱动部件输出大于预设功率阈值的工况进行节气门开度的调整；驱动部件可用于车辆的发动机进气通道开度调整或节气门开度调整；该车辆可以是插电混合动力汽车phev或增程式混合动力汽车reev/erev。

21、类似地，本发明实施例还公开了一种计算机存储介质和一种控制器，采用相同的发明构思来解决相同的技术问题；其计算机存储介质可设置有用于存储计算机程序的存储介质本体；当计算机程序在被微处理器执行时，即可实现如上任一的节气门故障处置方法；其控制器亦可设置有如上任一的节气门和/或计算机存储介质，实现同样的技术效果。

22、 综上，本发明第一驱动干预步骤/单元约束节气门驱动部件第一驱动时间阈值或第二驱动功率阈值等参数，于故障状态下降额使用节气门调节能力，使其第三能量阈值等特征参数限制在干预过程中消耗的能量、实验室标定参数、最大占空比limitdutycyc 和/或功率限值等确定的范围以内，规避执行部件的受损风险；并通过故障分级、扫描复位和/或开度干预等过程，改善节气门的调节精度和故障恢复能力；适用于“串并联”拓扑结构的插电混合车辆phev或增程式混合动力车辆reev/erev等应用场景，以改善系统运行可靠性和鲁棒性。

23、需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素，表示在对应技术方案中，该要素至少包含一个。