[发明专利]用于调节通过摩擦受阻的部件或者机器零件的运动的方法

说明书

本发明涉及一种用于调节通过摩擦受阻的部件或者机器零件的运动的方法。

虽然在下面主要涉及的是汽车中的废气反馈阀，但是本发明并不局限于此，而是针对所有类型的摩擦受阻的运动调节。在此纯示范性地涉及的是机械手臂、通常的阀活门、通常的马达（例如电动的、液压的、气动的）等的运动。

现有技术

在部分载荷时废气反馈调节是减少NOx-排放。为了将废气从排气管反馈到进气管中使用一种连续可调节的AGR阀门，并且对它的开口位置进行调节。AGR阀门通常由直流电动机驱动，所述直流电动机由控制器（例如ECU或者EDC）通过一种所谓的H电桥连续控制。AGR阀门上的位置应答器给控制器输出位置实际值。通常使用一种PID位置调节器。

然而，PID位置调节器只用I部分克服摩擦（随着摩擦，和/或滑动摩擦）。但是为了在低频率时避免调节回路的振荡必须使I部分的加强量保持得小。因此，例如直到附着摩擦被克服持续时间相当地长。产生了一种I部分的缓慢的三角形的泵，它具有相当于附着摩擦的振幅。

因此，人们希望为摩擦受阻的运动提供一种改进的调节。

发明内容

根据本发明建议一种具有权利要求1特征的用于调节通过摩擦受阻的部件或者机器零件的运动的方法。一些有利的方案是从属权利要求和下述说明的主题。

本发明的优点

本发明是以这种方案为依据，即对调节机构上的摩擦，特别是附着摩擦进行补偿。这样调节器就可无摩擦地经过调节段。其结果是可以使用例如按照Ziegler-Nichols方法，或者类似方法，特别是具有简单的调节规律的调节器。为此采用一种适配的预调节器，所述预调节器学习正常运行时的每个工作点中的摩擦的数值。要变化地确定应补偿瞬时存在的摩擦的预控制值。在正常的运动期间的这种学习是特别有利的，因为限制执行机构的运动的摩擦可不断地变化。例如在AGR阀中摩擦主要与积炭的形成和工作点有关。也可通过在调节机构上的积炭层的突然剥落而使摩擦发生快速变化。通常在运动时例如通过脏物、润滑剂的变稠或者损耗等也可使摩擦发生变化，因此本发明特别是在这方面发挥了长处。这种学习合适地是以实际数值为依据，其中，也包括一些由实际数值推导出来的参数，例如调节偏差、微分等。与通常的预控制的不同之处是使用了可变化的预控制数值，其中，根据实际数值确定预控制数值的变化。

已公开AGR阀门，所述AGR阀直接由转矩马达操作。转矩马达具有高的转矩，这样就没有必要在马达和AGR阀门之间设置传动装置。通过摩擦补偿会缩短传动装置的寿命。因此看来一种无传动装置操作的AGR对于使用这种发明特别合适。

在一种方案中根据观察比较信号和规定值之间的差的时间曲线确定预控制数值。比较信号例如可作为实际数值和滤波的或者PT1滤波的实际数值之间的差值获得，或者通过调节偏差定义。合适地规定数值是零，这样就只可观察比较信号的时间曲线。

在一种优选的方案中，根据观察调节偏差和规定数值之间的差值的时间曲线确定预控制数值。代替调节偏差地也可只使用实际数值的时间曲线。

有利地在考虑符号变更的情况下，根据在调节偏差和规定数值之间的差值的时间曲线的观察情况确定预控制数值。换句话说，根据调节偏差和规定数值之间的差值的符号变更特性观察适配性。应特别简单地确定符号的变更。

在一个优选的方案中如此地设计这种适配，即在有符号变更时减小预控制数值，和/或当在规定的第一时间间隔之内没有出现符号变更时增大预控制数值。特别是在使用积分环节的情况下可分步骤或者连续地改变预控制数值。

合适地只有当在符号变更之后调节偏差和规定数值之间的差值超过可规定的带-阀值时才考虑符号变更。换句话说，在围绕规定值的规定的带之内不考虑符号变更。在实际值上的噪音例如会导致在调节偏差上的附加的符号变更，并且因此会导致预控制数值的有误差的减小。因此，当调节偏差和规定数值之间的差的绝对值小于带-阈值时不考虑已识别的符号变更。

为了减小噪音合适的是对进入调节偏差的额定数值进行滤波。因为例如AGR位置调节器的额定值是从传感器信号，例如加速踏板位置、转速等中计算出来的，所以额定值信号可能会带有噪音。这种噪音会导致在调节偏差上的附加的符号变更，并且因此导致太小的预控制数值。例如可将PT1滤波器用作滤波器。

当部件或者机器零件位于挡块上，预控制数值不发生变化是有利的，因为挡块会被识别摩擦，这会导致预控制数值的失真。

在一个方案中，当识别出运动的振荡时减小预控制数值。这种做法是有利的，为的是减小振荡趋势。