一种执行器响应迟滞的检测办法和相关设备的制作方法

1.本发明涉及设备检测技术领域，具体涉及一种执行器响应迟滞的检测办法和相关设备。


背景技术：

2.在发动机系统中，废气再循环系统(exhaust gas re
‑
circulation，以下简称egr)是目前公认的有效降低nox的措施之一，但是egr的egr阀在使用时，其内避免容易形成积碳污垢，影响egr阀开闭特性，严重时会导致egr阀响应迟滞，尤其是在城市道路行驶时，发动机长期处于低转速低负荷工况下，egr系统内沉积更容易形成积碳污垢。egr系统闭环开启响应时间变慢，会导致整车污染物排放恶化，尤其是对nox和pm排放的影响更加明显。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例提供一种执行器响应迟滞的检测办法和相关设备，以实现控制阀的响应迟滞的可靠检测。
4.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
5.一种执行器响应迟滞的检测办法，包括：
6.当控制阀处于动态调整时，对控制阀动态过程开始计时，记为控制阀动态过程计时时间t
motion
；
7.当控制阀存在响应延迟现象时，控制阀响应延迟计时器开始计时，记为控制阀响应迟滞计时时间t
slow
；
8.当控制阀动态过程计时时间t
motion
大于控制阀动态检测标定时间t
max
时，使能执行器响应迟滞诊断逻辑，并延时一个步长后，重置控制阀动态计时t
motion
以及控制阀响应迟滞计时t
slow
；
9.当使能执行器响应迟滞诊断逻辑时，计算控制阀响应迟滞计时t
slow
与控制阀动态计时t
motion
的比值r；
10.当比值r大于标定的阈值r0时，控制计数器加1，当所述比值r小于标定的阈值r0时，控制计数器减1，判断计数器计数结果是否大于预设值，如果大于，报出执行阀响应迟滞的故障。
11.可选的，上述执行器响应迟滞的检测办法中，对控制阀动态过程开始计之前，还包括：
12.获取控制阀需求值；
13.基于pt滤波时间常数t1对所述控制阀需求值进行滤波，得到pt滤波值；
14.计算所述控制阀需求值与pt滤波值的差值；
15.判断所述控制阀需求值与pt滤波值的差值是否大于预设标准差值；
16.当大于所述预设标准差值时，表明所述控制阀处于动态调整。
17.可选的，上述执行器响应迟滞的检测办法中，还包括：
18.基于预设映射表查找得到与所述控制阀需求值相匹配的预设标准差值。
19.可选的，上述执行器响应迟滞的检测办法中，还包括：
20.判断控制阀实际值与需求值的差值的绝对值，是否大于egr需求值与pt滤波值的差值的绝对值，如果大于，则认为所述控制阀存在响应延迟现象。
21.一种执行器响应迟滞的检测装置，包括：
22.第一计时单元，用于当控制阀处于动态调整时，对控制阀动态过程开始计时，记为控制阀动态过程计时时间t
motion
；
23.第二计时单元，用于当控制阀存在响应延迟现象时，控制阀响应延迟计时器开始计时，记为控制阀响应迟滞计时时间t
slow
；
24.逻辑使能单元，用于当控制阀动态过程计时时间t
motion
大于控制阀动态检测标定时间t
max
时，使能执行器响应迟滞诊断逻辑，并延时一个步长后，重置控制阀动态计时t
motion
以及控制阀响应迟滞计时t
slow
；
25.诊断单元，用于当使能执行器响应迟滞诊断逻辑时，计算控制阀响应迟滞计时t
slow
与控制阀动态计时t
motion
的比值r；当比值r大于标定的阈值r0时，控制计数器加1，判断计数器计数结果是否大于预设值，如果大于，报出执行阀响应迟滞的故障；当所述比值r小于标定的阈值r0时，控制计数器减1。
26.可选的，上述执行器响应迟滞的检测装置中，还包括：
27.第一控制阀状态判断单元，用于：
28.获取控制阀需求值；
29.基于pt滤波时间常数t1对所述控制阀需求值进行滤波，得到pt滤波值；
30.计算所述控制阀需求值与pt滤波值的差值；
31.判断所述控制阀需求值与pt滤波值的差值是否大于预设标准差值；
32.当大于所述预设标准差值时，表明所述控制阀处于动态调整。
33.可选的，上述执行器响应迟滞的检测装置中，所述第一控制阀状态判断单元还用于
34.基于预设映射表查找得到与所述控制阀需求值相匹配的预设标准差值。
35.可选的，上述执行器响应迟滞的检测装置中，还包括：
36.第二控制阀状态判断单元，用于：判断控制阀实际值与需求值的差值的绝对值，是否大于egr需求值与pt滤波值的差值的绝对值，如果大于，则认为所述控制阀存在响应延迟现象。
37.一种执行器响应迟滞检测设备，包括：
38.包括存储器和处理器；
39.所述存储器，用于存储程序；
40.所述处理器，用于执行所述程序，实现如上述任一项所述的执行器响应迟滞的检测方法的各个步骤。
41.一种整车控制器，应用有上述任一项所述的执行器响应迟滞的检测装置，所述控制阀包括但不限于egr阀。
42.基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案，当检测到控制阀处于动态调整状态时，对控制阀动态过程开始计时t
motion
，当控制阀存在响应延迟现象时，控制阀响应
延迟计时器开始计时t
slow
，当控制阀动态过程计时时间t
motion
大于控制阀动态检测标定时间t
max
时，计算控制阀响应迟滞计时t
slow
与控制阀动态计时t
motion
的比值r，当比值r大于标定的阈值r0时，控制计数器加1，小于阈值r0时控制计数器减1，判断计数器计数结果是否大于预设值，如果大于，报出执行阀响应迟滞的故障，实现了控制阀响应迟滞的可靠检测。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
44.图1为本技术实施例公开的执行器响应迟滞的检测办法的流程示意图；
45.图2为本技术实施例公开的控制阀的动态过程检测原理示意图；
46.图3为动态调整过程中egr阀的需求值与所述pt滤波值的变化曲线图；
47.图4为本技术实施例公开的控制阀处于动态调整状态检测流程图；
48.图5为本技术实施例公开的控制阀存在响应延迟现象检测原理示意图；
49.图6为本技术实施例公开的不同标定值下的pt滤波值对比曲线示意图；
50.图7为本技术实施例公开的执行器响应迟滞的检测装置的结构示意图；
51.图8为本技术实施例公开的执行器响应迟滞检测设备的硬件结构框图。
具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
53.为了及时预警控制阀(比如egr阀)的响应时间变慢的情况，本技术公开了一种执行器响应迟滞的检测办法，参见图1，该方法可以包括：
54.步骤s101：判断控制阀是否处于动态调整状态，如果是，继续执行步骤s102，否则，继续执行本步骤；
55.在本方案中，关于如何判断控制阀是否处于动态调整状态可以基于用户需求自行选择判断手段，在本方案中，所述控制阀是否处于动态调整状态的判断逻辑如下：
56.在本方案中，所述控制阀的动态过程检测原理如图2所示，参见图2，在动态过程检测时，首先求取需求值，所述需求值可以理解为所述控制阀的开度需求值，再获取pt滤波值，所述pt滤波值经由滤波器对所述需求值进行pt滤波得到，然后计算所述需求值与所述pt滤波值之间的差值的绝对值，判断该差值的绝对值是否大于预设的标准差值，如果大于，则判定所述控制阀处于动态检测状态，并且，为了进一步保证判断结果的可靠性，当所述绝对值大于预设的标准差值时，还可以进行延时确认，如果经过延时确认后，该差值的绝对值仍大于预设的标准差值，则表明控制阀处于动态检测状态。
57.以控制阀为egr阀为例，参见图3所示，通过将不同的egr阀需求值与pt滤波值的比较可以看出，pt滤波值与egr阀需求值有明显的滞后现象，但是当所述egr阀需求值小幅度
调整时egr阀需求值与pt滤波值的差值，明显小于需求值大幅调整时gr阀需求值与pt滤波值的差值，因此，可以采用该差值判断阀门是否处于动态调整的状态中。
58.因此，参见图4，在本方案中步骤s101具体可以包括，还可以包括：
59.步骤s401：获取控制阀需求值；
60.步骤s402：基于pt滤波时间常数t1对所述控制阀需求值进行滤波，得到pt滤波值；
61.在本步骤中，采用pt滤波器对所述控制阀需求值进行滤波，pt滤波器的滤波效果可以标定，通过标定合适的时间滤波常数t1，确定控制阀动态调整状态检测的判定标准。
62.步骤s403：计算所述控制阀需求值与pt滤波值的差值；
63.步骤s404：判断所述控制阀需求值与pt滤波值的差值是否大于预设标准差值；
64.其中，所述预设标准差值可以基于预设映射表查找得到，所述预设映射表中存储有与所述控制阀需求值相匹配的预设标准差值，
65.当大于所述预设标准差值时，表明所述控制阀处于动态调整。
66.步骤s102：当控制阀处于动态调整时，对控制阀动态过程开始计时，记为控制阀动态过程计时时间t
motion
；
67.在本步骤中，当所述控制阀处于动态调整时，启动第一计时器，对阀门动态过程开始计时t
motion
；当所述控制阀未处于动态调整时，即控制阀需求值与pt滤波值的差值小于预设标准差值时，所述第一计时器停止计时，并保持计时结果，此时的计时结果记为t
motion
；
68.步骤s103：判断控制阀是否存在响应延迟现象；
69.在本方案中，关于如何判断控制阀是否存在响应延迟现象可以基于用户需求自行选择判断手段，在本方案中，所述控制阀是否存在响应延迟现象的判断逻辑如下：
70.在本方案中，控制阀存在响应延迟现象判断采用如图5所示的检测方法，在判断过程中，获取控制阀的实际值，所述实际值指的是所述控制阀的实际开度值，计算所述实际值与需求值的差值的绝对值，判断所述实际值与需求值的差值的绝对值是否大于需求值与pt滤波值的差值的绝对值，若大于满足，且经过延时时间确认后，则认为该控制阀存在响应延迟现象。具体的，如图6所示，pt滤波值与需求值之间围成了阴影的面积，若egr真实值曲线出现在阴影面积内，则认为该控制阀响应状态良好，若出现在阴影面积之外，经过一段时间的延时确认后，则认为该响应迟滞。
71.步骤s104：当控制阀存在响应延迟现象时，控制阀响应延迟计时器开始计时，记为控制阀响应迟滞计时时间t
slow
；
72.在本步骤中，当判定所述控制阀存在响应延迟现象时，第二计时器开始计时，当控制阀不存在响应延迟现象时，即实际值与需求值的差值的绝对值小于需求值与pt滤波值的差值的绝对值时，所述第二计时器停止计时，并保持计时结果，此时的计时结果记为t
slow
；
73.步骤s105：当控制阀动态过程计时时间t
motion
大于控制阀动态检测标定时间t
max
时，使能执行器响应迟滞诊断逻辑，并延时一个步长后，重置控制阀动态计时t
motion
以及控制阀响应迟滞计时t
slow
；
74.在本步骤中，当所述当控制阀动态过程计时时间t
motion
大于控制阀动态检测标定时间t
max
时，认为控制阀响应存在延迟，因此使能执行器响应迟滞诊断逻辑，并且，延时一个预设步长后，对第一计时器和第二计时器进行初始化操作，即，重置控制阀动态计时t
motion
以及控制阀响应迟滞计时t
slow
，然后继续执行步骤s101，于此通知，继续执行步骤s106。
75.步骤s106：当使能执行器响应迟滞诊断逻辑时，计算控制阀响应迟滞计时t
slow
与控制阀动态计时t
motion
的比值r；
76.步骤s107：当比值r大于标定的阈值r0时，控制计数器加1；
77.步骤s108：当比值r小于标定的阈值r0时，控制计数器减1；
78.步骤s109：判断计数器计数结果是否大于预设值，如果大于，执行步骤s110；
79.当执行器响应迟滞诊断逻辑使能时，首先计算控制阀门响应迟滞计时t
slow
与阀门动态计时t
motion
的比值r，该比值范围0≤r≤1，表示阀门响应迟滞计时在阀门动态过程中的时间占比，当该比值大于标定的阈值r0时，控制计数器的技术值number加1，反之则number减1。直到该number值大于标定的参数n
max
时报出执行阀响应迟滞的故障，否则不报出相应的故障。
80.步骤s110：报出执行阀响应迟滞的故障。
81.本技术上述实施例公开的技术方案中，采用pt滤波值与控制阀开度的需求值的差值作为判断控制阀是否处于动态调整过程中的检测方法，然后计算响应迟滞计时t
slow
与阀门动态过程中的占比作为检验阀门响应迟滞的标准，然后经过计数器确认，可以防止故障误报。
82.申请人经过验证确定本技术上述实施例公开的方法简单有效，通过合适的标定参数(pt滤波时间常数t1)，可以将控制阀响应迟滞的故障状态诊断识别出来，经过计数器计数确认，防止故障误报。该方案可以适用于egr阀响应迟滞的检测，当然可以适用于其他阀的响应延迟的检测，例如可以广泛适用于其他带有位置反馈的执行器控制阀的响应迟滞诊断识别，即，本技术上述实施例公开的技术方案中，所述控制阀包括但不限于egr阀。
83.当其用于实现egr阀的响应迟滞检测时，可以准确的将egr控制阀响应迟滞现象诊断出来，满足法规要求，防止因为egr系统闭环响应时间变慢导致的整车污染物排放恶化。
84.进一步的，在本技术实施例公开的方案中，在执行步骤s101之前，还可以判断控制阀响应迟滞激活条件满足，在控制阀响应迟滞激活条件满足时，开始进行动态检测，其中，所述响应迟滞激活条件可以为用户预设的一些条件，可以根据应用所述控制阀的设备的工作工况进行设置，例如，以egr为例，当所述egr工作效率低于理想工作效率时，即可认为响应迟滞激活条件满足。
85.本实施例中公开了一种执行器响应迟滞的检测装置，装置中的各个单元的具体工作内容，请参见上述方法实施例的内容，下面对本发明实施例提供的执行器响应迟滞的检测装置进行描述，下文描述的执行器响应迟滞的检测装置与上文描述的执行器响应迟滞的检测方法可相互对应参照。
86.参见图7，本技术公开了一种执行器响应迟滞的检测装置，该装置可以包括：
87.第一计时单元100，用于当控制阀处于动态调整时，对控制阀动态过程开始计时，记为控制阀动态过程计时时间t
motion
；
88.第二计时单元200，用于当控制阀存在响应延迟现象时，控制阀响应延迟计时器开始计时，记为控制阀响应迟滞计时时间t
slow
；
89.逻辑使能单元300，用于当控制阀动态过程计时时间t
motion
大于控制阀动态检测标定时间t
max
时，使能执行器响应迟滞诊断逻辑，并延时一个步长后，重置控制阀动态计时t
motion
以及控制阀响应迟滞计时t
slow
；
90.诊断单元400，用于当使能执行器响应迟滞诊断逻辑时，计算控制阀响应迟滞计时t
slow
与控制阀动态计时t
motion
的比值r；当比值r大于标定的阈值r0时，控制计数器加1，当所述比值r小于标定的阈值r0时，控制计数器减1，判断计数器计数结果是否大于预设值，如果大于，报出执行阀响应迟滞的故障。
91.与上述方法相对应，上述装置还可以包括第一控制阀状态判断单元，用于：
92.获取控制阀需求值；
93.基于pt滤波时间常数t1对所述控制阀需求值进行滤波，得到pt滤波值；
94.计算所述控制阀需求值与pt滤波值的差值；
95.判断所述控制阀需求值与pt滤波值的差值是否大于预设标准差值；
96.当大于所述预设标准差值时，表明所述控制阀处于动态调整。
97.与上述方法相对应，上述装置中所述第一控制阀状态判断单元还用于：
98.基于预设映射表查找得到与所述控制阀需求值相匹配的预设标准差值。
99.与上述方法相对应，上述装置中还包括：
100.第二控制阀状态判断单元，用于：判断控制阀实际值与需求值的差值的绝对值，是否大于egr需求值与pt滤波值的差值的绝对值，如果大于，则认为所述控制阀存在响应延迟现象。
101.一种执行器响应迟滞检测设备，包括：
102.包括存储器和处理器；
103.所述存储器，用于存储程序；
104.所述处理器，用于执行所述程序，实现如上述中任一项实施例所述的执行器响应迟滞的检测方法的各个步骤。
105.具体的，本技术实施例提供的执行器响应迟滞检测设备可应用于数据评测设备，如pc终端、云平台、服务器及服务器集群等。可选的，图8示出了执行器响应迟滞检测设备的硬件结构框图，参照图8，执行器响应迟滞检测设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器1，至少一个通信接口2，至少一个存储器3和至少一个通信总线4；
106.在本技术实施例中，处理器1、通信接口2、存储器3、通信总线4的数量为至少一个，且处理器1、通信接口2、存储器3通过通信总线4完成相互间的通信；
107.处理器1可能是一个中央处理器cpu，或者是特定集成电路asic(application specific integrated circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；
108.存储器3可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non
‑
volatile memory)等，例如至少一个磁盘存储器；
109.其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：
110.当控制阀处于动态调整时，对控制阀动态过程开始计时，记为控制阀动态过程计时时间t
motion
；
111.当控制阀存在响应延迟现象时，控制阀响应延迟计时器开始计时，记为控制阀响应迟滞计时时间t
slow
；
112.当控制阀动态过程计时时间t
motion
大于控制阀动态检测标定时间t
max
时，使能执行器响应迟滞诊断逻辑，并延时一个步长后，重置控制阀动态计时t
motion
以及控制阀响应迟滞
计时t
slow
；
113.当使能执行器响应迟滞诊断逻辑时，计算控制阀响应迟滞计时t
slow
与控制阀动态计时t
motion
的比值r；
114.当比值r大于标定的阈值r0时，控制计数器加1，判断计数器计数结果是否大于预设值，如果大于，报出执行阀响应迟滞的故障；
115.当所述比值r小于标定的阈值r0时，控制计数器减1。
116.对应于上述装置，本技术还公开了一种整车控制器，该整车控制器应用有上述任一项实施例所述的执行器响应迟滞的检测装置，所述控制阀包括但不限于egr阀。
117.综合上述各个实施例可见，本发明的通过确定控制阀的需求值与pt滤波值的差值的绝对值，用于判断控制阀是否处于动态调整的过程中，进而通过判断控制阀实际值的反馈是否位于控制阀开度的需求值与pt滤波值围成的区域内，从而确定控制阀当前时刻是否响应迟滞。通过计算控制阀响应迟滞计时t
slow
与控制阀动态计时t
motion
的比值r与标定的阈值进行对比，识别判断一段时间内是否发生了执行器的响应迟滞，经过计数器累加(或累减)确认，进而将故障状态报出，实现了控制阀响应迟滞的可靠检测。
118.为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本技术时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
119.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
120.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
121.结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd
‑
rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
122.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
123.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。