具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

研究表明，目前的破冰方案主要针对车辆key on上电状态，发动机未启动的工况，因此其存在一定的局限性：对于配备一键启动或紧急启动功能的车辆，客户在紧急状态下会直接启动车辆，使车辆迅速进入running运行状态，从而跳过了key on上电状态，一方面导致现有的破冰策略无法介入，另一方面在车辆启动后加大了冰珠或冰块卡滞节气门阀片的风险，造成行车安全隐患。以背景技术中提到的相关技术为例，它仅在上一次完全下电后，再次上电后一定时间内进行结冰检测，破冰动作优先级高于自学习和正常控制；同时，在上电后设定的时间内不管发动机是否运行，都会进行检测，如果未结冰则不动作，如果结冰了，即使发动机启动也会破冰，会对启动有一定影响。由于上电检测和破冰时间短，如果破冰不成功，发动机启动后将不会进行其他的破冰动作，破冰效果有限。尤其是对一键启动车型，基本无法进入破冰控制。

基于上述问题产生的原因，本发明提供的电子节气门破冰的控制方法，其整体思路如下：

在所述车辆上电时，获取所述电子节气门的第一实际开度；若所述第一实际开度与自检目标开度之间的差值绝对值在第一预设值以上，且接收到车辆启动信号，则在所述车辆启动后，获取所述电子节气门的第二实际开度，所述第二实际开度的变化微分和进气歧管温度；在所述第二实际开度与当前目标开度之间的差值绝对值在所述第一预设值以上，所述变化微分的绝对值在第二预设值以内，且所述进气歧管温度小于预设温度时，根据第一预设破冰策略，控制所述电子节气门进行破冰。

上述方案的改进原理是：通过在所述车辆上电时，通过第一实际开度与自检目标开度之间的差值绝对值检测此时的节气门阀片是否结冰，若检测到结冰，而同时又检测到车辆启动信号时，则优先启动车辆；在启动车辆，车辆进入running状态后，再启动runnin状态下的第一预设破冰策略；首先是确认破冰策略的开启条件：启动后的所述第二实际开度与所述当前目标开度之间的差值绝对值在第一预设值以上，第二实际开度的变化微分在第二预设值以内，以及所述进气歧管温度小于预设温度；之所以引入节气门实际开度的变化微分的判断，是为了保证在节气门开度处于稳定的状态，即在车辆处于稳定行驶工况下执行破冰策略，避免节气门阀片的损坏，甚至节气门电机的烧毁，保证车辆的正常行驶；然后结合此时节气门实际开度与目标开度的差值大小以及进气歧管温度，判断出节气门阀片仍然存在结冰时，根据running状态下的破冰策略，控制所述电子节气门进行破冰。总的来说，上述方案提出一种车辆在running状态下的破冰策略，支持用户在快速启动车辆或一键启动车辆时，优先保证车辆启动，然后在车辆启动后进入稳态工况时，再开始执行破冰策略，避免了现有的节气门破冰策略只适用于车辆上电，发动机未启动的工况，保证车辆在快速启动后破冰策略仍然可以介入使用，从而消除了因节气门阀片结冰而产生的行车安全隐患。

在接下来的内容中，结合具体实施方式，对上述方案进行进一步的说明。

根据一个可选的实施例，将上述电子节气门破冰的控制方法应用到某车型的发动机控制单元ECU，在该车型中与本方案相关的零部件有：电子节气门、进气歧管、曲通管、缸体、缸盖、油门踏板、转速传感器及发动机控制单元。其中，电子节气门能够根据发动机控制器/单元(Engine Control Unit，或Engine Mangement System)给出的目标开度需求，实现阀片最小开度到最大开度区间0到100％的控制，并能够通过位置传感器反馈具体的节气门实际开度。在发动机控制单元通过采集油门踏板，节气门位置传感器和转速传感器的信号，经过计算、判断对节气门进行控制。通常来说，电子节气门的阀片开度越大，表示在相同发动机转速下，发动机的进气量越多，进气压力越大，进气阻力越小。

图1示出了电子节气门结构，电子节气门1布置在发动机进气歧管2上，新鲜空气或增压气体通过电子节气门阀片的进入到进气歧管2内，与来自曲通管4的水汽3混合后，形成混合气体进入缸盖5燃烧室内参与燃烧。当发动机停机后，水汽3在节气门阀片的附近粘附，即图1中圈出的位置。在低温环境下，水汽在该处凝结成冰珠及冰块。在下次启动车辆后，根据ECU的控制策略，对节气门1的初始位置进行检测及判断：

S1：在所述车辆上电时，获取所述电子节气门的第一实际开度；

具体的，在开机上电自检时，ECU提供一个自检目标开度，节气门阀片响应自检目标开度进行动作，通过节气门位置传感器获取此时电子节气门的第一实际开度。

接下来检测节气门阀片是否结冰：

S2：若所述第一实际开度与自检目标开度之间的差值绝对值在第一预设值以上，且接收到车辆启动信号，则在所述车辆启动后，获取所述电子节气门的第二实际开度，所述第二实际开度的变化微分和进气歧管温度；

具体的，通过在key on时节气门阀片的第一实际开度与自检目标开度之间的差值大小，判断此时是否存在结冰现象。若第一实际开度与自检目标开度之间的差值绝对值大于第一预设值，则说明此时阀片周围存在结冰，接下来准备判断进入节气门破冰策略的条件。

在检测到存在结冰问题的同时，若检测到此时还存在车辆启动信号，即发动机启动信号的输入，则优先启动车辆/发动机，即在key on状态下不进行破冰检测或破冰策略。在启动车辆后，车辆进入running运行状态后，进入running运行状态的破冰策略。

在running状态的破冰策略下，首先是判断当前是否满足破冰条件，因为可能启动后，阀片脱离了结冰状态，此时就不用破冰。通过获取电子节气门当前的第二实际开度，并根据第二实际开度获取变化微分，以及进气歧管温度进行判断。变化微分是对第二实际开度的变化率计算微分。可选的，本实施例中的第二实际开度的变化微分的数学表达式如下：

上式中，n表示误差求和的次数，t₁表示求和次数的累计时间，dΔP_ct/dt₀表示单位时间位置变化求微分。

S3：在所述第二实际开度与当前目标开度之间的差值绝对值在所述第一预设值以上，所述变化微分的绝对值在第二预设值以内，且所述进气歧管温度小于预设温度时，根据第一预设破冰策略，控制所述电子节气门进行破冰。

可选的，所述第一预设破冰策略包括：根据预设占空比和预设驱动电压，控制节气门电机进行循环破冰。

具体的，本步骤给出了第一预设破冰策略，即running状态下的破冰策略的开启条件。其中，变化微分的绝对值在第二预设值以内，表示此时发动机转速稳定，节气门开度稳定，符合破冰策略启动条件；结合第二实际开度与当前目标开度的差值绝对值在第一预设值以上，表明此时节气门的实际开度无法达到发动机ECU给出的目标开度，且相差较多；进气歧管温度小于预设温度，表明车辆启动时环境温度偏低，综合得出节气门仍然处于结冰状态。第一预设值，第二预设值和预设温度的具体参数可根据不同需求进行标定。例如对于某车型，第一预设值可以是3％，第二预设值可以是控制周期2ms内的变化微分为5％，预设温度为125℃；则在|节气门目标开度-实际开度|≥3％时，2ms内的第二实际开度的变化微分的绝对值<5％，且进气歧管温度小于125℃的条件同时满足时，符合running破冰策略的开启条件。

在开启条件满足后，即可开始破冰动作。结合附图1和附图3所示，一种破冰动作可选方案为：发动机控制单元9给出节气门阀片最小目标开度12，再给出阀片最大目标开度13的开度需求，通过电子节气门电机11驱使阀片在这两个目标开度位置之间循环动作，以达到破冰和清理冰块的目的。

进一步的研究表明，在破冰之前先判断节气门阀片的结冰方向，有利于提高破冰效率，因此可选的，所述控制方法还包括：根据所述第二实际开度和所述当前目标开度，确定所述电子节气门的结冰方向；所述结冰方向包括关闭方向和开启方向。

具体的，以第一预设值为3％为例，若第二实际开度-当前目标开度>3％，说明此时节气门阀片无法进一步减小以达到目标开度，属于关闭方向结冰；若第二实际开度-当前目标开度<-3％，说明此时节气门阀片无法进一步增加以达到目标开度，属于开启方向结冰。

结合上述破冰方向，本实施例提供了一种更适用于running状态下的破冰动作，具体如下：

若所述结冰方向为所述关闭方向，则根据83％～87％的占空比，-11V至-9V的驱动电压，控制所述节气门电机进行循环破冰；优选占空比为85％，驱动电压为-10V。

若所述结冰方向为所述开启方向，则根据83％～87％的占空比，9V至11V的驱动电压，控制所述节气门电机进行循环破冰；优选占空比为85％，驱动电压为10V。

在上述方案中，单次破冰的持续时间(包括节气门阀片的动作时间和休息时间)可以是0.04秒，循环次数，即第一预设次数可以是3次或4次。之所以设置上述的持续时间和循环次数，是为了避免影响车辆的正常驾驶。

故而，在执行running破冰策略之后，所述控制方法还包括

获取破冰次数和所述电子节气门在破冰后的实际开度；

在所述破冰次数大于第一预设次数，或所述破冰后的实际开度与所述当前目标开度之间的差值绝对值在所述第一预设值以内时，退出所述第一预设破冰策略。

本部分规定了running破冰策略的退出条件：若破冰动作完成后，节气门阀片可以达到目标位置，则退出破冰策略；或者节气门阀片未能达到目标位置，破冰策略的作动循环次数最大不超过3次或4次。

总的来说，本实施例提供了一种running状态下的破冰策略，能够在车辆在进入running状态后执行破冰策略。通过增加了节气门实际位置的变化微分的破冰开启判据，从而保证节气门开度处于一个稳定的状态，即确保车辆在稳定工况下进行破冰策略，以免影响车辆的正常运行；进一步的，提出节气门破冰时，节气门电机的驱动电压±9～11V的控制要求，协同电机占空比83％～87％的驱动，通过节气门阀片反复往返关闭和开启的动作，保证了破冰力度和破冰效果；进一步的，提出单次破冰和破冰循环次数，以保证running破冰策略不影响车辆的正常使用。

上述实施例给出了running状态下的破冰策略，对于key on状态，本发明也提供了一套破冰策略，因此在前述实施例的基础上，在另一个可选的实施例中，提供了一种key on状态下的破冰策略，具体如下：

若所述第一实际开度与自检目标开度之间的差值绝对值在第一预设值以上，且未接收到所述车辆启动信号，则所述控制方法还包括：根据第二预设破冰策略，控制所述电子节气门进行破冰。

可选的，所述第二预设破冰策略包括：根据预设破冰开度和第二预设次数，控制所述电子节气门进行循环破冰。

具体的，在车辆上电key on时，检测到此时节气门阀片存在结冰卡涩的问题，并且此时有没有车辆启动信号输入，若没有启动信号输入，则进入key on上电状态下的第二破冰策略。可选的，key on状态的破冰策略的开启条件可以是：车辆钥匙状态为ACC，发动机未运行，当前无启动请求。

同理，在破冰前先确定阀片的结冰方向，有利于提高破冰效率，故而可选的，根据所述第一实际开度和所述自检目标开度，确定所述电子节气门的结冰方向；所述结冰方向包括关闭方向和开启方向。

举例来说，以第一预设值为3％为例，可设置关闭方向自检目标开度为3％，若节气门阀片的实际开度大于6％，则认为关闭方向结冰；可设置开启方向自检目标开度为15％，若节气门阀片的实际开度小于12％，则认为开启方向结冰。

在确定了结冰方向之后，接下来进行破冰动作，破冰策略的原理如前所述：发动机控制单元给出节气门阀片最小目标开度，再给出阀片最大目标开度的开度需求，使得阀片在这两个目标开度位置之间不停的动作，目标开度的大小和循环次数可通过标定确定。

一种可选的破冰方案如下：

若所述结冰方向为所述关闭方向，则根据预设破冰开度为0％，第二预设次数为8～12次，优选10次，控制所述电子节气门进行循环破冰；

若所述结冰方向为所述开启方向，则根据所述预设破冰开度为83％～87％，优选85％，所述第二预设次数为8～12次，优选10次，控制所述电子节气门进行循环破冰。

具体的，在结冰方向破冰时，是设定最小目标开度为0％进行破冰；而在开启方向破冰时，是设定最大目标开度为83％～87％进行破冰。可选的，每次破冰动作之间间隔10ms；在结冰方向破冰时，最大目标开度可选为83％～87％，在开启方向破冰时，最小目标开度可选为0％。

破冰完成之后检验破冰效果，同理，获取破冰次数和所述电子节气门在破冰后的实际开度；在所述破冰次数大于第二预设次数，或所述破冰后的实际开度与所述当前目标开度之间的差值绝对值在所述第一预设值以内时，或接收到发动机启动信号，退出所述第二预设破冰策略。

总的来说，本实施例给出了key on状态下的破冰策略，之所以设置|目标自检开度-实际开度|是否超过第一预设值作为判定节气门是否达成目标开度的判据，主要是考虑到在稳定的状态下，节气门的实际开度，即阀片的开度在PID控制下是不断的调节的，持续存在微小的变化，不是固定的值，因此采用第一预设值，如3％作为判断限值，该参数为可标定值。若采用较小的限值，会导致节气门持续的进行破冰策略，影响驾驶和舒适性。在开启方向结冰时设置破冰目标开度为83％～87％，主要是为了保证破冰策略的力度，同时规避电机过载而损坏；若设置过小，可能会导致破冰力度过小，达不到破冰效果；若过大，可能会损坏节气门电机，影响节气门电机的可靠性。

综上所述，结合key on破冰策略和running破冰策略，本发明提供的节气门破冰的控制方案如图4所示：

(1)在车辆上电key on时，检测节气门的实际开度与自检目标开度之间的差值绝对值是否≥3％；若否，不进入破冰功能；

(2)若是，判断是否有发动机启动信号输入，若没有发动机启动信号输入，则进入key on状态下的破冰策略：

Key on破冰策略：

①开启条件：

钥匙状态为ACC，发动机未运行，无启动请求；

②检测结冰方向：

先检测关闭方向，再检测开启方向，若关闭方向结冰，则执行完关闭方向破冰后再检测开启方向。

关闭方向检测：设置自检目标开度为3％，若实际开度大于6％，即认为关闭方向结冰，立刻执行关闭方向破冰；

开启方向检测：设置自检目标开度为15％，若实际开度小于12％，即认为节气门开启方向结冰，立刻执行开启方向破冰。

③破冰动作：

关闭方向破冰：设置目标破冰开度0％，最多冲击10次，每次间隔10ms，每次执行完毕后检测实际位置，若实际开度能够小于3％，则认为破冰成功；

开启方向破冰，设置目标破冰开度85％，最多冲击10次，每次间隔10ms，每次执行完毕后检测实际开度，若实际开度能够大于12％，则认为破冰成功。

④破冰策略实施方式：

采用开环控制，避免导致发动机或车辆运行异常；

⑤退出条件：

在实际开度达到自检目标开度后，退出破冰策略；

或者收到发动机启动信号，退出key on破冰策略。

(3)若有发动机启动信号输入，则优先启动车辆，在key on状态下不进行破冰策略；启动车辆后，车辆处于running运行状态，则进入running运行状态的破冰策略：

Running破冰策略：

①开启条件：

发动机转速稳定，节气门开度稳定，即对节气门实际开度在控制周期2ms内的变化微分取平均值，需绝对值<5％，并且此时的节气门目标开度及实际开度之间的差值绝对值≥3％，进气歧管温度小于125℃；

②检测结冰方向：

先检测关闭方向，再检测开启方向，若关闭方向结冰，则执行完关闭方向破冰后再检测开启方向。

关闭方向检测：若节气门目标开度-实际开度<-3％，即认为关闭方向结冰，立刻执行关闭方向破冰；

开启方向检测：若节气门目标开度-实际开度>3％，即认为节气门开启方向结冰，立刻执行开启方向破冰。

③破冰动作：

开启条件满足后，开始破冰动作：

若开启方向结冰，则将电机占空比设为85％，驱动电压设定为10V；若关闭方向结冰，则将电机占空比设为85％，驱动电压设定为-10V，进行循环破冰动作，每次持续时间为0.04s(动作+休息时间)；

④破冰策略实施方式：

采用开环控制，避免导致发动机或车辆运行异常；

⑤退出条件：

在实际开度达到目标开度后，退出破冰策略；

若实际开度与目标开度之间的差值绝对值仍然>3％，且破冰策略的作动循环次数达到3次。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种汽油机电子节气门破冰的控制装置，包括：

获取模块10，用于在所述车辆上电时，获取所述电子节气门的第一实际开度；以及若所述第一实际开度与自检目标开度之间的差值绝对值在第一预设值以上，且接收到车辆启动信号，则在所述车辆启动后，获取所述电子节气门的第二实际开度，所述第二实际开度的变化微分和进气歧管温度；

破冰模块20，用于在所述第二实际开度与当前目标开度之间的差值绝对值在所述第一预设值以上，所述变化微分的绝对值在第二预设值以内，且所述进气歧管温度小于预设温度时，根据第一预设破冰策略，控制所述电子节气门进行破冰。

可选的，所述破冰模块20用于：

根据所述第二实际开度和所述当前目标开度，确定所述电子节气门的结冰方向；所述结冰方向包括关闭方向和开启方向。

进一步的，若所述结冰方向为所述关闭方向，则所述破冰模块20用于：

根据83％～87％的占空比，-11V至-9V的驱动电压，控制所述节气门电机进行循环破冰。

若所述结冰方向为所述开启方向，则所述破冰模块20用于：

根据83％～87％的占空比，9V至11V的驱动电压，控制所述节气门电机进行循环破冰。

进一步的，所述破冰模块20用于：

获取破冰次数和所述电子节气门在破冰后的实际开度；

在所述破冰次数大于第一预设次数，或所述破冰后的实际开度与所述当前目标开度之间的差值绝对值在所述第一预设值以内时，退出所述第一预设破冰策略。

如上述的控制装置，若所述第一实际开度与自检目标开度之间的差值绝对值在第一预设值以上，且未接收到所述车辆启动信号，则所述破冰模块20用于：

根据第二预设破冰策略，控制所述电子节气门进行破冰。

进一步的，所述破冰模块20用于：

根据所述第一实际开度和所述自检目标开度，确定所述电子节气门的结冰方向；所述结冰方向包括关闭方向和开启方向。

进一步的，若所述结冰方向为所述关闭方向，则所述破冰模块20用于：

根据预设破冰开度为0％，第二预设次数为8～12次，控制所述电子节气门进行循环破冰；

若所述结冰方向为所述开启方向，则所述破冰模块20用于：

根据所述预设破冰开度为83％～87％，所述第二预设次数为8～12次，控制所述电子节气门进行循环破冰。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种发动机控制单元ECU，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述实施例中的控制方法的步骤。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种燃油车辆，所述燃油车辆包括前述实施例中的发动机控制单元ECU。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种汽油发动机电子节气门破冰的控制方法、装置及ECU，通过在所述车辆上电时，通过第一实际开度与自检目标开度之间的差值绝对值检测此时的节气门阀片是否结冰，若检测到结冰，而同时又检测到车辆启动信号时，则优先启动车辆；在启动车辆，车辆进入running状态后，再启动runnin状态下的第一预设破冰策略；首先是确认破冰策略的开启条件：启动后的所述第二实际开度与所述当前目标开度之间的差值绝对值在第一预设值以上，第二实际开度的变化微分在第二预设值以内，以及所述进气歧管温度小于预设温度；之所以引入节气门实际开度的变化微分的判断，是为了保证在节气门开度处于稳定的状态，即在车辆处于稳定行驶工况下执行破冰策略，避免节气门阀片的损坏，甚至节气门电机的烧毁，保证车辆的正常行驶；再结合此时节气门实际开度与目标开度的差值大小以及进气歧管温度，判断出节气门阀片仍然存在结冰时，根据running状态下的破冰策略，控制所述电子节气门进行破冰。总的来说，上述方案提出一种车辆在running状态下的破冰策略，支持用户在紧急启动车辆或一键启动车辆时，优先保证车辆启动，然后在车辆启动后进入稳态工况时，再开始执行破冰策略，避免了现有的节气门破冰策略只适用于车辆上电，发动机未启动的工况，保证车辆在快速启动后破冰策略仍然可以介入使用，从而消除了因节气门阀片结冰、卡涩而产生的行车安全隐患。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。