使用凸輪相位器油壓差的可變閥升程診斷系統和方法
【專利說明】使用凸輪相位器油壓差的可變閥升程診斷系統和方法
[0001] 相關申請的交叉引用 本申請要求2014年9月30日提交的美國臨時申請號62/057, 480的利益。上面提及 的申請的完整公開以引用方式并入本文。
【背景技術】
[0002] 這里所提供的【背景技術】描述大體上用于呈現本公開的內容的目的。就本【背景技術】 部分中所描述的，以及在提交申請時可能無法作為先前技術的描述的各方面來說，既未明 確承認也未隱含承認當前署名的發明人的著作為本公開的先前技術。
[0003] 車輛包括產生驅動轉矩的內燃機。進氣閥被選擇性地打開以將空氣吸引到發動機 的汽缸中。空氣與燃料混合以形成燃燒混合氣。燃燒混合氣在汽缸中被壓縮，且被燃燒以 驅動汽缸中的活塞。排氣閥被選擇性地打開，以允許排放氣體在燃燒之后離開汽缸。
[0004] 旋轉的凸輪軸調節進氣閥和排氣閥的打開和關閉。凸輪軸包括隨著凸輪軸旋轉的 多個凸輪凸角（lobe)。凸輪凸角的輪廓確定閥升程時間安排。閥升程時間安排包括閥打開 的時間量(持續時間）以及閥打開的幅度和程度(升程)。
[0005] 可變閥致動（VVA)技術通過修改隨著發動機操作條件而變化的閥升程事件、定時 和持續時間來提高燃料燃燒效率、發動機效率和/或性能。兩步式VVA系統包括可變閥升 程機構，諸如液壓控制的可切換輥式指狀隨動件（SRFF)。SRFF允許關于進氣閥和/或排氣 閥的兩個獨立閥狀態(例如，低升程狀態和高升程狀態)。
【發明內容】
[0006] 用于車輛的診斷系統包括壓差模塊、傅里葉模塊和故障模塊。壓差模炔基于以下 壓力之間的差確定凸輪軸旋轉的壓力差：在凸輪軸旋轉期間測量的凸輪軸相位器的第一腔 室中的第一壓力與在凸輪軸旋轉期間測量的凸輪軸相位器的第二腔室中的第二壓力，其中 第一腔室中的第一壓力控制凸輪軸相對于發動機的曲柄軸的前進，其中第二腔室中的第二 壓力控制凸輪軸相對于發動機的曲柄軸的阻滯。傅里葉模炔基于壓力差執行傅里葉變換 (FT)，以產生FT數據。故障模炔基于FT數據選擇性地指示由凸輪軸致動的可變閥升程機 構中存在故障。
[0007] 在更多特征中，插值模塊在壓力差之間線性插值，以便為凸輪軸旋轉產生預定數 量的插值壓力差，并且傅里葉模炔基于所述插值壓力差執行FT。
[0008] 在更多特征中，偏移模塊使插值壓力差的每一個偏移預定的偏移量，以便為凸輪 軸旋轉產生預定數量的偏移壓力差，并且傅里葉模炔基于偏移壓力差執行FT。
[0009] 在更多特征中，逆傅里葉模塊在FT數據上執行逆FT，以便為凸輪軸旋轉產生第二 壓力差，并且故障模炔基于第二壓力差選擇性地指示由凸輪軸致動的可變閥升程機構中存 在故障。
[0010] 在更多特征中，故障模塊識別對于凸輪軸旋轉的第二壓力差中最大的一個，識別 對于凸輪軸旋轉的第二壓力差中最小的一個，并且基于第二壓力差中的最大的一個和最小 的一個選擇性地指示由凸輪軸致動的可變閥升程機構中存在故障。
[0011] 在更多特征中，故障模塊確定第二壓力中的最大的一個與第二壓力中的最小的一 個之間的差，基于所述差確定凸輪軸旋轉的變化值，并且基于所述變化值選擇性地指示由 凸輪軸致動的可變閥升程機構中存在故障。
[0012] 在更多特征中，傅里葉模塊將FT數據限制為預定階次（order)，并從FT數據過濾 掉其它階次。
[0013] 在更多特征中，傅里葉模塊將FT限制為一階、二階、三階、四階、五階和八階 (first, second, third, fourth, fifth, and eighth order)凸輪軸頻率，并且從 FT 數 據過濾掉其它階次。
[0014] 在更多特征中，當可變閥升程機構中存在故障時，故障模塊在存儲器中設置預定 診斷問題代碼（DTC)。
[0015] 在更多特征中，當可變閥升程機構中存在故障時，故障模塊亮起故障指示燈 (MIL)。
[0016] 一種診斷方法，包括基于以下壓力之間的差確定凸輪軸旋轉的壓力差：在凸輪軸 旋轉期間測量的凸輪軸相位器的第一腔室中的第一壓力與在凸輪軸旋轉期間測量的凸輪 軸相位器的第二腔室中的第二壓力，其中第一腔室中的第一壓力控制凸輪軸相對于發動機 的曲柄軸的前進，其中第二腔室中的第二壓力控制凸輪軸相對于發動機的曲柄軸的阻滯。 診斷方法進一步包括：基于壓力差執行傅里葉變換（FT)以產生FT數據；以及基于所述FT 數據選擇性地指示由凸輪軸致動的可變閥升程機構中存在故障。
[0017] 在更多特征中，診斷方法進一步包括：在壓力差之間進行線性插值，以便為凸輪軸 旋轉產生預定數量的插值壓力差，并基于所述插值壓力差執行FT。
[0018] 在更多特征中，診斷方法進一步包括：使插值壓力差的每一個偏移預定的偏移量， 以便為凸輪軸旋轉產生預定數量的偏移壓力差；以及基于所述偏移壓力差執行FT。
[0019] 在更多特征中，診斷方法進一步包括：在FT數據上執行逆FT，以便為凸輪軸旋轉 產生第二壓力差；以及基于所述第二壓力差選擇性地指示由凸輪軸致動的可變閥升程機構 中存在故障。
[0020] 在更多特征中，診斷方法進一步包括：識別對于凸輪軸旋轉的第二壓力差中最大 的一個；識別對于凸輪軸旋轉的第二壓力差中最小的一個；以及基于第二壓力差中的最大 的一個和最小的一個選擇性地指示由凸輪軸致動的可變閥升程機構中存在故障。
[0021] 在更多特征中，診斷方法進一步包括：確定第二壓力中的最大的一個與第二壓力 中的最小的一個之間的差；基于所述差確定凸輪軸旋轉的變化值；以及基于所述變化值選 擇性地指示由凸輪軸致動的可變閥升程機構中存在故障。
[0022] 在更多特征中，所述診斷方法進一步包括：將FT數據限制為預定階次；以及從FT 數據過濾掉其它階次。
[0023] 在更多特征中，所述診斷方法進一步包括：將FT限制為一階、二階、三階、四階、五 階和八階凸輪軸頻率；以及從FT數據過濾掉其它階次。
[0024] 在更多特征中，所述診斷方法進一步包括當可變閥升程機構中存在故障時，在存 儲器中設置預定診斷問題代碼（DTC )。
[0025] 在更多特征中，所述診斷方法進一步包括當可變閥升程機構中存在故障時，亮起 故障指示燈（MIL)。
[0026] 本發明還公開了如下技術方案。
[0027] 1、一種用于車輛的診斷系統，其包括： 壓差模塊，其基于以下壓力之間的差確定凸輪軸旋轉的壓力差： 在所述凸輪軸旋轉期間測量的凸輪軸相位器的第一腔室中的第一壓力，其中，所述第 一腔室中的所述第一壓力控制所述凸輪軸相對于發動機的曲柄軸的前進；以及 在所述凸輪軸旋轉期間測量的所述凸輪軸相位器的第二腔室中的第二壓力，其中，所 述第二腔室中的所述第二壓力控制所述凸輪軸相對于所述發動機的所述曲柄軸的阻滯； 傅里葉模塊，其基于所述壓力差執行傅里葉變換（FT)，以產生傅里葉變換數據；以及 故障模塊，其基于所述傅里葉變換數據選擇性地指示由所述凸輪軸致動的可變閥升程 機構中存在故障。
[0028] 2、根據方案1所述的診斷系統，其進一步包括插值模塊，所述插值模塊在所述壓 力差之間線性插值，以便為所述凸輪軸旋轉產生預定數量的插值壓力差， 其中，所述傅里葉模炔基于所述插值壓力差執行所述傅里葉變換。
[0029] 3、根據方案2所述的診斷系統，其進一步包括偏移模塊，所述偏移模塊使所述插 值壓力差的每一個偏移預定的偏移量，以便為所述凸輪軸旋轉產生預定數量的偏移壓力 差， 其中，所述傅里葉模炔基于所述偏移壓力差執行所述傅里葉變換。
[0030] 4、根據方案1所述的診斷系統，其進一步包括逆傅里葉模塊，所述逆傅里葉模塊 在所述傅里葉變換數據上執行逆傅里葉變換，以便為所述凸輪軸旋轉產生第二壓力差， 其中，所述故障模炔基于所述第二壓力差選擇性地指示由所述凸輪軸致動的所述可變 閥升程機構中存在所述故障。
[0031] 5、根據方案4所述的診斷系統，其中，所述故障模塊識別對于所述凸輪軸旋轉的 所述第二壓力差中最大的一個，識別對于所述凸輪軸旋轉的所述第二壓力差中最小的一 個，并且基于所述第二壓力差中的所述最大的一個和所述最小的一個選擇性地指示由所述 凸輪軸致動的所述可變閥升程機構中存在所述故障。
[0032] 6、根據方案5所述的診斷系統，其中，所述故障模塊確定所述第二壓力中的最大 的一個與所述第二壓力中的最小的一個之間的差，基于所述差確定所述凸輪軸旋轉的變化 值，并且基于所述變化值選擇性地指示由所述凸輪軸致動的所述可變閥升程機構中存在所 述故障。
[0033] 7、根據方案1所述的診斷系統，其中，所述傅里葉模塊將所述傅里葉變換數據限 制為預定階次，并從所述傅里葉變換數據過濾掉其它階次。
[0034] 8、根據方案7所述的診斷系統，其中，所述傅里葉模塊將所述傅里葉變換限制為 一階、二階、三階、四階、五階和八階凸輪軸頻率，并且從所述傅里葉變換數據過濾掉其它階 次。
[0035] 9、根據方案1所述的診斷系統，其中，當所述可變閥升程機構中存在所述故障時， 所述故障模塊在存儲器中設置預定診斷問題代碼（DTC )。
[0036] 10、根據方案1所述的診斷系統，其中，當所述可變閥升程機構中存在所述故障 時，所述故障模塊亮起故障指示燈（MIL)。
[0037] 11、一種用于車輛的診斷方法，其包括： 基于以下壓力之間的差確定凸輪軸旋轉的壓力差： 在所述凸輪軸旋轉期間測量的凸輪軸相位器的第一腔室中的第一壓力，其中，所述第 一腔室中的所述第一壓力控制所述凸輪軸相對于發動機的曲柄軸的前進；以及 在所述凸輪軸旋轉期間測量的所述凸輪軸相位器的第二腔室中的第二壓力，其中，所 述第二腔室中的所述第二壓力控制所述凸輪軸相對于所述發動機的所述曲柄軸的阻滯； 基于所述壓力差執行傅里葉變換（FT)，以產生傅里葉變換數據；以及， 基于所述傅里葉變換數據選擇性地指示由所述凸輪軸致動的可變閥升程