使用凸轮相位器油压差的可变阀升程诊断系统和方法
【专利说明】使用凸轮相位器油压差的可变阀升程诊断系统和方法
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请要求2014年9月30日提交的美国临时申请号62/057, 480的利益。上面提及 的申请的完整公开以引用方式并入本文。
【背景技术】
[0002] 这里所提供的【背景技术】描述大体上用于呈现本公开的内容的目的。就本【背景技术】 部分中所描述的，以及在提交申请时可能无法作为先前技术的描述的各方面来说，既未明 确承认也未隐含承认当前署名的发明人的著作为本公开的先前技术。
[0003] 车辆包括产生驱动转矩的内燃机。进气阀被选择性地打开以将空气吸引到发动机 的汽缸中。空气与燃料混合以形成燃烧混合气。燃烧混合气在汽缸中被压缩，且被燃烧以 驱动汽缸中的活塞。排气阀被选择性地打开，以允许排放气体在燃烧之后离开汽缸。
[0004] 旋转的凸轮轴调节进气阀和排气阀的打开和关闭。凸轮轴包括随着凸轮轴旋转的 多个凸轮凸角（lobe)。凸轮凸角的轮廓确定阀升程时间安排。阀升程时间安排包括阀打开 的时间量(持续时间）以及阀打开的幅度和程度(升程)。
[0005] 可变阀致动（VVA)技术通过修改随着发动机操作条件而变化的阀升程事件、定时 和持续时间来提高燃料燃烧效率、发动机效率和/或性能。两步式VVA系统包括可变阀升 程机构，诸如液压控制的可切换辊式指状随动件（SRFF)。SRFF允许关于进气阀和/或排气 阀的两个独立阀状态(例如，低升程状态和高升程状态)。
【发明内容】
[0006] 用于车辆的诊断系统包括压差模块、傅里叶模块和故障模块。压差模炔基于以下 压力之间的差确定凸轮轴旋转的压力差：在凸轮轴旋转期间测量的凸轮轴相位器的第一腔 室中的第一压力与在凸轮轴旋转期间测量的凸轮轴相位器的第二腔室中的第二压力，其中 第一腔室中的第一压力控制凸轮轴相对于发动机的曲柄轴的前进，其中第二腔室中的第二 压力控制凸轮轴相对于发动机的曲柄轴的阻滞。傅里叶模炔基于压力差执行傅里叶变换 (FT)，以产生FT数据。故障模炔基于FT数据选择性地指示由凸轮轴致动的可变阀升程机 构中存在故障。
[0007] 在更多特征中，插值模块在压力差之间线性插值，以便为凸轮轴旋转产生预定数 量的插值压力差，并且傅里叶模炔基于所述插值压力差执行FT。
[0008] 在更多特征中，偏移模块使插值压力差的每一个偏移预定的偏移量，以便为凸轮 轴旋转产生预定数量的偏移压力差，并且傅里叶模炔基于偏移压力差执行FT。
[0009] 在更多特征中，逆傅里叶模块在FT数据上执行逆FT，以便为凸轮轴旋转产生第二 压力差，并且故障模炔基于第二压力差选择性地指示由凸轮轴致动的可变阀升程机构中存 在故障。
[0010] 在更多特征中，故障模块识别对于凸轮轴旋转的第二压力差中最大的一个，识别 对于凸轮轴旋转的第二压力差中最小的一个，并且基于第二压力差中的最大的一个和最小 的一个选择性地指示由凸轮轴致动的可变阀升程机构中存在故障。
[0011] 在更多特征中，故障模块确定第二压力中的最大的一个与第二压力中的最小的一 个之间的差，基于所述差确定凸轮轴旋转的变化值，并且基于所述变化值选择性地指示由 凸轮轴致动的可变阀升程机构中存在故障。
[0012] 在更多特征中，傅里叶模块将FT数据限制为预定阶次（order)，并从FT数据过滤 掉其它阶次。
[0013] 在更多特征中，傅里叶模块将FT限制为一阶、二阶、三阶、四阶、五阶和八阶 (first, second, third, fourth, fifth, and eighth order)凸轮轴频率，并且从 FT 数 据过滤掉其它阶次。
[0014] 在更多特征中，当可变阀升程机构中存在故障时，故障模块在存储器中设置预定 诊断问题代码（DTC)。
[0015] 在更多特征中，当可变阀升程机构中存在故障时，故障模块亮起故障指示灯 (MIL)。
[0016] 一种诊断方法，包括基于以下压力之间的差确定凸轮轴旋转的压力差：在凸轮轴 旋转期间测量的凸轮轴相位器的第一腔室中的第一压力与在凸轮轴旋转期间测量的凸轮 轴相位器的第二腔室中的第二压力，其中第一腔室中的第一压力控制凸轮轴相对于发动机 的曲柄轴的前进，其中第二腔室中的第二压力控制凸轮轴相对于发动机的曲柄轴的阻滞。 诊断方法进一步包括：基于压力差执行傅里叶变换（FT)以产生FT数据；以及基于所述FT 数据选择性地指示由凸轮轴致动的可变阀升程机构中存在故障。
[0017] 在更多特征中，诊断方法进一步包括：在压力差之间进行线性插值，以便为凸轮轴 旋转产生预定数量的插值压力差，并基于所述插值压力差执行FT。
[0018] 在更多特征中，诊断方法进一步包括：使插值压力差的每一个偏移预定的偏移量， 以便为凸轮轴旋转产生预定数量的偏移压力差；以及基于所述偏移压力差执行FT。
[0019] 在更多特征中，诊断方法进一步包括：在FT数据上执行逆FT，以便为凸轮轴旋转 产生第二压力差；以及基于所述第二压力差选择性地指示由凸轮轴致动的可变阀升程机构 中存在故障。
[0020] 在更多特征中，诊断方法进一步包括：识别对于凸轮轴旋转的第二压力差中最大 的一个；识别对于凸轮轴旋转的第二压力差中最小的一个；以及基于第二压力差中的最大 的一个和最小的一个选择性地指示由凸轮轴致动的可变阀升程机构中存在故障。
[0021] 在更多特征中，诊断方法进一步包括：确定第二压力中的最大的一个与第二压力 中的最小的一个之间的差；基于所述差确定凸轮轴旋转的变化值；以及基于所述变化值选 择性地指示由凸轮轴致动的可变阀升程机构中存在故障。
[0022] 在更多特征中，所述诊断方法进一步包括：将FT数据限制为预定阶次；以及从FT 数据过滤掉其它阶次。
[0023] 在更多特征中，所述诊断方法进一步包括：将FT限制为一阶、二阶、三阶、四阶、五 阶和八阶凸轮轴频率；以及从FT数据过滤掉其它阶次。
[0024] 在更多特征中，所述诊断方法进一步包括当可变阀升程机构中存在故障时，在存 储器中设置预定诊断问题代码（DTC )。
[0025] 在更多特征中，所述诊断方法进一步包括当可变阀升程机构中存在故障时，亮起 故障指示灯（MIL)。
[0026] 本发明还公开了如下技术方案。
[0027] 1、一种用于车辆的诊断系统，其包括： 压差模块，其基于以下压力之间的差确定凸轮轴旋转的压力差： 在所述凸轮轴旋转期间测量的凸轮轴相位器的第一腔室中的第一压力，其中，所述第 一腔室中的所述第一压力控制所述凸轮轴相对于发动机的曲柄轴的前进；以及 在所述凸轮轴旋转期间测量的所述凸轮轴相位器的第二腔室中的第二压力，其中，所 述第二腔室中的所述第二压力控制所述凸轮轴相对于所述发动机的所述曲柄轴的阻滞； 傅里叶模块，其基于所述压力差执行傅里叶变换（FT)，以产生傅里叶变换数据；以及 故障模块，其基于所述傅里叶变换数据选择性地指示由所述凸轮轴致动的可变阀升程 机构中存在故障。
[0028] 2、根据方案1所述的诊断系统，其进一步包括插值模块，所述插值模块在所述压 力差之间线性插值，以便为所述凸轮轴旋转产生预定数量的插值压力差， 其中，所述傅里叶模炔基于所述插值压力差执行所述傅里叶变换。
[0029] 3、根据方案2所述的诊断系统，其进一步包括偏移模块，所述偏移模块使所述插 值压力差的每一个偏移预定的偏移量，以便为所述凸轮轴旋转产生预定数量的偏移压力 差， 其中，所述傅里叶模炔基于所述偏移压力差执行所述傅里叶变换。
[0030] 4、根据方案1所述的诊断系统，其进一步包括逆傅里叶模块，所述逆傅里叶模块 在所述傅里叶变换数据上执行逆傅里叶变换，以便为所述凸轮轴旋转产生第二压力差， 其中，所述故障模炔基于所述第二压力差选择性地指示由所述凸轮轴致动的所述可变 阀升程机构中存在所述故障。
[0031] 5、根据方案4所述的诊断系统，其中，所述故障模块识别对于所述凸轮轴旋转的 所述第二压力差中最大的一个，识别对于所述凸轮轴旋转的所述第二压力差中最小的一 个，并且基于所述第二压力差中的所述最大的一个和所述最小的一个选择性地指示由所述 凸轮轴致动的所述可变阀升程机构中存在所述故障。
[0032] 6、根据方案5所述的诊断系统，其中，所述故障模块确定所述第二压力中的最大 的一个与所述第二压力中的最小的一个之间的差，基于所述差确定所述凸轮轴旋转的变化 值，并且基于所述变化值选择性地指示由所述凸轮轴致动的所述可变阀升程机构中存在所 述故障。
[0033] 7、根据方案1所述的诊断系统，其中，所述傅里叶模块将所述傅里叶变换数据限 制为预定阶次，并从所述傅里叶变换数据过滤掉其它阶次。
[0034] 8、根据方案7所述的诊断系统，其中，所述傅里叶模块将所述傅里叶变换限制为 一阶、二阶、三阶、四阶、五阶和八阶凸轮轴频率，并且从所述傅里叶变换数据过滤掉其它阶 次。
[0035] 9、根据方案1所述的诊断系统，其中，当所述可变阀升程机构中存在所述故障时， 所述故障模块在存储器中设置预定诊断问题代码（DTC )。
[0036] 10、根据方案1所述的诊断系统，其中，当所述可变阀升程机构中存在所述故障 时，所述故障模块亮起故障指示灯（MIL)。
[0037] 11、一种用于车辆的诊断方法，其包括： 基于以下压力之间的差确定凸轮轴旋转的压力差： 在所述凸轮轴旋转期间测量的凸轮轴相位器的第一腔室中的第一压力，其中，所述第 一腔室中的所述第一压力控制所述凸轮轴相对于发动机的曲柄轴的前进；以及 在所述凸轮轴旋转期间测量的所述凸轮轴相位器的第二腔室中的第二压力，其中，所 述第二腔室中的所述第二压力控制所述凸轮轴相对于所述发动机的所述曲柄轴的阻滞； 基于所述压力差执行傅里叶变换（FT)，以产生傅里叶变换数据；以及， 基于所述傅里叶变换数据选择性地指示由所述凸轮轴致动的可变阀升程