專(zhuān)利名稱(chēng)：識(shí)別凸輪相位器部件損耗的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于識(shí)別凸輪相位器部件損耗的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本節(jié)的陳述只提供與本發(fā)明相關(guān)的背景信息，并不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。 凸輪相位器控制系統(tǒng)具有夾在發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸與凸輪軸驅(qū)動(dòng)裝置之 間的凸輪相位器驅(qū)動(dòng)器，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)正時(shí)。 一些系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī) 潤(rùn)滑油用作液壓流體來(lái)移動(dòng)相位器驅(qū)動(dòng)器。通常，流進(jìn)或流出驅(qū)動(dòng)器的
潤(rùn)滑油是由多端口 、電控的油控制閥(OCV )控制。通過(guò)月永寬調(diào)制(PWM ) 電壓源來(lái)控制OCV的位置(以及由此控制潤(rùn)滑油流進(jìn)或流出驅(qū)動(dòng)器的 特定端口 )。閉環(huán)控制器加上適當(dāng)?shù)腜WM值從而將相位器驅(qū)動(dòng)器移到相 位器期望位置。
由于凸輪相位器驅(qū)動(dòng)器、OCV或潤(rùn)滑油供給源的損耗，觀測(cè)到的閉 環(huán)控制可能會(huì)大大偏離期望的閉環(huán)控制。例如，測(cè)得的相位器位置的變 化率會(huì)不同于相位器期望位置的指令變化。這種差異意味著相位器驅(qū)動(dòng) 器移動(dòng)得比期望的更慢或比期望的更快，取決于損耗的種型。這些偏差 會(huì)使汽車(chē)駕駛員經(jīng)受令人不快的不同水平的汽車(chē)晃動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提供一種凸輪相位器診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一采樣方差 模塊，其根據(jù)凸輪相位器的期望位置計(jì)算第一方差；第二采樣方差模塊， 其根據(jù)凸輪相位器的測(cè)定位置計(jì)算第二方差；評(píng)價(jià);溪塊，其根據(jù)第一方 差和第二方差診斷凸輪相位器的故障運(yùn)轉(zhuǎn)。
在其它特征中，提供一種診斷凸輪相位器的方法。該方法包括根 據(jù)凸輪相位器的期望位置計(jì)算第一方差；根據(jù)凸輪相位器的測(cè)定位置計(jì) 算第二方差；以及根據(jù)第一方差和第二方差診斷凸輪相位器的故障運(yùn)轉(zhuǎn)。
從本文的描述可以更明顯地看出其應(yīng)用的更多領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)明白，描述和特定例子只是為了描述的目的而不意圖限制本發(fā)明的范圍。


本文所述附圖只是為了描述的目的而決不意圖限制本發(fā)明的范圍。 圖l是原理框圖，示出具有根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的凸輪相位器控 制系統(tǒng)的汽車(chē)。
圖2是數(shù)據(jù)流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的凸輪相位器控制 系統(tǒng)的凸輪相位器診斷系統(tǒng)。
圖3是曲線圖，示出示例性凸輪相位器的代表快速運(yùn)轉(zhuǎn)、慢速運(yùn)轉(zhuǎn) 和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的位置數(shù)據(jù)。
圖4是流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的凸輪相位器診斷系統(tǒng)
所執(zhí)行的示例性凸輪相位器診斷方法。
圖5是流程圖，示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的凸輪相位器診斷系統(tǒng) 所執(zhí)行的另 一種示例性凸輪相位器診斷方法。
具體實(shí)施例方式
下列描述實(shí)際上只是示例性的并且不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用 途。應(yīng)當(dāng)明白，在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相應(yīng)的部件 和特征。本文所用的術(shù)語(yǔ)模塊是指專(zhuān)用集成電路(ASIC)、電子電路、 執(zhí)行一種或多種軟件或固件程序的處理器(共享的、專(zhuān)用的或成組的) 和存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/或其它的提供所述功能的適用部件。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1,汽車(chē)10具有發(fā)動(dòng)機(jī)12，該發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒空氣和燃料 混合物以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩?？諝饨?jīng)過(guò)節(jié)氣門(mén)16被吸入進(jìn)氣歧管14。節(jié)氣 門(mén)16調(diào)節(jié)進(jìn)入進(jìn)氣歧管14的質(zhì)量空氣流量。進(jìn)氣歧管14內(nèi)的空氣分 配入氣缸18。盡管只示出單個(gè)氣缸18,但可以預(yù)見(jiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)12可以有 多個(gè)氣缸，包括^旦不限于2、 3、 4、 5、 6、 8、 10和12個(gè)氣缸。
燃料噴射器(未示出)噴射燃料，燃料在被吸入氣缸18時(shí)與空氣 混合。燃料噴射器可以是與電子式或機(jī)械式燃料噴射系統(tǒng)、化油器的噴 嘴或噴口、或其它的用于混合燃料與進(jìn)氣的系統(tǒng)相關(guān)的噴射器。燃料噴 射器受到控制以在每個(gè)氣缸18內(nèi)供給所需空氣/燃料(A/F)比。
進(jìn)氣門(mén)22選擇性地打開(kāi)和關(guān)閉以使空氣/燃料混合物能夠進(jìn)入氣缸
518。進(jìn)氣門(mén)位置由進(jìn)氣凸輪軸24調(diào)節(jié)。活塞(未示出)在氣缸18內(nèi)壓 縮空氣/燃料混合物?；鸹ㄈ?6可以起燃空氣/燃料混合物，驅(qū)動(dòng)氣缸18 內(nèi)的活塞?；钊?qū)動(dòng)曲軸(未示出)以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)排氣門(mén)28處 于打開(kāi)位置時(shí)，氣缸18內(nèi)的燃燒廢氣被迫排出。排氣凸輪軸30調(diào)節(jié)排 氣門(mén)位置。在排氣系統(tǒng)中對(duì)廢氣進(jìn)行處理。盡管只示出單個(gè)進(jìn)、排氣門(mén) 22、 28， ^旦可以預(yù)見(jiàn)，發(fā)動(dòng)沖幾12的每個(gè)氣缸18可以具有多個(gè)進(jìn)、排氣 門(mén)22、 28。
發(fā)動(dòng)機(jī)12可以具有進(jìn)氣凸輪相位器32和/或排氣凸輪相位器34(此 后稱(chēng)作凸輪相位器32),它們分別調(diào)節(jié)進(jìn)、排氣凸輪軸24、 30的旋轉(zhuǎn)正 時(shí)。更具體地，進(jìn)、排氣凸輪軸24、 30的正時(shí)或相位角可以相對(duì)于4皮 此或者相對(duì)于氣缸18內(nèi)的活塞的位置或曲軸位置延遲或提前。通過(guò)這 種方式，進(jìn)、排氣門(mén)22、 28的位置可以相對(duì)于彼此或者相對(duì)于氣缸18 內(nèi)的活塞的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣門(mén)22和排氣門(mén)28的位置，就 能調(diào)節(jié)氣缸18吸入的空氣/燃料混合物的量并由此調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。
凸輪相位器32可以具有電驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)的相位器驅(qū)動(dòng)器35。例 如，液壓驅(qū)動(dòng)的相位器驅(qū)動(dòng)器35具有電控的油控制閥(OCV)36,該 控制閥控制流入或流出相位器驅(qū)動(dòng)器35的潤(rùn)滑油?？刂颇K40控制凸 輪相位器32的OCV36的位置。位置傳感器38 ^f艮據(jù)凸輪相位器32的測(cè) 定位置產(chǎn)生凸輪相位器的測(cè)定位置信號(hào)39?？刂颇K40根據(jù)凸輪相位 器的測(cè)定位置信號(hào)39以及本發(fā)明的凸輪相位器診斷系統(tǒng)和方法診斷凸 輪相位器32。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2,數(shù)據(jù)流程圖示出了可嵌入控制模塊40中的凸輪相位 器診斷系統(tǒng)的各種實(shí)施例。本發(fā)明的凸輪相位器診斷系統(tǒng)的各種實(shí)施例 可包含嵌入控制沖莫塊40中的任意數(shù)量子模塊。如所能意識(shí)到的，所示 子模塊可以組合在一起和/或進(jìn)一步分開(kāi)以同樣識(shí)別凸輪相位器硬件的 損耗。系統(tǒng)的輸入可以從汽車(chē)10 (圖1 )檢測(cè)，從汽車(chē)10 (圖1 )的其 它控制模塊(未示出)接收，和/或由控制模塊40中的其它子模塊(未 示出)確定。在各種實(shí)施例中，圖2的控制模塊40具有期望方差模塊 50、測(cè)定方差模塊52、差值模塊54和評(píng)價(jià)模塊56。
期望方差模塊50接收根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)確定的凸輪相位器 期望位置58作為輸入。期望方差模塊50 4艮據(jù)凸輪相位器期望位置58在采樣周期期間計(jì)算采樣期望方差60。如所能意識(shí)到的，可以根據(jù)本領(lǐng) 域已知的方差方程式計(jì)算采樣期望方差60。測(cè)定方差模塊52接收由圖 1的凸輪相位器位置傳感器38產(chǎn)生的凸輪相位器測(cè)定位置39作為輸入。 測(cè)定方差模塊52根據(jù)凸輪相位器測(cè)定位置39計(jì)算采樣測(cè)定方差64。在 與期望方差模塊50用于計(jì)算采樣期望方差60的相同采樣周期期間計(jì)算 采樣測(cè)定方差64。如所能意識(shí)到的，可以根據(jù)本領(lǐng)域已知的方差方程式 計(jì)算采樣測(cè)定方差64。
差值模塊54接收期望方差60和測(cè)定方差64作為輸入。差值模塊 54通過(guò)A^期望方差60中減去測(cè)定方差64來(lái)計(jì)算期望方差60與測(cè)定方 差64之間的差值66。在各種實(shí)施例中，差值才莫塊在計(jì)算差值以前，在 期望方差60或測(cè)定方差64上外加一個(gè)偏差。該偏差可以纟皮應(yīng)用來(lái)補(bǔ)償 凸輪相位器測(cè)定位置信號(hào)39中的噪聲。
評(píng)價(jià)模塊56接收差值66作為輸入。以差值66為基礎(chǔ)，評(píng)價(jià)模塊 56設(shè)置損耗識(shí)別器68以顯示凸輪相位器是在正常、慢速或快速的至少 一種情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。在各種實(shí)施例中，實(shí)施損耗識(shí)別器68作為且正常運(yùn) 轉(zhuǎn)、慢速運(yùn)轉(zhuǎn)和快速運(yùn)轉(zhuǎn)的值的枚舉類(lèi)型。如圖3所示，通常，當(dāng)凸輪 相位器硬件正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，差值66會(huì)很小。當(dāng)凸輪相位器硬件比期望的 更慢運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，差值66會(huì)很大并且為正。當(dāng)凸輪相位器硬件比期望的更 快運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，差值66也會(huì)很大并且為負(fù)。
倒回參照?qǐng)D2,在進(jìn)氣和/或排氣凸輪相位器比期望的更慢或更快運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)評(píng)價(jià)沖莫塊56還可以設(shè)置凸輪相位器4普誤狀態(tài)70，從而顯示凸輪相 位器的錯(cuò)誤運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，在差值66顯示相位器硬件在X個(gè)連續(xù)評(píng)價(jià)周 期期間或在總共Y個(gè)整個(gè)評(píng)價(jià)周期中的X個(gè)評(píng)價(jià)周期內(nèi)比期望的慢時(shí)， 評(píng)價(jià)模塊56可以設(shè)置凸輪相位器錯(cuò)誤狀態(tài)70,從而顯示錯(cuò)誤運(yùn)轉(zhuǎn)。如 所能意識(shí)到的， 一旦設(shè)置了凸輪相位器錯(cuò)誤狀態(tài)70以顯示凸輪相位器 的錯(cuò)誤運(yùn)轉(zhuǎn)，就可以執(zhí)行其它步驟以告知其它系統(tǒng)和用戶該錯(cuò)誤。在各 種實(shí)施例中，根據(jù)凸輪相位器的錯(cuò)誤狀態(tài)70設(shè)置診斷代碼。該診斷代 碼可以由服務(wù)工具取回或是通過(guò)遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)傳遞給遠(yuǎn)程位置。在 其它各種實(shí)施例中，根據(jù)凸輪相位器的錯(cuò)誤狀態(tài)70使指示燈發(fā)光。在 其它各種實(shí)施例中，根據(jù)凸輪相位器的錯(cuò)誤狀態(tài)70產(chǎn)生聲音警報(bào)信號(hào)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4,流程圖示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的圖2所示凸輪相位器診斷系統(tǒng)所執(zhí)行的示例性凸輪相位器診斷方法。如所能意識(shí)到 的，只要不改變本方法的本質(zhì)，示例性凸輪相位器診斷方法的步驟的執(zhí) 行順序可以變化。在控制模塊運(yùn)轉(zhuǎn)期間周期性地執(zhí)行該示例性方法或安 排成根據(jù)特定事件運(yùn)行該示例性方法。
在一個(gè)例子中，在100處開(kāi)始該方法。在110處，計(jì)算采樣周期內(nèi) 凸輪相位器期望位置58的采樣期望方差60。在120處，計(jì)算相同采樣 周期內(nèi)凸輪相位器測(cè)定位置39的采樣測(cè)定方差64。在130處，計(jì)算采 樣期望方差60與采樣測(cè)定方差64之間的差值66。
然后在步驟140、 150和180處評(píng)價(jià)差值66。如果在140處差值66 為負(fù)，就在150處比較差值66與第一高閾值。如果在150處差值66大 于第一高閾值(表明負(fù)差值較大)，就在160處將損耗識(shí)別器68設(shè)置成 快速運(yùn)轉(zhuǎn)。否則，如果在140處差值66為負(fù)且在150處差值66小于第 一高閾值(表明負(fù)差值較小)，就在170處將損耗識(shí)別器68設(shè)置成正常 運(yùn)轉(zhuǎn)。否則，如果在140處差值66不為負(fù)(即，為正)，就在180處比 較差值66與第二高閾值。如果在180處差值66大于第二高闊值(表明 正差值較大)，就在190處將損耗識(shí)別器68設(shè)置成慢速運(yùn)轉(zhuǎn)。否則，如 果在140處差值66不為負(fù)(即，為正)且在180處差值66小于第二高 閾值(表明正差值較小)，就在170處將損耗識(shí)別器68設(shè)置成正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 然后，在195處結(jié)束該方法。
現(xiàn)在參照?qǐng)D5，流程圖示出根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的圖2所示凸輪 相位器診斷系統(tǒng)所執(zhí)行的示例性凸輪相位器診斷方法的其它各種實(shí)施 例。如所能意識(shí)到的，只要不改變本方法的本質(zhì)，示例性凸輪相位器診 斷方法的步驟的執(zhí)行順序可以變化。在控制模塊運(yùn)轉(zhuǎn)期間周期性地執(zhí)行 該示例性方法或安排成根據(jù)特定事件運(yùn)行該示例性方法。
在各個(gè)方面，代替采用兩個(gè)高閾值， 一個(gè)用于負(fù)的， 一個(gè)用于正的， 凸輪相位器診斷方法只用到一個(gè)共用的高闊值。如所能意識(shí)到的，可以 實(shí)現(xiàn)在凸輪相位器診斷方法中比較一個(gè)或多個(gè)高閾值和/或一個(gè)或多個(gè) 低閾值，從而判別差值是小還是大。為了舉例，提供另一個(gè)例子。例如， 在200處開(kāi)始該方法。在210處，計(jì)算采樣周期內(nèi)凸輪相位器期望位置 58的采樣期望方差60。在220處，計(jì)算相同采樣周期內(nèi)凸輪相位器測(cè) 定位置39的采樣測(cè)定方差64。在230處，計(jì)算采樣期望方差60與采樣測(cè)定方差64之間的差值66 。
在步驟240、 260和270處評(píng)價(jià)差值66。如果在240處差值66小于 預(yù)定低閾值(表明差值較小)，就在250處將損耗識(shí)別器68設(shè)置成正常 運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，如果在240處差值66大于低閾值、在260處差值66大于 高閾值(表明差值較大)并且在270處差值66為正，就在290處將損 耗識(shí)別器68設(shè)置成慢速運(yùn)轉(zhuǎn)。否則，如果在240處差值66大于低閾值、 在260處差值66大于高閾值(表明差值較大)并且在270處差值66不 為正(即，為負(fù))，就在280處將損耗識(shí)別器68設(shè)置成快速運(yùn)轉(zhuǎn)。然后， 在300處結(jié)束該方法。
如所能意識(shí)到的，上述所有比較都能以各種形式進(jìn)行，取決于所選 定的用于比較數(shù)值。例如，在各種實(shí)施例中，"大于"的比較可以實(shí)施 為"大于或等于"的比較。同樣，在各種實(shí)施例中，"小于"的比較可以實(shí) 施為"小于或等于"的比較。在各種實(shí)施例中，"一定范圍內(nèi)"的比較同樣 可以實(shí)施為"小于或等于最大閾值"和"大于或等于最小閾值"的比較。
現(xiàn)在本領(lǐng)域4支術(shù)人員能夠從上文的描迷知道，可以以多種形式實(shí)施 本發(fā)明的寬泛教導(dǎo)。因此，盡管本文用特殊例子來(lái)描述本發(fā)明，但是， 本發(fā)明的實(shí)際范圍不會(huì)因此受到限制，因?yàn)閷?duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)通過(guò) 研究附圖、說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求可以很明顯地得到其它變型。
權(quán)利要求
1. 一種凸輪相位器診斷系統(tǒng)，包括第一采樣方差模塊，其根據(jù)凸輪相位器的期望位置計(jì)算第一方差；第二采樣方差模塊，其根據(jù)凸輪相位器的測(cè)定位置計(jì)算第二方差；以及評(píng)價(jià)模塊，其根據(jù)第一方差和第二方差診斷凸輪相位器的故障運(yùn)轉(zhuǎn)
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括差值模塊，其計(jì)算第一方差與第二方差之間的差值，并且其中，評(píng)價(jià);溪塊根據(jù)該差值診斷凸輪相位器。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，評(píng)價(jià)模塊根據(jù)該差值是否是正 值和負(fù)值中的至少 一 種來(lái)診斷凸輪相位器。
4. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，評(píng)價(jià)模塊根據(jù)與高閾值的比較 來(lái)診斷凸輪相位器。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，評(píng)價(jià)模塊在該差值大于高閾值 時(shí)診斷凸輪相位器沒(méi)有如所期望的運(yùn)轉(zhuǎn)。
6. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，評(píng)價(jià)模塊根據(jù)與低閾值的比較 來(lái)診斷凸輪相位器，并且其中，低閾值小于高閾值。
7. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，評(píng)價(jià)模塊在該差值小于高閾值 時(shí)診斷凸輪相位器是如所期望的運(yùn)轉(zhuǎn)。
8. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，評(píng)價(jià)模塊在該差值大于高闊 值且該差值為正時(shí)診斷凸輪相位器比所期望的移動(dòng)更慢。
9. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，評(píng)價(jià)模塊在該差值大于高閾 值且差值為負(fù)時(shí)診斷凸輪相位器比所期望的移動(dòng)更快。
10. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，評(píng)價(jià)模塊根據(jù)凸輪相位器的 診斷來(lái)設(shè)置凸輪相位器錯(cuò)誤狀態(tài)。
11. 一種診斷凸輪相位器的方法，包括 根據(jù)凸輪相位器的期望位置計(jì)算第一方差； 根據(jù)凸輪相位器的測(cè)定位置計(jì)算第二方差；以及 根據(jù)第一方差和第二方差診斷凸輪相位器的故障運(yùn)轉(zhuǎn)。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括計(jì)算第一方差與第二方差 之間的差值，并且其中，診斷是根據(jù)該差值進(jìn)行的。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，診斷包括在該差值大于第一閾值時(shí)診斷凸輪相位器沒(méi)有如所期望的運(yùn)轉(zhuǎn)。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，診斷包括在該差值小于第 二閾值時(shí)診斷凸輪相位器是如所期望的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且其中，第一闊值大于 第二閾值。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，診斷包括在該差值大于第 一閾值且該差值為正時(shí)診斷凸輪相位器比所期望的移動(dòng)更慢。
16. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，診斷包括在該差值大于第 一閾值且差值為負(fù)時(shí)診斷凸輪相位器比所期望的移動(dòng)更快。
17. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，診斷包括根據(jù)該差值是否 是正值和負(fù)值中的至少 一種來(lái)診斷凸輪相位器。
18. 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括根據(jù)凸輪相位器的診斷來(lái) 設(shè)置凸輪相位器錯(cuò)誤狀態(tài)。
全文摘要
提供一種凸輪相位器診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括第一采樣方差模塊，其根據(jù)凸輪相位器的期望位置計(jì)算第一方差；第二采樣方差模塊，其根據(jù)凸輪相位器的測(cè)定位置計(jì)算第二方差；評(píng)價(jià)模塊，其根據(jù)第一方差和第二方差診斷凸輪相位器的故障運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F02D41/14GK101302967SQ200810099120
公開(kāi)日2008年11月12日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月11日
發(fā)明者J·W·科特吉 申請(qǐng)人:通用汽車(chē)環(huán)球科技運(yùn)作公司