[发明专利]离散可变阀门升程诊断系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及车辆诊断系统，且更具体地涉及检测内燃机的离散可变升程阀门机构中部件的故障的诊断系统。

背景技术

车辆运输的普通模式可以包括基于两个或四个冲程来生成驱动转矩的内燃机。这些内燃机通常具有提升阀装置，便于实行燃烧空气和燃料的引入和后续排气。

例如，发动机可以根据奥图(Otto)空气标准热动力循环来操作真实的工作流体。发动机包括耦合到滑块曲柄机构的提升阀系统，该系统在旋转域中形成可变体积。活塞静止在行进中的顶部(上死点-TDC)并且开始向下行进。进气阀被有选择地打开使得空气可以通过向下移动活塞而被引入到汽缸中。在引入过程期间，引入的空气与预定量的燃料混合以形成可燃烧的混合物。进气阀在活塞的循环行进的底部(下死点)关闭。活塞颠倒方向并接着向上行进。燃料空气混合物被压缩到汽缸内并且在适当时被燃烧。一旦在TDC处，活塞就颠倒方向。压力在准固定的体积燃烧过程动作期间随活塞的面积而升高，并且创建不同的力(这可以被描述为边界工作)。这个力经由滑动器被传送到曲柄连杆机构。当耦合到力矩臂时，这个力形成运动转矩(motive torque)。一旦在BDC处，活塞停止且颠倒方向。排气阀有选择的被打开(特别是正时和升程)以允许通过向上移动活塞将燃烧产品排除出汽缸。一旦在TDC处，排气阀关闭且进气阀打开。活塞颠倒方向而且机械循环重新开始。

凸轮轴的旋转调节了进气阀和排气阀的打开和关闭。在多汽缸发动机上，凸轮轴包括附加到凸轮轴的多个凸轮凸角(一般每个阀门一个)。凸轮凸角的剖面(profile)确定了阀门升程的剖面，并且通过阀门机构的几何尺寸而运动地相关。与阀门升程的剖面关联的重要参数包括阀门打开的周期(持续时间)以及阀门打开的大小(升程)。在这里描述的机械结构中，这两个参数对ICE的气体交换过程有着显著影响。

制造商因为设计的复杂性、成本和耐久性限制而通常为发动机合并了固定的阀门升程进度。从气体交换过程方面看，固定的阀门升程进度对于遇到的所有发动机工作条件不是最优的。例如，在稳定状态的高速公路进行期间，车辆可能通常需要比动力系的全部能力显著小的发动转矩。在典型的固定持续期间和升程阀门机构系统中，该要求的负载通常通过发动机的节流而满足。当为特殊的动力系选择单个(排气和进气)阀门剖面(持续时间和升程)时，对提供最佳整体(基于负载状况)性能进行折中。性能度量可包括特定转矩和或燃料消耗。在这些部分负载操作条件下，要求有显著的工作量来节流发动机以确保进入到发动机的适当量的空气满足期望的公路负载。

可变升程阀门机构可以被描述为具有选择与每个进气阀和排气阀关联的多个剖面的能力(具有可变的持续时间和升程能力)的阀门机构。可以为各种负载状况优化这些剖面并且专门选择这些剖面来使气体交换过程所需要的工作量最小，和或支持多燃烧模式。

离散可变阀门升程(DVVL)系统使发动机能够对一个以上的进气和或排气阀升程进度进行操作。更具体地，DVVL发动机系统基于所期望的发动机负载在不同的阀门升程进度之间切换。这已经被示出以使发动机的泵送损失最小和或支持多燃烧模式。

DVVL发动机系统的故障可能在DVVL系统的部件不能按要求变化到不同的阀门进度时出现。例如，当DVVL系统的可切换滚轮手指跟随器(switchable roller finger follower SRFF)从低升程(LL)阀门进度切换到高升程(HL)阀门进度，由此使一个或多个阀门不能从LL进度切换到HL进度。

发明内容

由此，提供了一种用于内燃机的离散可变阀门升程系统的诊断系统。该系统包括：快速傅立叶变换(FFT)模块，快速傅立叶变换模块根据FFT方法来生成频率内容信号以及阀门冲击传感器信号；和故障模块，故障模块根据频率内容信号有选择地诊断离散可变阀门升程系统的故障。

在其它特征中，提供了一种用于诊断内燃机的离散可变阀门升程(DVVL)系统的方法。该方法包括：接收冲击信号，该冲击信号指示阀门关闭事件的冲击；对阀门信号执行FFT分析以生成频率特征(signature)信号；和根据频率特征信号来诊断DVVL系统的故障。

本公开的可应用性的其它方面将在之后所提供的描述中变得清楚。应当理解，详细的说明书和特定的例子尽管指示了本公开的优选实施例，但只是说明的目的而不是要限制本公开的范围。

附图说明

从详细的说明书和附图，使本公开变得更全面地理解，其中：

图1是包括离散可变阀门升程(DVVL)系统的示例性六汽缸发动机的功能框图；