用于檢測凸輪軸偏移裝置中故障的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的目的是一種用于檢測凸輪軸偏移裝置中故障的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]這樣一種偏移裝置對應于更一般地被稱為可變氣門正時(VVT)裝置的那些。
[0003]到目前為止，僅檢測了凸輪軸偏移裝置中重要的故障，例如像卡滯在保護位置或最大位置中。就此主題而言，美國專利申請US 20080011256闡述了一種發(fā)動機管理系統(tǒng)，該發(fā)動機管理系統(tǒng)使得能夠通過在保護位置及時比較凸輪軸的兩個角位置來檢測偏移裝置的故障。如果這兩個位置之間的差達到或超過一個閾值，就認為該偏移裝置是不良的。
[0004]隨著防污染法規(guī)的發(fā)展，變得越來越重要的是要能夠檢測凸輪軸偏移系統(tǒng)更加細微的故障，例如在要應用的設(shè)定點與偏移裝置的實際測量值之間太長的反應時間。
[0005]現(xiàn)今，當前可供使用的這些方法并不能以針對行業(yè)應用而言足夠的精確度和可靠性來檢測這樣的故障。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的這些方法被設(shè)計用來嚴苛且精確地檢測凸輪軸偏移系統(tǒng)中相對于給定的設(shè)定點的定位故障，以滿足新的防污染法規(guī)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明在于一種用于檢測車輛發(fā)動機凸輪軸偏移裝置的故障的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟，
[0008]-查證發(fā)動機的標準運行條件的一個步驟，
[0009]-辨識出與給定的時間段上的重要瞬態(tài)階段相對應的一個診斷區(qū)域的一個步驟，所述步驟是基于該偏移裝置的角位置設(shè)定點與針對這一設(shè)定點的數(shù)字一階低通濾波值之間的差并且是基于所述階段的一個特征與一個預定閾值的比較，
[0010]-在所述診斷區(qū)域中檢測該偏移裝置的故障的一個步驟，所述步驟是基于該偏移裝置的角位置設(shè)定點與所述偏移裝置的角位置的測量值之間的這些差在所述時間段期間的加和、同一個預先確定的閾值進行的比較。
[0011]這一方法的理論實質(zhì)上基于兩個步驟:第一步驟在于從所有這些重要的瞬態(tài)階段中選擇出以這些所要求的條件為特征的那些瞬態(tài)階段，從而能夠構(gòu)成一個診斷區(qū)域來為一個檢測該偏移裝置的故障的第二步驟提供基礎(chǔ)。事實上，必要的是使得以偏移裝置的重要角變化發(fā)生的、并且經(jīng)歷顯著時間段的這些高瞬態(tài)階段是潛在地可選擇來檢測角偏移裝置的故障的。該第一步驟是基于偏移裝置的角位置設(shè)定點與針對這個設(shè)定點的一階低通濾波值之間的差，并且該第二步驟是基于所述設(shè)定點與所述偏移裝置的真實角位置測量值之間的差。這種一階低通濾波值使得有可能使與設(shè)定點相對應的信號的噪音平滑。重要的是最初就查證發(fā)動機是在正常的環(huán)境下運行，不受到易于歪曲偏移裝置的最終故障診斷的極端條件所干擾。
[0012]該辨識步驟有利地包括以下步驟:
[0013]-計算該偏移裝置的角位置設(shè)定點與數(shù)字一階低通濾波值之間的差的一個步驟，
[0014]-在該給定的時間段上對這個差加以積分的一個步驟，
[0015]-在所計算出的積分值與一個預先確定的閾值之間進行比較的一個步驟。
[0016]有待與該預定閾值進行比較的這種高瞬態(tài)階段的特征是偏移裝置的角位置設(shè)定點與針對所述設(shè)定點的數(shù)字一階低通濾波值之間的差在該給定的時間段上的積分。例如，如果角位置偏差在5s與1s之間的時間段上大于20°的話，高瞬態(tài)階段可以構(gòu)成一個診斷區(qū)域。
[0017]如果所計算出的積分值大于或等于該預定閾值，就優(yōu)選選定一個診斷區(qū)域來進行該檢測步驟。事實上，在辨識出的所有這些高瞬態(tài)階段中，僅有那些積分的值大于該閾值的高瞬態(tài)階段才會構(gòu)成一個診斷區(qū)域，該偏移裝置故障檢測步驟將會在該診斷區(qū)域的基礎(chǔ)上完成。
[0018]該偏移裝置的角位置有利地是以曲軸角來表達的。
[0019]一個重要的角位置瞬態(tài)優(yōu)選對應于在20°與40°之間的曲軸角角偏差。
[0020]與高瞬態(tài)階段相對應的該給定的時間段有利地是在5s與1s之間。
[0021]該故障檢測步驟的完成優(yōu)選是通過在該時間段的每個單位時間間隔上計算該偏移裝置的角位置設(shè)定點與所述偏移裝置的角位置測量值之間的差、并且然后在整個所述時間段上對該診斷區(qū)域的所述差進行求和來將所述和與一個預定閾值加以比較。這種對角位置的理論設(shè)定點與所述角位置的真實測量值之間的差的計算是在給定的時間段的每一單位時間間隔上完成，從而覆蓋整個所述時間段。單位時間間隔典型具有的值是幾毫秒。
[0022]如果這些差的和大于或等于所述預定閾值，則有利地檢測出該偏移系統(tǒng)的故障。
[0023]該診斷區(qū)域辨識步驟和故障檢測步驟的這些不同的計算優(yōu)選是由車輛車載的一個中央處理器單元來執(zhí)行的。
[0024]根據(jù)本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實施例，該偏移裝置故障檢測步驟是考慮至少兩個不同的診斷區(qū)域而完成的。事實上，在單一診斷區(qū)域上執(zhí)行這個偏移裝置故障檢測步驟可能表現(xiàn)出某些隨機性?？瓷先タ赡芨訃揽恋氖窃诙鄠€診斷區(qū)域上完成這一步驟，以便以多個結(jié)果來加強所述裝置的故障診斷并且因此掃除與所述診斷有關(guān)的所有不明確性。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的這些用于檢測偏移裝置故障的方法具有的優(yōu)點是不涉及額外的零件或設(shè)備并且因此可以在不在車輛中產(chǎn)生顯著臃塞的情況下實施。它們另外具有的優(yōu)點是提供了一種明確的、精確的并且可靠的診斷并且為車輛的駕駛員實時提供這種信息。
【附圖說明】
[0026]下文參照圖1至4給出了對根據(jù)本發(fā)明的用于檢測偏移裝置故障的方法的一個優(yōu)選實施例的詳細闡述，在附圖中:
[0027]-圖1是一個框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的各個步驟，
[0028]-圖2是一個偏移裝置隨時間的角變化的圖表，從而使得能夠比較一個角位置設(shè)定點與相應角位置的測量值，
[0029]-圖3是來自圖2的圖表的一個區(qū)域針對正常有效的偏移系統(tǒng)的的一個更大比例尺的視圖，
[0030]-圖4是來自圖2的圖表一個區(qū)域針對有故障的偏移系統(tǒng)的一個更大比例尺的視圖。
【具體實施方式】
[0031]根據(jù)本發(fā)明的方法是借助于計算機、例如機動車輛的中央處理器單元來自動實施的。根據(jù)本發(fā)明方法的所有步驟都是由這一計算機系統(tǒng)性地且自動地執(zhí)行的，無需所述車輛的駕駛員干預。
[0032]參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的方法包括一個初始步驟，該初始步驟在于查證車輛的發(fā)動機是處于標準運行條件下。事實上，如果發(fā)動機必須在極端環(huán)境下起作用，例如在很高的溫度下，則可能存在根據(jù)本發(fā)明的方法所提供的這些結(jié)果并不可靠的風險，尤其是因為該偏移裝置的熱膨脹，這會不自然地損害其操作和/或其控制。
[0033]所述方法包括一個用于辨識至少一個潛在診斷區(qū)域的第一步驟，該診斷區(qū)域可以用作一個檢測偏移裝置故障的后續(xù)步驟的基礎(chǔ)。這一步驟在于遵循偏移裝置的角位置設(shè)定點隨時間的演變以及針對該設(shè)定點的一階低通濾波值隨時間的演變、并且辨識多個強瞬態(tài)階段。時間比例尺被分成多個單位時間段，例如每個單位時間段固定在5s與1s之間，并且如果辨識出一個強瞬態(tài)階段，則計算出偏移裝置的角位置設(shè)定點與針對所述設(shè)定點的一階低通濾波值之間的差。例如，一個強瞬態(tài)階段對應于20°至30°的曲軸角角偏差。事實上，偏移裝置的角位置是以曲軸角來