专利名称：通过量化性能来控制燃料泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料喷射系统，且更具体地涉及用于改进高压燃料泵性能的系统和方法。
背景技术：
在此提供的背景说明是为了总体上介绍本发明背景的目的。当前所署名发明人的 工作(在背景技术部分描述的程度上)和本描述中否则不足以作为申请时的现有技术的各 方面，既不明显地也非隐含地被承认为与本发明相抵触的现有技术。在发动机系统中，空气被抽吸到发动机中。空气与燃料混合以形成空气_燃料混 合物。燃料由燃料系统供应给发动机。仅作为示例，燃料系统可包括燃料喷射器、燃料箱、 低压泵、高压泵和燃料轨道。燃料存储在燃料箱内。低压泵从燃料箱抽吸燃料并提供燃料 给高压泵。高压泵经由燃料轨道提供增压燃料给燃料喷射器。离开高压泵的燃料压力可大 于离开低压泵的燃料压力。发动机控制模块(ECM)从轨道压力传感器接收轨道压力信号。轨道压力信号指示 燃料轨道内的燃料压力。ECM控制由燃料喷射器喷射的燃料的量和定时。ECM经由高压泵 保持轨道压力。
发明内容
一种发动机控制系统包括燃料泵控制模块和诊断模块。所述燃料泵控制模块控制 高压燃料泵以将燃料喷射到燃料轨道中。所述诊断模块基于从高压燃料泵喷射的燃料来确 定燃料轨道内的估计压力增加，将燃料轨道内的实际压力增加与所述估计压力增加进行比 较，且在所述实际压力增加小于所述估计压力增加时进行指示。在进一步的特征中，当中止 将燃料喷射出燃料轨道时，所述诊断模块将实际压力增加与所述估计压力增加进行比较。 在其它特征中，当中止将燃料喷射出燃料轨道时，所述诊断模块控制所述燃料泵控制模块 以喷射预定量的燃料。在其它特征中，所述诊断模块基于所述比较来计算补偿因子。在其它特征中，所述 诊断模块在所述补偿因子大于或等于预定阈值时进行指示。在进一步的特征中，所述发动 机控制系统还包括补偿模块，所述补偿模块基于所述补偿因子和期望压力产生补偿压力信 号，所述燃料泵控制模块基于所述补偿压力信号来控制高压燃料泵以喷射燃料。在其它特 征中，当所述实际压力增加大于或等于所述估计压力增加时，所述诊断模块中止计算补偿 因子。—种发动机控制方法包括控制压力泵以将燃料喷射到燃料轨道中；基于所喷射 的燃料来确定燃料轨道内的估计压力增加；将燃料轨道内的实际压力增加与所述估计压力 增加进行比较；以及在所述实际压力增加小于所述估计压力增加时进行指示。在进一步的 特征中，所述发动机控制方法还包括当中止将燃料喷射出燃料轨道时，将实际压力增加与 所述估计压力增加进行比较。在其它特征中，所述发动机控制方法还包括当中止将燃料喷射出燃料轨道时，控制所述燃料泵控制模块以喷射预定量的燃料。在其它特征中，所述发动机控制方法还包括基于所述比较来计算补偿因子。在其 它特征中，所述发动机控制方法还包括在所述补偿因子大于或等于预定阈值时进行指示。 在其它特征中，所述发动机控制方法还包括基于所述补偿因子和期望压力产生补偿压力 信号；以及基于所述补偿压力信号来控制高压燃料泵以喷射燃料。在其它特征中，所述发动机控制方法还包括当所述实际压力增加大于或等于所 述估计压力增加时，中止计算补偿因子。方案1 一种发动机控制系统，包括燃料泵控制模块，所述燃料泵控制模块控制压力泵以将燃料喷射到燃料轨道中； 和诊断模块，所述诊断模块基于所喷射的燃料来确定所述燃料轨道内的估计压力增 加，将所述燃料轨道内的实际压力增加与所述估计压力增加进行比较，且在所述实际压力 增加小于所述估计压力增加时进行指示。方案2 根据方案1所述的发动机控制系统，其中，当中止将燃料喷射出所述燃料 轨道时，所述诊断模块将所述实际压力增加与所述估计压力增加进行比较。方案3 根据方案1所述的发动机控制系统，其中，当中止将燃料喷射出所述燃料 轨道时，所述诊断模块控制所述燃料泵控制模块以喷射预定量的燃料。方案4 根据方案1所述的发动机控制系统，其中，所述诊断模块基于所述比较来 计算补偿因子。方案5 根据方案4所述的发动机控制系统，其中，所述诊断模块在所述补偿因子 大于或等于预定阈值时进行指示。方案6 根据方案4所述的发动机控制系统，还包括补偿模块，所述补偿模块基于 所述补偿因子和期望压力产生补偿压力信号，所述燃料泵控制模块基于所述补偿压力信号 来控制所述压力泵以喷射燃料。方案7 根据方案4所述的发动机控制系统，其中，当所述实际压力增加大于或等 于所述估计压力增加时，所述诊断模块中止计算所述补偿因子。方案8 一种发动机控制方法，包括控制压力泵以将燃料喷射到燃料轨道中；基于所喷射的燃料来确定所述燃料轨道内的估计压力增加；将所述燃料轨道内的实际压力增加与所述估计压力增加进行比较；以及在所述实际压力增加小于所述估计压力增加时进行指示。方案9 根据方案8所述的发动机控制方法，还包括当中止将燃料喷射出所述燃 料轨道时，将所述实际压力增加与所述估计压力增加进行比较。方案10 根据方案8所述的发动机控制方法，还包括当中止将燃料喷射出所述燃 料轨道时，控制所述燃料泵控制模块以喷射预定量的燃料。方案11 根据方案8所述的发动机控制方法，还包括基于所述比较来计算补偿因子。方案12 根据方案11所述的发动机控制方法，还包括在所述补偿因子大于或等 于预定阈值时进行指示。
方案13 根据方案11所述的发动机控制方法，还包括基于所述补偿因子和期望压力产生补偿压力信号；以及基于所述补偿压力信号来控制所述压力泵以喷射燃料。方案14 根据方案11所述的发动机控制方法，还包括当所述实际压力增加大于 或等于所述估计压力增加时，中止计算所述补偿因子。本发明的进一步应用领域从下文提供的详细说明显而易见。应当理解的是，详细 说明和具体示例仅旨在用于说明的目的且并不旨在限制本发明的范围。
从详细说明和附图将更充分地理解本发明，在附图中图1是根据本发明原理的发动机系统的功能框图；图2是根据本发明原理的示例性发动机系统的功能框图；图3是根据本发明原理的图2的高压泵补偿模块的示例性实施方式的功能框图；图4是根据本发明原理的确定补偿因子的示例性方法的图形图示；和图5是示出了在根据本发明原理的确定高压泵补偿方法中执行的示例性步骤的 流程图。
具体实施例方式以下说明本质上仅为示范性的且绝不意图限制本发明、它的应用、或使用。为了清 楚起见，在附图中使用相同的附图标记来标识类似的元件。如在此所使用的，短语A、B和C 的至少一个应当理解为意味着使用非排他逻辑或的一种逻辑(A或B或C)。应当理解的是， 方法内的步骤可以以不同顺序执行而不改变本发明的原理。如在此所使用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或更 多软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和存储器、组合逻辑电路、和/或提供 所述功能的其他合适的部件。 高压泵将增压燃料喷射到燃料轨道中以在燃料轨道内实现期望压力。被连接于燃 料轨道的燃料喷射器将燃料喷射到气缸中。随着时间的过去，高压泵可提供比所命令的更 少的燃料。例如，高压泵可随着时间而退化或者可能发生机械问题，例如堵塞。当提供比预 期更少的燃料给燃料轨道时，喷射到气缸中的燃料量可小于期望量。为了测量高压泵的性能，燃料轨道可作为闭合系统处理。仅作为示例，可中止燃料 喷射器的燃料喷射。燃料轨道内的压力可被测量且可估计期望压力增加。通过将预定量的 燃料喷射到燃料轨道中并将压力增加与估计压力增加进行比较，可计算补偿因子。补偿因 子可用于补偿高压泵的不足额。现在参考图1，示出了发动机系统100的功能框图。空气通过进气歧管104抽吸 到发动机102中。节气门阀106由电子节气门控制(ETC)马达108致动，以改变被抽吸到 发动机102中的空气体积。空气与来自于一个或多个燃料喷射器110的燃料混合以形成空 气-燃料混合物。空气-燃料混合物在发动机102的一个或多个气缸112内燃烧。得到的 排气从气缸排出到排气系统113。燃料由燃料系统供应给发动机102。仅作为示例，燃料系统可包括燃料喷射器110、燃料箱114、低压泵115、高压泵116和燃料轨道118。燃料存储在燃料箱114内。低压 泵115从燃料箱114抽吸燃料并提供燃料给高压泵116。高压泵116经由燃料轨道118提 供增压燃料给燃料喷射器110。离开高压泵116的燃料压力可大于离开低压泵115的燃料 压力。仅作为示例，离开高压泵116的燃料压力可在2-26MPa之间，而离开低压泵115的燃 料压力可在0. 3-0. 6MPa之间。ECM 120从轨道压力传感器122接收轨道压力信号。轨道压力信号指示燃料轨道 118内的燃料压力。ECM 120控制由燃料喷射器110喷射的燃料的量和定时。每当燃料由 所述燃料喷射器110中的一个或多个喷射时，轨道压力减少。ECM 120经由高压泵116保持 轨道压力。现在参考图2，示出了根据本发明原理的示例性发动机系统的功能框图。高压泵补 偿模块(HPPCM) 200从轨道压力传感器202接收轨道压力信号。轨道压力信号可用作控制 高压泵204时的补偿因子的度量。补偿因子可允许HPPCM 200确定高压泵204是否退化或 未正确工作。补偿因子可由HPPCM 200使用以针对高压泵204的不足额进行补偿或调节。在图3中，示出了根据本发明原理的图2的HPPCM的示例性实施方式的功能框图。 燃料泵控制模块300经由燃料泵控制信号来控制高压泵204。燃料泵控制模块300从补偿 模块302接收补偿压力信号且基于所述补偿压力信号来控制高压泵204。燃料泵控制模块 300可接收轨道压力信号以确定控制高压泵204的频率和强度。诊断模块304接收轨道压力信号。诊断模块304在高压泵204试验期间监测轨道 压力。当诊断模块304接收开始试验信号时，其确定轨道压力是否小于预定阈值。如果轨道 压力小于预定阈值，那么开始高压泵204的试验。当试验可以开始时，生成开始试验信号。 仅作为示例，当燃料从气缸切断时可开始试验。当高压泵204的试验开始时，诊断模块304将泵试验信号传输给燃料泵控制模块 300。一接收泵试验信号，燃料泵控制模块300就控制高压泵204以将预定量的燃料喷射到 燃料轨道中。在该喷射期间，诊断模块304监测实际轨道压力增加。诊断模块304将实际轨道压力增加与估计轨道压力增加进行比较。估计轨道压力 增加是喷射预定量的燃料的预期轨道压力增加的估计值。如果实际轨道压力增加小于估计 轨道压力增加，那么可计算补偿因子。如果实际轨道压力增加大于或等于估计轨道压力增 加，那么可禁止补偿因子的计算。补偿因子基于实际轨道压力增加和估计轨道压力增加之间的差来确定。如下文更 详细地讨论的那样，补偿因子可用于补偿所述差。仅作为示例，可使用查询表或算法来确定 补偿因子。补偿因子传输给补偿模块302。补偿因子可与阈值进行比较。例如，当补偿因子大于或等于阈值时，高压泵204的 补偿可能不充分或者可能需要更换高压泵204。如果计算补偿因子大于或等于阈值，那么诊 断模块304可产生故障码。补偿模块302接收期望压力信号。期望压力信号指示燃料轨道的期望轨道压力。 燃料泵控制模块300控制高压泵204，从而保持期望轨道压力。然而，如果实际轨道压力增 加小于估计轨道压力增加，那么在控制高压泵204时可能未实现期望轨道压力。补偿模块 302使用补偿因子来调节期望压力信号以产生补偿压力信号。补偿因子的实施允许更好地实现期望轨道压力，因为实际轨道压力增加可更接近估计轨道压力增加。补偿模块302将补偿压力信号传输给燃料泵控制模块300。然后，燃料 泵控制模块300使用补偿压力信号来控制高压泵204以在燃料轨道内实现期望压力。在图4中，示出了根据本发明原理的确定补偿因子的示例性方法的图形图示。估 计压力增加400表示基于示例性预定值的高压泵204的每次泵脉冲的轨道压力增加。实际 压力增加402表示基于示例性实际值的高压泵204的每次泵脉冲的轨道压力增加。两条线 之间的差可认为是补偿因子。在各种实施方式中，补偿因子可通过使用映射图、算法或查询 表来将实际压力增加402与一组预定值进行比较而确定。在图5中，示出了图示根据本发明原理的确定高压泵补偿方法中执行的示例性步 骤的流程图。在步骤502，控制方法测量燃料轨道压力。在步骤504，控制方法将测量燃料轨 道压力与阈值进行比较。如果测量燃料轨道压力大于阈值，那么控制方法返回到步骤502 ； 否则，控制方法转到步骤506。在步骤506，控制方法等待适当试验条件(即，燃料切断)。如果满足适当试验条 件，那么控制方法转到步骤508 ；否则，控制方法返回到步骤502。在步骤508，控制方法测 量燃料轨道压力。在步骤510，控制方法确定估计压力增加。在步骤512，控制方法执行预 定泵事件。在步骤514，控制方法确定轨道压力增加。在步骤516，控制方法将轨道压力增加与估计压力增加进行比较。如果轨道压力 增加小于估计压力增加，那么控制方法转到步骤518 ；否则，控制方法返回到步骤502。在步 骤518，控制方法计算燃料泵的补偿因子。在步骤520，控制方法确定补偿因子是否在极限 值内。如果补偿因子不在极限值内，那么控制方法转到步骤524 ；否则，控制方法转到步骤 522。在步骤524，控制方法设定诊断。在步骤522，补偿因子在系统中被使用。控制方法返 回到步骤502。现在本领域中技术人员能够从前述说明理解到，本发明的广泛教示可以以多种形 式实施。因此，虽然本发明包括特定的示例，但是由于在研究附图、说明书和所附权利要求 书时，其他修改对于技术人员来说是显而易见的，所以本发明的真实范围不应如此限制。
权利要求
一种发动机控制系统，包括燃料泵控制模块，所述燃料泵控制模块控制压力泵以将燃料喷射到燃料轨道中；和诊断模块，所述诊断模块基于所喷射的燃料来确定所述燃料轨道内的估计压力增加，将所述燃料轨道内的实际压力增加与所述估计压力增加进行比较，且在所述实际压力增加小于所述估计压力增加时进行指示。
2.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，当中止将燃料喷射出所述燃料轨道 时，所述诊断模块将所述实际压力增加与所述估计压力增加进行比较。
3.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，当中止将燃料喷射出所述燃料轨道 时，所述诊断模块控制所述燃料泵控制模块以喷射预定量的燃料。
4.根据权利要求1所述的发动机控制系统，其中，所述诊断模块基于所述比较来计算 补偿因子。
5.根据权利要求4所述的发动机控制系统，其中，所述诊断模块在所述补偿因子大于 或等于预定阈值时进行指示。
6.根据权利要求4所述的发动机控制系统，还包括补偿模块，所述补偿模块基于所述 补偿因子和期望压力产生补偿压力信号，所述燃料泵控制模块基于所述补偿压力信号来控 制所述压力泵以喷射燃料。
7.根据权利要求4所述的发动机控制系统，其中，当所述实际压力增加大于或等于所 述估计压力增加时，所述诊断模块中止计算所述补偿因子。
8.一种发动机控制方法，包括控制压力泵以将燃料喷射到燃料轨道中；基于所喷射的燃料来确定所述燃料轨道内的估计压力增加；将所述燃料轨道内的实际压力增加与所述估计压力增加进行比较；以及在所述实际压力增加小于所述估计压力增加时进行指示。
9.根据权利要求8所述的发动机控制方法，还包括当中止将燃料喷射出所述燃料轨 道时，将所述实际压力增加与所述估计压力增加进行比较。
10.根据权利要求8所述的发动机控制方法，还包括当中止将燃料喷射出所述燃料轨 道时，控制所述燃料泵控制模块以喷射预定量的燃料。
全文摘要
本发明涉及通过量化性能来控制燃料泵。一种发动机控制系统包括燃料泵控制模块和诊断模块。所述燃料泵控制模块控制压力泵以将燃料喷射到燃料轨道中。所述诊断模块基于所喷射的燃料来确定燃料轨道内的估计压力增加，将燃料轨道内的实际压力增加与所述估计压力增加进行比较，且在所述实际压力增加小于所述估计压力增加时进行指示。
文档编号F02D41/38GK101865045SQ20101016436
公开日2010年10月20日 申请日期2010年4月15日 优先权日2009年4月15日
发明者B·李, D·L·迪布尔, J·R·杜尔佐, K·J·钦平斯基, S·A·杜格拉斯 申请人:通用汽车环球科技运作公司