在驱动状态期间压力传感器的诊断系统和方法

专利名称：在驱动状态期间压力传感器的诊断系统和方法
技术领域：
本公开涉及用于内燃机的车辆控制系统，尤其涉及用于压力传感器的诊断系统和 方法。
背景技术：
这里提供的背景描述是为了总地示出本公开背景的目的。本发明人在该背景技术 部分中所作描述的内容，以及其描述在提交时不会以其它方式被认为现有技术的方面，既 不明确地也不含蓄地认为是相对于本公开的现有技术。火花点燃直喷式(SIDI)系统将增压燃料直接喷入发动机的汽缸中。相反，进气口 燃料喷射系统将燃料喷射到汽缸的进气门上游的进气歧管或进气口。SIDI系统在操作期间 能够获得分层燃料充量燃烧，以提高燃料效率和降低排放。分层燃料充量允许稀薄燃烧和 提高功率输出。SIDI发动机可构造有低压燃料泵和高压燃料泵，用于分别增压低压燃料管路和喷 射器燃料轨。压力传感器可连接到喷射器燃料轨，并产生燃料轨压力信号。发动机控制系 统可基于燃料轨压力信号控制输送至汽缸的燃料量。

发明内容
在一个实施例中，提供一种诊断系统包括燃料泵模块和诊断控制模块。所述燃料 泵模块在发动机操作于诊断模式时致动第一泵。所述第一泵通过燃料轨向所述发动机的燃 料喷射器供给燃料。所述诊断控制模块从压力传感器接收指示诊断模式期间所述燃料轨的 压力的测量压力信号。所述燃料泵基于压力安全阀的预定安全压力发送第一指令燃料压力 信号和第二指令燃料压力信号中的至少一个至所述第一泵。所述诊断控制模块基于发动机 速度和一比较来检测所述压力传感器的故障，所述比较为所述测量压力信号与所述第一指 令燃料压力信号和所述压力安全阀的修正安全压力中的至少一个之间的比较。在其它特征中，提供了一种诊断压力传感器的方法。所述方法包括当发动机操作 于诊断模式时致动第一泵。通过燃料轨向所述发动机的燃料喷射器供给燃料。从压力传感 器接收指示所述诊断模式期间所述燃料轨的压力的测量压力信号。基于压力安全阀的预定 安全压力发送第一指令燃料压力信号和第二指令燃料压力信号中的至少一个至所述第一 泵。基于发动机速度和一比较来检测所述压力传感器的故障，所述比较为所述测量压力信 号与所述第一指令燃料压力信号和所述压力安全阀的修正安全压力中的至少一个之间的 比较。
因此，本发明提供了以下技术方案方案1. 一种诊断系统包括燃料泵模块，其在发动机操作于诊断模式时致动第一 泵，其中所述第一泵通过燃料轨向所述发动机的燃料喷射器供给燃料；以及诊断控制模块， 其从压力传感器接收指示诊断模式期间所述燃料轨的压力的测量压力信号，其中所述燃料 泵模块基于压力安全阀的预定安全压力发送第一指令燃料压力信号和第二指令燃料压力 信号中的至少一个至所述第一泵，并且其中所述诊断控制模块基于发动机速度和一比较来 检测所述压力传感器的故障，所述比较为所述测量压力信号与所述第一指令燃料压力信号 和所述压力安全阀的修正安全压力中的至少一个之间的比较。方案2.如方案1所述的诊断系统，其中所述燃料泵模块致动第二泵和所述第一 泵，其中所述第二泵向所述第一泵供给燃料，其中发动机速度在预定速度窗口内，其中所述 第一指令燃料压力信号比所述预定安全压力小预定量，并且其中所述第二指令燃料压力信 号比所述预定安全压力大预定量。方案3.如方案2所述的诊断系统，其中所述燃料泵模块控制所述第一泵和所述第 二泵的致动，并且其中所述第二泵以比所述第一泵低的压力供给燃料。方案4.如方案2所述的诊断系统，还包括初始化模块，该初始化模块在所述发动 机已在预定速度窗口内操作预定时期时产生初始化信号，其中所述诊断控制模块能够基于 所述初始化信号检测所述故障。方案5.如方案2所述的诊断系统，还包括燃料控制模块，该模块在所述发动机操 作于所述诊断模式时产生所述第一和第二指令燃料压力信号。方案6.如方案2所述的诊断系统，还包括诊断周期计时器，其测量所述压力传感 器的诊断事件的初始时间标记与当前时间标记之间的第一时间差，其中所述诊断周期计时 器基于所述第一时间差增加诊断周期计时值；以及稳定周期计时器，其测量所述压力传感 器的稳定事件的初始时间标记与当前时间标记之间的第二时间差，其中所述稳定周期计时 器基于所述第二时间差增加稳定周期计时值。方案7.如方案6所述的诊断系统还包括压力检测模块，该模块基于所述燃料轨的 压力产生所述测量压力信号，其中当所述稳定周期计时值大于预定稳定周期时，启动所述 压力检测模块，并且其中当所述诊断周期计时值大于预定诊断周期时，所述压力检测模块 制止检测所述测量压力信号。方案8.如方案7所述的诊断系统，其中在操作于所述诊断模式之前，所述燃料泵 模块发送比所述预定安全压力大的第三指令燃料压力信号至所述第一泵，并且其中所述压 力检测模块基于所述测量压力信号确定所述压力安全阀的修正安全压力。方案9.如方案7所述的诊断系统，其中所述诊断控制模块计算所述预定诊断周期 期间产生的所述测量压力信号与所述第一指令燃料压力信号和所述修正安全压力中至少 一个之间的多个压力差，其中所述诊断控制模块产生所述多个压力差的平均压力，并且其 中当所述平均压力为大于第一预定偏移和小于第二预定偏移之中至少一种时，检测到所述 故障。方案10.如方案7所述的诊断系统，其中所述燃料泵模块基于所述第一指令燃料 压力信号和所述第二指令燃料压力信号中的至少一个将所述第一泵的输出压力从第一水 平增大到第二水平，并且其中当所述诊断周期计时值大于所述预定诊断周期时，所述燃料泵模块将所述第一泵的所述输出压力从所述第二水平降低至所述第一水平。方案11. 一种诊断压力传感器的方法包括当发动机操作于诊断模式时，致动第 一泵；通过燃料轨向所述发动机的燃料喷射器供给燃料；从压力传感器接收指示所述诊断 模式期间所述燃料轨的压力的测量压力信号；基于压力安全阀的预定安全压力发送第一指 令燃料压力信号和第二指令燃料压力信号中的至少一个至所述第一泵；以及基于发动机速 度和一比较来检测所述压力传感器的故障，所述比较为所述测量压力信号与所述第一指令 燃料压力信号和所述压力安全阀的修正安全压力中的至少一个之间的比较。方案12.如方案11所述的方法还包括致动第二泵和所述第一泵；向所述第一泵 供给燃料；检测在预定速度窗口内的所述发动机速度；将所述第一指令燃料压力信号设定 为比所述预定安全压力小预定量的值；以及将所述第二指令燃料压力信号设定为比所述预 定安全压力大预定量的值。方案13.如方案12所述的方法还包括控制所述第一泵和所述第二泵的致动；以 及通过所述第二泵以比所述第一泵低的压力供给燃料。方案14.如方案12所述的方法，还包括当所述发动机已在预定速度窗口内操作 预定时期时产生初始化信号；以及基于所述初始化信号检测所述故障。 方案15.如方案12所述的方法还包括当所述发动机操作于所述诊断模式时产生 所述第一和第二指令燃料压力信号。方案16.如方案12所述的方法还包括测量所述压力传感器的诊断事件的初始时 间标记与当前时间标记之间的第一时间差；基于所述第一时间差增加诊断周期计时值；测 量所述压力传感器的稳定事件的初始时间标记与当前时间标记之间的第二时间差；以及基 于所述第二时间差增加稳定周期计时值。方案17.如方案16所述的方法还包括基于所述燃料轨的压力产生所述测量压力 信号；当所述稳定周期计时值大于预定稳定周期时，启动所述诊断事件；以及当所述诊断 周期计时值大于预定诊断周期时，制止检测所述测量压力信号。方案18.如方案17所述的方法还包括在操作于所述诊断模式之前，发送比所述 预定安全压力大的第三指令燃料压力信号至所述第一泵，以及基于所述测量压力信号确定 所述压力安全阀的修正安全压力。方案19.如方案17所述的方法还包括计算所述预定诊断周期期间产生的所述测 量压力信号与所述第一指令燃料压力信号和所述修正安全压力中至少一个之间的多个压 力差；产生所述多个压力差的平均压力；以及当所述平均压力为大于第一预定偏移和小于 第二预定偏移之中至少一种时，检测到所述故障。方案20.如方案17所述的方法还包括基于所述第一指令燃料压力信号和所述第 二指令燃料压力信号中的至少一个将所述第一泵的输出压力从第一水平增大到第二水平； 以及当所述诊断周期计时值大于所述预定诊断周期时，将所述第一泵的所述输出压力从所 述第二水平降低至所述第一水平。从下文提供的详细描述可清楚本公开适用性的其它方面。应当理解，其详细描述 和具体实例仅仅是说明目的，而不是限制本公开的范围。


从其详细描述和附图可更加全面地理解本公开，其中图1为根据本公开实施例的发动机系统的功能框图；
图2为根据本公开实施例的燃料喷射系统的功能框图；图3为图2的燃料喷射系统的功能框图，示出了根据本公开实施例的压力传感器 诊断系统；图4A和4B示出了根据本公开实施例的诊断压力传感器的方法；以及图5为根据本公开实施例的修正的安全压力值的示例性曲线图；以及图6和7为根据图3实施例的燃料压力信号的示例性曲线图。
具体实施例方式实质上，下面的描述仅仅是示例性的，而绝不是限制本发明及其应用或使用。为清 楚起见，附图中使用相同的附图标记来表示相似的元件。如本文所使用的，短语“A、B和C 中至少之一”应当认为是意味着使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)。应当理解， 在不改变本公开原理的情况下，可以不同的顺序执行方法中的步骤。如本文中所使用的，术语“模块”指的是特定用途集成电路(ASIC)、电子电路、执行 一种或多种软件或固件程序的处理器(共享、专用或群组的)和存储器(共享、专用或群组 的)、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适部件。另外，尽管下面的实施例主要参考SIDI发动机来描述，但是本公开的实施例也可 应用于其它类型的发动机。例如，本发明可应用于压燃式、火花点燃式、火花点燃直喷式、均 质火花点燃式、均质充量压燃式、分层火花点燃式、柴油机和火花辅助压燃式发动机。发动机可包括燃料控制系统和排放控制系统，以调节向发动机汽缸的燃料输送。 燃料控制系统和排放控制系统可基于燃料压力传感器的压力信号调节供给到发动机的燃 料供给压力和/或燃料量。燃料压力传感器基于发动机燃料轨内的燃料压力产生压力信 号。当燃料压力传感器故障时，该压力信号可能指示不正确的压力值。故障的燃料压力传 感器可导致燃料控制系统和排放控制系统中的误差。由于燃料压力传感器的故障，诊断故障代码(DTC)可能失效。当燃料压力传感器 存在故障而燃料控制系统的诊断系统无法给出DTC时，会出现未发现故障(NTF)情形。故 障排除NTF情形很耗费时间。本公开的实施例提供了在驱动状态期间诊断燃料压力传感器 的技术。驱动状态指的是发动机速度在预定速度范围窗口内时的发动机操作。该技术可提 高空气/燃料和排放控制，并减少NTF情形的数量。现在参考图1，示出了车辆的示例性发动机控制系统10。发动机控制系统10包括 发动机12和燃料喷射系统14。燃料喷射系统14包括具有诊断系统18的发动机控制模块 16。诊断系统18可包括压力传感器诊断模块19以及其它装置、计时器等。图3中示出了 诊断系统18的实例。压力传感器诊断模块19可在发动机12操作于驱动状态时检测压力 传感器20的故障。压力传感器诊断模块19还可确定压力传感器从标称值或实际值的比例 偏移。压力传感器20可将测量的压力信号FRP发送至诊断系统18。诊断系统18可确定压 力传感器20的故障。图2和3中示出了发动机控制模块16和诊断系统18的实例。发动机12包括进气歧管22，具有燃料轨24、26的燃料喷射系统14，传动装置28，汽缸30和活塞32。示例性发动机12包括构造为V型布置的相邻汽缸组34、36中的八个汽 缸30。尽管图1示出了八个汽缸，但是发动机12可包括任意数量的汽缸30。发动机12还 可具有直列式汽缸构造。在发动机操作期间，空气通过发动机12进气冲程产生的进气真空吸入进气歧管 22。燃料被燃料喷射系统14直接喷入汽缸30中。空气和燃料在汽缸30中混合，并且来自 压缩和/或电能的热量点燃该空气/燃料混合物。汽缸30中的活塞32驱动发动机12的 曲轴38以产生驱动扭矩。汽缸30内燃过的空气/燃料混合物通过排气管路40排出。 图2中，示出了燃料喷射系统14。燃料喷射系统14包括发动机控制模块16、诊断 系统18和用于压力传感器20的压力传感器诊断模块19。低压燃料管路100和高压燃料 管路102连接至燃料轨24、26和燃料喷射器104、105。燃料管路100、102通过低压燃料泵 (第二泵)106和高压燃料泵(第一泵)108中相应的一个来接收燃料。位于燃料箱107中的 低压燃料泵(第二泵)106以电源(例如电池)为动力来运转。高压燃料泵(第一泵)108 可以发动机12为动力来运转。高压燃料泵(第一泵)108提供比低压燃料泵(第二泵)106 提供的燃料压力更高的燃料压力和/或增大由低压燃料泵(第二泵)106提供的燃料压力。 低压燃料泵(第二泵)106可提供例如400千帕(kPa = IO3Pa)+/"50kPa的燃料压力。高 压燃料泵(第一泵)108可提供例如15兆帕(mPa = IO6Pa)+/-ImPa的燃料压力。高压燃料泵(第一泵)108可包括压力安全阀110。压力安全阀110可为提供具有 与高压燃料泵(第一泵)108连通的入口端和与低压燃料管路100连通的出口端的通路的装 置。压力安全阀Iio可连接在低压燃料管路100与高压燃料管路102之间。当高压燃料管路 102内的压力大于预定压力时，压力安全阀110可打开以从高压燃料管路102减轻压力。使用中，发动机控制模块16产生低压控制信号LowP，以通过低压燃料泵(第二 泵)106将燃料从燃料箱107泵送至低压燃料管路100。发动机控制模块16产生高压控制 信号HighP，以将燃料泵送进汽缸30。高压燃料泵(第一泵)108用于增大从低压燃料管路 100接收的燃料的压力。高压燃料泵被提供给高压燃料管路102和燃料轨24、26。高压燃 料通过燃料喷射器104、105喷入汽缸30。燃料喷射器104、105的正时由发动机控制模块 16来控制。尽管示出了特定数量的燃料轨及每个燃料轨的燃料喷射器，但是可包括任意数 量的燃料轨和相应的燃料喷射器。发动机控制模块16响应于各种传感器输入，例如压力传感器20的测量的压力信 号FRP，控制燃料泵106、108。压力传感器可连接到燃料轨24、26、102中的一个或多个上， 并检测其一个或多个中的压力。压力传感器20示出为一个实例。发动机控制模块16可产 生各种控制信号，例如低压控制信号LowP、高压控制信号HighP和燃料喷射器控制信号FI。 燃料喷射器控制信号FI可用于控制燃料喷射器104、105的打开和关闭。燃料被储存在燃料箱107中。发动机控制模块16可发送低压控制信号LowPg至低 压燃料泵(第二泵)106。低压燃料泵(第二泵)106通过低压燃料管路100从燃料箱107 泵送燃料。发动机控制模块16可发送高压控制信号HighP至高压燃料泵(第一泵)108。 高压燃料泵(第一泵)108泵送燃料，以便通过连接到燃料轨24、26的高压燃料管路102输 送至燃料喷射器104、105。现在还参考图3，图示了具有发动机控制模块16的燃料喷射系统14，示出了用于 压力传感器20的诊断系统18。诊断系统18可包括压力传感器诊断模块19。压力传感器诊断模块19可包括初始化模块200、诊断控制模块202、燃料控制模块203、燃料泵模块204 和压力检测模块206。初始化模块200可通过硬件输入/输出(冊10)设备210从传感器208接收信号。 传感器208可包括压力传感器20和其它传感器212。其它传感器212可包括发动机速度传 感器、进气温度(IAT)传感器、湿度IAT传感器和/或氧气传感器。当发动机12以在预定 速度范围窗口内的速度操作了预定时期时，初始化模块200可产生初始化信号。初始化模 块200可发送初始化信号至诊断控制模块202，指明发动机12正操作在诊断模式。诊断控制模块202接收初始化信号，并启动燃料控制模块203。燃料控制模块203 发送信号给燃料泵模块204，以通过HWI0设备210操作致动器214。致动器214可包括低 压燃料泵(第二泵)106和高压燃料泵(第一泵)108。燃料控制模块203产生用于高压燃 料泵(第一泵)108的指令燃料压力信号CFP，以向高压燃料管路102施加预定的燃料压力。 指令燃料压力信号CFP基于预定安全压力值来确定。预定安全压力值设计为当高压燃料管 路102内的压力建立超过阈值时，压力安全阀110打开。燃料控制模块203发送指令压力 信号CFP至诊断控制模块202和燃料泵模块204。燃料泵模块204基于指令压力信号CFP增大高压燃料泵(第一泵)108的输出压 力。诊断控制模块202激活稳定周期计时器216。稳定周期计时器216可包括稳定周期计 时值218。稳定周期计时器216测量用于稳定低压燃料管路100、高压燃料管路102及燃料 轨24、26中的燃料压力所消耗的时间。稳定周期计时器216基于通过HWI0设备从系统时 钟220接收的时钟信号增大稳定周期计时值218。当稳定周期计时值218大于预定时期时， 诊断控制模块202启动压力检测模块206。压力检测模块206产生压力传感器20的测量压力信号FRP，并将其发送至诊断控 制模块202。诊断控制模块202激活诊断周期计时器222。诊断周期计时器222可包括诊 断周期计时值224和计数器226。诊断周期计时器222测量诊断压力传感器20所消耗的时 间。计数器226用在确定压力信号之间的压力差中，如下所述。诊断控制模块202计算指令燃料压力信号CFP与测量压力信号FRP之间的压力差 A P。另外，诊断控制模块202可计算修正的安全压力值与测量压力信号FRP之间的压力差 AP。所述修正的安全压力值基于制造偏差和设计的标称或实际安全压力值来确定。一组 压力差AP可存储在存储器228中。存储器228中的压力值表230可用于存储对于预定诊 断周期的一组压力差AP。存储器228还可存储DTC表231。DTC表231可包括在低比例偏 移测试及高比例偏移测试期间检测的压力值和产生的DTC。HWI0设备210可包括接口控制模块232和硬件接口 /驱动器234。接口控制模块 232提供模块200、202、204、206与硬件接口 /驱动器234之间的接口。硬件接口 /驱动器 234控制例如燃料泵106、108和其它发动机系统装置的操作。其它发动机系统装置可包括 点火线线圈、火花塞、节气门、电磁阀等。硬件接口 /驱动器234还接收传感器信号，该信号 被发送至各自的控制模块。传感器信号可包括来自压力传感器20的测量压力信号FRP和 来自其它传感器212的信号OS。现在还参考图4，示出了诊断压力传感器20的方法。该方法可包括低比例偏移测 试490和/或高/低比例偏移测试492。低比例偏移测试490可包括产生低于预定安全压 力值RPV的指令燃料压力信号。高比例偏移测试492可包括产生高于预定安全压力值RPV的指令燃料压力信号。预定安全压力值RPV可表示在压力安全阀110因高压燃料管路102 中的压力建立而打开时的高压燃料管路102中的燃料压力值。测试490可检测当测量压力信号FRP低于预定安全压力值RPV且低于指令燃料压 力CFP预定量时的压力传感器20的低比例偏移故障。测试492可检测当测量压力信号FRP 高于或低于预定安全压力值RPV预定量时的压力传感器20的高比例偏移故障或低比例偏 移故障。高比例偏移测试492可依赖于或独立于低比例偏移测试490，反之亦然。尽管下面 的步骤主要参考图1-3的实施例来描述，但是可修改这些步骤以应用到本发明的其它实施 例。所述方法可开始于步骤400。在步骤402中，可接收和/或产生传感器208的信号 和存储器228中的值。所述信号可包括来自压力传感器20的测量压力信号FRP。压力值表 230和DTC表231可包括低比例偏移测试490和高比例偏移测试492期间检测的压力值和 产生的DTC。所述信号可通过冊10设备210发送至模块，例如初始化模块200、诊断控制模 块202、燃料泵模块204和压力检测模块206。在步骤404中，当发动机12已经以预定速度范围窗口内的速度操作预定时期时， 控制可进行至步骤406。这满足了低比例偏移测试490和高比例偏移测试492的驱动条件。 否则，控制可返回步骤402。初始化模块200产生初始化信号并将其发送给诊断控制模块 202。在步骤405中，诊断控制模块202可基于压力安全阀110的实际安全压力确定修 正的安全压力值cRPV。修正的安全压力值cRPV指的是压力安全阀110的实际安全压力。 安全阀的实际安全压力因制造差异而从预定或预期安全压力变化。相同类型的不同压力传 感器可能具有不同的实际安全压力。表示实际安全压力与预期安全压力之间差异的安全阀 偏移Ofs可在制造和/或发动机12的操作期间确定。例如，现在还参考图5，示出了修正安全压力值cRPV的示例性曲线图。修正安全压 力值cRPV可通过将安全阀偏移Of s加至预定安全压力值RPV来获得。燃料控制模块203可 指令高压燃料泵(第一泵)108增大高压燃料管路102中的燃料压力，直到压力安全阀110 打开为止。燃料控制模块203产生的初始指令压力信号iCFP (第三指令燃料压力信号)可 设定为比预定安全压力值RPV大预定量的值P5 (例如，25mPa)。压力检测模块206检测压 力安全阀110的实际安全压力值，并将其发送至诊断控制模块202。诊断控制模块202可将 实际修正安全压力值cRPV存储在存储器228中。在步骤406中，诊断控制模块202启动诊断系统18的燃料控制模块203以开始低 比例偏移测试490。在步骤408中，燃料控制模块203发送信号至燃料泵模块204以致动高 压燃料泵(第一泵)108。在步骤410中，燃料控制模块203开始产生第一燃料指令压力信号fCFP，并将其 设定为低于预定安全压力值RPV的值。例如，现在还参考图6，示出了根据图3实施例的燃 料压力信号的示例性曲线图。第一指令燃料压力信号fCFP可设定为第一压力Pl(例如， 2mPa)。预定安全压力值RPV最初在制造时可称为第三压力P3 (例如，17. 5mPa)。在步骤412中，燃料控制模块203发送第一指令燃料压力信号fCFP至诊断控制模 块202和燃料泵模块204。在步骤414中，燃料泵模块204基于预定安全压力值RPV指令高 压燃料泵(第一泵)108增大高压燃料管路102中的燃料压力。例如，燃料泵模块204指令高压燃料泵(第一泵)108将第一指令燃料压力信号fCFP从第一压力Pl(例如，2mPa)增 大至第二压力P2 (例如，13mPa)。第二压力P2可设定为比预定安全压力值RPV小预定量的 值，以避免打开压力安全阀110。频繁地强制压力安全阀110打开可能会由于在高压燃料管 路102中建立高压而引起燃料喷射系统14的损坏。整个燃料喷射系统14中的组件在频繁 压力建立之后可能无法承受高压的建立。在步骤416中，诊断控制模块202激活稳定周期计时器216等待预定量的时间，以 稳定低压燃料管路100、高压燃料管路102及燃料轨24、26中的燃料压力。例如，稳定周期 计时器216通过HWI0设备210存取系统时钟220，以接收增大第一指令燃料压力信号fCFP 时的初始时间标记。稳定周期计时器216基于从系统时钟220接收的时钟信号将初始时间 标记与当前时间标记作比较。稳定周期计时器216基于时间标记之间的时间差增大稳定周 期计时值218。在步骤418中，当稳定周期计时值218大于预定稳定周期StbzTime时，控制可进 行至步骤420。否则，控制可返回步骤416。稳定周期计时值218与预定稳定周期StbzTime 作比较。例如，在图6中，点A指的是当通过燃料泵模块204增大第一指令燃料压力信号 fCFP时稳定周期StbzTime的开始时间。点B指的是稳定周期StbzTime的结束时间。从点 A到点B的预定稳定周期StbzTime表示能使低压燃料管路100、高压燃料管路102及燃料 轨24、26中的燃料压力稳定的时间长短。在步骤420中，在预定稳定周期StbzTime之后，稳定周期计时器216将稳定周期 计时值218重置为零。在步骤422中，诊断周期计时器222的计数器226将指引标X设为 零。X为从零到K的整数，其中K表示存储在压力值表230中的压力差AP(X)的个数。诊 断控制模块202计算和存储第一指令燃料压力信号fCFP与测量压力信号FRPLow之间的压 力差AP(X)。测量压力信号FRPLow表示比第一指令燃料压力信号fCFP小预定量的故障压 力信号。测量压力信号FRPLow可在指令压力信号fCFP的预定范围内。压力差AP(X)可 在预定诊断周期DiagTime期间计算。点B还指预定诊断周期DiagTime的开始时间。点C 指的是预定诊断周期DiagTime的结束时间。在步骤424中，压力检测模块206通过HWI0设备210从压力传感器20接收燃料 轨压力信号，以产生测量压力信号FRP。在步骤426中，诊断周期计时器222的计数器226 将指引标X加一。在步骤428中，压力检测模块206发送测量压力信号FRP至诊断控制模 块202。诊断控制模块202计算第一指令燃料压力信号fCFP与测量压力信号FRP之间的压 力差AP(X)。诊断控制模块202可通过从第一指令燃料压力信号fCFP减去测量压力信号 FRP来确定压力差AP(X)。压力差AP(X)可存储在存储器228的压力值表230中。在预 定诊断周期DiagTime期间，压力值表230由诊断控制模块202更新。在步骤430中，诊断控制模块202激活诊断周期计时器222。诊断周期计时器222 通过HWI0设备210存取系统时钟220，以接收例如当第一指令燃料压力信号fCFP增大时的 初始时间标记。诊断周期计时器222基于从系统时钟220接收的时钟信号将初始时间标记 与当前时间标记作比较。诊断周期计时器222基于时间标记之间的时间差增大诊断周期计 时值224。在步骤432中，当诊断周期计时值224大于预定诊断周期DiagTime时，控制可进 行至步骤434。否则，控制可返回步骤424。在步骤434中，在预定诊断周期DiagTime后，
11诊断周期计时器222将诊断周期计时值224重置为零。在步骤436中，诊断控制模块202 存取压力值表230以产生预定诊断周期DiagTime期间存储的压力差ΔΡ(Χ)的平均压力 AVG Δ P。诊断控制模块202计算压力差Δ P (X)的平均压力AVG Δ P。例如，平均压力AVGAP 可基于压力差的总和来确定。仅作为例子，平均压力AVGAP可由表达式1来确定 X标志出特定压力差，Δ P (X)为压力差。在步骤438中，当平均压力AVGAP大于预定正偏移PosErrl时，控制可进行至步 骤443。否则，控制可进行至步骤440。仅作为例子，诊断控制模块202基于预定诊断周 期DiagTime期间存储的压力差ΔΡ(Χ)产生平均压力AVGAP。图6中所示测量压力信号 FRPLow为故障压力传感器的压力信号的实例。在步骤443中，诊断控制模块202可产生DTC FaultL，其表示压力传感器20正产 生低于或小于传感器标称值或实际值的压力信号。在步骤444中，燃料泵模块204指令高 压燃料泵(第一泵)108降低高压燃料管路102中的燃料压力。例如，在点C，燃料泵模块 204指令高压燃料泵(第一泵)108将第一指令燃料压力信号fCFP从第二压力P2 (例如， 13mPa)降低至第一压力Pl (例如，2mPa)。控制可结束于步骤446。点A-C可指的是存储在 存储器228中的预定时间。在步骤440中，诊断控制模块202可开始高比例偏移测试492。高比例偏移测试可 独立于低比例偏移测试来执行，或者可基于低比例偏移测试的结果，如图所示。诊断控制模 块202发送信号至燃料控制模块203以产生第二指令燃料压力信号sCFP，并将该信号初始 设置为大于预定安全压力值RPV的值。第二指令燃料压力信号sCFP可设定为与图5中所 示的初始指令燃料压力信号iCFP(第三指令燃料压力信号)相同的值，或者设置为小于或 大于初始指令燃料压力信号iCFP(第三指令燃料压力信号)的值。现在还参考图7，示出了根据图3实施例的燃料压力信号的示例性曲线图。第二指 令燃料压力信号sCFP可设定为第一压力Pl (例如，2mPa)。在制造时，预定安全压力值RPV 可通称为第三压力P3 (例如，17. 5mPa)。在步骤448中，燃料控制模块203发送第二指令燃料压力信号sCFP至诊断控制 模块202和燃料泵模块204。在步骤450中，燃料泵模块204基于第二指令燃料压力信号 sCFP指令高压燃料泵(第一泵)108增大高压燃料管路102中的燃料压力。例如，燃料泵 模块204指令高压燃料泵(第一泵)108将第二指令燃料压力信号sCFP从第一压力Pl (例 如，2mPa)增大至第五压力P5(例如，25mPa)。第五压力P5可设定为比预定安全压力值RPV 大预定量的值，以强制打开压力安全阀110。在步骤452中，诊断控制模块202激活稳定周期计时器216等待预定时间量，以稳 定低压燃料管路100、高压燃料管路102和燃料轨24、26中的燃料压力。例如，稳定周期计 时器216通过HWIO设备210存取系统时钟220，以接收第二指令燃料压力信号sCFP增大时 的初始时间标记。稳定周期计时器216基于从系统时钟220接收的时钟信号将初始时间标 记与当前时间标记作比较。稳定周期计时器216基于时间标记之间的时间差增大稳定周期计时值218。在步骤454中，当稳定周期计时值218大于预定稳定周期StbzTime时，控制可进 行至步骤456。否则，控制可返回步骤452。稳定周期计时值218与预定稳定周期StbzTime 作比较。例如，在图7中，点D指的是当通过燃料泵模块204增大第二指令燃料压力信号 sCFP时稳定周期StbzTime的开始时间。点E指的是稳定周期StbzTime的结束时间。从点 D到点E的预定稳定周期StbzTime表示可使低压燃料管路100、高压燃料管路102及燃料 轨24、26中的燃料压力稳定的时间长短。在步骤456中，在预定稳定周期StbzTime之后，稳定周期计时器216将稳定周期 计时值218重置为零。在步骤458中，燃料控制模块203可存取存储在存储器228中的修 正安全压力值cRPV。在步骤460中，诊断周期计时器222的计数器226将指引标Y设为零。 Y为从零到L的整数，其中L为存储在压力值表230中的压力差AP(Y)的个数。诊断控制 模块202计算和存储修正安全压力值cRPV与测量压力信号FRP之间的压力差AP(Y)。压 力差AP(Y)可在预定诊断周期DiagTime期间计算。点E还指预定诊断周期DiagTime的 开始时间。点F指的是预定诊断周期DiagTime的结束时间。点E-F可指的是存储在存储 器228中的预定时间。在步骤462中，压力检测模块206通过冊10设备210从压力传感器20接收燃料轨 压力信号，以产生测量压力信号FRP。例如，如图7中所示，故障压力传感器可产生第一测量 压力信号FRPHigh和第二测量压力信号FRPLow中的至少一个。第一测量压力信号FRPHigh 和第二测量压力信号FRPLow为故障压力传感器的故障压力信号的实例和/或压力传感器 20操作于故障状态时的实例。测量压力信号FRP可为两个故障压力信号FRPHigh、FRPLow 之一。非故障压力传感器可产生在修正安全压力值cRPV的预定范围内的压力信号。在步骤464中，诊断周期计时器222的计数器226将指引标Y加一。在步骤466 中，压力检测模块206发送测量压力信号FRP至诊断控制模块202。诊断控制模块202计算 修正安全压力值cRPV与测量压力信号FRP之间的压力差AP(Y)。诊断控制模块202从修 正安全压力值cRPV减去测量压力信号FRP来确定压力差AP(Y)。压力差AP(Y)可存储在 存储器228的压力值表230中。在预定诊断周期DiagTime期间，压力值表230由诊断控制 模块202更新。在步骤468中，诊断控制模块202激活诊断周期计时器222。诊断周期计时器222 通过HWI0设备210存取系统时钟220，以接收例如当第二指令燃料压力信号sCFP增大时的 初始时间标记。诊断周期计时器222基于从系统时钟220接收的时钟信号将初始时间标记 与当前时间标记作比较。诊断周期计时器222基于时间标记之间的时间差增大诊断周期计 时值224。在步骤470中，当诊断周期计时值224大于预定诊断周期DiagTime时，控制可进 行至步骤472。否则，控制可返回步骤462。在步骤472中，在预定诊断周期DiagTime后， 诊断周期计时器222将诊断周期计时值224重置为零。在步骤474中，诊断控制模块202 存取压力值表230以产生预定诊断周期DiagTime期间存储的压力差AP(Y)的平均压力。 诊断控制模块202计算压力差AP(Y)的平均压力AVGAP。在步骤476中，当平均压力AVGAP小于预定负偏移NegErr时，控制可进行至步骤 478。否则，控制可进行至步骤480。例如，如图7中所示，第一平均压力可为在修正安全压力值cRPV与第一测量压力信号FRP之间的压力差AP(Y)的平均值。压力差可通过从修正 安全压力值cRPV减去第一测量压力信号FRP来确定。图7中所示FRPHigh为故障压力传感器的压力信号的实例。因为第一测量压力信 号FRPHigh大于修正安全压力值cRPV，所以第一平均压力为负数。当第一平均压力小于预 定负偏移NegErr时，DTC可为“失效”以指示压力传感器20的故障。在步骤478中，诊断控 制模块202可产生DTC FaultH。DTC FaultH表示因为压力安全阀110打开，并且真实或实 际压力被限制为修正安全压力值cRPV，所以压力传感器20正产生大于传感器标称值或实 际值的压力信号。在步骤480中，当平均压力AVG A P大于预定正偏移PosErr2时，控制可进行至步 骤482。否则，控制可进行至步骤484。例如，如图7中所示，第二平均压力可为修正安全压 力值cRPV与第二测量压力信号FRP之间的压力差AP(Y)的平均值。压力差可通过从修正 安全压力值cRPV减去第二测量压力信号FRP来确定。图7中所示FRPLow为故障压力传感器的压力信号的另一实例。因为第二测量 压力信号FRPLow小于修正安全压力值cRPV，所以第二平均压力为正数。当第二平均压力 大于预定正偏移PosErrf时，DTC可为“失效”以指示压力传感器20的故障。预定正偏移 PosErr2可大于预定正偏移PosErrl。在步骤482中，诊断控制模块202可产生DTCFaultL。 DTC FaultL表示因为压力安全阀110打开，并且真实(或实际)压力被限制为修正安全压 力值cRPV，所以压力传感器20正产生小于传感器标称值或实际值的压力信号。 在步骤484中，燃料泵模块204指令高压燃料泵(第一泵)108降低高压燃料管路 102中的燃料压力。例如，在点F，燃料泵模块204指令高压燃料泵(第一泵)108将第二指 令燃料压力信号sCFP从第五压力P5 (例如，25mPa)降低至第一压力P1 (例如，2mPa)。控制 可结束于步骤486。上述的步骤意味着为示意性实例；依赖于应用，这些步骤可顺序地、同步地、同时 地、连续地、在重叠的时期期间或者以不同的顺序被执行。本发明广泛的教导可以多种形式实现。因此，尽管本公开包括了特定实例，但是由 于通过对附图、说明书和所附权利要求的研究，其它修改对于技术人员也是显而易见的，所 以本发明的真实范围不应当这样限制。
权利要求
一种诊断系统，包括燃料泵模块，其在发动机操作于诊断模式时致动第一泵，其中所述第一泵通过燃料轨向所述发动机的燃料喷射器供给燃料；以及诊断控制模块，其从压力传感器接收指示诊断模式期间所述燃料轨的压力的测量压力信号，其中所述燃料泵模块基于压力安全阀的预定安全压力发送第一指令燃料压力信号和第二指令燃料压力信号中的至少一个至所述第一泵，并且其中所述诊断控制模块基于发动机速度和一比较来检测所述压力传感器的故障，所述比较为所述测量压力信号与所述第一指令燃料压力信号和所述压力安全阀的修正安全压力中的至少一个之间的比较。
2.如权利要求1所述的诊断系统，其中所述燃料泵模块致动第二泵和所述第一泵， 其中所述第二泵向所述第一泵供给燃料，其中发动机速度在预定速度窗口内，其中所述第一指令燃料压力信号比所述预定安全压力小预定量，并且 其中所述第二指令燃料压力信号比所述预定安全压力大预定量。
3.如权利要求2所述的诊断系统，其中所述燃料泵模块控制所述第一泵和所述第二泵 的致动，并且其中所述第二泵以比所述第一泵低的压力供给燃料。
4.如权利要求2所述的诊断系统，还包括初始化模块，该初始化模块在所述发动机已 在预定速度窗口内操作预定时期时产生初始化信号，其中所述诊断控制模块能够基于所述初始化信号检测所述故障。
5.如权利要求2所述的诊断系统，还包括燃料控制模块，该模块在所述发动机操作于 所述诊断模式时产生所述第一和第二指令燃料压力信号。
6.如权利要求2所述的诊断系统，还包括诊断周期计时器，其测量所述压力传感器的诊断事件的初始时间标记与当前时间标记 之间的第一时间差，其中所述诊断周期计时器基于所述第一时间差增加诊断周期计时值；以及 稳定周期计时器，其测量所述压力传感器的稳定事件的初始时间标记与当前时间标记 之间的第二时间差，其中所述稳定周期计时器基于所述第二时间差增加稳定周期计时值。
7.如权利要求6所述的诊断系统，还包括压力检测模块，该模块基于所述燃料轨的压 力产生所述测量压力信号，其中当所述稳定周期计时值大于预定稳定周期时，启动所述压力检测模块，并且 其中当所述诊断周期计时值大于预定诊断周期时，所述压力检测模块制止检测所述测 量压力信号。
8.如权利要求7所述的诊断系统，其中在操作于所述诊断模式之前，所述燃料泵模块 发送比所述预定安全压力大的第三指令燃料压力信号至所述第一泵，并且其中所述压力检测模块基于所述测量压力信号确定所述压力安全阀的修正安全压力。
9.如权利要求7所述的诊断系统，其中所述诊断控制模块计算所述预定诊断周期期间产生的所述测量压力信号与所述第一指令燃料压力信号和所述修正安全压力中至少一个 之间的多个压力差，其中所述诊断控制模块产生所述多个压力差的平均压力，并且 其中当所述平均压力为大于第一预定偏移和小于第二预定偏移之中至少一种时，检测 到所述故障。
10. 一种诊断压力传感器的方法，包括 当发动机操作于诊断模式时，致动第一泵； 通过燃料轨向所述发动机的燃料喷射器供给燃料；从压力传感器接收指示所述诊断模式期间所述燃料轨的压力的测量压力信号； 基于压力安全阀的预定安全压力发送第一指令燃料压力信号和第二指令燃料压力信 号中的至少一个至所述第一泵；以及基于发动机速度和一比较来检测所述压力传感器的故障，所述比较为所述测量压力信 号与所述第一指令燃料压力信号和所述压力安全阀的修正安全压力中的至少一个之间的 比较。
全文摘要
本发明涉及在驱动状态期间压力传感器的诊断系统和方法。一种诊断系统包括燃料泵模块和诊断控制模块。所述燃料泵模块在发动机操作于诊断模式时致动第一泵。所述第一泵通过燃料轨向所述发动机的燃料喷射器供给燃料。所述诊断控制模块从压力传感器接收指示诊断模式期间所述燃料轨的压力的测量压力信号。所述燃料泵模块基于压力安全阀的预定安全压力发送第一指令燃料压力信号和第二指令燃料压力信号中的至少一个至所述第一泵。所述诊断控制模块基于发动机速度和一比较来检测所述压力传感器的故障，所述比较为所述测量压力信号与所述第一指令燃料压力信号和所述压力安全阀的修正安全压力中的至少一个之间的比较。
文档编号F02D41/04GK101871403SQ201010168198
公开日2010年10月27日 申请日期2010年4月22日 优先权日2009年4月22日
发明者C·R·格雷厄姆, M·J·路西多, W·王 申请人:通用汽车环球科技运作公司