專利名稱：通過量化性能來控制燃料泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料噴射系統(tǒng)，且更具體地涉及用于改進(jìn)高壓燃料泵性能的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在此提供的背景說明是為了總體上介紹本發(fā)明背景的目的。當(dāng)前所署名發(fā)明人的 工作(在背景技術(shù)部分描述的程度上)和本描述中否則不足以作為申請時的現(xiàn)有技術(shù)的各 方面，既不明顯地也非隱含地被承認(rèn)為與本發(fā)明相抵觸的現(xiàn)有技術(shù)。在發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，空氣被抽吸到發(fā)動機(jī)中。空氣與燃料混合以形成空氣_燃料混 合物。燃料由燃料系統(tǒng)供應(yīng)給發(fā)動機(jī)。僅作為示例，燃料系統(tǒng)可包括燃料噴射器、燃料箱、 低壓泵、高壓泵和燃料軌道。燃料存儲在燃料箱內(nèi)。低壓泵從燃料箱抽吸燃料并提供燃料 給高壓泵。高壓泵經(jīng)由燃料軌道提供增壓燃料給燃料噴射器。離開高壓泵的燃料壓力可大 于離開低壓泵的燃料壓力。發(fā)動機(jī)控制模塊(ECM)從軌道壓力傳感器接收軌道壓力信號。軌道壓力信號指示 燃料軌道內(nèi)的燃料壓力。ECM控制由燃料噴射器噴射的燃料的量和定時。ECM經(jīng)由高壓泵 保持軌道壓力。

發(fā)明內(nèi)容
一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)包括燃料泵控制模塊和診斷模塊。所述燃料泵控制模塊控制 高壓燃料泵以將燃料噴射到燃料軌道中。所述診斷模塊基于從高壓燃料泵噴射的燃料來確 定燃料軌道內(nèi)的估計(jì)壓力增加，將燃料軌道內(nèi)的實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比 較，且在所述實(shí)際壓力增加小于所述估計(jì)壓力增加時進(jìn)行指示。在進(jìn)一步的特征中，當(dāng)中止 將燃料噴射出燃料軌道時，所述診斷模塊將實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較。 在其它特征中，當(dāng)中止將燃料噴射出燃料軌道時，所述診斷模塊控制所述燃料泵控制模塊 以噴射預(yù)定量的燃料。在其它特征中，所述診斷模塊基于所述比較來計(jì)算補(bǔ)償因子。在其它特征中，所述 診斷模塊在所述補(bǔ)償因子大于或等于預(yù)定閾值時進(jìn)行指示。在進(jìn)一步的特征中，所述發(fā)動 機(jī)控制系統(tǒng)還包括補(bǔ)償模塊，所述補(bǔ)償模塊基于所述補(bǔ)償因子和期望壓力產(chǎn)生補(bǔ)償壓力信 號，所述燃料泵控制模塊基于所述補(bǔ)償壓力信號來控制高壓燃料泵以噴射燃料。在其它特 征中，當(dāng)所述實(shí)際壓力增加大于或等于所述估計(jì)壓力增加時，所述診斷模塊中止計(jì)算補(bǔ)償 因子?！N發(fā)動機(jī)控制方法包括控制壓力泵以將燃料噴射到燃料軌道中；基于所噴射 的燃料來確定燃料軌道內(nèi)的估計(jì)壓力增加；將燃料軌道內(nèi)的實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力 增加進(jìn)行比較；以及在所述實(shí)際壓力增加小于所述估計(jì)壓力增加時進(jìn)行指示。在進(jìn)一步的 特征中，所述發(fā)動機(jī)控制方法還包括當(dāng)中止將燃料噴射出燃料軌道時，將實(shí)際壓力增加與 所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較。在其它特征中，所述發(fā)動機(jī)控制方法還包括當(dāng)中止將燃料噴射出燃料軌道時，控制所述燃料泵控制模塊以噴射預(yù)定量的燃料。在其它特征中，所述發(fā)動機(jī)控制方法還包括基于所述比較來計(jì)算補(bǔ)償因子。在其 它特征中，所述發(fā)動機(jī)控制方法還包括在所述補(bǔ)償因子大于或等于預(yù)定閾值時進(jìn)行指示。 在其它特征中，所述發(fā)動機(jī)控制方法還包括基于所述補(bǔ)償因子和期望壓力產(chǎn)生補(bǔ)償壓力 信號；以及基于所述補(bǔ)償壓力信號來控制高壓燃料泵以噴射燃料。在其它特征中，所述發(fā)動機(jī)控制方法還包括當(dāng)所述實(shí)際壓力增加大于或等于所 述估計(jì)壓力增加時，中止計(jì)算補(bǔ)償因子。方案1 一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括燃料泵控制模塊，所述燃料泵控制模塊控制壓力泵以將燃料噴射到燃料軌道中； 和診斷模塊，所述診斷模塊基于所噴射的燃料來確定所述燃料軌道內(nèi)的估計(jì)壓力增 加，將所述燃料軌道內(nèi)的實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較，且在所述實(shí)際壓力 增加小于所述估計(jì)壓力增加時進(jìn)行指示。方案2 根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)中止將燃料噴射出所述燃料 軌道時，所述診斷模塊將所述實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較。方案3 根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)中止將燃料噴射出所述燃料 軌道時，所述診斷模塊控制所述燃料泵控制模塊以噴射預(yù)定量的燃料。方案4 根據(jù)方案1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述診斷模塊基于所述比較來 計(jì)算補(bǔ)償因子。方案5 根據(jù)方案4所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述診斷模塊在所述補(bǔ)償因子 大于或等于預(yù)定閾值時進(jìn)行指示。方案6 根據(jù)方案4所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括補(bǔ)償模塊，所述補(bǔ)償模塊基于 所述補(bǔ)償因子和期望壓力產(chǎn)生補(bǔ)償壓力信號，所述燃料泵控制模塊基于所述補(bǔ)償壓力信號 來控制所述壓力泵以噴射燃料。方案7 根據(jù)方案4所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述實(shí)際壓力增加大于或等 于所述估計(jì)壓力增加時，所述診斷模塊中止計(jì)算所述補(bǔ)償因子。方案8 一種發(fā)動機(jī)控制方法，包括控制壓力泵以將燃料噴射到燃料軌道中；基于所噴射的燃料來確定所述燃料軌道內(nèi)的估計(jì)壓力增加；將所述燃料軌道內(nèi)的實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較；以及在所述實(shí)際壓力增加小于所述估計(jì)壓力增加時進(jìn)行指示。方案9 根據(jù)方案8所述的發(fā)動機(jī)控制方法，還包括當(dāng)中止將燃料噴射出所述燃 料軌道時，將所述實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較。方案10 根據(jù)方案8所述的發(fā)動機(jī)控制方法，還包括當(dāng)中止將燃料噴射出所述燃 料軌道時，控制所述燃料泵控制模塊以噴射預(yù)定量的燃料。方案11 根據(jù)方案8所述的發(fā)動機(jī)控制方法，還包括基于所述比較來計(jì)算補(bǔ)償因子。方案12 根據(jù)方案11所述的發(fā)動機(jī)控制方法，還包括在所述補(bǔ)償因子大于或等 于預(yù)定閾值時進(jìn)行指示。
方案13 根據(jù)方案11所述的發(fā)動機(jī)控制方法，還包括基于所述補(bǔ)償因子和期望壓力產(chǎn)生補(bǔ)償壓力信號；以及基于所述補(bǔ)償壓力信號來控制所述壓力泵以噴射燃料。方案14 根據(jù)方案11所述的發(fā)動機(jī)控制方法，還包括當(dāng)所述實(shí)際壓力增加大于 或等于所述估計(jì)壓力增加時，中止計(jì)算所述補(bǔ)償因子。本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用領(lǐng)域從下文提供的詳細(xì)說明顯而易見。應(yīng)當(dāng)理解的是，詳細(xì) 說明和具體示例僅旨在用于說明的目的且并不旨在限制本發(fā)明的范圍。


從詳細(xì)說明和附圖將更充分地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的功能框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明原理的圖2的高壓泵補(bǔ)償模塊的示例性實(shí)施方式的功能框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的確定補(bǔ)償因子的示例性方法的圖形圖示；和圖5是示出了在根據(jù)本發(fā)明原理的確定高壓泵補(bǔ)償方法中執(zhí)行的示例性步驟的 流程圖。
具體實(shí)施例方式以下說明本質(zhì)上僅為示范性的且絕不意圖限制本發(fā)明、它的應(yīng)用、或使用。為了清 楚起見，在附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)識類似的元件。如在此所使用的，短語A、B和C 的至少一個應(yīng)當(dāng)理解為意味著使用非排他邏輯或的一種邏輯(A或B或C)。應(yīng)當(dāng)理解的是， 方法內(nèi)的步驟可以以不同順序執(zhí)行而不改變本發(fā)明的原理。如在此所使用的，術(shù)語模塊指的是專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或更 多軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的、或組)和存儲器、組合邏輯電路、和/或提供 所述功能的其他合適的部件。 高壓泵將增壓燃料噴射到燃料軌道中以在燃料軌道內(nèi)實(shí)現(xiàn)期望壓力。被連接于燃 料軌道的燃料噴射器將燃料噴射到氣缸中。隨著時間的過去，高壓泵可提供比所命令的更 少的燃料。例如，高壓泵可隨著時間而退化或者可能發(fā)生機(jī)械問題，例如堵塞。當(dāng)提供比預(yù) 期更少的燃料給燃料軌道時，噴射到氣缸中的燃料量可小于期望量。為了測量高壓泵的性能，燃料軌道可作為閉合系統(tǒng)處理。僅作為示例，可中止燃料 噴射器的燃料噴射。燃料軌道內(nèi)的壓力可被測量且可估計(jì)期望壓力增加。通過將預(yù)定量的 燃料噴射到燃料軌道中并將壓力增加與估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較，可計(jì)算補(bǔ)償因子。補(bǔ)償因 子可用于補(bǔ)償高壓泵的不足額?，F(xiàn)在參考圖1，示出了發(fā)動機(jī)系統(tǒng)100的功能框圖。空氣通過進(jìn)氣歧管104抽吸 到發(fā)動機(jī)102中。節(jié)氣門閥106由電子節(jié)氣門控制(ETC)馬達(dá)108致動，以改變被抽吸到 發(fā)動機(jī)102中的空氣體積?？諝馀c來自于一個或多個燃料噴射器110的燃料混合以形成空 氣-燃料混合物?？諝?燃料混合物在發(fā)動機(jī)102的一個或多個氣缸112內(nèi)燃燒。得到的 排氣從氣缸排出到排氣系統(tǒng)113。燃料由燃料系統(tǒng)供應(yīng)給發(fā)動機(jī)102。僅作為示例，燃料系統(tǒng)可包括燃料噴射器110、燃料箱114、低壓泵115、高壓泵116和燃料軌道118。燃料存儲在燃料箱114內(nèi)。低壓 泵115從燃料箱114抽吸燃料并提供燃料給高壓泵116。高壓泵116經(jīng)由燃料軌道118提 供增壓燃料給燃料噴射器110。離開高壓泵116的燃料壓力可大于離開低壓泵115的燃料 壓力。僅作為示例，離開高壓泵116的燃料壓力可在2-26MPa之間，而離開低壓泵115的燃 料壓力可在0. 3-0. 6MPa之間。ECM 120從軌道壓力傳感器122接收軌道壓力信號。軌道壓力信號指示燃料軌道 118內(nèi)的燃料壓力。ECM 120控制由燃料噴射器110噴射的燃料的量和定時。每當(dāng)燃料由 所述燃料噴射器110中的一個或多個噴射時，軌道壓力減少。ECM 120經(jīng)由高壓泵116保持 軌道壓力?，F(xiàn)在參考圖2，示出了根據(jù)本發(fā)明原理的示例性發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的功能框圖。高壓泵補(bǔ) 償模塊(HPPCM) 200從軌道壓力傳感器202接收軌道壓力信號。軌道壓力信號可用作控制 高壓泵204時的補(bǔ)償因子的度量。補(bǔ)償因子可允許HPPCM 200確定高壓泵204是否退化或 未正確工作。補(bǔ)償因子可由HPPCM 200使用以針對高壓泵204的不足額進(jìn)行補(bǔ)償或調(diào)節(jié)。在圖3中，示出了根據(jù)本發(fā)明原理的圖2的HPPCM的示例性實(shí)施方式的功能框圖。 燃料泵控制模塊300經(jīng)由燃料泵控制信號來控制高壓泵204。燃料泵控制模塊300從補(bǔ)償 模塊302接收補(bǔ)償壓力信號且基于所述補(bǔ)償壓力信號來控制高壓泵204。燃料泵控制模塊 300可接收軌道壓力信號以確定控制高壓泵204的頻率和強(qiáng)度。診斷模塊304接收軌道壓力信號。診斷模塊304在高壓泵204試驗(yàn)期間監(jiān)測軌道 壓力。當(dāng)診斷模塊304接收開始試驗(yàn)信號時，其確定軌道壓力是否小于預(yù)定閾值。如果軌道 壓力小于預(yù)定閾值，那么開始高壓泵204的試驗(yàn)。當(dāng)試驗(yàn)可以開始時，生成開始試驗(yàn)信號。 僅作為示例，當(dāng)燃料從氣缸切斷時可開始試驗(yàn)。當(dāng)高壓泵204的試驗(yàn)開始時，診斷模塊304將泵試驗(yàn)信號傳輸給燃料泵控制模塊 300。一接收泵試驗(yàn)信號，燃料泵控制模塊300就控制高壓泵204以將預(yù)定量的燃料噴射到 燃料軌道中。在該噴射期間，診斷模塊304監(jiān)測實(shí)際軌道壓力增加。診斷模塊304將實(shí)際軌道壓力增加與估計(jì)軌道壓力增加進(jìn)行比較。估計(jì)軌道壓力 增加是噴射預(yù)定量的燃料的預(yù)期軌道壓力增加的估計(jì)值。如果實(shí)際軌道壓力增加小于估計(jì) 軌道壓力增加，那么可計(jì)算補(bǔ)償因子。如果實(shí)際軌道壓力增加大于或等于估計(jì)軌道壓力增 加，那么可禁止補(bǔ)償因子的計(jì)算。補(bǔ)償因子基于實(shí)際軌道壓力增加和估計(jì)軌道壓力增加之間的差來確定。如下文更 詳細(xì)地討論的那樣，補(bǔ)償因子可用于補(bǔ)償所述差。僅作為示例，可使用查詢表或算法來確定 補(bǔ)償因子。補(bǔ)償因子傳輸給補(bǔ)償模塊302。補(bǔ)償因子可與閾值進(jìn)行比較。例如，當(dāng)補(bǔ)償因子大于或等于閾值時，高壓泵204的 補(bǔ)償可能不充分或者可能需要更換高壓泵204。如果計(jì)算補(bǔ)償因子大于或等于閾值，那么診 斷模塊304可產(chǎn)生故障碼。補(bǔ)償模塊302接收期望壓力信號。期望壓力信號指示燃料軌道的期望軌道壓力。 燃料泵控制模塊300控制高壓泵204，從而保持期望軌道壓力。然而，如果實(shí)際軌道壓力增 加小于估計(jì)軌道壓力增加，那么在控制高壓泵204時可能未實(shí)現(xiàn)期望軌道壓力。補(bǔ)償模塊 302使用補(bǔ)償因子來調(diào)節(jié)期望壓力信號以產(chǎn)生補(bǔ)償壓力信號。補(bǔ)償因子的實(shí)施允許更好地實(shí)現(xiàn)期望軌道壓力，因?yàn)閷?shí)際軌道壓力增加可更接近估計(jì)軌道壓力增加。補(bǔ)償模塊302將補(bǔ)償壓力信號傳輸給燃料泵控制模塊300。然后，燃料 泵控制模塊300使用補(bǔ)償壓力信號來控制高壓泵204以在燃料軌道內(nèi)實(shí)現(xiàn)期望壓力。在圖4中，示出了根據(jù)本發(fā)明原理的確定補(bǔ)償因子的示例性方法的圖形圖示。估 計(jì)壓力增加400表示基于示例性預(yù)定值的高壓泵204的每次泵脈沖的軌道壓力增加。實(shí)際 壓力增加402表示基于示例性實(shí)際值的高壓泵204的每次泵脈沖的軌道壓力增加。兩條線 之間的差可認(rèn)為是補(bǔ)償因子。在各種實(shí)施方式中，補(bǔ)償因子可通過使用映射圖、算法或查詢 表來將實(shí)際壓力增加402與一組預(yù)定值進(jìn)行比較而確定。在圖5中，示出了圖示根據(jù)本發(fā)明原理的確定高壓泵補(bǔ)償方法中執(zhí)行的示例性步 驟的流程圖。在步驟502，控制方法測量燃料軌道壓力。在步驟504，控制方法將測量燃料軌 道壓力與閾值進(jìn)行比較。如果測量燃料軌道壓力大于閾值，那么控制方法返回到步驟502 ； 否則，控制方法轉(zhuǎn)到步驟506。在步驟506，控制方法等待適當(dāng)試驗(yàn)條件(即，燃料切斷)。如果滿足適當(dāng)試驗(yàn)條 件，那么控制方法轉(zhuǎn)到步驟508 ；否則，控制方法返回到步驟502。在步驟508，控制方法測 量燃料軌道壓力。在步驟510，控制方法確定估計(jì)壓力增加。在步驟512，控制方法執(zhí)行預(yù) 定泵事件。在步驟514，控制方法確定軌道壓力增加。在步驟516，控制方法將軌道壓力增加與估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較。如果軌道壓力 增加小于估計(jì)壓力增加，那么控制方法轉(zhuǎn)到步驟518 ；否則，控制方法返回到步驟502。在步 驟518，控制方法計(jì)算燃料泵的補(bǔ)償因子。在步驟520，控制方法確定補(bǔ)償因子是否在極限 值內(nèi)。如果補(bǔ)償因子不在極限值內(nèi)，那么控制方法轉(zhuǎn)到步驟524 ；否則，控制方法轉(zhuǎn)到步驟 522。在步驟524，控制方法設(shè)定診斷。在步驟522，補(bǔ)償因子在系統(tǒng)中被使用?？刂品椒ǚ?回到步驟502。現(xiàn)在本領(lǐng)域中技術(shù)人員能夠從前述說明理解到，本發(fā)明的廣泛教示可以以多種形 式實(shí)施。因此，雖然本發(fā)明包括特定的示例，但是由于在研究附圖、說明書和所附權(quán)利要求 書時，其他修改對于技術(shù)人員來說是顯而易見的，所以本發(fā)明的真實(shí)范圍不應(yīng)如此限制。
權(quán)利要求
一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，包括燃料泵控制模塊，所述燃料泵控制模塊控制壓力泵以將燃料噴射到燃料軌道中；和診斷模塊，所述診斷模塊基于所噴射的燃料來確定所述燃料軌道內(nèi)的估計(jì)壓力增加，將所述燃料軌道內(nèi)的實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較，且在所述實(shí)際壓力增加小于所述估計(jì)壓力增加時進(jìn)行指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)中止將燃料噴射出所述燃料軌道 時，所述診斷模塊將所述實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)中止將燃料噴射出所述燃料軌道 時，所述診斷模塊控制所述燃料泵控制模塊以噴射預(yù)定量的燃料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述診斷模塊基于所述比較來計(jì)算 補(bǔ)償因子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，所述診斷模塊在所述補(bǔ)償因子大于 或等于預(yù)定閾值時進(jìn)行指示。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，還包括補(bǔ)償模塊，所述補(bǔ)償模塊基于所述 補(bǔ)償因子和期望壓力產(chǎn)生補(bǔ)償壓力信號，所述燃料泵控制模塊基于所述補(bǔ)償壓力信號來控 制所述壓力泵以噴射燃料。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述實(shí)際壓力增加大于或等于所 述估計(jì)壓力增加時，所述診斷模塊中止計(jì)算所述補(bǔ)償因子。
8.一種發(fā)動機(jī)控制方法，包括控制壓力泵以將燃料噴射到燃料軌道中；基于所噴射的燃料來確定所述燃料軌道內(nèi)的估計(jì)壓力增加；將所述燃料軌道內(nèi)的實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較；以及在所述實(shí)際壓力增加小于所述估計(jì)壓力增加時進(jìn)行指示。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動機(jī)控制方法，還包括當(dāng)中止將燃料噴射出所述燃料軌 道時，將所述實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動機(jī)控制方法，還包括當(dāng)中止將燃料噴射出所述燃料軌 道時，控制所述燃料泵控制模塊以噴射預(yù)定量的燃料。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過量化性能來控制燃料泵。一種發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)包括燃料泵控制模塊和診斷模塊。所述燃料泵控制模塊控制壓力泵以將燃料噴射到燃料軌道中。所述診斷模塊基于所噴射的燃料來確定燃料軌道內(nèi)的估計(jì)壓力增加，將燃料軌道內(nèi)的實(shí)際壓力增加與所述估計(jì)壓力增加進(jìn)行比較，且在所述實(shí)際壓力增加小于所述估計(jì)壓力增加時進(jìn)行指示。
文檔編號F02D41/38GK101865045SQ20101016436
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者B·李, D·L·迪布爾, J·R·杜爾佐, K·J·欽平斯基, S·A·杜格拉斯 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司