專利名稱：壓力診斷系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓力診斷系統(tǒng)和方法，并且更具體而言，涉及用于雙壓力傳感器系統(tǒng)的壓力診斷系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在此提供的背景技術(shù)描述用于總體上介紹本發(fā)明的背景。目前署名的發(fā)明人的工作就其在該背景部分中描述的程度以及在其描述在提交時不會以其它方式被認為現(xiàn)有技術(shù)的方面，既不明確地也不隱含地認為是破壞本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。一些發(fā)動機用燃料噴射系統(tǒng)可以在高壓下操作以將燃料直接噴入燃燒室。燃料泵將高壓燃料供應(yīng)至燃料軌。燃料軌中的燃料噴射器將高壓燃料直接噴入燃燒室。第一和第二壓力傳感器可用來檢測燃料軌中的壓力。侵入式診斷系統(tǒng)可用來檢測第一和第二壓力傳感器中的故障。由于在最大推薦壓力以上操作，侵入式診斷測試可能有損于燃料泵壽命。侵入式測試也會被車輛乘客感受到，這降低了客戶滿意度。因此，這些診斷測試只能比諸如每循環(huán)工況一次的期望頻率更少地運行。

發(fā)明內(nèi)容
壓力診斷系統(tǒng)包括壓力誤差計算模塊，其基于第一壓力信號和第二壓力信號產(chǎn)生壓力誤差。壓差模塊基于當前所需壓力和此前所需壓力產(chǎn)生所需壓差。滯后濾波器模塊對壓力誤差應(yīng)用滯后濾波以產(chǎn)生滯后濾波的壓力誤差。故障模塊基于滯后濾波的壓力誤差選擇性地產(chǎn)生故障。在其它特征中，壓力誤差計算模塊基于第二壓力信號與第一壓力信號的比率的函數(shù)的倒數(shù)產(chǎn)生壓力誤差。該函數(shù)是第二壓力信號與第一壓力信號的比率的平方根。滯后濾波器模塊基于所需壓差選擇滯后濾波項。故障模塊基于滯后濾波的壓力誤差與壓力范圍的比較而選擇性地觸發(fā)故障。故障模塊基于當前所需壓力調(diào)整壓力范圍。在其它特征中，暫停模塊基于所需壓差選擇性地暫停故障的識別。當所需壓差大于預(yù)定所需壓差時，暫停模塊暫停故障的識別。在壓力誤差計算模塊產(chǎn)生壓力誤差之前，濾波模塊對第一壓力信號和第二壓力信號濾波。在壓力誤差計算模塊產(chǎn)生壓力誤差之前，越界模塊確定第一壓力信號和第二壓力信號是否超出范圍。本發(fā)明提供下列技術(shù)方案。技術(shù)方案1.一種壓力診斷系統(tǒng),包括:
壓力誤差計算模塊，其基于第一壓力信號和第二壓力信號產(chǎn)生壓力誤差；
所需壓差計算模塊，其基于當前所需壓力和此前所需壓力產(chǎn)生所需壓差；
滯后濾波器模塊，其對壓力誤差應(yīng)用滯后濾波以產(chǎn)生滯后濾波的壓力誤差；以及 故障模塊，其基于所述滯后濾波的壓力誤差選擇性地產(chǎn)生故障。技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案I所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述壓力誤差計算模塊基于所述第二壓力信號與所述第一壓力信號的比率的函數(shù)的倒數(shù)產(chǎn)生所述壓力誤差。
技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案2所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述函數(shù)為所述第二壓力信號與所述第一壓力信號的所述比率的平方根。技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案I所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述滯后濾波器模塊基于所述所需壓差選擇滯后濾波項。技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案I所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述故障模塊基于所述滯后濾波的壓力誤差與壓力范圍的比較選擇性地觸發(fā)所述故障。技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案5所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述故障模塊基于所述當前所需壓力調(diào)整所述壓力范圍。技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案I所述的壓力診斷系統(tǒng)，還包括基于所述所需壓差選擇性地暫停所述故障的識別的暫停模塊。技術(shù)方案8.根據(jù)技術(shù)方案7所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，當所述所需壓差大于預(yù)定所需壓差時，所述暫停模塊暫停所述故障的識別。技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案I所述的壓力診斷系統(tǒng)，還包括濾波模塊，所述濾波模塊在所述壓力誤差計算模塊產(chǎn)生所述壓力誤差之前對所述第一壓力信號和所述第二壓力信號濾波。技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案I所述的壓力診斷系統(tǒng)，還包括越界模塊，在所述壓力誤差計算模塊產(chǎn)生所述壓力誤差之前，所述越界模塊確定所述第一壓力信號和所述第二壓力信號是否超出范圍。技術(shù)方案11.一種方法，包括:
基于第一壓力信號和第二壓力信號產(chǎn)生壓力誤差；
基于當前所需壓力和此前所需壓力產(chǎn)生所需壓差；
對所述壓力誤差應(yīng)用滯后濾波以產(chǎn)生滯后濾波的壓力誤差；以及 基于所述滯后濾波的壓力誤差選擇性地產(chǎn)生故障。技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，其中，產(chǎn)生所述壓力誤差是基于所述第二壓力信號與所述第一壓力信號的比率的函數(shù)的倒數(shù)。技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案12所述的方法，其中，所述函數(shù)為所述第二壓力信號與所述第一壓力信號的所述比率的平方根。技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括基于所述所需壓差選擇滯后濾波項。技術(shù)方案15.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括基于所述滯后濾波的壓力誤差與壓力范圍的比較選擇性地觸發(fā)所述故障。技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案15所述的方法，還包括基于所述當前所需壓力調(diào)整所述壓力范圍。技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括基于所述所需壓差暫停所述故障的識別。技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括當所述所需壓差大于預(yù)定所需壓差時暫停所述故障的識別。技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括在產(chǎn)生所述壓力誤差之前對所述第一壓力信號和所述第二壓力信號濾波。
技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案11所述的方法，還包括在產(chǎn)生所述壓力誤差之前確定所述第一壓力信號和所述第二壓力信號是否超出范圍。本發(fā)明進一步的適用范圍將通過下文提供的詳細描述而變得顯而易見。應(yīng)當理解，詳細描述和具體示例僅意圖用于舉例說明，而并非意圖限制本方面的范圍。


通過詳細描述和附圖將會更全面地理解本發(fā)明，附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性發(fā)動機的功能框 圖2是根據(jù)本發(fā)明的用于發(fā)動機的發(fā)動機控制系統(tǒng)的部分的功能框 圖3是用于第一和第二壓力傳感器的理想壓力換能器函數(shù)的示例的 圖4是根據(jù)本發(fā)明的原理的用于發(fā)動機的壓力診斷系統(tǒng)的功能框圖；以及 圖5示出用于診斷發(fā)動機中的第一和第二壓力傳感器的方法。
具體實施例方式以下的描述實質(zhì)上僅僅是示例性的并且決不意圖限制本發(fā)明、其應(yīng)用或用途。為了清楚起見，在附圖中將使用相同的附圖標記標識相似的元件。如本文所用，短語A、B和C中的至少一個應(yīng)當被解釋為是指使用非排他邏輯“或”的邏輯(A或B或C)。應(yīng)當理解，在不改變本發(fā)明的原理的情況下，可以以不同順序執(zhí)行方法中的步驟。如本文所用，術(shù)語模塊是指專用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共享、專用或組)和執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的存儲器、組合邏輯電路、和/或提供所描述的功能的其它合適的部件。根據(jù)本發(fā)明的診斷控制系統(tǒng)和方法使用雙壓力傳感器識別系統(tǒng)中的壓力傳感器故障。僅僅是舉例，雙壓力傳感器可用來檢測在用于發(fā)動機的燃料軌中的燃料系統(tǒng)壓力。雖然示出了示例性發(fā)動機，但診斷控制系統(tǒng)和方法可用來檢測在帶有雙壓力傳感器的其它發(fā)動機系統(tǒng)或非發(fā)動機系統(tǒng)中的壓力故障?，F(xiàn)在參見圖1，發(fā)動機10包括控制模塊12和均包括活塞16的一個或多個汽缸14。進氣閥18打開以允許將空氣吸入汽缸14中。排氣閥20打開以允許排氣從汽缸14逸出。進氣凸輪凸角22和排氣凸輪凸角24分別打開和關(guān)閉進氣閥18和排氣閥20。凸輪軸26包括進氣凸輪凸角22、排氣凸輪凸角24和驅(qū)動燃料泵30的燃料泵凸角28。燃料泵30也可以是齒輪驅(qū)動和/或電動的。凸輪軸齒輪32經(jīng)由可調(diào)節(jié)凸輪相位器34驅(qū)動凸輪軸26。活塞16往復(fù)運動以驅(qū)動曲軸40。曲軸齒輪42隨曲軸40旋轉(zhuǎn)。曲軸齒輪42經(jīng)由皮帶或鏈條44驅(qū)動凸輪軸齒輪32。在各種實施例中，皮帶或鏈條44可替換成齒輪。齒圈50附連到曲軸40。起動器52包括嚙合齒圈50的小齒輪54。起動器52可接著經(jīng)由齒圈50和小齒輪54旋轉(zhuǎn)曲軸40以使活塞16往復(fù)運動并由此起動發(fā)動機10?？刂颇K12將控制信號發(fā)送到起動器52、燃料泵60和燃料噴射器62。燃料泵60可以是輸送燃料到燃料泵30的電動低壓燃料泵，并且燃料泵30可以是輸送高壓燃料到燃料軌63的高壓燃料泵。燃料噴射器62將燃料從燃料軌63噴入汽缸14中。燃料噴射器62通過打開以允許燃料軌63中的高壓燃料流過燃料噴射器62并進入汽缸14而噴射燃料?？刂颇K12接收來自曲軸位置傳感器(CPS) 64、燃料軌壓力(FRP)傳感器系統(tǒng)66、發(fā)動機冷卻劑溫度(ECT)傳感器68、燃料乙醇百分比(FEP)傳感器69、以及驅(qū)動器輸入傳感器70的傳感器信號。CPS 64檢測曲軸40的速度并將曲軸速度提供至控制模塊12。FRP傳感器系統(tǒng)66檢測燃料軌63中的壓力并將燃料軌壓力提供至控制模塊12。ECT傳感器68檢測發(fā)動機10中的冷卻劑的溫度并將發(fā)動機冷卻劑溫度提供至控制模塊12。FEP傳感器69檢測可用來確定提供至發(fā)動機10的燃料中的乙醇的百分比的參數(shù)。乙醇參數(shù)可以是燃料乙醇百分比或排氣中的氧含量。FEP傳感器69將乙醇參數(shù)提供至控制模塊12。FEP傳感器69可位于燃料系統(tǒng)中或排氣系統(tǒng)中?，F(xiàn)在參見圖2，更詳細地示 出了控制模塊12。FRP傳感器系統(tǒng)66包括產(chǎn)生第一壓力信號Pl的第一和一次壓力傳感器202和產(chǎn)生第二壓力信號P2的第二或二次壓力傳感器203。第一壓力傳感器202和第二壓力傳感器203監(jiān)測燃料軌的壓力。第一壓力傳感器202的第一壓力信號Pl被輸入到越界模塊204。越界模塊204確定第一壓力信號Pl是否在預(yù)定電壓范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)換模塊206將第一壓力信號Pl從電壓轉(zhuǎn)換為百分比。轉(zhuǎn)換模塊206的輸出被輸入到轉(zhuǎn)換模塊208。轉(zhuǎn)換模塊208將百分比轉(zhuǎn)換為壓力值。濾波模塊210對由轉(zhuǎn)換模塊208輸出的壓力值濾波并將第一濾波的壓力值PIf輸出至下文進一步描述的傳感器診斷模塊212。在一些示例中，濾波模塊210可包括使用固定或可變的滯后濾波項的滯后濾波器。第二壓力傳感器203的第二壓力信號P2被輸入到越界模塊214。越界模塊214確定第二壓力信號P2是否在預(yù)定電壓范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)換模塊216將第二壓力信號P2從電壓轉(zhuǎn)換為百分比。轉(zhuǎn)換模塊216的輸出被輸入到轉(zhuǎn)換模塊218。轉(zhuǎn)換模塊218將百分比轉(zhuǎn)換為壓力值。濾波模塊220對由轉(zhuǎn)換模塊218輸出的壓力值濾波并將第二濾波的壓力值P2f輸出至傳感器診斷模塊212。在一些示例中，濾波模塊220可包括使用固定或可變的滯后濾波項的滯后濾波器。如將進一步描述的，傳感器診斷模塊212監(jiān)測第一和第二濾波的壓力值、當前和所需的壓力值和/或其它輸入值并選擇性地指示壓力感測故障?？刂颇K12可將故障指示到可視或聲音駕駛員界面和/或在發(fā)生壓力感測故障時改變發(fā)動機的操作參數(shù)。僅僅是舉例，控制模塊12可進入跛行回家模式?，F(xiàn)在參見圖3，示出了示例理想壓力換能器函數(shù)。在該示例中，壓力傳感器202產(chǎn)生隨壓力增加而增加的壓力信號P1，同時壓力傳感器203產(chǎn)生隨壓力減小而減小的壓力信號P2。應(yīng)當理解，可以使用其它壓力換能器函數(shù)?，F(xiàn)在參見圖4，進一步詳細示出了傳感器診斷模塊212。誤差計算模塊300接收第一濾波的壓力傳感器值PIf和第二濾波的壓力傳感器值P2f并產(chǎn)生壓力誤差PE。誤差計算模塊300可基于簡單的差計算壓力誤差Pe或者可以使用查找表、更復(fù)雜的函數(shù)或關(guān)系。在本發(fā)明的一些示例中，可基于下列關(guān)系計算壓力誤差Pe:
Pe = 1/(SQRT(P2f/P1f))
其中，SQRT為平方根函數(shù)，P2f為第二濾波的壓力值，并且PIf為第一濾波的壓力值。使用該函數(shù)可允許壓力誤差Pe與長期閉環(huán)燃料修正相關(guān)。壓差模塊310接收當前所需壓力Pd c和此前所需壓力Pd P。壓差模塊310產(chǎn)生所需壓差PD—D。暫停模塊312接收所需壓差Pd D。當所需壓差Pd D大于預(yù)定壓差時，壓差計算暫停模塊312暫停壓力診斷系統(tǒng)的操作，直到所需壓差Pd D小于預(yù)定壓差。
滯后濾波器模塊318基于所需壓差Pd D確定滯后濾波項。滯后濾波器模塊318對壓力誤差Pe應(yīng)用滯后濾波以產(chǎn)生滯后濾波的壓力誤差PE—w。故障模塊320比較滯后濾波的壓力誤差？￡^與一個或多個閾值并基于該比較選擇性地產(chǎn)生故障。僅僅是舉例，故障模塊320可以基于當前所需壓力PD?；蚱渌斎胫?僅僅是舉例，諸如轉(zhuǎn)/分(RPM)的發(fā)動機速度、噴射器脈沖寬度、每汽缸空氣量、燃料總流量等)選擇高閾值和低閾值。在一些不例中，故障模塊320比較滯后濾波的壓力誤差Pejjj與高閾值和低閾值?，F(xiàn)在參見圖5，示出了用于診斷帶有兩個壓力傳感器的壓力感測系統(tǒng)中的故障的方法。在404中，控制基于濾波的壓力PIf和P2F產(chǎn)生壓力誤差PE。在408中，控制分別基于當前所需壓力PD—c和此前所需壓力Pd p產(chǎn)生所需壓差Pd D。在412中，控制確定所需壓差Pd D是否大于閾值TH115如果412為是，則控制返回到404。如果412為否，則在420中控制基于當前所需壓力PD—c或其它輸入值確定閾值TH2和TH3。 在430中，控制基于此前所需 壓差Pd D或其它輸入值確定滯后濾波項。在434中，控制對壓力誤差Pe應(yīng)用滯后濾波。在436中，控制比較滯后濾波的壓力誤差PE』F與閾值TH2和TH3。如果滯后濾波的壓力誤差Pe w在閾值TH2和TH3之間，則控制返回到404。如果滯后濾波的壓力誤差PE—lF不在閾值TH2和TH3之間，則控制在440中繼續(xù)并設(shè)定壓力傳感器故障。在444中，控制改變發(fā)動機的一個或多個操作參數(shù)或在設(shè)定傳感器故障時產(chǎn)生聲音或可視駕駛員警報。 本發(fā)明的廣義教導(dǎo)可以以各種形式實施。因此，雖然本發(fā)明包括具體示例，但本發(fā)明的真正范圍不應(yīng)局限于此，因為在研究附圖、說明書和隨附權(quán)利要求書的基礎(chǔ)上其它修改對于技術(shù)人員將變得顯而易見。
權(quán)利要求
1.一種壓力診斷系統(tǒng)，包括: 壓力誤差計算模塊，其基于第一壓力信號和第二壓力信號產(chǎn)生壓力誤差； 所需壓差計算模塊，其基于當前所需壓力和此前所需壓力產(chǎn)生所需壓差； 滯后濾波器模塊，其對壓力誤差應(yīng)用滯后濾波以產(chǎn)生滯后濾波的壓力誤差；以及 故障模塊，其基于所述滯后濾波的壓力誤差選擇性地產(chǎn)生故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述壓力誤差計算模塊基于所述第二壓力信號與所述第一壓力信號的比率的函數(shù)的倒數(shù)產(chǎn)生所述壓力誤差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述函數(shù)為所述第二壓力信號與所述第一壓力信號的所述比率的平方根。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述滯后濾波器模塊基于所述所需壓差選擇滯后濾波項。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述故障模塊基于所述滯后濾波的壓力誤差與壓力范圍的比較選擇性地觸發(fā)所述故障。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，所述故障模塊基于所述當前所需壓力調(diào)整所述壓力范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力診斷系統(tǒng)，還包括基于所述所需壓差選擇性地暫停所述故障的識別的暫停模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓力診斷系統(tǒng)，其中，當所述所需壓差大于預(yù)定所需壓差時，所述暫停模塊暫停所述故障的識別。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力診斷系統(tǒng)，還包括濾波模塊，所述濾波模塊在所述壓力誤差計算模塊產(chǎn)生所述壓力誤差之前對所述第一壓力信號和所述第二壓力信號濾波。
10.一種方法，包括: 基于第一壓力信號和第二壓力信號產(chǎn)生壓力誤差； 基于當前所需壓力和此前所需壓力產(chǎn)生所需壓差； 對所述壓力誤差應(yīng)用滯后濾波以產(chǎn)生滯后濾波的壓力誤差；以及 基于所述滯后濾波的壓力誤差選擇性地產(chǎn)生故障。
全文摘要
本發(fā)明涉及壓力診斷系統(tǒng)和方法，提供了一種壓力診斷系統(tǒng)包括壓力誤差計算模塊，其基于第一壓力信號和第二壓力信號產(chǎn)生壓力誤差。差值計算模塊基于當前所需壓力和此前所需壓力產(chǎn)生所需壓差。滯后濾波器模塊對壓力誤差應(yīng)用滯后濾波以產(chǎn)生滯后濾波的壓力誤差。故障模塊基于滯后濾波的壓力誤差選擇性地產(chǎn)生故障。
文檔編號F02D41/22GK103104365SQ20121045878
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者R.F.哈塔, J.M.赫特馬赫, P.D.多納, M.T.哈米爾頓 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司