CN101514663B

CN101514663B - 燃料门传感器诊断系统和方法

Info

Publication number: CN101514663B
Application number: CN2009100075543A
Authority: CN
Inventors: J·F·拉森; Z·王; M·皮克特; L·王; R·E·小帕森斯
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2009-02-23
Publication date: 2011-11-16
Anticipated expiration: 2029-02-23
Also published as: CN101514663A; US8000856B2; DE102009009625B4; DE102009009625A1; US20090216400A1

Abstract

本发明涉及一种燃料门传感器诊断系统和方法。具体地，提供了一种用于车辆的诊断系统，包括加油指示模块和诊断模块。加油指示模块在加油事件发生时选择性地给出指示。当燃料门位置传感器指示燃料门处于以下两种情况之一时，诊断模块选择性地诊断燃料门位置传感器中的故障，一种情况是在加油事件发生时，燃料门处于打开位置的时间小于第一预定时段，另一种情况是在加油事件发生时，燃料门处于关闭位置的时间大于第二预定时段。

Description

燃料门传感器诊断系统和方法

相关申请交叉引用

本申请要求2008年2月22日提交的美国临时申请第61/030,603号的权益。上述申请的公开内容作为参考全部被并入本文。

技术领域

本公开涉及燃料系统，更具体地涉及燃料门位置传感器。

背景技术

此处提供的背景技术描述用于一般性地描述本公开的背景。本申请发明人所做的工作在某种程度上也被描述在背景技术部分中描以及本申请提交时可能并不构成现有技术的各方面的描述都不被明确或隐含地承认是破坏本公开的现有技术。

内燃机燃烧空气和燃料的混合物以产生转矩。空气/燃料混合物组成的燃料可以是液体燃料和/或蒸汽燃料。燃料系统用来向发动机供应液体燃料和/或蒸汽燃料。燃料喷射器给发动机提供从燃料箱中吸出的液体燃料。蒸汽净化系统给发动机提供从蒸汽罐中吸出的燃料蒸汽。

通常，燃料箱中装有液体燃料。在一些情况下，液体燃料可能蒸发形成燃料蒸汽。蒸汽罐储存燃料蒸汽。净化系统还包括净化阀和通气阀(即，昼间阀(diurnal valve))。发动机的运转导致在其进气岐管中形成真空，即相对于大气压而言是低压。之后选择性致动净化阀和通气阀使燃料蒸汽通过低压被吸入进气岐管，从而净化来自蒸汽罐的燃料蒸汽。

发明内容

用于车辆的诊断系统包括加油指示模块和诊断模块。加油指示模块在加油事件发生时选择性地给出指示。当燃料门位置传感器指示燃料门处于以下两种情况之一时，诊断模块选择性地诊断燃料门位置传感器中的故障，一种情况是在加油事件发生时，燃料门处于打开位置的时间小于第一预定时段，另一种情况是在加油事件发生时，燃料门处于关闭位置的时间大于第二预定时段。

在其它特征中，插入式混合动力车辆(plug-in hybridvehicle)系统包括诊断系统和燃料门位置传感器。

在另外其它特征中，第一预定时段基于加油事件的加油量而变化。

在进一步的特征中，加油指示模块在燃料水平增加量大于预定量时，选择性地指示加油事件发生。

在又一些特征中，加油指示模块在燃料水平增加之后燃料箱压力小于预定压力时，选择性地指示加油事件发生。

在其它特征中，加油指示模块在车辆速度为0时，指示加油事件发生。

在另外其它特征中，第二预定时段大于所述第一预定时段。

诊断方法包括：当加油事件发生时，选择性地给出指示；并且当燃料门位置传感器指示燃料门处于以下两种情况之一时，选择性地诊断燃料门位置传感器中的故障，一种情况是在加油事件发生时，燃料门处于打开位置的时间小于第一预定时段，另一种情况是在加油事件发生时，燃料门处于关闭位置的时间大于第二预定时段。

在其它特征中，一种方法包括在插入式混合动力车辆系统中实现该诊断方法。

在另外其它特征中，诊断方法进一步包括基于加油事件的加油量改变第一预定时段。

在进一步的特征中，选择性指示包括当燃料水平增加量大于预定量时，选择性地指示加油事件发生。

在又进一步的特征中，选择性指示包括在燃料水平增加后当燃料箱压力小于预定压力时，选择性地指示加油事件发生。

在其它特征中，选择性指示包括当车辆速度为0时，指示加油事件发生。

在另外其它特征中，第二预定时段大于所述第一预定时段。

根据本文下面部分提供的详细描述中，本公开在更多领域的适用性将变得显而易见。应当理解的是，详细描述和具体例子只是用于说明的目的，而不是意图限制本公开的范围。

附图说明

从详细描述和附图可更加全面地理解本发明的公开内容，附图中：

图1是根据本公开的原理的燃料系统的功能框图；

图2是根据本公开的原理，燃料门传感器模块的示例性实施方式的功能框图；

图3是描述由根据本公开的原理的燃料门传感器模块执行的示例性步骤的流程图。

具体实施方式

下文描述实际上只是示例性的，决无意图限制公开内容、其应用或用途。为了清楚的目的，图中用相同的参考数字来指定相似的元件。如本文使用的，“A，B和C中的至少一个”这个词组应当被解读为使用非排他逻辑“或”，表示逻辑(A或B或C)。应该理解在不改变本公开原理的情况下，方法中包含的步骤可以以不同的顺序被执行。

如本文使用的，术语“模块”指专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多于一个软件或固件程序的处理器(共享，专用或分组)和存储器、组合逻辑电路，和/或提供所描述功能性的其它适用组件。

车辆包括燃料门打开装置，在被命令时，燃料门打开装置将车辆的燃料门打开到打开位置。燃料门位置传感器监视并输出燃料门的位置。本申请涉及用来诊断燃料门位置传感器中的故障的系统和方法。

更具体地，本申请涉及当加油事件发生时，选择性地诊断燃料门位置传感器中的故障的系统和方法。例如，本申请涉及基于加油事件发生时燃料门位置传感器指示燃料门处于打开位置的时段来诊断故障。更具体地，当燃料门位置传感器指示当加油事件发生时，燃料门处于打开位置的时段小于预定时段，则诊断到故障。当燃料门位置传感器指示当加油事件发生时，燃料门处于关闭位置的时段大于第二预定时段，则也会诊断到故障。

现在参考图1，它示出了示例性燃料系统100的功能框图。通常，车辆包括产生转矩的内燃机。只是举例，发动机可以是汽油发动机，柴油发动机，和/或其它适当类型的发动机。发动机在其一个或多于一个汽缸中燃烧空气和燃料的混合物，从而产生转矩。

在一些车辆中，由发动机产生的转矩可以用来推动车辆。在这类车辆中，由发动机输出的转矩被传递到变速器，变速器然后可以将转矩传递给车辆的一个或多于一个车轮。在其它车辆，诸如混合动力车辆中，由发动机输出的转矩不会被传递到变速器。作为替代，由发动机输出的转矩通过例如发电机或带式交流发电机兼起动机(BAS)被转换成电能。电能然后可以提供给电动机和/或储能装置。电动机利用电能产生转矩来推动车辆。一些混合动力车辆还可以接收来自交流(AC)电源(如，标准壁装电源插座)的电能。这类混合动力车辆被称作插入式混合动力车辆。

燃料系统100给发动机供应燃料，例如插入式混合动力车辆或任何其它车辆的发动机。更具体地，燃料系统100给发动机供应液体燃料和燃料蒸汽。尽管燃料系统100的操作是针对插入式混合动力车辆来讨论的，但本公开的原理同样也适用于具有内燃机的其它车辆。

燃料系统100包括装有液体燃料的燃料箱102。诸如加热、振动和/或辐射等的一些条件可能使燃料箱102中装有的液体燃料蒸发。罐104收集并储存蒸发的燃料(即，燃料蒸汽)。只是举例，罐104可以包含一种或多于一种储存燃料蒸汽的物质，如活性碳物质。

发动机的运转在其进气岐管内产生真空。净化阀106和通气阀108可以被选择性地操作(如，打开和关闭)以把来自罐104的燃料蒸汽吸入进气岐管以便燃烧。净化阀106和通气阀108的操作可以被协调，以净化来自罐104的燃料蒸汽。发动机控制模块(ECM)110控制净化阀106和通气阀108的操作。

在特定时间，净化阀106和通气阀108可以各自处于打开位置和关闭位置这两个位置中的一个位置。例如，通过命令通气阀108到打开位置，ECM 110可以让环境空气进入罐104内。当通气阀108位于打开位置时，ECM 110可以命令净化阀106到打开位置，从而净化从罐104到进气岐管的燃料蒸汽。通过在给定的时间段(即，净化阀工作周期)中调节净化阀106处于打开位置的时间长短，ECM 110还控制来自罐104的燃料蒸汽被净化的速率(即，净化速率)。

进气岐管内的真空将罐104的燃料蒸汽通过净化阀106吸入进气岐管。净化速率可以基于净化阀106的工作周期和罐104内的燃料蒸汽的量而被确定。处于环境压力(即大气压力)下的空气通过通气阀108被吸入到罐104中。

在发动机工作过程中，ECM 110命令通气阀108到打开位置，并控制净化阀106的工作周期。当发动机关闭(如，将点火钥匙置于OFF)时，ECM 110命令净化阀106和通气阀108两者都到各自的关闭位置。除了下文另外描述的以外，当发动机处于关闭(OFF)时，净化阀106和通气阀108以此方式被保持在其各自的关闭位置。

车辆驾驶员可以向燃料箱102加入液体燃料。液体燃料可以通过燃料入口112被加入到燃料箱102。燃料盖114关闭燃料入口112，因此也关闭燃料箱102。车辆驾驶员可以通过加料室116使用燃料盖114和燃料入口112。燃料门118关闭加料室116。在各种不同的实施方式中，通过通气阀108提供给罐104的环境空气可以从加料室116中被抽取。

驾驶员通过命令燃料门118打开从而使用加料室116。因此，在向燃料箱102添加液体燃料之前驾驶员命令燃料门118打开。只是举例，驾驶员可以按按钮或触发开关来命令燃料门118打开。该命令被称作打开燃料门命令。

驾驶员输入模块120接收打开燃料门命令，并将该命令传送给燃料系统控制模块122。当收到打开燃料门命令时，燃料系统控制模块122命令打开装置123打开燃料门118。只是举例，打开装置123可以包括电磁线圈和/或其它装置，其在收到打开燃料门命令后打开燃料门118或允许燃料门118被打开。

燃料系统控制模块122还把打开燃料门命令传送给ECM110。ECM 110然后命令通气阀108到其打开位置。相应地，当收到打开燃料门命令时，ECM 110命令通气阀108到其打开位置。

在发动机停机后燃料箱102内自然形成真空。真空可能是由于发动机停机后燃料箱102和/或罐104中气体(如空气和/或燃料蒸汽)的加热和随后的冷却形成的。然而如上述指出的，当收到打开燃料门命令时，ECM 110命令通气阀108到打开位置。相应地，当驾驶员命令燃料门118打开时，在燃料箱102中可能存在的真空被释放。结果，燃料箱102内气体的压力接近环境空气压力。

燃料系统控制模块122可以接收各种其它信号，如来自燃料门位置传感器124的燃料门位置信号。燃料门位置传感器124监视燃料门118是处于关闭位置还是处于打开位置，并基于燃料门118的位置生成燃料门位置信号。燃料系统控制模块122可以向ECM 110发送一个或多于一个所接收的信号，如燃料门位置信号。

ECM 110还可以接收各种其它信号。只是举例，ECM 110接收来自燃料箱压力传感器126的燃料箱压力信号和来自燃料水平传感器128的燃料水平信号。燃料箱压力传感器126测量燃料箱102中的气体(如，空气和燃料蒸汽)压力，即燃料箱压力，相应生成燃料箱压力信号。只是举例，燃料箱压力可以相对于环境空气压力而被测量。尽管燃料箱压力传感器126被描述为位于罐104内，但燃料箱压力传感器126可以位于其它方位，如位于燃料箱102内。

燃料水平传感器128测量燃料箱102中的液体燃料的量，即燃料水平，并相应生成燃料水平信号。燃料箱102中的液体燃料的量可以按照体积、燃料箱102的最大体积的百分比或燃料箱102中的燃料量的另一适当度量来测量的。

ECM 110可以基于所接收的信号执行各种功能。只是举例，ECM 110可以确定燃料系统100的组件是否泄漏，对燃料系统100的组件进行各种诊断，和/或执行其它适当功能。不过，ECM 110可以基于所接收的信号选择性地不执行一个或多于一个功能。只是举例，在燃料门118打开时，ECM 110可以不执行各功能。

ECM 110包括燃料门传感器模块200(如图2中所示)，其选择性地诊断燃料门位置传感器124中的故障。更具体地，当燃料门位置传感器124指示在加油事件发生时，燃料门118打开的时间小于预定时段时，燃料门传感器模块200选择性地诊断燃料门位置传感器124中的故障。当燃料门位置传感器124指示在加油事件发生时，燃料门118关闭的时间大于第二预定时段时，燃料门传感器模块200也选择性地诊断燃料门位置传感器124中的故障。

甚至车辆停止运行后，在燃料门位置传感器124指示燃料门是打开的之后，ECM 110可以保持操作状态(即不断电)和/或命令一个或多于一个模块保持操作状态一段时间。该时段可以被校准，并且可以被设置成使燃料门传感器模块200定时检测加油事件的发生。

尽管所讨论的燃料门传感器模块200位于ECM 110中，但燃料门传感器模块200可以位于其它方位。只是举例，燃料门传感器模块200可以位于燃料系统控制模块122中，可以是插入式混合动力车辆系统中的另一模块，和/或可以是其它类型的车辆系统中的其它模块。

现在参考图2，它显示了燃料门传感器模块200的示例性实施方式的功能框图。燃料门传感器模块200包括计时器202，加油指示模块204和诊断模块206。计时器202在燃料门位置传感器124指示燃料门118处于打开时被起动。计时器202跟踪自燃料门118被打开后逝去的时间段，其可以被称作开门计时器。

计时器202在燃料门位置传感器124指示燃料门118关闭时不工作。此外，计时器202可以在燃料门118处于关闭位置后被复位。只是举例，计时器202可以被复位到预定复位值，如0.0。燃料门传感器模块200还可以包括第二计时器(未显示)，其跟踪燃料门118被关闭的时间段。该计时器可以被称作关门计时器。

加油指示模块204判断是否发生加油事件，并相应生成加油指示。加油指示模块204可以基于燃料箱压力和燃料水平判断是否已经发生加油事件。只是举例，当一段时间内燃料水平增加值超过预定量后，那么加油事件可能已经发生。加油指示模块204也可以要求车辆停止以便加油事件发生。只是举例，当车辆速度等于0时，车辆是停止的。在各种不同实施方式中，车辆速度可以基于变速器的输出速度而被确定。

当在那一段时间内燃料箱压力的变化大于预定量时，加油指示模块204可以不指示加油事件已经发生。在燃料门118被打开，ECM 110命令通气阀108到打开位置时，燃料箱压力在液体燃料被加入时(即，当加油事件开始时)应该处于或接近环境空气压力。

所加入的液体燃料增大了燃料水平，同时通过打开的通气阀108按比例地置换气体。因此，在加油事件过程中，燃料箱压力应该保持在环境空气压力或接近环境空气压力。在燃料水平增加时发生燃料箱压力的增加(如高燃料箱压力)可能是由加油事件之外的事件造成的。这类燃料箱压力变化可能的原因是例如将车辆停在山坡上，拖曳车辆，和/或在燃料系统100被关闭时液体燃料在燃料箱102中“晃动”。

只是举例，加油指示模块204可以使用以下关系式判断加油事件是否已经发生，(1)如果FL₂-FL₁＞预定量；车辆速度＝0；并且|TP|＜预定压力，则加油事件发生其中FL₁是在第一时间测量的第一燃料水平，FL₂是在第二时间测量的第二燃料水平，TP是在第二时间测量的燃料箱压力。

第一时间可能出现在车辆速度达到0之后，在预定时间段过去之后。预定的时间段可以是可校准的，并可以基于燃料箱102中的液体燃料可能已经停止晃动所花费的时间而被设置，如在车辆速度达到0之后约20秒。第二时间出现在第一时间之后，可以是第一时间之后的例如5.0秒。加油指示模块204可以在每个预定的时间段(例如，每5.0秒)之后判断加油事件是否已经发生，直到车辆开始移动(如车辆速度＞0.0)。

诊断模块206基于加油指示和燃料门118的位置选择性地诊断燃料门位置传感器124中故障的发生。更具体地，诊断模块206在加油事件已经发生时选择性地诊断燃料门位置传感器124中的故障。

诊断模块206基于燃料门位置传感器124指示的燃料门118在加油事件之前打开的时段，选择性地诊断燃料门位置传感器124中的故障。例如，诊断模块206可以基于计时器202诊断燃料门位置传感器124中的故障。

加油事件可以在最小的时间段内完成。因此，当计时器202指示燃料门118处于打开位置的时间小于最小时段时，诊断模块206可以诊断燃料门位置传感器124中的故障。最小时间段可以是可校准的，并可以基于例如燃料水平的增加而被确定。只是举例，最小时间段可以大约为20.0秒。最小时段可以基于燃料的预定体积(如，15.0升燃料)而被设置。诊断模块206根据诊断生成故障信号，从而指示故障是否已经在燃料门位置传感器124中发生。

诊断模块206可以向ECM 110发送故障信号，ECM 110可以在燃料门位置传感器124中已经被诊断到故障时采取补救措施。只是举例，当已经诊断到故障时，ECM 110可以点亮“检查发动机指示灯(check engine light)”，和/或在存储器中设置标志。

现在参考图3，它显示了描述由燃料门传感器模块200执行的示例性步骤的流程图。控制流程开始于步骤402，在步骤402，控制流程判断燃料门118是否处于打开位置。如果为真，则控制流程前进到步骤404。如果为假，控制流程转移到步骤414，步骤414在稍后进行讨论。在步骤404，控制流程使开门计时器递增。控制流程继续步骤406，其中，控制流程复位关门计时器。开门计时器和关门计时器分别跟踪燃料门118处于打开位置和关闭位置的时段。燃料门打开标志的状态(即，真或假)对应于开门计时器和关门计时器是否已经达到各自的预定时段。更具体地，当燃料门位置传感器124已经指示燃料门118打开了最小预定时段时，燃料门打开标志会是真。当燃料门位置传感器124已经指示燃料门118被关闭的第二预定时段大于最小预定时段时，开门标记为假。

在步骤408，控制流程判断开门计时器是否大于预定时段(即，第一预定时段)。如果为真，则控制流程在步骤410中将燃料门打开标志设置为真，并继续到步骤412。如果为假，则控制流程转移到步骤412，步骤412将在稍后进行讨论。以这种方式，控制流程在燃料门传感器燃料门位置传感器124已经指示燃料门118打开了预定时段时，将燃料门打开标志设置为真。

返回步骤414(即，当燃料门118被关闭时)，控制流程使关门计时器递增。控制流程在步骤415中复位开门计时器，并继续到步骤416。在步骤416，控制流程判断关门计时器是否大于预定时段(即，第二预定时段)。如果为真，则控制流程继续到步骤418，其中，控制流程将燃料门打开标志设置为假，并继续到步骤412。如果为假，则控制流程转移到步骤412。步骤416的预定时段可以是可校准的。

控制流程在步骤412中接收燃料箱数据，如燃料箱压力和燃料水平。在步骤420，控制流程判断加油事件是否已经发生。如果为真，则控制流程继续到步骤422。如果为假，则控制流程结束。控制流程在步骤422中判断燃料门打开标志是否为真。如果为真，则控制流程在步骤424中指示燃料门位置传感器124中不存在故障，控制流程结束。如果为假，控制流程在步骤426中指示燃料门位置传感器124中存在故障，控制流程结束。以此方式，控制流程在燃料门位置传感器124指示在加油事件发生时燃料门118打开的时段小于预定时段时，诊断燃料门位置传感器124中有故障。在燃料门位置传感器124指示在加油事件发生时燃料门118关闭了第二(即，更长)预定时段时，控制流程同样诊断燃料门位置传感器124中有故障。

尽管上文讨论的图3在步骤420，424或426执行后结束，但控制流程可替代性地返回步骤402。换言之，图3中的步骤可以是一个控制循环的说明，燃料门传感器模块200可以以预定速率执行连续的控制循环。只是举例，预定速率可以是可校准的，并可以被设置成大约每100.0ms一次。

从前述描述中本领域技术人员可以认识到可以以各种形式来实现本公开宽范围的教导。因此，尽管本公开包括了特定的例子，但在研究附图、说明书和所附权利要求后，其它的变型对于本领域技术人员将变得显而易见，因此本公开的真实范围不应该受此限制。

Claims

1.一种用于车辆的诊断系统，包括：

加油指示模块，其在加油事件发生时选择性地给出指示；和

诊断模块，当燃料门位置传感器指示燃料门处于以下两种情况之一时，所述诊断模块诊断出所述燃料门位置传感器中的故障，一种情况是在所述加油事件发生时，所述燃料门处于打开位置的时间小于第一预定时段，另一种情况是在所述加油事件发生时，所述燃料门处于关闭位置的时间大于第二预定时段。

2.一种插入式混合动力车辆系统，包括：

如权利要求1所述的诊断系统；和

所述燃料门位置传感器。

3.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述第一预定时段基于所述加油事件的加油量而变化。

4.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述加油指示模块在燃料水平增加大于预定量时，选择性地指示所述加油事件发生。

5.根据权利要求4所述的诊断系统，其特征在于，所述加油指示模块在所述燃料水平增加之后燃料箱压力小于预定压力时，选择性地指示所述加油事件发生。

6.根据权利要求5所述的诊断系统，其特征在于，所述加油指示模块在车辆速度为0时，指示所述加油事件发生。

7.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述加油指示模块在车辆速度为0时，指示所述加油事件发生。

8.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述第二预定时段大于所述第一预定时段。

9.一种用于车辆的诊断方法，包括：

当加油事件发生时，选择性地给出指示；和

当燃料门位置传感器指示燃料门处于以下两种情况之一时，诊断出所述燃料门位置传感器中的故障，一种情况是在所述加油事件发生时，所述燃料门处于打开位置的时间小于第一预定时段，另一种情况是在所述加油事件发生时，所述燃料门处于关闭位置的时间大于第二预定时段。

10.一种方法，其包括在插入式混合动力车辆系统中实现根据权利要求9所述的诊断方法。

11.根据权利要求9所述的诊断方法，进一步包括，基于所述加油事件的加油量改变所述第一预定时段。

12.根据权利要求9所述的诊断方法，其特征在于，所述选择性指示包括当燃料水平增加大于预定量时，选择性地指示所述加油事件发生。

13.根据权利要求12所述的诊断方法，其特征在于，所述选择性指示包括在所述燃料水平增加后当燃料箱压力小于预定压力时，选择性地指示所述加油事件发生。

14.根据权利要求13所述的诊断方法，其特征在于，所述选择性指示包括当车辆速度为0时，指示所述加油事件发生。

15.根据权利要求9所述的诊断方法，其特征在于，所述选择性指示包括当车辆速度为0时，指示所述加油事件发生。

16.根据权利要求9所述的诊断方法，其特征在于，所述第二预定时段大于所述第一预定时段。