CN102410934B - 燃料控制诊断系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料控制诊断系统和方法。一种发动机的诊断系统，包括错误检测模块和诊断模块。错误检测模块基于用于确定直接提供给排气系统的燃料量的燃料校正值的变化，选择性地检测燃料控制错误。诊断模块基于从最后一次燃料再填充事件开始的时间段确认所述燃料控制错误的原因。诊断模块将所述原因确认为燃料的实际热值中的变化和用于提供燃料的燃料喷射系统的错误操作之一。诊断模块还基于在所述最后一次添加燃料事件的开始时包含在燃料箱内的燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认原因。还提供了控制系统和方法。

Description

燃料控制诊断系统和方法
技术领域
本公开涉及内燃机的控制系统和方法，更具体地，涉及燃料控制系统的诊断系统和方法。
背景技术
在此提供背景技术的目的在于大体给出本公开的发明背景。本背景技术部分所描述的本申请发明人的工作以及本背景技术中的不能以其它方式被认为是申请时的现有技术的其它方面，都既不明示地也不默示地被承认为对抗本公开的现有技术。
为车辆提供动力的内燃机在存在空气的情况下燃烧燃料以产生动力。燃料的燃烧产生包含各种气体和颗粒物（PM）的废气。可以在排气系统中处理废气以减小某些成分气体和PM的浓度。例如，催化转换器可能会减少废气中气体的浓度，诸如一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）。可以通过PM过滤器从废气中过滤PM。
随着时间的推移，从废气过滤的PM聚集在PM过滤器中，并且开始限制废气流量。通过被称为再生的工艺去除PM过滤器内聚集的PM。在再生期间，燃烧PM过滤器内的PM。通常，通过将PM过滤器的温度升高到超过再生温度实现再生。在超过再生温度的温度，PM过滤器内聚集的PM将开始燃烧。PM过滤器的温度在一段时间内保持在超过再生温度直到燃烧了期望的PM量。
在一些再生工艺中，碳氢化合物喷射（HCI）系统将燃料喷射到废气内，并且在催化转换器中燃烧该燃料以产生将PM过滤器的温度升高到超过起再生温度的热量。已经开发了控制系统，以通过控制传送到废气的燃料量控制产生的热量。已经开发诊断系统以检测HCI系统运行时的问题。例如，这种系统可以检测用于喷射期望燃料量的燃料喷射器的问题，诸如粘附问题或堵塞问题。
当检测到问题时，可以在存储器中存储故障代码，并且可以发起补救行为。例如，故障指示灯（MIL）的可能亮起，以提醒驾驶员该问题。再生可能会被暂停和/或可以发起在再生期间用于向废气提供燃料的补救控制策略。
发明内容
在一种形式中，本公开提供一种发动机的诊断系统，包括错误检测模块和诊断模块。错误检测模块基于用于确定直接提供给所述发动机的排气系统的燃料量的燃料校正值的变化，选择性地检测燃料控制错误。诊断模块基于从最后一次添加燃料事件开始的第一时间段确认所述燃料控制错误的原因。
在一种特征中，所述错误检测模块可在在预定时间段内当前燃料校正值和先前燃料校正值之间的差大于预定差时，检测所述燃料控制错误。在另一特征中，所述诊断模块确认所述原因为所述燃料的实际热值的改变和用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作之一。
在另一特征中，所述诊断模块还基于在所述最后一次添加燃料事件的开始时包含在燃料箱内的所述燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认所述原因。在相关特征中，所述诊断模块还可以基于所述燃料校正中的第一百分比变化和第二百分比值确认所述原因，其中，所述第二百分比值基于所述第一量和所述第二量。在另一相关特征中，当所述第一百分比变化小于所述第二百分比值时，所述诊断模块确认所述原因是所述燃料的热值改变。在另一相关特征中，当所述第一百分比变化大于所述第二百分比值时，所述诊断模块可确认所述原因是用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作。
在另一特征中，所述诊断模块可还基于颗粒物过滤器的连续再生事件之间的第二时间段确认所述原因。
本公开还提供一种发动机的控制系统，包括燃料控制模块、燃料校正模块、错误检测模块和诊断模块。燃料控制模块基于燃料校正值直接向所述发动机的排气系统提供一定量的燃料。燃料校正模块基于先前燃料校正值以及所述一定量的燃料的估计能量与燃烧所述一定量的燃料所产生的热量之间的差确定当前燃料校正值。错误检测模块当在预定第一时间段内所述当前燃料校正值与先前燃料校正值之间的第二差大于预定差时，选择性地检测燃料控制错误。诊断模块基于从最后一次添加燃料事件开始的第二时间段确认所述燃料控制错误的原因。
在一个特征中，所述诊断模块还基于在所述最后一次添加燃料事件开始时包含在燃料箱内的燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认所述原因。在相关特征中，所述诊断模块可还基于所述燃料校正中的第一百分比变化和第二百分比值确认所述原因，其中，所述第二百分比值基于所述第一量和所述第二量。
在另一形式中，本公开提供一种发动机的方法。所述方法包括基于用于确定直接提供给所述发动机的排气系统的燃料量的燃料校正值的变化，选择性地检测燃料控制错误。所述方法还包括基于从最后一次添加燃料事件开始的第一时间段确认所述燃料控制错误的原因。
在一种特征中，所述选择性地检测可包括在预定时间段内当前燃料校正值和先前燃料校正值之间的差大于预定差时，检测所述燃料控制错误。在另一特征中，所述确认包括确认所述原因为所述燃料的实际热值的改变和用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作之一。
在另一特征中，所述确认还包括基于在所述最后一次添加燃料事件的开始时包含在燃料箱内的燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认所述原因。在相关特征中，所述确认可还包括基于所述燃料校正中的第一百分比变化和第二百分比值确认所述原因，其中，所述第二百分比值基于所述第一量和所述第二量。在另一相关特征中，所述确认还包括当所述第一百分比变化小于所述第二百分比值时确认所述原因是所述燃料的热值的改变。在另一相关特征中，所述确认还包括当所述第一百分比变化大于所述第二百分比值时确认所述原因是用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作。
在另一特征中，所述确认可还包括基于颗粒物过滤器的连续再生事件之间的第二时间段确认所述原因。
在另一特征中，所述方法还可以包括基于先前燃料校正值以及所述一定量的燃料的估计能量与燃烧所述一定量的燃料所产生的热量之间的差确定当前燃料校正值。
根据以下的详细描述，本公开的应用的其他领域将变得明显。应该理解，详细描述和特定示例仅是说明的目的，而不意在限制本公开的范围。
本发明还提供了如下方案：
方案1. 一种发动机的诊断系统，包括：
错误检测模块，其基于用于确定直接提供给所述发动机的排气系统的燃料量的燃料校正值的变化，选择性地检测燃料控制错误；以及
诊断模块，其基于从最后一次添加燃料事件开始的第一时间段确认所述燃料控制错误的原因。
方案2. 如方案1所述的诊断系统，其中，当在预定时间段内当前燃料校正值和先前燃料校正值之间的差大于预定差时，所述错误检测模块检测所述燃料控制错误。
方案3. 如方案1所述的诊断系统，其中，所述诊断模块确认所述原因为所述燃料的实际热值中的变化和用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作之一。
方案4. 如方案1所述的诊断系统，其中，所述诊断模块还基于在所述最后一次添加燃料事件的开始时包含在燃料箱内的燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认所述原因。
方案5. 如方案4所述的诊断系统，其中，所述诊断模块还基于所述燃料校正中的第一百分比变化和第二百分比值确认所述原因，其中，所述第二百分比值基于所述第一量和所述第二量。
方案6. 如方案5所述的诊断系统，其中，当所述第一百分比变化小于所述第二百分比值时，所述诊断模块确认所述原因是所述燃料的热值中的变化。
方案7. 如方案5所述的诊断系统，其中，当所述第一百分比变化大于所述第二百分比值时，所述诊断模块确认所述原因是用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作。
方案8. 如方案1所述的诊断系统，其中，所述诊断模块还基于颗粒物过滤器的连续再生事件之间的第二时间段确认所述原因。
方案9. 一种发动机的控制系统，包括：
燃料控制模块，其基于燃料校正值直接向所述发动机的排气系统提供一定量的燃料；
燃料校正模块，其基于先前燃料校正值以及所述一定量的燃料的估计能量与燃烧所述一定量的燃料产生的热量之间的差确定当前燃料校正值；
错误检测模块，其当在预定第一时间段内所述当前燃料校正值与先前燃料校正值之间的第二差大于预定差时，选择性地检测燃料控制错误；以及
诊断模块，其基于从最后一次添加燃料事件开始的第二时间段确认所述燃料控制错误的原因。
方案10. 如方案9所述的控制系统，其中，所述诊断模块还基于在所述最后一次添加燃料事件的开始时包含在燃料箱内的燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认所述原因。
方案11. 如方案10所述的控制系统，其中，所述诊断模块还基于所述燃料校正中的第一百分比变化和第二百分比值确认所述原因，其中，所述第二百分比值基于所述第一量和所述第二量。
方案12. 一种发动机的方法，包括：
基于用于确定直接提供给所述发动机的排气系统的燃料量的燃料校正值的变化，选择性地检测燃料控制错误；以及
基于从最后一次添加燃料事件开始的第一时间段确认所述燃料控制错误的原因。
方案13. 如方案12所述的方法，其中，所述选择性地检测包括在预定时间段内当前燃料校正值和先前燃料校正值之间的差大于预定差时检测所述燃料控制错误。
方案14. 如方案12所述的方法，其中，所述确认包括将所述原因确认为所述燃料的实际热值中的变化和用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作之一。
方案15. 如方案12所述的方法，其中，所述确认还包括基于在所述最后一次添加燃料事件的开始时包含在燃料箱内的燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认所述原因。
方案16. 如方案15所述的方法，其中，所述确认还包括基于所述燃料校正中的第一百分比变化和第二百分比值确认所述原因，其中，所述第二百分比值基于所述第一量和所述第二量。
方案17. 如方案16所述的方法，其中，所述确认还包括当所述第一百分比变化小于所述第二百分比值时，确认所述原因是所述燃料的热值中的变化。
方案18. 如方案16所述的方法，其中，所述确认还包括当所述第一百分比变化大于所述第二百分比值时，确认所述原因是用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作。
方案19. 如方案12所述的方法，其中，所述确认还包括基于颗粒物过滤器的连续再生事件之间的第二时间段确认所述原因。
方案20. 如方案12所述的方法，还包括：基于先前燃料校正值以及所述一定量的燃料的估计能量与燃烧所述一定量的燃料产生的热量之间的差确定当前燃料校正值。
附图说明
根据详细描述和附图，本公开将变得更加容易理解，其中：
图1是根据本公开的示例性车辆系统的功能框图；
图2是用于图1所示的HCI系统根据本公开的示例性诊断和控制系统的功能框图；以及
图3是示出根据本公开的诊断HCI系统的燃料控制错误的示例性方法的流程图。
具体实施方式
下面的详细描述仅是示例性的，且不意在限制本发明或本发明的应用和使用。为了清楚，将在附图中使用相同的标号来确认相似的部件。如在此使用，短语A、B和C中的至少一个应该被解释为逻辑（A或B或C），使用非排他性逻辑或。应该理解，可以在不改变本公开的原理的情况下以不同顺序执行方法中的步骤。
如在此使用，术语模块是指（作为下面各项的一部分，或者包括下面各项）：专用集成电路（ASIC）、电子电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列（FPGA）、执行代码的处理器（共享、专用或组）和提供上述功能的其他适合部件；或者上述部分或全部的组合，诸如芯片上系统。术语模块可以包括存储处理器执行的代码的存储器（共享、专用或组）。
如上所述，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以是指程序、例程、函数、类和/或对象。如上所述，术语共享意思是可以使用单个（共享）处理器执行来自多个模块的代码的部分或全部。另外，可以在单个（共享）存储器中存储来自多个模块的代码的部分或全部。如上所述，术语组意思是可以使用一组处理器来自单个模块的部分或全部代码。另外，可以使用一组存储器存储来自单个模块的部分或全部代码。
可以通过一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序实现在此描述的装置和方法。计算机程序包括非暂时性的有形计算机可读介质上存储的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括存储的数据。非暂时性的有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器、磁存储器和光存储器。
在发动机的PM过滤器的再生期间，控制模块可以通过向废气中喷射在位于PM过滤器上游的催化转换器中被燃烧的一定量的燃料来将PM过滤器的温度升高到超过其再生温度。燃料的燃烧产生升高进入PM过滤器的废气的温度的热。控制模块可以基于期望产生的热量和燃料的热值确定通过HCI系统喷射的期望燃料量。
由于HCI系统的性能变化导致喷射燃料的实际量可以与期望量不同。另外，由于燃料的实际热值的变化导致燃料燃烧产生的实际热量可能与期望量不同。实际热值可由于冬季级和夏季级燃料之间的季节过渡和/或燃料成分的批次变化而改变。
HCI系统的控制模块可以通过利用与热值相关联的习得的燃料修正实施对期望燃料量的闭环控制来补偿所述不同。控制模块可以基于一个或多个测得发动机操作参数周期地调整燃料校正。
控制模块可以基于一种或多种诊断标准检测HCI系统的问题。例如，控制模块可以在燃料校正超过预定值和/或以大于预定速率的速率变化时的检测问题。控制模块可以基于检测到的问题设置与HCI系统相关的诊断故障代码（DTC）。
燃料的实际热值的变化可以错误地触发与HCI系统的错误操作相关的DTC。本公开的控制系统和方法通过确定最近是否有燃料被添加到燃料箱来防止错误DTC。当已经添加燃料时，控制系统和方法在触发DTC之前提供附加检查。该附加检查在燃料变化引起的燃料校正中的改变和HCI系统的错误操作引起的改变之间进行区分。附加检查区分这些改变并且因此避免了基于由于添加到燃料箱的附加燃料导致的实际热值的可能变化错误地触发DTC。可以使用现有诊断标准实施附加检查。
具体参照图1，展示了根据本公开的车辆的示例性车辆系统10。车辆系统10包括动力系12、控制模块14和驾驶员界面设备16。通常，动力系12产生驱动扭矩且推进车辆。控制模块14控制动力系12的操作，包括产生的驱动扭矩。根据本公开，控制模块14基于各种输入来控制操作，这些输入包括通过驾驶员界面设备16输出的驾驶员信号18，以及各种其他车辆系统信号和控制值。驾驶员界面设备16响应于驾驶员作出的驾驶员输入20输出驾驶员信号18。驾驶员输入20可以包括，但不限于，操纵加速踏板、制动踏板和方向盘。车辆系统信号包括，但不限于，通过感测各种车辆运行参数的传感器输出的信号以及车辆系统10的各种模块所产生的控制信号。
动力系12包括发动机系统22、变速器24和传动系26。发动机系统22产生驱动扭矩，驱动扭矩被传输到变速器24。以一个或多个传递比将输入到变速器24的驱动扭矩传输到传动系26，其驱动一个或多个车轮28。本公开不限于特定类型的变速器或传动系。例如，变速器24可以是自动变速器或手动变速器。传动系26可以被配置为驱动一个或多个前轮和/或后轮28。
发动机系统22包括内燃机（ICE）30和发动机控制模块（ECM）32。发动机系统22可以是混合动力发动机系统，包括电动马达（未示出），电动马达单独使用时产生驱动扭矩或者与ICE 30产生的驱动扭矩一起用以推进车轮。本公开不限于特定类型或配置的内燃机。例如，ICE 30可以是火花点燃（SI）发动机或压缩点燃（CI）发动机，ICE 30可以是四冲程发动机或两冲程发动机。为了示例性目的，将ICE 30表示为具有单气缸40的四冲程往复型直喷CI柴油发动机。尽管为了简明呈现单气缸40，但是可以理解，ICE 30可以多个气缸。
ICE 30包括气缸40、进气系统42、燃料系统44和排气系统46。在各种实施方式中，ICE 30可以包括涡轮增压器48，如所示。进气系统42包括节气门50和进气歧管52。节气门50控制进入ICE 30的进气的空气质量流量（MAF）。燃料系统44包括燃料喷射器54和燃料箱组件56。燃料喷射器54从燃料箱组件56接收加压燃料，并且控制传递到气缸40的燃料量。燃料箱组件56包括用于供应燃料喷射器54的一定体积的燃料。
在ICE 30的操作期间，空气通过节气门50和进气歧管52引入气缸40，并且与由燃料喷射器54提供的燃料混合。空气-燃料（A/F）混合物由活塞（未示出）压缩，且在气缸40内燃烧。A/F混合物的燃烧驱动气缸40内的活塞，从而产生驱动扭矩。燃烧产生的废气被活塞迫使从气缸40出来进入排气系统46。
排气系统46接收ICE 30产生的废气，并且处理废气以减少废气中各种气体的浓度。排气系统46还处理废气以减少废气中的PM。排气系统46包括由废气管道互连的废气歧管60、柴油氧化型催化转化器（DOC）62、选择性催化还原催化转化器（SCR）64和PM过滤器66。排气系统46还包括燃料喷射器70和尿素喷射器72。
在ICE 30的操作期间，DOC 62通过氧化CO和HC以分别形成二氧化碳（CO2）和水（H2O）来减少废气中的CO和HC的浓度。DOC 62还通过氧化NO以形成二氧化氮（NO2）来减少一氧化氮（NO）的浓度。在PM过滤器66的再生期间，DOC 62用作催化燃烧器，来通过燃烧由燃料喷射器70喷射到废气中的一定量的燃料中的附加HC来升高废气的温度。
SCR 64通过在氧气（O2）存在的情况下还原NOX以形成氮（N2）和H2O，来减少废气中氮氧化物（NOX）的浓度，包括NO和NO2。SCR 64使用还原剂还原NOX，诸如通过尿素喷射器72喷射到废气中的尿素。
PM过滤器66从离开DOC 62的废气过滤PM，并且PM过滤器66通常是壁流式的。本公开不限于特定结构的壁流式PM过滤器或者由特定材料组成的壁流式PM过滤器。例如，PM过滤器66可以包括交替排列的通过由堇青石或碳化硅形成的壁分开的入口和出口通道。在此结构中，废气通过入口通道进入PM过滤器66，然后通过壁进入出口通道。废气中的PM被壁捕获且聚集在壁上。聚集的PM减少通过PM过滤器66的流动，且通过再生周期地去除聚集的PM。
燃料喷射器70位于DOC 62的上游。燃料喷射器70接收加压燃料，并且控制喷射到废气中的燃料量。燃料喷射器70可以从燃料箱组件56接收加压燃料。燃料喷射器70和燃料箱组件56一起可以形成HCI系统的一部分，其用于将燃料喷射到废气中从而在再生期间升高PM过滤器66的温度。可以通过ECM 32控制HCI系统，如下面更加详细讨论。
ECM 32控制发动机系统22的各个部件的操作，包括ICE 30。ECM 32通过输出到各个部件的定时控制信号控制操作。为了说明本公开，控制发动机系统22的操作的控制信号将被统称为“发动机系统控制信号”。在当前示例中，发动机系统控制信号包括节气门控制信号80、发动机燃料控制信号82、燃料供给控制信号84、废气燃料控制信号86和尿素控制信号88。
ECM 32基于各种输入（包括驾驶员信号18和来自感测各个发动机运行参数的传感器的信号）调节ICE 30产生的驱动扭矩。传感器可以包括发动机速度传感器90，其感测ICE 30的旋转速度（发动机速度）并且输出表示感测的发动机速度的信号92。其他传感器94可以感测其他发动机运行参数，并且输出表示感测的参数的信号96。其他传感器94可以包括进气温度（IAT）传感器、MAF传感器、歧管绝对压力（MAP）传感器、发动机冷却剂温度（ECT）传感器和油温（OT）传感器。
ECM 32还确定何时再生PM过滤器66。在再生期间，ECM 32将PM过滤器66的温度升高到高于燃烧PM过滤器66内聚集的PM所需的再生温度的期望PM过滤器温度。ECM 32通过在DOC 62中燃烧经由燃料喷射器70向废气提供的燃料来升高PM过滤器66的温度。ECM 32可以通过控制离开DOC 62的废气的温度来控制PM过滤器66的温度，该废气的温度可以被称为DOC出口温度。ECM 32可以通过控制燃料喷射器70提供的燃料量来控制DOC出口温度。
根据本公开，ECM 32基于燃料的低热值调节HCI系统所提供的燃料量。ECM 32还基于一个或多个测得的运行参数调节所提供的燃料量。在示例性实施方式中，ECM 32还基于测得的DOC出口温度调节燃料量。ECM 32基于测得的DOC出口温度与期望PM过滤器温度之间的差异周期地调节与低热值相关的燃料校正。
根据本公开，ECM 32还通过监测燃料校正检测与由HCI系统传递期望燃料量相关的问题。过度的燃料校正和/或燃料校正中的突然改变可以指示燃料喷射器70的操作和/或燃料箱组件56对燃料喷射器70的燃料供给的问题。ECM 32通过监测燃料数量或燃料箱组件56包含的燃料的体积和确定最近是否发生添加燃料来诊断问题。
当最近发生添加燃料时，ECM 32还通过计算控制值，由于添加燃料导致的燃料箱组件56内的燃料的低热值的可能百分比变化，并且将控制值与燃料校正中的百分比变化进行比较，来诊断问题。如果燃料校正中的百分比变化小于燃料的低热值的可能百分比变化，则ECM 32将问题诊断为燃料相关问题，否则ECM 32将问题诊断为HCI性能相关问题。
所述比较提供附加检查，用于在与HCI系统相关的问题之间进行区分。具体地，可以区分由于燃料的实际低热值变化导致的问题和HCI系统的各个部件（诸如燃料喷射器70和/或燃料箱组件56）运行的问题。ECM 32基于所述比较设置与HCI系统的性能相关的DTC。以这种方式，ECM 32可以避免由于燃料的实际低热值的变化导致的错误地设置性能相关的DTC。
具体参照图2，呈现了根据本公开的示例性发动机诊断和控制系统100中的ECM 32的示例性实施方式。ECM 32包括再生模块102、燃料控制模块104、燃料校正模块106和非易失性存储器108。ECM 32还包括添加燃料检测模块110、错误检测模块112、诊断模块114和故障模块116。可以理解，在各种实施方式中，ECM 32的一个或多个模块可以合并到单个模块或者被划分成一个或多个其他模块。
再生模块102基于接收的各种信号确定是否应该执行PM过滤器66的再生，并且向ECM 32的各个模块指示开始和结束再生的时间。本公开不限于特定方法来确定是否应该执行再生以及开始和结束再生的时间。例如，再生模块102可以基于控制参数确定是否应该执行再生，控制参数包括但不限于：PM过滤器66的入口和出口之间的废气压力差和/或从PM过滤器66最后一次再生开始逝去的时间。
展示的发动机诊断和控制系统100包括PM过滤器压力传感器120，其测量PM过滤器66的入口和出口之间的废气压力差，并且输出指示测得的压力差的信号122。再生模块102接收信号122，并且当测得的压力差超过预定压力差时确定应该再生PM过滤器66。
燃料控制模块104基于接收的各种信号在再生期间产生废气燃料控制信号86，从而控制燃料喷射器70提供的燃料量。燃料控制模块104通过调节燃料喷射器70提供的燃料量将PM过滤器66的温度升高到高于其再生温度的期望PM过滤器温度。燃料控制模块104基于将PM过滤器66的温度升高到期望PM过滤器温度所需的估计热量（即，放热）调节燃料量。
根据本公开，燃料控制模块104基于补偿后热值调节燃料量。补偿后热值基于燃料的预定热值和补偿废气中产生的热量的差的习得燃料校正。根据当前示例，热值是低热值。可以基于可用于对车辆进行添加燃料的燃料的观察低热值来预先确定该低热值。低热值可以存储在存储器108中用于检索。
燃料校正可以包括实数标量和/或实数偏移。燃料校正可以存储在存储器108中用于由燃料校正模块106检索和/或通信。对于本公开的目的，燃料校正是存储在存储器108中的实数标量，补偿后热值是预先确定的热值和燃料校正的乘积。
燃料控制模块104还可以基于废气的MAF速率（废气MAF速率）、测得的进入PM过滤器66的温度（测得的PM过滤器入口温度）和进入PM过滤器66的废气的期望温度（期望的PM过滤器入口温度）调节燃料量。可以基于发动机速度确定废气MAF速率。期望的PM过滤器入口温度可以是在期望的PM过滤器温度操作PM过滤器66所需的温度。呈现的发动机诊断和控制系统100包括PM过滤器入口温度传感器130，其测量进入PM过滤器66的废气的温度（PM过滤器入口温度），并且输出表示测得的PM过滤器入口温度的信号132。发动机诊断和控制系统100还包括发动机速度传感器90。燃料控制模块104接收信号92, 96, 132，并且基于接收的信号产生输出到燃料喷射器70的废气燃料控制信号86。
燃料校正模块106与燃料控制模块104进行通信，并且基于估计热量与由通过燃料喷射器70喷射的燃料在废气中产生的实际热量之间的差周期地调整燃料校正。可以预先确定燃料校正的初始值且可以将燃料校正的初始值存储在存储器108中。当燃料校正包括标量时，诸如在当前示例中，标量可以被最初地设置为值1.0。当燃料校正包括偏移时，在偏移可以被最初地设置为值0。
在操作燃料喷射器70时的再生时间段期间，燃料校正模块106可以基于估计的产生热量和实际产生的热量之间的差调整存储在存储器108中的燃料校正。可以基于估计的燃料能量含量确定估计的热量。当实际产生的热量小于估计的热量时，燃料校正模块106增加燃料校正。当实际产生的热量大于估计的热量时，燃料校正模块106减小燃料校正。
在示例性实施方式中，燃料校正模块106基于由于燃料的燃烧导致的离开DOC 62的废气的估计温度（估计的DOC出口温度）与测得的DOC出口温度之间的差调整燃料校正。例如，燃料校正模块106可以基于测得的进入DOC 62的废气温度（DOC入口温度）和测得的离开DOC 62的废气的温度（DOC出口温度）确定估计的DOC出口温度。还可以基于燃料控制模块104请求的燃料量和补偿后的热值确定估计的DOC出口温度。当测量的DOC出口温度小于估计的DOC出口温度时，燃料校正模块106增加燃料校正。当测量的DOC出口温度大于估计的DOC出口温度时，燃料校正模块106减小燃料校正。
呈现的发动机诊断和控制系统100包括DOC入口温度传感器140，其测量DOC入口温度，并且输出表示感测的温度的信号142。发动机诊断和控制系统100还包括DOC出口温度传感器150，其测量DOC出口温度，并且输出表示测得的温度的信号152。燃料校正模块106接收信号142, 152和燃料控制模块104请求的燃料量和基于接收的信息周期地调整存储在存储器108中的燃料校正。燃料校正模块106可以将燃料校正通信到燃料控制模块104。
添加燃料检测模块110监测燃料箱组件56包含的燃料的体积，并且检测出现添加燃料事件的时间。因此，呈现的发动机诊断和控制系统100包括燃料数量传感器160，其测量燃料箱组件56内的燃料的体积，并且输出表示测得的体积的信号162。每次检测到添加燃料事件时，添加燃料检测模块110确定添加燃料事件开始时的燃料初始体积和添加燃料事件结束时的燃料最终体积。添加燃料检测模块110可以存储在存储器108中用于检索每次添加燃料事件的添加燃料信息，包括检测到添加燃料事件的时间和燃料的初始和最终体积。可选地，或另外地，添加燃料检测模块110可以通过添加燃料信号164将添加燃料信息通信到诊断模块114，如所示。时间可以是唯一的时间，诸如ICE 30的操作的总逝去时间，其可以用于区分在车辆系统10的相同或不同驱动循环期间发生的添加燃料事件。
错误检测模块112可以通过监测发动机诊断和控制系统100的各种信号（包括信号86, 92, 96, 122, 132, 142, 152, 162）监测发动机诊断和控制系统100的操作。基于这些信号和与每个信号相关的诊断标准，错误检测模块112产生错误信号170，其指示是否已经检测到发动机诊断和控制系统100的操作中的错误或故障。
根据本公开，错误检测模块112通过监测燃料校正监测HCI系统的性能。错误检测模块112通过检查燃料校正的阶跃变化错误来检测HCI系统的燃料控制错误。当燃料校正中的时间变化率大于预定速率时，错误检测模块112检测到阶跃变化错误。换句话说，当在预定第一时间段内燃料校正的当前值与先前值之差超过预定差时，误检测模块112检测到阶跃变化错误。当已经检测到阶跃变化错误时，错误检测模块112向诊断模块114输出错误信号170，从而通知诊断模块114。
诊断模块114获得添加燃料信息，基于添加燃料信息诊断阶跃变化错误，并且设置HCI性能偏差标记和燃料偏差标记之一来指示所进行的诊断。更具体地，诊断模块114在由燃料的实际低热值中的改变引起的燃料校正中的阶跃变化错误与HCI系统的错误操作引起的阶跃变化错误之间进行区分。
诊断模块114基于在检测到阶跃变化错误之前的预定第二时间段内是否发生了添加燃料事件来诊断阶跃变化错误。第二时间段可以基于事件或基于时间。例如，第二时间段可相应于预定事件之间的时间段，诸如连续再生事件。另一示例，第二时间段可以相应于燃料修正对燃料的实际低热值中改变的估计响应时间。
如果第二时间段内没有发生添加燃料事件，则诊断模块114诊断阶跃变化错误是由HCI系统的错误操作引起的，并且设置HCI性能偏差标记。如果在第二时间段内已经发生了添加燃料事件，则诊断模块114通过将燃料校正中的百分比变化和燃料的低热值中的可能百分比变化进行比较来诊断阶跃变化错误。根据下面的等式（等式1）计算燃料校正中的百分比变化：
                                                 
在等式1中，ΔFC%是燃料校正中的百分比变化，FC2和FC1分别是触发阶跃变化错误的当前燃料校正和先前燃料校正。
燃料的低热值中的可能百分比变化是由在发生在第二时间段内的每个添加燃料事件期间添加的附加燃料量导致的可能百分比变化。可能百分比变化假设附加燃料具有处于或接近可用燃料的最大预期低热值的低热值。通常，添加燃料事件之间的时间段会大于第二时间段，并且至多，在第二时间段内可发生单次添加燃料事件。因此，在示例性实施方式中，根据下面的等式（等式2）计算燃料的低热值中的可能百分比变化：
在等式2中，ΔHV%是低热值中的可能百分比变化，VR是添加燃料事件开始时剩余燃料的体积，VF是添加燃料事件结束时燃料的体积。HVBASE是预先确定的热值，HVPOT是与处于或接近可用燃料的最大预期低热值的热值相应的预先确定的可能热值。
在第二时间段期间发生多于一个添加燃料事件的情况下，可以修改等式2以说明由于每个添加燃料事件导致的可能百分比变化。例如，在发生两个添加燃料事件的情况下，根据下面的等式（等式3）计算燃料的低热值中的可能百分比变化：
 
在等式3中，ΔHV%1是由于第一添加燃料事件导致的低热值中的可能百分比变化。可以使用等式2基于第一添加燃料事件开始时剩余燃料的体积和第一添加燃料事件结束时燃料的体积计算ΔHV%1。ΔHV%2是由于第二添加燃料事件导致的低热值中的可能百分比变化。可以使用等式2基于第二添加燃料事件开始时剩余燃料的体积（VR2）和第二添加燃料事件结束时燃料的体积（VF2）计算ΔHV%2。
一旦诊断模块114计算了燃料校正的百分比变化ΔFC%，以及低热值中的可能百分比变化ΔHV%，诊断模块114就可以将两个值进行比较。如果ΔFC%小于或等于ΔHV%，则诊断模块114诊断阶跃变化错误是由燃料的实际热值的改变引起的，并且设置燃料偏差标记。另一方面，如果ΔFC%大于ΔHV%，则诊断模块114诊断阶跃变化错误是由HCI系统的错误操作引起的，并且设置HCI性能偏差标记。当诊断出阶跃变化错误时，诊断模块114产生诊断信号180，指示所进行的诊断。
故障模块116接收诊断信号180，并且基于诊断信号180和用于HCI系统DTC的错误标准选择性地在存储器108中存储HCI系统DTC。本公开不限于具体错误标准。例如，一旦设置了HCI性能偏差标记并且预定数量（N）个燃料控制错误被诊断为由HCI系统的错误操作引起的，则故障模块116就可以存储HCI系统DTC。错误标准可以包括用于评估被诊断为由燃料的实际热值的变化引起的的燃料控制错误的标准。例如，一旦设置了燃料偏差标记并且预定数量（M）个燃料控制错误被诊断为由燃料中的变化引起的，则故障模块116就可以存储HCI系统DTC。
当故障模块116已经存储了HCI系统DTC时，故障模块116还可以选择性地亮起MIL灯182以向驾驶员提醒HCI系统存在问题。当HCI系统DTC被存储时，燃料控制模块104可以开始补救控制策略，用于在再生期间向废气提供燃料。例如，燃料控制模块104可以根据开环燃料控制策略开始控制燃料供给。可选地或另外地，燃料控制模块104可以暂停再生直到HCI系统被维修。
具体参照图3，示出根据本公开的诊断HCI系统的燃料控制错误的示例性方法300的流程图。可以在发动机控制系统，更具体地，发动机的诊断系统，的一个或多个控制模块中实施方法300。为了简明，将参照发动机诊断和控制系统100描述方法300，并且方法300示出ECM 32的各个模块执行的示例性控制步骤。根据方法300的控制可以在ICE 30操作期间运行。
在302指示方法300的开始。在304，添加燃料检测模块110通过监测燃料箱组件56中的燃料高度并检测已经发生的添加燃料的时间来获得添加燃料信息。每次检测到添加燃料事件时，添加燃料检测模块110确定燃料箱组件56中燃料的初始和最终体积。添加燃料检测模块110对于每个添加燃料事件在存储器108中存储添加燃料信息，包括检测到添加燃料的时间和燃料的初始和最终体积。
在306，在PM过滤器66的再生期间，燃料校正模块106周期地调整存储在存储器108中的燃料校正。燃料校正模块106基于估计的热量与由燃料喷射器70所喷射的燃料在废气中产生的实际热量之间的差调整燃料校正。更具体地，当测得的DOC出口温度小于估计的DOC出口温度时，燃料校正模块106增加燃料校正。当测量的DOC出口温度大于估计的DOC出口温度时，燃料校正模块106减小燃料校正。
在308，错误检测模块112通过监测燃料校正检测HCI系统的燃料控制错误。更具体地，当燃料校正中的时间变化率大于预定速率时，错误检测模块112检测到阶跃变化错误。
在310，诊断模块114基于错误信号170确定错误检测模块112是否已经检测到燃料控制错误。如果是，则控制前进到312，否则如所示控制向回循环。在312，诊断模块114基于在304获得的添加燃料信息根据312-320开始诊断燃料控制错误。在312，诊断模块114确定最近是否发生过添加燃料，并且更具体地，确定预定第二时间段内是否发生过添加燃料。如果是，则控制前进到314，否则，控制前进到320。
在314，当最近已经发生过添加燃料时，诊断模块114计算用于诊断阶跃变化错误的控制值。更具体地，诊断模块计算燃料校正中的百分比变化ΔFC%以及燃料的低热值中的可能百分比变化ΔHV%。
在316，诊断模块114确定燃料校正中的百分比变化ΔFC%是否小于或等于燃料的低热值中的可能百分比变化ΔHV%。如果是，则控制前进到318，否则，控制前进到320。
在318，诊断模块114诊断燃料控制错误是由燃料中的变化引起的，并且在存储器108中设置燃料偏差标记。从318，控制返回到开始，如所示。
在320，诊断模块114诊断燃料控制错误是由HCI系统的错误操作引起的，并且在存储器108中设置HCI性能偏差标记。
在322，故障模块116基于在318和320的诊断和用于HCI系统DTC的错误标准选择性地存储HCI系统DTC。从320，控制返回到开始，如所示。
可以按照各种形式实现本公开的广泛教导。因此，尽管本发明包括特定示例，但是由于根据对附图、说明书和所附权利请求的研究其他修改对于本领域的技术人员是明显的，因此本公开的真实范围不限于此。

Claims (20)

1.一种发动机的诊断系统，包括：
错误检测模块，其基于用于确定直接提供给所述发动机的排气系统的燃料量的燃料校正值的变化，选择性地检测燃料控制错误；以及
诊断模块，其基于从最后一次添加燃料事件开始的第一时间段确认所述燃料控制错误的原因。
2.如权利要求1所述的诊断系统，其中，当在预定时间段内当前燃料校正值和先前燃料校正值之间的差大于预定差时，所述错误检测模块检测所述燃料控制错误。
3.如权利要求1所述的诊断系统，其中，所述诊断模块确认所述原因为所述燃料的实际热值中的变化和用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作之一。
4.如权利要求1所述的诊断系统，其中，所述诊断模块还基于在所述最后一次添加燃料事件的开始时包含在燃料箱内的燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认所述原因。
5.如权利要求4所述的诊断系统，其中，所述诊断模块还基于所述燃料校正值中的第一百分比变化和第二百分比值确认所述原因，其中，所述第二百分比值基于所述第一量和所述第二量，
其中根据下面的等式计算燃料校正值中的第一百分比变化：
在该等式中，ΔFC%是燃料校正值中的第一百分比变化，FC2和FC1分别是触发阶跃变化错误的当前燃料校正值和先前燃料校正值；
其中根据下面的等式计算所述第二百分比值：
在该等式中，ΔHV%是作为所述第二百分比值的燃料的低热值中的可能百分比变化，VR是所述添加燃料事件开始时剩余燃料的体积，VF是所述添加燃料事件结束时燃料的体积， HVBASE是预先确定的热值，HVPOT是与处于或接近可用燃料的最大预期低热值的热值相应的预先确定的可能热值。
6.如权利要求5所述的诊断系统，其中，当所述第一百分比变化小于所述第二百分比值时，所述诊断模块确认所述原因是所述燃料的热值中的变化。
7.如权利要求5所述的诊断系统，其中，当所述第一百分比变化大于所述第二百分比值时，所述诊断模块确认所述原因是用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作。
8.如权利要求1所述的诊断系统，其中，所述诊断模块还基于颗粒物过滤器的连续再生事件之间的第二时间段确认所述原因。
9.一种发动机的控制系统，包括：
燃料控制模块，其基于燃料校正值直接向所述发动机的排气系统提供一定量的燃料；
燃料校正模块，其基于先前燃料校正值以及所述一定量的燃料的估计能量与燃烧所述一定量的燃料产生的热量之间的差确定当前燃料校正值；
错误检测模块，其当在预定第一时间段内所述当前燃料校正值与先前燃料校正值之间的第二差大于预定差时，选择性地检测燃料控制错误；以及
诊断模块，其基于从最后一次添加燃料事件开始的第二时间段确认所述燃料控制错误的原因。
10.如权利要求9所述的控制系统，其中，所述诊断模块还基于在所述最后一次添加燃料事件的开始时包含在燃料箱内的燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认所述原因。
11.如权利要求10所述的控制系统，其中，所述诊断模块还基于所述燃料校正中的第一百分比变化和第二百分比值确认所述原因，其中，所述第二百分比值基于所述第一量和所述第二量，
其中根据下面的等式计算燃料校正值中的第一百分比变化：
在该等式中，ΔFC%是燃料校正值中的第一百分比变化，FC2和FC1分别是触发阶跃变化错误的当前燃料校正值和先前燃料校正值；
其中根据下面的等式计算第二百分比值：
在该等式中，ΔHV%是作为所述第二百分比值的燃料的低热值中的可能百分比变化，VR是所述添加燃料事件开始时剩余燃料的体积，VF是所述添加燃料事件结束时燃料的体积， HVBASE是预先确定的热值，HVPOT是与处于或接近可用燃料的最大预期低热值的热值相应的预先确定的可能热值。
12.一种发动机的诊断方法，包括：
基于用于确定直接提供给所述发动机的排气系统的燃料量的燃料校正值的变化，选择性地检测燃料控制错误；以及
基于从最后一次添加燃料事件开始的第一时间段确认所述燃料控制错误的原因。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述选择性地检测包括在预定时间段内当前燃料校正值和先前燃料校正值之间的差大于预定差时检测所述燃料控制错误。
14.如权利要求12所述的方法，其中，所述确认包括将所述原因确认为所述燃料的实际热值中的变化和用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作之一。
15.如权利要求12所述的方法，其中，所述确认还包括基于在所述最后一次添加燃料事件的开始时包含在燃料箱内的燃料的第一量与在所述最后一次添加燃料事件期间添加到所述燃料箱的燃料的第二量确认所述原因。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述确认还包括基于所述燃料校正值中的第一百分比变化和第二百分比值确认所述原因，其中，所述第二百分比值基于所述第一量和所述第二量，
其中根据下面的等式计算燃料校正值中的第一百分比变化：
在该等式中，ΔFC%是燃料校正值中的第一百分比变化，FC2和FC1分别是触发阶跃变化错误的当前燃料校正值和先前燃料校正值；
其中根据下面的等式计算第二百分比值：
在该等式中，ΔHV%是作为所述第二百分比值的燃料的低热值中的可能百分比变化，VR是所述添加燃料事件开始时剩余燃料的体积，VF是所述添加燃料事件结束时燃料的体积， HVBASE是预先确定的热值，HVPOT是与处于或接近可用燃料的最大预期低热值的热值相应的预先确定的可能热值。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述确认还包括当所述第一百分比变化小于所述第二百分比值时，确认所述原因是所述燃料的热值中的变化。
18.如权利要求16所述的方法，其中，所述确认还包括当所述第一百分比变化大于所述第二百分比值时，确认所述原因是用于向所述排气系统提供所述燃料的燃料喷射系统的错误操作。
19.如权利要求12所述的方法，其中，所述确认还包括基于颗粒物过滤器的连续再生事件之间的第二时间段确认所述原因。
20.如权利要求12所述的方法，还包括：基于先前燃料校正值以及所述燃料量的估计能量与燃烧所述燃料量产生的热量之间的差确定当前燃料校正值。
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