CN105649805A - 识别燃料系统劣化 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及识别燃料系统劣化，公开了用于识别燃料系统内劣化的各种方法。在一个实施例中，运转燃料系统的方法包括响应于检测到提升泵压力对应于燃料蒸汽压力而向燃料泵供应脉冲，响应于检测到所述提升泵压力对应于泄压设定点压力而停止供应所述脉冲，以及如果检测到的提升泵压力偏离预期燃料导轨压力，则指示燃料系统内的劣化，包含区别燃料泵、低压燃料压力传感器、燃料导轨压力传感器以及泄压阀内的劣化。

Description

识别燃料系统劣化
技术领域
本公开的领域总体涉及内燃发动机内的燃料系统。
背景技术
提升泵控制系统被用于各种目的，包含蒸汽管理、喷射压力控制、温度控制以及润滑。在一个示例中，提升泵向高压燃料泵供应燃料，该高压燃料泵为内燃发动机内的直接喷射器提供高喷射压力。高压燃料泵可以通过向燃料导轨供应高压燃料来提供高喷射压力，其中直接喷射器被耦连到燃料导轨。燃料压力传感器可以被设置在燃料导轨内以便能够实现燃料导轨压力的测量，发动机运转的各个方面例如燃料喷射可以基于燃料导轨压力的测量。燃料导轨压力传感器和/或提升泵的劣化可以导致燃料导轨压力偏离期望或预期的燃料导轨压力，这进而可以产生不期望的燃料量的喷射，进而劣化发动机运转。
美国专利No.7832375公开了用于解决发动机启动期间燃料压力不确定性的系统和方法。特别地，如果燃料导轨压力传感器指示燃料导轨压力偏离估计的燃料导轨压力达预定的量，则可以确定该传感器处于劣化状态。在一些示例中，基于提升泵压力确定估计的燃料导轨压力。响应于确定燃料导轨压力传感器正在劣化状态中操作，通过适当地操作高压燃料泵和低压燃料泵，可以增加燃料导轨压力。
本发明人已经认识到上述方法的问题。在一些情况下，在由燃料导轨压力传感器测量出的燃料导轨压力和估计的燃料导轨压力之间的差值可能是提升泵中劣化的结果，可替换地或另外地，可能是燃料导轨压力传感器中劣化的结果。泄压阀运行的劣化也可以有助于产生该差值。例如，该差值可以表明测量燃料导轨压力小于估计的燃料导轨压力达阈值。同样，测量的和估计的燃料导轨压力之间的差值可能被错误地解释，潜在地导致采取某些动作，这些动作不是针对产生该差值的实际原因。
发明内容
至少部分地解决以上问题的一个方法包含操作燃料系统的方法，该方法包括响应于检测到提升泵压力对应于(correspondto)燃料蒸汽压力而向燃料泵供应脉冲，响应于检测到提升泵压力对应于释放设定点压力而停止供应脉冲，以及如果检测的提升泵压力偏离预期的提升泵压力，则指示燃料系统的劣化，包含区别燃料泵、低压燃料压力传感器、燃料导轨压力传感器以及泄压阀中的劣化。
在又一更具体示例中，基于供应给提升泵的电压和燃料流率来确定预期的提升泵压力。
在该示例的另一方面，预期的提升泵压力是燃料蒸汽压力。
在该示例的又一方面，预期的提升泵压力是释放设定点压力，并且指示燃料系统中的劣化包含，如果检测到的提升泵压力超过释放设定点压力，则认为低压燃料压力传感器、燃料导轨压力传感器和/或泄压阀发生故障，并且如果检测到的提升泵压力小于释放设定点压力，则认为燃料导轨压力传感器、低压燃料压力传感器、泄压阀和/或燃料泵发生故障。
以这种方式，可以明确地确认并且补偿燃料系统中劣化的原因。因此，通过这些动作可以实现技术效果。
当单独或与附图一起参考时，本说明书的以上优点和其他优点以及特征将通过之后的具体实施方式变得显然。
应该理解的是，上述发明内容被提供以用简化形式提出选择的概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确认要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的范围通过所附权利要求唯一地限定。而且，所要求保护的主题不局限于解决在上文或在本公开任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1是显示了示例性发动机的示意图。
图2显示了直接喷射发动机系统。
图3显示了说明依据提升泵压力的提升泵电压的图示。
图4显示了当根据间歇运转模式运转提升泵时感兴趣的代表性信号的图表。
图5A和图5B显示了说明用于识别燃料系统中的劣化的程序的流程图。
图6显示了说明当处于诊断模式和非诊断模式时的燃料系统的运转的图表。
具体实施方式
一些内燃发动机采用了燃料系统，其中低压(LP)燃料泵从燃料箱中抽取加压燃料并且将加压燃料供应给高压(HP)燃料泵，该高压燃料泵可以将加压燃料的压力进一步提高到足以将燃料直接喷射进发动机汽缸内的水平。LP燃料泵可以被称为提升泵，而HP燃料泵可以被称为直接喷射(DI)泵。在该示例中，HP燃料泵可以将高加压燃料供应给燃料导轨，被配置以进行直接燃料喷射的多个燃料喷射器被耦连到燃料导轨。燃料压力传感器也可以被耦连至燃料导轨以实现燃料导轨内的燃料压力感测。可以基于感测的燃料导轨压力控制由燃料喷射器进行的燃料喷射。
在一些情况下，由这种燃料导轨压力传感器指示的燃料压力可以偏离预期的燃料压力。可以基于各种运转参数(如，提升泵供电电压、燃料流率)来确定预期的燃料压力，如下文更详细地描述的。这种偏差可能是燃料导轨压力传感器的劣化的结果。存在各种方法来识别基于测量燃料导轨压力与预期燃料导轨压力之间偏差的燃料压力传感器劣化，并且通过例如交替运转低压燃料泵和高压燃料泵来补偿该劣化。
然而，测量燃料导轨压力与预期燃料压力之间的偏差可以是除了燃料导轨压力传感器劣化之外的原因导致的，可能由于上述方法不能解释的原因。可替换地或除了传感器劣化，该偏差可以是例如提升泵劣化和/或泄压阀劣化的结果。
因此，提供各种方法以便识别燃料系统中的劣化。在一个实施例中，运转燃料系统的方法包括响应于检测到提升泵压力对应于燃料蒸汽压力而向燃料泵供应脉冲，响应于检测到提升泵压力对应于释放设定点压力而停止供应脉冲，以及如果检测到的提升泵压力偏离预期提升泵压力，则指示燃料系统中的劣化，包含区别燃料泵、低压燃料压力传感器、燃料导轨压力传感器以及泄压阀内的劣化。图1是显示了示例性发动机的示意图，图2显示了直接喷射发动机系统，图3显示了说明依据提升泵压力的提升泵电压的图表，图4显示了当根据间歇运转模式运转提升泵时感兴趣的代表性信号的图表，图5A和5B显示了说明用于识别燃料系统中劣化的程序的流程图，以及图6显示了说明处于诊断模式和非诊断模式时燃料系统的运转的图表。图1和图2中的发动机包含控制器，其被配置以执行图5A和图5B中描绘的方法。
图1是显示了示例性发动机10的示意图，该发动机可以被包含在汽车的推进系统内。发动机10被显示为具有四个汽缸30。但是，根据本公开，也可以使用其他数量的汽缸。发动机10可以至少部分地通过包含控制器12的控制系统控制，并且通过来自车辆操作者132经由输入设备130的输入而被控制。在该示例中，输入设备130包含加速器踏板和用于生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的每个燃烧室(如，汽缸)30可以包含燃烧室壁，其中活塞(未显示)被定位在其中。活塞可以被耦连到曲轴40以便将活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。经由中间变速器系统(未显示)可以将曲轴40耦连到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，可以经由飞轮将启动机马达耦连到曲轴40，以便能够进行发动机10的启动运转。
燃烧室30可以经由进气道42从进气歧管44中接收进气，并且可以经由排气道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管46可以经由对应的进气门和排气门(未显示)与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包含两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。
燃料喷射器50被显示为直接耦连到燃烧室30以便与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地向其中直接喷射燃料。用这种方式，燃料喷射器50向燃烧室30提供公知的燃料直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧面，或者在燃烧室的顶部。燃料可以通过燃料系统(未显示)被输送到燃料喷射器50，燃料系统包含燃料箱、燃料泵以及燃料导轨。参考图2，在下文描述了可以结合发动机10使用的示例性燃料系统。在一些实施例中，燃烧室30可以可替换地或另外地包含被以某种配置布置在进气歧管44内的燃料喷射器，所述配置可以给每个燃烧室30上游的进气端口提供公知的燃料的进气道喷射。
进气道42可以包含分别具有节流板22和24的节气门21和23。在该特定示例中，节流板22和24的位置可以通过控制器12经由提供给致动器的信号而变化，所述致动器包括节气门21和23。在一个示例中，致动器可以是电动致动器(如，电动马达)，即一般称为电子节气门控制(ETC)的配置。用这种方式，可以运转节气门21和23以使提供给燃烧室30和其他发动机汽缸的进气变化。节流板22和24的位置可以通过节气门位置信号TP提供给控制器12。进气道42可以进一步包含质量空气流量传感器120、歧管空气压力传感器122以及节气门入口压力传感器123，以便提供对应的信号MAF(质量空气流量)、MAP(歧管空气压力)给控制器12。
排气道48可以从汽缸30中接收排气。排气传感器128被显示为耦连到涡轮62和排放控制设备78的上游的排气道48。可以从用于提供排气空燃比指示的各种适合的传感器中选择传感器128，例如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、NOx、HC或CO传感器。排放控制设备78可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他的排放控制设备或其组合。
排气温度可以通过位于排气道48内的一个或多个温度传感器(未显示)来测量。可替换地，可以基于发动机工况(如转速、载荷、AFR、火花延迟等)来推断排气温度。
图1中显示的控制器12为微型计算机，其包含微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的在该特定示例中被显示为只读存储器芯片106的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存储器110以及数据总线。控制器12可以从被耦连到发动机10的传感器中接收各种信号，除了前面论述的那些信号之外，还包含来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)的测量值；来自温度传感器112(其示意性地显示在发动机10内的一个位置中)的发动机冷却剂温度(ECT)；来自耦连到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型传感器)的表面点火感测信号(PIP)；来自如论述的节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自如论述的传感器122的绝对歧管压力信号(MAP)。发动机转速信号RPM可以通过控制器12根据信号PIP生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用于提供进气歧管44内真空或压力的指示。注意，可以使用上述传感器的各种组合，例如具有MAF传感器而不具有MAP传感器，或反之亦然。在化学计量运转期间，MAP传感器可以给出发动机扭矩的指示。进一步地，该传感器与检测的发动机转速可以一起提供被引导到汽缸内的充气(包含空气)的估计。在一个示例中，传感器118，其也被用作发动机转速传感器，可以在曲轴40的每次旋转中产生预定数量的等间隔脉冲。在一些示例中，存储介质只读存储器106可以被编程有计算机可读数据，该计算机可读数据表示为执行下文所述方法和可预料但是没有具体列举的其他变体而由处理器102可执行的指令。
发动机10可以进一步包含压缩设备，例如至少包含沿进气歧管44布置的压缩机60的涡轮增压器或机械增压器。对于涡轮增压器，压缩机60可以通过涡轮62经由例如轴或其他耦连布置而被至少部分地驱动。涡轮62可以被沿着排气道48布置并且与流过其中的排气连通。可以提供各种布置来驱动压缩机。对于机械增压器，压缩机60可以至少部分地由发动机和/或电机驱动，并且可以不包含涡轮。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个汽缸的压缩量可以通过控制器12变化。在一些情况下，涡轮62可以驱动，例如，电动发电机64，以便通过涡轮致动器68向电池66提供电力。来自电池66的电力可以然后被用于通过马达70来驱动压缩机60。进一步地，传感器123可以被设置在进气歧管44内，以便向控制器12提供BOOST信号。
进一步地，排气道48可以包含废气门26，以便排气转向远离涡轮62。在一些实施例中，废气门26可以是多级废气门，例如双级废气门，其具有被配置为控制升压压力的第一级和被配置为增加到排放控制设备78的热通量的第二级。废气门26可以用致动器150运转，致动器150可以是例如电动马达的电动致动器，但是也可以考虑气动致动器。进气道42可以包含压缩机旁通阀27，其被配置以使压缩机60周围的进气转向。废气门26和/或压缩机旁通阀27可以通过控制器12经由致动器(例如致动器150)控制，例如使其当期望较低的升压压力时开启。
进气道42可以进一步包含增压空气冷却器(CAC)80(如，中间冷却器)以降低涡轮增压或机械增压进气气体的温度。在一些实施例中，增压空气冷却器80可以是空气-空气热交换器。在其他的实施例中，增压空气冷却器80可以是空气-液体热交换器。
进一步地，在所公开的实施例中，排气再循环(EGR)系统可以经由EGR通道140将期望部分的排气从排气道48传送到进气道42。提供到进气道42的EGR量可以由控制器12通过EGR气门142变化。进一步地，EGR传感器(未显示)可以被布置在EGR通道内并且可以提供以下项目中的一个或多个的指示：排气压力、排气温度以及排气浓度。可替换地，可以基于来自MAF传感器(上游)、MAP(进气歧管)、MAT(歧管气体温度)以及曲轴转速传感器的信号通过计算的值来控制EGR。进一步地，可以基于排气O2传感器和/或进气氧传感器(进气歧管)来控制EGR。在一些情况下，EGR系统可以用于调节燃烧室内空气和燃料混合物的温度。图1显示了高压EGR系统，其中EGR被从涡轮增压器的涡轮的上游传送到涡轮增压器的压缩机的下游。在其他实施例中，发动机可以另外地或可替换地包含低压EGR系统，其中EGR被从涡轮增压器的涡轮的下游传送到涡轮增压器的压缩机的上游。
图2显示了直接喷射发动机系统200，其可以被配置为用于车辆的推进系统。发动机系统200包含内燃发动机202，其具有多个燃烧室或汽缸204。例如，发动机202可以是图1中的发动机10。燃料可以经由缸内直接喷射器206被直接提供给汽缸204。如图2示意性地指示的，发动机202可以接收进气并且排出燃烧后燃料的产物。发动机202可以包含合适类型的发动机，包含汽油或柴油发动机。
燃料可以通过一般在208指示的燃料系统的方式经由喷射器206被提供给发动机202。在该特定示例中，燃料系统208包含用于存储车载燃料的燃料存储箱210、低压燃料泵212(如，燃料提升泵)、高压燃料泵214、蓄积器215、燃料导轨216以及各个燃料通道218和220。在图2所示的示例中，燃料通道218将燃料从低压泵212输送到高压燃料泵214，并且燃料通道220将燃料从高压燃料泵214输送到燃料导轨216。
低压燃料泵212可以被控制器222(如，图1中的控制器12)运转以便经由燃料通道218向高压燃料泵214提供燃料。低压燃料泵212可以被配置为可以称之为燃料提升泵的燃料泵。如一个示例，低压燃料泵212可以是包含电动(如，DC)泵马达的涡轮(如，离心式)泵，由此可以通过使提供给泵马达的电功率变化进而增加或降低马达转速，来控制该泵两端的压力增加和/或通过该泵的容积流率。例如，当控制器222减小提供给泵212的电功率时，可以减小容积流率和/或该泵两端的压力增加。通过增加提供给泵212的电功率，可以增加容积流率和/或该泵两端的压力增加。如一个示例，供应给低压泵马达的电功率可以从交流发电机或其他的车载能量存储设备(未示出)获得，由此控制系统可以控制被用于给低压泵提供电力的电负荷。因此，通过使提供给低压燃料泵的电压和/或电流变化，如224指示的，控制器222可以调整提供给高压燃料泵214并且最终提供给燃料导轨的燃料的流率和压力。除了为直接喷射器206提供喷射压力外，在一些实施方式中，泵212可以为一个或多个进气道燃料喷射器(图2中未显示)提供喷射压力。
低压燃料泵212可以被流体地耦连到滤清器217，滤清器217可以去除燃料中可能包含的小杂质，这些杂质可能潜在地损坏燃料处理组件。可以促进燃料输送并且维持燃料管路压力的止回阀213可以被流体地定位在滤清器217的上游。通过滤清器217上游的止回阀213，因为滤清器在实体上可以是大体积的，所以可以增加低压通道218的柔量(compliance)。进一步地，可以采用泄压阀219来限制低压通道218内的燃料压力(如，来自提升泵212的输出)。例如，泄压阀219可以包含以规定的压差安置和密封的球和弹簧机构。泄压阀219可以被配置以开启的压差设定点可以采用各种合适的值；作为非限制性示例，该设定点可以是6.4巴(bar)(g)。孔止回阀221可以被放置成与孔223串联以允许空气和/或燃料蒸汽从提升泵212流出。在一些实施例中，燃料系统208可以包含被流体地耦连到低压燃料泵212的一个或多个(如，一系列)止回阀以便阻止燃料泄漏回止回阀的上游。在这种背景下，上游流指的是从燃料导轨216向低压泵212行进的燃料流，而下游流指的是从低压泵向着燃料导轨的标称燃料流方向。
高压燃料泵214可以被控制器222控制以便经由燃料通道220向燃料导轨216提供燃料。如一个非限制性示例，高压燃料泵214可以是BOSCHHDP5高压泵，其利用流量控制阀(如，燃料体积调节器、电磁阀等)226以便使控制系统能够改变每个泵冲程的有效泵容积，如在227处指示的。但是，应该意识到，可以使用其他合适的高压燃料泵。高压燃料泵214可以由发动机202来机械驱动，这与马达驱动的低压燃料泵212不同。高压燃料泵214的泵活塞228可以从发动机曲轴或者经由凸轮230从凸轮轴接收机械输入。用这种方式，可以根据凸轮驱动的单缸泵的原理来运转高压泵214。传感器(图2中未显示)可以被定位在凸轮230附近以能够确定凸轮的角位置(如，在0度和360度之间)，该角位置可以被传送给控制器222。在一些示例中，高压燃料泵214可以供应足够高的燃料压力给喷射器206。当喷射器206可以被配置成直接燃料喷射器时，高压燃料泵214可以被称为直接喷射(DI)燃料泵。
图2描绘了上文介绍过的可选的包含物蓄积器215。当被包含时，蓄积器215可以被定位在低压燃料泵212的下游并且在高压燃料泵214的上游，并且可以被配置为保持燃料的体积使得减小在燃料泵212和214之间的燃料压力增加或降低的速率。蓄积器215的容积可以被设置尺寸以便发动机202可以在低压燃料泵212的运转间隔之间以怠速状态运转达预定的时间周期。例如，蓄积器215可以被设置尺寸使得当发动机202怠速时，花费一分钟或数分钟来消耗蓄积器内的压力至高压燃料泵214不能够为燃料喷射器206维持足够高的燃料压力的水平。因此，蓄积器215能够实现下文所述的低压燃料泵212的中间运转模式。在其他实施例中，蓄积器215可以固有地存在于滤清器217和燃料管路218的柔量内，并且因此可以不作为区别元件存在。
控制器222可以经由燃料喷射驱动器236独立地致动每个喷射器206。控制器222、驱动器236以及其他合适的发动机系统控制器可以包括控制系统。虽然驱动器236被显示在控制器222的外面，但是应该意识到在其他示例中，控制器222可以包含驱动器236或者可以被配置为提供驱动器236的功能。控制器222可以包含未显示的额外组件，例如图1的控制器12内包含的组件。
燃料系统208包含沿着提升泵212和高压燃料泵214之间的燃料通道218定位的低压(LP)燃料压力传感器231。在这种配置中，传感器231的读数可以解释为提升泵212的燃料压力的指示(如，提升泵的出口燃料压力)和/或高压燃料泵的入口压力的指示。如下文进一步详细描述的，传感器231的读数可以用于评估燃料系统208内各种组件的运转。LP燃料压力传感器231还可以用于确定是否给高压燃料泵214提供了足够的燃料压力，从而使高压燃料泵吸入液体燃料而不是燃料蒸汽，和/或用于最小化供应给提升泵212的平均电功率。将会理解到，在使用进气道燃料喷射系统而不是直接喷射系统的其他实施例中，LP燃料压力传感器231可以感测提升泵压力和燃料喷射两者。进一步地，虽然LP燃料压力传感器231被显示为定位在蓄积器215的上游，但是在其他的实施例中，LP传感器可以被定位在蓄积器的下游。
如图2所示，燃料导轨216包含用于向控制器222提供燃料导轨压力指示的燃料导轨压力传感器232。发动机转速传感器234可以用于向控制器222提供发动机转速指示。发动机转速指示可以用于识别高压燃料泵214的转速，因为高压燃料泵214由发动机202例如通过曲轴或凸轮轴机械驱动。
在一些情况下，控制器222可以确定预期的或估计的燃料导轨压力，并且将预期燃料导轨压力与燃料导轨压力传感器232测量的所述测量燃料导轨压力比较。在其他情况下，控制器222可以确定预期或估计的提升泵压力(如，来自提升泵212的出口燃料压力和/或进入高压燃料泵214的入口燃料压力)并且比较预期提升泵压力和由LP燃料压力传感器231测量的测量提升泵压力。可以在时间基础上以合适的频率或在事件基础上周期性地进行预期燃料压力与对应的测量燃料压力的确定和比较。在任一情况下，控制器222可以将预期燃料压力和测量燃料压力间的差解释为燃料系统208内至少一个组件的运转已经劣化的指示。如下文进一步详细描述的，可以进行各种诊断测试以便识别燃料导轨压力偏差的特定原因，其中响应于该原因的识别潜在地执行各种动作。
在一些实施方式中，控制器222可以部分地基于提升泵212的运转来确定预期提升泵压力。具体地说，对于提升泵212是由DC马达驱动的涡轮泵的实施例，提升泵可以表现出在供应给提升泵马达的电压和提升泵压力之间的高度的仿射(如，线性)相关性。
暂时转到图3，其显示了说明作为提升泵压力的函数的提升泵电压的图示300。图300特别显示了被供应给涡轮提升泵(如，提升泵212)的电压和提升泵压力之间的高度仿射相关性，所述涡轮提升泵由DC电动马达驱动。通常在302处指示的示例数据，例如可以在这种类型的提升泵的特定测试环境中获得，并且拟合数据集的函数304被显示在图300中。图300所示的数据表示最小发动机运行燃料流率。当燃料流率增加时，这些点的电压增加。函数304可以被存储在图2的控制器222内并且可由控制器222存取以通知燃料系统208的控件，例如，如果被供应给提升泵212的电压是已知的，则其可以作为输入被馈送到该函数，从而可以确定由于施加供应电压而产生的预期或估计的提升泵压力。在另一示例中，期望的提升泵压力可以被馈送给函数304，从而可以获得被施加到提升泵212以实现期望的提升泵压力的提升泵电压。特别地，函数304可以用于确定实现极限提升泵压力的提升泵电压，即，最小和最大可实现的提升泵压力。如下文进一步详细描述的，这些极限提升泵压力可以实现为所采用的各种诊断程序的一部分用来诊断燃料系统208内的故障。但是，将会理解到，提升泵压力最小值和最大值可以分别以燃料蒸汽压力和泄压阀的设定点压力为边界。还将意识到的是，图3中所显示的数值是示例性的并且不意在进行限制。进一步地，涉及提升泵压力与提升泵电压的类似数据集和函数可以被获得和存取以用于除了由DC电动马达驱动的涡轮提升泵之外的提升泵类型，包含但不限于，容积泵和无刷马达驱动的泵。这种函数可以采取线性或非线性形式。
转向图2，预期提升泵压力的确定还可以解释燃料喷射器206和/或高压燃料泵214的运转。特别地，这些组件对于提升泵压力的作用可以用燃料流率参数化表示，如喷射器206喷射燃料的速率，该速率可以等于稳态状况下的提升泵流率。在一些实施方式中，线性相关可以在提升泵电压、提升泵压力以及燃料流率之间形成。如非限制性示例，该相关性可以采取以下形式：VLP＝C1*PLP+C2*F+C3，其中VLP是提升泵电压，PLP是提升泵压力，F是燃料流率，并且C1、C2和C3是可以分别采取数值1.481、0.026和2.147的常数。在该示例中，可以存取该相关性以确定提升泵供应电压，提升泵供应电压的施加引起期望的提升泵压力和燃料流率。例如，该相关性可以被存储在控制器222内(如，通过查找表)并且由控制器222存取。
可以基于一个或多个工作参数来确定燃料导轨216内的预期燃料导轨压力，例如，可以使用燃料消耗的评估值(如，燃料流率、燃料喷射速率)、燃料温度(如，通过发动机冷却剂温度测量值)以及提升泵压力(如，由LP燃料压力传感器231测量的)中的一个或多个。
因此，通过用上述方式确定预期燃料压力，控制器222可以比较预期燃料压力与对应的测量燃料压力，并且将预期压力与测量压力间高于阈值差的差值解释为燃料系统208内劣化的指示。特别地，由燃料导轨压力传感器232测量的测量燃料导轨压力可以与预期燃料导轨压力比较，而由LP燃料压力传感器231测量的测量提升泵压力可以与预期提升泵压力比较。例如，如果控制器222确定测量燃料导轨压力超过预期燃料导轨压力至少达阈值量，则控制器可以将该差值解释为燃料导轨压力传感器232已经劣化的指示，因为马达驱动的燃料泵劣化一般不产生比预期更多的压力。响应于燃料导轨压力传感器232已经劣化的解释，控制器222可以通过检索并且施加燃料流率和与期望的提升泵压力对应的提升泵电压来施加开环控制。例如，通过存取上述相关性，可以检索到该提升泵电压。在一些示例中，可以修改(限制)提升泵电压以防止或缓解燃料系统208内其他组件(例如提升泵212和/或其关联的马达)的劣化。这种方法也可以被运用在测量提升泵压力超过预期提升泵压力达至少阈值量的情况中。
但是，如果测量燃料导轨压力小于预期燃料导轨压力达至少阈值量，则控制器222可能不能够在没有进一步诊断的情况下明确地确定劣化的来源，所述诊断可以被进行，即使测量燃料导轨压力超过预期燃料导轨压力达至少阈值量。例如，测量燃料导轨压力和预期燃料导轨压力间的该差值可能由于劣化的燃料导轨压力传感器232的运转和/或提升泵212的劣化(如，压力未完全输送)引起。虽然可以运用上述开环控制以选择基于期望提升泵压力的提升泵电压和燃料流率，但是可以进行额外的诊断以明确识别压差的原因。如下文进一步详细描述的，所述原因的识别可以导致除了开环控制之外的可替换或额外的动作。类似地，如果测量提升泵压力小于预期提升泵压力达至少阈值量，则可能出现无法明确识别测量提升泵压力和预期提升泵压力间的差值的原因。因此，在这种情况下也可以进行额外的诊断。
一种这样的额外的诊断可以包含驱动提升泵212以实现最大的提升泵压力并且比较测量提升泵压力与泄压阀设定点。在该示例中，将提升泵212驱动到泄压阀219开始限制提升泵压力的点，使得提升泵压力不超过泄压阀的压力设定点。如图3中说明的非限制性示例，压力设定点可以是6.4bar(g)，从而用12V驱动提升泵212导致了最大可实现的提升泵压力6.4bar(g)。高压燃料泵214的运转对燃料压力的作用可以通过例如停用高压燃料泵的同时比较测量提升泵压力与泄压阀设定点来进行解释。
控制器222可以将超过泄压阀设定点达阈值量的测量提升泵压力解释为LP燃料压力传感器231的劣化或泄压阀219的劣化(如，堵塞、卡住等)的表示。相反，控制器222可以将降低到泄压阀设定点以下达阈值量的测量提升泵压力解释为泄压阀219的劣化(如，该阀在低于泄压设定点的压力下开启)或提升泵212的劣化的表示。因为在这种情况下，不可以明确识别出测量提升泵压力与预期提升泵压力间偏差的特定原因，所以可以进行额外的诊断。
一种这样的额外的诊断可以包含使燃料系统208内的燃料压力处于与燃料系统内燃料对应的蒸汽压力，并且比较测量提升泵压力与预期燃料蒸汽压力。由于燃料的存在，所以燃料蒸汽压力是燃料系统208内的最小压力；例如，当高压燃料泵214开始吸入蒸汽时或者当燃料喷射器206喷射燃料直到缺量空间形成时，可以达到燃料蒸汽压力。为了实现燃料蒸汽压力，提升泵212可以被停用达合适的持续时间，同时高压燃料泵214消耗特定体积的燃料(如，5cc)。例如，可以基于低压燃料管道装置(plumbing)的柔量、燃料系统208内初始燃料压力以及预期燃料蒸汽压力来确定燃料的体积，预期燃料蒸汽压力可以根据燃料温度确定。
控制器222可以运用上文所述的泄压设定点诊断和燃料蒸汽压力诊断，在此将它们分别称为“最大压力诊断”和“最小压力诊断”。运用了两种诊断方法之后，如果测量提升泵压力超过泄压设定点和燃料蒸汽压力均达对应的阈值量，则控制器222可以确定LP燃料压力传感器231的运转发生故障。在这种情况下，可以通过上述开环方法控制提升泵212。如果测量提升泵压力下降到低于泄压设定点和燃料蒸汽压力达对应的阈值量，则可以做出相同的解释。开环提升控制也可以被应用于该情况。
在应用最大和最小压力诊断之后，如果测量提升泵压力下降到低于泄压设定点达阈值量但超过燃料蒸汽压力达阈值量，则控制器222可能不能够明确地确定测量压力偏差的原因。因此，可以进行额外的诊断。例如，额外的诊断可以包含停用高压燃料泵214(如，通过停止阀226的致动)，允许燃料导轨压力下降到相对低的燃料压力(如，接近燃料蒸汽压力的压力)，以及经由提升泵212对燃料导轨加压。这三个动作可以发生在发动机202已经冷却到环境温度之后且在发动机启动转动之前对燃料系统208重新加压之时；同样，这种诊断可以在该时间进行。在该示例中，预期燃料导轨压力等于提升泵压力减去压力偏移(如，11psi)。如果测量燃料导轨压力小于提升泵压力减去压力偏移达阈值量，则控制器222可以将该偏差解释为提升泵212内的劣化已经发生的指示。另一方面，如果测量燃料导轨压力大于提升泵压力减去压力偏移达阈值量，则控制器222可以将该偏差解释为LP燃料压力传感器231内的劣化已经发生的指示。用这种方式，可以明确地识别燃料系统208内劣化的原因。因为这种诊断涉及确定燃料导轨压力和提升泵压力两者，所以其也可以用于评估燃料导轨压力传感器232的运转(如，用以确定燃料导轨压力传感器是否劣化)。
可以进行其他的诊断以识别燃料系统208内的故障。例如，如果高压燃料泵214的容积效率低于阈值，则LP燃料压力传感器231可以被认为发生劣化。在这种情况中，高压燃料泵214可以开始吸入燃料蒸汽，进而导致相对低的容积效率。在上述诊断之前，可以进行这种评定。可替换地或另外，供应给提升泵212的电压可以由控制器222调整并且作出确定，即确定预期的对应燃料导轨压力改变是否发生。电压调整可以是从供应给提升泵212的瞬时电压进行相对的少量调整，其中被调整的电压可以不是最大或最小电压(如，对应于产生燃料蒸汽压力或泄压设定点的电压的电压)。
如上文提到的，在燃料系统208内包含蓄积器215可以实现提升泵212的间歇运转，至少在选择的多个状况期间。间歇地运转提升泵212可以包含开启泵和关闭泵，例如，其中在关闭周期期间，泵转速下降到零。可以运用间歇提升泵运转来将高压燃料泵214的效率维持在期望的水平，将提升泵212的效率维持在期望的水平，和/或减少提升泵212的不必要的能量消耗。高压燃料泵214的效率(如，容积效率)可以通过其入口处的燃料压力至少部分地参数化表示；因此，由于该入口压力可以部分地确定泵214的效率，所以可以根据该入口压力来选择间歇提升泵运转。高压燃料泵214的入口压力可以经由LP燃料压力传感器231来确定，或者可以基于各种工作参数来推断。在其他的示例中，泵214的效率可以基于发动机202的燃料消耗的速率来预测。例如，驱动提升泵212的持续时间可以与将泵214的入口压力维持在燃料蒸汽压力以上有关。另一方面，根据被泵送到蓄积器215的燃料量(如，燃料体积)，可以停用提升泵212；例如，当泵送到蓄积器的燃料量超过蓄积器的容积达预定量(如，20％)时，可以停用提升泵。在其他的示例中，当蓄积器215内的压力或者高压燃料泵214的入口压力超过对应的阈值压力时，可以停用提升泵212。
在一些实施方式中，根据发动机202的瞬时转速和/或负荷，可以选择提升泵212的运转模式。例如查找表的合适的数据结构可以存储运转模式，可以通过将发动机转速和/或负荷用作数据结构内的索引来存取该运转模式，例如，该运转模式可以被存储在控制器222上并且被控制器222存取。特别地，可以为相对低的发动机转速和/或负荷选择间歇运转模式。在这些状况期间，到发动机202的燃料流量是相对低的并且提升泵212有能力以高于发动机燃料消耗速率的速率供应燃料。因此，提升泵212可以填充蓄积器212并且然后在提升泵被重新启动之前的发动机202继续运转(如，燃烧空气燃料混合物)达某周期时被关闭。重新启动提升泵212补充了蓄积器215内的燃料，所述燃料在提升泵关闭期间被馈送到发动机202。
在相对较高的发动机转速和/或负荷期间，提升泵212可以被连续运转。在一个实施例中，当提升泵运转在“开启”占空比(如，75％)达某时间周期(如，1.5分钟)时并且当提升泵不能超过发动机燃料流率达某个量(如25％)时，连续运转提升泵212。但是，若需要，触发连续的提升泵运转的“开启”占空比水平可以被调整至各种合适的百分数(如，35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％等)。
在连续的运转模式中，提升泵212可以以基本恒定的电压(如，12V+/-0.2V)运转，或者可以调制供应电压从而可以控制泵转速以在高压燃料泵214的入口处输送期望的压力。如果提升泵212的供应电压被调制，则提升泵连续旋转而不需要在电压脉冲之间停止。提供窄间隔脉冲列的电压允许控制器222控制泵流量，从而提升泵流量实质上匹配被喷射到发动机202内的燃料量。例如，该操作可以通过将提升泵占空比设置为发动机转速和负荷的函数来完成。可替换地，来自已调制电压的提升泵212的平均供应电压可以随着供应给发动机202的燃料量的变化而变化。在其他的实施例中，受控电流输出可以用于向提升泵212供应电流。例如，供应给提升泵212的电流量可以与发动机转速和负荷一起变化。
现在转向图4，其显示了当根据本文所述的间歇运转模式运转提升泵时的代表性感兴趣信号的图表。例如，其运转在图4中被描述的提升泵可以是图2中的提升泵212。
信号在左边开始并且移动到右边。X轴表示时间，而每个独立的图中的Y轴对应所标注的参数。垂直标记线401、403、405、409、411以及413标识说明的顺序期间的各个感兴趣点。
该顺序在图4的最左手边开始。在该点，发动机(如，图2的发动机202)关闭并且然后在之后立刻冷启动(如，发动机未运转达某时间周期并且发动机温度基本等于周围环境温度)。在启动过程中，命令提升泵开启。命令提升泵开启以确保喷射泵效率并且对蓄积器(如，图2中的蓄积器215)再次装载。发动机开始燃烧空气燃料混合物，以使发动机加速。当发动机转速增加并且然后稳定在怠速转速时，喷射器泵(如，图2中的高压燃料泵214)效率增加并且燃料导轨压力稳定在足够支持发动机汽缸的直接喷射的水平。注意，即便在喷射器泵效率达到高水平时，提升泵仍保持开启。这允许提升泵对位于提升泵下游的蓄积器加压并且填充该蓄积器。
运转提升泵直到其已经填满蓄积器。可替换地，可以运转提升泵直到特定或预定水平或体积的燃料存在于蓄积器内。然后关闭提升泵，并且提升泵速度减小到零。当喷射泵关闭时，燃料继续被喷射到发动机汽缸。通过使用喷射泵将燃料从蓄积器泵送到燃料导轨而维持燃料导轨压力。蓄积器使喷射泵燃料处于接近或高于燃料蒸汽压力的压力。如上提到的，喷射泵入口处的压力是可以激活提升泵的一个参数。在另一实施例中，提升泵效率用于确定什么时候激活提升泵。如果提升泵效率降低，其指示燃料蒸汽正在泵入口处形成并且必须增加提升泵压力以增加喷射器泵效率。
如上指出的，在低发动机负荷和转速期间，蓄积器可以提供足够的燃料以使发动机处于怠速达某时间周期。在提升泵运行事件之间的怠速时间量与蓄积器容积有关。但是，应该注意，增加蓄积器容积也可以增加冷启动期间装载蓄积器所花费的时间量。因此，期望的是在预计启动发动机时启动提升泵。
在垂直标记401处，发动机转速和负荷开始增加。就在该事件之前，喷射泵效率和提升泵入口压力开始减小。如上所述，提升泵入口压力或喷射泵效率可以用于确定什么时候重新启动提升泵。在一个示例中，当提升泵入口压力达到预定水平时，重新启动提升泵。在另一示例中，当喷射泵效率达到预定水平时，重新启动提升泵。在确定蓄积器已经被充满或者至少被填充到预定水平或容积之后，停用提升泵。被停用的提升泵滑行直至停止，并等待被重新启动。
燃料导轨压力在发动机怠速周期期间基本恒定并且当发动机转速和负荷增加时稍微增加。因为发动机汽缸压力随发动机负荷增加，所以增加燃料导轨压力允许随着汽缸压力增加而将燃料喷射到发动机汽缸内。进一步地，随着发动机转速增加燃料导轨压力还允许在某曲轴角度内对汽缸加注燃料。当发动机转速增加时，发动机旋转通过给定曲轴角度的时间量减少。通过增加燃料压力，相等的燃料量可以在特定曲轴窗口(window)内喷射，即使发动机转速已经从一种发动机工况增加到另一种发动机工况。
在垂直标记401和403之间，发动机转速和负荷被逐渐增加并且提升泵被重新启动以补充从蓄积器抽出并且被喷射到发动机的燃料。同样注意到，提升泵重新启动之间的间隔被减小并且提升泵处于开启的时间被增加。以较高的转速和负荷运转发动机增加了发动机燃料消耗并且以更快的速率排空蓄积器。并且因为填充蓄积器时燃料正被喷射到发动机，所以提升泵要花费更长的时间来填充蓄积器。
发动机转速和负荷被减少到垂直标记403的左侧；该负荷减少增加了提升泵“开启”间隔之间的时间并且减少了提升泵填充蓄积器需要的时间量。因为在较低的发动机负荷下需要较少的喷射压力，所以也减小了燃料导轨压力。
在垂直标记405，发动机转速和负荷再一次增加。之后立刻，重新启动提升泵以补充从蓄积器中提取的燃料。在垂直标记409之前，以连续运转模式再次重新启动燃料泵。在一个示例中，这种模式通过将发动机运转在预定发动机转速和负荷水平以上而被触发。在这种模式中，提升泵连续旋转而不停用并且也不返回到零转速。燃料导轨压力也被增加，从而燃料可以被直接喷射到发动机汽缸，同时汽缸被以较高的转速和负荷运转。
应该注意，燃料泵命令电压可以被以某一频率和占空比调制，所述频率和占空比增加或降低了提升泵效率而不停用提升泵并且在连续运转模式期间不使提升泵进入零转速。用这种方法，可以调节提升泵输出，从而使提升泵流率基本匹配被喷射到发动机的燃料量(如，发动机燃料流量和提升泵燃料流率可以在彼此±10％以内)。
在垂直标记409，减小发动机负荷并且停用提升泵。发动机也回到怠速状况，其中响应于喷射泵效率或提升泵入口压力，间歇地运转提升泵。
在垂直标记411和413之间，增加发动机转速和负荷。与标记401和403之间的间隔相似，提升泵“开启”事件之间的时间被减少并且提升泵“开启”时间被增加。再一次地，这允许提升泵满足发动机的增加的燃料要求。
在标记413之后，发动机转速和负荷减小，并且发动机返回到怠速状况。在怠速时，提升泵“关闭”间隔增加并且提升泵“开启”时间减少以反映这些状况期间发动机的较低燃料消耗。
返回图2，在一些实施例中，馈送给提升泵212的脉冲持续时间可以被选择以获知燃料通道218内的最小和最大燃料压力，如果需要的话，即，获知燃料蒸汽和泄压设定点压力。因此，在“开启”脉冲后，燃料通道218(或另一位置)内的预期压力可以成为泄压设定点压力，而在“开启”脉冲终止之后的持续时间后，预期压力成为燃料蒸汽压力。在其他的实施例中，提升泵212可以被间歇地运转达预定时间期间，而不是根据压力和效率状况。例如，仅在检测到阈值燃料体积(如，3cc)已经被高压燃料泵214排出后，提升泵212才可以以脉冲间歇运转模式运转达离散时间持续时间(如，200ms)。当在高压燃料泵214的入口处检测到蒸汽压力时，可以将提升泵运转切换为连续运转模式。可替换地，仅在检测到阈值燃料体积已经被喷射到发动机202内后，才可以选择脉冲间歇运转模式达离散时间持续期间。在一些实施方式中，在检测到蒸汽后，可以向提升泵212供应预定的脉冲持续时间，其中该预定的脉冲被重复地馈送给提升泵，直到不再检测到蒸汽。例如，该方法可以通过开环控制来实施。
在此所述的间歇提升泵运转模式可以增加提升泵运转的效率，进而增加关联发动机的燃料经济性。具体地说，当间歇控制提升泵212时，其可以被运转在效率提高区域(如，额定效率的90％内)。该区域可以对应于可用提升泵212实现的燃料流率的相对较高区域。因为发动机必须产生较少的电力来运转提升泵并且因为例如在这些状况下运转提升泵时提升泵更快地填充蓄积器215，所以在该区域内运转提升泵212可以减少发动机燃料消耗。而且，当连续运转提升泵212时，馈送给提升泵212的供应电压的调制可以增加效率。
间歇提升泵运转模式也可以结合上述诊断中的一种或多种协同使用。例如，一些且在一些实施例中，间歇运转期间递送给提升泵212的所有脉冲都可以将燃料通道218内的燃料压力(以及在一些示例中高压燃料泵214的入口压力)驱动到由泄压阀219建立的泄压设定点。因此，每次将该脉冲发送给提升泵212时可以进行最大压力诊断，但是在一些示例中，可以说明/引起(accountfor)高压燃料泵214的运转。在一些示例中，可以不将脉冲发送给提升泵212，直到几乎达到燃料蒸汽压力。同样，可以在这些时间进行最小压力诊断。而且，馈送给提升泵212的供应电压被调整到非极限值(如，不是最大或最小供应电压)并且存在燃料导轨压力的相应改变的诊断可以在每次将脉冲馈送给提升泵时执行。同样，间歇提升泵运转可以实现频繁地进行这些诊断，进而提供燃料系统208的状态的鲁棒监测。
但是，将会意识到，提升泵212不被间歇地运转的实施例在本公开的范围内。在该示例中，可以从燃料系统208中省略蓄积器215，但是仍可以进行一种或多种上述诊断，不过是在有益于它们进行的选择状况期间。
图5A和图5B显示说明了用于识别燃料系统内劣化的程序500的流程图。例如，参考图2，程序500可以被存储在控制器222上并且由其执行以便识别燃料系统208内的劣化。通常，程序500可以包含一个或多个诊断程序，在诊断程序中，确定预期燃料压力，提升泵被驱动到预期燃料压力，以及测量燃料压力被与预期燃料压力比较。然后，可以基于比较识别燃料系统内的劣化。
程序500可以包含执行第一诊断501，其可以包含步骤502、步骤504以及步骤506。
在程序的步骤502，例如经由图2中的LP燃料压力传感器231测量燃料系统内的提升泵压力。
在程序的步骤504，确定预期提升泵压力。可以根据燃料系统内提升泵的类型确定预期提升泵压力。如上所述，对于提升泵是由DC电动马达驱动的涡轮泵的实施例，可以根据涉及预期提升泵压力与提升泵供应电压和燃料流率的线性相关性来确定预期提升泵压力。但是，对于其他类型的提升泵可以使用线性或非线性相关性，并且在其他实施例中，可以用其他方式确定预期提升泵压力。
在程序的步骤506，确定测量提升泵压力和预期提升泵压力之间的差的绝对值是否超过阈值差。如果该差没有超过阈值差(否)，则程序结束。在这种情况下，可以额定地控制燃料系统，并且可以认为燃料系统的运转是额定的(nominal)(如，不解释为燃料系统内的劣化)。如果该差确实超过了阈值差(是)，则程序继续进行到第二诊断507，其可以包含步骤508、步骤510、步骤512、步骤514以及步骤516。在这种情况下，可以认为燃料系统内的劣化已经发生。将会意识到的是，只要能够测量提升泵压力并且能够确定预期提升泵压力，就可以在相对持久的基础上在发动机运转全程进行第一诊断501。
在程序的步骤508，提升泵被高速驱动以实现泄压设定点压力。换句话说，用可以引起泄压阀将提升泵压力限制在其设定点压力的电压驱动提升泵。如上所述，对于采用间歇脉冲驱动提升泵的实施方式，高速驱动提升泵可以对应于一个或多个(如果不是全部)这种脉冲。
在程序的步骤510，可以可选地引起提升泵下游的高压燃料泵(如，直接喷射燃料泵)的运转。该步骤可以包含考虑燃料流率(如，燃料喷射速率)和/或高压燃料泵的转速(如，通过确定发动机转速)，或者在一些实施例中，包含在选择状况期间(如，在DFSO期间)停用高压燃料泵。
在程序的步骤512，确定测量提升泵压力是否超过、小于泄压设定点压力或者在其范围内。如果测量提升泵压力超过泄压设定点压力(超过)，则在步骤514处，认为LP燃料压力传感器、燃料导轨压力传感器和/或泄压阀内存在故障。如果测量提升泵压力小于泄压设定点压力(小于)或在泄压设定点压力的范围内(如，在0.5Bar(g)内)(在范围内)，则在步骤516处认为LP燃料压力传感器、燃料导轨压力传感器、泄压阀以及提升泵中一个或多个内存在故障。在任一种情况下，程序继续进行到第三诊断517，其可以包含步骤518、步骤520、步骤522、步骤524以及步骤526。将会意识到的是，在步骤512进行的确定可以包含确定测量提升泵压力是否超过或小于泄压设定点压力达对应阈值。
在程序的步骤518，停用(如，停止供应脉冲给提升泵)提升泵。在一些示例中，停用提升泵以实现燃料蒸汽压力。例如，提升泵可以被停用达合适的持续时间，同时高压燃料泵消耗特定体积的燃料(如，5cc)。例如，可以基于提升泵的柔量、燃料系统内初始燃料压力以及预期燃料蒸汽压力来确定燃料的体积，其中预期燃料蒸汽压力可以为温度的函数。例如，当高压燃料泵开始吸入蒸汽时或者当燃料喷射器喷射燃料直到缺量空间形成时，可以达到燃料蒸汽压力。在提升泵被间歇地施以脉冲的一些实施例中，在供应脉冲给提升泵之后的持续时间后，可以实现燃料蒸汽压力。该持续时间足够长以便允许燃料压力下降到燃料蒸汽压力。
在程序的步骤522，确定测量提升泵压力是否超过、小于燃料蒸汽压力和泄压设定点压力两者，或者是否在燃料蒸汽压力和泄压设定点压力两者的范围内。如果测量提升泵压力超过两者，或者小于两者(燃料蒸汽压力和泄压设定点压力)(是)，则程序继续进行到步骤524，在该步骤，认为LP燃料压力传感器内存在故障。在程序的步骤526，对提升泵施加开环控制以补偿传感器故障。这可以包含从将提升泵供应电压关联到提升泵压力(可能还有其他参数，例如燃料流率)的数据结构中检索提升泵供应电压。进一步地，在一些示例中，可以修改检索到的提升泵供应电压以防止或缓解燃料系统的其他组件内的劣化。步骤526之后，该程序结束。
如果测量提升泵压力不超过、不小于燃料蒸汽压力和泄压设定点压力两者，或者在燃料蒸汽压力和泄压设定点压力两者的范围内(如，在0.5Bar(g)内)(否)，则程序继续进行到第四诊断527的步骤528以试图区别燃料系统内的潜在故障并且明确识别出燃料系统内的特定故障。第四诊断527可以包含步骤528、步骤530、步骤532、步骤534、步骤536、步骤538、步骤540以及步骤542。
在程序的步骤528，确定工况是否适合于第四诊断527。例如，合适的工况可以包含发动机已经冷却到环境温度的工况以及可以进行燃料系统的重新加压的工况。如果工况不适合于第四诊断527(否)，则该程序返回到步骤528。如果工况适合于第四诊断527(是)，则该程序继续进行到步骤530，在步骤530，停用高压燃料泵。
在程序的步骤532，允许燃料导轨压力降低到相对低的压力。在程序的步骤534，经由提升泵对燃料导轨加压。在一些示例中，可以控制提升泵，使得其产生最大输出，进而导致高压燃料泵停用下的最大燃料导轨压力。在此，预期燃料导轨压力成为提升泵压力减去压力偏移(如，11psi)。同样，在步骤536处确定燃料导轨压力是否超过、小于提升泵压力减去压力偏移，或者是否在提升泵压力减去压力偏移的范围内(如，在0.5Bar(g)内)。如果燃料导轨压力超过提升泵压力减去压力偏移(超过)，则程序继续进行到步骤538，在步骤538，确定提升泵压力是否超过泄压设定点压力，如在步骤512中确定的。如果提升泵压力超过泄压设定点压力(是)，则在步骤540认为泄压阀内存在故障。如果提升泵压力没有超过泄压设定点压力(否)，则在步骤542认为燃料导轨压力传感器存在故障。在任一种情况下，在步骤540和步骤542之后，该程序进行到步骤544，在此对提升泵施加开环控制。
开环控制的性质可以依据哪个组件被识别为燃料系统内劣化的原因而变化。例如，提升泵的开环控制可以以使相对高的提升泵压力高于估计燃料蒸汽压力为目标。这种方法可以用于，例如，运用直接燃料喷射而非进气道燃料喷射的实施例。在另一示例中，开环控制可以将提升泵驱动到稍微高于泄压设定点压力的提升泵压力(如，其上的0.2Bar(g))。该方法可以用于，例如，运用直接喷射和进气道燃料喷射的实施例。在又一实施例中，开环控制可以包含根据间歇运转模式，使用合适的脉冲和脉冲间持续时间对提升泵施以脉冲。如非限制性示例，每消耗3cc的燃料，就用12伏电压对提升泵施以脉冲达200ms。在一些实施例中，可以运用反馈以便根据高压燃料泵的容积效率控制提升泵。该方法可以用于，例如，运用直接喷射而不是进气道燃料喷射的实施例。
如果在步骤536确定燃料导轨压力小于提升泵压力减去压力偏移(小于)，则程序继续进行到步骤546，在此确定提升泵压力是否小于泄压设定点压力，如在步骤512确定的。如果提升泵压力小于泄压设定点压力(是)，则在步骤548认为泄压阀内存在故障。如果提升泵压力不小于泄压设定点压力(否)，则在步骤550认为燃料导轨压力传感器内存在故障。在任一种情况下，在步骤548和步骤550之后，程序继续进行到步骤544，在此对提升泵施加如上所述的开环控制。
如果在步骤536确定燃料导轨压力在提升泵压力减去压力偏移的范围内(在范围内)，则程序继续进行到步骤552，在此认为提升泵内存在故障。在步骤552之后，程序继续进行到步骤544，在此对提升泵施加如上所述的开环控制。在步骤544之后，程序结束。在开环提升泵控制的一些示例中，可以用上述方式选择提升泵供应电压，尽管可以修改选择的供应电压以补偿燃料泵内的劣化。在一些示例中，这种修改可以与预期燃料压力偏离测量燃料压力的程度(如，燃料导轨压力偏离提升泵压力减去恒量的范围)有关(如，成比例)；例如，选择的供应电压可以根据这种偏差的程度而增加。
可以对程序500作出各种修改而没有离开本公开的范围。例如，当燃料系统内的劣化被明确识别并且归因于特定原因时，该劣化可以用各种方式来指示，如经由仪表板指示器、设置诊断代码等。进一步地，可以修改程序500以进行上述诊断，其中可以微扰(perturbation)提升泵供应电压至非极限值并且做出确定，即确定是否观察到对应的压力改变。例如，该诊断可以在第一诊断501之后进行，并且可以与LP燃料压力传感器和/或燃料导轨压力传感器一起运用。更进一步地，跛行回家发动机运转模式可以响应于发动机输出受限的故障识别而被接合。又进一步地，可以运用另外的方法以识别燃料导轨压力传感器内的故障。例如，可以进行LP燃料压力传感器和/或燃料导轨压力传感器的电阻或阻抗感测以确定测量电阻或阻抗是否在指示传感器的劣化或无劣化状态的预定范围内。
图6显示说明了当处于诊断模式和非诊断模式时燃料系统的运转的图表600。例如，燃料系统可以是图2的燃料系统208。图表600具体显示了供应给提升泵的供应电压和提升泵压力的图示，两者均为时间的函数。参考图2，提升泵可以是提升泵212，而提升泵压力可以对应于例如由LP燃料压力传感器231指示的提升泵的出口压力。从图表600开始(如，时间t0)到时间t1，例如响应于提升泵入口压力和/或喷射泵(如，容积)效率，用非诊断模式以脉冲间歇致动提升泵。在非诊断模式，不期望识别燃料系统内的劣化，并且驱动提升泵，使得极限燃料压力，即泄压设定点压力和燃料蒸汽压力，不会发生。更确切地说，如图6描绘，提升泵压力被维持在(且不等于)泄压设定点压力和燃料蒸汽压力之间(分别在以下和在以上)。但是，在t1后，期望识别燃料系统内的劣化。因此，用诊断模式运转燃料系统。虽然提升泵仍通过施加脉冲而间歇运转，但是选择用于驱动提升泵的脉冲以实现泄压设定点压力(通过施加脉冲)和燃料蒸汽压力(通过不施加脉冲达合适的持续时间)。在该示例中，相对于非诊断周期期间(从时间t0到时间t1和从时间t2到时间t3)施加的脉冲的持续时间，增加在诊断周期期间(如，从时间t1到时间t2)施加的脉冲的持续时间。因此，上述的相应诊断可以被三个实例执行，在这三个实例中，达到了燃料蒸汽压力，并且对于这三个实例，实现了泄压设定点压力。在时间t2，一直到时间t3，停止诊断运转并且返回非诊断运转。同样，间歇提升泵运转继续但是以避免泄压设定点压力和燃料蒸汽压力的方式继续。由于充分识别了燃料系统内的劣化，或者因为例如有益于诊断的工况停止，诊断周期可能已经停止。将会意识到的是，图6所提供的是示例且不意在进行限制。特别地，图6中所示脉冲和压力的形成和表现是示例性的。
注意，本文所包含的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文公开的控制方法和程序可以被存储为非临时存储器内的可执行指令。本文公开的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种，例如，事件驱动的、中断驱动的、多任务的、多线程的等。同样，所述的各个动作、操作和/或功能可以用所说明的顺序执行、并行地执行或在某些情况下省略。同样地，处理次序不是实现本文所述的示例实施例的特征和优点必须要求的，但是被提供以便于说明和描述。所说明动作、操作和/或功能的一个或多个可以被重复进行，这取决于所使用的特定策略。进一步地，所述动作、操作和/或功能可以图解地表示成代码以便编程到发动机控制系统内计算机可读存储介质的非临时存储器内。
将会意识到的是，本文公开的配置和程序在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为具有限制意义，因为多个变化是可能的。例如，以上技术可以被应用到V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包含各种系统和配置以及本文公开的其他特征、功能和/或属性的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求书特别指出被认为是新颖且非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以涉及“一个”元件或“第一”元件或其等价物。这种权利要求应该被理解为包含一个或多个这种元件的合并，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可以通过修改本权利要求书或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护。这种权利要求，无论其比原始权利要求的范围更宽、更窄、相同或不同，都被认为被包含在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种运转燃料系统的方法，其包括：
响应于检测到提升泵压力对应于燃料蒸汽压力，向燃料泵施加脉冲；
响应于检测到所述提升泵压力对应于泄压设定点压力，停止施加所述脉冲；以及
如果检测到的提升泵压力偏离预期提升泵压力，则指示所述燃料系统内的劣化，包含区别所述燃料泵、低压燃料压力传感器、燃料导轨压力传感器以及泄压阀之间的劣化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中基于燃料流率和供应给所述燃料泵的电压确定所述预期提升泵压力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述预期提升泵压力是所述燃料蒸汽压力。
4.根据权利要求1所述的方法，
其中所述预期提升泵压力是所述泄压设定点压力，以及
其中指示所述燃料系统内的劣化包含：
如果检测到的提升泵压力超过所述泄压设定点压力，则认为所述低压燃料压力传感器、所述燃料导轨压力传感器和/或所述泄压阀存在故障；以及
如果检测到的提升泵压力小于所述泄压设定点压力，则认为所述燃料导轨压力传感器、所述低压燃料压力传感器、所述泄压阀和/或所述燃料泵内存在故障。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在停止供应所述脉冲之后，运转所述燃料泵下游的高压燃料泵，直至达到所述燃料蒸汽压力；以及
比较所述提升泵压力与所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力。
6.根据权利要求5所述的方法，其中指示所述燃料系统内的劣化包含：
如果所述提升泵压力超过、小于所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力两者，或者在所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力两者的范围内，则指示所述低压燃料压力传感器内的劣化；以及
如果所述提升泵压力不超过、不小于所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力两者，或者不在所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力两者的范围内，则在选择的状况期间执行诊断。
7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括在指示所述低压燃料压力传感器内的劣化之后，基于期望压力向所述燃料泵施加开环控制。
8.根据权利要求6所述的方法，其中执行所述诊断包含：
停用所述高压燃料泵；
在所述燃料导轨压力近似达到所述燃料蒸汽压力之后，通过向所述燃料泵施加所述脉冲而将燃料导轨加压至预期燃料导轨压力，所述预期燃料导轨压力是所述提升泵压力减去恒量；
如果所述燃料导轨压力超过或小于所述预期压力，则指示所述燃料导轨压力传感器和所述泄压阀之一故障；以及
如果所述燃料导轨压力在所述预期压力的所述范围内，则指示所述燃料泵故障。
9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括基于期望压力向所述燃料泵施加开环控制。
10.一种运转燃料系统的方法，其包括：
确定预期压力；
通过将所述燃料系统内的提升泵驱动至所述预期压力而执行第一诊断，并且比较测量压力与所述预期压力，所述提升泵被根据间歇运转模式驱动；以及
基于所述比较识别所述燃料系统内的劣化。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述比较包含确定所述测量压力和所述预期压力之间的差，所述方法进一步包括：
如果所述差超过阈值，则通过将所述提升泵驱动至泄压设定点压力而执行第二诊断；
比较提升泵压力与所述泄压设定点压力；以及
基于所述提升泵压力与所述泄压设定点压力的所述比较，识别所述燃料系统内的劣化。
12.根据权利要求11所述的方法，其中基于所述提升泵压力与所述泄压设定点压力的所述比较，识别所述燃料系统内的劣化包含：
如果所述提升泵压力超过所述泄压设定点压力，则认为低压燃料压力传感器、燃料导轨压力传感器和/或泄压阀内存在故障；以及
如果所述提升泵压力小于所述泄压设定点压力，则认为所述低压燃料压力传感器、所述燃料导轨压力传感器、所述泄压阀和/或所述提升泵内存在故障。
13.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：
通过停用所述提升泵而执行第三诊断；
运转所述提升泵下游的高压燃料泵，直至达到燃料蒸汽压力；以及
比较所述提升泵压力与所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：
如果所述提升泵压力超过、小于所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力两者，或者在所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力两者的范围内，则指示所述低压燃料压力传感器内的劣化；以及
如果所述提升泵压力不超过、不小于所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力两者，或者不在所述燃料蒸汽压力和所述泄压设定点压力两者的范围内，则在选择的状况期间执行第四诊断。
15.根据权利要求13所述的方法，其中执行所述第四诊断包含：
停用所述高压燃料泵；
在燃料导轨压力近似达到所述燃料蒸汽压力之后，将燃料导轨加压至所述预期压力，所述预期压力是所述提升泵压力减去恒量；以及
基于所述燃料导轨压力与所述预期压力的比较，识别所述燃料系统内的劣化。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括：
如果所述燃料导轨压力超过所述预期压力，则指示所述燃料导轨压力传感器和所述泄压阀之一的故障；以及
基于期望压力向所述提升泵施加开环控制。
17.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括：
如果所述燃料导轨压力小于所述预期压力，则指示所述燃料导轨压力传感器和所述泄压阀之一存在故障；
如果所述燃料导轨压力在所述预期压力的范围之内，则指示所述提升泵存在故障；以及
基于期望压力向所述提升泵施加开环控制。
18.根据权利要求10所述的方法，
其中在所述间歇模式中，响应于被泵送至定位在所述提升泵和所述提升泵下游的高压燃料泵之间的蓄积器的燃料体积，所述提升泵被以脉冲方式开启和关闭，以及
其中所述提升泵被施以脉冲，使得在开启脉冲之后，所述预期压力成为泄压设定点压力，所述泄压设定点压力是泄压阀限制所述提升泵的输出的压力，并且在所述开启脉冲终止之后的持续时间后，所述预期压力成为燃料蒸汽压力。
19.一种运转燃料系统的方法，其包括：
通过执行至少一个诊断来识别所述燃料系统内的劣化，在诊断过程中，将所述燃料系统的提升泵驱动至预期压力并且比较测量压力与所述预期压力，根据间歇运转模式驱动所述提升泵。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述预期压力是泄压阀限制所述提升泵的输出的最大泄压设定点压力和最小燃料蒸汽压力中的一个。
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