专利名称：燃料门传感器诊断系统和方法
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
汽罐的燃料蒸汽。'" 、'，P ' , ^
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
4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 hybrid vehicle )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it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。
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。
具体实施例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^皮 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IOO给发动机供应燃料，例如插入式混合动力车 辆或4壬何其它车辆的发动才几。更具体地，燃料系统100给发动才几供应 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) IIO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，ECM110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^皮吸入到罐104中。在发动才几工作过程中，ECM110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，ECM110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^是供给罐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可以包括电磁线圏和/或其它装置，其在收到打开燃料门命令后打 开燃料门U8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ECM 110。 ECM IIO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，ECM110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 IIO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 IIO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，ECM110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4丸行各功能。
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O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 速度而纟皮确定。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， ECM110命令通气阅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IOO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FU-FL户预定量; 车辆速度=0;并且 ITP—预定压力， 则加油事件发生
其中FL,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O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。诊断才莫块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，ECM110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100.0 ms —次。从前述描述中本领域技术人员可以i人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。
权利要求
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，所述诊断模块选择性地诊断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. —种插入式混合动力车辆系统，包^": 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，选择 性地诊断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. —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。
全文摘要
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。
文档编号F02B77/08GK101514663SQ20091000755
公开日2009年8月26日 申请日期2009年2月23日 优先权日2008年2月22日
发明者J·F·拉森, L·王, M·皮克特, R·E·小帕森斯, Z·王 申请人:通用汽车环球科技运作公司