检测燃料喷射系统的低压回路中的故障的方法与流程

1.本公开涉及一种检测燃料喷射系统的低压回路中的故障的方法及其电子控制单元。更具体地，它涉及车辆中低压回路的预测诊断。


背景技术：

2.利用预测诊断对车辆进行优化的维护管理降低了整体车辆运营成本，并增加了在道路上的车辆可用性。这有益于oem、车队运营商和私人用户。预测诊断通过可靠地预测系统和组件故障，可以帮助防止意外瘫痪。利用预测诊断，汽车驾驶员或车辆调度员知道他们车辆的当前和未来状况，以及任何计划的工作。传感器持续监视组件和系统的状况，并将信息传输至车辆控制单元。控制单元分析来自各种传感器的数据和信号，并基于预定义的逻辑预测不可避免的故障和危险。关于车辆高压回路预测诊断的现有技术文献非常丰富，然而存在对于用于低压回路中故障诊断的鲁棒逻辑的需要。
3.标题为“identifying fuel system degradation”的授权专利us9546628b2公开了一种用于标识燃料系统中的劣化的方法。在一个实施例中，一种操作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，向燃料泵施加脉冲；响应于检测到提升泵压力对应于释放设定点压力，停止施加脉冲；以及如果检测到的提升泵压力偏离预期燃料轨压，则指示燃料系统中的劣化，包括在燃料泵、低压燃料压力传感器、燃料轨压传感器和减压阀中的劣化间进行区分。
附图说明
4.参考以下附图描述了本发明的实施例：图1描绘了车辆中的燃料喷射系统（100）的概况；图2图示了检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的方法步骤；图3是对于特定加速器踏板位置，共轨（105）中的瞬时燃料压力相对于时间的图形表示；以及图4是燃料压力梯度相对于燃料泵（104）入口压力瞬时值的图表。
具体实施方式
5.图1描绘了车辆中的燃料喷射系统（100）的概况。该系统包括各种组件，除了本领域技术人员已知的其他组件之外，诸如燃料箱（102）、燃料过滤器（103）、燃料喷射泵、共轨（105）和至少一个燃料喷射器（108）。低压回路 （101）是燃料喷射系统 （100） 的一部分，其中燃料未加压。低压回路（101）包括燃料箱（102）、燃料过滤器（103）、在燃料箱（102）和燃料过滤器（103）之间的流体连通路径、在燃料过滤器（103）和燃料泵（104）之间的流体连通路径。燃料泵（104）与共轨（105）流体连通。燃料在其被输送到共轨（105）之前由燃料泵（104）加压。
6.电子控制单元（ecu（106））与燃料喷射系统（100）的组件通信。例如，附接到共轨
（105）的轨压传感器（107）连接到ecu（106）。瞬时轨压值由ecu（106）从共轨（105）中的轨压传感器（107）接收。ecu（106）包括经训练的人工智能（ai）模块。参考本公开的ai模块可以被解释为运行模型的处理器。模型可以被定义为数据参考或推断集，其使用不同形式的相关矩阵。本领域技术人员应该知道不同类型的ai模型，诸如线性回归、神经网络等。
7.图2图示了检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的方法步骤（200）。方法步骤（200）借助于上述电子控制单元（ecu（106））来执行。在步骤201中，ecu（106）记录针对加速器踏板位置的特定值接收的瞬时轨压值。ecu（106）从共轨（105）中的轨压传感器（107）接收瞬时轨压值。
8.在步骤202中，ecu（106）通过相对于时间绘制所述瞬时轨压值来计算轨压梯度。该绘制由图3中的图表表示。图3是对于特定加速器踏板位置，共轨（105）中的瞬时燃料压力相对于时间的图形表示。
9.在步骤203中，ecu（106）相对于燃料泵（104）入口压力的瞬时值确定轨压梯度（共轨（105）中燃料的燃料压力梯度）的值。这在图4中被描绘为图形表示。燃料泵（104）入口压力的值是针对操作参数集预定义的。该操作参数集对应于发动机速度、扭矩、加速器踏板位置等。
10.在步骤204中，ecu（106）分析所述计算和确定的值，以检测低压回路（101）中的故障。ecu（106）包括用于所述分析的经训练的人工智能（ai）模块。
11.图3示出了加速器踏板位置的改变和共轨（105）中燃料压力的对应改变。加速器踏板的改变还导致基于ecu（106）中的燃料压力图的燃料压力的改变。如图3中所示，轨压（共轨（105）中的燃料压力）的改变率受泵入口压力（泵入口处的燃料压力）的影响。在低压回路（101）中有问题（如过滤器堵塞、燃料管中弯曲等）的情况下，入口压力将下降，从而导致燃料压力梯度的下降。通过监视共轨（105）中的该燃料压力梯度，可以标识低燃料入口压力问题，并触发用于预防性维护的信号。ecu（106）基于所述分析向用户给出音频或视觉通知。这可以是通过车辆仪表板上的诊断灯，或通过连接设备和相关联工具，或通过连接到移动电话应用程序的连接设备。
12.燃料压力的采集通常以大约10ms发生，采集燃料压力数据的该频率称为栅格（raster）。考虑到ecu（106）上可用的计算资源，可以基于采集栅格以相同栅格或任何其他栅格率计算压力梯度。本领域技术人员将理解，取得信号值并进行信号处理以去除噪声和异常值，并且然后运行计算并随着时间对其进行记录。在本发明的一个实施例中，可以使用简单的梯度数学计算或使用ecu（106）中经训练的ai模块对系统参数特征的简单观察来执行计算。ecu（106）给出用于服务的音频/视觉通知的临界燃料压力梯度可以基于开发期间的预测量，或者基于ai和mi技术来标识发动机参数（诸如发动机速度、扭矩等）的改变。
13.开发检测低压回路（101）中的故障的方法的该想法是预测诊断的一部分，其将帮助预料或标识燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的问题。这进而将支持车辆的服务，并减少车辆的离开道路（off road）时间。此外，该方法是高效的和成本有效的，因为它不涉及在燃料喷射系统（100）中采用的任何附加传感器。
14.必须理解，以上详细描述中解释的实施例仅是说明性的，并不限制本发明的范围。对检测燃料喷射系统（100）的低压回路中的故障的方法的任何修改被设想到并且形成本发明的一部分。本发明的范围仅由权利要求限制。


技术特征：
1.一种检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的方法（200），低压回路（101）包括燃料箱（102）、燃料过滤器（103）、在燃料箱（102）和燃料过滤器（103）之间的流体连通路径、在燃料过滤器（103）和燃料泵（104）之间的流体连通路径，燃料泵（104）与共轨（105）流体连通，所述方法借助于电子控制单元（ecu（106））执行，方法步骤包括：记录针对加速器踏板位置的特定值接收的瞬时轨压值；通过相对于时间绘制所述瞬时轨压值来计算轨压梯度；相对于燃料泵（104）入口压力的瞬时值确定轨压梯度值；分析所述计算和确定的值以检测低压回路（101）中的故障。2.根据权利要求1所述的检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的方法（200），其中，瞬时轨压值由ecu（106）从共轨（105）中的轨压传感器（107）接收。3.根据权利要求1所述的检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的方法（200），其中，燃料泵（104）入口压力的值是针对操作参数集预定义的。4.根据权利要求1所述的检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的方法（200），其中，ecu（106）包括用于所述分析的经训练的人工智能（ai）模块。5.根据权利要求1所述的检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的方法（200），其中，ecu（106）基于所述分析向用户给出音频或视觉通知。6.一种检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的电子控制单元（106），低压回路（101）包括燃料箱（102）、燃料过滤器（103）、在燃料箱（102）和燃料过滤器（103）之间的流体连通路径、在燃料过滤器（103）和燃料泵（104）之间的流体连通路径，燃料泵（104）与共轨（105）流体连通，所述ecu（106）被适配为：记录针对加速器踏板位置的特定值接收的瞬时轨压值；通过相对于时间绘制所述瞬时轨压值来计算轨压梯度；相对于燃料泵（104）入口压力的瞬时值确定轨压梯度值；分析所述计算和确定的值以检测低压回路（101）中的故障。7.根据权利要求6所述的检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的电子控制单元（106），其中，瞬时轨压值由ecu（106）从共轨（105）中的轨压传感器（107）接收。8.根据权利要求6所述的检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的电子控制单元（106），其中，所述ecu（106）包括用于所述分析的经训练的人工智能（ai）模块。9.根据权利要求6所述的检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的电子控制单元（106），其中，所述ecu（106）基于所述分析向用户给出音频或视觉通知。

技术总结
提供了检测燃料喷射系统的低压回路中的故障的方法。本公开提出了检测燃料喷射系统（100）的低压回路（101）中的故障的方法及其电子控制单元（ECU（106））。在步骤201中，ECU（106）记录针对加速器踏板位置的特定值接收的瞬时轨压值。在步骤202中，ECU（106）通过相对于时间绘制所述瞬时轨压值来计算轨压梯度。在步骤203中，ECU（106）相对于燃料泵（104）入口压力的瞬时值确定轨压梯度值。在步骤204中，ECU（106）分析所述计算和确定的值，以检测低压回路（101）中的故障。ECU（106）包括用于所述分析的经训练的人工智能（AI）模块。经训练的人工智能（AI）模块。经训练的人工智能（AI）模块。


技术研发人员：G
受保护的技术使用者：博世有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/8/4