专利名称：电热塞控制双模式故障诊断的制作方法
技术领域：
本公开涉及内燃机系统，尤其是电热塞控制系统。
背景技术：
这里所提供的背景技术只是为了概要地描述本公开的背景。在背景 技术部分中所描述的发明人的一部分工作，以及在提交申请时可能不另构成现 有技术的说明方面，既不明确也不暗示地被承认是破坏本发明的现有技术。现在参考图1，其显示了发动机系统100的功能框图。发动机系统 100包括燃烧空，燃料混合物以产生转矩的发动机102。空气M^气歧管104 被吸入发动机102。节气门106由电子节气门控制器(ETC) 108控制，从而控 制吸入发动才几102的空气量。燃料喷射器110喷射燃料，i纖料和空气混合，以形成空^/燃料混 合物。空，燃料混，在发动机102的一个或者多个汽缸(例如，汽缸112) 中被压縮并燃烧。燃烧产生的排气>娱动机102排放到排气系统116。发动机控 制模块(ECM) 130控制发动机102输出的转矩。例如，EMC130根据驾驶者 的输入(例如，加鄉沓板和杀阵踏板的4體)控制发动机102输出的總巨。驾 驶者输入模块132接收驾驶者输入并将其传递到ECM 130。发动机系统100包括一个或者多个电热塞，如电热塞118。例如，可 以为发动机102的齡汽缸都设置一个电热塞。当电热塞118被激活时，其会 产生热量并加热发动机102的多^P分。例如，电热塞118可用于加热汽缸112 的内表面。电热塞控制模i央150根据驾驶者的输入和/或各种运行状况控制电热塞118的激活和关停。驾驶者输入可包括对车辆内的一^置和减点火钥匙的 操作。运行状况包括发动机y鄉齐股鹏、油温、进气驢、和减樹可其他魏 的运行状况。仅剩列而言，当驾驶者致动点火钥匙到预定的{體并且纟鹏低于
预定温度时，电热塞控制模块150激活电热塞118。
发明内容
用于糊的电热塞控制系统包含模式控制模块和故障诊断模块。模 式控制模±央根据电热塞在行驶周期期间处于"开启(ON)"的时间M启用运 行的第一模式和第二模式之一。故障诊断模块在启用第一模式时基于第一信息、 第二信息和第三信息 择性地诊断故障，以及在启用第二模式时独立于第二 和第三信息皿择性地诊断故障。在其他的特征中，当电热塞在行驶周期期间处于开启并持续一阈值 时间段时，模式控制模块启用运行的第二模式。还是在其他特征中，戶脱第一信息包括发动才腿度 。
在进一步的特征中，所述第二信息包括质量空气流(MAF)数据。
在Xit—步的特征中，戶，第三信息包^^气， 。
在其他特征中，当启用第一模式时，如果所述第一、第二和第三信 息的至少之1失第一预定时间段，则故障诊断模±央诊断出故障。在进一步的特征中，当启用第二模式时，如果所述第一信息缺失第 二预定时间段，则故障诊断模i央诊断出故障。在X3S—步的特征中，所述第二预定时间段大于所述第一预定时间段。 —种方法，包含根据电热塞在行驶周期期间处于"开启"的时间段 来启用运行的第一模式和第二模式之一，当启用第一模式时基于第一信息、第 二信息和第三信息皿择性地诊断故障，和当启用第二模式时独立于第二和第 三信息，择性地诊断故障。在其他特征中，启用第一模式和第二模式之一包含当电热塞在行驶 周期期间处于开启并持续一个阈值时间段时，启用运行的第二模式。还是在其他特征中，所述第一信息包括发动机皿数据。在进一步的特征中，所述第二信息包括质量空气流(MAF)数据。
在Xit—步的特征中，戶M第三信息包 甜气^j^1^。在其他特征中，基于所述第一、第二和第三信m^择性地诊断故障
包含，当启用第一模式时，如果戶;f^第一、第二和第三信息的至少一错鄉 一预定时间段，则诊断出故障。在进一步的特征中，独立于所述第二和第三信息选择性地诊断故障 包含，当启用第二模式时，如果戶腿第一信息缺鄉二预定时间段，则诊断出 故障。在又进一步的特征中，所述第二预定时间段大于所述第一预定时间段。本公开更多的应用领JsM过本文下面的详细描述将变得清楚。应当 理解，详细描述和具体实例只是为了说明的目的，而不是意图限帝体发明的范 围。
由详细描述与附图，本公开将会被更加充分地理解，附图中图1是根据现有技术的发动机系统的功能框图；图2是根据本公开原理的示例性发动机系统的功能框图；图3是根据本公开原理的示例性电热塞控制模块的功能框图；以及图4是描绘了根据本公开原理的电热塞控制模i丼/f执行的示例性步
骤的流程图。
具体实施例方式下面的描述在本质上仅仅是示例性的，并非意图对本公开、其用途 和应用进行限制。为了清，见，在图中使用相同的附图t斜己表示相似的元件。 如在本文中所用，措辞"A、 B和C中的至少一个"应当被理解为意指(A或B 或C)这样的逻辑，i顿了非排他性的逻辑"或"。应当離，方法中的步骤可 以在不改变本公开原理的情况下以不同柳,被执行。本文中，术语"模块"是t转用集成电路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)、电子电路、执行一种或多种软件或固件禾將的处理器(共享的、 专用的或成组的)和存储器、组合逻辑^^各，和/或能提供0M功能的其它M 部件。发动机控制器选择性地縦多个信息给电热塞控制器。电热塞控制器根据是否在预定的时间段内接收到每条信息来诊断通信故障。根据本申请原 理的电热塞控制器监视电热塞在当前的行驶周期期间被激活(也就是"开启") 的时间量。当电热塞被激活并持续一个阈值时间段以后，电热塞控制器将该诊
断限制成根据戶;M信息之一诊断出通信故障。换句话说，当电热塞被激活并持
续一个阈值时间段以后，电热塞控制器根据戶，信息之一选择性地诊PCT信故障。参考图2，显示了示例性发动机系统200的功能框图。发动机系统 200包括燃烧空，燃料混合物以产生驱动转矩的发动机102。发动机102可以是 任何魏类型的发动机，如柴油发动机。空气通过节气门106被吸AiS气歧管 104。电子节气门控制器(ETC) 108调飾气门106的开度以控制吸Ait气歧 管104的空气量。空气从进气歧管104被吸入发动机102的汽缸。尽管发动机102可 以包括多个汽缸，但为了说明的目的，只示出了单个代表性汽缸112。仅執列而 言，发动机102可以包括2， 3， 4， 5， 6， 8， 10，禾口/或12个汽缸。燃料喷射 器110喷射燃料与空气混合，产生空^/燃料混合物。在各种实施方案中，燃料 喷射器110在中'lM體或者多个位置处(例如誕和汽缸112相关的进气门(未 示出)附近)JE^料喷AiS气歧管104。在其他实施方案中，燃料喷射器IIO 直接把燃料喷入汽缸112.空 燃料混合物的燃烧驱动活塞(未示出)并产生转矩。空~燃料 混合物燃烧的畐ij产品从发动机102排放到排气系统116。尽管没有示出，但是发 动机系统200还可以包括一个或者多个产生转矩的电动机单元和/或产生 用 电的电动发电机单元。发动机控制模i央(ECM) 230根据各种输入来调整发动机102的转 矩输出。戶腿输入包括，例如，多愧行状况和/或驾驶者総巨要求。驾驶者输 入模i央132接收驾驶者转矩要求(如，力口3im板，和/或刹车踏板位置)，并将 驾驶者徵E要求发送到ECM230。运行状况包括，例如，质量空气流量(MAF)， 歧管纟树压力(MAP)，进，M (IAT)，冷却齐l,鹏，油温，和/或任何其他 ^S的运行状况。发动mil度(EOS)传 |242测量发动机102 输出，并据此 生成EOS信号。仅執列而言，EOS传繊242基于曲轴(未示出)的旋转生成EOS信号。尤其是，EOS信号可以根据附接到曲轴上的N齿齿轮(未示出)的 旋转来生成。发动机系统200包括被激活时能产生热量的电热塞118。电热塞118 所产生的热量加热发动机102的各部分，如汽缸112。虽然只示出了代表性的单 个电热塞118，但是发动机系统200可以包括一个或多个其他的电热塞。例如， 给发动机102的每个汽缸设置一个或者多个电热塞。汽缸112的低温，尤其是汽缸112内表面的低温，会影响空，燃料 混合物的燃烧。例如，低温可能会妨碍压縮的空气或空，燃料混合物的纟鹏上 升到期望的温度。船显还可能妨碍喷射的燃料如期MI卩样汽化。驾驶者输入模块132接收与激活电热塞118相关的驾驶者输入。这 些驾驶者输入可以基于，例如，点火钥匙和/或装置(例如，按钮或开关)的驾 驶者操纵。电热塞控制模i央250和ECM230通信并共享数据。例如，ECM230 和电热塞控制模i央250可通过总线相连。尽管将电热塞控制模块250示出是在 ECM230的外部，但是电热塞控制模i央250也可以应用在ECM230内或者在车
辆的任何其他模块内。电热塞控制模i央250选择性地产生电热塞命令，以激活或者关停电 热塞11S。仅举例而言，当驾驶者致动点火钥匙到预定位置且发动机M低于预 定 鹏时，电热塞控制模块250激活电热塞118。冷却剂鹏，油温，禾口/或任 何其他M的iM^者阿以用作发动机，的指示。经过一段时间后，当发动机 Mit升高到另一个预定温度，和/或满足其他^#时，电热塞控制模块250稍后 可关停电热塞118。电热塞控制模块250接收来自ECM230的多个信息。仅举例而言， 电热塞控制模i央250接收来自ECM230的三种信息第一信息、第二信息和第 三信息。每种信息都包括电热塞控制模块250用在控制电热塞118的数据。例 如，第一信息包括关于EOS的 。第二信息包括关于MAF的数据。第二信 息也可包括关于燃料消耗的数据。第三信息包括关于IAT的数据。电热塞控制模块250在预定位置处接收每种信息。例如，电热塞控 制模块250分别在第一、第1口第三预定位置处接收第一、第二和第三信息。 根据信息的 对控制电热塞118的相对重要禾號，赋予每种信息优先权或者 等级。例如，第一信息被赋予最高优先权，第二信息被赋予次高优先权，第三信息被赋予最低优先权。换句话说，包括EOS 的信息可被赋予最高优先权，
包括MAF和IAT数据的信息可以被赋予较低的优先权。电热塞控制模i央250根据信息的收至U情7鹏择性地诊断通信故障。 例如，电热塞控制模块250监视戶;M信息，并当在预期时间段内没接收到一个 或者多个信息时诊断出通信故障。当通信故障被诊断出后，电热塞控制模块250 关停电热塞118，并防止电热塞118被再度激活。当通信故障被诊断出时，电热 塞控制模i央250还可以点亮"检査发动机"灯和/或在存储器(未示出)的预定 位置中设置故障代码。 .然而在某些情况下，根据在预期时段内所有信息的接^诊M信 故障可能会导致电热塞控制模±央250不正确地诊M信故障的发生。例如， ECM230在某些瞎况下可能会忽略一个或者多^f氏优先权信息的发送，比如当 ECM230正在将较高优先权的信息総给其他模块和/或系统时。这种忽略，虽 然就ECM230而言是有意的，以便协调其^e制措施，但是如果发送在长于期 望时间段的时间一直被忽略，就可能会导致电热塞控制模±央250不正确地诊断 通信故障的发生。根据本公开原理的电热塞控制模块250确定在每次行驶周期期间电 热塞118己激活(g卩，"开启")的一段时间。 一个行驶周期在电热塞118在该 行驶周期的起始处被激活时开始，并在 控制系统关闭时结束。在某些实施 方案中，在发动机102关闭之后，控制系统可以保持有效一预定的时间段。在 这类方案中，在控制系统仍然有效的同时(也就是，在控制系统关闭之前)，如 果重新起动发动机102，则行驶周期会继续。根据本公开原理的电热塞控制模块250运行在第一模式和第二模式 中的一个模式中。在第一模式中，当在第一预定时间段期间没有接收到任何信 息时，电热塞控制模±央250选择性地诊断出通信故障。当运行在第二模式中时， 当在第二预定时间段内没有接收到其中一个信息时，电热塞控制模±央250也选 择性地诊断出通信故障。当运行在第二模式中时，电热塞控制模i央250独立于 其他信息执行通信故障诊断。电热塞控制模±央250根据在当前行驶周期期间电热塞118已经l^敫 活的时间段 ，行的模式。例如，当行驶周期开始时电热塞控制模块250 启用运行的第一模式，当电热塞118已经被激活一个阈值时间段时，电热塞控制模块250启用运行的第二模式。以这种方式，当电热塞118在当前的行驶周 期内已经被激活一个阈值时间段时，电热塞控制模±央250根据第一信息诊断通 信故障。参考图3，示出了电热塞控制模块250的示例性实施方式的功能框 图。电热塞控帝鹏块250包括状态监柳莫块302，计时器模i央304，模式控制模 块306，以及故障诊断模块308。每个模块可包括一个或者多个子模块。例如， 故障诊断模块308可包括第一故障诊断模块310和第二故障诊断模块312。所示 模块的一个或者多个可以被组^来，并实施在一个^^虫的模块内。状态监W莫块302确定电热塞118是否是活性的，并相应地产生活 动状态指示(例如，信号)。状态监视模块302可以用樹可合适的方式确定电热 塞118是否是活性的，如，根据电热塞命令，电热塞118的电压，禾口/或M电 热塞11S的电流。状态监视模i央302根据电热塞118是否是活性的来控制计时^1i块 304。更具体地，当电热塞118是活性的时，状态监视模块302使计时l^莫块304 递增。计时器模决304指示电热塞118在当前的行驶周期期间已经被激活了多 长时间。换句话说，计时器模块304指示电热塞118在当前的行驶周期期间已 经被激活的时间段。当完成每一次行驶周期和/或在每次行驶周期开始时电热塞 118被激活之前，计时器模块304都MS置。计时器模±央304可以被重置为一个 预定的重置值，如O.O秒。模式控制模块306根据电热塞118在当前行驶周期期间已经被激活 的时间M^择故障诊断模i央308的运行的第一模式和第二模式之一。换句话 说，模式控制模±央306根据计时器模i央304选#^行的第一和第二模式之一。 模式控制模块306产生指示故障诊断模i央308的运行的选定模式的模式命令(例 如，信号)。在故障诊断模i央308包括第一和第二故障诊断模块310和312的实 施方案中，所述模式控制模i央306根据运行的模式启用第一故障诊断模i央310 和第二故障诊断模块312之一。更具体地，模式控制模块306启用第一和第二 故障诊断模块310和312，以分别启用运行的第一和第二模式。模式控制模土央 306停用第一和第二故障诊断模i央310和312中的另一个。当所述时间段小于或者等于阈值时间段时，模式控制模i央306启用故障诊断模块308的运行的第一模式，并停用其运行的第二模式。当戶腿时间
段大于阈值时间段时，模式控制模i央306启用故障诊断模±央308的运行的第二 模式，并停用其运行的第一模式。所述阈值时间段是可标定的，并可以根据一 个时间棘设定，在该时间段之后电热塞控制模i央250将不会激活电热塞118。 仅举例而言，阈值时间段可以设置为大约3.0 ^H中。当信息被ECM 230发送的时候，故障诊断模i央308接收戶，第一信 息、第二信息和第三信息。虽然所示出的^H种信息，但是故障诊断模块308 可以从ECM230接收任何魏数目种类的信息。故P彰会断模i央308根据是否有 一个或者多个信息在预定时间段内被接收到 择性地诊断通信故障。换句话 说，故障诊断模i央308根据ECM 230是否在预定时间段内发送一个或者多个信 息tt择性地诊断通信故障。通信故障^在ECM 230和电热塞控制模±央250 之间发生了通信损失。选定的运行模式会控制故障诊断模i央308在诊断是否发生通信故障 时将会4顿明附或者哪几种信息。选定的运行模式还可以控制用在诊断中的预 定时间段。第一故障诊断模块310根据第一、第二和第三信mm择性地诊断通 信故障。换句话说，当启用运行的第一模式时，故障诊断模i央308根据是否第 一、第1噍三信息的每一个都在第一预定时间段内被接收到 择性地诊断 通信故障。更具体地，当一个或者多个信息没有在第一预定时间段内被接收到 时，故障诊断模±央308诊断通信故障。第一预定时间段可以是可标定的，并且根据期望ECM230发送信息 的频率来设定。仅举例而言，第一预定时间段可基于期望ECM230发送那些最 不频繁縦的信息(例如，第二麟三信息)的频率的两倍半来设定，其可以 为近似10.0秒。当通信故障被诊断时，故障诊断模i央308产生故障指示(例如，信 号)。当通信故障被诊断时，电热塞控制模±央250可以在存储器中设定标志和/ 或点亮灯，如"检查发动机"灯。如上面所述，当电热塞118在当前行驶周期期间被激活的时间大于 阈值时间段时，启用故障诊断模块308的运行的第二模式。当启用运行的第二 模式时，故障诊断模i央308独立于第二和第三信息tt择性地诊断通信故障。通过这种方式，当运行的第二模式l鹏动时，故障诊断模块308基于第一信息
选择性地诊断通信故障。更具体地，故障诊断模±央308根据是否在第二预定时 间段内接收到第一信息 择地诊 信故障。如果没有收到，则故障诊断模 块308诊断发^M信故障。第二预定时间段可以是可标定的，并且根据期望ECM230发送第一 信息的频率来设定。仅举例而言，第二预定时间段可基于期望ECM230发送第 一信息的频率的两倍半来设定，其可以为近似12.0秒。参考图4，示出了电热塞控制模块250所执行的示例性步骤的流程 图。控制从步骤402开始，在该步骤中控制确定电热塞118是否应当術敫活。 如果是的话，贝啦制前进到步骤404。如果不是，则控制4鹏停留在步骤402 中。控制可基于倒可^S的参数(如，驾驶者输入、冷却剂,、油温、禾口/或 4ii可其他^S的参数)，来确定是否激活电热塞U8。在步骤404中，控制激活电热塞118并启动计时器。控制可在启动 计时器前将其SS。例如，控制可将计时器重置为预定的重置值，如O.O秒。控 制前进到步骤406，在该步骤中控制确定电热塞118是否是活性的。如果是，则 控制前进到步骤408。如果否，贝U控制转到步骤410。在步骤410中，控制会确定行驶周期是否完成。如果是，则控制结 束。如果否，则控制返回步骤406。 一个行驶周期在电热塞118在该行驶周期的 起始处被激活时开始，在车辆的控制系统关闭时结束。再参见步骤408 (也就是，当电热塞118是活性的时)，控制在步骤 408中使计时器递增。以这种方式，计时器指示电热塞118在当前的行驶周期期 间己经被激活了多长时间。然后控制继续到步骤412，在这里控制会确定计时器 是否大于阈值时间段。如果是，贝啦制继续到步骤414。如果否，则控制转到步 骤416。阈值时间段可以是可标定的，并且可根据一时间皿设置，在当前行驶 周期期间控制在该时间段之后将不会激活电热塞118。仅举例而言，阈值时间段 可以设置为近似3.0倂中。在步骤416中，控制监视ECM230发出的所有的信息(例如，第一、 第二和第三信息)。在步骤418中，控制会确定是否有樹可信息已经丢失。换句 话说，在步骤418中控制会根据是否有倒可信息在第一预定时间段内没有被接 收到来诊断是否发生了通信故障。如果是，则控制继续到步骤420。如果否，则控制返回步骤406。第一预定时间段可以是可标定的，并可以被设置为，例如， 近{以10.0秒、。再参见步骤414 (也就是，其中计时器大于阈值时间段)，控制切换 到监视戶，信息的其中之一。换句话说，在步骤414中控制停ihi!S视第二和第 三信息。换句话说，在步骤414中控制监视第一信息。例如，戶腿一个信息可 以是第一信息。控制继续到步骤422，在这里控制会确定戶舰一个信息是否丢失。 换句话说，控制根据所述一个信息来确定是否存在通信故障。如果有，则控制 继续到步骤420。如果否，贝l腔制返回步骤410。控制根据是否在第二预定时间段内已经接收到所述一个信息来确定 是否发生了通信故障。第二预定时间段可以是可标定的，并可以被设置为，例 如，近似12,0秒。在步骤420中，控制指満信故障已经发生，然后控制结束。 控制也可以采用其他的补求媚施，如点亮"检查发动机"灯和/或在存储器的预 定位置处设置故障代码。本领域技术人员现在可以根据前述说明认识到本公开的广泛教导可 以各种形式被实施。所以，虽然本发明包括特定实例，但是因为通过对附图、 说明书和所附权利要求的研究，其他的修^于技术实施者而言将会变得清楚， 故本发明的真实范围不应当l戯孵限制。
权利要求
1.一种用于车辆的电热塞控制系统，包含模式控制模块，其根据电热塞在行驶周期期间处于开启的时间段来启用运行的第一模式和第二模式之一；故障诊断模块，当启用所述第一模式时，该故障诊断模块根据第一信息、第二信息和第三信息选择性地诊断故障，以及当启用所述第二模式时，该故障诊断模块独立于所述第二信息和第三信息来选择性地诊断所述故障。
2. 如权利要求i所述的电热塞控制系统，其中，当所述电热塞在戶;M行驶周期期间处于开启一阈值时间段时，所述模式控制模i央启用所述运行的第二模式。
3. 如权利要求1所述的电热塞控制系统，其中，所述第一信息包括发动机鹏数据。
4. 如权利要求1戶脱的电热塞控制系统，其中，0M第二信息包括质量空 气流量MAF麵。
5. 如权利要求1所述的电热塞控制系统，其中，所述第三信息包 誠气温 度娜。
6. 如权禾腰求1戶舰的电热難帝孫统，其中，在启用戶腿第一模式的同 时，当戶腿第一、第二和第三信息的至少之一在第一预定时间段内缺失时，故 障诊断模块诊断舰故障。
7. 如权利要求6戶腿的电热塞控制系统，其中，在启用戶腐第二模式的同 时，当所述第一信息在第二预定时间段内缺失时，所述故障诊断模块诊断所述 故障。
8. 如权禾頓求7戶腿的电热塞控制系统，其中，戶脱第二预定时间段大于 戶皿第一预定时间段。
9. 一种方法，包含根据电热塞在行驶周期期间处于开启的时间M启用运行的第一模式和第 二模式之一；当启用戶腿第一模式时，根据第一信息、第二信息和第三信息^^择性地 诊断故障；当启用戶腿第二模式时，独立于戶腿第二信息和第三信息 择性地诊断 臓故障。
10. 如权利要求9j5腿的方法，其中，戶腿启用戶脱第一模式和第二模式 之一包含，当所述电热塞在戶，行驶周期期间处于开启状态一阈值时间段时， 启用所，行的第二模式。
11. 如权禾腰求9戶腿的方法，其中，戶脱第一信息包括发动a3i度娜。
12. 如权利要求9所述的方法，其中，所述第二信息包括质量空气流量MAF 数据。
13. 如权禾腰求9戶脱的方法，其中，戶腿第三信息包J謎气離数据。
14. 如权利要求9所述的方法，其中，所述根据第一信息、第二信息和第 三信息选择性地诊断戶/M故障包含，在启用第一模式的同时，当所述第一、第 二和第三信息的至少一个在第一预定时间段内缺失时，诊断所述故障。
15. 如权利要求14戶腿的方法，其中，戶腿独立于戶腿第二信息和第三信 息 择性地诊断戶腿故障包含，在启用戶腿第二模式的同时，当戶脱第一信息在第二预定时间段内缺失时，诊断戶;M故障。
16. 如权禾腰求15戶腿的方法，其中，戶脱第二预定时间段大于戶腿第一 预定时间段。
全文摘要
本发明涉及一种电热塞控制双模式故障诊断。具体地，提供了一种用于车辆的电热塞控制系统，包含模式控制模块和故障诊断模块。该模式控制模块能根据电热塞在行驶周期期间处于开启的时间段来启用运行的第一模式和第二模式之一。当启用所述第一模式时，该故障诊断模块能根据第一信息、第二信息和第三信息选择性地诊断故障，当启用所述第二模式时该故障诊断模块能不依赖于第二信息和第三信息选择性地诊断故障。
文档编号F02P19/02GK101619699SQ20091016393
公开日2010年1月6日 申请日期2009年6月26日 优先权日2008年6月27日
发明者B·B·汤普逊 申请人:通用汽车环球科技运作公司