专利名称：车辆燃料传送系统的健康状态指示器的制作方法
技术领域：
本公开涉及用于确定车辆中的燃料传送系统的健康状态的方法和装置。
背景技术：
燃料以恒定和可靠的方式至内燃发动机的供应对于正确的车辆操作是必需的。典型的车辆燃料系统包括燃料 泵，其浸在燃料箱中。燃料过滤器和压カ调节器可被定位在燃料泵的相应入口和出口侧上。被过滤的燃料由此被传送至燃料軌道，在燃料轨道处其被最终注入发动机汽缸中。电子无回流燃料系统(Electronic Returnless FuelSystem(ERFS))包括密封的燃料箱且没有专门的燃料返回管线。ERFS的这些和其它特征有助于最小化车辆排放。用于车辆燃料系统的传统诊断技术通常依赖于先前故障状况的了解。例如，当维护车辆时，维护技师可通过被记录的诊断码的直接检测和/或查阅来确定燃料泵需要维修或更换。这种反应性诊断可不发生直至车辆性能已经被累及。先发性的方法可更具优势，特别是当与利用了 ERFS的新车辆设计一起使用吋。
发明内容
因此，披露了ー种方法，所述方法用于确定车辆燃料传送系统的健康状态(SOH)，该系统具有脉冲宽度调制(PWM)燃料泵，例如通常用于具有上述类型的电子无回流燃料系统(ERFS)中的类型。该方法可被实施为一组计算机可执行指令且被记录在有形的非瞬时性储存器上。车载控制器自动地执行来自储存器的指令，以计算SOH值，即数值的或定量的度量，然后采取与该SOH值适应的后续控制动作。一种用于确定车辆中的燃料传送系统的SOH值的方法，包括使用扩张状态观察器和用于被校准燃料泵的ー组标称參数来估计被校准燃料泵的速度，然后使用该状态观察器估计位于车载燃料箱的燃料泵的速度。该方法还包括计算被校准燃料泵和燃料箱中的燃料泵的估计速度之间的偏差，确定该偏差在被校准间隔上的进展，和利用该偏差的进展来计算燃料传送系统的SOH值。附加地，该方法包括执行与SOH值对应的控制动作。上述标称參数给控制器提供了泵性能的确认预期基线水平，且可包括阻抗、相反或反电动势(EMF)、和马达电感。对于给定组的运行状况，例如脉冲宽度调制(PWM)电压、电流、和使用中的泵的压力，使用中的实际燃料泵的估计速度则利用状态观察器被确定。SOH值提供了在给定时间点燃料传送系统的SOH的相对度量，且由此控制动作可与SOH值相适应。披露了ー种燃料传送系统，该燃料传送系统用于具有发动机的车辆。燃料系统包括燃料箱、位于燃料箱中且配置为供应燃料至发动机的燃料泵、和上述控制器。还披露了一种具有发动机和上述燃料传送系统的车辆。当结合附图时，从下面的用于执行如所附权利要求限定的本发明的一些最佳方式和其它实施例的具体描述可容易地明白本发明的上述特征和优点，以及其它特征和优点。
图I是车辆的示意图，该车辆具有燃料传送系统和配置为确定燃料传送系统的健康状态(SOH)值的控制器；图2是流程图，其描述了用于确定图I中所示的燃料传送系统的SOH值的方法；以及图3是控制器的扩张状态观察器部分的示意性流程图。
具体实施例方式參考附图，其中相同的參考标号对应于多个附图中相同或类似的部件，且以图I 开始，车辆10包括燃料传送系统20和控制器50。控制器50被配置为确定燃料传送系统 20的健康状态(SOH)值，即描述燃料传送系统20相对于经校准的正确运行标准的当前健康的数值。控制器50被进ー步配置为执行控制动作，所述控制动作适合于SOH值，例如经由显示器11显示消息，如下參考图2所述。在一个实施例中，燃料传送系统20可为本领域已知类型的电子无回流燃料系统(ERFS)。在ERFS中，燃料箱24相对于周围环境被密封，该燃料箱容纳燃料26的供给，例如汽油、こ醇、E85、或其它可燃燃料。燃料泵28，例如滚槽式(roller cell)泵或盖劳特泵(gerotor pump),被没入在箱24内的流体26中，且可被操作用于响应来自控制器50的控制和反馈信号(箭头33)而将燃料26循环至内燃发动机12。为了简单，发动机12的喷射器和燃料轨道被从图I略去。车辆10包括变速器14，所述变速器14具有输入构件16和输出构件18。发动机12可利用输入离合器和阻尼组件13而选择性地连接至变速器14，例如当车辆10为混合电动车(HEV)吋。车辆10还可包括DC能量储存系统30，例如可再充电电池模块，其可经由牵引动カ转换模块(TPIM) 32而被电连接至ー个或多个高压电牵引马达34。当马达扭矩被需要时，来自电牵引马达34的马达轴15选择性地驱动输入构件16。来自变速器14的输出扭矩最终经由输出构件18传输至ー组驱动轮22以推动车辆10。仍參考图1，控制器50通过控制和反馈信号(箭头33)与燃料传送系统20进行通信。控制和反馈信号(箭头33)可在控制器局域网(CAN)、串行总线、数据路由器(ー个或多个)、和/或其他适当的网络连接上传输。图I的控制器50的硬件部件可包括ー个或多个数字计算机，所述数字计算机每个都具有微处理器或中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、高速时钟、模拟-数字(A/D)和数字-模拟(D/A)电路、和输入/输出电路和设备(1/0)，以及适当的信号调制和缓冲电路。驻留在控制器50内的或可容易访问和由此可执行的每组算法或计算机可执行指令，包括执行本方法100 (如下參考图3所述)所需的任意算法或计算机指令，可被储存在有形的、非瞬时性的计算机可读储存器54中且可由控制器50的其它硬件部分或任意主机根据需要执行以提供所披露的功能。扩张状态观察器52 (还參见图3)被包括为控制器50的软件功能的一部分，应用状态空间反馈控制法则的状态观察器52是本领域可理解的。当状态观察器52涉及本方法100的执行时，该状态观察器52的独特功能在下面參考图2和3进行描述。如上所述，燃料泵28可被经由脉冲宽度调制(PWM)控制。当应用在电马达控制领域中吋，PWM技术经由矩形脉冲波传送脉冲能量给目标系统，例如图I的燃料泵28。该波的脉冲宽度由控制器自动地调制，例如本控制器50，由此导致脉冲波形的平均值的特定变化。通过使用控制器50自动地调制脉冲宽度，能量流可被准确地调整给燃料泵28，且类似地至发动机12的燃料供应。燃料泵28可以具有如下特征ω = f (V, P) = a (V) P+b (V)其中ω是流体泵28的以每分钟转数(RPM)计的旋转速度，V是PWM电压，且P是燃料管线压カ，且其中a和b是PWM电压(V)的校准函数。燃料传送系统20内的燃料泵28随时间的退化，増加了产生给定管线压カ(P)所需的PWM电压(V)。用在车辆10中的实际燃料泵28的參数可由此逐渐地或突然地偏离标称或基准參数，该标称或基线參数可利用经校准的泵或新泵预先确定且记录在查找表56中。由此，通过确定使用中的燃料泵28的估计速度从经校准的新燃料泵的估计速度的任意偏差的进展，燃料传送系统20的SOH值可被确定，且控制动作可被先发地采取。这可有助于減少“走路回家”的意外事件，其中，燃料泵停止以足够的速率传送燃料26用于维持发动机12的正确点火。參考图3，用于确定图I的燃料传送系统20的SOH值的示例性方法100以步骤102开始，其中，控制器50估计标称燃料泵(即上述经校准的泵或新泵)的速度。在一个实施例中，步骤102包括使用状态观察器52连同从查找表56提取的ー组标称泵參数。主要參考图2，示意图被示出用于状态观察器52的ー个可行实施例。状态观察器52对燃料泵28建模以估计其内部状态。给定ー组控制输入(U)和控制输出(y)，状态估计被执行。因此，系统的状态(X)可被建模为
权利要求
1.一种用于确定车辆中的燃料传送系统的健康状态(SOH)值的方法，该方法包括 使用扩张状态观察器和用于校准燃料泵的ー组标称參数来估计校准燃料泵的速度； 估计车辆上使用的实际燃料泵的速度； 计算经校准燃料泵和实际燃料泵的估计速度之间的偏差； 确定该偏差在校准间隔上的进展； 使用该偏差的进展计算燃料传送系统的SOH值；和 自动执行与SOH值对应的控制动作。
2.如权利要求I所述的方法，还包括 从查找表提取经校准燃料泵的马达电感、阻抗和反电动势(EMF);和 利用该阻抗、反EMF和马达电感作为该组标称參数。
3.如权利要求I所述的方法，其中，计算SOH值包括使用可调增益来计算O和I范围内的数值。
4.如权利要求3所述的方法，其中，自动执行控制动作包括以下至少之ー记录诊断代码和在车辆内显示图标或消息。
5.如权利要求4所述的方法，包括仅当SOH值小于校准阈值时显示图标或消息。
6.如权利要求3所述的方法，还包括 将所述范围划分为多个区段；和 对于所述多个区段中的每个区段以不同的方式执行控制动作。
7.—种车辆，包括 内燃发动机；和 燃料传送系统，具有 燃料箱； 燃料泵，位于燃料箱内且配置为从燃料箱供应燃料至发动机；和 控制器，具有扩张状态观察器，其中，控制器与燃料泵通信； 其中，控制器被配置为通过以下确定燃料传送系统的健康状态(SOH)值 使用所述状态观察器和用于经校准燃料泵的ー组标称參数来估计经校准燃料泵的速度； 估计位于燃料箱内的燃料泵的速度； 计算经校准燃料泵和位于燃料箱内的燃料泵的估计速度之间的偏差； 确定该偏差在校准间隔上的进展； 使用该偏差的进展计算燃料传送系统的SOH值；和 自动执行与SOH值对应的控制动作。
8.如权利要求7所述的车辆，其中，燃料箱被密封，且其中，控制器被配置为利用脉冲宽度调制来控制位于燃料箱内的燃料泵的促动。
9.如权利要求7所述的车辆，其中，控制器包括查找表，所述查找表包括所述组的标称參数，且其中，该组的标称參数包括经校准燃料泵的马达电感、阻抗和反电动势。
全文摘要
一种用于确定车辆中的燃料传送系统的健康状态(SOH)值的方法，包括使用扩张状态观察器来估计被校准燃料泵和实际燃料泵的速度，计算估计速度之间的偏差，和确定该偏差在校准间隔上的进展。该方法还包括使用该偏差的进展计算SOH值，且自动地执行与该SOH值对应的控制动作。该系统可为电子无回流燃料系统，且该泵可利用脉冲宽度调制被控制。一种用于车辆的燃料传送系统，包括可操作以供应燃料至发动机的燃料泵、容纳燃料泵的燃料箱、和具有上述状态观察器的控制器。一种车辆，包括燃料系统、发动机和上述控制器。
文档编号F02M37/10GK102691574SQ201210080480
公开日2012年9月26日 申请日期2012年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者Y.A.格内姆 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司