用于检测接地短路故障的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及用于发动机的燃料喷射系统，且更具体地涉及一种用于检测燃料喷射系统中的接地短路故障的系统和方法。
【背景技术】
[0002]发动机通常包括燃料喷射器以向发动机的一个或多个气缸供给燃料。燃料喷射器一般由控制器调节成在预定时刻向气缸输送预定量的燃料。
[0003]在发动机运转期间，可能由于一个或多个燃料喷射器的接地短路而发生故障。在多个燃料喷射器共用电连接部的燃料喷射系统中，一个燃料喷射器的短路可能引起其它喷射器的非计划的致动。因此，此类故障可能导致一个或多个气缸中的过量燃料供给和/或时间不正确的燃料供给。时间不正确的燃料供给也可能导致一些气缸中的虚燃。直接接地短路故障的检测在本领域中是已知的。然而，阻抗式接地短路故障可能无法被检测到，并且可能引起发动机的各种构件的损坏。
[0004]美国公开号2014/0012484公开了一种用于具有第一和第二燃料喷射器的燃料喷射系统中的故障诊断的系统和方法。该方法包括引发第一和第二燃料喷射器中的电流并测量电流达到临界水平的上升时间。该方法还包括将上升时间和预设时间进行比较并基于上升时间与预设时间之间的比较来控制燃料喷射系统。
【发明内容】
[0005]在本发明的一个方面，提供了一种检测喷射器驱动电路中的电阻性接地短路故障的方法。该方法包括判定喷射器驱动电路是否处于不工作状态并提供构造成用于与至少一个燃料喷射器的低侧输出部连接的上拉电阻器(pull-up resistor)。该方法还包括仅在喷射器驱动电路处于不工作状态时选择性地实现上拉电阻器两侧的上拉电压并确定上拉电阻器与低侧输出部之间的一个点处的交点电压。该方法还包括将该交点电压与预定基准电压进行比较。
[0006]在本发明的另一个方面，提供了一种用于检测喷射器驱动电路中的电阻性接地短路故障的故障检测系统。该故障检测系统包括构造成检测喷射器驱动电路是否处于不工作状态的状态检测模块。该故障检测系统还包括与状态检测模块操作性地耦接的上拉模块。该上拉模块包括与燃料喷射器的低侧输出连接的上拉电阻器。该上拉模块还构造成仅在喷射器驱动电路处于不工作状态时才选择性地启用作用在上拉电阻器两侧的上拉电压并确定上拉电阻器与燃料喷射器的低侧输出部之间的一个点处的交点电压。该故障检测系统还包括与状态检测模块和上拉模块操作性地耦接的输出模块。该输出模块构造成将交点电压与预定基准电压进行比较。
[0007]在本发明的又一个方面，提供了一种用于具有多个燃料喷射器的燃料喷射系统的喷射器驱动电路。该喷射器驱动电路包括电源和与位于各燃料喷射器的低侧输出部上的多个燃料喷射器中的每一个相关联的选择开关。每个选择开关都构造成选择性地连接和断开相关联的燃料喷射器以允许来自电源的电力从相关联的燃料喷射器通过。该喷射器驱动电路还包括构造成检测该喷射器驱动电路中的电阻性接地短路故障的故障检测系统。该故障检测系统包括与至少一个燃料喷射器的选择开关操作性地耦接的状态检测模块。该状态检测模块构造成检测喷射器驱动电路的状态。该故障检测系统还包括与状态检测模块操作性地耦接的上拉模块。该上拉模块包括连接在多个燃料喷射器中的至少一个的低侧输出部两侧的上拉电阻器。该上拉模块构造成仅在喷射器驱动电路处于不工作状态时才选择性地启用作用在上拉电阻器两侧的上拉电压并确定上拉电阻器与燃料喷射器的低侧输出之间的一个点处的交点电压。该故障检测系统还包括与状态检测模块和上拉模块操作性地耦接的输出模块。该输出模块构造成将交点电压与预定基准电压进行比较。
【附图说明】
[0008]图1示出了根据本发明一个实施例的发动机的示例性燃料喷射系统；
[0009]图2示出了根据本发明一个实施例的燃料喷射系统的喷射器驱动电路；
[0010]图3是示出了根据本发明一个实施例的检测电阻性接地故障的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]现在将参考附图详细说明本发明。参照图1，大致示出了发动机系统100，例如汽车或建设机械发动机。发动机系统100可包括发动机缸体101，该发动机缸体101具有以直列构型、V形构型、W形构型或X形构型等中的任何一种构型配置的一定数量的气缸。出于说明的目的，图1不出了具有第一气缸102和第二气缸104的仅一个气缸组。但是，发动机缸体101可包括多个气缸组，每个气缸组都具有第一气缸102和第二气缸104。气缸组中的每一组还可包括任何数量的气缸。如图1所示，第一气缸102和第二气缸104中的每一者都包括相应活塞106，活塞106由于燃料在气缸内的燃烧所产生的压力能量而在对应气缸中往复运动。
[0012]此外，如图1所示，发动机系统100包括将燃料供给到气缸102、104中的燃料喷射系统108。在各种示例中，燃料喷射系统108可用于柴油发动机中以喷射柴油，或用于火花点火式内燃发动机中以喷射可燃汽油。燃料喷射系统108包括喷射器列110，该喷射器列110具有分别与第一气缸102和第二气缸104相关联的第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114。在一实施例中，燃料喷射系统108可以是共用轨道燃料喷射系统，以使得单个轨道117可从燃料源119向第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114供给燃料。在各种实施例中，可设置多个轨道(未示出)以供给各种类型的燃料，从而有利于多燃料操作。第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114可被电气地致动以将燃料喷射到第一气缸102和第二气缸104中。在一个实施例中，如图2所示，燃料喷射系统108可包括与每个气缸组相关联的多个喷射器列110。此外，喷射器列110可包括多于两个的燃料喷射器，取决于每个气缸组中的气缸的数量。
[0013]在本发明的一个实施例中，燃料喷射系统108可针对每个喷射器列110采用喷射器驱动电路116(下文称为“驱动电路116”)。驱动电路116可与喷射器列110相关联，以监视和控制第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114。驱动电路116可形成发动机控制模块(ECM) 118的一部分。ECM 118可包括设置成执行各种程序以控制发动机系统100的操作的微处理器和存储器。例如，ECM 118可监视发动机转速和负荷，并且向驱动电路116提供反馈以控制操作时点和供给到燃料喷射器112、114的燃料量。此外，驱动电路116可接收指示第一气缸102和第二气缸104中的活塞106的往复运动的信号，并且相应地致动第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114以供给燃料。
[0014]如图1所示，喷射器列110中的第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114中的每一者都包括喷射阀120和致动器122。致动器122可以是电磁线圈、压电致动器等中的任何一者。致动器122可由驱动电路116操作以致使喷射阀120开闭，从而控制燃料向相关气缸中的喷射。
[0015]图2示出驱动电路116的一个具体实施例。驱动电路116可包括电源124。在一个实施例中，电源124可以是例如但不限于经由电流镜129和一对二极管130协同工作的电池126和高电源(HVPS) 128的组合。图1所示的升压电路115可与HVPS 128相关联以放大从电池126接收的电压。这种布置结构可提供与第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114的负荷成比例的电压。.驱动电路116还可包括与电源124连接的用于噪声抑制的装置，例如电容器等。
[0016]驱动电路116包括配置在低侧一一也就是分别地第一燃料喷射器112和第二燃料喷射器114与电源124的负极端子之间一一的第一选择开关132和第二选择开关134。电源124的负极端子还可经由发动机缸体101接地，如图1所示。第一选择开关