專利名稱：燃油或添加劑泵控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃油或添加劑泵4空制器。
技術(shù)背景在車輛石並才童中，由于用》然油力口壓的燃油系統(tǒng)部分的石皮壞，存在 燃油泄漏和:曝炸的危險(xiǎn)。在石並才童期間另一個(gè);昝在的問題是燃油系統(tǒng) 的破裂使得氧氣進(jìn)入油箱和油泵周圍的空間。如果在導(dǎo)致燃油系統(tǒng) 損毀的碰撞后泵繼續(xù)運(yùn)行，氧氣加入到泵環(huán)境中就會(huì)導(dǎo)致爆炸。在DE 31 16 867 Al專利申"i青中，如果才幾動(dòng)車輛發(fā)生石並撞，觸 發(fā)了來自慣性開關(guān)(例如安全氣嚢減速傳感器)或其它碰撞檢測(cè)設(shè) 備的信號(hào)時(shí)，燃油泵就會(huì)關(guān)閉。在這種情況下，需要機(jī)械繼電器來 提供這種開關(guān)。美國(guó)專利5,291,578披露了一種電子燃油泵控制器(完全基于 分離的硬件一沒有軟件)，其由慣性開關(guān)傳感器給出硬線輸入，并 利用它在石並撞事件中除去燃油泵的動(dòng)力。這種解決方案在所述開關(guān) 斷開時(shí)(即減速或其它算法而不是簡(jiǎn)單地關(guān)閉燃油泵)并未考慮到 多個(gè)碰撞才企測(cè)傳感器、通過諸如CAN的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的通信，或軟件 可配置4亍為的問題。美國(guó)專利5,777,285描述了 一種積4戒慣性開關(guān)，純豐卒^皮:沒計(jì)用 于在將超過某個(gè)闊值的力施加到車輛上時(shí)(即在車輛加速中產(chǎn)生的 迅速變化，例如石並撞)才幾械地中斷電流。上述解決方法需要昂貴的4幾械部件和/或額外的撓性專支'J 、的配線。在打算將添加劑注入發(fā)動(dòng)才幾廢氣中(其中含有NOx )用于SCR (選擇催化還原)也會(huì)遇到類似的安全問題。這種添加劑可以是例 如脲的含氨前體(通常是水溶液的形式)。發(fā)明內(nèi)容因此，在發(fā)生石並撞時(shí)4吏得添加劑計(jì)量系統(tǒng)的泵去耦合也是本發(fā) 明的一個(gè)目的。在申請(qǐng)人的發(fā)明中，如果檢測(cè)到碰撞狀況，并將信息傳遞到 FSCU (燃油或添加劑系統(tǒng)控制單元)，軟件立即分析情況并通過關(guān) 閉或限制燃油或添加劑泵的電流而作出反應(yīng)。一個(gè)結(jié)果是，通過FSCU中涉及在石並撞事故期間泵的控制的改 變算法的能力而增加了可配置性。這4吏得可以在許多不同4幾動(dòng)車輛 環(huán)境中使用相同的硬件 一 而且甚至可以容許在車輛出現(xiàn)安全問題 時(shí)(其中在其它情況下，可出現(xiàn)相關(guān)單元的取消和替換)進(jìn)行低費(fèi) 用的^f奮J里。通過應(yīng)用凄丈據(jù)通4言網(wǎng)纟各(如CAN或LIN),所需電線的凄t量降 低，由此降低了成本。多個(gè)石並撞傳感器可用于向在石並撞中控制燃油或添加劑泵的算 法提供輸入。如果可以利用變量的輸出傳感器(測(cè)量碰撞的嚴(yán)重程 度)，則它們就可用于提供不同程度的響應(yīng)。通過使用智能燃油或添加劑系統(tǒng)(即含有FSCU和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連 接)中存在的部件，以及消除了對(duì)其它部件的需求(泵繼電器，分 開的線，機(jī)械慣性開關(guān))而降低了成本。本發(fā)明涉及了 一種燃油或添加劑泵控制器，其與燃油或添加劑 系統(tǒng)控制單元(FSCU)集成，并通過通信裝置與發(fā)動(dòng)^L控制單元 (ECU )和/或碰撞傳感器進(jìn)行通信；所述控制器包括產(chǎn)生泵控制信 號(hào)的裝置；所述裝置在碰撞中利用碰撞發(fā)生時(shí)來自ECU或所述碰 撞傳感器的數(shù)據(jù)來關(guān)閉泵或限制泵速。才艮據(jù)本發(fā)明，該燃油或添加劑泵控制器是與燃油或添加劑系統(tǒng) 控制單元(FSCU)集成的。FSCU能夠管理燃油或添加劑系統(tǒng)的工 作狀態(tài)和功能參^t。該FSCU —般醒具有控制燃油系統(tǒng)運(yùn)行的裝置，n與至少一個(gè)燃油系統(tǒng)部件連4妄，用于發(fā)送或4妄收來自所述至 少一個(gè)燃油系統(tǒng)部件的信號(hào)，園與至少一個(gè)向FSCU和/或ECU發(fā)送信號(hào)的傳感器連接，畫適合于與ECU進(jìn)行電性和雙向通信。FSCU是獨(dú)立的控制器，與ECU不同，其從ECU接管了燃油 系統(tǒng)的控制，即ECU不再直接控制燃油系統(tǒng)。FSCU與ECU通信也是為了向ECU指示任《可燃油系統(tǒng)的失靈。才艮據(jù)本發(fā)明應(yīng)該理解 的是，可僅有一個(gè)FSCU,其既控制燃料的注入(噴射)又控制添 加劑的注入?？梢赃x擇i也，可具有專用于燃油的FSCU,而為了添 加劑具有一個(gè)獨(dú)立的控制器(或ASCU)。最后，本發(fā)明還涉及裝 配有本發(fā)明控制器的燃油系統(tǒng)和添加劑系統(tǒng)中的一個(gè)。為了保持簡(jiǎn) 潔，本i兌明書的其余部分〗又涉及燃油方面， <旦是應(yīng)該理解到其也涵 蓋(也是可以應(yīng)用到)添加劑系統(tǒng)。通過將燃油系統(tǒng)的控制從ECU中分出來而降低了 ECU的負(fù) 荷，提高了可靠度。一般而言，該燃油系統(tǒng)集成了油箱和其中的其它部件，燃油泵 (其用于乂人油箱吸出燃油并通過油箱壁的開口從油箱中排出燃 油)，燃油蒸氣罐(被接收進(jìn)或排放出油箱的任何空氣或燃油蒸氣 經(jīng)過該罐)、 一個(gè)或幾個(gè)蒸氣或翻轉(zhuǎn)安全保護(hù)閥(與燃油蒸氣罐連 通)或任何其它燃油系統(tǒng)部件。FSCU在發(fā)動(dòng)片幾的正常和瞬時(shí)工作 狀態(tài)中控制所有這些部件，接收運(yùn)行參數(shù)方面的數(shù)據(jù)，并發(fā)送信息 4吏各部件工作。一4S:而言，這種控制先前是通過ECU或通過為部 件專用的電子控制器(例如，用于油泵管理而存在的專用控制器) 實(shí)施的。控制燃油系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)給了 FSCU?？赏ㄟ^其它通信裝置將來自ECU (或任何其它控制單元)或直 接來自碰撞傳感器的碰撞信息通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紽SCU。尤其是，石並撞信息可通過分開的線輸入(wired input)或通過 集成的感測(cè)4幾構(gòu)進(jìn)^于傳專IT 。碰撞傳感器可提供車輛碰撞或其它類似事故的嚴(yán)重程度。在 那種情形中，該控制器可選擇自我保護(hù)模式或不同的響應(yīng)來控制燃 油泵。優(yōu)選地，F(xiàn)SCU電連接于集成到燃油系統(tǒng)中的傳感器。在燃油 系統(tǒng)傳感器中，一^:有油位傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、碳 氫化合物氣體傳感器、 一個(gè)或多個(gè)車載診斷(OBD)傳感器。其它 類型的傳感器可以是這個(gè)列表中的一部分。這些傳感器通過合適的 電線連4妄于FSCU,通過這些傳感器將數(shù)據(jù)傳l俞至FSCU。FSCU通過一定數(shù)量的電線可接收來自包括ECU的多個(gè)車輛 控制系統(tǒng)的信息，并向其發(fā)送信息。在FSCU和ECU之間交換的 信息包括例如油箱中的燃油量(從油位傳感器反饋的)、噴射器脈 沖寬度(示出需要噴射多少燃油)、指示罐的凈化條件是否滿足的 信號(hào)等。FSCU也可以接收來自用于確定是否存在任何燃油系統(tǒng)部件故 障或者蒸氣釋;^文控制系統(tǒng)中的故障的OBD傳感器的信號(hào)，這種故 障可通過例如系統(tǒng)中液體》然油的泄露或壓力的損失而示出。這些古史 障狀態(tài)可導(dǎo)致液體燃油或石友氫化合物蒸氣,人燃油系統(tǒng)中排出。OBD 傳感器也可指示油箱里的真空狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，所述控制器包括利用來自ECU的數(shù)據(jù)計(jì)算所需 燃油壓力和^^油速度(fuel speed)的裝置，以及用于產(chǎn)生燃油泵4空 制信號(hào)的裝置。尤其是這些裝置利用可變的速度控制來計(jì)算正常運(yùn)行情況下 的油泵速度的裝置。在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，ECU利用碰撞發(fā)生時(shí)來自碰撞傳感器 的數(shù)據(jù)。碰撞傳感器尤其可以是安全氣嚢的減速傳感器。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，F(xiàn)SCU包括一個(gè)具有基于專欠 4牛的比例畫孩吏分-禾口、分(proportional-derivative-integral, PID)算-去的 改變?nèi)加捅每刂菩盘?hào)的控制器。這個(gè)信號(hào)控制著提供給燃油泵的動(dòng) 力。PID算法獲得誤差的比例、誤差的積分(隨時(shí)間的總誤差)、以 及誤差的孩i分(誤差變化率)，并合并它們來調(diào)整輸出以消除誤差。用于計(jì)算所需燃油壓力的數(shù)據(jù)通常包括油門(節(jié)氣門)狀態(tài)、 發(fā)動(dòng)機(jī)載荷、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度、進(jìn)氣溫度和車輛通信總線的任何 其它可用的信號(hào)。油門狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)載荷的輸入可以不顧使用的傳 感器而被l是取(abstract),并發(fā)送到OEM (原始i殳備廠商)選4奪的 網(wǎng)絡(luò)總線。然后將目標(biāo)燃油壓力和當(dāng)前燃油壓力發(fā)回ECU，這樣在 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中就可以做出任何調(diào)整。具體而言，該控制器包括響應(yīng)于所述泵控制信號(hào)、用于產(chǎn)生動(dòng) 力電信號(hào)給油泵的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，F(xiàn)SCU借助脈沖寬度被調(diào)制 的電流(其依據(jù)ECU的用于將燃油輸送到燃油噴射器的任何需求 而產(chǎn)生)，控制施加于燃油泵的電功率。因此，至少存在一個(gè)與油 泵出口通信的模擬壓力傳感器，以把油泵輸出壓力的指示(信號(hào)，indication)提供給FSCU。FSCU也可包括除了控制燃油泵的功能之外的其它控制功能。 該控制功能可以包括車載診斷和通風(fēng)。FSCU也可以4空制燃油系統(tǒng)中的蒸氣管理。正如已經(jīng)4是及的， 燃油蒸氣罐的凈化可以受控于FSCU。這種控制能夠通過凈化控制 閥而實(shí)施(例如螺線管驅(qū)動(dòng)器中包含的三通切換閥)，這種控制閥 使得罐和發(fā)動(dòng)機(jī)空氣吸入系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。該驅(qū)動(dòng)器在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)設(shè)的運(yùn)行條件下打開凈化控制閥以連接罐和空氣吸入系統(tǒng)，從而產(chǎn) 生通過該罐的凈化氣體流。沖艮據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施方式
，F(xiàn)SCU也包括尤其用于提供 油箱加油事件指示的部件，來控制燃油系統(tǒng)的蒸氣排氣、控制添加 劑進(jìn)泮牛系統(tǒng)、以及控制無蓋加泮牛頭(capless fill head )。FSCU優(yōu)選地通過車輛CAN總線與ECU通信，因?yàn)檫@種通信 媒介對(duì)電子隱錯(cuò)(electronic bug )敏感性較差。通過這種多路總線， ECU向FSCU發(fā)送信息以啟動(dòng)油泵，如果4是供了變速燃油泵則控制 燃油泵的輸出壓力，在車禍?zhǔn)鹿手型Ｖ谷加捅茫刂普魵夤薜膬艋?指示環(huán)境溫度，指示發(fā)動(dòng)機(jī)溫度并請(qǐng)求來自一個(gè)或多個(gè)傳感器(如 OBD傳感器)的信息。優(yōu)選地，F(xiàn)SCU是小功率樣t處理器，例如具有5V的電壓。這 種類型的樣丈處理器有利地可以具有以下配置128千字節(jié)的ROM, 4千字節(jié)的易失性存儲(chǔ)器和2千字節(jié)的非易失性存儲(chǔ)器。


圖1示出了本發(fā)明的主題內(nèi)容，但不應(yīng)理解為限制其范圍。
具體實(shí)施方式
具有安全氣嚢石並4童傳感器2和/或其它磁:4童傳感器3,以在石並4童或其它類似事故中提供信號(hào)。該信號(hào)可以連接到車輛的ECU 1或直 接傳輸?shù)綌?shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。FSCU 5經(jīng)由數(shù)據(jù)通信總線或硬線4讀取 該信息。 一旦接收到該信息，F(xiàn)SCU就解釋信號(hào)6。如果該信號(hào)^皮 解釋為石並撞狀態(tài)，燃油泵速控制^f直就^皮忽略以完全關(guān)閉(off)或?yàn)?非常低的水平(自我保護(hù)模式)7。該信號(hào)經(jīng)由動(dòng)力控制電路轉(zhuǎn)送 至泵9以l是供^f氐速動(dòng)力或解除動(dòng)力8。
權(quán)利要求
1.一種燃油或添加劑泵控制器，所述控制器被集成到燃油或添加劑系統(tǒng)控制單元(FSCU)(5)，并通過通信裝置(4)與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)(1)和/或碰撞傳感器(2)(3)通信；所述控制器具有用于產(chǎn)生泵控制信號(hào)的裝置(6)；所述裝置(6)在發(fā)生碰撞時(shí)利用來自ECU(1)或來自所述碰撞傳感器(2)(3)的關(guān)于發(fā)生碰撞的數(shù)據(jù)而關(guān)閉泵或限制泵速。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制器，其中所述裝置(6)在正常工 作狀態(tài)下采用可變的速度控制來計(jì)算泵速。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的控制器，其中所述ECU(1)利用來自碰撞傳感器(2) (3)的關(guān)于發(fā)生碰撞的數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制器，其中至少一個(gè)傳感器是安全 氣嚢碰撞傳感器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的控制器，其具有響應(yīng)于 所述泵控制信號(hào)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，用于產(chǎn)生動(dòng)力電信號(hào)給所述泵。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所迷的控制器，其中所述動(dòng)力電信號(hào)是利用 月永沖-寬度調(diào)制(PWM)可變占空比4言號(hào)而變4匕的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的控制器，其中所述FSCU 具有除泵控制功能之外的其它控制功能。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制器，其中所述控制功能包括車載 診斷(OBD)和通風(fēng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7至8中任一項(xiàng)所述的控制器，其中燃油或添 加劑蒸氣罐的清洗是由所述FSCU控制的。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的控制器，其中所述FSCU 還具有提供燃油罐燃油加油事件指示的部件，以控制燃油系統(tǒng) 的蒸氣排放，控制添加劑計(jì)量系統(tǒng)或控制無蓋加料頭。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的控制器，其中所述控制 器經(jīng)由CAN總線與所述ECU通信。
全文摘要
燃油或添加劑泵控制器被集成到燃油系統(tǒng)控制單元(FSCU)，并通過通信裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)和/或碰撞傳感器通信。所述控制器具有用于產(chǎn)生泵控制信號(hào)的裝置。所述裝置在出現(xiàn)碰撞時(shí)利用來自ECU或所述碰撞傳感器的關(guān)于發(fā)生碰撞的數(shù)據(jù)而關(guān)閉泵或限制泵速。
文檔編號(hào)F02D41/22GK101248261SQ200680030777
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2006年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者埃里克·格蘭特, 戴維·希爾, 斯科特·麥克利里, 瑞安·麥克利里, 紹林·梅赫塔, 羅恩·貝哈爾 申請(qǐng)人:因勒紀(jì)汽車系統(tǒng)研究公司