CN102192027A - 用于发动机的燃料供给控制设备及其燃料供给控制方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于发动机的燃料供给控制设备及其燃料供给控制方法。本发明涉及一种燃料供给控制设备以及燃料供给方法，设置有发动机控制单元和燃料泵控制单元。发动机控制单元将用于燃料泵的动作信号输出至燃料泵控制单元。燃料泵控制单元将表示在动作信号的输入中是否发生异常的诊断信号输出至发动机控制单元。此外，发动机控制单元诊断在诊断信号的输入中是否发生异常并且基于来自燃料压力传感器的输出信号来诊断在燃料压力的控制中是否发生异常。然后，发动机控制单元基于在诊断信号的输入中是否发生异常、在燃料压力的控制中是否发生异常、以及此外在所述燃料泵控制单元中的所述动作信号的输入中是否发生异常来执行故障保护功能。

Description

用于发动机的燃料供给控制设备及其燃料供给控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于发动机的燃料供给控制设备以及该燃料供给控制设备的燃料供给方法，并且尤其涉及一种应对包含信号传递和接收异常的控制系统故障的故障保护技术。

背景技术

日本特开第2006-161675号公报公开了一种用于对用于燃料泵的电压进行反馈控制以将燃料压力保持在目标值的燃料供给控制设备，在该设备中基于反馈控制的电压的校正值来诊断燃料管线是否阻塞或燃料是否已经从燃料管线泄露。

作为用于发动机的燃料供给控制设备，已提出了一种设备，该设备包括：发动机控制单元，该发动机控制单元控制发动机的燃料喷射阀；以及燃料泵控制单元，该燃料泵控制单元控制用于将燃料泵送至所述燃料喷射阀的燃料泵，其中所述发动机控制单元将用于燃料泵的动作信号输出至所述燃料泵控制单元。在该燃料供给控制设备中，如果在燃料泵控制单元中的动作信号输入时发生异常，则不能正常地执行燃料压力控制。因此，优选的是将表示在动作信号的输入中发生异常的诊断信号从燃料泵控制单元发送至发动机控制单元，从而在发动机控制单元中执行故障保护功能。

作为燃料供给控制设备中的故障保护功能，执行燃料泵的停止或执行燃料喷射阀的喷射的停止。然而，在车辆发动机的情况下，如果停止燃料泵或燃料喷射阀的运行来应对包含单元之间的信号传递和接收异常的控制系统故障，则不可能执行车辆的行驶。

发明内容

鉴于上述问题而完成本发明，并且本发明的目的是在燃料喷射阀的控制系统和燃料泵的控制系统之间执行信号传递和接收，从而使得在应对用于控制燃料供给的发动机控制设备和用于控制燃料供给的发动机控制方法中的异常时，尽可能地执行车辆的行驶。

因此，根据本发明的燃料供给控制设备包括：用于控制燃料喷射阀的发动机控制装置；以及用于控制燃料泵的燃料泵控制装置，其中

发动机控制装置接收来自燃料压力传感器的输出信号并且将用于燃料泵的动作信号输出至燃料泵控制装置，并且还接收从燃料泵控制装置输出的诊断信号；

所述燃料泵控制装置接收所述动作信号并且输出燃料泵的操纵量，并且还诊断在动作信号的输入中是否发生异常，以将至少表示在动作信号的输入中是否发生异常的信号作为诊断信号输出至发动机控制装置；并且此外

发动机控制装置诊断在诊断信号的输入中是否发生异常，基于来自燃料压力传感器的输出信号来诊断在燃料压力的控制中是否发生异常，基于诊断信号来判断在燃料泵控制装置中的动作信号的输入是否发生异常，并且基于在诊断信号的输入中是否发生异常、在燃料压力的控制中是否发生异常、以及此外在燃料泵控制装置中的动作信号的输入中是否发生异常来执行故障保护功能。

此外，根据本发明的燃料供给控制方法是用于通过使用控制燃料喷射阀的发动机控制装置和控制燃料泵的燃料泵控制装置来控制发动机，其中

来自燃料压力传感器的输出信号被输入至发动机控制装置；

通过发动机控制装置来计算用于燃料泵的动作信号；

动作信号被从发动机控制装置输出至燃料泵控制装置；

将从燃料泵控制装置输出的诊断信号输入至发动机控制装置；

动作信号被输入至燃料泵控制装置；

通过燃料泵控制装置来计算燃料泵的操纵量；

所述操纵量被从燃料泵控制装置输出至燃料泵；

通过燃料泵控制装置来诊断在动作信号的输入中是否发生异常；

至少表示在动作信号的输入中是否发生异常的诊断信号被从燃料泵控制装置输出至发动机控制装置；

通过发动机控制装置来诊断在诊断信号的输入中是否发生异常；

基于来自燃料压力传感器的所述输出信号，通过发动机控制装置来诊断在燃料压力的控制中是否发生异常；

基于所述诊断信号，通过发动机控制装置来判断在燃料泵控制装置中的动作信号的输入中是否发生异常；以及

基于在诊断信号的输入中是否发生异常、在燃料压力的控制中是否发生异常、以及此外在燃料泵控制装置中的动作信号的输入中是否发生异常，通过发动机控制装置来执行故障保护功能。

通过结合附图的以下描述将明了本发明的其它目的和特征。

附图说明

图1为图示了在本发明的实施方式中的车辆用发动机的示意图。

图2为图示了在本发明的实施方式中的发动机控制模块中的泵控制过程的流程图。

图3为图示了在本发明的实施方式中的燃料泵控制模块中的泵控制过程的流程图。

图4为图示了在本发明的实施方式中的发动机控制模块中的故障保护控制过程的流程图。

具体实施方式

图1为图示了包括根据本发明的燃料供给设备的车辆用发动机的示意图。

在图1中，发动机1是内燃机，该发动机1在进气通道2中设置有燃料喷射阀3。

在发动机1中，燃料喷射阀3喷射的燃料与空气一起经由进气门4被吸入燃烧室5中，并且吸入的燃料通过火花塞6的火花点火而燃烧。此外，在发动机1中，燃烧室5内的燃烧后的气体被经由排气门7排出到排气通道8。

此外，在位于燃料喷射阀3的上游侧的进气通道2中，发动机1设置有通过节气门马达9驱动而打开或关闭的电控节气门10。电控节气门10调节发动机1的进气量。

此外，发动机1设置有燃料供给系统13，燃料供给系统13通过使用燃料泵12而将燃料箱11中的燃料泵送至燃料喷射阀3。

燃料供给系统13包括燃料箱11、燃料泵12、压力调节阀14、孔口15、燃料通道管线(fuel gallery piping)16、燃料供给管线17、燃料回流管线18、喷射泵19和燃料输送管20。

燃料泵12为电动泵，该电动泵的泵推进器通过使用马达来驱动从而旋转。

燃料供给管线17将燃料泵12的排出口连接到燃料通道管线16。燃料喷射阀3的燃料供给口连接到燃料通道管线16。

燃料回流管线18在一端处在燃料箱11中从燃料供给管线17分支并且在另一端通向燃料箱11。

压力调节阀14、孔口15和喷射泵19从上游侧起以此顺序设置到燃料回流管线18。

压力调节阀14设置有打开或关闭燃料回流管线18的阀体14a，以及诸如卷簧等的弹性构件14b，该弹性构件14b朝向燃料回流管线18上游侧的阀座挤压阀体14a。然后，当将要被供给到燃料喷射阀3的燃料的压力超过最小压力FPMIN时，压力调节阀14打开，而当所述燃料压力等于或低于最小压力FPMIN时关闭。

如上所述，当将要被供给到燃料喷射阀3的燃料的压力高于最小压力FPMIN时压力调节阀14打开。然而，由于布置在压力调节阀14下游侧的孔口15降低了将经由燃料回流管线18返回至燃料箱11内的燃料流量，来自燃料泵12的燃料的排出量增大为大于返回的燃料流量，从而燃料压力可增大到超过最小压力FPMIN的压力。

换句话说，基于由压力调节阀14调节的最小压力FPMIN来控制燃料泵12的排出量，从而燃料压力可增大到目标燃料压力(目标燃料压力≥FPMIN)。

顺便提及，通过控制燃料泵12的排出量，经由燃料回流管线18返回至燃料箱11的燃料量可被降低至能够将燃料压力增大到超过最小压力FPMIN的程度。从而，代替布置孔口15，压力调节阀14可以具备降低燃料流量的功能。

喷射泵19按照将经由压力调节阀14和孔口15返回至燃料箱11的燃料流，经由燃料输送管20输送燃料。

在燃料箱11中，该燃料箱的底面的一部分向上升高，使得底部空间被分成两个区域11a和11b，并且燃料泵12的吸入口通向区域11a，因此燃料仍然保留在区域11b中，除非区域11b中的燃料被输送至区域11a一侧。

因此，喷射泵19通过燃料流经由压力调节阀14和孔口15返回至燃料箱11的区域11a内而使得负压作用在燃料输送管20的内侧，并且将燃料输送管20所通向的区域11b内的燃料经由燃料输送管20引导至喷射泵19，从而将区域11b内的燃料与所回流的燃料一起排放到区域11a。

对于控制燃料喷射阀3的燃料喷射、火花塞6的点火操作、电控节气门10的开度等的发动机控制单元(发动机控制装置)，布置了设置有微型计算机的ECM(发动机控制模块)31。

此外，对于控制燃料泵12的燃料泵控制单元(泵控制装置)，布置了设置有微型计算机的FPCM(燃料泵控制模块)30。

ECM 31和FPCM 30分别设置有用于相互发送和接收模拟信号的装置。然后，ECM 31将表示在对燃料泵12的供电的占空控制中的占空比及频率的矩形脉冲信号PINS发送至FPCM 30，作为动作信号。

此外，FPCM 30执行关于在脉冲信号PINS的输入中是否发生异常的诊断，并且将表示诊断结果的诊断信号DIAG发送至ECM 31，作为矩形脉冲信号。

ECM 31从下列部件接收检测信号：用于检测燃料通道管线16内的燃料压力FUPR的燃料压力传感器33；用于检测加速踏板(图中未示出)的下压量ACC的加速器开度传感器34；用于检测发动机1的进气流量QA的空气流量传感器35；用于检测发动机1的转速NE的旋转传感器36；用于检测发动机1的冷却水温度TW的水温传感器37；用于检测发动机1的空燃比是比理论空燃比更浓还是更稀的氧传感器38等。

另外，代替氧传感器38，可以布置能够根据空燃比来产生输出以便广泛地检测空燃比的空燃比传感器。

然后，ECM 31基于进气流量QA和发动机转速NE来计算基本喷射脉冲宽度TP，并且根据当时的燃料压力FUPR来校正基本喷射脉冲宽度TP。此外，ECM 31基于氧传感器38的输出来计算用于使实际空燃比接近目标空燃比的空燃比反馈校正系数LAMBDA，并且进一步基于空燃比反馈校正系数LAMBDA来校正根据燃料压力FUPR被校正的基本喷射脉冲宽度TP，从而计算最终喷射脉冲宽度TI。

然后，ECM 31在每个气缸的喷射正时将喷射脉冲宽度TI的喷射脉冲信号输出至燃料喷射阀3，以通过燃料喷射阀3和喷射正时来控制燃料喷射量。

此外，ECM 31基于表示发动机1的负荷的基本喷射脉冲宽度TP和发动机转速NE等来计算点火正时，以控制向点火线圈(图中未示出)的供电，从而在计算出的点火正时执行火花塞6的火花放电。

此外，ECM 31基于加速器开度ACC等来计算电控节气门10的目标开度，以控制节气门马达9从而使电控节气门10的实际开度接近目标开度。

此外，ECM 31基于由燃料压力传感器33检测到的燃料压力FUPR和发动机1的运行情况来计算用于控制到燃料泵12的供电的占空控制信号的占空比DUTY(％)及频率F(Hz)。然后，ECM 31将与占空比DUTY和频率F对应的占空比DUTY1和频率F1的矩形脉冲信号发送至FPCM 30，作为用于燃料泵12的动作信号。

然后，FPCM 30基于从ECM 31侧接收的矩形脉冲信号PINS来计算作为用于控制到燃料泵12的供电的操纵量的占空控制信号的占空比DUTY和频率F，并且将计算出的占空控制信号输出至燃料泵12的驱动电路，从而控制燃料泵12的驱动电压。

上述ECM 31和FPCM 30形成燃料供给控制设备。

在下文中，将分别详细描述ECM 31的燃料泵控制功能和FPCM 30的燃料泵控制功能。

图2的流程图中的程序示出了ECM 31中的燃料泵控制功能，并且由ECM 31在每个固定的时间执行。

首先，在步骤S101中，除了来自燃料压力传感器33的检测信号外，还输入来自各种传感器的检测信号。

在下一个步骤S102中，基于在步骤S101中输入的传感器信号来检测发动机1的运行情况，并且根据检测到的发动机运行情况来计算目标燃料压力TGFUPR。

随着发动机转速NE越高并且发动机负荷越高，ECM 31将目标燃料压力TGFUPR设定得越高。此外，在发动机起动期间，当水温高时，ECM 31将目标燃料压力TGFUPR设定为高于当水温低时的目标燃料压力TGFUPR。

在步骤S103中，计算占空比DUTY(％)从而使由燃料压力传感器38检测到的燃料压力FUPR接近目标燃料压力TGFUPR。

此外，在步骤S104中，计算在到燃料泵12的供电的占空控制中的频率F(Hz)。

例如，如在日本特开第2008-232099号公报中公开的，频率F可以被设定为固定值，或随着占空比DUTY越小而可被设定得越高。

在步骤S105中，基于占空比DUTY和频率F来确定用于表示对于FPCM 30的占空比DUTY和频率F的脉冲信号PINS的占空比DUTY1和频率F1，并且将确定的矩形脉冲信号PINS发送至FPCM 30。

具体地，基于预先存储的转换特性，将处于0％-100％的变化范围内的占空比DUTY转换至处于除了0％和100％外的较窄范围内的占空比DUTY1，例如20％-80％的范围，并将转换后的占空比DUTY1设定为脉冲信号PINS的占空比。

此外，基于预先存储的转换特性，将频率F转换为低频F1，并且将转换后的频率F1设定为脉冲信号PINS的频率。

然后，将通过转换占空比DUTY而获得的占空比DUTY1的、以及通过转换频率F而获得的频率F1的脉冲信号PINS输出至FPCM 30，作为表示占空比DUTY和频率F的动作信号。

在图3的流程图中的程序示出了FPCM 30中的燃料泵控制功能，并且由FPCM30在脉冲信号PINS的每次输入时执行该程序。

首先，在步骤S201中，从ECM 31发送的模拟脉冲信号PINS被模数(A/D)转换以被读入，从而被数字化。

然后，计算数字化的脉冲信号PINS的ON时间及周期，并且基于计算出的周期和计算出的ON时间来计算脉冲信号PINS的占空比DUTY1(％)，此外，将脉冲信号PINS的周期转换为频率F1。

如果脉冲信号PINS的占空比DUTY1未处于正常范围内，可以估计出由于发生了诸如噪声叠加在脉冲信号PINS上、脉冲信号PINS的输入-输出电路的故障、脉冲信号PINS的传输线的故障等的异常，而在脉冲信号PINS的输入中已发生异常。

此外，如果发生脉冲信号PINS的频率F偏离由ECM 31设定的频率F1的情况，则同样可以估计出由于发生诸如噪声叠加在脉冲信号PINS上、脉冲信号PINS的输入-输出电路的故障、脉冲信号PINS的传输线的故障等的异常，而在脉冲信号PINS的输入中发生异常。

因此，在步骤S202中，如上所述诊断脉冲信号PINS的占空比及其频率F1是正常还是异常。

然后，如果脉冲信号PINS的占空比DUTY1及其频率F1二者均正常，则程序进行至步骤S203，在该步骤S203中执行处理，用于将脉冲信号PINS的占空比DUTY1及其频率F1转换为在到燃料泵12的供电的占空控制中的占空比DUTY和频率F。

FPCM 30预先存储与在ECM 31中的将脉冲信号PINS的占空比DUTY转换为脉冲信号PINS的占空比DUTY1的转换特性相反的转换特性，并且基于该转换特性来执行将脉冲信号PINS的占空比DUTY1转换为脉冲信号PINS的占空比DUTY的处理。

此外，FPCM 30预先存储与在ECM 31中将脉冲信号PINS的频率F转换为脉冲信号PINS的频率F1的转换特性相反的转换特性，并且基于该转换特性来执行将脉冲信号PINS的频率F1转换为脉冲信号PINS的频率F的处理。

如果在步骤S203中获得占空比DUTY和频率F，然后程序进行至步骤S205，在该步骤S205中将占空比DUTY和频率F的开关信号(switching signal)输出至与FPCM 30分开步骤的泵驱动电路，并且对到燃料泵12的供电进行占空控制。顺便提及，在FPCM 30中合并有泵驱动电路的情况下，通过基于占空比DUTY和频率F的信号来驱动开关构件而获得的电压被施加至燃料泵12。

另一方面，在步骤S202中，如果诊断出脉冲信号PINS的占空比DUTY1及其频率F1中的至少一个异常，也就是说，如果诊断出在脉冲信号PINS的输入中发生异常，则程序进行至步骤S204。

在步骤S204中，执行恒定地固定占空比DUTY和频率F的处理，并且还输出表示在脉冲信号PINS的输入中发生异常的诊断信号DIAG。

在恒定地固定占空比DUTY和频率F的故障保护功能中，如果异常状态的持续时间处于极限时间内，则将占空比和频率固定在通过转换恰好在异常发生前的脉冲信号PINS的占空比DUTY1和频率F1而获得的占空比DUTY和频率F1。另一方面，如果异常状态的持续时间超过极限时间，则将占空比和频率固定在预先存储的用于故障保护功能的占空比DUTYF和频率FF。

即使将占空比和频率固定在异常发生前的占空比DUTY和频率F，上述时间极限也与不发生燃料压力不足的时间相匹配。此外，如下文所述，用于故障保护功能的占空比DUTYF和频率FF被预先调节，以便在除了禁止发动机运行的高负荷和高转速区域之外的低至中负荷和低至中转速的整个区域上确保所需的最小燃料压力。

也就是说，在脉冲信号PINS的输入中发生异常的状态下，FPCM 30不会根据来自ECM 31的动作信号来控制燃料泵12，因此FPCM 30基于预先存储的用于故障保护功能的占空比DUTYF和频率FF来固定用于燃料泵12的驱动信号。此外，ECM31估计出FPCM 30基于用于故障保护功能的占空比DUTYF和频率FF来驱动燃料泵12，从而在高负荷-高转速区域内禁止发动机1的运行。

用于故障保护功能的占空比DUTYF和频率FF各自可以被固定于单一值，或者可以通过参考根据发动机负荷和发动机转速而预先存储了用于故障保护功能的占空比DUTYF和频率FF的映射表，根据发动机负荷的变化和发动机转速的变化而改变。

在根据发动机负荷和发动机转速而可变地设定用于故障保护功能的占空比DUTYF和频率FF情况下，优选为在高负荷-高转速一侧将占空比DUTYF设定得较大，而随着占空比DUTYF越小，频率FF被设定得越高。

在占空比DUTYF被固定于单一值的情况下，在低负荷-低转速一侧燃料压力过高，而在高负荷-高转速一侧燃料压力不足。因此，禁止在高负荷-高转速区域内的发动机运行从而限制运行区域，从而即使占空比DUTYF被固定于一点，燃料压力的过量或不足也会变得足够小。

图4的流程图图示了由ECM 31执行的故障保护功能。

在图4的流程图中的程序由ECM 31在每个固定的时间执行，首先在步骤S301中，诊断在从FPCM 30输出的诊断信号DIAG的输入中是否发生异常。

FPCM 30根据诊断结果将诊断信号DIAG以输出波形的矩形脉冲信号输出，并且还将诊断信号DIAG的占空比DUTYD的变化范围限制为除了0％和100％外的窄范围，例如，20％＜DUTYD＜80％。

因此，如果诊断信号DIAG以处于变化范围之外的占空比DUTYD的信号而被接收，则可以判断出由于发生诸如噪声叠加在诊断信号DIAG上、诊断信号DIAG的输入-输出电路的故障、诊断信号DIAG的传输线的故障等的异常，而在诊断信号DIAG的输入中发生异常。

此外，如果发生诊断信号DIAG的频率偏离设定值的情况，也可以估计出由于发生诸如噪声叠加在诊断信号DIAG上、诊断信号DIAG的输入-输出电路的故障、诊断信号DIAG的传输线的故障等异常，而在脉冲信号PINS的输入中发生异常：。

因此，当诊断信号DIAG的占空比DUTYD及其频率FD中的至少一个处于正常范围之外时，ECM 31判断出在诊断信号DIAG的输入中发生异常。如果占空比DUTYD和频率FD二者均处于正常范围内，则ECM 31判断出诊断信号DIAG被正常输入。

顺便提及，除了在脉冲信号PINS的输入中的异常外，FPCM 30还诊断合并于FPCM 30内的微型计算机的故障、在FPCM 30中的发热异常等，以通过根据异常的类型而分配不同的占空比DUTYD来输出诊断信号DIAG。

然后，ECM 31测量诊断信号DIAG的占空比DUTYD以判断测量结果是代表了与FPCM 30的正常情况相对应的占空比还是表示任何一种异常的占空比，从而检测在FPCM 30一侧的诊断结果。

在下一个步骤S302中，基于由燃料压力传感器33检测到的燃料压力来诊断在燃料压力控制中是否发生异常。

由于用于燃料泵12的电压被控制成使得由燃料压力传感器33检测到的燃料压力接近目标燃料压力TGFUPR，所以如果正常地执行了燃料压力控制，则燃料压力被改变成跟随目标燃料压力TGFUPR。

与上述情况相反，如果即使在燃料压力低于目标燃料压力TGFUPR的状态下增大电压，燃料压力也不会增大到目标燃料压力TGFUPR，则可以判断出由于燃料泵12的排放流量下降、燃料管线被阻塞等，也就是说在压力升高控制中发生异常，燃料压力不会增大到目标燃料压力TGFUPR。

此外，如果在燃料压力高于目标燃料压力TGFUPR的状态下用于当燃料泵12的排放流量被降低的直到目标燃料压力的压力降低响应，变得慢于初始状态下的响应，则可以判断出由于压力调节阀14被固定在关闭状态下而引起压力降低延迟，也就是说，在压力降低控制中发生异常。

如上所述，在本实施方式中，ECM 31将由燃料压力传感器33检测到的实际燃料压力与目标燃料压力TGFUPR进行比较，以诊断作为燃料压力控制中的异常的压力升高控制中的异常和压力降低控制中的异常。

在步骤S303中，判断诊断信号DIAG的输入是被正常地执行还是在诊断信号DIAG的输入中发生异常。

如果诊断信号DIAG的输入被正常地执行，则程序进行至步骤S304，在该步骤S304中区分诊断信号DIAG的输入的占空比，从而判断在FPCM 30中脉冲信号PINS的输入中是否发生异常。

然后，如果在FPCM 30中的脉冲信号PINS的输入中发生异常，则程序进行至S305，在该步骤S305中执行恒定地固定将被指示给FPCM 30的占空比DUTY和频率F的处理。

在步骤S305的处理中，占空比DUTY和频率F各自可以被固定为单一值，或者可以通过参考根据发动机负荷和发动机转速而预先存储了占空比DUTY和频率F的映射表来可变地设定。在根据发动机负荷和发动机转速而可变地设定占空比DUTY和频率F的情况下，优选为在高负荷-高转速一侧将占空比DUTY设定得较大，而随着占空比DUTY越小，频率F被设定得越高。

在下一个步骤S306中，作为故障保护功能，执行在高负荷-高转速区域内禁止发动机1运行的处理和在低-中负荷和低-中转速区域内运行发动机1的处理。

禁止在高负荷-高转速区域内运行的处理对应于将电控节气门10的最大开度限制为等于或小于全开度(full opening)的处理、在发动机转速超过阈值时禁止燃料喷射阀3的燃料喷射的处理等。

如上所述，当在脉冲信号PINS的输入中发生异常时FPCM 30恒定地固定占空比DUTY，因此在占空比DUTY被恒定地固定的状态下在低-中负荷和低-中转速区域内执行燃料喷射。

换句话说，在用于燃料泵12的驱动负载(driving duty)(驱动电压)被恒定地固定的情况下，如果即使在高负荷-高转速一侧也能确保所需的下限燃料压力，则由于燃料压力在低负荷-低转速一侧变得过高，驱动负载(驱动电压)被固定为避免在低负荷-低转速一侧的过高的燃料压力，因此将燃料压力不足的高负荷-高转速区域设定为运行禁止区域。

在上述对于在脉冲信号PINS的输入中的异常的故障保护功能中，尽管禁止在高负荷-高转速区域内的发动机1的运行，但在作为正常运行区域的低-中负荷和低-中转速区域内可连续地执行该运行，因此可以使车辆行驶。

如果执行了对于在脉冲信号PINS的输入中的异常的故障保护功能，则程序进行至步骤S311，在该步骤S311中灯39作为报警装置被开启从而警告驾驶员在燃料供给控制系统中发生故障。

另一方面，如果在步骤S303中判断出在诊断信号DIAG的输入中发生异常并且如果在步骤S304中判断出脉冲信号PINS的输入被正常地执行，则程序进行至S307，在该步骤S307中判断在压力升高控制中是否发生异常。

如果由于燃料泵12的排放流量的下降或燃料管线的阻塞而使得在压力升高控制中发生异常，则判断出不能获得在高负荷-高转速区域中所需的高燃料压力，并且程序进行至步骤S308。在步骤S308中，类似于步骤S306，执行禁止在高负荷-高转速区域内运行的故障保护功能，并且还执行将最大燃料压力降低至低于正常值的故障保护功能，之后程序进行至步骤S311，在该步骤S311中灯39被开启。

也就是说，在禁止在高负荷-高转速区域内的运行的情况下，不需要适于高负荷-高转速区域的高燃料压力。因此，在发动机1的运行被连续地执行的低-中负荷和低-中转速区域内的目标燃料压力TGFUPR的最大值被设定为上限值，并且该目标燃料压力TGFUPR被限制为等于或低于上限值。然后，基于被限制为等于或低于所述上限值的目标燃料压力TGFUPR来设定占空比DUTY(驱动电压)，并且将表示被设定的占空比DUTY的脉冲信号PINS输出至FPCM 30。

然而，在通过将电控节气门10的最大开度限制为小于全开度而禁止在高负荷-高转速区域内的发动机1的运行情况下，由于发动机负荷被抑制为较低，根据发动机负荷和发动机转速来设定目标燃料压力TGFUPR，结果最大燃料压力被抑制为较低。因此，可以省略将燃料压力抑制为较低的故障保护功能。

顺便提及，即使在FPCM 30诊断出在脉冲信号PINS的输入中发生异常并且将燃料泵12的操纵量固定的情况下，如果在诊断信号DIAG的输入中发生异常，则ECM31改变脉冲信号PINS的占空比DUTY，以便正常地使实际燃料压力接近目标燃料压力TGFUPR。

然而，FPCM 30由于不能正常地接收脉冲信号PINS而将操纵量固定，因此由燃料压力传感器33检测到的燃料压力不会响应于由ECM 31输出的燃料压力升高指示，因此ECM 31判断出压力升高控制中的异常。

因此，在FPCM 30中的脉冲信号PINS的输入的异常和在ECM 31中的诊断信号DIAG的输入的异常两者同时发生的情况下，程序进行至步骤S307和步骤S308。然后，ECM 31禁止在高负荷-高转速区域内的运行，而FPCM 30执行将操纵量固定的故障保护功能。即使在执行上述故障保护功能的状态下，在作为正常运行区域的低-中负荷和低-中转速区域内的发动机1的运行也可以被连续地直接执行。

另一方面，如果在步骤S307中判断出压力升高控制被正常地执行，则程序进行至步骤S309，在该步骤S309中判断压力升高控制是被正常地执行还是异常地执行。

如果压力调节阀14被正常地驱动，则通过由燃料喷射阀3喷射的燃料量和经由压力调节阀14泄出的燃料量来降低燃料压力。另一方面，如果压力调节阀14被固定于关闭状态，则燃料不能经由压力调节阀14泄出，从而燃料压力的降低速度减小。

在压力降低控制中发生这种异常时，程序进行至步骤S310，在该步骤S310中执行禁止在低空气量区域内的发动机1的运行的故障保护功能，之后，程序进行至步骤S311，在该步骤S311中灯39被开启。

在禁止在低空气量区域内的运行的故障保护功能中，电控节气门10的最小开度被限制为大于正常值，或者诸如由发动机1驱动的空调压缩机等的外荷载(external load)被强制开启，以使得发动机1的进气量以与外荷载对应的量增大。

在压力调节阀14被固定于关闭状态的状态下，也就是说，在压力降低控制中发生异常的状态下，结果燃料压力难以降低，燃料压力趋向于高于目标燃料压力TGFUPR。然后，如果每单位时间的喷射量由于高燃料压力而增加，则需要通过所增加的喷射量来将喷射脉冲宽度变窄。然而，如果喷射脉冲宽度在进气量小且喷射脉冲宽度窄的低空气量区域内被进一步变窄，则燃料喷射阀内燃料的计量精度会降低以致引起空燃比的变化，从而降低了发动机1的燃烧稳定性。

因此，在压力降低控制中发生异常的状态下，发动机1的进气量的最小值被设定为大于正常值，从而以等于或宽于能够确保燃料计量精度的最小脉冲宽度的喷射脉冲宽度来执行燃料喷射。

如上所述，如果响应于压力降低控制中的异常而禁止在低空气量区域内的运行，尽管燃料消耗性能(fuel consumption performance)降低，但能够确保燃料的计量精度，因此能够抑制空燃比的变化，所以能够保持发动机1的燃烧稳定性。

另一方面，如果在步骤S309中判断出压力降低控制被正常地执行，则当前程序绕过步骤S311而终止。

因此，即使在步骤S303中判断出在诊断信号DIAG的输入中发生异常的情况下，如果在步骤S307中判断出压力升高控制被正常地执行并且还在步骤S309中判断出压力降低控制被正常地执行，则当前程序终止而不执行故障保护功能。

在诊断信号DIAG的输入中发生异常的情况下，尽管FPCM 30内的诊断结果不会被ECM 31检测到，即使FPCM 30内的诊断结果不明确，但如果燃料压力控制被正常地执行，则可以估计到在FPCM 30中的脉冲信号PINS的输入中未发生异常。

因此，即使在诊断信号DIAG的输入中发生异常的情况下，如果诊断出燃料压力控制被正常地执行，则无需执行故障保护功能。所以，在上述实施方式中，在即使在诊断信号DIAG的输入中发生异常时但燃料压力控制被正常地执行的情况下，不执行故障保护功能，但是ECM 31内的燃料压力控制被正常地执行并且还不限制发动机1的运行区域。

顺便提及，同样在步骤S309中判断出在诊断信号DIAG的输入中发生异常、并且在步骤S307中判断出压力升高控制被正常地执行而且在步骤S309中判断出压力降低控制被正常地执行的情况下，也就是说，同样在仅在诊断信号的输入中发生异常的情况下，程序可进行至步骤S311，在该步骤S311中灯39被开启用于警告驾驶员燃料供给控制系统中的故障的发生，以劝说驾驶员进行修理。

根据上述实施方式，基于在诊断信号DIAG的输入中是否发生异常、燃料压力是否被正常地控制以及在脉冲信号PINS的输入中是否发生异常，来选择将要执行的故障保护功能，因此可以通过尽可能正常地运行发动机1而将车辆保持在行驶状态。

例如，如果FPCM 30基于脉冲信号PINS的输入中的异常而停止燃料泵12的驱动，并且ECM 31响应于诊断信号DIAG的输入异常和燃料压力控制中的异常中的至少一个而将用于停止燃料泵12的驱动的脉冲信号PINS输出至FPCM 30，则发动机1的运行被停止，从而使车辆不能行驶。

和以上形成对比，在上述实施方式中，发动机1的运行区域可能被限制，但发动机1的运行可以被连续地执行，从而能够将车辆保持在行驶状态。

顺便提及，在发动机1的运行区域由于故障保护功能而被限制的情况下，可以改变在根据发动机温度而禁止运行的区域和允许运行的区域之间的边界。例如，在禁止在高负荷-高转速区域内运行的情况下，即使在相同的负荷-转速情况下，在发动机冷却时使得在其中燃料量增加并且喷射量能够得到保证的区域变窄，因此，在发动机冷却时可扩大供禁止运行的高负荷-高转速区域。

此外，上述实施方式中的燃料供给设备设置有压力调节阀14，但也可以是未设置压力调节阀14的设备。在这种情况下，可以省略对压力降低控制的诊断以及当在压力降低控制中发生异常时在低空气量区域内的运行限制。

此外，可以在ECM 31内建立FPCM 30的燃料泵控制功能及其诊断功能，从而通过ECM 31将燃料供给控制设备构造为单一体。在这种情况下，可以使第一微型计算机具有发动机控制功能并且使与第一微型计算机分离的第二微型计算机具有燃料泵控制功能。

进一步，在诊断信号DIAG的输入的异常中，除了在以上实施方式中所描述的异常外，可以包含诊断计算设备的故障和单元间通信线路的故障。

要求了其优先权的、于2010年3月19日提交的编号2010-064245的日本专利申请的全部内容以引用方式并入本文。

尽管仅仅选择了选定的实施方式来图解和描述本发明，但通过以上公开对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离由随附的权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，可以作出各种改变和更改。

此外，对根据本发明的实施方式的以上描述仅是说明性的，并且并不旨在对由随附的权利要求书及其等同物所限定的本发明进行限制。

Claims (19)

1.一种用于发动机的燃料供给控制设备，该发动机设置有燃料喷射阀、用于将燃料泵送至所述燃料喷射阀的燃料泵以及用于检测发送至所述燃料喷射阀的燃料的压力的燃料压力传感器，所述燃料供给控制设备包括：用于控制所述燃料喷射阀的发动机控制装置；以及用于控制所述燃料泵的燃料泵控制装置，

其中所述发动机控制装置接收来自所述燃料压力传感器的输出信号并且将用于所述燃料泵的动作信号输出至所述燃料泵控制装置，并且接收从所述燃料泵控制装置输出的诊断信号；

所述燃料泵控制装置接收所述动作信号并且输出所述燃料泵的操纵量，并且诊断在所述动作信号的输入中是否发生异常，以将至少表示在所述动作信号的输入中是否发生异常的信号作为所述诊断信号输出至所述发动机控制装置；并且

所述发动机控制装置诊断在所述诊断信号的输入中是否发生异常，基于来自所述燃料压力传感器的输出信号来诊断在所述燃料压力的控制中是否发生异常，基于所述诊断信号来判断在所述燃料泵控制装置中的所述动作信号的输入中是否发生异常，并且基于在所述诊断信号的输入中是否发生异常、在所述燃料压力的控制中是否发生异常、以及此外在所述燃料泵控制装置中的所述动作信号的输入中是否发生异常，来执行故障保护功能。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，当判断出在所述动作信号的输入中发生异常时，所述燃料泵控制装置恒定地固定所述操纵量。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，当诊断出所述诊断信号的输入被正常地执行并且判断出在所述燃料泵控制装置中的所述动作信号的输入中发生异常时，作为所述故障保护功能，所述发动机控制装置禁止在高负荷-高转速区域内的发动机运行。

4.根据权利要求1或2所述的设备，其中，当诊断出作为所述燃料压力控制中的异常的在压力升高控制中发生异常时，作为所述故障保护功能，所述发动机控制装置禁止在高负荷-高转速区域内的发动机运行并且通过设定所述动作信号来将所述燃料压力控制在低于正常值的区域内。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，当诊断出在所述压力升高控制中发生异常时，所述发动机控制装置判断出来自所述燃料泵的排出流量的减小和将所述燃料喷射阀连接至所述燃料泵的燃料管线的阻塞二者中的至少一个。

6.根据权利要求1或2所述的设备，其中，当诊断出作为所述燃料压力控制中的异常的在压力降低控制中发生异常时，作为所述故障保护功能，所述发动机控制装置禁止在低空气量区域内的发动机运行。

7.根据权利要求6所述的设备，所述设备还包括：

压力调节阀，当将所述燃料喷射阀连接至所述燃料泵的燃料管线内的燃料压力超过阈值时，所述压力调节阀被驱动以打开，从而将从所述燃料泵排出的燃料泄出至燃料箱，

其中，当诊断出在所述压力降低控制中发生异常时，所述发动机控制装置判断出所述压力调节阀被固定于关闭状态。

8.根据权利要求1或2所述的设备，其中，当诊断出在所述诊断信号的输入中发生异常并且诊断出所述燃料压力控制被正常地执行时，所述发动机控制装置将所述动作信号正常地输出至所述燃料泵控制装置并且正常地控制所述发动机。

9.根据权利要求1或2所述的设备，其中，从所述发动机控制装置向所述燃料泵控制装置输出的所述动作信号和从所述燃料泵控制装置向所述发动机控制装置输出的所述诊断信号，为占空比处于至少除了0％和100％以外的中间区域内的矩形脉冲信号，

基于所述矩形脉冲信号的所述占空比及所述矩形脉冲信号的频率，来执行由所述发动机控制装置进行的关于在所述诊断信号的输入中是否发生异常的诊断以及由所述燃料泵控制装置进行的关于在所述动作信号的输入中是否发生异常的诊断。

10.根据权利要求1或2所述的设备，其中，当执行所述故障保护功能时，所述发动机控制装置启动报警装置。

11.根据权利要求1或2所述的设备，其中，由所述发动机控制装置执行的所述故障保护功能包括禁止在高负荷-高转速区域内的发动机运行的处理，并且

所述发动机控制装置将所述发动机的节气门的最大开度限制为小于正常运行时的最大开度，从而禁止在所述高负荷-高转速区域内的发动机运行。

12.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述发动机控制装置：

当诊断出所述诊断信号的输入被正常地执行并且判断出在所述燃料泵控制装置中的所述动作信号的输入中发生异常时，作为所述故障保护功能，所述发动机控制装置禁止在高负荷-高转速区域内的发动机运行；

当诊断出作为在所述燃料压力控制中的异常的在压力升高控制中发生异常时，作为所述故障保护功能，所述发动机控制装置禁止在所述高负荷-高转速区域内的发动机运行并且通过设定所述动作信号来将所述燃料压力控制在低于正常值的区域内；

当诊断出作为在所述燃料压力控制中的异常的在压力降低控制中发生异常时，作为所述故障保护功能，所述发动机控制装置禁止在低空气量区域内的发动机运行；并且

当诊断出在所述诊断信号的输入中发生异常并且诊断出所述燃料压力控制被正常地执行时，所述发动机控制装置将所述动作信号正常地输出至所述燃料泵控制装置并且正常地控制所述发动机。

13.一种通过使用发动机控制装置和燃料泵控制装置来控制发动机的燃料供给控制方法，所述发动机设置有燃料喷射阀、用于将燃料泵送至所述燃料喷射阀的燃料泵和用于检测发送至所述燃料喷射阀的燃料的压力的燃料压力传感器，所述发动机控制装置用于控制所述燃料喷射阀并且所述燃料泵控制装置用于控制所述燃料泵，所述方法包括如下步骤：

将来自所述燃料压力传感器的输出信号输入至所述发动机控制装置；

通过所述发动机控制装置来计算用于所述燃料泵的动作信号；

通过所述发动机控制装置将所述动作信号输出至所述燃料泵控制装置；

将从所述燃料泵控制装置输出的诊断信号输入至所述发动机控制装置；

将所述动作信号输入至所述燃料泵控制装置；

通过所述燃料泵控制装置来计算所述燃料泵的操纵量；

通过所述燃料泵控制装置将所述操纵量输出至所述燃料泵；

通过所述燃料泵控制装置来诊断在所述动作信号的输入中是否发生异常；

通过所述燃料泵控制装置将至少表示在所述动作信号的输入中是否发生异常的诊断信号输出至所述发动机控制装置；

通过所述发动机控制装置来诊断在所述诊断信号的输入中是否发生异常；

基于来自所述燃料压力传感器的输出信号，通过所述发动机控制装置来诊断在燃料压力的控制中是否发生异常；

基于所述诊断信号，通过所述发动机控制装置来判断在所述燃料泵控制装置中的所述动作信号的输入中否发生异常；以及

基于在所述诊断信号的输入中是否发生异常、在所述燃料压力的控制中是否发生异常、以及在所述燃料泵控制装置中的所述动作信号的输入中是否发生异常，通过所述发动机控制装置来执行故障保护功能。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括如下步骤：

当在所述动作信号的输入中发生异常时，通过所述燃料泵控制装置恒定地固定所述操纵量。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，执行所述故障保护功能的所述步骤包括如下步骤：

当所述诊断信号的输入被正常地执行并且在所述动作信号的输入中发生异常时，作为所述故障保护功能，禁止在高负荷-高转速区域内的发动机运行。

16.根据权利要求13或14所述的方法，其中，执行所述故障保护功能的所述步骤包括如下步骤：

当作为在所述燃料压力控制中的异常的在压力升高控制中发生异常时，作为所述故障保护功能，禁止在高负荷-高转速区域内的发动机运行并且通过设定所述动作信号来将所述燃料压力控制在低于正常值的区域内。

17.根据权利要求13或14所述的方法，其中，执行所述故障保护功能的所述步骤包括如下步骤：

当作为在所述燃料压力控制中的异常的在压力降低控制中发生异常时，作为所述故障保护功能，禁止在低空气量区域内的发动机运行。

18.根据权利要求13或14所述的方法，其中，执行所述故障保护功能的所述步骤包括如下步骤：

当在所述诊断信号的输入中发生异常并且所述燃料压力控制被正常地执行时，正常地输出所述动作信号并且正常地控制所述发动机。

19.根据权利要求13或14所述的方法，其中，执行所述故障保护功能的所述步骤包括如下步骤：

当所述诊断信号的输入被正常地执行并且在所述动作信号的输入中发生异常时，作为所述故障保护功能，禁止在高负荷-高转速区域内的发动机运行；

当作为在所述燃料压力控制中的异常的在压力升高控制中发生异常时，作为所述故障保护功能，禁止在所述高负荷-高转速区域内的发动机运行并且通过设定所述动作信号来将所述燃料压力控制在低于正常值的区域内；

当作为在所述燃料压力控制中的异常的在压力降低控制中发生异常时，作为所述故障保护功能，禁止在低空气量区域内的发动机运行；以及

当在所述诊断信号的输入中发生异常并且所述燃料压力控制被正常地执行时，正常地输出所述动作信号并且正常地控制所述发动机。

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