CN101025125B - 反转进气歧管的保护系统和保护方法 - Google Patents

反转进气歧管的保护系统和保护方法 Download PDF

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Abstract

一种保护混合推进系统的发动机进气歧管的方法，该混合推进系统包括电机，该方法包括：检测发动机反转；使反转的发动机的燃料喷射器停止运行；使反转的发动机的火花塞停止运行；然后确认发动机反转的停止。

Description

反转进气歧管的保护系统和保护方法
技术领域
本发明涉及内燃机，特别涉及在发动机反转过程中保护进气歧管的系统和方法。
背景技术
通常，内燃机运行于四种模式：吸入模式、压缩模式、燃烧模式和排气模式。在发动机反转过程中，发动机循环以逆序执行，使得吸入模式跟随在压缩模式之后。例如，当停止的发动机重新开始启动时，在制动的瞬间发动机可具有先前处于压缩模式的气缸。气缸内压缩压力会相反地将活塞朝着下止点(BDC)推动。当发动机加速时，注入燃料的气缸会经历点燃过程，并且会加速反转。
常规发动机很少会反转很长的时间段，扭矩控制系统能限制反转持续的时间。然而，在混合电推进系统中问题出现得比较频繁。外力(比如电机)可使得内燃机以较高速度反转较长的持续时间段。常规的扭矩控制系统不能在这些情况下控制扭矩。
如果发生反转，会损坏发动机部件如进气歧管。反转会使得压缩空气/燃料混合物在吸入冲程过程中通过敞开的吸入阀而回流到进气歧管。进气歧管中的压力增大。如果反转进一步发生，压力则进一步增大而引起进气歧管的损坏。
除了损坏进气歧管，发动机的反转还会引起诸如轴承磨损过度、衬垫损坏、连接到进气歧管的软管和传感器的损坏等问题。
发明内容
一种保护混合推进系统的发动机进气歧管的方法，该混合推进系统包括电机，该方法包括：检测发动机反转；使反转的发动机的燃料喷射器停止运行；使反转的发动机的火花塞停止运行；接着，确认了发动机反转的停止。
在另一特征中，该方法包括将反转通知给诊断模块。
在另一特征中，在执行检测反转步骤之后，操纵电机使其停止运行，其中，该操纵电机使其停止运行步骤进一步包括操纵电机使其开始正转。
在另一特征中，该方法包括：在确认执行了使发动机反转被停止之后，操纵燃料喷射器使其重新启用，且操纵火花塞使其重新启用。
在其它特征中，检测反转步骤包括将实际凸轮传感器信号和期望的凸轮传感器信号进行比较。其中，期望的凸轮传感器信号基于实际凸轮传感器信号和曲轴传感器信号而确定。
在其它特征中，将该期望的凸轮传感器信号设置成预先储存的实际凸轮传感器信号，并且其中检测反转步骤进一步包括：当发动机在第一、第二区域的至少一者中运行且凸轮轴和曲轴同步时，将实际凸轮传感器信号的状态与期望的凸轮传感器信号状态进行比较。
在其它特征中，将该期望的凸轮传感器信号设置成期望的反转凸轮传感器信号，并且，其中检测反转步骤进一步包括：当凸轮轴和曲轴不同步时，对于相对于特定气缸上止点的选定的曲轴转角区域，将实际凸轮传感器信号缘与期望的凸轮传感器信号缘进行比较。
基于随后的具体描述，本发明的其它应用领域将变得明显。应当理解，该具体描述和特定实施例虽然表明是本发明的优选实施例，但是仅仅是示例性目的，不试图限制本发明的范围。
附图说明
基于以下的详细描述和附图，本发明将变得更加明晰，其中：
图1是包含本发明进气歧管保护系统的混合推进系统示意图；
图2是一个流程图，示出了识别推进系统的发动机反转的步骤；以及
图3是一个流程图，示出了本发明进气歧管保护方法。
具体实施方式
下述对于优选实施例的描述仅仅是本质上的示例性描述，而不试图限制本发明、本发明的应用或者用途。为明晰起见，相同的附图标记将在附图中用于标示相同的元件。如在此所用，用语模块指特定应用的集成电路(ASIC)、电路、执行一种或一种以上软件程序或者防火墙程序的处理器(共享、专用或者成组)和记忆体、组合逻辑电路、和/或其它适宜的提供所期望功能的部件。
参考图1，发动机推进系统10包括燃烧空气和燃料的混合物以产生驱动扭矩的发动机12。空气通过节气门16被吸入进气歧管14。电子地控制该节气门16以调节进入到进气歧管14的气流量。在进气歧管14内的空气分布在气缸18中。尽管示例了四个气缸18，应当理解，本发明发动机推进系统可在具有多个气缸的发动机中实施，该多个气缸包括但不限于2个、3个、5个、6个、8个、10个、12个和16个气缸。
燃料喷射器20通过进气口将与空气混合的燃料喷射进气缸18中。进入阀22选择性地开和关以使得空气/燃料混合物进入气缸18。进入阀位置通过进气凸轮轴24来调节。活塞(图未示)压缩位于气缸18中的空气/燃料混合物。火花塞26点燃该空气/燃料混合物，以驱动位于气缸18中的活塞。活塞驱动曲轴28以产生驱动扭矩。
当排气阀32处于打开位置时，气缸18内的燃烧废气的排放通过排气歧管30而被驱出。该排气阀位置由排气凸轮轴34来调节。排气在排气系统(图未示)中进行。尽管示出了单个的进入阀22和排气阀32，应当理解，发动机12的每个气缸18可包括多个进入阀22和多个排气阀32。电机3 6提供了旋转发动机12的曲轴28的所需备用动力源。控制模块38感知来自发动机系统的输入，并且通过控制上述推进系统10的部件而作出响应。
控制模块38可通过评定由凸轮传感器40所产生的脉冲串信号和由曲轴传感器41所产生的脉冲串，来确定何时发动机12处于反转运行。现在参考图1和图2，本发明的由控制模块38所执行的控制流程将被更加详细地描述。为了检测发动机12的反转，控制首先确定发动机的位置，该位置表明凸轮轴24和曲轴28是否同步。为明晰起见，以下论述与进气凸轮轴24(下称凸轮轴24)相关。能理解，类似的方法也可用于排气凸轮轴34。
步骤100中，传感器感知凸轮轴24和曲轴28的位置。凸轮轴24的位置相对于曲轴28的位置而确定。如果凸轮轴和曲轴的状态符合预定模式且发动机持续其自身的正转，则凸轮轴和曲轴同步，其中该发动机自身的正转通过曲轴速来测量。在步骤110中，如果凸轮轴24和曲轴28同步，则对于由凸轮轴24的第一和第二角度所确定的可选区域，在步骤120中评定凸轮轴信号的状态。信号的状态可以为高状态或者低状态。在步骤120中，在该可选区域中，如果实际的凸轮信号状态符合先前感知的凸轮信号状态，则在步骤130中，发动机12正向旋转。反之，在该可选区域中，如果实际的凸轮信号状态不符合先前感知的凸轮信号状态，则在步骤140中，发动机12反向旋转。
再回到步骤110，反之，如果凸轮轴24和曲轴28不同步，则在步骤150和步骤160中，在由曲轴位置的第一和第二角度所确定的区域中，评定凸轮传感器的信号缘，其中该曲轴位置的第一和第二角度以气缸18的上止点为参照。参照气缸18是可选择的。信号缘可以是由低到高或者有高到低。在步骤150中，对于所述区域，如果实际的凸轮轴信号缘符合期望的反转凸轮轴信号缘，则在步骤140中，发动机12反向旋转。反之，在步骤160中，对于所述区域，如果实际的凸轮轴信号缘符合期望的正转凸轮轴信号缘，则在步骤130中，发动机12正向旋转。反之，在步骤170中，发动机12的旋转不确定。可根据凸轮轴的角度来选择所期望的正转凸轮轴信号缘和所期望的反转凸轮轴信号缘。
现在参考图1和图3，一旦控制确定发动机12正在反转，随后就要采取行动以保护进气歧管14。图3的流程图示出了控制模块38所执行的步骤。在步骤200中，控制操纵电机36以停止反转。在步骤210中，通过操纵燃料喷射器20停止运行而使得燃料丧失功能。在步骤220中，通过操纵火花塞26停止打火而使无法产生火花。步骤210和步骤220的动作可能同时发生。在步骤230中，执行将反转情况通知给板载诊断模块的控制。如果该诊断模块确定要进行诊断，则该诊断模块可设置诊断规则并履行任何诊断功能。一旦反转停止(步骤240)，则在步骤250中，通过操纵燃料喷射器20喷射燃料，使得燃料重新被启用，通过操纵火花塞26点火而重新使得产生火花成为可能(步骤260)，接着退出循环。
基于上述描述，本领域技术人员能理解，能够以各种不同形式来实施本发明宽泛的教导。因此，尽管本发明已结合其特定实施例进行了阐述，但是本发明的真正范围不该限制于此，因为对于本领域技术人员来说，通过研究附图、说明书和权利要求书，其它变更将变得明显。

Claims (19)

1.一种保护混合推进系统的发动机进气歧管的方法，该混合推进系统包括电机，该方法包括以下步骤：
检测发动机的反转；
操纵反转发动机的燃料喷射器使其停止运行；
操纵反转发动机的火花塞使其停止运行；
操纵电机使其停止运行；以及
确认所述发动机反转已经停止。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将所述反转通知给诊断模块。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，该操纵电机使其停止运行步骤进一步包括操纵所述电机使其开始正转。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：在确认所述发动机反转已经停止之后，操纵所述燃料喷射器使其重新启用，且操纵所述火花塞使其重新启用。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，检测反转包括将实际凸轮传感器信号和期望的凸轮传感器信号进行比较，并且，其中所述期望的凸轮传感器信号基于所述实际凸轮传感器信号和曲轴传感器信号而确定。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，将该期望的凸轮传感器信号设置成一个预先储存的实际的凸轮传感器信号，并且，其中检测反转进一步包括：当所述发动机在由凸轮轴的第一和第二角度所确定的可选区域中运行且凸轮轴和曲轴同步时，将所述实际凸轮传感器信号的状态与先前感知的凸轮传感器信号的状态进行比较。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，将该期望的凸轮传感器信号设置成期望的反转凸轮传感器信号，并且，其中检测反转进一步包括：当凸轮轴和曲轴不同步时，对于相对于特定气缸上止点的选定的曲轴转角区域，将实际凸轮传感器信号缘与期望的凸轮传感器信号缘进行比较。
8.一种用于带有内燃机与电机的混合推进系统的进气歧管的保护系统，该进气歧管的保护系统包括：
提供燃料到发动机气缸的燃料喷射器；
提供火花到所述发动机的所述气缸的火花塞；
控制模块，其确定何时所述发动机处于反转运行，并且当所述发动机反转时操作所述燃料喷射器和所述火花塞使其关闭；
其中当所述发动机反转时，所述控制模块操纵所述电机使其停止运行。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述发动机进一步包括曲轴，并且其中所述电机连接到所述曲轴，并且，其中在所述电机停止运行之后，所述控制模块操纵所述电机将所述曲轴正向旋转。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制模块将所述反转通知给诊断模块。
11.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制模块确认所述发动机何时返回到正向旋转。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制模块操纵所述火花塞使其重新启用，且操纵所述燃料喷射器使其重新启用。
13.一种用于包含发动机和电机的混合推进系统的进气歧管的保护系统，该发动机在反向旋转方向运行，该进气歧管的保护系统包括：
连接到发动机的凸轮传感器，该凸轮传感器产生凸轮传感器信号；
连接到所述发动机的曲轴传感器，该曲轴传感器产生曲轴传感器信号；以及
控制模块，其接收所述凸轮传感器信号和所述曲轴传感器信号，并且基于所述凸轮传感器信号和所述曲轴传感器信号来检测何时所述发动机处于反向旋转运行，并且当所述发动机在所述反向旋转运行时发送停止运行命令到所述电机。
14.根据权利要求13所述的系统，进一步包括至少一个火花塞，其中所述控制模块发送所述停止运行命令到所述至少一个火花塞。
15.根据权利要求14所述的系统，进一步包括至少一个燃料喷射器，其中所述控制模块发送所述停止运行命令到所述至少一个燃料喷射器。
16.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制模块进一步发送正向命令到所述电机。
17.根据权利要求13所述的系统，进一步包括诊断模块，其中所述控制模块将所述反转通知给所述诊断模块。
18.根据权利要求13所述的系统，其中所述控制模块确认所述发动机的所述反转已经停止。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述控制模块操纵开始运行命令。
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