CN111164291A

CN111164291A - 车辆发动机的旋转方向的检测

Info

Publication number: CN111164291A
Application number: CN201880065583.2A
Authority: CN
Inventors: Y.阿尼斯; J.莱费夫尔
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2020-05-15
Anticipated expiration: 2038-10-08
Also published as: US20200340412A1; WO2019073153A1; US10954870B2; FR3072124A1; FR3072124B1; CN111164291B

Abstract

本发明的主题是一种用于检测机动车辆的发动机的曲轴的旋转方向的方法。该检测方法特别地包括：当曲轴处于曲轴的低角度位置（Ө_B）和高角度位置（Ө_H）之间的预先确定的第二角度位置（Ө₂）时，命令（E5_B）关闭用于将燃料引入高压泵的控制阀的步骤；测量（E7_B）高压轨道中的第二压力值（P₂）的步骤；以及如果测量的第二压力值（P₂）大于或等于期望压力值（P_A），则检测（E10）到曲轴的标称旋转方向、或者如果测量的第二压力值（P₂）小于所述期望压力值（P_A），则检测（E10）到曲轴的反向旋转方向的步骤。

Description

车辆发动机的旋转方向的检测

技术领域

本发明涉及燃烧发动机的旋转领域，并且更确切地涉及一种用于检测燃烧发动机的旋转方向的方法和系统，以便当发动机沿反向方向转动时限制向发动机的气缸中的燃料喷射。

本发明特别地旨在检测车辆的燃烧发动机的旋转方向，这是通过在曲轴未配备双向位置传感器且凸轮轴的位置传感器有缺陷或不存在的情况下检测所述发动机的这种曲轴的旋转方向而实现的。本发明尤其旨在限制损坏发动机飞轮的风险。

背景技术

已知，机动车辆的燃烧发动机具有空心气缸，每个气缸界定燃烧室，空气和燃料的混合物被喷射到该燃烧室中。该混合物在气缸中被活塞压缩并且被点燃，从而引起活塞在气缸内的平移移位。活塞在发动机的每个气缸中的移位驱动称为“曲轴”的驱动轴旋转，使得可以经由传动系统驱动车辆的车轮旋转。具体地，这样的曲轴连接到一个或多个飞轮，该飞轮配置成存储和释放由于其旋转而产生的动能。

更具体地，四冲程发动机对于每个气缸依次包括四个运行阶段：空气和燃料进入气缸的燃烧室中的进气阶段、所获得的混合物的压缩阶段（在该阶段结束时混合物将进行其燃烧）、由混合物燃烧产生的气体的膨胀阶段（其产生活塞的推力）、以及气体排出到燃烧室外的排出阶段。

混合物的空气通过一个或多个进气阀喷射到燃烧室中，该进气阀规则地打开（在进气阶段期间）和关闭（在其他阶段期间）。类似地，由空气和燃料的混合物产生的气体在排气阶段通过一个或多个排气阀排出。已知，这些阀的打开和关闭是借助于一个或多个凸轮轴实现的。更具体地，阀连接到一个或多个凸轮轴，其允许使阀的移位同步，以便相继进行它们的打开和关闭。每个凸轮在凸轮轴上的角度位置是预先确定的，从而允许燃烧室以同步的方式运行。更具体地，由于凸轮轴的每个凸轮包括预先确定数量的凸角，这使得可以通过旋转而依次地致动每个进气阀的打开和关闭。

为了使它们同时地开始旋转，曲轴和凸轮轴例如通过皮带连接。当车辆正在行驶时，也就是说，当发动机正在运行时，曲轴和凸轮轴自身转动，以驱动气缸中每个活塞的连续推力以及进气阀和排气阀的打开或关闭。当发动机运行时，因此一般地称为发动机转动。发动机的这种旋转并且因此发动机的每个元件（曲轴、凸轮轴）的这种旋转由标称旋转方向和反向旋转方向限定。

当发动机运行时，发动机的每个元件都沿标称方向转动，从而允许发动机良好运行和车辆向前行驶。但是，当发动机转速低（称为“怠速”），例如小于1200 rpm时，在某些情况下可以暂时使发动机的旋转反向。

实际上，举例来说，当车辆正在起动时，发动机首先经由起动器运行，因此发动机转速约为300 rpm（每分钟转数）。如果由燃料燃烧产生的扭矩不足以起动发动机，发动机熄火，导致发动机反弹。实际上，由于旋转的飞轮已经存储了动能，因此发动机的突然停止不允许它们耗散所存储的能量，从而引起反弹的现象。根据图1所示的另一个示例，如果车辆接近停止并且发动机没有熄火，则发动机转速（rpm）会随着时间（t）逐渐降低，直到发动机各元件的旋转完全停止为止（曲线A）。相反，如果发动机熄火，则它经受反弹，这由其旋转的暂时反向（曲线B）表示。

发动机元件的旋转方向的这种反向会导致对连接至曲轴的飞轮的损坏，且从而导致发动机故障。因此，通过确定发动机的元件的位置来检测所述元件的旋转方向是适当的，以便防止反向旋转。

已知，曲轴的位置由传感器确定，该传感器允许在0°至360°的范围内测量曲轴的角度位置。为此，曲轴包括齿轮，尺寸具有预先确定的数量的、规则间隔开的齿，以及与对应于被称为曲轴的“参考”位置的无齿空隙。当曲轴被驱动旋转时，安装成面对这种齿轮的传感器被配置成将表示检测到齿的信号有规律地传输到车辆的计算机。当传感器位于无齿空隙的对面时，它不会将任何信号传输到计算机，当在预先确定的时间间隔期间未传输表示齿的存在的信号时，计算机将确定曲轴的参考位置。

根据现有技术，一些曲轴配备有双向位置传感器，该双向位置传感器配置成允许确定曲轴的位置而不管其旋转方向如何。因此，这种传感器使得可以直接检测曲轴的反向旋转方向。然而，这种传感器是昂贵的并且需要特定的技术，这不适用于所有的车辆发动机。

当曲轴不包括双向传感器时，曲轴的旋转方向可以以已知的方式借助于与凸轮轴关联的位置传感器来确定。实际上，凸轮轴的角度位置可以借助于安装在所述凸轮轴上的齿轮和布置成面对所述齿轮的凸轮轴传感器来确定。凸轮轴的这种齿轮以已知的方式包括一系列具有预先确定的宽度和间隔的齿。实际上，参考图2，凸轮轴的齿轮151包括具有不同的预先确定的宽度的多个齿，例如四个齿T、U、V、W，每个齿T、U、V、W之间的间隔同样为预先确定的。齿T、U、V、W的这种不同的宽度使得可以借助于凸轮轴传感器在任何时刻获知齿轮151的位置以及因此凸轮轴的位置。由于凸轮轴连接到曲轴13，因此通过检测凸轮轴的位置可以在任何时刻确定曲轴13的位置，以便检测曲轴13的反向旋转。然而，这种凸轮轴传感器价格昂贵，且因此未一贯地安装在发动机上。此外，当存在这种凸轮轴传感器时，它可能是有缺陷的。因此，在不存在凸轮轴传感器或凸轮轴传感器有缺陷、并且不存在双向曲轴传感器的情况下，则无法确定发动机元件的旋转方向，这就是一个缺点。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提出一种简单、可靠和有效的解决方案来克服这些缺点，该解决方案允许确定机动车辆的曲轴的旋转方向，尤其是在不存在双向曲轴传感器并且在不存在凸轮轴传感器或凸轮轴传感器有缺陷的情况下，而不将燃料喷射到气缸中。

本发明的目的尤其是避免由于发动机的反向旋转而损坏飞轮，同时限制这种发动机的污染水平。

为此，本发明首先涉及一种用于检测机动车辆的燃烧发动机的曲轴的旋转方向的方法，所述车辆包括燃烧发动机，其包括多个气缸，喷射模块和控制模块，所述喷射模块包括用于将燃料喷射到所述气缸中的高压轨道、能够将燃料泵送到所述高压轨道中的液压高压泵、由所述控制模块控制的用于将燃料引入所述高压泵的控制阀、用于测量所述高压轨道中的压力的测量传感器，所述高压泵包括用于泵送燃料的至少一个活塞，所述活塞配置成在所述高压泵中在上死点位置和下死点位置之间滑动，所述发动机还包括以其相对于参考位置所限定的角度位置为特征的曲轴和用于测量曲轴的所述角度位置的测量传感器，所述曲轴以以下各者为特征：标称旋转方向；反向旋转方向；称为“低”角度位置的角度位置，该角度位置对应于用于泵送的活塞的下死点位置；以及称为“高”角度位置的角度位置，该角度位置对应于用于泵送的活塞的上死点位置。所述方法的特征在于，其包括以下步骤：

•检测曲轴的参考位置，

•通过控制模块基于检测到的曲轴的参考位置而确定曲轴的低角度位置和高角度位置，

•检测经确定的所述低角度位置，

•当曲轴处于在低角度位置和高角度位置之间的预先确定的第一角度位置时，命令关闭高压泵的控制阀并且测量高压轨道中的第一压力值，

•当曲轴处于在第一角度位置和高角度位置之间的预先确定的第二角度位置时，命令关闭高压泵的控制阀并测量高压轨道中的第二压力值，并且

•如果测量的第二压力值大于或等于预先确定的期望压力值（取决于第一压力值），则检测到曲轴的标称旋转方向；或者如果测量的第二压力值小于预先确定的所述期望压力值，则检测到曲轴的反向旋转方向。

根据本发明的方法有利地使得可以检测曲轴的反向旋转方向，从而可以限制发动机的反向旋转，有利地限制了损坏发动机飞轮的风险。

优选地，对于在用于泵送的活塞的下死点和上死点之间的曲轴的两个角度位置执行这样的方法，以便跟踪高压轨道中的压力变化并由此检测出这种压力变化的故障，也就是说，与曲轴沿其标称旋转方向转动时通常观察到的变化不同的压力变化。

根据本发明的方面，该方法还包括基于第一压力值计算期望压力值的步骤。

根据本发明的特征，期望压力值对应于在曲轴的第一角度位置处测量的第一压力值减去预先确定的第一压力变化（该第一压力变化对应于从高压轨道向所述多个气缸中的气缸中喷射燃料），增加预先确定的第二压力变化（该第二压力变化对应于从高压泵向高压轨道中添加燃料）。期望压力值的这种计算使得可以考虑在发动机的标称运行期间高压轨道中的理论压力变化，在发动机的标称运行期间，预先确定量的燃料有规律地添加到高压轨道中，并且预先确定量的燃料有规律地从高压轨道中排出。

优选地，曲轴的第一角度位置对应于在0°至90°之间、优选为90°的相对于参考位置的第一角度，并且曲轴的第二角度位置对应于在90°至180°之间、优选为180°的相对于参考位置的第二角度，这是在发动机包括四个气缸以及安装在包括四个凸角的凸轮上的高压泵的情况下。

根据本发明的优选方面，发动机的特征在于旋转速度，所述旋转速度小于1200rpm，对应于有利于出现发动机反向旋转的低的旋转速度。

有利地，用于泵送的活塞的位置以多个下死点和多个上死点为特征，每个上死点跟随一个下死点，每个步骤对于在每个下死点（包括在内）和跟随的所述上死点（排除在外）之间的用于泵送的活塞的位置而重复，以便在每个下死点与每个上死点之间有规律地实施该方法。

优选地，每个步骤在曲轴的角度位置的每360°处重复一次。

可替代地，每个步骤每50毫秒重复一次。

优选地，控制阀是数字阀。

本发明还涉及一种用于检测机动车辆的燃烧发动机的曲轴的旋转方向的系统，该系统包括：

- 燃烧发动机，其包括：

•多个气缸

•曲轴，以其相对于参考位置（D₀）所限定的角度位置（Ө）为特征，以及

•用于测量曲轴的所述角度位置（Ө）的测量传感器（16），

•喷射模块，其包括：

•用于将燃料喷射到所述气缸中的高压轨道，

•能够将燃料泵送到所述高压轨道中的液压高压泵，所述高压泵包括用于泵送燃料的至少一个活塞，所述活塞被配置成在所述高压泵中在上死点位置和下死点位置之间滑动，所述曲轴以以下各者为特征：标称旋转方向；反向旋转方向；称为“低”角度位置的角度位置，该角度位置对应于用于泵送的活塞的下死点位置；以及称为“高”角度位置的角度位置，该角度位置对应于用于泵送的活塞的上死点位置，

•用于将燃料引入所述高压泵的控制阀，以及

•用于测量所述高压轨道中的压力的测量传感器，以及

- 控制模块，其配置成：

•命令打开和/或关闭所述控制阀，

•确定曲轴的低角度位置和高角度位置，

•确定高压轨道中的期望压力值，

•接收并存储测量的压力值，以及

•通过比较所述期望压力值和在高压轨道中测量的、存储的所述压力值来确定曲轴的旋转方向，以便检测发动机的反向旋转。

优选地，控制阀是数字阀。

最后，本发明涉及一种机动车辆，其包括燃烧发动机和如上所述的用于检测所述发动机的旋转方向的系统。

附图说明

图1示意性地示出了在常规停止期间和发动机突然熄火期间燃烧发动机的旋转速度随时间的变化，示出了发动机的反向旋转现象。

图2示意性地示出了凸轮轴齿轮，并且示出了根据现有技术的基于凸轮轴传感器的曲轴位置的确定。

图3示意性地示出了根据本发明的系统的实施例。

图4是图3中的系统的示意图，详细示出了车辆的发动机。

图5是图3中的系统的示意图，详细示出了喷射模块。

图6A和6B示意性地示出了高压泵的活塞的上死点位置和下死点位置。

图7A、7B和7C示意性地示出了由凸轮致动的活塞泵的运行的示例。

图8以曲线图的形式示出了高压泵中的用于泵送的活塞的位置随曲轴位置而变化的示例。

图9示意性地示出了根据本发明的方法的实施例。

具体实施方式

下面将以在机动车辆中的实施为目的而介绍本发明。然而，本发明还涉及在不同情况下的任何实施方式，特别是对于包括需要确定旋转方向的燃烧发动机的任何车辆。

1 /系统1

参考图3，根据本发明的一种表示形式的系统1包括机动车辆的燃烧发动机10、喷射模块20和用于控制喷射模块20的控制模块30。

a.发动机10

如图4中示意性所示，以已知的方式，燃烧发动机10包括多个气缸11，每个气缸界定燃烧室11A，活塞12在该燃烧室中滑动，活塞的运动由气体的压缩和膨胀驱动，气体是由引入燃烧室11A中的空气和燃料的混合物的压缩而产生的。

提醒一下，空气和气体分别通过进气阀14A和排气阀14B引入和排出，在该示例中，进气阀14A和排气阀14B连接至单个凸轮轴15。然而，车辆的发动机10当然也可以包括两个凸轮轴15，一个用于进气阀14A，而另一个用于排气阀14B。类似地，在该示例中，每个气缸11连接至一个进气阀14A和一个排气阀14B；然而，每个气缸11也可以连接到多个进气阀14A和多个排气阀14B。开始旋转的凸轮轴15交替地允许每个燃烧室11A的进气阀14A和排气阀14B的打开和关闭。

一组活塞12连接到曲轴13，由每个活塞12的推力而实现的曲轴13的旋转允许由飞轮（未示出）存储动能，从而驱动车辆的车轮旋转。曲轴13包括齿轮130，齿轮130具有预先确定的数量的、规则间隔开的齿以及与曲轴13的参考位置D₀相对应的无齿空隙。由于这种齿轮130本身是已知的，因此这里将不再赘述它。

位置传感器16安装成面对齿轮130，以便允许在曲轴13被驱动旋转时检测参考位置D₀并由控制模块30计算从参考位置D₀开始行进通过位置传感器16前面的齿的数量。更具体地，位置传感器16传递表示齿的通过的信号，其允许控制模块30确定曲轴13的从0°到360°的角度位置Ө。可替代地，在不限制本发明的范围的情况下，位置传感器16本身可以检测参考位置D₀、计数齿并将这些信息发送到控制模块30。

为了允许发动机10的运行，这种发动机10的每个元件（例如凸轮轴15和曲轴13）都沿标称旋转方向转动。

b.喷射模块20

喷射模块20允许将燃料引入燃烧室11A中。为此，喷射模块20连接至控制模块30（例如，车辆的主计算机），并且包括参考图5的高压泵21，该高压泵21配置成将燃料泵送到高压轨道22中，高压轨道22连接到多个喷射器23。喷射模块20还包括用于将燃料引入高压泵21中的控制阀24和压力传感器25。

优选地，高压泵21包括内部的用于泵送的活塞210，其配置成控制燃料的流量，从而调节喷射模块20中的压力。为此，如图6A和6B中的示例所示，这种用于泵送的活塞210在高压泵21中在通常称为“上死点”的高位置Z_H和通常称为“下死点”的低位置Z_B之间规则地滑动。在该示例中，高压泵21包括单个的用于泵送的活塞210，然而，不言而喻，高压泵21可以包括不同数量的（例如两个）用于泵送的活塞210。

如上所述，由于高压泵21安装成与曲轴13同步，因此，用于泵送的活塞210的下死点Z_B和上死点Z_H对应于曲轴13的已知的角度位置Ө_B，Ө_H，角度位置Ө_B，Ө_H是由控制模块30基于由位置传感器16检测到的参考位置D₀确定的。为了清楚起见，将这些角度位置分别称为“低角度位置”Ө_B和“高角度位置”Ө_H，以便允许在用于泵送的活塞210和曲轴13的位置之间快速且容易地关联。

因此，用于泵送的活塞210配置成在高压泵21中在上死点Z_H和下死点Z_B之间规则地移位，以便允许当控制阀24打开时将燃料引入高压泵21中，然后通过输送回路进行输送。

实际上，如图7A、7B和7C所示，燃料通过控制阀24被引入高压泵21中，该控制阀根据其打开或关闭状态允许将燃料引入高压泵21中，由此能够控制燃料的流量。因此，当控制阀24打开时，如图7A和7B所示，用于泵送的活塞210的移位导致燃料的引入和输送，而不增加高压泵21中的压力。然而，当控制阀24关闭时，如图7C所示，由凸轮轴15的凸轮150驱动的用于泵送的活塞210上升到上死点Z_H并压缩引入到高压泵21中的燃料。压力升高，导致用于与高压轨道22连接的活门211的打开，从而导致将燃料引入高压轨道22中，且从而使高压轨道22中的压力升高。

这样的控制阀24优选地是数字流量阀，其允许更精确地控制高压泵21中的燃料的流量，并因此调节高压轨道22中的压力。另外，在该示例中，控制阀24是包括在高压泵21中的；然而，不言而喻，控制阀24可以在高压泵21的外部，如图5所示。

特别地，高压泵21配置成借助于控制阀24、以与曲轴13的一个或多个限定位置同步的方式升高压力，从而允许高压轨道22中的压力升高。

这种高压轨道22被配置成允许来自高压泵21的燃料经由喷射器23分配到发动机10的一组气缸11中。

其中的进气阀14A打开的燃烧室11A的喷射器23被激活，以便在该示例中允许同时将空气和燃料的混合物引入燃烧室11A中。

为了能够实施本发明，喷射模块20还包括压力传感器25，该压力传感器25连接至高压轨道22并且配置成测量高压轨道22中的压力。

总之，在发动机10的标称运行（即，沿发动机10的标称旋转方向）期间，控制阀24配置成规则地打开和关闭。因此，当其关闭时，用于泵送的活塞210朝上死点Z_H的上升导致高压轨道22中的压力升高。然后，用于泵送的活塞210朝下死点Z_B下降。控制阀24打开。通过喷射器23将燃料喷射到燃烧室11A中的一个中，从而降低高压轨道22中的压力。然后，控制阀24再次关闭，导致从高压泵21朝向高压轨道22中添加燃料。高压轨道22中的压力再次增加。因此，发动机10沿标称旋转方向转动。

当发动机10沿反向方向转动时，也就是说，当曲轴13的旋转方向反向时，如果控制阀24关闭并且用于泵送的活塞210朝上死点Z_H上升，则将燃料引入高压轨道22中，导致由压力传感器25测量的高压轨道22中的压力有规律地上升，曲轴13的旋转方向的反向导致用于泵送的活塞210下降。然后不再将燃料添加到高压轨道22中，并且压力停止增加。然后，压力传感器25测量到高压轨道22中的燃料压力低于如果发动机10已经沿着标称旋转方向运行则将会被测量到的压力。

在该示例中，压力传感器25被配置成将压力测量值传输到控制模块30。

c.控制模块30

控制模块30（在该示例中是车辆的主计算机）使得可以控制燃料的喷射，以便在精确的时刻将燃料添加到限定的燃烧室11A中。为此，计算机配置成操纵控制阀24，以便控制高压泵21中的燃料流量并控制高压泵21的这种控制阀24的关闭，从而允许将燃料引入高压轨道22中。换句话说，计算机配置成在与已知的和先前确定的曲轴13的预先确定的角度位置Ө相对应的给定时刻，命令通过由控制阀24控制的高压泵21将燃料泵送到喷射轨道22中。

实际上，控制模块30配置成基于由测量传感器16检测到的参考位置D₀来确定曲轴的0°至360°的角度位置Ө，从而允许控制模块30确定与高压泵21的用于泵送的活塞210的每个下死点Z_B和每个上死点Z_H的位置相对应的曲轴13的每个低角度位置Ө_B和每个高角度位置Ө_H，如果发动机10沿标称旋转方向转动的话。

控制模块30还被配置成接收由曲轴13的位置传感器16和高压轨道22中的压力传感器25提供的数据，并存储所接收的压力值P。

因此，控制模块30配置成在每个时刻、在用于泵送的活塞210的下死点Z_B和上死点Z_H之间、确定期望压力值P_A，期望压力值P_A对应于：如果发动机10在任何时刻都沿其标称旋转方向转动的话，在高压轨道22中测量的压力值P。换句话说，当用于泵送的活塞210在每个时刻在下死点Z_B和上死点Z_H之间上升时，期望压力值P_A对应于高压轨道22中普遍存在的压力值P。

最终，控制模块30被配置成将测量的每个压力值P与期望压力值P_A进行比较，并且确定曲轴13是沿标称旋转方向还是沿反向旋转方向转动。

2 /方法

现在将参考图8和图9在示例性实施例中描述本发明。用于确定曲轴13的旋转方向的方法使得可以确定发动机10的旋转方向。

在该示例中，该方法首先包括起动发动机10的步骤E0，从而可以致动曲轴13的旋转。

优选地，发动机10的特征在于旋转速度，所述旋转速度小于1200rpm（发动机10的怠速），对应于有利于出现发动机10的反向旋转的低的旋转速度。

位置传感器16然后在步骤E1中通过检测齿轮130上的无齿空隙来检测曲轴13的参考位置D₀。然后将参考位置D₀的检测信号发送到控制模块30 ，在此示例中为车辆的主计算机。

在该示例中，位置传感器16检测曲轴13的参考位置D₀，并将这种参考位置D₀的检测信号传输到控制模块30。然而，不言而喻，位置传感器16当然可以检测齿轮130的每个齿并有规律地将检测到齿的存在的信号传输到控制模块30，在这种情形中，当在预先确定的持续时间期间未由位置传感器16发送任何信号时，则控制模块30检测到曲轴13的参考位置D₀。

当控制模块30接收到检测到曲轴13的参考位置D₀的信息时，所述控制模块30在步骤E2中确定曲轴13的低角度位置Ө_B和高角度位置Ө_H，低角度位置Ө_B和高角度位置Ө_H分别对应于高压泵21中的用于泵送的活塞210的下一个下死点Z_B和下一个上死点Z_H（当发动机10沿其标称旋转方向转动时），如图8所示。然后优选地在用于泵送的活塞210在高压泵21中的上升阶段期间实施该方法。

在步骤E3中，在检测到对应于用于泵送的活塞210的下死点Z_B的曲轴13的低角度位置Ө_B之后，控制模块30在步骤E4中确定曲轴13的第一角度位置Ө₁和曲轴13的第二角度位置Ө₂，第一角度位置Ө₁对应于相对于参考位置D₀的第一旋转角度，第二角度位置Ө₂对应于相对于参考位置D₀的第二旋转角度。在包括四个气缸11和安装在包括四个凸角的凸轮轴15的凸轮150上的高压泵21的发动机10的示例中，相对于参考位置D₀的第一旋转角度在0°至90°之间，优选地为90°，而相对于参考位置D₀的第二旋转角度在90°和180°之间，优选地为180°。

当曲轴13处于在步骤E5_A中检测到的低角度位置Ө_B和高角度位置Ө_H之间的第一角度位置Ө₁时，控制模块30在步骤E6_A中命令关闭高压泵21的控制阀24，从而允许将燃料添加到高压轨道22中，且从而增加这种高压轨道22中的压力。

在该示例中，控制模块30基于参考位置D₀检测曲轴13的第一角度位置Ө₁，然而，控制模块30还可以触发时间延迟，该时间延迟的持续时间对应于预先确定的时间间隔，例如1毫秒。该时间延迟对应于在检测到参考位置D₀与在高压泵21中上升的用于泵送的活塞210的预先确定的第一位置之间经过的时间。

在步骤E7_A中借助于压力传感器25测量高压轨道22中的压力。然后将第一压力值P₁传输到控制模块30，该控制模块存储该第一压力值P₁。

然后，控制模块30在步骤E5_B中检测曲轴13的第二角度位置Ө₂，该第二角度位置Ө₂在曲轴13的低角度位置Ө_B和高角度位置Ө_H之间，并且严格大于在步骤E6_A中检测到的或先前存储在控制模块30中的第一角度位置Ө₁。

当曲轴13处于第二角度位置Ө₂时，控制模块30在步骤E6_B中命令高压泵21的控制阀24关闭，从而允许将燃料添加到高压轨道22中，且因此这种高压轨道22中的压力增加。

在发动机10的标称运行期间，如果曲轴13沿其标称旋转方向转动，在第一角度位置Ө₁和第二角度位置Ө₂之间，高压轨道22可能已经借助于喷射器23将燃料喷射到燃烧室11A中的一个中。这种喷射对应于代表第一压力变化ΔP₁₁的燃料量。换句话说，在曲轴13的第一角度位置Ө₁和第二角度位置Ө₂之间，高压轨道22中的压力相对于在步骤E5_A中测量的或先前存储在控制模块30中的第一压力值P₁减小了第一压力变化ΔP₁₁。

类似地，如果曲轴13沿其标称旋转方向转动，则用于泵送的活塞210在曲轴13的第一角度位置Ө₁和第二角度位置Ө₂之间继续上升，从而将额外的燃料量引入高压轨道22中。这种额外的燃料量对应于额外的第一压力变化ΔP₂₁。因此，高压轨道22中的压力也相对于第一压力值P₁增加了第二压力变化ΔP₂₁。

总之，在曲轴13的第一角度位置Ө₁和第二角度位置Ө₂之间，如果发动机10沿其标称旋转方向旋转，则高压轨道22中的压力值P等于：P₁ +ΔP₂₁ -ΔP₁₁，对应于当曲轴13处于其第二角度位置Ө₂时在高压轨道22中的压力测量期间的期望压力值P_A。

然后在步骤E7_B中通过压力传感器25测量高压轨道22中的压力。然后将第二压力值P₂传输到控制模块30。

然后，该方法包括由控制模块30计算期望压力值P_A的步骤E8，该期望压力值P_A对应于如果发动机10沿其标称方向转动时在高压轨道22中测量的最小压力值P。

然后在步骤E9中通过控制模块30将在高压轨道22中测量的第二压力值P₂与期望压力值P_A进行比较。

当测量的第二压力值P₂大于或等于期望压力值P_A时，则该方法在步骤E10中确定曲轴13沿其标称旋转方向转动。因此，发动机10沿其标称旋转方向转动OK。

当测量的第二压力值P₂小于期望压力值P_A时，则该方法在同一步骤E10中确定曲轴13沿反向旋转方向转动。因此，发动机10沿反向方向转动NOK。

优选地，在高压泵21中的用于泵送的活塞210的在第一下死点Z_B（包括在内）和第一上死点Z_H（排除在外）之间的上升阶段中，以规则的间隔（例如每50毫秒）重复进行根据本发明的方法。然后，对用于泵送的活塞210的每个下死点Z_B和每个上死点Z_H之间的每个间隔重复此方法。

这样的方法有利地使得可以确定曲轴的旋转方向，从而使得可以检测发动机的反向旋转，特别是在不存在双向曲轴传感器并且不存在凸轮轴传感器或凸轮轴传感器故障的情况下。本发明有利地使得可以限制对这种发动机的飞轮的损坏。

Claims

1.一种用于检测机动车辆的燃烧发动机（10）的曲轴（13）的旋转方向的方法，所述车辆包括具有多个气缸（11）的燃烧发动机（10），喷射模块（20）和控制模块（30），所述喷射模块（20）包括用于将燃料喷射到所述气缸（11）中的高压轨道（22）、能够将燃料泵送到所述高压轨道（22）中的液压高压泵（21）、由所述控制模块（30）控制的用于将燃料引入所述高压泵（21）中的控制阀（24）、用于测量所述高压轨道（22）中的压力的测量传感器（25），所述高压泵（21）包括用于泵送燃料的至少一个活塞（210），所述活塞配置成在所述高压泵（21）中在上死点位置（Z_H）和下死点位置（Z_B）之间滑动，所述发动机（10）还包括以其相对于参考位置（D₀）所限定的角度位置（Ө）为特征的曲轴（13）和用于测量曲轴（13）的所述角度位置（Ө）的测量传感器（16），所述曲轴（13）以以下各者为特征：标称旋转方向；反向旋转方向；称为“低”角度位置（Ө_B）的角度位置，该低角度位置（Ө_B）对应于用于泵送的活塞（210）的下死点位置（Z_B）；以及称为“高”角度位置（Ө_H）的角度位置，该高角度位置（Ө_H）对应于用于泵送的活塞（210）的上死点位置（Z_H），所述方法的特征在于，其包括以下步骤：

•检测（E1）曲轴（13）的参考位置（D₀），

•通过控制模块（30）基于检测到的曲轴（13）的参考位置（D₀）确定（E2）曲轴（13）的低角度位置（Ө_B）和高角度位置（Ө_H），

•检测（E3）经确定的所述低角度位置（Ө_B），

•当曲轴（13）处于在低角度位置（Ө_B）和高角度位置（Ө_H）之间的预先确定的第一角度位置（Ө₁）时，命令（E6_A）关闭高压泵（21）的控制阀（24）并且测量（E7_A）高压轨道（22）中的第一压力值（P₁），

•当曲轴（13）处于在第一角度位置（Ө₁）和高角度位置（Ө_H）之间的预先确定的第二角度位置（Ө₂）时，命令（E6_B）关闭高压泵（21）的控制阀（24）并测量（E7_B）高压轨道（22）中的第二压力值（P₂），并且

•如果测量的第二压力值（P₂）大于或等于取决于第一压力值（P₁）的预先确定的期望压力值（P_A），则检测（E10）到曲轴（13）的标称旋转方向；或者如果测量的第二压力值（P₂）小于预先确定的所述期望压力值（P_A），则检测（E10）到曲轴（13）的反向旋转方向。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括基于第一压力值（P₁）计算（E8）期望压力值（P_A）的步骤。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述期望压力值（P_A）对应于在曲轴（13）的第一角度位置（Ө₁）处测量的第一压力值（P₁）减去对应于从高压轨道（22）向所述多个气缸（11）中的气缸（11）中喷射燃料的预先确定的第一压力变化（ΔP₁₁），增加对应于从高压泵（21）向高压轨道（22）中添加燃料的预先确定的第二压力变化（ΔP₂₁）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，曲轴（13）的第一角度位置（Ө₁）对应于在0°至90°之间、优选为90°的相对于参考位置（D₀）的第一角度，并且曲轴（13）的第二角度位置（Ө₂）对应于在90°至180°之间、优选为180°的相对于参考位置（D₀）的第二角度，这是在发动机（10）包括四个气缸（11）以及安装在包括四个凸角的凸轮（150）上的高压泵（21）的情况下。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述发动机（10）以旋转速度为特征，所述旋转速度小于1200rpm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于泵送的活塞（210）的位置以多个下死点（Z_B）和多个上死点（Z_H）为特征，每个上死点（Z_H）跟随一个下死点（Z_B），每个步骤对于在每个下死点（Z_B）和跟随的所述上死点（Z_H）之间的用于泵送的活塞（210）的位置而重复，其中下死点是包括在内的，而上死点是排除在外的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，每个步骤在所述曲轴（13）的角度位置的每360°处重复一次。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，每个步骤每50毫秒重复一次。

9.一种用于检测机动车辆的燃烧发动机（10）的曲轴（13）的旋转方向的系统（1），其包括：

- 燃烧发动机（10），其包括：

•多个气缸（11），

•曲轴（13），以其相对于参考位置（D₀）所限定的角度位置（Ө）为特征，以及

•用于测量曲轴（13）的所述角度位置（Ө）的测量传感器（16），

- 喷射模块（20），其包括：

•用于将燃料喷射到所述气缸（11）中的高压轨道（22），

•能够将燃料泵送到所述高压轨道（22）中的液压高压泵（21），所述高压泵（21）包括用于泵送燃料的至少一个活塞（210），所述活塞配置成在所述高压泵（21）中在上死点位置（Z_H）和下死点位置（Z_B）之间滑动，所述曲轴（13）以以下各者为特征：标称旋转方向；反向旋转方向；称为“低”角度位置（Ө_B）的角度位置，该低角度位置对应于用于泵送的活塞（210）的下死点位置（Z_B）；以及称为“高”角度位置（Ө_H）的角度位置，该高角度位置对应于用于泵送的活塞（210）的上死点位置（Z_H），

•用于将燃料引入所述高压泵（21）中的控制阀（24），以及

•用于测量所述高压轨道（22）中的压力的测量传感器（25），以及

- 控制模块（30），其配置成：

•命令打开和/或关闭所述控制阀（24），

•确定曲轴（13）的低角度位置（Ө_B）和高角度位置（Ө_H），

•确定高压轨道（22）中的期望压力值（P_A），

•接收并存储测量的压力值（P），并且

•通过比较所述期望压力值（P_A）和在高压轨道（22）中测量的、存储的所述压力值（P）来确定曲轴（13）的旋转方向，以便检测发动机的反向旋转（10）。

10.一种机动车辆，其包括燃烧发动机（10）和根据权利要求9所述的用于检测所述发动机（10）的旋转方向的系统（1）。