[發明專利]具有激光點火和測量的發動機

在審

• 申請號: 201310610782.6
• 申請日: 2013-11-26
• 公開（公告）號: CN103850853A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: D·R·馬丁;K·J·米勒
• 申請（專利權）人: 福特環球技術公司
• 主分類號: F02P23/04
• 分類號: F02P23/04;F02P17/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本申請涉及具有激光點火和測量的發動機。

背景技術

在混合動力電動車輛（HEV）并且特別是停止-起動的車輛中，在選擇的條件期間內燃發動機（ICE）可以關閉或停用。關閉發動機可以通過避免諸如怠速狀態等某些狀態而節省燃料。當這種情況發生時，發動機的曲軸和凸輪軸可以在發動機循環的未知位置中停止。為了重新起動發動機，可以確定發動機/活塞的位置以便可以提供順序和準確的加注燃料和火花正時，以實現可靠的低排放起動。因此，在起動期間精確和實時地知道發動機活塞位置可以實現發動機的火花正時和燃料傳輸的協同。

活塞或發動機位置確定的一些方法依賴于具有有限的齒和一個間隙的曲軸正時輪，以提供與曲軸測量協同的同步。一個示例在US7765980中示出，其中曲軸位置通過曲軸角度傳感器來識別。

然而，本文的發明人已經認識到利用這種方法的問題。例如，根據發動機溫度，相對于凸輪軸位置識別曲軸位置的時間量能夠變化。確定凸輪軸和曲軸之間的相對定位（為了識別發動機和活塞位置）的這種可變性能夠導致實現和保持快速同步、可靠的燃燒和減少的排放物的能力的降低。而且，識別發動機位置的任何延遲之后能夠延遲發動機起動。當響應于車輛發動要求而重新起動發動機時，這種延遲于是變換成車輛響應的延遲，降低了客戶的滿意度。

發明內容

在一種示范性的方法中，上述一些問題可以通過以下方法來解決，該方法包括操作發動機汽缸中的激光點火裝置并且響應于激光點火裝置的操作而識別發動機位置；和用該激光點火裝置點火汽缸中的空氣和燃料混合物。

以這種方式，例如在發動機起動期間，能夠利用激光點火系統來增加發動機和活塞位置識別的精確度。例如，這種方法可以更快和更準確地提供關于發動機/活塞位置、速度等的信息。通過在發動機起動轉動期間（或甚至在起動轉動之前）更早地識別這種信息，能夠實現與曲軸的更快的同步，產生較早的燃料傳輸和發動機燃燒。

在另一個示例中，識別發動機位置包括識別由活塞反射的并且由汽缸中的傳感器測量的多普勒頻移。

在另一個示例中，該方法還包括根據經由激光點火裝置識別的多個發動機位置指示發動機轉速。

在另一個示例中，該方法包括：在從靜止的發動機起動的第一點火事件之前，操作發動機汽缸中的激光點火裝置，并且響應于在該汽缸中感測的光而識別發動機位置；以及以根據識別的發動機位置的點火正時用該激光點火裝置點火該汽缸中的空氣和燃料混合物。

在另一個示例中，該方法還包括響應于識別的發動機位置噴射燃料以產生所述混合物。

在另一個示例中，燃料被直接噴射到該汽缸中。

在另一個示例中，所述方法進一步包括響應于多個識別的發動機位置而指示激光點火系統的衰退。

在另一個示例中，根據凸輪軸位置進一步識別發動機位置。

在另一個示例中，所述發動機是自動關閉的。

在另一個實施例中，所述發動機起動是自動的發動機重新起動。

在另一個示例中，一種方法包括：響應于怠速停止狀況而關閉發動機；在自發動機重新起動關閉的第一燃燒事件之前，操作發動機汽缸中的激光點火裝置和響應于在該汽缸中感測的光而識別發動機位置；以及以根據識別的發動機位置的點火正時而用激光點火裝置點火汽缸中的空氣和燃料混合物。

應當明白，提供上面的概述是為了以簡單的形式介紹選擇的概念，所述概念將在具體實施方式中進一步描述。這并不意味著確定要求保護的主題的關鍵或必要特征，要求保護的主題的范圍由所附權利要求唯一地限定。而且，要求保護的主題不限于解決上面指出的或在本公開的任意部分中指出的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1示出示范性的混合動力車輛的示意圖。

圖2示出示范性的內燃發動機的示意圖。

圖3示出示范性的發動機的汽缸的示意圖。

圖4示出停止在其行駛周期中的隨機位置的示范性的四汽缸發動機。

圖5示出氣門正時和相對于示范性的直接噴射發動機的發動機循環期間的發動機位置的活塞位置的示范性的曲線圖。

圖6示出氣門正時和相對于示范性的進氣道燃料噴射發動機的發動機循環期間的發動機位置的活塞位置的示范性的曲線圖。

圖7示出用于在車輛行駛周期的發動機運行期間完成各種車載診斷程序的示范性方法。

圖8示出在示范性車輛行駛周期的運行期間用于起動或重新起動發動機的示范性方法。