[发明专利]点燃可燃的混合物

说明书

技术领域

本披露涉及使用电晕放电来点燃燃料空气混合物，如内燃发动机中的燃料空气混合物。

背景技术

许多内燃发动机(“ICE”)包括一个燃烧室以及一个火花式点火系统，该火花式点火系统具有置于该燃烧室中并且彼此离开一个相对短的空隙的两个电极。横跨这些电极施加一个高压DC电势以便在这些电极之间的气体中引起介电击穿。该介电击穿导致一种电弧放电，该电弧放电可以使燃烧室中在这些电极附近的燃料空气混合物开始燃烧。在某些情况下，点燃的燃料空气混合物可以形成火焰中心，该火焰中心可以发展成火焰前锋。这个火焰前锋于是可以从这些电极的附近地区传播并且移动横贯该燃烧室。

用来在这些电极之间产生电弧放电的电势的量值可以取决于几个因素。例如，被要求用来产生电弧放电的最小电压势可以基于这些电极的间隔和/或ICE的运行情况来改变。作为另一个实例，这些电极的最大电压势可以由火花式点火系统中的绝缘材料的介电强度来限制。

概述

总而言之，一方面，一种对燃烧室中的电晕放电进行控制而不引起电弧闪击的方法包括：测量与一个电极处于电连通的电路的基线阻抗、测量该电路的一个实际阻抗、至少部分地基于该基线阻抗确定一个阻抗设定点、将该实际阻抗与该阻抗设定点进行比较、并且至少部分地基于该实际阻抗与该阻抗设定点之间的比较对该实际阻抗进行调节。将该电极安排为对燃烧室传送电晕放电。

实现方式可以包括下列中的一个或多个：

在一些实现方式中，该方法进一步包括确定一个额外阻抗，并且确定一个阻抗设定点包括将该额外阻抗加到该基线阻抗上。

在某些实现方式中，额外阻抗值是至少部分地基于燃烧室中的最佳电晕尺寸的。

在一些实现方式中，额外阻抗值包括访问一个数据结构并将与该运行状态相关联的存储的额外阻抗值返回。该数据结构将一种运行状态与一个存储的额外阻抗值相关联，该存储的额外阻抗值与在燃烧室中在该运行状态下没有产生等离子体和电弧闪击的一个最大电晕尺寸相关。该运行状态可以是以下中的一个或多个：燃烧室的尺寸以及燃烧室中的一个活塞位置。

在某些实现方式中，该方法进一步包括：检测燃烧室中的电弧闪击、测量一个当前的运行状态、确定一个当前的额外阻抗值、从该当前的额外阻抗值中减去一个第一误差容限以提供一个初始的额外阻抗值、并且将该当前的运行状态与在该数据结构中的初始的额外阻抗值相关联。

在一些实现方式中，该方法进一步包括在一个初始阶段中以不同运行状态来运行燃烧室。

在某些实现方式中，确定一个当前的额外阻抗值进一步包括：测量将动力提供给电极的电路的一个当前的实际阻抗、测量将动力提供给电极的电路在一个输入端处的一个当前的基线阻抗、并且从该当前的实际阻抗中减去该当前的基线阻抗以计算出该当前的额外阻抗值。

在一些实现方式中，该方法进一步包括执行一个周期性抖动过程。该周期性抖动过程包括：增加与该运行状态相关联的返回的阻抗值以便产生一个修改的额外阻抗、将修改的额外阻抗值加到该基线阻抗上以便计算出该设定点阻抗、确定燃烧室中是否发生电弧闪击。如果没有发生电弧闪击，则测量一种当前的运行状态、确定一个当前的额外阻抗值、并且将该当前的运行状态与一个数据结构中的该当前的额外阻抗值相关联。如果发生电弧闪击，则从修改的额外阻抗值中减去第二误差容限以便产生一个新修改的额外阻抗值、并且将该运行状态与在该数据结构中的新修改的额外阻抗值相关联。

在某些实现方式中，调节该电路的实际阻抗包括：如果该基线阻抗是在该电极上和/或置于该电极与该燃烧室之间的一个馈通绝缘体的一部分上表明沉积物积聚的一个数值以上，则将该实际阻抗加到该阻抗设定点之上以便在燃烧室中产生电弧放电。

在一些实现方式中，该方法进一步包括：如果在该电路已经以增加的实际阻抗运行了一个阈值时间段之后该基线阻抗没有返回到表明沉积物积聚的数值以下，则发送一个警告。

在某些实现方式中，该基线阻抗和该实际阻抗是在电路的一个输入端处测量的。

总而言之，在另一方面，一个控制系统控制着燃烧室中的电晕放电而不引起电弧闪击。该控制系统包括：被安排用来对燃烧室传送电晕放电的一个电极、与该电极处于电连通的一个电路、以及一个系统控制器。该系统控制器被配置为：测量该电路的一个基线阻抗、至少部分地基于该基线阻抗确定一个阻抗设定点、测量该电路的一个实际阻抗、将该实际阻抗与该阻抗设定点进行比较，并且该系统控制器被配置为至少部分地基于该实际阻抗与该阻抗设定点之间的比较来调节该实际阻抗以便控制电晕放电。