[发明专利]具有激光点火和测量的发动机

说明书

技术领域

本申请涉及具有激光点火和测量的发动机。

背景技术

在混合动力电动车辆（HEV）并且特别是停止-起动的车辆中，在选择的条件期间内燃发动机（ICE）可以关闭或停用。关闭发动机可以通过避免诸如怠速状态等某些状态而节省燃料。当这种情况发生时，发动机的曲轴和凸轮轴可以在发动机循环的未知位置中停止。为了重新起动发动机，可以确定发动机/活塞的位置以便可以提供顺序和准确的加注燃料和火花正时，以实现可靠的低排放起动。因此，在起动期间精确和实时地知道发动机活塞位置可以实现发动机的火花正时和燃料传输的协同。

活塞或发动机位置确定的一些方法依赖于具有有限的齿和一个间隙的曲轴正时轮，以提供与曲轴测量协同的同步。一个示例在US7765980中示出，其中曲轴位置通过曲轴角度传感器来识别。

然而，本文的发明人已经认识到利用这种方法的问题。例如，根据发动机温度，相对于凸轮轴位置识别曲轴位置的时间量能够变化。确定凸轮轴和曲轴之间的相对定位（为了识别发动机和活塞位置）的这种可变性能够导致实现和保持快速同步、可靠的燃烧和减少的排放物的能力的降低。而且，识别发动机位置的任何延迟之后能够延迟发动机起动。当响应于车辆发动要求而重新起动发动机时，这种延迟于是变换成车辆响应的延迟，降低了客户的满意度。

发明内容

在一种示范性的方法中，上述一些问题可以通过以下方法来解决，该方法包括操作发动机汽缸中的激光点火装置并且响应于激光点火装置的操作而识别发动机位置；和用该激光点火装置点火汽缸中的空气和燃料混合物。

以这种方式，例如在发动机起动期间，能够利用激光点火系统来增加发动机和活塞位置识别的精确度。例如，这种方法可以更快和更准确地提供关于发动机/活塞位置、速度等的信息。通过在发动机起动转动期间（或甚至在起动转动之前）更早地识别这种信息，能够实现与曲轴的更快的同步，产生较早的燃料传输和发动机燃烧。

在另一个示例中，识别发动机位置包括识别由活塞反射的并且由汽缸中的传感器测量的多普勒频移。

在另一个示例中，该方法还包括根据经由激光点火装置识别的多个发动机位置指示发动机转速。

在另一个示例中，该方法包括：在从静止的发动机起动的第一点火事件之前，操作发动机汽缸中的激光点火装置，并且响应于在该汽缸中感测的光而识别发动机位置；以及以根据识别的发动机位置的点火正时用该激光点火装置点火该汽缸中的空气和燃料混合物。

在另一个示例中，该方法还包括响应于识别的发动机位置喷射燃料以产生所述混合物。

在另一个示例中，燃料被直接喷射到该汽缸中。

在另一个示例中，所述方法进一步包括响应于多个识别的发动机位置而指示激光点火系统的衰退。

在另一个示例中，根据凸轮轴位置进一步识别发动机位置。

在另一个示例中，所述发动机是自动关闭的。

在另一个实施例中，所述发动机起动是自动的发动机重新起动。

在另一个示例中，一种方法包括：响应于怠速停止状况而关闭发动机；在自发动机重新起动关闭的第一燃烧事件之前，操作发动机汽缸中的激光点火装置和响应于在该汽缸中感测的光而识别发动机位置；以及以根据识别的发动机位置的点火正时而用激光点火装置点火汽缸中的空气和燃料混合物。

应当明白，提供上面的概述是为了以简单的形式介绍选择的概念，所述概念将在具体实施方式中进一步描述。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由所附权利要求唯一地限定。而且，要求保护的主题不限于解决上面指出的或在本公开的任意部分中指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出示范性的混合动力车辆的示意图。

图2示出示范性的内燃发动机的示意图。

图3示出示范性的发动机的汽缸的示意图。

图4示出停止在其行驶周期中的随机位置的示范性的四汽缸发动机。

图5示出气门正时和相对于示范性的直接喷射发动机的发动机循环期间的发动机位置的活塞位置的示范性的曲线图。

图6示出气门正时和相对于示范性的进气道燃料喷射发动机的发动机循环期间的发动机位置的活塞位置的示范性的曲线图。

图7示出用于在车辆行驶周期的发动机运行期间完成各种车载诊断程序的示范性方法。

图8示出在示范性车辆行驶周期的运行期间用于起动或重新起动发动机的示范性方法。