[发明专利]激光点火安全联锁系统和方法

说明书

提供一种用于激光点火系统的安全联锁系统和方法。激光装置可以在接收到激光装置已从汽缸被移除的指示时被禁用。移除可基于汽缸活塞与激光点火装置之间的估计距离被推断出。

技术领域

本申请涉及用于改进使用激光点火系统的安全性的方法和系统。

背景技术

交通工具上的发动机系统，例如混合动力电动汽车(HEV)和配置用于怠速停止操作的交通工具，可配置激光点火系统。除了引发汽缸燃烧，激光点火系统可在发动机启动的过程中用于准确确定每个汽缸中的活塞的位置，使适当的汽缸被选择用于第一燃烧事件。因此提高发动机重新启动的能力。

激光点火系统可以定期诊断。在一个实例中，维修技术人员可取出激光装置以便对系统进行测试。然而，本发明的发明人已经认识到在此类诊断的过程中可发生潜在的损坏。作为实例，在诊断过程中，由装置输出的激光脉冲可引起严重的眼睛安全隐患。例如，如果经验不足的技工不熟悉激光装置的高峰值功率，在测试期间探查或擅自改动激光点火装置，激光输出可攻击人的眼睛，可能造成不可挽回的伤害。

发明内容

在一个示例中，一些上述问题可通过激光点火安全联锁系统和方法解决。方法可包括基于装置相对于发动机汽缸的位置来调节发动机激光点火装置。以此方式，当发动机点火系统的激光装置从汽缸中被取出时可被禁用。

例如，激光点火系统可用于在燃烧条件下发射高功率激光脉冲以点燃汽缸的空气-燃料混合物。在非燃烧条件下，激光点火系统可用于确定汽缸活塞位置，其中通过发射高功率激光至汽缸中来确定活塞相对于激光点火装置的位置。例如，可基于从激光脉冲被发射到激光脉冲被检测逝去的时间推断出距离。除了使用活塞位置信息来选择用于发动机重新启动程序的发动机汽缸，所估计的距离还可用于确定激光点火装置是否已从汽缸中移除。具体地，如果活塞和激光点火装置之间的推断距离大于阈值(其中阈值基于汽缸长度或活塞和装置之间的最大可能距离，例如当活塞在BDC(下止点)时)，可断定激光装置已经被从汽缸中移除(例如，用于测试)。因此，当被请求时，激光点火装置被禁用使得不从装置发射激光脉冲。仅当确认激光点火装置已被重新安装到汽缸中时(例如遵循来自操作员的重设输入)，激光点火装置可以重新启用。以此方式，提供用于激光点火装置的安全联锁，当在汽缸外侧对激光装置进行处理时减少发生损坏的可能性。

应当理解上述概要被提供以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的精选构思。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或必要特征，其中本发明的范围由遵循具体实施方式的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决以上或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出配置有激光点火系统的示例内燃发动机的示意图。

图2示出在发动机汽缸中发射并检测激光脉冲以确定活塞是否在激光点火装置的正常范围内。

图3示出用于基于汽缸活塞位置禁用汽缸的激光点火装置的方法的高级流程图。

图4示出基于汽缸活塞位置调节激光点火装置的功率输出的示例。

具体实施方式

方法和系统被提供用于禁用配置有激光点火系统的发动机系统(如图1中的发动机系统)中的激光点火装置。在非燃烧条件下，可通过从激光点火系统发射低功率激光脉冲至汽缸中并检测它们从汽缸活塞的顶表面反射离开来执行活塞位置确定，如图2所示。控制器可经配置执行控制程序，例如图3的程序，以转变激光点火装置在燃烧条件下的高功率模式(对汽缸空气/燃烧混合物进行点火)和在非燃烧条件下的低功率模式之间的操作，从而估计汽缸活塞的位置和从活塞到激光装置的距离。控制器可基于所估计的位置估计来确认激光点火装置安装在汽缸中，并在激光点火装置已从汽缸中被移除的条件下禁用装置。图4示出在激光点火装置从发动机汽缸移除时禁用激光点火装置的示例。