[发明专利]用于发动机激光点火系统的方法

说明书

提供了用于诊断发动机的激光点火系统的方法和系统。在一个示例中，控制器可在钥匙关断若干小时后在密封气缸中操作激光器。然后，所述气缸可以启封，并且排气温度的变化可与激光器功能性相关。

技术领域

本说明书涉及用于激光点火系统的方法和系统。

背景技术/发明内容

车辆(诸如混合动力电动车辆(HEV)和被配置用于怠速停车操作的车辆)上的发动机系统可以配置有激光点火系统。激光点火系统包括联接到每个燃烧室的激光器以用于点燃燃料。除启动气缸燃烧之外，还可在发动机起动期间使用激光点火系统来准确地确定活塞在每个气缸中的位置。激光点火系统可提供优于火花塞的各种优点，火花塞由于阴极/阳极处的化学变化和微粒物质的积聚而容易随时间劣化。

激光点火系统也可用于失火检测。Martin等人在US 20160040644中展示了一种示例性方法。其中，在使用激光点火系统点燃气缸中的空气-燃料混合物之后，通过红外传感器在燃烧事件中感测气缸的温度分布。然后基于所生成的温度分布相对于预期分布来确定失火事件。

然而，本发明人已经发现了这种方法的潜在问题。当气缸没有产生足够的转矩时，可以识别失火。气缸失火可能存在各种原因，并且控制器可基于失火的性质执行不同的失火缓解动作。在Martin的方案中，如果激光点火系统的激光装置劣化，则气缸也不会在燃烧事件中产生任何转矩，从而导致失火。因此，控制器可能会混淆失火的原因。例如，控制器可能难以确定失火是否归咎于激光点火系统劣化、空气-燃料混合物的空燃比浓于预期(例如，浓于化学计量)、进气门或排气门泄漏、燃料喷射器堵塞、气缸壁过热等。

在一个示例中，可通过一种用于诊断激光点火系统的方法来解决上述问题，以便将激光器劣化引起的气缸失火与其他失火原因区分开。一种示例性方法包括：使发动机在未加燃料的情况下旋转以建立基线排气温度，然后在负气门重叠位置处密封气缸；在所述密封气缸中操作激光点火装置；使所述发动机在未加燃料的情况下旋转以启封所述气缸；以及基于所测得的排气温度相对于所述基线排气温度的变化来诊断所述激光点火装置。以这种方式，可以更稳健地诊断激光点火系统，同时最小化噪声因素。

作为示例，在发动机在钥匙关断状况期间浸泡至环境温度条件之后，发动机控制器(例如，发动机的动力传动系统控制模块或PCM)可以苏醒以诊断所述激光点火系统。所述控制器可以使所述发动机在未加燃料的情况下旋转一定持续时间(例如，持续15秒)，并且可以在联接到所有气缸的激光点火器停用的情况下建立(未加燃料且未燃烧的)排气流的基线温度。在一个示例中，在排气通道包括微粒过滤器的情况下，排气流温度可以通过联接到过滤器的温度传感器来测量。一旦建立了基线排气温度，控制器就可以使发动机缓慢地旋转到密封被选择用于激光点火诊断的第一气缸的位置。具体地，在所述位置处，所选第一气缸的进气门和排气门可以都完全关闭，诸如在负进气门与排气门重叠位置处。然后启动密封气缸的激光器，这导致在气缸中产生热量(因为没有燃料来燃烧)，然后所述热量由于气门被关闭而截留在气缸中。在激光器操作的持续时间之后，激光器停用并且使发动机在未加燃料的情况下旋转到气门被打开的位置并且经加热的空气从气缸释放。在发动机旋转后的随后的排气温度上升(相对于基线值)指示联接到第一气缸的激光器在起作用。否则，如果温度没有上升，则可以确定联接到第一气缸的激光器不起作用，并且可以设置具有第一气缸的唯一标识符的诊断代码。所述控制器然后可以继续重新建立基线排气温度并且类似地通过密封气缸并在密封气缸中操作激光点火装置来每次一个地评估剩余气缸。