[发明专利]激光点火和失火监测器

说明书

技术领域

本发明涉及激光点火和失火监测器。

背景技术

发动机控制系统可以包括用于识别出发生在基本点火正时以外的燃烧事件的失火检测模块。作为一个例子，失火可以由基于RPM的方法探测，其中转矩脉冲与曲轴速度相关联。作为另一个例子，可以根据排气压力探测到失火，其中排气压力脉冲与曲轴速度相关联。

本发明作者已经认识到这样的失火方法可能有局限性，例如，基于RPM的方法在高RPM时是无效的，尤其是在发动机汽缸数量多的情况下。这是因为在发动机有很多汽缸数时，每个单独的点火事件在下一个事件发生之前覆盖了发动机旋转的一个较小弧度。于是，在发动机旋转过程中，在汽缸数多的发动机内的每个单独失火事件均会被出现得快得多的下一个点火事件所减弱。例如，一个单缸发动机可以从单个失火事件中获得更高减速，在下一次点火之前失去更大比例的发动机转动速度。作为对比，一个12缸发动机通过单个失火事件几乎不能获得RPM上的比例的变化。

作为另一个例子，基于排气压力的方法需要排气系统中存在压力换能器。附加的硬件增加了元件成本和复杂性。此外，附加硬件在排气系统恶劣环境中的位置会引发保修问题。除此之外，上面讨论的方法监控失火结果的效果，而不是监控失火本身。于是，这样的方法会导致在非理想车辆运行状况下不能够准确探测失火。例如当车辆在粗糙路面上行驶时，基于RPM的方法会不能准确识别失火。作为另一个例子，当传感器线上存在冷冻凝结时，基于排气压力的方法不能准确识别失火。

发明内容

在一个例子中，一些上述问题可以由一种发动机方法解决，该方法包括：使用激光点火装置点火发动机汽缸中的空气-燃料混合物和基于与汽缸连结的红外传感器来指示出失火。这样，在配置了激光点火的系统中的硬件能够有利于准确识别发动机失火事件。

作为一个例子，激光点火装置可以运行来将在发动机汽缸内的空气-燃料混合物进行点火。当点火过去后经过阈值持续时段，由连结到发动机的红外传感器估算出缸内温度曲线/廓线。具体的，一个汽缸燃烧事件中产生的热量被红外传感器感应到。如果温度廓线与燃烧廓线相对应，那么确定没有失火发生。然而，如果温度廓线并不对应燃烧，就可以确定失火。例如，如果温度廓线的缸内温度峰值低于阈值温度（即，低于燃烧温度峰值），就可以确定失火。作为另一个例子，如果缸内温度峰值发生在激光点火开始后的阈值持续时段之外（即，比预期的要晚），就可以确定失火。

这样，可以利用激光点火系统来增加失火探测的准确性。例如，这样的方法可以对汽缸燃烧发生的时间提供更快和更准确的信息。通过将红外传感器收集到的汽缸信息与激光点火事件的正时相关联，失火引起的不完全燃烧就可以被识别。因此，可以采取适当的减缓措施。

在另一个例子中，方法包括用发动机汽缸内的激光点火装置将空气-燃料混合物点火和响应于对预点火的指示来调整工况，所述对预点火的指示基于红外传感器。

在另一个例子中，所述对预点火的指示基于红外传感器包括，基于在空气-燃料混合物的激光点火之前瞬间评估出的缸内温度廓线和与激光点火相同的循环内由红外传感器评估出的汽缸温度廓线，来指示预点火。

在另一个例子中，指示包括当缸内温度廓线的峰值温度高于阈值温度并且发生在超过激光点火之前的阈值持续时段时指示预点火。

在另一个例子中，调整工况包括，基于指示调整激光点火正时和汽缸燃料喷射中的一者或更多。

在另一个例子中，在空气-燃料混合物的激光点火之前瞬间评估出的缸内温度廓线是第一温度廓线，该方法还包括，基于在空气-燃料混合物的激光点火之后瞬间由红外传感器评估出的第二缸内温度廓线来指示失火，这与激光点火在同一循环。

在另一个例子中，这方法还包括基于连结到汽缸体的爆震传感器的输出来指示汽缸爆震。

在另一个例子中，用于发动机的方法包括响应在汽缸内感应到的红外信息来增加燃烧温度，该红外信息指示出碳烟沉积。

在另一个例子中，发动机配置有将汽缸内的空气-燃料混合物点火的激光点火器，其中增加燃烧温度包括至少在膨胀和排气冲程中增加激光点火的能量等级和朝向碳烟沉积引导激光。

在另一个例子中，汽缸内感应到的红外信息包括在汽缸燃烧事件的至少进气和压缩冲程中由红外传感器评估到的缸内温度廓线。

在另一个例子中，这方法还包括响应指示出碳烟沉积的红外信息，暂时增加发动机载荷来烧掉碳烟沉积。