点燃可燃的混合物的制作方法
【专利说明】点燃可燃的混合物
[0001]本申请是申请日为2009年7月23日、申请号为200980135371.8、发明名称为“点燃可燃的混合物”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]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】
[0003]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。
[0004]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。
【发明内容】
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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，则发送一个敬生目口。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]在一些实现方式中，该系统控制器被进一步配置为确定一个额外阻抗并且将该额外阻抗加到该基线阻抗上以便确定该阻抗设定点。该系统控制器可以被配置为至少部分地基于燃烧室中的最佳电晕尺寸来确定该额外阻抗值。
[0018]在某些实现方式中，该系统控制器被配置为访问一个数据结构，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并且返回与该运行状态相关联的存储的额外阻抗值。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。该运行状态可以是燃烧室的尺寸和/或燃烧室中的活塞位置。
[0019]在一些实现方式中，该系统控制器被进一步配置为:检测该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便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。该系统控制器可以被进一步配置为在一个初始阶段中以不同运行状态来运行该燃烧室。
[0020]在某些实现方式中，该系统控制器的用来确定额外阻抗值的这种配置进一步包括配置该系统控制器以便: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便计算出该当前的额外阻抗值。
[0021]在一些实现方式中，该系统控制器进一步被配置为执行一个周期性抖动过程。该系统控制器的用来执行该抖动过程的配置包括配置该系统控制器以便: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、将该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、并且确定燃烧室中是否发生电弧闪击。如果没有发生电弧闪击，则该系统控制器被配置为:测量一个当前的运行状态、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当前的额外阻抗值相关联。如果发生电弧闪击，则该系统控制器被配置为:从该修改的额外阻抗值中减去一个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。
[0022]在某些实现方式中，该系统控制器被配置为:该系统控制器被配置为如果该基线阻抗是在该电极和/或置于该电极与该燃烧室之间的一个馈通绝缘体上的表明沉积物积聚的一个数值以上，则将该实际阻抗增加为在该阻抗设定点之上以便在燃烧室中产生电弧放电。
[0023]在一些实现方式中，该系统控制器被进一步配置为如果在该电路已经以增加的实际阻抗运行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。
[0024]在某些实现方式中，该基线阻抗和该实际阻抗是在该电路的一个输入端处测量的。
[0025]总而言之，在另一方面，一种控制放电能量以便减少电晕放电点火系统上的沉积物的方法包括:测量与一个电极处于电连通的一个电路的基线阻抗、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，并且如果该基线阻抗是在该电级和/或在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，则将该实际阻抗增加为在该阻抗设定点之上以便在燃烧室中产生电弧放电。该电极被安排为对燃烧室传送电晕放电。
[0026]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该数值以下，则对一个主发动机控制器发送一个警告。
[0027]在某些实现方式中，增加该实际阻抗包括:将该实际阻抗增加为在该阻抗设定点之上持续一个固定的时间段。
[0028]总而言之，在另一方面，驻留于一种计算机可读媒介上用于控制燃烧室中的电晕放电而不引起电弧闪击的一个计算机程序产品包括多个指令，这些指令用于:引起计算机测量该电路的一个基线阻抗、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来调节该实际阻抗。
[0029]其他方面、特征、以及优点将从说明书和附图、以及从权利要求中变得清楚。
【附图说明】
[0030]图1是一种电晕放电点火系统的示意图，其中电极被直接连接到燃烧室上。
[0031]图2是一种电晕放电点火系统的示意图，其中电极是用电容连接到燃烧室上。
[0032]图3是图1的位于一台往复式内燃烧发动机中的电晕放电燃烧系统的这些部件的示意图。
[0033]图4是分布在图3中的往复式内燃发动机的一个活塞的头部上的多个场增强器的一个简图。
[0034]图5是图1的电晕放电点火系统的高压电路的A点处的假定的、理想化输入特征的一个图不。
[0035]图6是图1的电晕放电点火系统的高压电路的B点处的假定的、理想化的输出特征的一个图示。
[0036]图7A是图3的这些控制电子器件以及初级线圈单元的一个框图，其中一个阻抗测量电路被连接到图1或图2的A点上。
[0037]图7B是图3的这些控制电子器件以及初级线圈单元的一个框图，其中一个阻抗测量电路被连接到图1或图2的B点上。
[0038]图8是在基线处以及在使用了一种电晕放电点火系统的电晕产生过程中阻抗的测量值的一个图示。
[0039]图9是展示了涉及一种电晕放电点火系统的系统控制器的数据流的一个简图。
[0040]图10是计算电晕放电点火系统的设定点阻抗的一种方法的流程图。
[0041]图11是对一种将电晕放电点火系统的数据结构进行初始批量载入的方法的流程图。
[0042]图12是一种使得电晕放电点火系统通过周期性地执行一个抖动过程而逐渐更新额外阻抗值的方法的流程图。
[0043]图13是一种对包括电晕放电点火系统的发动机的燃烧室中的燃烧进行控制的方法的流程图。
[0044]图14A至图14D各自描绘了包括一种电晕放电点火系统并且在一个给定的燃料-空气比下运行的一台发动机的一个RF变压器的输入电压、频率、以及汽缸压力。
[0045]图15是连接到一种电晕放电点火系统的多个点火器上的一个主发动机控制器的示意图。
【具体实施方式】