无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统、发动机和汽车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发动机技术，尤其涉及一种无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统、以及设置有该发动机闭环控制点火系统的发动机和汽车。
【背景技术】
[0002]目前，在世界范围内各个国家和地区对于乘用车的燃油消耗限量值和排放的要求越来越高，这使得各个汽车厂商和研发机构都在为了降低燃油消耗和减少排放而针对发动机进行优化设计。为了降低油耗和减少排放，发动机点火系统需要实时监控每个发动机气缸的燃烧状态，以便提高点火控制精度，使得燃烧效率更高。
[0003]同时，现在针对发动机的研宄开发也在朝着小型化、紧凑化等更高的要求方向发展，因此，在例如紧凑要求下的发动机设计也对零部件的布置提出了更高的要求。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型目的是提供一种无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统、发动机和汽车，以便解决现有技术中存在的上述问题以及其他方面的问题。
[0005]为了实现上述的实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0006]一种无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统，其包括火花塞、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器，所述发动机闭环控制点火系统还包括:
[0007]离子点火线圈，其设置在所述火花塞的附近，用于提供点火能量并且传递在所述火花塞的点火时刻由发动机气缸内的混合气体中游离基被电离产生的离子，从而形成离子流；
[0008]离子点火模块，其与所述离子点火线圈相连，用于检测所述离子流并向外输出离子流信号，所述离子流信号中包含有发动机气缸的燃烧信息，所述燃烧信息包括发动机气缸的爆震、早燃、失火和气缸压力信息；以及
[0009]控制模块，其与所述离子点火模块、所述曲轴位置传感器和所述凸轮轴位置传感器相连，用于根据所述离子流信号、所述曲轴位置传感器采集的曲轴位置信号、所述凸轮轴位置传感器采集的凸轮轴位置信号来控制所述离子点火线圈施加电压来提供点火能量，以便实现对发动机气缸的点火闭环控制。
[0010]在上述的发动机闭环控制点火系统中，可选地，所述控制模块是发动机控制模块ECM0
[0011]在上述的发动机闭环控制点火系统中，可选地，所述控制模块是电子控制单元ECU。
[0012]在上述的发动机闭环控制点火系统中，可选地，所述离子点火模块和所述控制模块均设置为一个，并且每一个发动机气缸均对应设置有一个所述离子点火线圈。
[0013]一种发动机，所述发动机设置有如以上任一项所述的发动机闭环控制点火系统。
[0014]一种汽车，所述汽车设置有如以上任一项所述的发动机闭环控制点火系统，或者所述汽车设置有如以上所述的发动机。
[0015]本实用新型的有益效果在于:通过采用检测发动机气缸内燃烧产生的离子流信号来实时监控燃烧状态的方式，本发动机闭环控制点火系统可以实现对发动机气缸的点火闭环控制，从而能够显著提高发动机的燃烧效率、优化发动机性能、降低油耗和排放、提高扭矩输出。尤其，在本发动机闭环控制点火系统中不需要设置爆震传感器，而采用离子流信号方式不仅能更精确地反应出发动机气缸内的爆震状态，而且使得发动机的紧凑化、小型化设计更易于实现。
【附图说明】
[0016]以下将结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述。
[0017]图1是本实用新型的无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统一个实施例的组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统、发动机和汽车的工作原理、特点和优点，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本实用新型形成任何的限制。此外，在本文所提及的各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可以在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。
[0019]为了便于清楚地理解本实用新型，下面将通过图1中显示出的本实用新型的无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统一个实施例的组成情况来进行说明。
[0020]如图1所示，在这个给出的实施例中，该无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统包括离子点火模块1、曲轴位置传感器2、凸轮轴位置传感器3、离子点火线圈4、火花塞5和控制模块。其中，如本领域技术人员所理解地，曲轴位置传感器2、凸轮轴位置传感器3是被用来分别采集曲轴的曲轴位置信号、凸轮轴的凸轮轴位置信号，然后将采集到的这些位置信号提供给上述控制模块用于进行控制判断时使用。
[0021]离子点火线圈4被设置在火花塞5的附近，以便通过该离子点火线圈4来提供点火能量，同时传递在火花塞5的点火时刻，当发动机燃烧时由混合气体中游离基因为氧化而被电离所产生的离子，从而形成了离子流，这些离子流中包括着发动机气缸内的所有燃烧信息，例如每个气缸的爆震、早燃、失火和气缸压力等信息。在本实施例中，通过与离子点火线圈4相连的离子点火模块1，就可以检测出上述的离子流，并且向外输出离子流信号，该离子流信号就包含了发动机气缸的燃烧信息。通过采集这样的离子流信号，就可以利用本实用新型来实现诸如取消传统的爆震传感器并且实施更加精确的单缸爆震控制、通过推迟点火时间来实现催化器快速起燃、通过离子流闭环控制来实现分缸点火时刻控制、通过离子流进行失火检测标定、进行发动机启动时的稀薄喷射控制、进行发动机早燃控制、在保证燃烧效率的前提下提高EGR率等众多功能，从而能够有效实现降低油耗、降低排放、提高扭矩输出、促进发动机紧凑化设计等良好的技术效果。
[0022]在本实用新型中，上述的控制模块是与离子点火模块1、曲轴位置传感器2和凸轮轴位置传感器3相连，它被用来根据由离子点火模块I检测出的离子流信号、由曲轴位置传感器2所采集到的曲轴位置信号、由凸轮轴位置传感器3所采集到的凸轮轴位置信号来对离子点火线圈4进行控制，即通过控制该离子点火线圈4施加电压来提供点火能量，由此来对发动机气缸实现点火闭环控制。
[0023]在可选的情形下，本发动机闭环控制点火系统中的上述控制模块可以采用发动机控制模块ECM，也可以采用电子控制单元ECU。当然，本实用新型也允许使用单独的控制器件来实现该控制模块的功能。
[0024]此外，在一些实际应用场合下，可以将本发动机闭环控制点火系统中的离子点火模块I和控制模块均设置为一个，而与每一个发动机气缸相对应地各自设置一个离子点火线圈4。例如，在图1所示的情形下，就设置了一个离子点火模块I以及分别与三个发动机气缸各自对应的三个离子点火线圈4。
[0025]在本实用新型中还提供了这样的发动机，在该发动机中设置了本无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统，以便充分发挥该发动机闭环控制点火系统的前述诸多技术优势来获得良好效果。此外，还可将该无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统或该发动机装配到现有的各种类型的汽车上，这样即可在不必设置传统的爆震传感器的情况下，通过检测发动机燃烧时产生的离子流信号来监控每个发动机气缸的燃烧状态，实现单缸爆震控制、早燃、失火以及气缸压力检测等，以便实现对发动机气缸的单缸点火闭环控制来降低燃油消耗、减少排放，并且在取消了传统的爆震传感器后更有利于实现发动机布置的紧凑化和小型化。
[0026]以上列举了具体实施例来详细阐明本实用新型的无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统、发动机和汽车，这些个例仅供说明本实用新型的原理及其实施方式之用，而非对本实用新型的限制，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，本领域的普通技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本实用新型的范畴并为本实用新型的各项权利要求所限定。
【主权项】
1.一种无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统，其包括火花塞、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器，其特征在于，所述发动机闭环控制点火系统还包括: 离子点火线圈，其设置在所述火花塞的附近，用于提供点火能量并且传递在所述火花塞的点火时刻由发动机气缸内的混合气体中游离基被电离产生的离子，从而形成离子流； 离子点火模块，其与所述离子点火线圈相连，用于检测所述离子流并向外输出离子流信号，所述离子流信号中包含有发动机气缸的燃烧信息，所述燃烧信息包括发动机气缸的爆震、早燃、失火和气缸压力信息；以及 控制模块，其与所述离子点火模块、所述曲轴位置传感器和所述凸轮轴位置传感器相连，用于根据所述离子流信号、所述曲轴位置传感器采集的曲轴位置信号、所述凸轮轴位置传感器采集的凸轮轴位置信号来控制所述离子点火线圈施加电压来提供点火能量，以便实现对发动机气缸的点火闭环控制。2.根据权利要求1所述的发动机闭环控制点火系统，其特征在于，所述控制模块是发动机控制模块ECM。3.根据权利要求1所述的发动机闭环控制点火系统，其特征在于，所述控制模块是电子控制单元ECU。4.根据权利要求1、2或3所述的发动机闭环控制点火系统，其特征在于，所述离子点火模块和所述控制模块均设置为一个，并且每一个发动机气缸均对应设置有一个所述离子点火线圈。5.一种发动机，其特征在于，所述发动机设置有如权利要求1-4中任一项所述的发动机闭环控制点火系统。6.一种汽车，其特征在于，所述汽车设置有如权利要求1-4中任一项所述的发动机闭环控制点火系统，或者所述汽车设置有如权利要求5所述的发动机。
【专利摘要】本实用新型涉及无爆震传感器的发动机闭环控制点火系统、发动机和汽车。该发动机闭环控制点火系统包括火花塞、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器，还包括：离子点火线圈，其设置在火花塞的附近用于提供点火能量并传递在火花塞的点火时刻由发动机气缸内的混合气体中游离基被电离产生的离子，从而形成离子流；离子点火模块，其与离子点火线圈相连用于检测离子流并输出离子流信号；控制模块，其与离子点火模块、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器相连，用于根据离子流信号、曲轴位置信号、凸轮轴位置信号来控制离子点火线圈施加电压来提供点火能量，以实现对发动机气缸的点火闭环控制。采用本实用新型可提升发动机的燃烧效率，并促进紧凑化设计。
【IPC分类】F02P9/00
【公开号】CN204646507
【申请号】CN201520117617
【发明人】金智涛, 李健, 李学伟, 王立新
【申请人】上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年2月27日