CN109838334A - 用于发动机激光点火系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了“用于发动机激光点火系统的方法”。提供用于诊断发动机的激光点火系统的方法和系统。在一个实例中，控制器可以在切断之后的数小时在被密封的气缸中操作激光器。随后，可以将所述气缸开封并且可以使排气温度的变化与激光器功能性相关。

Description

用于发动机激光点火系统的方法
技术领域
本描述涉及用于激光点火系统的方法和系统。
背景技术/发明内容
例如混合动力电动车辆(HEV)和针对怠速-停止操作而配置的车辆等车辆上的发动机系统可以配置有激光点火系统。所述激光点火系统包括耦合到每个燃烧室的用于点燃燃料的激光器。除了起始气缸燃烧之外，还可以在发动机起动期间使用所述激光点火系统以准确地确定每个气缸中的活塞的位置。激光点火系统可以提供优于火花塞的各种优势，火花塞往往会由于阴极/阳极处的化学变化和微粒物质的累积而随时间降级。
激光点火系统还可以用于失火检测。在Martin等的U.S.20160040644中示出一种示例性方法。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，经由红外线传感器来感测气缸在燃烧事件期间的温度曲线。随后相对于预期的曲线基于所产生的温度曲线来确定失火事件。
然而，本文发明人已经认识到此类方法的潜在问题。可以在气缸产生不了足够的转矩时识别出失火。气缸失火可能有各种原因，并且控制器可以基于失火的性质来执行不同的失火减轻动作。在Martin的方法中，如果激光点火系统的激光器装置已降级，那么气缸将也在燃烧事件期间产生不了任何转矩，从而产生失火。因此，控制器可能搞不清失火的原因。举例来说，控制器可能难以确定失火是否是由于激光点火系统降级、空气-燃料混合物具有比既定的空燃比更丰富(例如，比化学计量更丰富)的空燃比、较弱的气缸燃烧(例如，由于漏的进气门或排气门)、漏的/堵塞的燃料喷射器、气缸中的水分/湿气、较差的燃料质量、热气缸壁、漏的滤罐抽取阀、过高的EGR流量等。
在一个实例中，可以通过用于诊断激光点火系统以将激光器降级引发的气缸失火与其他失火原因区分开的方法来解决以上问题。一种示例性方法包括：使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以确立基线进气温度并且随后在负气门重叠的位置处密封气缸；在被密封的气缸中操作激光点火装置；使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以将所述气缸开封；以及基于所测得的进气温度相对于所述基线进气温度的变化来诊断所述激光点火装置。以此方式，可以在使噪声因素最小化的同时更稳健地诊断激光点火系统。
举例来说，在发动机在切断之后沉浸于环境温度之后，发动机控制器(例如，发动机的动力系统控制模块或PCM)可以苏醒以诊断激光点火系统。控制器可以使发动机在未加注燃料的情况下在反向方向上(即，与发动机在转动起动期间转动的方向相反)转动持续时间(例如，持续15秒)。通过使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动，在停用所有气缸激光点火器的情况下确立未燃烧的进气流，并且可以记下(未加注燃料且未燃烧的)进气流的对应的基线进气温度。举例来说，可以通过耦合到进气道的进气温度传感器来测量基线进气流温度。一旦确立了基线进气温度，所述控制器可以使发动机缓慢地转动以使发动机停在其中为了激光点火诊断而选择的第一气缸被密封的位置。具体来说，在被密封的位置，所选择的第一气缸的进气门和排气门可以例如在负进气门到排气门重叠的位置处完全关闭。随后激活被密封的气缸的激光器，这导致在所述气缸中产生热(因为没有燃料燃烧)，并且随后所述热由于气门关闭而被捕集在所述气缸中。在激光器操作的持续时间(例如，数分钟)之后，激光器被停用并且使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动到其中至少进气门打开的位置，并且来自气缸的被加热的空气释放到进气道中。任选地，如果激光器可操纵，那么来自点火器的激光束可以集中在进气门附近的区域，从而实现更小范围的热，因为那是离开气缸的空气的退出点。否则，所述激光加热活塞的顶部。在发动机反向转动之后的进气温度的后续上升(相对于基线值)指示耦合到第一气缸的激光器正在运作。否则，如果温度不上升，那么可以确定耦合到第一气缸的激光器不在运作，并且可以设定具有第一气缸的唯一识别符的诊断代码。控制器随后可以前进到重新确立基线进气温度并且类似地通过以下操作来评估剩余的气缸，一次评估一个气缸：密封气缸；在被密封的气缸中操作激光点火装置；以及使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动。在其他实例中，发动机随后可以正向转动并且可以使用排气温度传感器来诊断激光器。在其他实例中，发动机可以联接在配置有自主驾驶能力的车辆中，并且可以在车辆处于自主模式时执行所述诊断。
以此方式，可以有利地充分利用激光点火器在激光束撞击时加热金属物体的能力来诊断耦合到每个气缸的激光器。通过使发动机反向转动到其中气缸气门关闭的位置来密封气缸并且在被密封的气缸中操作激光器的技术效果在于，可以升高气缸内的温度。通过使发动机反向转动以打开气门，可以将额外的热传递到进气流。通过比较在打开气缸气门之后的进气温度相对于先前确立的基线温度的变化，可以测量来自激光点火装置的热传递，并且可以推断出激光器的功能性。通过在发动机关闭条件期间依赖于激光的动力能量和所得的发热，可以稳健地诊断激光器，而不会让来自发动机燃烧的噪声因素混淆结果。通过连续地对所有发动机气缸执行诊断，可以准确地诊断个别气缸的激光器系统。通过使得激光点火系统能够被诊断，可以将由于配置有激光点火的发动机系统中的无效的激光器操作而引起的发动机失火与其他失火原因区分开。因此，可以通过及时和适当的方式减轻发动机失火。
应理解，提供以上概要来以简化的形式介绍在详细描述中进一步描述的一系列概念。这不意味着识别所要求保护的主题的关键或本质特征，所要求保护的主题的范围唯一地由在所述具体实施方式之后的权利要求书界定。此外，所要求保护的主题不限于解决上述或在本公开的任何部分中所述的任何缺点的实现方式。
附图说明
图1示出配置有激光点火系统的内燃机的示例性燃烧室。
图2示出用于诊断激光点火系统的方法的高级流程图。
图3示出用于基于进气温度的变化来诊断激光点火系统的方法的高级流程图。
图4示出用于基于排气温度的变化来诊断激光点火系统的方法的高级流程图。
图5示出用于选择其中气缸气门关闭的气缸位置的示例性图。
图6示出发动机的激光点火系统的示例性诊断。
具体实施方式
提供了用于诊断激光点火系统(例如，图1的系统)的激光器的方法和系统。发动机控制器可以被配置成执行控制例程，例如图2的示例性例程，以基于进气温度测量或排气温度测量来确定是否诊断激光器。如果满足进气温度测量的条件，那么控制器可以在切断条件期间在被密封的气缸(图5)中操作激光点火装置，并且随后基于进气温度的后续的变化来诊断耦合到给定气缸的激光点火装置。如果满足排气温度测量的条件，那么控制器可以在切断条件期间在被密封的气缸(图5)中操作激光点火装置，并且随后基于排气温度的后续的变化来诊断耦合到给定气缸的激光点火装置。参考图6示出示例性激光器诊断操作。
转向图1，描绘示例性混合推进系统10。可以在例如混合动力电动车辆5等公路客运车辆中配置混合推进系统。混合推进系统10包括内燃机20。发动机20可以是多气缸内燃机，在图1处详细地描绘了其中的一个气缸。发动机20可以至少部分由包括控制器12的控制系统以及来自车辆操作者132的经由输入装置130的输入进行控制。在此实例中，输入装置130包括加速踏板和踏板位置传感器134以用于产生比例踏板位置信号PP。
发动机20的燃烧气缸30可以包括燃烧气缸壁32与定位在其中的活塞36。活塞36可以联接到曲轴40，使得活塞的往复运动被转化为曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间传动系统而联接到推进系统10的至少一个驱动轮。燃烧气缸30可以经由进气道43从进气岐管45接收进气并且可以经由排气道48排出燃烧气体。进气岐管45和排气道48可以经由相应的进气门52和排气门54而选择性地与燃烧气缸30连通。在一些实施方案中，燃烧气缸30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。
在所示出的实例中，进气门52和排气门54可以经由相应的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53可以各自包括一个或多个凸轮并且可以利用凸轮廓线变换(CPS)系统、可变凸轮正时(VCT)系统、可变气门正时(VVT)系统和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者，控制器12可以操作所述系统来改变气门操作。为了使得能够检测凸轮位置，凸轮致动系统51和53可以具有齿状轮。进气门52和排气门54的位置可以分别由凸轮位置传感器55和57确定。在替代性实施方案中，进气门52和/或排气门54可以由电动气门致动来控制。举例来说，气缸30可以替代地包括经由电动气门致动进行控制的进气门和经由包括CPS系统和/或VCT系统的凸轮致动进行控制的排气门。
燃料喷射器66示出为直接联接到燃烧气缸30，以便与经由电子驱动器68从控制器12接收到的信号FPW的脉冲宽度成比例地在所述气缸中直接喷射燃料。以此方式，燃料喷射器66提供被认为是将燃料直接喷射到燃烧气缸30中的燃料喷射器。例如，可以将燃料喷射器安装在燃烧气缸的侧面上或燃烧气缸的顶部中。可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料输送系统(未示出)将燃料输送到燃料喷射器66。燃料喷射器67示出为以一种配置布置在进气道43中，所述配置提供被称为在燃烧气缸30的上游将燃料进气道喷射到进气道中的配置。燃料喷射器67与经由电子驱动器69从控制器12接收到的信号FPW-2的脉冲宽度成比例地将燃料输送到进气道中。以此方式，燃料喷射器67提供被认为是将燃料进气道喷射到燃烧气缸30中的燃料喷射器。
进气道43可以除了具有节气门板64的节气门62之外还包括电荷运动控制阀(CMCV)74和CMCV板72。在此特定实例中，可以由控制器12经由提供给电动马达或与节气门62一起包括的致动器的信号(TP)来改变节气门板64的位置，这是可以称为电子节气门控制(ETC)的配置。以此方式，可以操作节气门62来改变提供给其他发动机燃烧气缸中的燃烧气缸30的进气。进气道43可以包括质量空气流量传感器120和岐管空气压力传感器122，用于将相应的信号MAF和MAP提供给控制器12。
进气道43还可以包括一个或多个温度和/或压力传感器以用于估计环境条件。举例来说，进气道43可以包括进气温度(IAT)传感器172，用于估计被抽吸到进气岐管中并且随后被抽吸到发动机气缸中的进气的温度。进气道43可以还包括用于估计环境压力的气压传感器173，和用于估计环境湿度的湿度传感器174。在发动机操作期间，可以基于环境温度、压力和/或湿度(例如，节气门位置、发动机稀释度、气门正时等)来调整一个或多个发动机操作参数。如本文阐述，在所选择的切断条件期间，还可以使用进气温度传感器172来诊断气缸激光点火系统。
排放气体传感器126示出为在排放控制装置70的上游耦合到排气道48。排放控制装置(ECD)70可以包括一个或多个催化转化器和微粒物质过滤器。传感器126可以是用于提供排气空气/燃料比率的指示的任何合适的传感器，例如线性氧传感器或UEGO(通用或广范围排气氧气)、二态氧传感器或EGO、HEGO(经过加热的EGO)、NOx、HC或CO传感器。排气系统可以包括起燃催化剂和底部催化剂，以及排气岐管、上游和/或下游空气/燃料比率传感器。在一个实例中，ECD 70可以包括多个催化剂砖。在另一实例中，可以使用多个排放控制装置，每个排放控制装置具有多个砖。在一个实例中，ECD 70可以是三元催化剂。
在另一实例中，ECD 70可以包括微粒物质过滤器，用于在经由排气尾管将排气释放到大气之前留住气体中的微粒物质(PM)排放(例如，碳烟和灰)。所述过滤器可以包括一个或多个温度和/或压力传感器，例如温度传感器182，用于估计过滤器上的PM负荷。传感器可以耦合到所述过滤器，或者多个传感器可以跨越所述过滤器而耦合。举例来说，可以基于跨越过滤器的压力差或温度差来推断出PM负荷。如本文阐述，在所选择的切断条件期间，还可以使用温度传感器182来诊断气缸激光点火系统。
控制器12在图1中示出为微型计算机，所述微型计算机包括微处理器单元102、输入/输出端口104、用于可执行程序和校准值的在此特定实例中示出为只读存储器芯片106的电子存储介质、随机存取存储器108、保活存储器109和数据总线。除了先前论述的那些信号之外，控制器12可以从耦合到发动机20的传感器接收各种信号和信息，包括来自质量空气流量传感器120的进气质量空气流量(MAF)的测量结果；来自耦合到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；在一些实例中，可以任选地包括来自耦合到曲轴40的霍尔效应传感器118(或者其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器122的绝对岐管压力信号MAP。可以任选地在发动机20中包括霍尔效应传感器118，因为所述霍尔效应传感器以类似于本文描述的发动机激光器系统的能力起作用。存储介质只读存储器106可以被编程有计算机可读数据，所述计算机可读数据表示可以由处理器102执行以用于执行在下文描述的方法以及其变化的指令。
发动机20还包括用于点燃气缸30中的空气-燃料混合物的激光点火系统92。激光点火系统92包括激光激励器88和激光器控制单元(LCU)90。LCU 90致使激光激励器88产生激光能量。LCU 90可以从控制器12接收操作指令。激光激励器88包括激光振荡部分86和光会聚部分84。光会聚部分84将由激光振荡部分86产生的激光会聚于燃烧气缸30的激光焦点82上。在一个实例中，光会聚部分84可以包括一个或多个透镜。
光电检测器94可以作为激光器系统92的部分位于气缸30的顶部中，并且可以从活塞36的顶表面接收返回脉冲。光电检测器94可以包括具有镜头的相机。在一个实例中，所述相机是电荷耦合装置(CCD)。CCD相机可以被配置成检测和读取由LCU 90发射的激光脉冲。在一个实例中，当LCU发射红外频率范围内的激光脉冲时，CCD相机可以操作和接收处于所述红外频率范围内的脉冲。在此实施方案中，所述相机还可以称为红外相机。在其他实施方案中，所述相机可以是能够在视觉光谱以及红外光谱中操作的全光谱CCD相机。所述相机可以包括镜头，例如鱼眼镜头，用于聚焦检测到的激光脉冲并且产生气缸的内部的图像。在从LCU 90发射激光之后，激光在气缸30的内部区内扫掠。在一个实例中，在气缸激光点火期间以及在当将要确定气缸活塞位置时的条件期间，激光可以在激光焦点82下扫掠气缸的内部区。可以由光电检测器94中的相机检测反射离开活塞36的光能。
将了解，虽然将激光器系统92示出为安装到气缸的顶部，但在替代性实例中，所述激光器系统可以配置有安装在气缸的侧面上的基本上面向气门的激光激励器。
激光器系统92被配置成在一个以上容量中进行操作，其中每个操作的时序和输出是基于四冲程燃烧循环的发动机位置。举例来说，可以利用激光能量在发动机的做功冲程期间(包括发动机转动起动、发动机暖机操作和经过暖机的发动机操作期间)点燃空气/燃料混合物。由燃料喷射器66喷射的燃料可以在进气冲程的至少一部分期间形成空气/燃料混合物，其中使用由激光激励器88产生的激光能量点燃所述空气/燃料混合物会开始燃烧原本不可燃的空气/燃料混合物并且向下驱动活塞36。此外，在气缸燃烧事件期间产生的光可以由光电检测器94用于捕获气缸的内部的图像并且评估燃烧事件的进度(例如，用于监测火焰前缘发展)。
在第二操作容量中，LCU 90可以将低功率脉冲输送到气缸。可以使用所述低功率脉冲来确定四冲程燃烧循环期间的活塞和气门位置。另外，在从怠速停止条件重新启动发动机之后，可以利用激光能量来监测发动机的位置、转速等以便使燃料输送和气门正时同步。此外，在气缸燃烧事件发生之前，例如在进气冲程期间，由较低功率下的激光脉冲发射所产生的光可以用于捕获气缸的内部的图像。
控制器12控制LCU 90并且具有非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质包括用于调整功率输出和激光能量输送的位置的代码。激光能量可以对准气缸30内的不同位置。控制器12还可以并入有额外或替代的传感器以用于确定发动机20的操作模式，包括额外的温度传感器、压力传感器、转矩传感器以及检测发动机旋转转速、空气量和燃料喷射数量的传感器。
如上文描述，图1示出多气缸发动机20的一个气缸，并且每个气缸可以类似地包括其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、激光点火系统等。
激光器系统92可能容易出现降级。举例来说，如果激励器88不起作用，那么甚至在从LCU 90接收命令之后也不会将激光束输出到气缸中。因此，这可能导致产生不了气缸转矩并且发生失火事件。为了更好地将激光降级引发的失火与其他失火(例如，火花塞或空燃比引发的失火)区分开，发动机控制器可以间歇地并适时地诊断激光器系统。具体来说，控制器可以充分利用激光激励器在激光束撞击金属物体(例如，燃烧室的内部)时加热金属物体的能力。通过依赖于此动力能量在所选择的切断条件期间加热被密封的气缸中的充气并且在将被加热的充气从被密封的气缸释放到进气道中(经由发动机在未加注燃料的情况下的反向旋转)时测量对进气温度的影响，所述控制器可以识别激光器降级，如在图2处阐述。
在一些实例中，车辆5可以是具有可用于一个或多个车辆轮子55的多个转矩源的混合动力车辆。在其他实例中，车辆5是仅具有发动机的常规车辆，或者仅具有电机的电动车辆。在所示出的实例中，车辆5包括发动机10和电机152。电机152可以是马达或马达/发电机。发动机10和电机152的曲轴40在啮合一个或多个离合器156时经由传动装置154连接到车辆轮子155。在所描绘的实例中，在曲轴40与电机152之间提供第一离合器156，并且在电机152与传动装置154之间提供第二离合器156。控制器12可以将信号发送到每个离合器156的致动器以啮合或脱离离合器，以便使曲轴140与电机152以及与所述电机连接的组件连接或断开连接，且/或使电机152与传动装置154以及与所述传动装置连接的组件连接或断开连接。传动装置154可以是齿轮箱、行星齿轮系统或另一种类型的传动装置。可以通过各种方式配置动力系统，包括配置为并联、串联或串联-并联混合动力车辆。
电机152从牵引电池58接收电力以将转矩提供给车辆轮子155。电机152还可以例如在制动操作期间操作为发电机以提供电力来对电池58进行充电。
控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且采用图1的各种致动器基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令来调整发动机和车辆操作。举例来说，响应于自从切断条件以来已经流逝的持续时间，控制器可以从休眠苏醒，经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以确立基线进气温度，并且随后经由激光点火系统的操作来加热被密封的气缸内的充气。随后，可以经由打开的进气门将被加热的充气从被密封的气缸释放到进气道中，并且控制器可以基于耦合到进气道的进气温度传感器(例如，耦合到进气道43的温度传感器172)的输出来诊断激光点火系统。另外或任选地，控制器可以从休眠苏醒，经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上转动以确立基线排气温度，并且经由激光点火系统的操作来加热被密封的气缸内的充气。随后，可以经由打开的排气门从被密封的气缸释放被加热的充气，并且控制器可以基于排气道温度传感器(例如，耦合到排气微粒物质过滤器的温度传感器172)的输出来诊断激光点火系统。
以此方式，图1的组件实现一种发动机系统，所述发动机系统包括：发动机，所述发动机包括气缸；激光点火装置，所述激光点火装置耦合到所述气缸；进气温度传感器，所述进气温度传感器耦合到发动机的进气道；电动马达；以及控制器。控制器可以配置有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：当在发动机切断之后已经流逝阈值持续时间时使动力系统控制模块从休眠模式苏醒；经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动以确立基线进气温度；通过经由所述马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中所有气缸气门都关闭的位置来密封气缸；在某一持续时间内在所述被密封的气缸中操作激光点火装置；通过经由所述马达使发动机在未加注燃料的情况下重新转动到其中至少进气门打开的位置来将所述气缸开封；以及通过将在所述操作之后测得的进气温度与所述基线进气温度进行比较来诊断所述激光点火装置。如本文所使用，经由所述马达使发动机转动和重新转动包括使发动机在反向上在与在加注燃料的情况下的发动机旋转的方向相反的方向上转动，发动机以低于发动机转动起动转速的发动机转速在反向上转动。另外，所述系统可以包括用于估计环境湿度的湿度传感器，其中所述比较包括将所测得的进气温度与基线进气温度之间的差值与基于所估计的环境湿度的阈值进行比较，并且其中所述诊断包括在所述差值高于所述阈值时指示所述激光点火装置已降级。在另一实例中，所述控制器包括用于以下操作的其他指令：响应于所述气缸的所述激光点火装置已降级的所述指示，在随后发动机从静止重新起动期间，停用所述气缸的燃料加注以及所述气缸的所述激光点火装置的操作，并且调整所述气缸的失火阈值。
现在转向图2，示出用于诊断激光点火系统的示例性方法200。用于实行方法200的指令可以由控制器基于存储在所述控制器的存储器上的指令并且结合从发动机系统的传感器接收到的信号来执行，所述传感器例如为上文参考图1所描述的传感器。所述控制器可以根据在下文描述的方法来采用发动机系统的发动机致动器以调整发动机操作。
在202处，所述方法包括确认是否存在切断条件。在一个实例中，可以响应于以下操作来确认切断条件：车辆操作者将点火钥匙移动到关闭位置；移除所述点火钥匙；按压熄火按钮，或者从车辆车厢移除被动式钥匙。可以使用其他方法来确认已经停用发动机点火。如果未确认切断，那么在204处，维持启用发动机的激光点火装置并且发动机继续燃烧燃料。
在206处，在确认切断条件之后，可以停用激光点火装置。举例来说，控制器可以向控制激光器的LCU发送信号以停用去往激光激励器的电力。另外，可以通过停用去往发动机的燃料并且使发动机停止转动来关闭发动机。此外，发动机控制器可以将处理器(例如，动力系统控制模块，PCM)置于休眠模式并且起动定时器。所述休眠模式可以在一些PCM中使用，借此，PCM具有闹钟，所述闹钟甚至在关闭发动机之后也保活，以在所指定的闹钟时间处在没有接通事件的情况下唤醒控制器。在进入休眠模式之前，PCM经编程以在指定的闹钟时间(例如，以所限定的小时数目为单位)处苏醒。
在208处，可以确定自从切断以来在定时器上是否已经流逝阈值持续时间T。举例来说，可以确定自从切断以来已经流逝某一小时数(例如，6小时)。在一个实例中，阈值持续时间T可以基于发动机温度降低到环境条件所需的时间，例如发动机冷却剂温度与环境空气温度平衡所需的时间。可以依据环境温度来确定阈值持续时间，所述持续时间随着环境温度增加而减小。如果阈值持续时间尚未流逝，那么在210处，使发动机维持关闭并且使PCM维持在休眠模式。
在212处，响应于自从切断以来已经流逝阈值持续时间，处理器离开休眠模式，进而“唤醒”处理器。在214处，确定是否已经满足用于经由基于进气的测量和基于排气的测量中的每一者来诊断激光点火系统的条件。在一个实例中，如果对进气测量或排气测量不存在约束条件，那么可以满足用于经由两个测量进行诊断的条件，如下文阐述。在确认之后，所述方法移动到216并且前进到使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动，并且经由基于进气温度的诊断来诊断激光点火系统，如在图3处阐述，并且随后使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上转动，并且经由基于排气温度的诊断来诊断激光点火系统，如在图4处阐述。当两个诊断是可能的时，可以基于进气道相对于排气道中的冷凝物水平、可用于完成诊断的时间和/或电池荷电状态来确定执行所述诊断的次序。替代地，所述次序或者可以是默认次序(例如，基于进气的诊断、紧接着是基于排气的诊断，或者基于排气的诊断、紧接着是基于进气的诊断)。通过基于两种方法的诊断，诊断结果的可靠性和准确度得到提高。
如果两个诊断不可行，那么在218处，确定仅基于进气温度的诊断或仅基于排气温度的诊断是否可能。在一个实例中，如果在切断之前使排气过滤器再生并且过滤器温度仍然升高到足以混淆基于排气的诊断，那么仅基于进气的诊断可以是可能的。在另一实例中，如果排气道具有可能会使温度结果混淆的冷凝累积物，那么仅基于进气的诊断可以是可能的。同样地，如果进气道具有可能会使温度结果混淆的冷凝累积物，那么仅基于排气的诊断可以是可能的。在另一实例中，所述选择可以基于时间约束条件，例如在预期的接通事件之前剩余的时间量。替代地，所述选择可以基于系统电池的荷电状态，所述系统电池向用于使发动机在未加注燃料的情况下转动的马达供电并且向激光器供电。举例来说，当在所预测的接通之前剩余较少时间时或者当电池荷电状态较低时可以选择使用正向发动机转动的基于排气的诊断，因为这花费较少时间来完成诊断。具体来说，因为排气门大于进气门，所以它们能够将更大量的被加热的气缸空气倾倒到排气系统中，从而允许对激光器的更快的诊断。因为在非燃烧模式期间执行诊断，所以可能需要节约电池电力。因此，通过在此类条件期间使用正向发动机转动来执行基于排气温度的诊断，可以使用正向发动机转动比基于进气温度的诊断更快地并且使用更少的电池电力完成所述诊断。在一些实例中，可以在基于进气温度的诊断期间在较长的持续时间内并且在基于排气温度的诊断期间在较短的持续时间内操作激光器。
如果仅基于进气的诊断是可能的，那么在222处，所述方法前进到使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动并且经由基于进气温度的诊断来诊断激光点火系统，如图3处阐述。否则，如果仅基于排气的诊断是可能的，那么在220处，所述方法前进到使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上转动并且经由基于排气温度的诊断来诊断激光点火系统，如图4处阐述。
将了解，在一些实例中，发动机可以耦合在具有自主能力的车辆中。其中，可以在以自主模式操作车辆时运行所述诊断。
现在转向图3，方法300详述基于进气温度的激光器诊断例程。图3的方法可以作为图2的方法的部分来执行，例如在216处和/或222处执行。
在302处，所述方法包括在自从切断事件以来已经流逝阈值持续时间T之后使PCM控制器从休眠苏醒。而且在302处，在唤醒PCM之后，经由马达，例如电动起动器马达或混合动力车辆的传动系的电动马达，使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动。使发动机在反向上转动包括使发动机在与在发动机转动起动期间的发动机旋转方向相反(并且进而与在加注燃料的情况下的发动机旋转方向以及在基于排气温度的诊断期间的发动机旋转方向相反)的旋转方向上转动。发动机转速可以低到足以使被捕集在气缸中的残余空气以及从排气道抽入的任何空气穿过所有发动机气缸流动到进气道中，从而产生进气流。具体来说，所产生的空气流是用于确立基线进气温度的未加注燃料、未燃烧的空气流。可以通过耦合到进气道的温度传感器，例如图1的IAT传感器172，来测量基线温度。以此方式，可以使用现有的硬件来诊断激光点火系统。在一个实例中，PCM唤醒并启动马达以使发动机在未加注燃料的情况下在反向上以500RPM转动15秒。
在304处，所述方法包括选择气缸以便运行激光器诊断。在一个实例中，可以将在点火次序上是下一个的气缸(或者将是在后续的发动机重新起动时第一个点火的气缸)选择为将要诊断的第一气缸。在另一实例中，可以基于在诊断的上一次反复时诊断激光器的次序来选择气缸，上一次反复时最近诊断的气缸在当前反复时最后诊断。在其他实例中，可以根据预先界定的次序或者基于发动机缸体上的气缸的位置来选择气缸。
在306处，所述方法包括在停用所有气缸激光点火器的情况下确立未加注燃料且未燃烧的进气流的基线进气温度(Tint_B)。具体来说，停止反向的发动机转动以使得可以确立进气温度的基线。举例来说，在使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动某一持续时间之后，可以通过IAT传感器(如果可用)或替代性进气道温度传感器来测量进气流的温度。
在308处，所述方法包括再次使发动机在未加注燃料的情况下并且在反向上转动到其中密封所选择的气缸的位置。在这里，可以使发动机转动得比在使发动机转动以用于确立基线进气温度时更慢。举例来说，可以使发动机在反向上以300RPM的转速转动，直到气缸停在其中气缸的进气门和排气门是关闭的位置为止。在一个实例中，使发动机在反向上缓慢转动，直到到达完全的负进气门与排气门重叠的位置为止。在另一实例中，使发动机在反向上缓慢转动，直到到达排气冲程TDC为止。
在一个实例中，控制器可以参考图，例如图5的示例性图500，以选择其中密封气缸的位置。短暂地转向图5，图500描绘给定发动机气缸的相对于发动机位置的气门正时和活塞位置。图500说明以曲轴角度度数(CAD)为单位的沿着x轴的发动机位置。曲线510描绘参考活塞相对于上死点(TDC)和/或下死点(BDC)的位置并且进一步参考活塞在发动机循环的四冲程(进气、压缩、做功和排气)内的位置的活塞位置(沿着y轴)。如正弦曲线510所指示，活塞从TDC逐渐向下移动，在做功冲程结束时在BDC处触底。活塞随后在排气冲程结束时返回到TDC处的顶部。活塞随后再次在进气冲程期间朝向BDC向下移动，从而在压缩冲程结束时返回到其在TDC处的原始顶部位置。
曲线502和504描绘在发动机操作期间的排气门的气门正时(虚线曲线502)和进气门的气门正时(实线曲线504)。如所说明，可以仅在做功冲程结束时在活塞触底时打开排气门。排气门随后可以在活塞完成排气冲程时关闭。同样地，可以在进气冲程开始时或之前打开进气门，并且可以仅在进气冲程结束时在活塞触底时关闭。由于排气门关闭与进气门打开之间的时间差，在排气冲程TDC周围的在本文在506处描绘的短持续时间内，包括在排气冲程结束之前并且在进气冲程开始之后，可以关闭给定气缸的进气门和排气门。在其期间可以关闭两个气门的此周期被称作负进气门与排气门重叠506(或者简称为负气门重叠)。在此时间期间，相对于大气将气缸密封，如在曲线图512处指示。在激光器诊断期间，控制器可以使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动到其中正被诊断的气缸处于负气门重叠506的区内的位置的位置，使得可以在被密封的气缸中操作激光器。举例来说，控制器可以使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动到对应于所选择的气缸的排气冲程TDC的位置，并且随后在某一持续时间内使发动机保持在那个位置，使得可以操作给定的被密封的气缸的激光器以加热被密封的气缸内的空气。
替代地，控制器可以使发动机在未加注燃料的情况下转动以将气缸定位在区508内。区508对应于其中密封气缸的另一区。区508是进气门关闭与排气门打开之间的持续时间，其中给定气缸的进气门和排气门都可以关闭。在此时间期间，相对于大气将气缸密封，如在曲线图514处指示。在本文，所提及的进气冲程和排气冲程是针对同一燃烧事件/循环，而在负气门重叠区506的情况下，进气冲程是针对紧接在排气冲程的燃烧事件/循环之后的燃烧事件/循环。
在一个实例中，发动机控制器可以通过在激光器诊断期间使发动机在未加注燃料的情况下转动到负气门重叠506内的位置来密封所述气缸，以利用被捕集在被密封的气缸内的较少量的空气。这可以允许在激光器操作期间对被捕集的空气的改进的加热(在激光器起作用时)。在另一实例中，由于气缸压缩加热(由于活塞在压缩冲程期间在气缸内移动)从而产生不同于激光器操作的热并且潜在地破坏激光器诊断的结果的可能性，所以控制器可以不通过转动到区508内的位置来密封气缸。举例来说，被捕集在被密封的气缸内的空气可以由于压缩加热而被加热，即使在激光器不起作用时操作所述激光器也如此。因此，可能会在气缸的激光器装置实际上降级时将所述激光器装置视为未降级(即，错误否定结果)。
返回到图3，在310处，在某一持续时间内在被密封的气缸中操作激光点火装置以产生热。具体来说，以通常用于起始气缸燃烧的较高(或者最高)的功率强度来操作激光点火装置。在一个实例中，操作激光器的持续时间是3分钟。发动机控制器还可以调整聚焦激光束的位置。在一个实例中，将激光束导向气缸壁。在另一实例中，将激光束导向活塞顶部。在另一实例中，在激光器可操纵的情况下，使激光束集中在进气门附近的区域以实现更局部的热。之所以选择在进气门附近的这个位置是因为这是被加热的空气离开气缸的退出点。因为被停用的气缸由于其停车状态而被密封，其中进气门和排气门都关闭，所以由激光器操作产生的热能被捕集在被密封的气缸内。在所述持续时间内操作激光器可以包括控制器将工作循环或脉冲-宽度信号发送到激光激励器，以在所界定的持续时间内以其最高功率设定来操作激光器。在操作的所述持续时间之后，停用激光器。
在312处，所述方法包括再次经由马达使发动机在反向上并且在未加注燃料的情况下转动到其中将所选择的气缸开封的位置。在这里，可以使发动机转动得比在使发动机转动以用于确立基线进气温度时更慢。举例来说，可以使发动机在300RPM的转速下转动，直到打开气缸的至少进气门为止。这使得经由激光器操作而加热的充气能够被释放到进气道中。替代地，可以使发动机反向转动到其中给定气缸的进气门和排气门都打开的位置。在一个实例中，使发动机一直转动到气缸处于进气冲程BDC为止。
在314处，所述方法包括在从气缸释放被加热的充气之后重新测量进气温度(Tint_cyl)。举例来说，可以经由进气温度传感器来测量进气温度。接下来，在226处，所述方法包括确定是否存在进气温度的增加的证据。举例来说，可以确定在操作激光器之后测得的进气温度(Tint_cyl)与基线温度(Tint_B)之间的差值，并且可以将所述差值与阈值进行比较。所述阈值可以是基于包括环境湿度的环境条件的非零正阈值。举例来说，随着环境湿度增加，可以降低所述阈值。随着环境湿度增加，从激光器操作丢失到环境潮湿空气的热量增加，这是由于潮湿空气的较高的吸热能力。作为另一实例，随着环境温度增加，可以降低阈值。在一个实例中，控制器可以参考存储在控制器的存储器中的查找表。所述查找表可以使用环境条件作为输入并且可以输出阈值以用于激光器诊断。所述阈值可以替代地经由模型或算法来确定。
如果在给定气缸中的激光器操作之后的进气温度与基线温度之间的差值高于所述阈值，那么在316处，所述方法包括指示耦合到被诊断的所述给定气缸的激光器装置未降级。所述方法随后移动到322以确定是否已经诊断所有发动机气缸。如果不是，那么所述方法移动到330以选择另一气缸来执行激光器诊断。可以基于点火次序、基于预先界定的次序、基于发动机缸体上的气缸的位置或者基于在例程的上一次反复时完成激光器诊断的次序来选择下一个气缸。
如果在给定气缸中的激光器操作之后的进气温度与基线温度之间的差值低于所述阈值，那么在318处，可以推断出在所述激光器操作期间未产生足够的热。因此，响应于所述差值低于所述阈值，所述方法包括指示耦合到被诊断的给定气缸的激光器装置已降级。控制器随后可以设定诊断代码，所述诊断代码包括唯一识别符以指示最近诊断的气缸的激光器装置已降级。此外，在320处，所述方法包括设定旗标以在随后在加注燃料的情况下操作发动机时调整耦合到被诊断的气缸的已降级的激光器装置的操作。举例来说，在重新起动发动机时，所述控制器可以响应于被诊断的气缸的激光点火装置已降级而停用那个气缸中的燃料。在其他实例中，可以调整给定气缸的失火阈值。所述方法随后移动到322以确定是否已经诊断所有气缸，并且如果不是，那么所述方法移动到330以选择另一气缸来执行激光器诊断，如早先论述。
所述方法从330返回到306以重新确立基线进气温度。这包括经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以冷却所述发动机。可以在某一持续时间内使发动机转动，所述持续时间使得足够量的空气能够通过气缸并且确保充分的冷却。在一个实例中，使发动机以500RPM转动15秒。
返回到322，如果已经诊断了所有气缸，那么在324处，可以询问接通条件。在一个实例中，可以响应于以下操作来确认接通条件：车辆操作者将点火钥匙移动到接通位置；插入所述点火钥匙；按压点火按钮，或者将被动式钥匙置于车辆车厢中。可以使用其他方法来确认已经启用发动机点火。如果未确认接通，那么在326处，停用发动机的激光点火装置，发动机减慢转动至停止(通过停用马达)，并且PCM返回到休眠。否则，如果确认接通条件，那么在328处，重新起动发动机。这包括经由起动器马达使发动机一直转动起动到发动机转动起动转速并且随后重新开始气缸加注燃料。经由马达在转动起动期间的发动机旋转是在正向方向上(例如，与在激光器诊断期间使用的反向方向形成对比)。随后通过燃烧发动机气缸中的燃料来使发动机转动(还是在正向方向上)，经由对应的激光点火装置的操作来点燃每个气缸中的空气-燃料混合物。以此方式，可以利用激光器的金属加热能力来可靠地诊断耦合到发动机的每个气缸的激光点火装置。
现在转向图4，方法400详述基于排气温度的激光器诊断例程。图4的方法可以作为图2的方法的部分来执行，例如在216处和/或220处执行。
在402处，所述方法包括在自从切断事件以来已经流逝阈值持续时间T之后使PCM控制器从休眠苏醒。而且在402处，在唤醒PCM之后，经由马达，例如电动起动器马达或混合动力车辆的传动系的电动马达，使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上转动。使发动机在正向方向上转动包括使发动机在与在发动机转动起动期间以及在于加注燃料的情况下的发动机旋转期间的发动机旋转相同的旋转方向(并且与在基于进气温度的诊断期间的发动机旋转方向相反)上转动。发动机转速可以低到足以使空气穿过所有发动机气缸流动到排气道中，从而产生排气流。具体来说，所产生的空气流是用于确立基线排气温度的未加注燃料、未燃烧的空气流。可以通过耦合到排气道的温度传感器，例如图1的温度传感器182，来测量基线温度。以此方式，可以使用现有的硬件来诊断激光点火系统。在一个实例中，PCM唤醒并启动马达以使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上以500RPM转动15秒。
在404处，所述方法包括选择气缸以便运行激光器诊断。在一个实例中，可以将在点火次序上是下一个的气缸(或者将是在后续的发动机重新起动时第一个点火的气缸)选择为将要诊断的第一气缸。在另一实例中，可以基于在诊断的上一次反复时诊断激光器的次序来选择气缸，上一次反复时最近诊断的气缸在当前反复时最后诊断。在其他实例中，可以根据预先界定的次序或者基于发动机缸体上的气缸的位置来选择气缸。
在406处，所述方法包括在停用所有气缸激光点火器的情况下确立未加注燃料且未燃烧的排气流的基线排气温度(Texh_B)。具体来说，停止发动机转动以使得可以确立排气温度的基线。举例来说，在使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上转动之后，可以通过GFP过滤器传感器(如果可用)或替代性排气道温度传感器来测量排气流的温度。
在408处，所述方法包括再次使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上转动到其中密封所选择的气缸的位置。在这里，可以使发动机转动得比在使发动机转动以用于确立基线排气温度时更慢。举例来说，可以使发动机以300RPM的转速转动，直到气缸处于其中气缸的进气门和排气门是关闭的位置为止。在一个实例中，使发动机缓慢转动，直到到达完全的负进气门与排气门重叠的位置为止。在一个实例中，控制器可以参考图，例如早先描述的图5的示例性图500，以选择其中密封气缸的位置。
接下来，在410处，在某一持续时间内在被密封的气缸中操作激光点火装置以产生热。具体来说，以通常用于起始气缸燃烧的较高(或者最高)的功率强度来操作激光点火装置，激光束导向气缸壁。在一个实例中，操作激光器的持续时间是3分钟)。因为被停用的气缸由于其停车状态而被密封，其中进气门和排气门都关闭，所以由激光器操作产生的热能被捕集在被密封的气缸内。在其中激光器可操纵的配置中，激光器能量可以集中在排气门附近的区域，从而实现更小范围的热，因为那是离开气缸的空气的退出点。否则，可以将激光器能量导向活塞的顶部。在所述持续时间内操作激光器可以包括控制器将工作循环或脉冲-宽度信号发送到激光激励器，以在所界定的持续时间内以其最高功率设定来操作激光器。在操作的所述持续时间之后，停用激光器。
在412处，所述方法包括使发动机在未加注燃料的情况下在正向方向上转动到其中将所选择的气缸开封的位置。在这里，可以使发动机转动得比在使发动机转动以用于确立基线排气温度时更慢。举例来说，可以使发动机在300RPM的转速下转动，直到打开气缸的至少排气门为止。这使得经由激光器操作而加热的充气能够被释放到排气道中)。在414处，所述方法包括例如经由排气温度传感器来重新测量排气温度(Texh_cyl)。接下来，在416处，所述方法包括确定是否存在排气温度的增加的证据。举例来说，可以确定在操作激光器之后测得的排气温度(Texh_cyl)与基线温度(Texh_B)之间的差值，并且可以将所述差值与阈值进行比较。所述阈值可以是基于包括环境湿度的环境条件的非零正阈值。举例来说，随着环境湿度增加，可以降低所述阈值。随着环境湿度增加，从激光器操作丢失到环境潮湿空气的热量增加，这是由于潮湿空气的较高的吸热能力。作为另一实例，随着环境温度增加，可以降低阈值。在一个实例中，控制器可以参考存储在控制器的存储器中的查找表。所述查找表可以使用环境条件作为输入并且可以输出阈值以用于激光器诊断。所述阈值可以替代地经由模型或算法来确定。
如果在给定气缸中的激光器操作之后的排气温度与基线温度之间的差值高于所述阈值，那么在432处，所述方法包括指示耦合到被诊断的所述给定气缸的激光器装置未降级。所述方法随后移动到422以确定是否已经诊断所有发动机气缸。如果不是，那么所述方法移动到430以选择另一气缸来执行激光器诊断。可以基于点火次序、基于预先界定的次序、基于发动机缸体上的气缸的位置或者基于在例程的上一次反复时完成激光器诊断的次序来选择下一个气缸。
如果在给定气缸中的激光器操作之后的排气温度与基线温度之间的差值低于所述阈值，那么在418处，可以推断出在所述激光器操作期间未产生足够的热。因此，响应于所述差值低于所述阈值，所述方法包括指示耦合到被诊断的给定气缸的激光器装置已降级。控制器随后可以设定诊断代码，所述诊断代码包括唯一识别符以指示最近诊断的气缸的激光器装置已降级。此外，在420处，所述方法包括设定旗标以在随后在加注燃料的情况下操作发动机时调整耦合到被诊断的气缸的已降级的激光器装置的操作。举例来说，在重新起动发动机时，所述控制器可以响应于被诊断的气缸的激光点火装置已降级而停用那个气缸中的燃料。在其他实例中，可以调整给定气缸的失火阈值。所述方法随后移动到422以确定是否已经诊断所有气缸，并且如果不是，那么所述方法移动到430以选择另一气缸来执行激光器诊断，如早先论述。
所述方法从430返回到406以重新确立基线排气温度。这包括经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动以冷却所述发动机。可以在某一持续时间内使发动机转动，所述持续时间使得足够量的空气能够通过气缸并且确保充分的冷却。在一个实例中，使发动机以500RPM转动15秒。
返回到422，如果已经诊断了所有气缸，那么在424处，可以确认接通条件。在一个实例中，可以响应于以下操作来确认接通条件：车辆操作者将点火钥匙移动到接通位置；插入所述点火钥匙；按压点火按钮，或者将被动式钥匙置于车辆车厢中。可以使用其他方法来确认已经启用发动机点火。如果未确认接通，那么在426处，停用发动机的激光点火装置，发动机减慢转动至停止(通过停用马达)，并且PCM返回到休眠。否则，如果确认接通条件，那么在428处，重新起动发动机。这包括经由起动器马达使发动机在正向方向上一直转动起动到发动机转动起动转速并且随后重新开始气缸加注燃料。随后通过燃烧发动机气缸中的燃料来使发动机在正向方向上转动，经由对应的激光点火装置的操作来点燃每个气缸中的空气-燃料混合物。以此方式，可以利用激光器的金属加热能力来可靠地诊断耦合到发动机的每个气缸的激光点火装置。
在其中可以执行进气诊断和排气诊断的实施方案中，控制器可以完成对所有发动机气缸的激光点火系统的基于进气的诊断，并且随后完成对所有发动机气缸的激光点火系统的基于排气的诊断。替代地，对于每个气缸，可以在移动到诊断下一个气缸之前连续地执行基于进气的诊断和基于排气的诊断。控制器可以比较两个诊断的输出以更可靠地确定激光点火系统是否已降级。以此方式，发动机控制器可以在发动机切断之后在密封的未加注燃料的发动机气缸中操作激光点火装置。随后，在第一条件期间，控制器可以将在操作之后的所测得的排气温度(例如，经由在排气过滤器的上游耦合的排气温度传感器来测量)与经由在未加注燃料的情况下的发动机转动而确立的基线排气温度进行比较。相比而言，在第二条件期间，控制器可以将在操作之后的所测得的进气温度(例如，经由耦合到进气道的进气温度传感器来测量)与经由在未加注燃料的情况下的发动机转动而确立的基线进气温度进行比较。在一些实例中，所述方法可以包括确定是否执行以下操作中的每一者中的一者或多者：基于是否存在第一条件的确定和是否存在第二条件的确定而将排气温度与基线水平进行比较并且将进气温度与基线水平进行比较。在一个实例中，所述方法可以包括基于进气道中的冷凝物的存在并且响应于执行基于排气温度的激光器诊断而确定所述第一条件。所述方法可以还包括基于排气道中的冷凝物的存在并且响应于执行基于进气温度的激光器诊断而确定所述第二条件。替代地，可以响应于高于阈值排气过滤器温度(例如，由于在上一次接通条件期间排气过滤器的再生)而确定所述第二条件。在一些实例中，仅在确认所述第二条件并且未确认所述第一条件时进行基于进气温度的诊断，而仅在未确认所述第二条件并且确认所述第一条件时进行基于排气温度的诊断。控制器可以基于进气道相对于排气道中的冷凝物水平而在所述第一条件与所述第二条件之间进行区分，并且随后可以响应于所述区分来选择不同的诊断。在其他实例中，可以确认所述第一条件和所述第二条件两者，并且例如连续地执行基于排气温度的诊断。其中，可以在单个驱动循环中发生进气诊断和排气诊断两者。
在所述第一条件和所述第二条件期间，控制器随后可以基于所述比较来诊断激光点火装置。举例来说，在所述第一条件期间，可以通过经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在第一方向上转动来确立基线排气温度，并且可以经由排气温度传感器来测量所测得的排气温度。相比而言，在所述第二条件期间，可以通过经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在与所述第一方向相反的第二方向上转动来确立基线进气温度，并且可以经由进气温度传感器来测量所测得的进气温度。在操作激光点火装置之前，控制器可以通过经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中气缸的进气门和排气门中的每一者都关闭的位置来密封发动机气缸。随后，在操作激光点火装置之后，在所述第一条件期间，控制器可以经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中气缸的排气门打开的位置，而在所述第二条件期间，控制器可以经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中气缸的进气门打开的位置。此外，所述比较可以包括在所述第一条件期间计算所测得的排气温度与基线排气温度之间的差值；在所述第二条件期间计算所测得的进气温度与基线进气温度之间的差值；以及将所述差值与阈值进行比较，所述阈值依据环境湿度而经过调整。控制器随后可以在所述差值高于阈值时指示发动机气缸的激光点火装置未降级，并且在所述差值低于阈值时指示发动机气缸的激光点火装置已降级。在一些实例中，控制器可以在指示激光点火装置未降级时维持气缸的失火阈值，并且在指示激光点火装置已降级时调整气缸的失火阈值。在其他实例中，在所述第一条件期间在测量排气温度之前的第一较短的持续时间内操作激光点火装置，而在所述第二条件期间在测量进气温度之前的长于所述第一持续时间的第二持续时间内操作激光点火装置。在其他实例中，在排气温度测量和进气温度测量之前的相同持续时间内操作激光器。
现在转向图6，在图600处示出用于基于进气温度变化来诊断激光器的激光点火系统(例如，图1的激光器系统)的示例性操作。将了解，可以基于排气温度变化来类似地诊断所述激光点火系统。图600在曲线图602处描绘所测得的进气温度(例如，由耦合到进气道的进气温度传感器测量)，在曲线图604处描绘激光点火装置操作，在曲线图606处描绘发动机转速(Ne)，并且在曲线图608处描绘环境湿度。在曲线图610中示出电动马达的启动状态，并且在曲线图612处示出发动机旋转的方向(正向、反向，或在静止不旋转时)。图600进一步描绘曲线图614处的第一气缸的活塞位置(虚线)与曲线图616处的第二气缸的活塞位置(实线)的比较。所有曲线图是沿着x轴随时间示出。
在t1之前，车辆的发动机在加注燃料的情况下进行操作。发动机基于操作者转矩需求而以发动机转速(曲线图606)在正向方向上(曲线图612)旋转。通过在实现气缸燃烧的输出处在每个燃烧事件时操作对应的激光点火装置来点燃每个气缸中的燃料(曲线图604)。进气温度处于环境水平(曲线图602)。此时，环境湿度例如由于车辆行进经过干燥、干旱地区而较低(曲线图608)。由于使用发动机扭矩推进车辆，所以维持电动马达停用(或者关闭)。
当发动机在正向方向上旋转时，发动机的每个气缸内的活塞在BDC与TDC之间行进。举例来说，对于曲轴的每个360度旋转，活塞可以从BDC行进到TDC并且回到TDC。第一气缸的活塞(曲线图614)可以与第二气缸的活塞相差180度相位(曲线图616)，使得当第一组气缸的活塞处于BDC时第一组气缸的活塞处于TDC(并且反之亦然)。举例来说，发动机可以是直列四气缸发动机。
在t1处，车辆操作者从点火移除钥匙并且确认切断条件。响应于切断条件，关闭发动机，包括停用发动机燃料加注和点火。
在t2处，自从切断以来已经流逝足够的持续时间，并且进气温度已经与环境温度平衡。此时，控制器确定可以运行基于进气温度的激光点火系统诊断。因此在t2处，启动电动马达并且经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动从t2到t3的持续时间。经由在未加注燃料的情况下的反向的发动机转动来确立基线进气温度603。由于较慢的转动，气缸以比在t1之前更慢的速率在TDC与BDC之间移动。通过使所有发动机气缸在反向上转动某一持续时间，控制器建立从气缸朝向进气道的进气流。
接下来在t3处，再次使发动机在未加注燃料的情况下在反向方向上转动从t3到t4的持续时间(短于从t2到t3的持续时间)。t3到t4时的较短的较慢的转动将待诊断的第一气缸移动到其中密封气缸并且所述气缸的进气门和排气门都关闭的位置。此时不密封剩余的气缸。具体来说，经由马达使发动机在反向上缓慢旋转，直到第一气缸的活塞定位在TDC处为止(曲线图614)。第一气缸可以在其排气冲程结束时处于TDC，其中由于气缸的进气门和排气门都关闭而超出标称的负气门重叠。同时，第二气缸可以在其压缩冲程结束时处于BDC。因此，第一气缸定位成其进气门和排气门关闭并且其气缸容积最小，而第二气缸的进气门和排气门保持至少部分打开。
在t4与t5之间，在使第一气缸保持在密封状态时，在不将燃料输送到气缸的情况下操作第一气缸的激光点火装置。由于激光器操作，被密封的气缸中的空气受到加热。在t5处，再次经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动较短持续时间(在本文以与在t3与t4之间相同的转速和相同的持续时间)，从而将第一气缸从完全密封的位置移动到其中至少进气门打开的位置(例如，从排气冲程TDC到进气冲程BDC)。随后，停止发动机转动并且监测进气温度的变化。在所描绘的实例中，在于第一气缸中的激光器操作之后，观测进气温度的上升。具体来说，进气温度上升到基于环境湿度的阈值Thr以上。由于进气温度上升到阈值以上，所以在t6处，确定耦合到第一气缸的激光器未降级。
在t6与t7之间，再次使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动某一持续时间，以冷却发动机并且重新确立基线温度。在所描绘的实例中，使发动机以与在t2与t3之间所使用的转速相同的转速转动，并且确立相同的基线温度303。然而，在其他实例中，可以在发动机转动所述持续时间之后重新确立基线。而且在t6与t7之间，环境湿度例如由于雨或其他形式的降水(例如，雪、雨夹雪等)而增加。由于环境湿度的增加，阈值Thr由于潮湿空气的较高的吸热能力而有所降低(相对于其早先的值)。
在于t7处经由在未加注燃料的情况下的发动机转动而确立基线排气温度603之后，使发动机在未加注燃料的情况下以低于用于确立基线温度的所述转动的转速在反向方向上转动持续时间t7到t8(短于持续时间t6到t7)。t7到t8时的较短的较慢的转动将待诊断的第二气缸移动到其中密封气缸并且所述气缸的进气门和排气门都关闭的位置。具体来说，经由马达使发动机在反向上缓慢旋转，直到第二气缸的活塞定位在TDC处为止(曲线图616)。第二气缸可以在其排气冲程结束时处于TDC，其中由于气缸的进气门和排气门都关闭而超出标称的负气门重叠。同时，第一气缸可以在其压缩冲程结束时处于BDC。因此，第二气缸定位成其进气门和排气门关闭并且其气缸容积最小，而第一气缸的进气门和排气门保持至少部分打开。
在t8与t9之间，在使气缸保持在密封状态时，在不将燃料输送到气缸的情况下操作气缸的激光点火装置。由于激光器操作，被密封的气缸中的空气受到加热。在t9处，再次使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动较短持续时间(在本文以与在t7与t8之间相同的转速和相同的持续时间)，从而将气缸从密封的位置移动到其中至少进气门打开的位置(例如从排气冲程TDC到进气冲程BDC)。随后，停止发动机转动并且监测进气温度的变化。在所描绘的实例中，在于第二气缸中的激光器操作之后，观察到进气温度的不充分的上升。具体来说，进气温度未上升到经过湿度调整的阈值Thr以上。由于进气温度未上升到阈值以上，所以在t10处，确定耦合到第二气缸的激光器已降级，并且设定包括第二气缸的识别符的诊断代码。
在t10与t11之间，使发动机在未加注燃料的情况下转动某一持续时间以重新确立基线温度，使得可以诊断下一个气缸。然而，在t11处，在可以诊断下一个气缸之前，响应于操作者将钥匙插入到点火中而确认接通条件。因此在t11处，重新起动发动机。这包括通过马达使发动机转动起动，其中发动机在正向方向上旋转，直到达到转动起动转速为止，并且随后重新开始发动机加注燃料。另外，重新开始经由激光点火装置进行的气缸点火。其后，发动机使用发动机产生的燃烧转矩在正向方向上旋转。由于发动机中的燃料的燃烧，发动机转速开始增加。
以此方式，发动机控制器可以：使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以确立基线进气温度并且随后在负气门重叠的位置处密封气缸；在被密封的气缸中操作激光点火装置；使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以将所述气缸开封；以及基于所测得的进气温度相对于所述基线进气温度的变化来诊断所述激光点火装置。响应于所测得的进气温度超过基线进气温度达阈值，控制器可以指示激光点火装置未降级；以及响应于所测得的进气温度未超过基线进气温度达阈值，控制器可以指示激光点火装置已降级。控制器可以另外依据包括环境湿度的环境条件来选择所述阈值。举例来说，可以随着环境湿度增加而使所述阈值从标称值减小。另外，响应于指示激光点火装置已降级，控制器可以调整气缸的失火阈值。在一个实例中，在所述气缸是发动机的第一气缸的情况下，指示激光点火装置已降级包括设定具有第一气缸的唯一识别符的诊断代码。随后，在所述指示之后，控制器可以使发动机在未加注燃料的情况下在反向上重新转动以重新确立基线进气温度并且随后诊断第二气缸。使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括经由电动马达使发动机在与在转动起动期间和在加注燃料的情况下的发动机旋转期间的发动机旋转方向相反的方向上转动，所述电动马达包括起动器马达和混合动力车辆传动系马达。使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动还包括：起初使发动机以第一转速在反向上转动第一持续时间以确立基线进气温度；随后使发动机以低于所述第一转速的第二转速在反向上转动并且转动少于第一持续时间的第二持续时间，以通过移动到负气门重叠的位置来密封气缸；以及随后使发动机以所述第二转速在反向上转动少于所述第二持续时间的第三持续时间，以通过移动到其中至少进气门打开的另一位置来将所述气缸开封。使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动可以还包括在自从发动机切断事件以来已经流逝阈值持续时间之后唤醒发动机控制器，并且使发动机在反向上转动。在一个实例中，经由耦合到发动机的进气道的进气温度传感器来测量进气温度。
以此方式，可靠地诊断发动机的每个气缸的激光点火装置。通过在密封的发动机气缸中操作激光点火装置，可以使用激光产生热的能力来诊断激光器。通过在加热之后将气缸开封并且监测进气温度相对于预先确立的基线温度的变化，可以使进气温度的上升与否与激光器功能相关。通过在切断条件期间在激光器操作之后监测进气温度，可以减少由于来自发动机燃烧的噪声因素而引起的对结果的破坏。通过使在切断条件期间在激光器操作之后的进气温度的变化与在切断条件期间在激光器操作之后的排气温度的变化相关，诊断结果的可靠性得到提高。通过以及时的方式诊断激光器降级，可以更好地将激光器降级引发的失火与火花塞或空燃比引发的失火区分开，并且因此减轻所述失火。
一种示例性方法包括：使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以确立基线进气温度并且随后在负气门重叠的位置处密封气缸；在被密封的气缸中操作激光点火装置；使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以将所述气缸开封；以及基于所测得的进气温度相对于所述基线进气温度的变化来诊断所述激光点火装置。在前述实例中，另外或任选地，所述诊断包括：响应于所测得的进气温度超过基线进气温度达阈值，指示激光点火装置未降级；以及响应于所测得的进气温度未超过基线进气温度达阈值，指示激光点火装置已降级。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述方法还包括依据包括环境湿度的环境条件来选择所述阈值。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，随着环境湿度增加而使所述阈值从标称值减小。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述方法还包括，响应于指示激光点火装置已降级，调整气缸的失火阈值。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述气缸是发动机的第一气缸，并且其中指示激光点火装置已降级包括设定具有第一气缸的唯一识别符的诊断代码。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述方法还包括，在所述指示之后使发动机在未加注燃料的情况下在反向上重新转动以重新确立基线进气温度并且随后诊断第二气缸。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括经由电动马达使发动机在与在转动起动期间和在加注燃料的情况下的发动机旋转期间的发动机旋转方向相反的方向上转动，所述电动马达包括起动器马达和混合动力车辆传动系马达。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括：起初使发动机以第一转速在反向上转动第一持续时间以确立基线进气温度；随后使发动机以低于所述第一转速的第二转速在反向上转动并且转动少于第一持续时间的第二持续时间，以通过移动到负气门重叠的位置来密封气缸；以及随后使发动机以所述第二转速在反向上转动少于所述第二持续时间的第三持续时间，以通过移动到其中至少进气门打开的另一位置来将所述气缸开封。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，经由耦合到发动机的进气道的进气温度传感器来测量进气温度。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括在自从发动机切断事件以来已经流逝阈值持续时间之后唤醒发动机控制器，并且使发动机在反向上转动。
另一示例性方法包括：在发动机切断之后在密封的未加注燃料的发动机气缸中操作激光点火装置；在第一条件期间，将在所述操作之后的所测得的排气温度与经由在未加注燃料的情况下的发动机转动而确立的基线排气温度进行比较；在第二条件期间，将在所述操作之后的所测得的进气温度与经由在未加注燃料的情况下的发动机转动而确立的基线进气温度进行比较；以及在所述第一条件和所述第二条件期间，基于所述比较来诊断激光点火装置。在前述实例中，另外或任选地，在所述第一条件期间(并且不在所述第二条件期间)，通过经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在第一方向上转动来确立基线排气温度，并且经由排气温度传感器来测量所测得的排气温度，并且其中在所述第二条件期间(并且不在所述第一条件期间)，通过经由马达使发动机在与所述第一方向相反的第二方向上转动来确立基线进气温度，并且经由进气温度传感器来测量所述所测得的进气温度。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述比较包括在所述第一条件期间计算所测得的排气温度与基线排气温度之间的差值；在所述第二条件期间计算所测得的进气温度与基线进气温度之间的差值；以及将所述差值与阈值进行比较，所述阈值依据环境湿度而经过调整。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述诊断包括在所述差值高于所述阈值时指示发动机气缸的激光点火装置未降级，并且在所述差值低于所述阈值时指示发动机气缸的激光点火装置已降级，所述方法还包括在指示激光点火装置未降级时维持气缸的失火阈值；以及在指示激光点火装置已降级时调整气缸的失火阈值。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述方法还包括，在操作激光点火装置之前，通过经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中气缸的进气门和排气门中的每一者都关闭的位置来密封发动机气缸，并且在操作激光点火装置之后，在第一条件期间，经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中气缸的排气门打开的位置，并且在第二条件期间，经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中气缸的进气门打开的位置。
示例性发动机系统包括：发动机，所述发动机包括气缸；激光点火装置，所述激光点火装置耦合到气缸；进气温度传感器，所述进气温度传感器耦合到发动机的进气道；电动马达；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：当在发动机切断之后已经流逝阈值持续时间时使动力系统控制模块从休眠模式苏醒；经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动以确立基线进气温度；通过经由所述马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中所有气缸气门都关闭的位置来密封气缸；在某一持续时间内在所述被密封的气缸中操作激光点火装置；通过经由所述马达使发动机在未加注燃料的情况下重新转动到其中至少进气门打开的位置来将所述气缸开封；以及通过将在所述操作之后测得的进气温度与所述基线进气温度进行比较来诊断所述激光点火装置。在前述实例中，另外或任选地，经由所述马达使发动机转动和重新转动包括使发动机在反向上在与在加注燃料的情况下的发动机旋转的方向相反的方向上转动，发动机以低于发动机转动起动转速的发动机转速在反向上转动。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述系统还包括用于估计环境湿度的湿度传感器，其中所述比较包括将所测得的进气温度与基线进气温度之间的差值与基于所估计的环境湿度的阈值进行比较，并且其中所述诊断包括在所述差值高于所述阈值时指示所述激光点火装置已降级。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述控制器包括用于以下操作的其他指令：响应于所述指示所述气缸的所述激光点火装置已降级，在随后发动机从静止重新起动期间，停用所述气缸的燃料加注以及所述气缸的所述激光点火装置的操作，并且调整所述气缸的失火阈值。在另一表示中，在混合动力电动车辆系统中包括所述发动机系统，其中电动马达是用于推进车辆轮子的传动系马达。
在另一表示中，一种用于发动机的方法包括：在发动机切断之后在密封的未加注燃料的发动机气缸中操作激光点火装置；将在所述操作之后的所测得的进气温度与经由在未加注燃料的情况下的反向的发动机转动而确立的基线进气温度进行比较；以及基于所述比较来诊断激光点火装置。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述比较包括计算所测得的进气温度与基线进气温度之间的差值；以及将所述差值与阈值进行比较，所述阈值依据环境湿度而经过调整。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述诊断包括在所述差值高于所述阈值时指示发动机气缸的激光点火装置未降级；以及在所述差值低于所述阈值时指示所述发动机气缸的所述激光点火装置已降级。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述方法还包括在指示激光点火装置未降级时维持所述气缸的失火阈值；以及在指示激光点火装置已降级时调整所述气缸的失火阈值。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，所述方法还包括通过经由电动马达使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动到其中气缸的进气门和排气门中的每一者都关闭的位置来密封发动机气缸。在任一或所有前述实例中，另外或任选地，在未加注燃料的情况下的反向的发动机转动包括经由马达使发动机在与在加注燃料的情况下的发动机旋转和发动机转动起动的方向相反的方向上转动，所述发动机以低于发动机转动起动转速的发动机转速在反向上转动。
在另一表示中，在具有自主能力的混合车辆系统中耦合发动机。在前述实例中，控制器可以按照自主模式操作车辆系统，并且当以自主模式操作时，所述控制器可以起始激光点火系统的基于进气温度的诊断和基于排气温度的诊断中的一者或多者。
应注意，本文包括的示例性控制和估计例程可以用于各种发动机和/或车辆系统配置。本文公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可以由包括控制器与各种传感器、致动器和其他发动机硬件的组合的控制系统执行。本文描述的特定例程可以表示任何数目的处理策略中的一者或多者，所述处理策略例如为事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，可以按照所说明的序列、并行地或者在一些情况下省略所说明的各种动作、操作和/或功能。同样地，不一定需要所述处理次序来实现本文描述的示例性实施方案的特征和优势，而是出于说明和描述的简易性而提供。可以依据所使用的特定策略来反复地执行所说明的动作、操作和/或功能中的一者或多者。此外，所描述的动作、操作和/或功能可以清晰地表示将要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中通过在包括各种发动机硬件部件与电子控制器的组合的系统中执行指令来实施所描述的动作。
将了解，本文公开的配置和例程在本质上是示例性的，并且不应在限制意义上看待这些特定实施方案，因为众多变化是可能的。举例来说，以上技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和配置与其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非明显的组合和子组合。
所附权利要求特别指出被视为新颖和非明显的特定组合和子组合。这些权利要求可能提及“一”元件或“第一”元件或其等效物。应将此类权利要求理解为包括并入一个或多个此类元件，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。通过修正本权利要求书或者通过在此申请或相关申请中呈现新的权利要求书来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合。此类权利要求书，无论与原始权利要求书相比在范围上更广、更窄、相等或不同，也都被视为包括在本公开的主题内。
根据本发明，提供一种方法，所述方法具有：使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以确立基线进气温度并且随后在负气门重叠的位置处密封气缸；在被密封的气缸中操作激光点火装置；使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以将所述气缸开封；以及基于所测得的进气温度相对于所述基线进气温度的变化来诊断所述激光点火装置。
根据实施方案，所述诊断包括：响应于所测得的进气温度超过基线进气温度达阈值，指示激光点火装置未降级；以及响应于所测得的进气温度未超过基线进气温度达阈值，指示激光点火装置已降级。
根据实施方案，本发明的特征还在于依据包括环境湿度的环境条件来选择所述阈值。
根据实施方案，随着环境湿度增加而使所述阈值从标称值减小。
根据实施方案，本发明的特征还在于响应于指示激光点火装置已降级，调整气缸的失火阈值。
根据实施方案，所述气缸是发动机的第一气缸，并且其中指示激光点火装置已降级包括设定具有第一气缸的唯一识别符的诊断代码。
根据实施方案，在所述指示之后，使发动机在未加注燃料的情况下在反向上重新转动以重新确立基线进气温度并且随后诊断第二气缸。
根据实施方案，使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括经由电动马达使发动机在与在转动起动期间和在加注燃料的情况下的发动机旋转期间的发动机旋转方向相反的方向上转动，所述电动马达包括起动器马达和混合动力车辆传动系马达。
根据实施方案，本发明的特征还在于，使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括：起初使发动机以第一转速在反向上转动第一持续时间以确立基线进气温度；随后使发动机以低于所述第一转速的第二转速在反向上转动并且转动少于第一持续时间的第二持续时间，以通过移动到负气门重叠的位置来密封气缸；以及随后使发动机以所述第二转速在反向上转动少于所述第二持续时间的第三持续时间，以通过移动到其中至少进气门打开的另一位置来将所述气缸开封。
根据实施方案，经由耦合到发动机的进气道的进气温度传感器来测量进气温度。
根据实施方案，使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括在自从发动机切断事件以来已经流逝阈值持续时间之后唤醒发动机控制器，并且使发动机在反向上转动。
根据本发明，提供一种用于发动机的方法，所述方法具有：操作车辆中的发动机；操作所述车辆以按照自主驾驶模式来驾驶；以及在这样做时：在发动机切断之后在密封的未加注燃料的发动机气缸中操作激光点火装置；在第一条件期间，将在所述操作之后的所测得的排气温度与经由在未加注燃料的情况下的发动机转动而确立的基线排气温度进行比较；在第二条件期间，将在所述操作之后的所测得的进气温度与经由在未加注燃料的情况下的发动机转动而确立的基线进气温度进行比较；以及在所述第一条件和所述第二条件期间，基于所述比较来诊断激光点火装置。
根据实施方案，在所述第一条件期间，通过经由马达使发动机在未加注燃料的情况下在第一方向上转动来确立基线排气温度，并且经由排气温度传感器来测量所测得的排气温度，并且其中在所述第二条件期间，通过经由马达使发动机在与所述第一方向相反的第二方向上转动来确立基线进气温度，并且经由进气温度传感器来测量所述所测得的进气温度。
根据实施方案，所述比较包括在所述第一条件期间计算所测得的排气温度与基线排气温度之间的差值；在所述第二条件期间计算所测得的进气温度与基线进气温度之间的差值；以及将所述差值与阈值进行比较，所述阈值依据环境湿度而经过调整。
根据实施方案，所述诊断包括在所述差值高于所述阈值时指示发动机气缸的激光点火装置未降级，并且在所述差值低于所述阈值时指示发动机气缸的激光点火装置已降级，所述方法还包括在指示激光点火装置未降级时维持气缸的失火阈值；以及在指示激光点火装置已降级时调整气缸的失火阈值。
根据实施方案，在操作激光点火装置之前，通过经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中气缸的进气门和排气门中的每一者都关闭的位置来密封发动机气缸，并且在操作激光点火装置之后，在第一条件期间，经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中气缸的排气门打开的位置，并且在第二条件期间，经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中气缸的进气门打开的位置。
根据本发明，提供一种发动机系统，所述发动机系统具有：发动机，所述发动机包括气缸；激光点火装置，所述激光点火装置耦合到气缸；进气温度传感器，所述进气温度传感器耦合到发动机的进气道；电动马达；以及控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：当在发动机切断之后已经流逝阈值持续时间时使动力系统控制模块从休眠模式苏醒；经由马达使发动机在未加注燃料的情况下转动以确立基线进气温度；通过经由所述马达使发动机在未加注燃料的情况下转动到其中所有气缸气门都关闭的位置来密封气缸；在某一持续时间内在所述被密封的气缸中操作激光点火装置；通过经由所述马达使发动机在未加注燃料的情况下重新转动到其中至少进气门打开的位置来将所述气缸开封；以及通过将在所述操作之后测得的进气温度与所述基线进气温度进行比较来诊断所述激光点火装置。
根据实施方案，本发明的特征还在于，经由所述马达使发动机转动和重新转动包括使发动机在反向上在与在加注燃料的情况下的发动机旋转的方向相反的方向上转动，发动机以低于发动机转动起动转速的发动机转速在反向上转动。
根据实施方案，本发明的特征还在于用于估计环境湿度的湿度传感器，其中所述比较包括将所测得的进气温度与基线进气温度之间的差值与基于所估计的环境湿度的阈值进行比较，并且其中所述诊断包括在所述差值高于所述阈值时指示所述激光点火装置已降级。
根据实施方案，所述控制器包括用于以下操作的其他指令：响应于所述指示所述气缸的所述激光点火装置已降级，在随后发动机从静止重新起动期间，停用所述气缸的燃料加注以及所述气缸的所述激光点火装置的操作，并且调整所述气缸的失火阈值。

Claims (15)

1.一种方法，所述方法包括：
使发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以确立基线进气温度并且随后在负气门重叠的位置处密封气缸；
在所述被密封的气缸中操作激光点火装置；
使所述发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动以将所述气缸开封；以及
基于所测得的进气温度相对于所述基线进气温度的变化来诊断所述激光点火装置。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述诊断包括：
响应于所述所测得的进气温度超过所述基线进气温度达阈值，指示所述激光点火装置未降级；以及
响应于所述所测得的进气温度未超过所述基线进气温度达所述阈值，指示所述激光点火装置已降级。
3.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括依据包括环境湿度的环境条件来选择所述阈值。
4.如权利要求3所述的方法，其中随着所述环境湿度增加而使所述阈值从标称值减小。
5.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括：响应于所述指示所述激光点火装置已降级，调整所述气缸的失火阈值。
6.如权利要求2所述的方法，其中所述气缸是所述发动机的第一气缸，并且其中指示所述激光点火装置已降级包括设定具有所述第一气缸的唯一识别符的诊断代码。
7.如权利要求6所述的方法，所述方法还包括在所述指示之后，使所述发动机在未加注燃料的情况下在反向上重新转动以重新确立所述基线进气温度并且随后诊断第二气缸。
8.如权利要求1所述的方法，其中使所述发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括经由电动马达使所述发动机在与在转动起动期间和在加注燃料的情况下的发动机旋转期间的发动机旋转方向相反的方向上转动，所述电动马达包括起动器马达和混合动力车辆传动系马达。
9.如权利要求1所述的方法，其中使所述发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括：
起初使所述发动机以第一转速在反向上转动第一持续时间以确立基线进气温度；
随后使所述发动机以低于所述第一转速的第二转速在反向上转动并且转动少于第一持续时间的第二持续时间，以通过移动到负气门重叠的位置来密封所述气缸；以及
随后使所述发动机以所述第二转速在反向上转动少于所述第二持续时间的第三持续时间，以通过移动到其中至少进气门打开的另一位置来将所述气缸开封。
10.如权利要求1所述的方法，其中经由耦合到所述发动机的进气道的进气温度传感器来测量所述进气温度。
11.如权利要求1所述的方法，其中使所述发动机在未加注燃料的情况下在反向上转动包括在自从发动机切断事件以来已经流逝阈值持续时间之后唤醒发动机控制器，并且使所述发动机在反向上转动。
12.一种发动机系统，所述发动机系统包括：
发动机，所述发动机包括气缸；
激光点火装置，所述激光点火装置耦合到所述气缸；
进气温度传感器，所述进气温度传感器耦合到所述发动机的进气道；
电动马达；以及
控制器，所述控制器具有存储在非暂时性存储器上的计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：
当在发动机切断之后已经流逝阈值持续时间时使动力系统控制模块从休眠模式苏醒；
经由所述马达使所述发动机在未加注燃料的情况下转动以确立基线进气温度；
通过经由所述马达使所述发动机在未加注燃料的情况下转动到其中所有气缸气门都关闭的位置来密封所述气缸；
在某一持续时间内在所述被密封的气缸中操作所述激光点火装置；
通过经由所述马达使所述发动机在未加注燃料的情况下重新转动到其中至少进气门打开的位置来将所述气缸开封；以及
通过将在所述操作之后测得的进气温度与所述基线进气温度进行比较来诊断所述激光点火装置。
13.如权利要求12所述的系统，其中经由所述马达使所述发动机转动和重新转动包括使所述发动机在反向上在与在加注燃料的情况下的发动机旋转的方向相反的方向上转动，所述发动机以低于发动机转动起动转速的发动机转速在反向上转动。
14.如权利要求12所述的系统，所述系统还包括用于估计环境湿度的湿度传感器，其中所述比较包括将所述所测得的进气温度与所述基线进气温度之间的差值与基于所估计的环境湿度的阈值进行比较，并且其中所述诊断包括在所述差值高于所述阈值时指示所述激光点火装置已降级。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述控制器包括用于以下操作的其他指令：响应于所述指示所述气缸的所述激光点火装置已降级，在随后发动机从静止重新起动期间，停用所述气缸的燃料加注以及所述气缸的所述激光点火装置的操作，并且调整所述气缸的失火阈值。
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