CN111819357A - 发动机阶段的确定和控制 - Google Patents

Abstract

在至少一些实施方式中，一种控制发动机中的火花事件的方法包括：对于四冲程发动机中的至少两个发动机转圈，来确定火花事件的初级线圈电压的至少一个特征；基于初级线圈电压的特征来确定火花事件中的哪一个与发动机操作的压缩阶段相关联以及火花事件中的哪一个与发动机操作的排气阶段相关联；以及在与发动机操作的压缩阶段相关联的后续发动机转圈中提供火花事件，但不在与发动机操作的排气阶段相关联的转圈中提供火花事件。在至少一些实施方式中，该特征是如由初级线圈电压的变化所确定的火花事件的持续时间，并且该特征可以是初级线圈电压高于阈值电压的持续时间。

Description

发动机阶段的确定和控制

相关申请的引用

本申请要求2018年3月15日提交的美国临时申请序列号62/643,474号的权益，该申请的全部内容通过引用整体地并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及一种在内燃发动机的各循环内确定发动机的阶段和控制发动机的方法。

背景技术

内燃发动机可包括点火电路，该点火电路驱动火花塞以产生点燃发动机中的燃料混合物的火花。四冲程发动机包括燃烧、排气、进气和压缩冲程，并且在发动机转动两圈之内完成一个发动机循环。只有燃烧阶段才需要点火火花，因此除其他外，在发动机的操作期间确定各种发动机阶段可以促进在燃烧阶段期间高效地提供火花并使得能够调节被递送到发动机的燃料混合物。对于许多发动机而言，点火电路包括由发动机旋转的磁体（例如，在飞轮上）或与所述磁体相关联以在一个或多个线圈中感应出电，电用于驱动火花塞且有时驱动其他电部件。

发明内容

在至少一些实施方式中，一种控制燃烧发动机中的火花事件的方法包括：对于四冲程发动机中的至少两个发动机转圈，确定用于火花事件的初级线圈电压的至少一个特征；基于初级线圈电压的特征来确定火花事件中的哪一个与发动机操作的压缩阶段相关联以及火花事件中的哪一个与发动机操作的排气阶段相关联；以及在与发动机操作的压缩阶段相关联的后续发动机转圈中提供火花事件，但不在与发动机操作的排气阶段相关联的转圈中提供火花事件。在至少一些实施方式中，该特征是如由初级线圈电压的变化所确定的火花事件的持续时间，并且该特征可以是初级线圈电压高于阈值电压的持续时间。

在至少一些实施方式中，一种用于管理四冲程内燃发动机的点火的系统包括：初级线圈和次级线圈，它们用于产生火花事件；开关，其状态被改变以引起火花事件的发生；以及处理装置，其联接到开关并且可操作以改变开关的状态。处理装置响应于初级线圈的电压或代表初级线圈电压的信号，以便基于初级线圈电压的特征来确定与发动机操作的压缩阶段相关联的至少一个火花事件以及与发动机操作的排气阶段相关联的至少一个火花事件，并在与发动机操作的压缩阶段相关联的后续发动机转圈中提供火花事件，但不在与发动机操作的排气阶段相关联的转圈中提供火花事件。

在至少一些实施方式中，一种从单个控制阀向多缸发动机提供燃料的方法包括：对于每个气缸确定发动机操作的进气阶段；确定发动机操作条件中的一个或多个，所述发动机操作条件包括温度、发动机转速以及自发动机起动以来的转圈数量；根据发动机操作条件中的至少一个来确定燃料控制阀指令；以及根据燃料控制阀指令并在与至少一个气缸的进气阶段对应的时间打开燃料控制阀。

在至少一些实施方式中，根据发动机温度以及自发动机起动以来的转圈数量来确定燃料控制阀指令。在至少一些实施方式中，根据发动机温度和发动机转速来确定燃料控制阀指令。在至少一些实施方式中，燃料控制阀指令包括关于在致动期间燃料控制阀将被打开的频率以及燃料控制阀被打开的持续时间的一个或多个指令。在至少一些实施方式中，相比于当发动机较冷时，当发动机较暖时，以较低频率和较短持续时间中的一种或两者打开燃料控制阀。在至少一些实施方式中，燃料控制阀指令导致燃料控制阀在每个气缸的进气阶段期间被打开。并且，燃料控制阀指令可导致燃料控制阀在一个气缸而不是另一气缸的进气阶段期间被打开。在至少一些实施方式中，与在另一气缸的进气阶段期间的燃料控制阀致动相比，燃料控制阀指令导致燃料控制阀在一个气缸的进气阶段期间以较高频率和较长持续时间中的一种或两者被打开。

在至少一些实施方式中，一种确定磁电机点火系统与其一起使用的发动机的发动机操作的至少某些阶段的方法，其中，磁电机点火系统包括磁体和线圈，在线圈中由磁体感应出能量，该方法包括：在连续的发动机转圈期间，比较在线圈中感应出的电压的至少一个特征；以及基于所述至少一个特征的差异来确定哪个转圈包括发动机操作的排气阶段以及哪个转圈包括发动机操作的压缩阶段。

在至少一些实施方式中，该特征是用于在线圈中感应出的电压的波形的至少一部分的时间。波形可包括第一极性的第一部分、第二极性的第二部分和第一极性的第三部分，并且波形的从中花去该时间的部分包括第二部分的全部。波形可包括第一极性的第一部分、第二极性的第二部分和第一极性的第三部分，并且波形的从中花去该时间的部分包括第一部分和第二部分。

在至少一些实施方式中，该特征是从第一电压到第二电压的时间或变化率中的一者。在至少一些实施方式中，磁电机包括位于可旋转飞轮上的两个磁体，使得飞轮的每个转圈在线圈中感应出两个波形，并且其中，与用于全部转圈的时间相比，该特征是用于一个转圈的至少一部分的时间，并且这种比较是对于连续转圈进行的。磁体可被间隔开已知的距离，并且将从来自第一磁体的波形的终点直到来自第二磁体的波形的终点的时间与用于一个完整的发动机转圈的时间进行比较。磁体可被间隔开已知的距离，并且在下一个发动机转圈中将从来自第一磁体的波形的终点直到来自第二磁体的波形的终点之间的时间与从来自第二磁体的波形的终点到来自第一磁体的波形的终点的时间进行比较。并且，所述比较或时间比率两者都可用于确定发动机的操作阶段。

附图说明

将参考附图来阐述某些实施例和最佳模式的以下详细描述，其中：

图1示出了点火系统，该点火系统通常具有邻近旋转飞轮安装的定子组件；

图2是可以与图1的点火系统一起使用的控制电路的实施例的示意图，其中该控制电路被图示为晶体管控制点火（TCI）系统；

图3是示出初级线圈电压的波形的图；

图4是示出在四冲程发动机的操作的压缩阶段期间的初级线圈电压的图；

图5是示出在四冲程发动机的操作的排气阶段期间的初级线圈电压的图；

图6是示出对于多个发动机转圈的初级线圈电压波形、点火火花波形、点火开关控制波形的图；

图7是示出转圈、火花事件和高于阈值电压的初级线圈电压持续时间、以及与波形相关联的各种发动机阶段的简化图；

图8是示出发动机阶段、相关联的火花事件、以及关于火花事件的阈值电压的初级线圈电压持续时间的简化图表；

图9是示出转圈、火花事件和与总火花持续时间相关联的初级线圈电压、以及与波形相关联的各种发动机阶段的简化图；

图10是示出发动机阶段、相关联的火花事件、以及与火花事件的火花持续时间相关联的初级线圈电压的简化图表；

图11是确定发动机阶段以使得能够确定何时需要火花的方法的流程图；

图12是确定发动机阶段以使得能够确定何时需要火花的方法的流程图；

图13是示出发动机的一部分的透视图，该部分具有联接到发动机的第一燃料供应装置和第二燃料供应装置；

图14是图13的第一燃料供应装置的一部分的剖视图，示出了其一些内部部件；

图15是第二燃料供应装置的透视图；

图16是第二燃料供应装置的剖视图；

图17是用以控制第二燃料供应装置的阀或者另一个燃料供应阀或喷射器的动作的方法的一个示例的流程图；

图18是从上到下示出发动机转圈、指示点火事件的点火系统脉冲、燃料控制阀致动定时以及发动机的两个气缸的发动机循环阶段的图；

图19是从上到下示出发动机进气歧管压力、燃料控制阀致动定时、指示点火事件的点火系统脉冲以及发动机的两个气缸的发动机循环阶段的图，其中，在每个发动机转圈（旋转一圈）致动燃料控制阀并且在两个气缸的进气阶段期间交替地提供燃料；

图20是从上到下示出发动机进气歧管压力、燃料控制阀致动定时、指示点火事件的点火系统脉冲以及发动机的两个气缸的发动机循环阶段的图，其中，每六个发动机转圈致动燃料控制阀并且在第一气缸的进气阶段期间提供燃料；

图21是从上到下示出发动机进气歧管压力、燃料控制阀致动定时、指示点火事件的点火系统脉冲以及发动机的两个气缸的发动机循环阶段的图，其中，每六个发动机转圈致动燃料控制阀并且在第二气缸的进气阶段期间提供燃料；

图22是晶体管控制点火（TCI）系统的示意图；

图23是示出两个电压波形的图；

图24是示出电压波形的图；

图25是示出电压波形的图；

图26是具有安装在其上的磁体的飞轮的图解视图；

图27是对于如图26中所示的飞轮的两个转圈的电压波形的图；以及

图28是在发动机操作的不同阶段期间与发动机转圈有关的时间增量的图。

具体实施方式

更详细地参考附图，图1图示了用于内燃发动机的点火系统10。点火系统10可以与许多种类型的内燃发动机中的一种一起使用，包括但不限于轻型燃烧发动机。术语“轻型燃烧发动机”广泛地包括所有类型的非汽车的燃烧发动机，包括与以下各者一起使用的二冲程和四冲程发动机：手持式动力工具、草坪和园艺设备、割草机、杂草修剪机、轧边机、链锯、吹雪机、个人水运工具、船只、雪地摩托车、摩托车、全地形车等。如将更详细地解释并且如图2中所示，点火系统10可以是晶体管控制点火（TCI）系统并且包括许多个控制电路中的一个，包括关于图2所描述的实施例。

主要参考图1，点火系统10通常包括可旋转地安装在发动机曲轴13上的飞轮12、邻近飞轮安装的定子组件14、以及控制电路40（图2），其仅是可在这种电路内使用的某些部件的一个示例并且不限于可使用其他部件和其他电路的本文中的公开内容。飞轮12与发动机曲轴13一起旋转并且通常包括具有极靴16、18和永磁体17的永磁元件，使得在磁体从附近的定子组件14旁边经过时，飞轮在该定子组件中感应出磁通量。

定子组件14可通过空气间隙与旋转飞轮12分开，并且可包括具有第一支柱26和第二支柱28的叠片堆24、充电线圈30和点火线圈，该点火线圈包括初级点火线圈32和次级点火线圈34。叠片堆24可以是由一堆铁板形成的大致U形、V形或M形（或其他形状）铁电枢，并且可安装到位于发动机上的壳体（未示出）。充电线圈30以及初级点火线圈32和次级点火线圈34可全部卷绕在叠片堆24的单个支柱上。这种布置可由于对于所有线圈使用共同接地和单个绕线轴或线轴而导致成本节约。点火线圈可以是具有缠绕在叠片堆24的第二支柱28上的初级点火线圈32和次级点火线圈34两者的升压变压器。如将解释的，初级点火线圈32联接到控制电路，并且次级点火线圈34联接到火花塞42（图2中示出）。如果需要以及按照需要，初级点火线圈32可具有相比来讲较少圈的相对粗的导线，而次级点火线圈34可具有许多圈相对细的导线。初级点火线圈32和次级点火线圈34之间的圈数比在次级线圈34中产生高电压电位，该高电压电位用于点燃火花塞42或提供电弧且因此点燃在发动机燃烧室中的空气/燃料混合物。

控制电路40联接到定子组件14和火花塞42，并且通常控制由点火系统10感应出、存储和放出的能量。术语“联接”广泛地涵盖两个或更多个电部件、装置、电路等可以彼此电连通的所有方式，这包括但当然不限于直接电连接和经由中间部件、装置、电路等的连接。控制电路40可以根据许多个实施例中的一个提供，包括但不限于图2中所示的实施例。

电路40与充电线圈30、初级点火线圈32和切断开关44相互作用，并且通常包括触发线圈46、开关48（其可以是诸如硅控整流器之类的晶闸管）和开关50（其可以是晶体管）。齐纳二极管52和电阻器54可并联连接到开关50以保护开关免受反向电流的影响。在线圈30中感应出的能量将开关50接通并流动通过开关50和初级点火线圈32。当在触发线圈46中感应出的能量足以将SCR 48的状态从关/非导电改变为开/导电时，充电线圈30中的能量流动通过SCR 48并接地。这引起初级点火线圈32处的电流的突然变化，这在次级点火线圈34中感应出高电压点火脉冲。点火脉冲行进到火花塞42，假设它具有所必需的电压，该火花塞提供燃烧起始火花。可使用其他点火系统，包括CDI和IDI系统。

四冲程发动机以包括四个阶段的循环操作： 进气、压缩、做功和排气。燃料和空气在进气阶段期间被带入发动机气缸的燃烧室中，这通常发生在当燃烧室的容积增加时气缸内的活塞的第一向下或前进冲程期间。燃料和空气在压缩阶段期间被混合在一起并被压缩，这通常发生在当燃烧室的容积减小时活塞的第一向上或回行冲程期间。做功阶段发生在燃料和空气混合物被来自火花塞42的火花点燃（这可发生在活塞的上止点位置附近或上止点位置处）之后，并且作为结果的燃烧向下驱动活塞用于发动机循环中的第二向下冲程。最后，在发动机循环的排气阶段期间从燃烧室中除去废气，这可发生在活塞的第二向上冲程期间或可包括活塞的第二向上冲程。这就完成了一个发动机循环，并且后续的发动机循环接着进行进气阶段并继续到如上文阐述的排气阶段。因此，在每个发动机循环中，进气阶段和压缩阶段可（通常）发生在发动机的第一圈旋转期间，并且做功阶段和排气阶段可发生在发动机的第二圈旋转期间。

如果电路40在每圈发动机旋转期间从火花塞42提供火花，则仅每隔一个火花就将引起点火事件。另一火花事件将在排气阶段之后或在排气阶段结束时发生，并且燃烧室中将不存在足够的燃料充量来引起燃烧事件。因此，这些火花将被浪费并且是不必要的。除其他外，为了避免浪费火花所需的能量并容许节约能量或将能量用于为某个其他部件或系统提供动力，下文描述的方法容许确定在四冲程发动机中的发动机循环内的发动机阶段，使得火花可以被限制为在压缩阶段中或之后而不是排气阶段中或之后出现。

图3中的图以波形60示出了在具有两个气缸的发动机中每圈发动机旋转期间在火花塞42处产生火花所需的电压、以及在初级线圈32中产生的波形62。图4图示了在发动机循环的压缩阶段期间波形60、62的较小部分的放大图，并且图5图示了在发动机循环的排气阶段期间的波形60、62。已发现，引起火花所需的初级线圈32中的电压在发动机操作的压缩冲程期间与在排气冲程期间不同。尽管在至少一些实施方式中也许不可能或不容易监测火花塞42处的所需电压（例如，次级线圈电压），但是可以监测初级线圈电压并且其与次级线圈电压有关。因此，监测初级线圈电压会导致关于次级线圈电压和其中提供火花的发动机阶段的信息，诸如下文描述的。

在至少一些实施方式中，可设定阈值电压，并且可将初级线圈电压与该阈值电压进行比较。可以检查或确定在压缩冲程和排气冲程中出现的初级线圈电压和阈值电压之间的差，以使得能够确定其中提供火花的发动机阶段。例如，相比于在排气冲程期间/之后提供火花，当在压缩冲程期间/之后提供火花时，初级线圈32的电压大于阈值电压的持续时间可更大。这可以通过将图4与图5进行比较并通过审视图6看出，图6示出了多个发动机冲程和循环。在图4中，在压缩冲程期间/之后提供火花（即，火花与压缩冲程相关联），并且初级线圈电压大于或等于阈值电压持续约310微秒的持续时间t1。图4中所示的波形62已被除以（例如，100的因数）以将更合适的电压提供给微处理器，以便由微处理器进行处理。因此，虽然在火花事件期间初级线圈32两端的电压可在例如300 V至400 V之间，但是由微处理器考虑的阈值电压可为大约例如2至10 V，并且在所示的示例中为3 V。在图5中，在排气冲程期间/之后提供火花（即，火花与排气冲程相关联），并且初级线圈电压大于或等于阈值电压（再次，在该示例中为3 V）持续约208微秒的持续时间t2。对于这种差异的至少一个原因是由于在压缩冲程期间燃烧室内的压力较高，引起火花所需的电压比在排气冲程期间所需的电压（其例如可以是2,000至3,000 V）高，例如在6,000 V至12,000 V之间。因此，相比在与排气阶段相关联的火花事件期间，初级线圈32中的电压在与压缩阶段相关联的火花事件期间可在较长时间段内较高。高于阈值电压的这种时间差异可以用于确定火花事件已发生在哪个发动机阶段中。

图6、图9和图10示出：相比于对于与排气冲程相关联的火花事件（例如，其可在排气阶段中在排气冲程的TDC之前或在排气冲程的TDC处发生），对于与压缩冲程相关联的火花事件（例如，其可在压缩阶段中在压缩冲程的TDC之前或在压缩冲程的TDC处发生），火花持续时间较短。虽然初级线圈电压对于与压缩阶段相关联的火花而言可在较长时间内保持较高，如图3至图5中所示，但是与排气阶段相比，火花事件的总持续时间对于与压缩阶段相关联的火花事件而言较短。可以将火花事件的持续时间看作为在火花事件期间的初级线圈电压的函数，诸如由图6中的波形62所示。在图6中，可以看出：初级线圈电压通常稳定在标称值（例如，在电池供电的点火系统的一个示例中为12伏）直到点火闭合，点火闭合引起初级线圈电压的电压在68处降低，接着在与火花事件的开始相关联的70处迅速增加或升高到例如300 V至400 V。当火花事件结束时，初级线圈电压在72处恢复到标称值。

同步信号，由图6中的波形74示出的，可以被提供给微处理器，该同步信号示出火花事件的持续时间。在所示的示例中，当初级线圈电压低于标称值时，同步信号为正。这在火花之前的点火闭合时段（在同步信号中的波形部分76处示出）期间发生，并且也短暂地在火花之后（由尖峰78示出）发生。在所示的示例中，同步信号作为约4 V的输出被提供给微处理器，并且被微处理器容易地解释。火花持续时间于是与在初级线圈电压从小于标称值的值上升到和超过标称值时到初级线圈电压在火花事件之后下降到标称值以下时的时刻之间的时间相关联。相比于在与排气阶段相关联的火花期间的持续时间t2，在这些时刻之间的持续时间t1在与压缩阶段相关联的火花期间较小。该差异容许确定其中发生特定火花事件的阶段，且因此容许控制其中提供未来火花事件的阶段以消除将原本会发生的被浪费的火花。

在至少一些实施方式中，初级线圈电压超过阈值的持续时间的差、以及火花事件的不同持续时间，可以用于确定发动机阶段并且仅在发动机操作的期望的转圈或阶段中引起火花的发生。电压差异和事件火花持续时间差异可能发生，并且这些差异可在不同的发动机转速下以及在发动机转速的波动期间被检测，也就是说，这些差异仍然可以在各种和变化的发动机转速下被检测。因此，在不同的发动机转速下并且即使发动机转速在确定时段期间正在变化，也可以对如本文中阐述的发动机阶段做出确定。在相对少的发动机转圈中也可以做出该确定，因此可以快速高效地完成该确定。试图确定发动机阶段的其他方法使用了发动机转圈的速度差，并且直接受到变化的发动机转速的影响，从而使阶段确定更加困难并且通常需要更大数量的发动机转圈以做出确定。

大体上在图11中并且参考图3至图5、图7和图8中示出了一种用于相对于火花事件来确定发动机操作阶段的方法80。在至少一些实施方式中，方法80通过等待在发动机已起动之后发生一定数量“n”个发动机转圈而在82处开始。在至少一些实施方式中，“n”可以是2个或更多个转圈。在初始发动机操作期间并且当该方法继续进行时继续，在发动机的每个转圈（每旋转一圈）期间起始火花事件，如在图11中的84处以及由图7和图8中的线86所注释的。火花（在图7和图8中编号为88）通常与压缩阶段/冲程和排气阶段/冲程相关联，并且在发动机活塞的TDC 90（图8）附近或TDC 90处发生，如上文讨论的。这确保为所需的做功阶段提供火花以维持发动机操作。尽管在不需要火花时的排气阶段期间也提供了火花，但这仅对于有限数量的转数发生，如下文指出的。

方法80在92处继续，其中，将在该方法开始之后对于第一火花事件初级线圈电压V_PC高于阈值电压的时间与对于第二火花事件初级线圈电压V_PC高于阈值电压的时间进行比较。在步骤94中，可将具有较长持续时间的火花事件设定为t1，且可将另一火花事件设定为t2。如图7中所示，可监测对于期望数量的后续转圈的火花事件，其中来自标示为t1的火花的每个第二火花事件跟与压缩阶段相关联的火花有关，并且标示为t2的其他火花事件与排气阶段有关。在步骤96中，当一定数量的转圈（连续的或不连续的）满足初级线圈电压V_PC在t1内高于阈值电压的持续时间大于初级线圈电压V_PC在t2内高于阈值电压的持续时间的关系时，则该方法可继续进行到步骤98。在至少一些实施方式中，阈值数量的转数是四，这与两个发动机循环相关。当然，可使用其他的发动机数量的转数，包括少于或大于四（例如，在1和30之间）。在至少一些实施方式中，对于多个连续旋转，确定初级线圈电压大于或等于阈值电压的持续时间，并且对于每个火花事件将t1与t2进行比较，以确认所指出的时间差并有助于对（一个或多个）发动机阶段的肯定性确定。

在步骤98中，每隔一个转圈并且仅在后续的t1转圈（其应与发动机操作的压缩阶段相关）期间提供火花。在t2转圈（其应与发动机操作的排气阶段相关）中不提供火花。然后，在步骤100中，检查发动机转速以确保发动机转速例如在某个时间段或每隔一个转圈提供火花的特定数量的转圈内未降低超过阈值量。如果发动机转速已降低超过阈值，则这可能是该方法挑选了要提供火花的错误转圈的结果，在这种情况下，没有提供火花来支持发动机操作的燃烧和做功阶段。然后，该方法返回到步骤84并在发动机的每个转圈期间提供火花，且然后，该方法继续确定应如上文阐述的那样来提供火花的转圈。如果发动机转速并未降低超过阈值，则该方法可在102处结束，因为已做出了恰当的发动机阶段确定并且在恰当的转圈期间提供火花以支持发动机做功阶段。

在图9、图10和图12中大体上示出了一种用于相对于火花事件来确定发动机操作阶段的方法104。在至少一些实施方式中，方法104通过在发动机已起动之后在106处等待发生一定数量“n”个发动机转圈而开始。在至少一些实施方式中，“n”可以是2个或更多个转圈。在初始发动机操作期间并且当该方法继续进行时继续，在发动机的每个转圈期间起始火花事件，如在图12中的108处所注释以及大体上在图9和图10中由火花110示出。火花通常与压缩阶段/冲程和排气阶段/冲程相关联，并且在发动机活塞的TDC 112附近或TDC 112处发生，如上文讨论的。这确保为所需的做功阶段提供火花以维持发动机操作。尽管在不需要火花时的排气阶段期间也提供了火花，但这仅对于有限数量的转圈发生，如下文指出的。

在114处，将在该方法开始之后对于第一火花事件的火花事件的持续时间与对于第二火花事件的火花事件的持续时间进行比较。在步骤116中，可将具有较短持续时间的火花事件设定为t1，且可将另一火花事件设定为t2。如图9中所示，可监测对于期望数量的后续转圈的火花事件，其中来自标示为t1的火花的每个第二火花事件与t1有关，并且其他火花事件与t2有关。在步骤118中，当一定数量的转圈（连续的或不连续的）满足t1火花事件的持续时间小于t2火花事件的持续时间的关系时，则该方法可继续进行到步骤120。在至少一些实施方式中，阈值数量的转数是四，这与两个发动机循环相关。当然，可使用其他数量的发动机转数，包括少于或大于四（例如，在1和30之间）。

在步骤120中，每隔一个转圈并且仅在后续的t1转圈（其应与发动机操作的压缩阶段相关）期间提供火花。在t2转圈（其应与发动机操作的排气阶段相关）中不再提供火花。然后，在步骤122中，检查发动机转速以确保发动机转速例如在特定时间段或每隔一个转圈提供火花的特定数量的转圈内未降低超过阈值量。如果发动机转速已降低超过阈值，则这可能是该方法导致选择了要提供火花的错误转圈的结果，在这种情况下，没有提供火花来支持发动机操作的燃烧和做功阶段。然后，该方法返回到步骤108并在发动机的每个转圈期间提供火花，且然后，该方法继续确定应如上文阐述的那样来提供火花的转圈。如果在122处发动机转速并未降低超过阈值，则该方法可在124处结束，因为已做出了恰当的发动机阶段确定并且在恰当的转圈期间提供火花以支持发动机做功阶段。

在至少一些实施方式中，初级线圈电压的至少一个特征对于与发动机操作的压缩阶段相关联的火花事件而言不同于与发动机操作的排气阶段相关联的火花事件。因此，对于一个或多个发动机循环的差异的检测或确定可容许确定其中需要火花来燃烧发动机中的燃料混合物的恰当的发动机操作阶段。在至少一些实施方式中，该特征包括以下各者中的一个或两者： 1）如由初级线圈电压的某些变化所确定的火花事件的持续时间，以及2）初级线圈电压高于阈值电压的持续时间。这些特征中的任一个或两者可用于使得能够实现发动机阶段的确定，从而足以容许消除与发动机排气阶段相关联的不必要的火花事件。控制发动机中的火花事件的至少一些方法可包括检查一定数量的后续发动机转圈，以确保该特征在后续发动机转圈的火花事件期间被证明为如预期的那样。如果该特征在后续发动机转圈中如预期的那样，则每隔一个转圈并且仅在与发动机压缩和做功阶段相关联的那些转圈期间提供火花。该方法可在相对低的数量的转圈之后做出该确定，因此该方法可快速且容易地确定其中需要火花事件的发动机阶段以减少被浪费的能量并且改善系统的效率。进一步地，在不同的发动机转速下并且即使发动机转速在发动机转圈之间改变，也可能出现用于确定发动机阶段的初级线圈电压的（一个或多个）特征（例如，满足关系t1＞t2或t1＜t2）。因此，该方法即使在发动机可能正在预热且未平稳运行（也就是说，发动机转速可从一个转圈到下一个转圈而更加不稳定）时的初始发动机操作期间也可以是有效的。

一种控制燃烧发动机中的火花事件的方法包括：

对于四冲程发动机中的至少两个发动机转圈，确定对于火花事件的初级线圈电压的至少一个特征；

基于初级线圈电压的特征来确定火花事件中的哪一个与发动机操作的压缩阶段相关联以及火花事件中的哪一个与发动机操作的排气阶段相关联；以及

在与发动机操作的压缩阶段相关联的后续发动机转圈中提供火花事件，但不在与发动机操作的排气阶段相关联的转圈中提供火花事件。在至少一些实施方式中，该特征包括以下各者中的一个或两者： 1）如由初级线圈电压的某些变化所确定的火花事件的持续时间，以及2）初级线圈电压高于阈值电压的持续时间。

一些发动机包括多于一个的气缸，从单个源向所述气缸提供燃料和空气混合物，单个源诸如单个化油器或燃料喷射器或燃料控制阀（诸如，由节气门本体或向其提供燃料的其他装置承载的螺线管）。在至少一些示例中，发动机包括两个气缸。在发动机以各种速度和在各种条件下操作期间，会难以一直将具有恰当的燃料与空气比的燃料和空气混合物提供给两个气缸。有时，由于提供给发动机的一个或两个气缸的燃料和空气混合物不恰当，发动机运转不平稳或熄火。

更详细地参考附图，图13图示了：燃烧发动机210；第一燃料供应装置212，其将燃料和空气混合物供应到发动机；以及第二燃料供应装置214，其将燃料选择性地供应到发动机。发动机210可以是轻型燃烧发动机，其可包括但不限于所有类型的燃烧发动机，包括二冲程发动机、四冲程发动机、化油式发动机、燃料喷射式发动机和直接喷射式发动机。轻型燃烧发动机可与以下各者一起使用：手持式动力工具、草坪和园艺设备、割草机、杂草修剪机、轧边机、链锯、吹雪机、个人水运工具、船只、雪地摩托车、摩托车、全地形车等。

在图13和图14中所示的示例中，第一燃料供应装置是化油器212。尽管化油器212可以是任何期望的类型，包括（但不限于）膜片式化油器、旋转阀式化油器和浮子室式化油器，但是图13和图14中所示的示例是浮子室式化油器。化油器212可包括其中保持有燃料供应的燃料浮子室216、控制进入燃料浮子室中的燃料流的入口阀（在218处图解地示出）和在燃料浮子室中的致动入口阀218的浮子220。化油器212还可包括：第一通道，其可被称为燃料和空气混合通道222，其形成在主体223中并具有空气流动通过的入口224；燃料通道226，来自燃料浮子室的燃料流动通过该燃料通道；以及出口228，燃料和空气混合物流动通过该出口以递送到发动机210。节气门230可被旋转地接收在燃料和空气混合通道222中，以控制流体在化油器12（中和通过化油器的流速。化油器212的燃料浮子室216可如在2012年9月12日提交的美国专利申请序列号13/623,943中阐述的那样来构造和布置，并且可包括具有或不具有如该申请中阐述的任何加速器泵的燃料切断电磁阀232（图13）。化油器212也可如美国专利号7,152,852中阐述的那样来构造和布置成具有或不具有如其中所阐述的起动泵。所指出的申请和专利通过引用整体地并入本文中。

在至少一些实施方式中，并且如图13、图15和图16中所示，隔离器234设置在化油器212和发动机210之间，在它们之间具有适当的垫圈或密封件。隔离器234可包括或限定第二燃料供应装置214，并且可包括主体236和连接到主体的盖238。如图16中所示，燃料室240被限定在盖238和主体236之间，并且燃料入口242与燃料室连通。为了控制到第二燃料供应装置/隔离器234中的燃料的流动，阀244与燃料入口242相关联。例如，阀244可关闭以防止燃料进入燃料室240，并且可打开以容许燃料流入燃料室中。在所示的示例中，阀244联接到被接收在燃料室240内的浮子46并由其致动。浮子246响应于燃料室240中的燃料液面的变化（例如，它在燃料中可以是漂浮的）以选择性地打开以及关闭阀244和燃料入口242。当燃料室240中的燃料液面处于期望的最大液面时，浮子246使阀244移动成与阀座接合，并且禁止或完全停止进入燃料室240中的燃料流。燃料室240内的燃料蒸气或空气可通过出口48从其中排放，该出口可与蒸气罐连通或通向蒸气罐，该蒸气罐可包含布置成限制或防止碳氢化合物向大气排放的吸附材料（例如，活性炭）。以这种方式，燃料室240还可用作燃料蒸气分离器。隔离器234可由聚合材料或金属材料制成，诸如但不限于工程塑料，比如，苯酚甲醛（PF）、聚苯硫醚（PPS）、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）、聚醚醚酮（PEEK）、或者铝或其他金属。

隔离器234可还包括从燃料室240通向燃料控制阀252的燃料通道250。燃料通道250可形成在主体236、盖238中或在主体和盖的外部延伸的导管中，或这些情况的任何组合。在所示的示例中，燃料通道250形成在主体236中，并且延伸穿过控制阀252的阀座254并延伸到穿过主体236形成的流体通道256（有时被称为第二通道）。阀座254可以是环形的，并且布置成由控制阀252的阀头接合以选择性地允许和防止穿过阀座且因此从燃料室240到流体通道256的燃料流。流体通道256可与化油器212的第一通道/燃料和空气混合通道222对准并连通。化油器212的主体223可与隔离器234接合，使得燃料和空气混合通道222的出口或下游端与流体通道256连通，并且从燃料和空气混合物通道排出的燃料和空气混合物在进入发动机210之前流动通过流体通道256。即，在从化油器212到发动机210的流动路径内，隔离器234可在化油器的下游并且在发动机的上游。环形垫圈或密封件可设置在化油器212和隔离器234之间，围绕流体通道256和燃料/空气混合通道222。隔离器234的主体236在流体通道256的区域中可沿流体通道256的轴线258的方向是相对薄的。隔离器234可将化油器212与发动机210分离，以例如隔离化油器使其免受发动机的热和振动影响并容许化油器更好地起作用（例如，通过减少化油器中的燃料的汽化并通过抑制发动机振动，发动机振动可能影响化油器中的阀、膜片等的移动）。

燃料控制阀252可被接收在主体236中的空腔260内，该空腔例如在阀座254处与燃料通道250相交或通向燃料通道250。当阀头在阀座上关闭时，禁止或防止燃料流动到流体通道256，并且当阀头离开阀座时，燃料可从燃料室240流动到流体通道256以便递送到发动机210。控制阀252可具有：入口262，燃料被递送到该入口；阀元件264（例如，阀头），其控制燃料流速；以及在阀元件的下游的出口266。为了控制阀元件264的致动和移动，控制阀252可包括电驱动致动器或与之相关联，诸如（但不限于）螺线管268。除其他外，螺线管268可包括：外壳270，其被接收在主体236中的空腔260内；电连接件272，其布置成联接到电源以使内部导线线圈选择性地通电从而使内部电枢可滑动地移位，该内部电枢相对于阀座254来驱动阀元件264。螺线管268可如在2014年6月20日提交并且通过引用整体地并入本文中的美国专利申请序列号14/896,764中阐述的那样来构造。当然，如果在特定应用中需要的话，则可代替地使用其他计量阀，包括但不限于不同的电磁阀或可商购的燃料喷射器。

在至少一些实施方式中，燃料室240在阀座254上方（相对于重力）并且在燃料通道出口端口274（即，燃料通道250与流体通道256的接合处）的位置上方，使得燃料在重力和燃料室自身内的燃料的任何压头或压力下从燃料室240流动到流体通道256。因此，燃料在低压而不是较高压力（诸如，可由作用在燃料上的泵引起的）下流动。此外，在至少一些实施方式中，燃料入口242可位于燃料室240的出口276上方（相对于重力），并且入口阀244可接合位于燃料室240的入口242和出口276之间的阀座，使得阀244位于燃料室240的内部并且通常位于主体236和盖238之间。

在至少一些实施方式中，在至少一些且高达大多数的发动机操作条件（在这些发动机操作条件下，来自化油器212的燃料足以支持发动机操作）中，不需要来自燃料室240的燃料来支持发动机操作。然而，在某些发动机操作条件下，燃料控制阀252可被选择性地打开以从燃料室240向发动机210提供燃料。例如，在一些应用中，除了由化油器212提供的燃料之外，可能还期望燃料，以促进起动冷发动机并帮助对发动机进行预热。在一些应用中，可提供燃料以支持发动机加速或使发动机减速平滑或减慢以太高的速度运操作的发动机等。在化油器212的下游提供附加的燃料，该化油器可以是发动机210的第一或主要燃料来源。此外，可在没有泵的情况下提供这种附加的燃料，这大大降低了系统的成本和复杂性，同时仍然支持范围广泛的发动机操作条件。

为了促进排出燃料室240和燃料通道250，隔离器234可包括位于阀座254下游的排出出口278。即，阀座254相对于从燃料室到排出出口的燃料流而位于燃料室240和排出出口278之间。燃料可被排出以例如减少来自燃料室240的排放，并且当包括发动机的装置在发动机210不操作时被移动或运输时禁止或防止燃料飞溅或溅出燃料室、以及减少对否则与燃料接触的部件的腐蚀或劣化。排出出口278可被限定在联接到隔离器本体236的配件中，并且如果需要的话，可提供合适的阀以防止意外的燃料排出。

燃料控制阀252何时被打开以及燃料控制阀被打开的持续时间可由适当的控制器（诸如，微处理器（例如，微控制器46））来控制。微处理器46可包括任何合适的程序、指令或算法，以确定阀252何时应被打开以及阀何时应被关闭。进一步地，阀252的控制可取决于发动机操作条件，诸如发动机转速，所述发动机操作条件可由一个或多个传感器或其他部件确定。在至少一些示例（诸如，在图1中图解地图示的）中，飞轮12由发动机210旋转，并且一个或多个磁体或磁性元件16至18被固定到飞轮并且随着飞轮的旋转而相对于一个或多个导线线圈30、32、34旋转。使磁体/磁性元件16至18从线圈30至34旁边经过在线圈中产生了电，该电可用于一种或多种目的，包括但不限于产生用于点火的火花、将功率提供给控制器/处理器、产生用于燃料控制阀252的功率、以及提供指示发动机转速的信号（例如，VR传感器，其可包括导线线圈）。

线圈30、32、34（其可包括VR传感器）根据磁体16至18相对于线圈的位置和移动来提供信号或电压变化，并且磁体的位置可以与发动机210在发动机旋转内的位置有关，并且用于发动机旋转的时间取决于发动机转速。以这种方式，可监测VR传感器和/或一个或多个其他线圈以确定发动机转速，该发动机转速可用于至少部分地控制燃料控制阀252的操作。在一些实施方式中，燃料控制阀252被打开以支持初始空转发动机操作、或高于空转的旨在对发动机进行预热的发动机操作。一旦发动机转速增加超过阈值，就关闭燃料控制阀252，并且由通过化油器212递送到发动机210的燃料和空气混合物来支持发动机操作。如果在发动机加速期间使用燃料控制阀252来将补充燃料提供给发动机210，则也可以以相同的方式检测到发动机转圈之间的增加的发动机转速，且结果打开燃料控制阀。本文中指出的点火线圈和VR线圈常常被提供在不具有如本文中阐述的燃料控制阀252的发动机燃料系统中，因此这些部件在系统中不代表附加的成本，并且可以利用已经存在的部件来控制燃料控制阀。

虽然被描述为由化油器下游的隔离器承载，但是燃料控制阀252可代替地由化油器承载，以选择性地从化油器（或燃料喷射器或节气门本体等）提供补充或增加的量或流速的燃料）。为了容许对到发动机气缸的燃料流动进行改善的控制，可以选择性地打开燃料控制阀252以对于发动机的每个气缸与发动机循环的期望部分一致。在至少一些实施方式中，燃料控制阀被打开以在每个气缸的至少一些进气循环期间或为了支持每个气缸的至少一些进气循环将燃料提供给发动机气缸，而不需要进气歧管压力传感器来肯定地检测与进气事件相关联的歧管压力。进一步地，在至少一些实施方式中，并不对于两个气缸的每个发动机循环来致动燃料控制阀，而是可致动燃料控制阀来支持少于每个发动机循环，以减少致动燃料控制阀所需的响应时间，同时仍然提供足够的燃料以改善发动机稳定性。例如，按照需要，可致动燃料控制阀以支持每隔一个、每三个或甚至更少的发动机循环（例如，每四个循环、每五个循环、每七个循环等）。

为了控制燃料控制阀的致动，可使用控制过程或方法（诸如上文阐述的）来确定每个气缸的各种发动机循环，然后可根据某些参数使燃料控制阀致动与发动机操作相协调。一种方法300在图17中示出，并且在已关于一个或两个（或多个）气缸的各种发动机循环阶段做出确定之后，在302处开始。即，可使用一种过程（诸如上文阐述的）来确定一个或多个气缸的阶段，例如，进气和排气阶段。在做出该确定之后，监测点火系统脉冲（例如，来自VR传感器）、点火定时脉冲或其他，并将它们分配给四个阶段（通常被称为A、B、C和D）或与这四个阶段相关联。

图18示出了在它们与V-双列四冲程发动机相关时的某些曲线图。即，发动机具有呈“V”形布置的两个气缸，并且以每个发动机循环（其在两个发动机转圈内发生）四冲程操作。一般而言，阶段A、B、C和D对应于发动机中的点火事件，所述点火事件在图18中以线306示意性地示出，并且阶段A、B、C和D被标记在线306下方。第一点火事件308发生在第二气缸中并且对应于阶段A，第一气缸中的第一点火事件310对应于阶段B，第二气缸中的第二点火事件312对应于阶段C，并且第一气缸中的第二点火事件314对应于阶段D。这完成了每个气缸的一个完整的发动机循环以及一个发动机转圈，如在图18中的309处所注释。此后，如图所示，对于后续发动机转圈而发生阶段A至D。在这种布置中，对于每个气缸中的每个循环，发动机点火事件发生两次，但是只有一个点火事件导致燃烧阶段，且另一点火事件实质上被浪费了。如上文指出的，如果需要的话，可以跳过被浪费的点火事件，然后可根据不同信号，诸如来自不同线圈的信号，控制燃料控制阀致动的定时。

更详细地，在每个气缸中，第一点火事件在压缩阶段期间或刚好在压缩阶段之后发生并且导致燃烧用于发动机循环的做功阶段，且第二点火事件在排气阶段期间或刚好在排气阶段之后且在进气阶段之前发生并且不导致燃烧事件。在V-双列布置中，每个气缸的阶段彼此偏移，如由包括示出第一气缸的阶段的行316和示出第二气缸的阶段的行318的块布局所示。一个气缸中的第一点火事件紧随另一气缸的第二点火事件，然后经过一定的时间，直到接下来的两个点火事件（每个气缸为一个点火事件），如由线306所示。在图18中，第一气缸从排气阶段开始，并且第二气缸从压缩阶段开始，并且每个块代表给定气缸的一个阶段。

该过程继续到步骤320，其中确定关于燃料控制阀252的致动的指令。在步骤320中可考虑各种发动机操作条件、参数或变量，包括但不限于： 1）例如，通过对自发动机起动以来A和C阶段的数量进行计数，从诸如发动机起动的设定点计算发动机转圈的数量，或者确定或跟踪自发动机起动以来的时间；2）例如，通过测量从气缸的阶段A到C或C到A的时间，确定发动机转速；和3）例如，利用发动机安装的温度传感器确定发动机气缸温度。在至少一些实施方式中，数据被存储在微控制器可访问的存储器中，并且该数据包括指令或在其他方面可由微控制器用于确定何时致动或打开燃料控制阀以通过它提供燃料以及燃料控制阀252应被致动多长持续时间。数据可呈任何合适的形式，包括但不限于查找表、映射、算法或其他形式。

基于该数据，提供一个或多个燃料控制阀指令，或者确定控制燃料控制阀252是否应被打开，如果是，则确定阀何时应被打开以及阀应被打开的持续时间。在至少一些实施方式中，阀252可在每个发动机转圈被打开一次或以较低频率（例如，每两个、每三个、每四个、每五个等发动机转圈）打开。

发动机温度和发动机转速数据、以及自发动机起动以来的发动机转圈的数量全部可用于通告或确定燃料控制阀指令。例如，较冷的发动机可能需要更多的燃料以促进发动机预热，因此，相比于当发动机温度较高时，当发动机温度较低时，指令可以是以更高频率和/或更长的持续时间打开燃料控制阀252。作为另一个示例，最近已起动的发动机可能需要更多的燃料以促进保持初始发动机操作和/或提供发动机的更稳定的初始操作。因此，相比于当发动机转数计数器指示较高值时，当它指示较低值时，燃料控制阀252可以以更高频率和/或更长的持续时间打开。

并且，发动机转速可用于确定是否以及何时致动控制阀。在至少一些实施方式中，如果发动机转速低于期望的空转发动机转速，则可添加更多的燃料以促进或改善发动机空转操作。在至少一些实施方式中，如果发动机转速高于一个或多个先前循环中的发动机转速，则可确定发动机正在加速并且可能期望附加的燃料来支持发动机加速。在那种情况下，可指令燃料控制阀252打开，或者以比其原本将被打开的频率更高的频率打开，和/或在发动机的加速期间在阀被致动的至少一些时间期间阀可打开更长的持续时间。当然，这些仅仅是燃料控制阀252何时可被打开以及在确定何时打开阀以及在每次致动期间阀应被打开多长持续时间时可考虑的因素的代表性示例。

在确定了燃料控制阀指令之后，方法300可继续到步骤321，其中验证阶段确定，诸如，通过重复上文描述的方法来再次确定气缸阶段，以确保在发动机气缸的期望的阶段期间实施进一步的方法步骤。如果在步骤321中确定的实际阶段是如先前所确定的，则该方法继续到步骤322。如果在步骤321中确定的实际阶段不是如先前所确定的，则在步骤323中校正此错误，使得在正确的发动机阶段的情况下执行进一步的方法步骤，然后方法继续到步骤322。

在步骤322中，检查是否应进一步致动燃料控制阀252或者该过程是否应在324处结束。如果燃料控制阀指令指示将要致动燃料控制阀，则过程继续到步骤326，其中REV计数器被设定为零，并且FREQUENCY计数器也被设定为零。接下来，在步骤328中，根据转圈数量来设定REV值，在这些转圈内应实施相同燃料控制阀指令。例如，如果将要对于接下来的40个发动机转圈实施该指令，则REV值将被设定为40。接下来，在步骤330中，根据应致动燃料控制阀的频率来设定FREQUENCY值。例如，如果将要在每个发动机转圈致动燃料控制阀252，则REV值可被设定为1，如果每隔一个转圈致动燃料控制阀252，则REV值可被设定为2，如果每三个转圈致动燃料控制阀252，则REV值可被设定为3，依此类推。然后，在步骤332中，将REV计数器递增1，并且将FREQUENCY值递增1。在步骤334中，检查FREQUENCY值，以查看它是否等于FREQUENCY计数器。如果否，则该方法对于下一个发动机转圈而返回到步骤332，其中将计数器递增１，因为当前的发动机转圈不是燃料控制阀252应被致动的发动机转圈。如果在步骤334中FREQUENCY值等于FREQUENCY计数器，则该方法继续进行到步骤336，在该步骤中燃料控制阀252被致动，因为当前的发动机转圈是燃料控制阀应根据燃料控制阀指令而被致动的发动机转圈。此后，在步骤338中，将FREQUENCY计数器设定为零。最后，在步骤340中，对照REV值检查REV计数器值，以确定自确定燃料控制阀指令以来的发动机转圈数量是否等于在将要执行指令期间的总转圈数量。如果是，则该方法返回到步骤320，使得可以考虑到当时的发动机操作条件（例如，总转圈数量、速度和温度）来确定新的燃料控制阀指令。如果否，则该方法返回到步骤332，其中将REV和FREQUENCY计数器递增，使得对于下一个发动机转圈且最终对于总的期望数量的发动机转圈执行现有的燃料控制阀指令。

可选地，在返回到步骤332之前，可再次检查发动机温度和/或发动机转速，以确保温度不高于这样的阈值，即，在该阈值下，不应添加燃料和/或发动机转速不在一个或多个阈值之外。如果温度或发动机转速检查确定燃料控制阀指令应改变，则该方法可返回到步骤320，其中检查期望的参数并确定燃料控制阀指令。这种温度和发动机转速检查可按需要的频率进行以监测系统性能。

如图18中所示，当每三个转圈打开燃料控制阀时，它可在对应于第一气缸的进气阶段的时间第一次打开，在对应于第二气缸的进气阶段的第二时间打开，依此类推。可改变燃料控制阀被打开的持续时间以便向一个气缸提供比另一气缸更多的燃料。在所示的示例中，燃料控制阀每隔一次致动被打开较长的时间段，以向第一气缸提供比向第二气缸提供更多的燃料。当然，燃料控制阀指令可为燃料控制阀打开提供任何期望的持续时间，包括但不限于对于每个气缸的相同的打开持续时间、对于各气缸的不同持续时间、或对于阀的不同致动（对应于一个或两个气缸的进气阶段）的不同持续时间。例如，在与第一气缸相关联的第一致动期间，第一气缸可接收更多的燃料，并且在与第一气缸相关联的下一致动期间，第一气缸可接收较少的燃料。进一步地，可从燃料控制阀将燃料提供给仅一个气缸，这通过仅与该气缸的进气阶段对应地致动燃料控制阀来实现。因此，燃料控制阀可以用于将补充燃料提供给气缸中的一个或两者，并且燃料递送在两个气缸之间可以是不同的且可以根据一个或多个发动机操作条件（诸如，温度、发动机转速以及自发动机已起动以来的发动机转圈数量）来提供。

在图19中，在线350处示出了发动机进气歧管压力信号，不过这是出于图示的目的，并且不需要发动机进气歧管压力传感器。在线352处示出了燃料控制阀致动信号，在线354处示出了点火系统脉冲或信号，在356处示出了点火阶段A、B、C、D，并且对于第一气缸在行358中示出了发动机循环阶段并对于第二气缸在行360中示出了发动机循环阶段。在图19中，对于第一气缸在行358中所示的第一阶段是压缩，并且对于第二气缸在行360中所示的第一阶段是排气。在该示例中，燃料控制阀252在每个发动机转圈被打开，这对于每个发动机气缸在进气阶段期间交替地打开阀。相对于点火阶段A、B、C和D，控制阀252以对应于阶段B和D或与阶段B和D相关联的方式交替地被打开。在该示例中，相比于第二气缸，燃料控制阀被打开对应于第一气缸的进气阶段（点火阶段B）或与第一气缸的进气阶段（点火阶段B）相关联的较长的时间段。

图20和图21类似于图19，并且在图20和图21中使用图19中所使用的相同的附图标记以指示这些图中的类似的曲线和行。在图20中，每六个发动机转圈打开燃料控制阀252，如由曲线352′所示，对应于第一气缸的进气阶段（点火阶段B）或与第一气缸的进气阶段（点火阶段B）相关联以将燃料提供给第一气缸。而且，在图20中，在行358中对于第一气缸示出的第一阶段是排气阶段，并且在行360中对于第二气缸示出的第一阶段也是排气阶段。在图21中，每六个发动机转圈打开燃料控制阀252，如由曲线352’’所示，对应于第二气缸的进气阶段（点火阶段D）或与第二气缸的进气阶段（点火阶段D）相关联以将燃料提供给第二气缸。而且，在图21中，在行358中对于第一气缸示出的第一阶段是进气阶段，并且在行360中对于第二气缸示出的第一阶段是排气阶段。

燃料控制阀指令可根据各种发动机操作参数或条件而变化，包括但不限于发动机转速、发动机温度以及自发动机起动以来的转圈数量或时间。在一个实施方式中，当发动机起动并且发动机温度低于-22.5摄氏度时，发动机可在第一阶段中运行设定数量的发动机转圈，诸如30个，以建立初始发动机操作。对于在该示例中包括10个发动机转圈的第二阶段，燃料控制阀可在每个转圈被打开40毫秒。对于包括接下来的160个发动机转圈的第三阶段，如果需要的话，燃料控制阀的致动可根据发动机转速而变化，或者致动对于任何发动机空转速度（例如，低速、低负荷操作，其特定值将根据发动机类型或尺寸而变化，其中一个示例为在2,250和3,500 rpm之间）均相同。在一个示例中，在该第三阶段期间，控制阀每个转圈被打开15毫秒。此后，可按照需要为第四阶段提供燃料控制，其中一个示例是36,000个转圈，在这些转圈中燃料控制阀每五个转圈被打开5毫秒。当然，对于特定发动机，可按照需要使用其他转圈、打开持续时间和致动时间表。

如果发动机在起动时处于-5摄氏度和-12.5摄氏度之间，则第一阶段可能持续较少的转圈，例如20个转圈而不是30个转圈，第二阶段可仅包括6个转圈，其中燃料控制阀被打开预定的时间，诸如40毫秒，第三阶段可包括比较冷的发动机更少的转圈，例如40个转圈而不是160个转圈，并且阀可被打开8毫秒而不是15毫秒，且第四阶段可包括大约20,000rpm，在此期间，燃料控制阀每五个转圈被打开4毫秒。在30摄氏度起动的暖发动机可具有：15个转圈的第一阶段；5个转圈的第二阶段，其中阀每个转圈被打开40毫秒；20个转圈的第三阶段，在此期间，阀每个转圈被打开4毫秒；以及仅大约3,500个转圈的第四阶段，其中阀每七个转圈被打开3毫秒。

当然，按照需要，可调节阶段数量、每个阶段中的转圈数量、以及每个阶段中的燃料控制阀致动。进一步地，任何数量的发动机温度和发动机转速阈值均可用于在任何温度或温度范围下在控制方法内提供不同的指令，以容许对燃料控制阀致动的改善定制，该改善定制可对广泛多种发动机和发动机应用是有用的。

尽管已大体参考TCI系统描述了以上系统和方法，但是类似的发动机阶段检测系统和方法可以与CDI系统（诸如，图22中所示）或其他磁电机点火系统一起被利用。电路440与充电线圈430、初级点火线圈432和切断开关444相互作用，并且通常包括微控制器446、点火放电电容器448和点火开关450。在充电线圈430中感应出的大部分能量被提供给点火放电电容器448，该点火放电电容器存储被感应出的能量直到微控制器446容许它放电。根据此处所示的实施例，充电线圈430的正端子联接到二极管452，该二极管又联接到点火放电电容器448。电阻器454可并联联接到充电点火放电电容器448。如图22中所示的微控制器446可以存储用于本文中所描述的点火定时系统的代码。可使用如本领域技术人员已知的各种微控制器或微处理器。

在发动机的操作期间，飞轮12的旋转引起磁性元件，诸如极靴16、18，在围绕叠片堆24布置的各种线圈中感应出电压。那些线圈中的一个是充电线圈430，该充电线圈通过二极管452对点火放电电容器448充电。来自微控制器446的触发信号激活开关450，使得点火放电电容器448可以放电并由此在点火线圈中产生对应的点火脉冲。在一个示例中，点火开关450可以是晶闸管，诸如硅控整流器（SCR）。当点火开关450“接通”时（在这种情况下变为导电），开关450为存储在点火放电电容器448上的能量提供了放电路径。点火放电电容器448的快速放电在通过点火线圈的初级点火线圈432的电流中引起浪涌，这又在点火线圈中产生快速上升的电磁场。快速上升的电磁场在次级点火线圈434中感应出高电压点火脉冲。点火脉冲行进到火花塞442，假设它具有所必需的电压，该火花塞提供燃烧起始火花。可代替地使用其他点火技术，包括回扫（flyback）技术，并且如上文指出的，可使用其他点火系统，包括TCI和IDI系统。

如图23中所示，当飞轮上的（一个或多个磁体）经过CDI系统（诸如，图22中所示的）中的充电线圈430时，在充电线圈430中感应出的电压波形500可以是正弦的，并且最初是负的（在502处示出），然后是正的（在504处示出），且然后随着磁体移动远离充电线圈而再次为负的（在506处示出）。可通过电压转换器508来确定在充电线圈430中感应出的电压，该电压转换器与充电线圈并联连接，如图22中所示，并且具有与微处理器446通信的输出510。在图23中示出了两个波形500，其中在左边的波形出现在发动机操作的排气阶段期间，并且在右边的曲线出现在发动机操作的压缩阶段期间。发动机转速在发动机操作的排气阶段期间比在压缩阶段期间快。因此，在排气阶段期间从充电线圈430中的脉冲的起点直到脉冲的正部分504结束的时间（t1）比在压缩阶段期间的波形的相同部分的时间（t2）短。因此，在该示例中，（t1）小于（t2）。因此，电压波形500的全部或一部分可以用于确定在发动机操作的不同阶段期间的发动机转速，并且发动机转速的差可以用于区分发动机操作的阶段。尽管该示例可使用线圈中处于零伏特（例如，在正电压和负电压之间相交）的电压的入射之间的时间，但是按照需要，可使用其他电压阈值来测量经过的时间。利用该信息，上文描述的方法可以与CDI系统一起使用。并且，尽管上文关于充电线圈430进行了描述，但是可代替地以相同的方式使用另一个线圈的电压波形。这种方法可用在CDI系统中，其中，点火持续时间可比在如上文描述的TCI系统中短得多。CDI系统中的较短的点火持续时间可使该方法和下文描述的方法在CDI系统中更容易实施。在至少一些实施方式中，飞轮上的（一个或多个）磁体可被定向成使得感应出的能量的最终部分在发动机活塞的上止点位置处或在发动机活塞的上止点位置的10度之内，不过可使用其他取向。这大体上由图23中的波形终点处的符号TDC指示。

类似地，图24图示了在发动机压缩阶段期间线圈（例如，充电线圈430）中的电压波形512。并且，图25图示了在发动机排气阶段期间相同线圈中的电压波形514。可在两个波形512、514之间比较线圈中的电压从v1增加到v2（可按照需要对于特定应用选择这些电压值）所需的时间。因为发动机转速在排气阶段期间较高，因此在排气阶段波形中电压从v1增加到v2的时间（t1，在图25中示出）小于在压缩阶段波形中实现相同的电压增加所需的时间（t2，在图24中示出）。换句话说，v1和v2之间的波形的斜率在排气阶段波形514中比在压缩阶段波形512中大。时间/斜率差异可以用于确定各种发动机阶段，并且利用该信息，上文描述的方法可以与CDI系统一起被采用。

图26图示了在其上具有两个磁体522、524的飞轮520，这两个磁体彼此间隔开已知的距离或角度。图27图示了由磁体522、524旋转经过传感器或线圈而引起的波形526（各自标记为526a、526b、526c和526d）。在所示的示例中，磁体522、524被间隔开大约70度的角度，不过可使用其他角度。在如此间隔开的情况下，飞轮520的每次旋转产生了两个波形526，如图27中所示，图27图示了大约430度的飞轮旋转（在该示例中，两次经过磁体522、524）。如果需要的话，波形526可被整流为仅包括脉冲的正部分，如图27中所示。

波形526可以用于比较连续发动机转圈的发动机转速以确定连续转圈中的较慢者和较快者。较慢的转圈包括发动机操作的压缩阶段，且较快的转圈包括发动机操作的排气阶段。特别地，已发现了以下各者之间的关系： 1）从来自第一磁体522的波形526a的终点到第二磁体524的波形526b的终点的时间t1（其是磁体的角间距的函数）；2）从来自一个转圈的第二磁体524的波形526b的终点到下一个转圈中的第一磁体522的波形526c的终点的时间t2；以及3）包括t1和t2两者的时间t3（例如，一个转圈的总时间，其从第一磁体522的波形526a的终点开始到波形526c的终点结束）。t1:t2的比率和/或t1:t3的比率在包括压缩阶段的发动机转圈中与在包括排气阶段的发动机转圈中不同。因为压缩阶段引起较慢的发动机转速，因此t1:t2或t1:t3的比率在包括压缩阶段的发动机转圈中大于在包括排气阶段的发动机转圈中。因此，可对于连续的发动机转圈来比较所述（一个或多个）比率，以实现发动机阶段确定。尽管在上文描述的示例中使用了由磁体522、524产生的波形的终点，但是按照需要，可代替地使用波形的起点、或者波形中的起点、终点或其他点的某种组合。

为了减少不正确的阶段确定的情况，在做出阶段确定之前可能需要阈值速度差异（或比率t1:t2和/或t1:t3的差）。即，只有在连续转圈数之间的速度/比率差至少和阈值（其可以是第一阈值）一样大，才做出阶段确定。可使用进一步的阈值，诸如在进一步的方法或过程（诸如上文阐述的）中使用阶段确定之前，需要与特定的阶段确定一致的阈值数量的连续确定。例如，如果在一组两个连续转圈中做出阶段确定，则可以将该确定与对于后续转圈（一直到第二阈值数量的发动机转圈）的一个或多个后续确定相比较，以确保已恰当地确定阶段，其中由于不一致（例如，预期的加速或减速）或发动机操作不稳定（意外的发动机转速变化），不正确的确定是可能的。在至少一些实施方式中，不需要在第二阈值数量的转圈内的所有后续确定完全一致。即，在至少一些实施方式中，可能需要第三阈值数量的确定在第二阈值数量的发动机转圈内是一致的。例如，如果第二阈值足以用于10个发动机阶段确定，则第三阈值可要求在接受阶段确定之前6至10个发动机阶段确定是一致的。当然，可使用其他值和阈值。

在图28中，在线528处示出了对于连续转圈的比率t1:t2，在线530处示出了比率t1:t3，并且由线532示出了以RPM为单位的发动机转速。对于线528和530，y轴是比率的百分比，并且对于线532，y轴是RPM。x轴是发动机转圈数量，并且示出了从在小于500 rpm的速度下的发动机转圈1到在大约3,300 rpm的速度下的发动机转圈20的曲线。随着发动机转速增加，比率t1:t2和t1:t3之间的连续转圈差开始变小。因此，在至少一些实施方式中，可在发动机转圈的第四阈值内做出发动机阶段确定，该第四阈值可在发动机已起动之后的前5至20个转圈之间，或者在前5和10个发动机转圈之间，使得当比率差较大时，做出确定。第二阈值和第四阈值可相同，并且可能仅需要一个。在其他实施方式中，可以在较高的发动机转速下和/或在发动机已起动之后的更大数量的发动机转圈之后，做出发动机阶段确定。如果在这种实施方式中期望的话，则可检查更高数量的发动机转圈，并且在接受发动机确定之前可能需要更高数量的发动机转圈（例如，第二和/或第三阈值可更高）。

本文中公开的本发明的形式构成当前的优选实施例，并且许多其他形式和实施例是可能的。本文中并不旨在提到本发明的所有可能的等效形式或分支。应当理解，本文中使用的术语仅仅是描述性的而不是限制性的，并且可在不脱离本发明的精神或范围的情况下进行各种改变。

Claims (21)

1.一种控制燃烧发动机中的火花事件的方法，所述方法包括：

对于四冲程发动机中的至少两个发动机转圈，确定用于火花事件的初级线圈电压的至少一个特征；

基于所述初级线圈电压的所述特征，确定所述火花事件中的哪一个与发动机操作的压缩阶段相关联以及所述火花事件中的哪一个与发动机操作的排气阶段相关联；以及

在与发动机操作的所述压缩阶段相关联的后续发动机转圈中提供火花事件，但不在与发动机操作的所述排气阶段相关联的转圈中提供火花事件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特征是由所述初级线圈电压的变化所确定的所述火花事件的持续时间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述特征是所述初级线圈电压高于阈值电压的持续时间。

4.一种用于管理四冲程内燃发动机的点火的系统，所述系统包括：

初级线圈和次级线圈，它们用于产生火花事件；

开关，所述开关的状态被改变以引起火花事件的发生；以及

处理装置，其联接到所述开关并且可操作以改变所述开关的状态，所述处理装置响应于所述初级线圈的电压或代表所述初级线圈电压的信号，以便基于所述初级线圈电压的特征来确定与发动机操作的压缩阶段相关联的至少一个火花事件以及与发动机操作的排气阶段相关联的至少一个火花事件，并在与发动机操作的所述压缩阶段相关联的后续发动机转圈中提供火花事件，但不在与发动机操作的所述排气阶段相关联的转圈中提供火花事件。

5.一种从单个控制阀向多缸发动机提供燃料的方法，所述方法包括：

对于每个气缸确定发动机操作的进气阶段；

确定发动机操作条件中的一个或多个，所述发动机操作条件包括温度、发动机转速以及自发动机起动以来的转圈数量；

根据所述发动机操作条件中的至少一个来确定燃料控制阀指令；以及

根据所述燃料控制阀指令并在与至少一个气缸的进气阶段对应的时间打开燃料控制阀。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，根据发动机温度以及自发动机起动以来的转圈数量来确定所述燃料控制阀指令。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，根据发动机温度和发动机转速来确定所述燃料控制阀指令。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述燃料控制阀指令包括关于在致动期间所述燃料控制阀将被打开的频率以及所述燃料控制阀被打开的持续时间的一个或多个指令。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，相比于当所述发动机较冷时，当所述发动机较暖时，以较低频率和较短持续时间中的一种或两者打开所述燃料控制阀。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，所述燃料控制阀指令导致所述燃料控制阀在每个气缸的进气阶段期间被打开。

11.根据权利要求5所述的方法，其中，所述燃料控制阀指令导致所述燃料控制阀在一个气缸而不是另一气缸的进气阶段期间被打开。

12.根据权利要求5所述的方法，其中，与在另一气缸的进气阶段期间的燃料控制阀致动相比，所述燃料控制阀指令导致所述燃料控制阀在一个气缸的进气阶段期间以较高频率和较长持续时间中的一种或两者被打开。

13. 一种确定磁电机点火系统与其一起使用的发动机的发动机操作的至少某些阶段的方法，其中，所述磁电机点火系统包括磁体和线圈，在所述线圈中由所述磁体感应出能量，所述方法包括：

在连续的发动机转圈期间，比较在所述线圈中感应出的所述电压的至少一个特征；以及

基于所述至少一个特征的差来确定哪个转圈包括发动机操作的排气阶段以及哪个转圈包括发动机操作的压缩阶段。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述特征是用于在所述线圈中感应出的电压的波形的至少一部分的时间。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述波形包括第一极性的第一部分、第二极性的第二部分和所述第一极性的第三部分，并且所述波形的从中花去所述时间的部分包括所述第二部分的全部。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述波形包括第一极性的第一部分、第二极性的第二部分和所述第一极性的第三部分，并且所述波形的从中花去所述时间的部分包括所述第一部分和所述第二部分。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述特征是从第一电压到第二电压的时间或变化率中的一个。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述磁电机包括位于可旋转飞轮上的两个磁体，使得所述飞轮的每个转圈在所述线圈中感应出两个波形，并且其中，与用于全部转圈的时间相比，所述特征是用于一个转圈的至少一部分的时间，并且这种比较是对于连续转圈进行的。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述磁体被间隔开已知的距离，并且将从来自第一磁体的波形的终点直到来自第二磁体的波形的终点的时间与用于一个完整的发动机转圈的时间进行比较。

20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述磁体被间隔开已知的距离，并且在下一个发动机转圈中将从来自第一磁体的波形的终点直到来自第二磁体的波形的终点的时间与从来所述第二磁体的波形的终点到来自所述第一磁体的波形的终点的时间进行比较。

21.根据权利要求19和20所述的方法，其中，所述比较或时间比率两者都用于确定发动机的操作阶段。

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