Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Laserzündgerät für eine Verbrennungskraftmaschine,
ein Verfahren zum Betreiben eines Laserzündgeräts, um ein Mischgas in einer
Verbrennungskraftmaschine zu aktivieren, sowie ein Verfahren zum
Herstellen eines Laserzündsystems
für eine
Verbrennungskraftmaschine.The
The present invention relates to a laser ignition apparatus for an internal combustion engine,
a method for operating a Laserzündgeräts to a mixed gas in a
Activate internal combustion engine, as well as a method for
Manufacture of a laser ignition system
for one
Internal combustion engine.
Gemäß der JP-A-5-33755
ist ein Laserzündgerät bei einer
Verbrennungskraftmaschine bereitgestellt. Das Laserzündgerät umfasst
einen Laseroszillator, der einen Laser bzw. Laserstrahl in eine
Verbrennungskammer der Kraftmaschine ausstrahlt. Das Laserzündgerät fokussiert
den Laserstrahl, der von dem Laseroszillator ausgestrahlt wird,
in der Verbrennungskammer unter Verwendung einer Linse, wodurch
ein Mischgas in der Verbrennungskammer gezündet wird.According to JP-A-5-33755
is a laser ignitor at one
Internal combustion engine provided. The laser ignition device comprises
a laser oscillator, which a laser or laser beam in a
Combustion chamber of the engine radiates. The laser ignition device focuses
the laser beam emitted by the laser oscillator
in the combustion chamber using a lens, thereby
a mixed gas is ignited in the combustion chamber.
Hierbei
müssen
ein Wert bzw. eine Stärke des
Lasers sowie eine Brennpunktposition der Laserausstrahlung bezüglich des
Laserzündgeräts entsprechend
einem Typ der Verbrennungskraftmaschine eingestellt werden. Dementsprechend
muss das Laserzündgerät entsprechend
dem Typ der Verbrennungskraftmaschine modifiziert werden. Zusätzlich müssen die
Stärke
einer Laserausstrahlung und die Brennpunktposition des Laserzündgeräts an ein Steuerungssignal,
dass von einer Steuerungseinheit übertragen wird, angepasst werden.
Folglich werden ein Steuerungsprogramm und Betriebsdaten, die in der
Steuerungseinheit gespeichert sind, entsprechend dem Typ der Verbrennungskraftmaschine
modifiziert.in this connection
have to
a value or a strength of the
Lasers and a focus position of the laser emission with respect to the
Laser igniter accordingly
a type of internal combustion engine can be adjusted. Accordingly
the laser ignition device must be correspondingly
be modified to the type of internal combustion engine. In addition, the
Strength
a laser emission and the focal position of the laser ignition device to a control signal,
that is transmitted by a control unit to be adjusted.
Consequently, a control program and operating data stored in the
Control unit are stored, according to the type of internal combustion engine
modified.
Im
Allgemeinen wird ein Zündsystem,
das ein Laserzündgerät umfasst,
einzeln für
eine Verbrennungskraftmaschine hergestellt. Dementsprechend kann,
wenn das Laserzündgerät bei einer
ungeeigneten Verbrennungskraftmaschine angebracht wird oder mit
einer ungeeigneten Steuerungseinheit kombiniert wird, die Kraftmaschine
beschädigt
werden.in the
Generally an ignition system,
that includes a laser ignition device,
individually for
an internal combustion engine manufactured. Accordingly,
if the laser ignition device at a
unsuitable internal combustion engine is attached or with
an inappropriate control unit is combined, the engine
damaged
become.
In
Anbetracht der vorstehend beschriebenen und weiterer Schwierigkeiten
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Laserzündgerät für eine Verbrennungskraftmaschine
herzustellen, wobei das Laserzündgerät in der
Lage ist, die Kraftmaschine vor einer Beschädigung aufgrund einer Fehlanpassung zwischen
dem Laserzündgerät und einer
Steuerungseinheit oder einer Kraftmaschine zu schützen. Weiterhin
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Betreiben eines Laserzündgeräts zum Aktivieren
eines Mischgases in einer Verbrennungskraftmaschine bereitzustellen.
Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zum Herstellen eines Laserzündsystems für eine Verbrennungskraftmaschine
bereitzustellen.In
In view of the above-described and other difficulties
It is an object of the present invention, a laser ignition device for an internal combustion engine
manufacture, wherein the laser ignition device in the
Capable of, the engine from damage due to a mismatch between
the laser ignition device and a
Control unit or an engine to protect. Farther
It is an object of the present invention to provide a method for
Operating a laser ignition device to activate
to provide a mixed gas in an internal combustion engine.
Furthermore, it is an object of the present invention to provide a method
for producing a laser ignition system for an internal combustion engine
provide.
Diese
Aufgaben werden durch ein Laserzündgerät gemäß Patentanspruch
1, ein Laserzündsystem
gemäß Patentanspruch
8, ein Verfahren zum Betreiben eines Laserzündgeräts gemäß Patentanspruch 12 und Patentanspruch
13 sowie ein Herstellungsverfahren für ein Laserzündsystem
gemäß Patentanspruch
14 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Patentansprüchen angegeben.These
Tasks are performed by a laser ignition device according to claim
1, a laser ignition system
according to claim
8, a method for operating a laser ignition device according to claim 12 and claim
13 and a manufacturing process for a laser ignition system
according to claim
14 solved.
Advantageous developments are specified in the respective dependent claims.
Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Laserzündgerät für eine Verbrennungskraftmaschine,
die eine Verbrennungskammer aufweist, eine Steuerungseinheit, eine Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit
und eine Laserausstrahleinheit. Die Steuerungseinheit ist angepasst,
ein Ausstrahlerlaubnissignal und ein Steuerungssignal auszugeben.
Die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit ist angepasst, das Ausstrahlerlaubnissignal,
das von der Steuerungseinheit ausgegeben wird, einzugeben. Die Laserausstrahleinheit ist
mit der Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit integriert. Die Laserausstrahleinheit
wird in einen Laserausstrahlzustand versetzt, wenn die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit
das Ausstrahlerlaubnissignal eingibt, so dass die Laserausstrahleinheit
einen Laserstrahl zu einem Mischgas in der Verbrennungskammer der
Verbrennungskraftmaschine entsprechend dem Steuerungssignal, das
von der Steuerungseinheit ausgegeben wird, ausstrahlt, wodurch das
Mischgas aktiviert wird.According to one
Embodiment of the present invention comprises a laser ignition device for an internal combustion engine,
a combustion chamber, a control unit, a broadcast permission signal input unit
and a laser emitting unit. The control unit is adapted
output a radiating permission signal and a control signal.
The radiating permission signal input unit is adapted, the radiating permission signal,
that is output from the control unit. The laser emission unit is
integrated with the radiating permission signal input unit. The laser emission unit
is set in a laser emission state when the emission permission signal input unit
inputs the emission allowance signal, so that the laser emission unit
a laser beam to a mixed gas in the combustion chamber of the
Internal combustion engine according to the control signal, the
is output from the control unit emits, causing the
Mixed gas is activated.
Somit
kommuniziert die Steuerungseinheit mit der Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit,
so dass eine Beschädigung
der Verbrennungskraftmaschine aufgrund einer Fehlanpassung zwischen
der Steuerungseinheit und der Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit
bzw. der Laserausstrahleinheit begrenzt werden kann.Consequently
the control unit communicates with the broadcasting permission signal input unit,
causing damage
the internal combustion engine due to a mismatch between
the control unit and the radiating permission signal input unit
or the laser emission unit can be limited.
Die
vorstehend genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden ausführlichen
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung besser ersichtlich.
Es zeigen:The
above and other objects, features and advantages
The present invention will become more apparent from the following
Description with reference to the accompanying drawings better apparent.
Show it:
1 eine
schematische Seitenansicht, die eine Verbrennungskraftmaschine gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt, 1 FIG. 2 is a schematic side view showing an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 ein
Blockschaltbild, das einen Aufbau eines Laserzündgeräts für die Verbrennungskraftmaschine
gemäß dem Ausführungsbeispiel
zeigt, 2 a block diagram showing a structure of a laser igniter for Verbrennungskraftma shows machine according to the embodiment,
3 eine
schematische Seitenansicht, die das Laserzündgerät, das in einem Zylinderkopf
der Verbrennungskraftmaschine eingebaut ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt, und 3 a schematic side view showing the laser ignition device, which is installed in a cylinder head of the internal combustion engine according to the embodiment, and
4 eine
schematische Seitenansicht, die das Laserzündgerät, das in einem Zylinderblock
der Verbrennungskraftmaschine eingebaut ist, gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. 4 a schematic side view showing the laser ignition device, which is installed in a cylinder block of the internal combustion engine, according to the embodiment.
Wie
es in 1 gezeigt ist, umfasst eine Verbrennungskraftmaschine
einen Zylinderblock 1, einen Zylinderkopf 2, einen
Kolben 3, ein Laserzündgerät 4,
ein Kraftstoffeinspritzventil 5 und eine elektronische
Steuerungseinheit (ECU) 6. Der Zylinderkopf 2 ist
mit einem Einlassventil 2a und einem Auslassventil 2c versehen.
Der Kolben 3 ist entlang dem Innenumfang des Zylinderblocks 1 bewegbar.
Das Laserzündgerät 4 zündet ein
brennbares Mischgas, Kraftstoff oder dergleichen. Der Innenumfang
des Zylinderblocks 1, die Oberseite des Kolbens 3 und
die Innenwand der Decke des Zylinderkopfes 2 definieren eine
Verbrennungskammer 10 der Kraftmaschine.As it is in 1 is shown, an internal combustion engine comprises a cylinder block 1 , a cylinder head 2 , a piston 3 , a laser ignition device 4 , a fuel injection valve 5 and an electronic control unit (ECU) 6 , The cylinder head 2 is with an inlet valve 2a and an exhaust valve 2c Mistake. The piston 3 is along the inner circumference of the cylinder block 1 movable. The laser ignition device 4 ignites a combustible mixed gas, fuel or the like. The inner circumference of the cylinder block 1 , the top of the piston 3 and the inner wall of the ceiling of the cylinder head 2 define a combustion chamber 10 the engine.
Der
Zylinderkopf 2 weist eine Einlassöffnung 2b und eine
Auslassöffnung 2d auf.
Die Einlassöffnung 2b ist
mit einem Einlassrohr verbunden, das einen Durchgang bildet, durch
welchen eine Einlassluft hindurchgeht, so dass die Einlassluft der
Einlassöffnung 2b zugeführt wird.
Die Auslassöffnung 2d ist
mit einem Auslassrohr bzw. Abgasrohr verbunden, das einen Durchgang
bildet, durch welchen Abgas oder dergleichen hindurchgeht, so dass
das Abgas von der Verbrennungskammer 10 über die
Auslassöffnung 2d ausgestoßen wird.
Die Einlassöffnung 2b ist mit
einem Einlassventil 2a versehen, das angepasst ist, die
Einlassöffnung 2b zu öffnen und
zu schließen. Die Auslassöffnung 2d ist
mit einem Auslassventil 2c versehen, das angepasst ist,
die Auslassöffnung 2d zu öffnen und
zu schließen.
Genauer gesagt ermöglicht
es das Einlassventil 2a der Einlassluft, die von dem Einlassrohr
der Einlassöffnung 2b zugeführt wird,
in die Verbrennungskammer 10 zu strömen, und das Einlassventil 2a verhindert,
dass die Einlassluft in die Verbrennungskammer 10 strömt. Das
Auslassventil 2c ermöglicht
es dem Verbrennungsgas, das in der Verbrennungskammer 10 gebildet
wird, in die Auslassöffnung 2d zu
strömen,
und verhindert, dass das Verbrennungsgas in die Auslassöffnung 2d strömt.The cylinder head 2 has an inlet opening 2 B and an outlet opening 2d on. The inlet opening 2 B is connected to an inlet pipe forming a passage through which an intake air passes, so that the intake air of the intake port 2 B is supplied. The outlet opening 2d is connected to an outlet pipe or exhaust pipe, which forms a passage through which exhaust gas or the like passes, so that the exhaust gas from the combustion chamber 10 over the outlet opening 2d is ejected. The inlet opening 2 B is with an inlet valve 2a fitted, which is adapted to the inlet opening 2 B to open and close. The outlet opening 2d is with an exhaust valve 2c fitted, the outlet opening 2d to open and close. More specifically, it allows the intake valve 2a the intake air flowing from the intake pipe of the intake port 2 B is fed into the combustion chamber 10 to flow, and the inlet valve 2a prevents the intake air into the combustion chamber 10 flows. The outlet valve 2c allows the combustion gas that is in the combustion chamber 10 is formed in the outlet opening 2d to flow, and prevents the combustion gas in the exhaust port 2d flows.
Das
Laserzündgerät 4 ist
bei dem Zylinderkopf 2 befestigt. Genauer gesagt ist das
Laserzündgerät 4 zwischen
der Einlassöffnung 2b und
der Auslassöffnung 2d in
dem Zylinderkopf 2 angeordnet. Das Laserzündgerät 4 weist
eine Ausstrahlöffnung auf,
die in die Verbrennungskammer 10 ragt. Das Laserzündgerät 4 führt eine
Lichtausstrahlung von der zugehörigen
Ausstrahlöffnung
aus, wodurch eine thermische Energie in einen Zielbereich der Lichtausstrahlung
entsprechend einem Weitwinkelwert der Lichtausstrahlung oder einem
Schmalwinkelwert der Lichtausstrahlung abgestrahlt wird.The laser ignition device 4 is at the cylinder head 2 attached. More specifically, the laser ignition device 4 between the inlet opening 2 B and the outlet opening 2d in the cylinder head 2 arranged. The laser ignition device 4 has a Ausstrahlöffnung, which in the combustion chamber 10 protrudes. The laser ignition device 4 performs a light emission from the associated Ausstrahlöffnung, whereby a thermal energy is radiated into a target range of the light emission according to a wide-angle value of the light emission or a narrow angle value of the light emission.
Wie
es in 2 gezeigt ist, umfasst das Laserzündgerät 4 eine
Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41, eine Laserausstrahlvorrichtung 42,
eine optische Faser 43 und eine optische Vorrichtung 44. Die
Laserausstrahlvorrichtung 42 erzeugt einen Laserstrahl.
Die optische Faser 43 ist in der Lage, den Laserstrahl
von der Laserausstrahlvorrichtung 42 zu der optischen Vorrichtung 44 ohne
großen
Verlust zu übertragen.
Die optische Vorrichtung 44 zerstreut und fokussiert den
Laserstrahl von der Ausstrahlöffnung.As it is in 2 is shown, includes the laser ignition device 4 a broadcasting permission signal input unit 41 , a laser emitting device 42 , an optical fiber 43 and an optical device 44 , The laser emission device 42 generates a laser beam. The optical fiber 43 is capable of detecting the laser beam from the laser emitting device 42 to the optical device 44 to transfer without great loss. The optical device 44 disperses and focuses the laser beam from the discharge opening.
Die
Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 ist mit der ECU 6 verbunden,
wodurch ein Ausstrahlerlaubnissignal, das verschlüsselt ist
und von der ECU 6 gesendet wird, eingegeben wird. Die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 entschlüsselt das
Ausstrahlerlaubnissignal und beurteilt, ob das Ausstrahlerlaubnissignal
mit einem vorbestimmten Referenzsignal übereinstimmt. Des Weiteren
gibt die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 ein
Ausstrahlerlaubnissteuerungssignal an die Laserausstrahlvorrichtung 42 aus,
wenn das Ausstrahlerlaubnissignal, das entschlüsselt ist, mit dem vorbestimmten
Referenzsignal übereinstimmt.The broadcast permission signal input unit 41 is with the ECU 6 connected, whereby a Ausstrahlerlaubnissignal, which is encrypted and from the ECU 6 is sent is entered. The broadcast permission signal input unit 41 decrypts the broadcast permission signal and judges whether the broadcast permission signal coincides with a predetermined reference signal. Further, the radiating permission signal input unit outputs 41 a radiation permission control signal to the laser emitting device 42 when the broadcast enable signal that is decrypted matches the predetermined reference signal.
Die
Laserausstrahlvorrichtung (Laserausstrahleinheit) 42 wird
in einen Laserausstrahlzustand versetzt, bei dem die Laserausstrahlvorrichtung 42 in der
Lage ist, einen Laserstrahl auszustrahlen, wenn die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 das Ausstrahlerlaubnissteuerungssignal
an die Laserausstrahlvorrichtung 42 ausgibt. Die Laserausstrahlvorrichtung 42 kann
den Laserstrahl nicht ausstrahlen, wenn die Laserausstrahlvorrichtung 42 sich
nicht in dem Laserausstrahlzustand befindet. Die Laserausstrahlvorrichtung 42 ist
ferner mit der ECU 6 verbunden, wodurch ein Steuerungssignal
eingegeben wird, das von der ECU 6 gesendet wird. Die Laserausstrahlvorrichtung 42 strahlt
einen Laserstrahl entsprechend dem Steuerungssignal aus, das zu
der Laserausstrahlvorrichtung 42 in dem Laserausstrahlzustand
gesendet wird.The laser emitting device (laser emitting unit) 42 is set in a laser emission state in which the laser emission device 42 is able to emit a laser beam when the emitter permission signal input unit 41 the broadcast permission control signal to the laser emitting device 42 outputs. The laser emission device 42 can not emit the laser beam when the laser emitting device 42 is not in the laser emission state. The laser emission device 42 is also with the ECU 6 connected, whereby a control signal is input, which from the ECU 6 is sent. The laser emission device 42 emits a laser beam corresponding to the control signal to the laser emitting device 42 is sent in the laser emission state.
Die
optische Faser (Laserausstrahleinheit) 43 wird in einem
im Wesentlichen zylindrischen (nicht gezeigten) Gehäuse gehalten,
das bei der Deckenwand des Zylinderkopfes 42 befestigt
ist. Die optische Faser 43 weist eine Ausstrahlöffnung auf,
die in die Verbrennungskammer 10 gerichtet ist. Die optische
Vorrichtung (Laserausstrahleinheit) 44 weist eine Linse
oder eine Gruppe von Linsen auf, die einen Laserstrahl durch die
Ausstrahlöffnung
zerstreuen oder fokussieren. Die optische Vorrichtung 44 kann
einen Strahlenteiler, wie beispielsweise einen Spiegel, zum Ausrichten
des Laserstrahls, der von der Laserausstrahlvorrichtung 42 ausgestrahlt
wird, umfassen.The optical fiber (laser emitting unit) 43 is held in a substantially cylindrical (not shown) housing, which at the top wall of the cylinder head 42 is attached. The optical fiber 43 has a Ausstrahlöffnung, which in the combustion chamber 10 is directed. The optical device (laser emitting unit) 44 has a lens or group of lenses that diffuse or focus a laser beam through the beam orifice. The optical device 44 may include a beam splitter, such as a mirror, for aligning the laser beam emitted by the laser emitting device 42 is broadcast.
Der
Laser, der von dem Laserzündgerät 4 ausgestrahlt
wird, weist eine thermische Energie auf, die zum Erwärmen eines
Kraftstoffes, der zu verdampfen ist, erforderlich ist. Genauer gesagt
erzeugt die Laserausstrahlvorrichtung 42 des Laserzündgerätes 4 einen
Laserstrahl mit einer Energie unter Berücksichtigung eines Übertragungsverlustes,
der in der optischen Faser 43 und dergleichen verursacht wird.
Somit ist das Laserzündgerät 4 angepasst,
ein Mischgas in der Verbrennungskammer 10 der Kraftmaschine
zu aktivieren.The laser coming from the laser ignition device 4 is radiated, has a thermal energy, which is required for heating a fuel, which is to be vaporized. More specifically, the laser emitting device generates 42 of the laser ignition device 4 a laser beam having an energy considering a transmission loss occurring in the optical fiber 43 and the like is caused. Thus, the laser ignition device 4 adapted, a mixed gas in the combustion chamber 10 to activate the engine.
Das
Kraftstoffeinspritzventil 5 (1) ist bei dem
Zylinderblock 1 für
ein direktes Einspritzen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer 10 bereitgestellt.
Genauer gesagt spritzt das Kraftstoffeinspritzventil 5 einen
Kraftstoff zu einem Hohlraum hin ein, der bei der Oberseite des
Kolbens 3 ausgebildet ist, die die Verbrennungskammer 10 definiert.The fuel injector 5 ( 1 ) is at the cylinder block 1 for direct injection of fuel into the combustion chamber 10 provided. More specifically, the fuel injector injects 5 injecting a fuel towards a cavity at the top of the piston 3 is formed, which is the combustion chamber 10 Are defined.
Die
ECU 6 ist mit dem Kraftstoffeinspritzventil 5 und
dem Laserzündgerät 4 verbunden.
Die ECU 6 führt
einer Spule des Kraftstoffeinspritzventils 5 Elektrizität zu und
beendet die Zufuhr von Elektrizität zu dem Kraftstoffeinspritzventil 5,
wodurch eine Energieversorgungszeitdauer gesteuert wird, in der
das Kraftstoffeinspritzventil 5 mit Elektrizität versorgt wird.
Somit steuert die ECU 6 eine Kraftstoffmenge, die in die Verbrennungskammer 10 eingespritzt
wird, durch eine Steuerung der Energieversorgungszeitdauer des Einspritzventils 5.
Des Weiteren steuert die ECU 6 ein Öffnen und Schließen sowohl
des Einlassventils 2a als auch des Auslassventils 2c.
Die ECU 6 steuert eine Einlassluftmenge, die in die Verbrennungskammer 10 strömt, durch
eine Steuerung des Einlassventils 2a. Daneben steuert die
ECU 6 eine Abgasmenge, die aus der Verbrennungskammer 10 über die
Auslassöffnung 2d strömt, durch eine
Steuerung des Auslassventils 2c.The ECU 6 is with the fuel injector 5 and the laser ignition device 4 connected. The ECU 6 leads to a coil of the fuel injection valve 5 Electricity to and stops the supply of electricity to the fuel injection valve 5 , whereby a power supply period is controlled, in which the fuel injection valve 5 is supplied with electricity. Thus, the ECU controls 6 a quantity of fuel entering the combustion chamber 10 is injected by controlling the power supply period of the injector 5 , Furthermore, the ECU controls 6 opening and closing of both the inlet valve 2a as well as the exhaust valve 2c , The ECU 6 controls an amount of intake air entering the combustion chamber 10 flows through a control of the intake valve 2a , In addition, the ECU controls 6 an amount of exhaust gas coming from the combustion chamber 10 over the outlet opening 2d flows through a control of the exhaust valve 2c ,
Des
Weiteren sendet die ECU 6 das verschlüsselte Ausstrahlerlaubnissignal
zu der Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 des Laserzündgeräts 4.
Die ECU 6 gibt ferner das Steuerungssignal an die Laserausstrahlvorrichtung 42 des Laserzündgeräts 4 aus.
Das Steuerungssignal, das von der ECU 6 ausgegeben wird,
steuert eine Zeitsteuerung, bei der die Laserausstrahlvorrichtung 42 einen
Laserstrahl ausstrahlt, sowie einen Wert bzw. eine Stärke des
Laserstrahls. Der Steuerungsbetrieb der ECU 6 wird entsprechend
einem Betriebszustand der Kraftmaschine, wie beispielsweise einem Öffnungsgrad
eines Drosselventils, einer Winkelposition einer Kurbelwelle und
einer Temperatur eines Kühlwassers,
ausgeführt.Furthermore, the ECU sends 6 the encrypted broadcast permission signal to the broadcast permission signal input unit 41 of the laser ignition device 4 , The ECU 6 further outputs the control signal to the laser emitting device 42 of the laser ignition device 4 out. The control signal generated by the ECU 6 is output, controls a timing at which the laser emitting device 42 emits a laser beam, and a value or a strength of the laser beam. The control operation of the ECU 6 is performed according to an operating state of the engine, such as an opening degree of a throttle valve, an angular position of a crankshaft and a temperature of a cooling water.
Als
nächstes
ist ein Betrieb der Kraftmaschine beschrieben. Das Einlassventil 2a öffnet sich,
so dass eine Einlassluft in die Verbrennungskammer 10 über die
Einlassöffnung 2b in
der Kraftmaschine eingebracht wird. Das Kraftstoffeinspritzventil 5 spritzt Kraftstoff
zu dem Hohlraum des Kolbens 3 hin in die Verbrennungskammer 10 ein.
Nachfolgend strahlt das Laserzündgerät 4 einen
Laserstrahl ab, wodurch ein Mischgas gezündet wird, das aus der Einlassluft, die
in die Verbrennungskammer 10 eingebracht ist, und dem Kraftstoff,
der von dem Kraftstoffeinspritzventil 5 eingespritzt wird,
gebildet ist. Somit bewegt sich der Kolben 3 entlang dem
Innenumfang des Zylinderblocks 1 hin und her, so dass sich
die Kurbelwelle, die als eine Ausgabewelle der Kraftmaschine dient,
dreht. Ein Verbrennungsgas strömt
von der Verbrennungskammer 10 zu der Auslassöffnung 2d, indem
das Auslassventil 2c geöffnet
wird.Next, an operation of the engine will be described. The inlet valve 2a opens, allowing an intake air into the combustion chamber 10 over the inlet opening 2 B is introduced in the engine. The fuel injector 5 injects fuel to the cavity of the piston 3 into the combustion chamber 10 one. Subsequently, the laser ignition device radiates 4 a laser beam, thereby igniting a mixed gas, which is from the intake air entering the combustion chamber 10 is introduced, and the fuel supplied by the fuel injection valve 5 is injected, is formed. Thus, the piston moves 3 along the inner circumference of the cylinder block 1 back and forth so that the crankshaft, which serves as an output shaft of the engine rotates. A combustion gas flows from the combustion chamber 10 to the outlet opening 2d by removing the exhaust valve 2c is opened.
Als
nächstes
ist ein Betrieb des Laserzündgeräts 4 genauer
beschrieben. Die Laserausstrahlvorrichtung 42 strahlt einen
Laserstrahl entsprechend dem Steuerungssignal, das von der ECU 6 in einem
Zustand ausgegeben wird, bei dem die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 ein
geeignetes Ausstrahlerlaubnissignal von der ECU 6 eingibt,
aus, wodurch der Laserstrahl in die Verbrennungskammer 10 abgestrahlt
wird.Next is an operation of the laser ignition device 4 described in more detail. The laser emission device 42 emits a laser beam according to the control signal supplied by the ECU 6 is outputted in a state where the radiating permission signal input unit 41 a suitable emission permission signal from the ECU 6 enters, which causes the laser beam in the combustion chamber 10 is emitted.
Im
Gegensatz dazu gibt die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 das
Ausstrahlerlaubnissignal an die Laserausstrahlvorrichtung 42 in
einem Zustand, bei dem die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 ein
ungeeignetes Ausstrahlerlaubnissignal von der ECU 6 eingibt,
nicht aus. Bei diesem Zustand gelangt die Laserausstrahlvorrichtung 42 nicht in
den Laserausstrahlzustand. Folglich strahlt die Laserausstrahlvorrichtung 42 keinen
Laserstrahl aus, auch wenn die ECU 6 das Steuerungssignal
zu der Laserausstrahlvorrichtung 42 übertragt. Somit kann das Laserzündgerät 4 keinen
Laserstrahl bei einem Zustand ausstrahlen, bei dem eine ungeeignete
ECU 6 mit dem Laserzündgerät 4 verbunden
ist. Das heißt,
es wird verhindert, dass das Laserzündgerät 4 einen Laserstrahl
ausstrahlt, wenn beispielsweise eine falsch angepasste ECU mit dem
Laserzündgerät 4 verbunden
ist. Dementsprechend kann die Kraftmaschine 4 vor einer
Beschädigung
aufgrund einer ungeeigneten Laserausstrahlung, die beispielsweise
durch eine Fehlanpassung zwischen der ECU und dem Laserzündgerät 4 verursacht
wird, geschützt
werden.In contrast, the radiating permission signal input unit outputs 41 the emitter permission signal to the laser emitter 42 in a state where the broadcast permission signal input unit 41 an improper emission permission signal from the ECU 6 does not enter. In this state, the laser emitting device passes 42 not in the laser emission state. Consequently, the laser emitting device radiates 42 no laser beam, even if the ECU 6 the control signal to the laser emitting device 42 transmits. Thus, the laser ignition device 4 do not emit a laser beam in a condition where an unsuitable ECU 6 with the laser ignition device 4 connected is. That means it will prevent the laser ignition device 4 emits a laser beam, for example, if a mismatched ECU with the laser ignition device 4 connected is. Accordingly, the engine can 4 from damage due to improper laser emission caused, for example, by a mismatch between the ECU and the laser ignition device 4 is caused to be protected.
Zusätzlich ist
das Laserzündgerät 4 bei
dem Zylinderkopf 2 der Kraftmaschine befestigt, so dass die
Kraftmaschine vor einer Anbringung eines ungeeigneten Laserzündgeräts geschützt werden
kann. Somit kann die Kraftmaschine vor einer Beschädigung aufgrund
eines Anbringens eines ungeeigneten Laserzündgeräts oder dergleichen geschützt werden.In addition, the laser ignition device 4 at the cylinder head 2 attached to the engine, so that the engine can be protected from attaching an unsuitable laser ignition device. Thus, the engine can be protected from damage due to attachment of an improper laser igniter or the like the.
Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist das Ausstrahlerlaubnissignal in Abhängigkeit von dem Typ des Laserzündgeräts 4 definiert.
Das heißt,
das Ausstrahlerlaubnissignal ist ein inhärentes Signal, das dem Typ
des Laserzündgeräts 4 entspricht.
Folglich kann begrenzt werden, dass das Laserzündgerät 4 einen Laserstrahl
abstrahlt, wenn das Ausstrahlerlaubnissignal, das von der ECU gesendet
wird, nicht mit dem Referenzsignal übereinstimmt, das dem Laserzündgerät 4 inhärent ist,
auch wenn eine ECU ein Ausstrahlerlaubnissignal zu dem Laserzündgerät 4 überträgt. Somit
wird verhindert, dass das Laserzündgerät 4 einen
Laserstrahl abstrahlt, solange das Laserzündgerät 4 kein richtiges
Ausstrahlerlaubnissignal von einer geeigneten ECU eingibt.According to this embodiment, the emission permission signal is dependent on the type of the laser ignition apparatus 4 Are defined. That is, the emission permission signal is an inherent signal similar to the type of the laser ignition device 4 equivalent. Consequently, it can be limited that the laser ignition device 4 emits a laser beam when the emission permission signal sent from the ECU does not coincide with the reference signal supplied to the laser ignition device 4 is inherent, even if an ECU is a Ausstrahlerlaubnissignal to the laser ignition device 4 transfers. This will prevent the laser ignition device 4 emits a laser beam as long as the laser ignition device 4 does not input a proper emissive permission signal from a suitable ECU.
Wie
es in 3 gezeigt ist, kann das Laserzündgerät 4 an Stelle einer
Anbringung bei dem Zylinderkopf 2 in dem Zylinderkopf 2 eingebaut
sein. Das heißt,
das Laserzündgerät 4 kann
in dem Zylinderkopf 2 eingebettet sein. Bei diesem Ausbau
ist das Laserzündgerät 4 mit
dem Zylinderkopf 2 integriert. Des Weiteren umfasst die
Kraftmaschine einen Sensor 7 zur Erkennung eines Zustands, bei
dem das Laserzündgerät 4 bei
dem Schritt, bei dem das Laserzündgerät 4 in
den Zylinderkopf 2 eingebaut wird, stabil bei dem Zylinderkopf 2 angebracht
ist. Der Sensor 7 ist vorzugsweise bei einer Position in der
Nähe des
Laserzündgeräts 4 in
dem Zylinderkopf 2 angeordnet. Der Sensor 7 ist
mit der ECU 6 verbunden, wodurch ein Erkennungssignal,
das einen Zustand angibt, bei dem das Laserzündgerät stabil bei dem Zylinderkopf 2 angebracht
ist, zu der ECU 6 übertragen
wird, wenn das Laserzündgerät 4 bei
dem Zylinderkopf 2 angebracht ist. Folglich ist die ECU 6 entsprechend
dem Erkennungssignal, das von dem Sensor 7 übertragen
wird, in der Lage, den Zustand zu erkennen, bei dem das Laserzündgerät 4 stabil
bei dem Zylinderkopf 2 angebracht ist.As it is in 3 shown, the laser ignition device 4 in place of attachment to the cylinder head 2 in the cylinder head 2 be installed. That is, the laser ignition device 4 can in the cylinder head 2 be embedded. This removal is the laser ignition device 4 with the cylinder head 2 integrated. Furthermore, the engine includes a sensor 7 for detecting a condition in which the laser ignition device 4 at the step where the laser ignition device 4 in the cylinder head 2 is installed, stable in the cylinder head 2 is appropriate. The sensor 7 is preferably at a position in the vicinity of the laser ignition device 4 in the cylinder head 2 arranged. The sensor 7 is with the ECU 6 connected, whereby a detection signal indicating a state in which the laser ignition device stably at the cylinder head 2 appropriate to the ECU 6 is transmitted when the laser ignition device 4 at the cylinder head 2 is appropriate. Consequently, the ECU 6 according to the detection signal coming from the sensor 7 is able to detect the condition in which the laser ignition device 4 stable at the cylinder head 2 is appropriate.
Alternativ
hierzu kann, wie es in 4 gezeigt ist, das Laserzündgerät 4 an
Stelle einer Befestigung bei dem Zylinderkopf 2 oder eines
Einbaus in dem Zylinderkopf 2 in dem Zylinderblock 1 eingebaut sein.
Bei diesem Aufbau ist das Laserzündgerät 4 mit dem
Zylinderblock 1 integriert. Des Weiteren umfasst die Kraftmaschine
einen Sensor 8 zur Erkennung eines Zustands, bei dem das
Laserzündgerät bei dem Schritt,
bei dem das Laserzündgerät 4 in
den Zylinderblock 1 eingebaut wird, stabil bei dem Zylinderblock 1 angebracht
ist. Der Sensor 8 ist vorzugsweise bei einer Position in
der Nähe
des Laserzündgeräts 4 in
dem Zylinderblock 1 angeordnet. Der Sensor 8 ist mit
der ECU 6 verbunden, wodurch ein Erkennungssignal, das
einen Zustand angibt, bei dem das Laserzündgerät 4 stabil bei dem
Zylinderblock 1 angebracht ist, zu der ECU 6 übertragen
wird, wenn das Laserzündgerät 4 bei
dem Zylinderblock 1 angebracht ist. Folglich ist ECU 6 entsprechend
dem Erkennungssignal, das von dem Sensor 8 übertragen wird,
in der Lage, den Zustand zu erkennen, bei dem das Laserzündgerät 4 stabil
bei dem Zylinderblock 1 angebracht ist. Das Laserzündgerät 4 kann
bei einem Bauelement, das zu der Kraftmaschine gehört, wobei es
zu dem Zylinderkopf 2 und dem Zylinderblock 1 unterschiedlich
ist, befestigt sein oder darin eingebaut sein, so dass die Kraftmaschine
vor einer Beschädigung
geschützt
werden kann.Alternatively, as shown in 4 shown is the laser ignition device 4 in place of attachment to the cylinder head 2 or a fitting in the cylinder head 2 in the cylinder block 1 be installed. In this structure, the laser ignition device 4 with the cylinder block 1 integrated. Furthermore, the engine includes a sensor 8th for detecting a state in which the laser ignition device at the step in which the laser ignition device 4 in the cylinder block 1 is installed, stable in the cylinder block 1 is appropriate. The sensor 8th is preferably at a position in the vicinity of the laser ignition device 4 in the cylinder block 1 arranged. The sensor 8th is with the ECU 6 connected, whereby a detection signal indicating a state in which the laser ignition device 4 stable at the cylinder block 1 appropriate to the ECU 6 is transmitted when the laser ignition device 4 at the cylinder block 1 is appropriate. Consequently, ECU is 6 according to the detection signal coming from the sensor 8th is able to detect the condition in which the laser ignition device 4 stable at the cylinder block 1 is appropriate. The laser ignition device 4 For example, in a component associated with the engine, it may become the cylinder head 2 and the cylinder block 1 is different, be attached or incorporated therein, so that the engine can be protected from damage.
Daraufhin
ist das Bauelement, das zu der Kraftmaschine gehört, ein inhärentes Bauelement, das einem
spezifischen Kraftmaschinentyp entspricht. Das heißt, das
inhärente
Bauelement kann nicht bei einer ungeeigneten Kraftmaschine, die
zu dem spezifischen Kraftmaschinentyp unterschiedlich ist, eingebaut
werden. Folglich kann ein Fehlanpassung zwischen dem Laserzündgerät und der
Kraftmaschine begrenzt werden, indem das Laserzündgerät mit dem inhärenten Bauelement
der Kraftmaschine kombiniert wird.thereupon
is the component that belongs to the engine, an inherent component, the one
specific engine type. That is, that
inherent
Component can not work with an inappropriate engine
is different to the specific type of engine installed
become. Consequently, a mismatch between the laser ignition device and the
Engine be limited by the laser ignition device with the inherent component
the engine is combined.
Das
Ausstrahlerlaubnissignal muss nicht entschlüsselt werden. Das Ausstrahlerlaubnissignal kann
an Stelle einer Entschlüsselung
moduliert oder modifiziert werden. Alternativ hierzu können zusätzliche
Daten dem Ausstrahlerlaubnissignal an Stelle einer Entschlüsselung
des Ausstrahlerlaubnissignals hinzugefügt werden. Das Ausstrahlerlaubnissignal kann
auf verschiedenerlei Weise angepasst werden, um die Fehlanpassung
zwischen dem Laserzündgerät und der
Steuerungseinheit oder der Kraftmaschine zu begrenzen.The
Emitter Permission Signal does not need to be decrypted. The emitter permission signal can
in place of a decryption
modulated or modified. Alternatively, additional
Data to the broadcast permission signal instead of a decryption
of the emission permission signal. The emitter permission signal can
be adapted in various ways to the mismatch
between the laser ignition device and the
Control unit or the engine limit.
Das
vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
zusammenfassend umfasst das Laserzündgerät 4 für die Verbrennungskraftmaschine,
die die Verbrennungskammer 10 aufweist, die Steuerungseinheit 6,
die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 und die Laserausstrahleinheit 42, 43, 44.
Die Steuerungseinheit 6 ist angepasst, das Ausstrahlerlaubnissignal
und das Steuerungssignal auszugeben. Die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 ist
angepasst, das Ausstrahlerlaubnissignal, das von der Steuerungseinheit 6 ausgegeben
wird, einzugeben. Die Laserausstrahleinheit 42, 43, 44 ist
mit der Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 integriert. Die
Laserausstrahleinheit 42, 43, 44 wird
in den Laserausstrahlzustand versetzt, wenn die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 das
Ausstrahlerlaubnissignal eingibt, so dass die Laserausstrahleinheit 42, 43, 44 einen
Laserstrahl zu einem Mischgas in der Verbrennungskammer 10 der
Verbrennungskraftmaschine entsprechend dem Steuerungssignal, das von
der Steuerungseinheit 6 ausgegeben wird, ausstrahlt, wodurch
das Mischgas aktiviert wird.The embodiment described above in summary comprises the laser ignition device 4 for the internal combustion engine, which is the combustion chamber 10 comprising, the control unit 6 , the broadcasting permission signal input unit 41 and the laser emission unit 42 . 43 . 44 , The control unit 6 is adapted to output the emission allowance signal and the control signal. The broadcast permission signal input unit 41 is adapted, the Ausstrahlerlaubnissignal, by the control unit 6 is issued to enter. The laser emission unit 42 . 43 . 44 is with the radiating permission signal input unit 41 integrated. The laser emission unit 42 . 43 . 44 is set in the laser emission state when the emission permission signal input unit 41 inputs the emission allowance signal, so that the laser emission unit 42 . 43 . 44 a laser beam to a mixed gas in the combustion chamber 10 the internal combustion engine according to the control signal from the control unit 6 is emitted, whereby the mixed gas is activated.
Alternativ
hierzu umfasst das Laserzündsystem,
das für
die Verbrennungskraftmaschine mit der Verbrennungskammer 10 vorgesehen
ist, das Laserzündgerät 4,
das in die Verbrennungskraftmaschine eingebaut ist. Das Laserzündgerät 4 ist
angepasst, einen Laserstrahl zu dem Mischgas in der Verbrennungskammer 10 der
Verbrennungskraftmaschine auszustrahlen, wodurch das Mischgas aktiviert
wird.Alternatively, the laser ignition system, which for the internal combustion engine with the combustion chamber 10 is provided, the laser ignition device 4 , which is installed in the internal combustion engine. The laser ignition device 4 is adapted, a laser beam to the mixed gas in the combustion chamber 10 the internal combustion engine, whereby the mixed gas is activated.
Das
Verfahren zum Betreiben des Laserzündgeräts 4, das zum Ausstrahlen
eines Laserstrahls dient, um ein Mischgas in der Verbrennungskammer 10 der
Verbrennungskraftmaschine zu aktivieren, umfasst die nachstehend
genannten Schritte. Das Laserzündgerät 4 wird
in den Laserausstrahlzustand versetzt, indem das Ausstrahlerlaubnissignal eingegeben
wird. Der Laserstrahl wird zu dem Mischgas in der Verbrennungskammer 10 der
Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung des Lasergeräts 4 in
dem Laserausstrahlzustand ausgestrahlt.The method of operating the laser ignition device 4 which is for emitting a laser beam to a mixed gas in the combustion chamber 10 to activate the internal combustion engine, includes the following steps. The laser ignition device 4 is set in the laser emission state by inputting the emission allowance signal. The laser beam becomes the mixed gas in the combustion chamber 10 the internal combustion engine using the laser device 4 emitted in the laser emission state.
Das
Verfahren zum Betreiben des Laserzündgeräts 4, das zur Ausstrahlung
eines Laserstrahls dient, um ein Mischgas in der Verbrennungskammer 10 der
Verbrennungskraftmaschine zu aktivieren, umfasst die nachstehend
genannten Schritte. Das Ausstrahlerlaubnissignal, das verschlüsselt ist, wird
in das Laserzündgerät 4 eingegeben.
Das Ausstrahlerlaubnissignal wird entschlüsselt. Es wird beurteilt, ob
das Ausstrahlerlaubnissignal, das entschlüsselt ist, mit dem Referenzsignal übereinstimmt. Ein
Laserstrahl wird zu dem Mischgas in der Verbrennungskammer 10 der
Verbrennungskraftmaschine unter Verwendung des Laserzündgeräts 4 ausgestrahlt,
wenn bestimmt wird, dass das Ausstrahlerlaubnissignal mit dem Referenzsignal übereinstimmt.The method of operating the laser ignition device 4 which is for emitting a laser beam to a mixed gas in the combustion chamber 10 to activate the internal combustion engine, includes the following steps. The emissive permission signal, which is encrypted, enters the laser ignition device 4 entered. The broadcast permission signal is decrypted. It is judged whether the broadcast permission signal which is decrypted coincides with the reference signal. A laser beam becomes the mixed gas in the combustion chamber 10 the internal combustion engine using the laser ignition device 4 emitted when it is determined that the Ausstrahlerlaubnissignal coincides with the reference signal.
Das
Herstellungsverfahren, das für
das Laserzündsystem
für die
Verbrennungskraftmaschine verwendet wird, umfasst die nachstehend
genannten Schritte. Das Laserzündgerät 4 wird
in einen des Zylinderkopfs 2 und des Zylinderblocks 1 der
Verbrennungskraftmaschine eingebettet. Der Zustand, bei dem das
Laserzündgerät 4 in
einem des Zylinderkopfs 2 und des Zylinderblocks 1 der
Verbrennungskraftmaschine eingebettet ist, wird erkannt.The manufacturing method used for the laser ignition system for the internal combustion engine includes the following steps. The laser ignition device 4 gets into one of the cylinder head 2 and the cylinder block 1 embedded in the internal combustion engine. The condition in which the laser ignition device 4 in one of the cylinder head 2 and the cylinder block 1 the internal combustion engine is embedded, is detected.
Verschiedene
Modifikationen und Änderungen
können
auf unterschiedliche Weise bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
ausgeführt
werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Various
Modifications and changes
can
in different ways in the embodiment described above
accomplished
without departing from the scope of the present invention.
Wie
es vorstehend beschrieben ist, umfasst ein Laserzündgerät 4 für eine Verbrennungskraftmaschine,
die eine Verbrennungskammer 10 aufweist, eine Steuerungseinheit 6,
eine Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 und eine
Laserausstrahleinheit 42, 43, 44. Die
Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 ist angepasst, ein
Ausstrahlerlaubnissignal, das von der Steuerungseinheit 6 ausgegeben wird,
einzugeben. Die Laserausstrahleinheit 42, 43, 44 ist
mit der Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 integriert.
Die Laserausstrahleinheit 42, 43, 44 wird
in einen Laserausstrahlzustand versetzt, wenn die Ausstrahlerlaubnissignaleingabeeinheit 41 das Ausstrahlerlaubnissignal
eingibt, so dass die Laserausstrahleinheit 42, 43, 44 einen
Laserstrahl zu einem Mischgas in der Verbrennungskammer 10 der Verbrennungskraftmaschine
entsprechend einem Steuerungssignal, das von der Steuerungseinheit 6 ausgegeben
wird, ausstrahlt, wodurch das Mischgas aktiviert wird.As described above, includes a laser ignition device 4 for an internal combustion engine, which is a combustion chamber 10 comprising a control unit 6 , a broadcasting permission signal input unit 41 and a laser emitting unit 42 . 43 . 44 , The broadcast permission signal input unit 41 is adapted, a Ausstrahlerlaubnissignal, by the control unit 6 is issued to enter. The laser emission unit 42 . 43 . 44 is with the radiating permission signal input unit 41 integrated. The laser emission unit 42 . 43 . 44 is set in a laser emission state when the emission permission signal input unit 41 inputs the emission allowance signal, so that the laser emission unit 42 . 43 . 44 a laser beam to a mixed gas in the combustion chamber 10 the internal combustion engine according to a control signal from the control unit 6 is emitted, whereby the mixed gas is activated.