CN112654782B - 用于改进发动机起动的发动机点火控制单元 - Google Patents

Abstract

在至少一些具体实施中，一种操作用于燃烧发动机的点火***的方法包括：在所述发动机操作的至少一部分时间期间为能量存储设备充电，允许存储在电荷存储设备上的能量水平在所述发动机停止操作后随时间推移而减少，当所述发动机在停止操作后重新起动时确定所述能量存储设备上的能量水平，以及根据所确定的能量水平来设置至少一个发动机操作参数。在至少一些具体实施中，至少一个发动机操作参数可包括以下中的一者或多者：要递送到所述发动机的燃料和空气混合物的浓程度、点火正时、期望的发动机怠速速度。

Description

用于改进发动机起动的发动机点火控制单元

相关申请的引用

本申请要求2018年9月10日提交的美国临时申请序列号62/728,996的权益，该专利申请的全部内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体涉及用于燃烧发动机的发动机点火控制单元。

背景技术

电容器放电点火（CDI）***广泛用于火花点火式内燃机。通常，CDI***包括主电容器，该主电容器由相关联的发电机或充电线圈充电并且然后通过升压变压器或点火线圈放电以点燃火花塞。CDI***通常具有定子组件，并且一个或多个磁体通常安装在发动机飞轮上以随着磁体旋转经过定子而在充电线圈内生成电流脉冲。充电线圈中产生的电流脉冲用于为主电容器充电，该主电容器随后在触发信号的激活时放电。微处理器具有输入和输出并通过多条导线联接到点火电路，多根导线每个根据各种因素（诸如发动机转速和期望点火正时）分别向微处理器提供信号并提供来自微处理器的信号以控制点火***的操作。

发明内容

在至少一些具体实施中，一种操作用于燃烧发动机的点火***的方法包括：在所述发动机操作的至少一部分时间期间为能量存储设备充电，允许在电荷存储设备上存储的能量水平在所述发动机停止操作后随时间推移而减少，当所述发动机在停止操作后重新起动时确定所述能量存储设备上的能量水平，以及根据所确定的能量水平来设置至少一个发动机操作参数。在至少一些具体实施中，至少一个发动机操作参数可包括以下中的一者或多者：要递送到发动机的燃料和空气混合物的浓程度（richness）、点火正时、期望的发动机怠速速度。

在至少一些具体实施中，提供了开关，所述开关具有不允许对所述能量存储设备的充电的第一状态以及允许对所述能量存储设备的充电的第二状态，并且所述开关处于所述第一状态，其中没有电力被供应给所述开关，并且所述方法包括以下步骤：当所述发动机操作时，向所述开关提供电力，使得所述开关处于所述第二状态并且允许对所述能量存储设备的充电。在至少一些具体实施中，直到所述发动机已经操作阈值时间或阈值数目的发动机旋转，才向所述开关提供电力。在至少一些具体实施中，直到当所述发动机在停止操作后重新起动时的所述能量存储设备上的能量水平已经被确定，才向所述开关提供电力。

在至少一些具体实施中，所述方法还包括将所述发动机在停止操作后重新起动时在所述能量存储设备上的能量水平与和所述能量存储设备中的能量随时间推移衰减的速率有关的信息进行比较。当所述能量存储设备中的能量水平对应于所述发动机在5分钟到45分钟内未操作时，将要递送到所述发动机的燃料和空气混合物的浓程度、点火正时和期望的发动机怠速速度中的至少一者设置为与在起动冷发动机时使用的此类水平相等的水平。对应于所述发动机在5分钟至45分钟内未操作的能量水平可间接地测量为零伏或大于零伏。

在至少一些具体实施中，所述方法可包括确定发动机温度和环境温度中的一者或两者，并且其中所述至少一个发动机操作参数部分地基于所确定的发动机温度和环境温度中的一者或两者来设置。在尝试重新起动所述发动机时或在已经重新起动所述发动机时，可确定所述发动机温度和所述环境温度中的一者或两者。

在至少一些具体实施中，发动机控制***包括：主能量存储设备，所述主能量存储设备适于与能量源连通；点火开关，所述点火开关联接到所述主能量存储设备以控制从所述主能量存储设备的能量的释放；以及定时电路，所述定时电路包括第二能量存储设备、联接到所述第二能量存储设备的第二开关，所述第二开关具有允许电流流向所述第二能量存储设备的第一状态以及不允许电流流向所述第二能量存储设备的第二状态。

在至少一些具体实施中，所述***包括一个或多个电阻器，所述电阻器联接在所述第二开关和所述第二能量存储设备之间以至少部分地控制从所述第二能量存储设备的能量的释放速率（放电率）。在至少一些具体实施中，控制器联接到所述第二开关和所述第二能量存储设备，并且所述控制器可操作以控制所述开关的状态并确定所述第二能量存储设备的能量水平。在至少一些具体实施中，所述主能量存储设备是电容点火放电电路的电容器。并且在至少一些具体实施中，所述第二能量存储设备联接到接地并且从所述第二能量存储设备释放的能量被释放到接地。

附图说明

将参考附图阐述某些实施例和最佳模式的以下详细描述，其中：

图1示出了轻型燃烧发动机的电容器放电点火（CDI）***的示例；以及

图2是可与图1的CDI***一起使用的电路的示意图。

具体实施方式

本文描述的方法和***总体上涉及包括具有微控制器电路的点火***的燃烧发动机，包括但不限于轻型燃烧发动机。通常，轻型燃烧发动机是单气缸两冲程或四冲程汽油动力式内燃机。活塞可滑动地接收在发动机气缸中以往复运动，并且连接到曲轴，该曲轴继而附接到飞轮。此类发动机常常与电容放电点火（CDI）***配对，该CDI***利用微控制器来向火花塞供应高压点火脉冲以点燃发动机燃烧室中的空气-燃料混合物。术语“轻型燃烧发动机”广泛包括所有类型的非汽车燃烧发动机，包括通常用于为设备提供动力的两冲程和四冲程发动机，设备诸如汽油动力的手持式电动工具、草坪和园艺装备、割草机、除草机、修边机、链锯、吹雪机、个人船只、船、雪地车、摩托车、全地形车等。应当理解，尽管以下描述是在电容放电点火（CDI）***的背景下，但本文描述的控制电路和/或电源子电路可与任何数量的不同点火***一起使用并且不限于此处显示的一个特定***。另外，尽管大体上参照轻型燃烧发动机进行描述，但本文描述的方法和部件可以与其他类型的发动机一起使用，包括多气缸发动机、用于汽车应用的发动机和其他更大的发动机。

参考图1，示出了示例性电容放电点火（CDI）***10的剖视图，该***与飞轮12相互作用并且大体包括点火模块14、用于将点火模块电联接到火花塞SP（图2所示）的点火导线16，以及用于将点火模块联接到一个或多个辅助负载（诸如化油器电磁阀）的电连接件5、21。此处示出的飞轮12包括朝向飞轮的外周定位的一对磁极或磁性元件22。一旦飞轮12旋转，磁性元件22就旋转经过点火模块14中的不同线圈或绕组并与其进行电磁相互作用。

点火模块14可生成、存储和利用由旋转的磁性元件22感应的电能以便执行各种功能。根据一个实施例，点火模块14包括叠片30、充电绕组32、初级绕组34和次级绕组36（它们一起构成升压变压器）、第一辅助绕组38、第二辅助绕组39、触发绕组40、点火模块壳体42和控制电路50。叠片30优选地是铁磁部分，其由通常由钢或铁制成的平的、可磁导的层压件的堆叠构成。叠片可有助于将由旋转的磁性元件22产生的变化磁通集中或聚焦在飞轮上。根据此处所示的实施例，叠片30具有大致U形的配置，其包括一对腿60和62。腿60沿着充电绕组32的中心轴线对准，并且腿62沿着触发绕组40和升压变压器的中心轴线对准。第一辅助绕组38、第二辅助绕组39和触发绕组40被示为在腿60上，然而，这些绕组或线圈可位于叠片30上的其他位置。为了列举许多可能性中的两个，磁性元件22可被实现为同一磁体的一部分或者被实现为联接在一起的分别的磁性部件以提供通过飞轮12的单个通量路径。附加磁性元件可在围绕飞轮外周的其他位置处添加到飞轮12以提供与点火模块14的附加电磁相互作用。

充电绕组32生成电能，点火模块14可将该电能用于多种不同目的，包括为点火电容器充电和为电子处理设备供电，以列举了许多示例中的两个。充电绕组32包括线轴64和绕组66，并且根据一个实施例被设计为具有相对较低的电感和相对较低的电阻，但这不是必需的。

触发绕组40向点火模块14提供发动机输入信号，该发动机输入信号通常表示发动机的位置和/或速度。根据此处示出的特定实施例，触发绕组40朝向叠片腿62的端部定位并且邻近升压变压器。然而，它可布置在叠片上的不同位置。例如，与此处所示的布置相反，将触发绕组和充电绕组两者布置在叠片的单个腿上是可能的。也可能省略触发绕组40，并且使点火模块14从充电绕组32或某个其他设备接收发动机输入信号。

升压变压器使用一对紧密联接的绕组34、36来产生高压点火脉冲，该高压点火脉冲经由点火导线16被发送到火花塞SP。像上述充电绕组和触发绕组一样，初级绕组34和次级绕组36围绕叠片30的腿中的一者，在这种情况下为腿62。初级绕组34具有比次级绕组36更少的线匝数，该次级绕组具有更多匝的较细规格线。初级绕组和次级绕组之间的匝数比以及变压器的其他特性影响电压并且通常基于使用它的特定应用来进行选择。

点火模块壳体42优选地由塑料、金属或某种其他材料制成，并且旨在围绕和保护点火模块14的部件。点火模块壳体具有若干开口以允许叠片腿60和62、点火导线16和电连接件5、21伸出并且优选被密封，使得防止水分和其他污染物损坏点火模块。应当意识到，点火***10仅是电容放电点火（CDI）***的一个示例，该CDI***可利用点火模块14，并且除了这里所示的那些以外，还可使用许多其他点火***和部件。

控制电路50可被承载在壳体42内或在远离飞轮和叠片的壳体内，并且与点火模块14通信以从模块14接收能量并至少部分地控制模块的操作。例如，控制模块可位于节气门体上或附近，诸如在2017年4月21日提交的PCT专利申请序列号US 17/028913中示出和描述的，该专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。这种模块可响应于节气门位置和/或其他变量来控制点火正时、燃料/空气混合物含量（诸如通过用阀改变燃料或空气的量）、是否在给定的发动机循环中引起点火事件、发动机转速控制等。模块可位于远离发动机以及与发动机相关联的任何节气门体、化油器或其他部件的位置，例如，在包括发动机的车辆或设备的手柄、壳体、整流罩或其他部件中。控制模块可联接到点火模块14的部分，使得如果需要，它可控制由点火***10感应、存储和释放的能量。术语“联接”广泛地涵盖了两个或多个电气部件、设备、电路等可彼此电连通的所有方式；这包括但不特定地限于直接电连接和经由中间部件、设备、电路等的连接。可根据图2所示的示例性实施例来提供控制电路50，其中控制电路与充电绕组32、初级点火绕组34、第一辅助绕组38、第二辅助绕组39和触发绕组40联接并相互作用。根据该特定示例，控制电路50包括点火放电电容器52、点火放电开关54、微控制器56、电源子电路58，以及可与控制电路一起使用并且在本领域中已知的任何数量的其他电气元件、部件、设备和/或子电路（例如，切断开关和切断开关电路）。

点火放电电容器52充当点火***10的主要能量存储设备。根据图2所示的实施例，点火放电电容器52在第一端子处联接到充电绕组32和点火放电开关54，并且在第二端子处联接到初级绕组34。点火放电电容器52被配置为经由二极管70接收和存储来自充电绕组32的电能，并且通过包括点火放电开关54和初级绕组34的路径释放所存储的电能。如本领域广泛理解的那样，存储在点火放电电容器52上的电能的放电由点火放电开关54的状态控制。由于这些部件联接到点火模块14中的一个或多个线圈，因此，如果需要，这些部件可位于电路板19上的点火模块内或以其他方式布置。

点火放电开关54用作点火***10的主开关设备。点火放电开关54在第一载流端子处联接到点火放电电容器52，在第二载流端子处联接到接地，并且在其栅极处联接到微控制器56的输出。如本文所述，如果需要，微控制器56可位于远处，也就是说不在点火模块14内。点火放电开关54可被设置为晶闸管，例如硅控制器整流器（SCR）。来自微控制器56的输出的点火触发信号激活点火放电开关54，使得点火放电电容器52可通过开关释放其存储的能量并且由此在点火线圈中产生对应的点火脉冲。

微控制器56是执行电子指令以便执行与轻型燃烧发动机的操作有关的功能的电子处理设备。这可包括例如用于实现本文描述的方法的电子指令。在一个示例中，微控制器56包括图2所示的8引脚处理器，然而，可替代地使用任何其他合适的控制器、微控制器、微处理器和/或其他电子处理设备。引脚1和8联接到电源子电路58，该电源子电路为微控制器提供某种程度上稳压的电力；引脚2和7联接到触发绕组40并且向微控制器提供表示发动机转速和/或位置（例如，相对于上止点的位置）的发动机信号；引脚3和5被示为连接到将在下面更详细地描述的定时子电路；引脚4联接到接地；并且引脚6联接到点火放电开关54的栅极，使得微控制器可提供点火触发信号（有时称为定时信号）以用于激活开关。在美国专利号7,546,836和7,448,358中提供了微控制器如何与点火***一起实施的一些非限制性示例，该专利申请的全部内容在此通过引用并入。

电源子电路58从充电绕组32接收电能，存储电能，并且向微控制器56提供稳压的或至少某种程度上稳压的电力。电源子电路58在输入端子80处联接到充电绕组32并且在输出端子82处联接到微控制器56，并且根据图2所示的示例，包括第一电源开关90、电源电容器92、电源齐纳二极管94、第二电源开关96和一个或多个电源电阻器98。如下面将更详细解释的，电源子电路58被设计和配置为减小充电绕组负载的可归因于为微控制器56或其他电动设备（如螺线管等）供电的部分。根据需要，电源子电路58的部件可位于点火模块、与点火模块分开的控制模块或两者的组合中。

第一电源开关90（其可以是任何合适类型的开关设备，如BJT或MOSFET）在第一载流电流端子处联接到充电绕组32，在第二载流电流端子处联接到电源电容器92，并且在基极或栅极端子处联接到第二电源开关96。当第一电源开关90被激活或处于“接通”状态时，允许电流从充电绕组32流动到电源电容器92；当开关90被去激活或处于“断开”状态时，可防止电流从充电绕组32流动到电容器92。如上所述，任何合适类型的开关设备可用于第一电源开关90，但这种设备应当能够处理相当大数值的电压；例如在约150V和450V之间。

电源电容器92在正端子处联接到第一电源开关90、电源齐纳二极管94和微控制器56，并且在负端子处联接到接地。电源电容器92接收并存储来自充电绕组32的电能，使得它可能以某种程度上稳压和一致的方式为微控制器56供电。

电源齐纳二极管94在阴极端子处联接到电源电容器92，并且在阳极端子处联接到第二电源开关96。电源齐纳二极管94被布置为只要电源电容器92上的电压小于齐纳二极管的击穿电压就不导通，并且在电容器电压超过击穿电压时导通。可基于被认为对于电源子电路58正确地向微控制器56供电所必需的电能的量来选择具有特定击穿电压的齐纳二极管。可使用任何齐纳二极管或其他类似的设备，包括击穿电压在约3V至20V之间的齐纳二极管。

第二电源开关96在第一载流端子处联接到电阻器98和第一电源开关90的基极，在第二载流端子处联接到接地，并且在栅极处联接到电源齐纳二极管94。如下面将更详细描述的，第二电源开关96被布置成使得当齐纳二极管94处的电压小于其击穿电压时，第二电源开关96被保持在去激活或“断开”状态；当齐纳二极管处的电压超过击穿电压时，则第二电源开关96的栅极处的电压增加并激活该设备使得其“接通”。同样，可使用任何数量的不同类型的开关设备，包括以硅控制器整流器（SCR）形式的晶闸管。根据一个非限制性示例，第二电源开关是SCR，并且具有在约2μA与3mA之间的栅极电流速率。

电源电阻器98在一个端子处联接到充电绕组32和第一电源开关90的载流端子中的一个，并且在另一个端子处联接到第二电源开关96的载流端子中的一个。优选的是，电源电阻器98具有足够高的电阻，使得当第二电源开关96被“接通”时，通过该电阻器建立了高电阻、低电流的路径。在一个示例中，电源电阻器98具有在约5kΩ与10kΩ之间的电阻，然而，当然可替代地使用其他值。

在充电周期期间，在充电绕组32中感应的电能可用于对发动机周围的一个或多个设备进行充电、驱动和/或以其他方式供电。例如，随着飞轮12旋转经过点火模块14，由飞轮承载的磁性元件22在充电绕组32中感应出AC电压。AC电压的正分量可用于为点火放电电容器52充电，而AC电压的负分量可被提供给电源子电路58，该电源子电路然后用稳压的DC电力为微控制器56供电。电源子电路58可被设计成将从AC电压的负分量获取的电能的量限制或减小到仍然能够为微控制器56充分供电的水平，却节省了能源以供***中其他地方使用，例如以驱动电子燃料喷射***中的燃料喷射器。可从这种节能中受益的设备的另一个示例是螺线管，该螺线管联接到绕组38和39并且用于控制提供给燃烧室的空气/燃料比。电源子电路可如图2所示并且如PCT申请公开WO 2017/015420所描述的那样构造和布置。

从在充电绕组32中感应出的AC电压的正部分开始，电流流过二极管70并对点火放电电容器52充电。只要微控制器56将点火放电开关54保持在“断开”状态，来自充电绕组32的电流就被引导到点火放电电容器52。点火放电电容器52在AC电压波形的整个正部分上或者至少对于其大部分被充电是可能的。当到了点火***10点火火花塞SP的时候（即点火正时）时，微控制器56将点火触发信号发送到点火放电开关54，从而将开关“接通”并且创建包括点火放电电容器52和初级点火绕组34的电流路径。存储在点火放电电容器52上的电能经由电流路径迅速放电，这引起通过初级点火绕组34的电流中的浪涌并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绕组36中感应出高压点火脉冲，该高压点火脉冲行进到火花塞SP并提供燃烧引发的火花。可替代地使用包括反激技术在内的其他点火技术。

现在转向在充电绕组32中感应出的AC电压的负分量或部分，电流最初流过第一电源开关90并为电源电容器92充电。只要第二电源开关96“断开”，就有通过电源电阻器98的电流，使得第一电源开关90的基极处的电压将开关偏置为“接通”状态。继续对电源电容器92进行充电，直到达到特定电荷阈值；也就是说，直到电容器92上的累积电荷超过电源齐纳二极管94的击穿电压。如上所述，齐纳二极管94优选地被选择为具有特定击穿电压，该击穿电压对应于电源子电路58的期望的电荷水平。一些初始测试表明，在一些轻型发动机应用中，约6V的击穿电压可以是合适的，尽管可使用其他值。电源电容器92使用累积的电荷来为微控制器56提供稳压的DC电力。当然，可采用附加电路（如次级电路86）以减小波纹和/或进一步滤波、平滑和/或以其他方式调节DC电力。

一旦在电源电容器92上的存储电荷超过电源齐纳二极管94的击穿电压，齐纳二极管变为沿反向偏置方向导通，使得第二电源开关96的栅极处看到的电压增加。这将第二电源开关96“接通”，这形成低电流路径84，该低电流路径流过电阻器98和开关96，并且将第一电源开关90的基极处的电压降低到其将开关“断开”的点。在第一电源开关90被去激活或处于“断开”状态的情况下，防止了对电源电容器92的附加充电。此外，电源电阻器98优选地表现出较高的电阻，使得在AC周期的负部分的该时段期间流过低电流路径84的电流的量最小（例如，约为50µA），并且因此限制浪费的电能的量。第一电源开关90将保持“断开”，直到微控制器56从电源电容器92提取足够的电能以使其电压降至电源齐纳二极管94的击穿电压以下，此时第二电源开关96“断开”，使得周期便可重复进行。这种布置可在某种程度上模拟低成本的迟滞方法。

因此，代替在AC电压波形的整个负部分期间对电源电容器92充电，电源子电路58仅针对AC电压波形的负部分的第一区段对电容器92充电；在第二区段期间，电容器92没有被充电。换句话说，电源子电路58仅对电源电容器92充电，直到达到特定电荷阈值，此后电容器92的附加充电被切断。因为较少的电流从充电绕组32流到电源子电路58，所以减小了绕组和/或电路上的电磁负载，由此使更多的电能可用于其他绕组和/或其他设备。如果有效地管理点火***10中的电能，则该***可在相同磁路上支持点火负载和外部负载（例如，空气/燃料比调节螺线管）。

这种布置和方法不同于简单地利用简单的限流电路来限制在任何给定时间允许进入电源子电路58的电流的量。这种方法可导致不期望的影响，因为由于有限的可用电流而导致达到工作电压可能很慢，因此导致了点火***的功能的不想要的延迟。电源子电路58被设计为允许较高量的电流快速流到电源电容器92中，这更快地为电源充电，并且在比使用简单的限流电路所经历的更短的时间量内使电源达到足够的DC操作电平。

如上所述，由电源子电路58节省或未使用的电能可施加到发动机周围的任何数量的不同设备。这种设备的一个示例是螺线管，其控制从化油器供应到燃烧室的气体混合物的空气/燃料比。再次参考图2，第一辅助绕组38和第二辅助绕组39可联接到设备88，诸如螺线管、附加的微控制器或需要电能的任何其他设备。第一辅助绕组38和第二辅助绕组39可彼此并联连接，并且可各自分别具有经由中间二极管100和102联接到螺线管的一个端子以及接地的它们的其他端子。齐纳二极管104可并联连接在螺线管与线圈38和39之间以保护螺线管免受大于齐纳二极管击穿电压的电压（过多的电流通过齐纳二极管流向接地）。

因为磁体22固定到飞轮12，所以磁体相对于点火电路的一个或多个线圈的位置可用于确定飞轮的位置并且因此确定曲轴和活塞的位置。该信息还可用于确定发动机转速（例如，从一圈旋转中的特定发动机位置到下一圈旋转中的相同发动机位置的时间可用于确定该圈旋转期间的发动机转速）。通过提供一圈旋转中的更多数据点，使用围绕飞轮的周边间隔开的多个磁体可增强该确定的分辨率。发动机转速也可由响应于飞轮的位置的传感器确定。代表性的传感器包括磁响应传感器，如霍尔效应传感器或可变磁阻传感器。飞轮可具有齿并且传感器可响应于一个或多个齿的经过来确定飞轮位置并因此确定曲轴位置。如上所述，触发线圈40或点火模块中的其他线圈可用作VR传感器。

在图2中还示出了定时子电路110，该定时子电路允许在第一阈值内确定自发动机上次操作以来的时间。定时子电路110包括能量存储设备112，该能量存储设备在发动机的操作期间被充电至阈值电荷水平，该阈值电荷水平可以是可存储在设备上的最大电荷。当发动机不再操作时，设备112上的存储电荷/能量水平会随时间推移以已知速率衰减。因此，确定在发动机停止操作之后的某个时间保持在设备112上的电荷允许确定自发动机停止操作以来已经过去的时间。

该确定的发动机关闭时间（即，自发动机停止操作以来的时间）以及一个或多个其他因素可用于确定适当的发动机操作方案，该方案可包括各种发动机操作控制参数，包括但不限于要递送到发动机的燃料和空气混合物的浓程度、点火正时、期望的发动机怠速速度等中的一者或多者。可与确定的发动机关闭时间结合使用以改进所要使用的发动机操作方案/参数的代表性其他因素包括、但不限于发动机温度和环境温度中的一者或二者。此类温度和发动机关闭时间可在重新起动发动机时或在尝试重新起动发动机期间确定。当发动机/环境温度较低而非任一个或两个温度较高时，可使用不同的发动机操作参数。另外，当发动机已经停止大于第一阈值时间以及在第一阈值时间内的不同时间长度时，可使用特定发动机控制参数。在至少一些具体实施中，停止大于第一阈值时间的发动机可***作，就好像发动机是从冷状况或最近未操作的状况起动一样。相反，通过在发动机操作终止之前使用的相同发动机操作控制参数、或者通过对一个或多个此类参数的最小改变可重起最近停止操作（例如在一分钟之内）的发动机。

在至少一些具体实施中，能量存储设备是电容器112，其联接到诸如电源子电路58的输出82或Vcc/其他电源电压的稳压电源。为了允许更好地控制电容器112的充电，开关114可插置在包括电容器的电路110中，并且当开关处于第一状态时，电容器可被充电，并且当开关处于第二状态时，电容器可不被充电。除了其他可能性以外，当发动机不操作时，或者另外当未向开关提供电力时，开关114可处于第二状态，并且可保持在第二状态，直到达到发动机操作的某个阈值并向开关供应电力之后。因此，在至少一些具体实施中，并非所有的飞轮旋转都导致电容器112的充电。例如，在尝试但失败的起动尝试期间的飞轮/发动机的初始旋转、或在初始起动（其后立刻跟随着发动机失速）期间的发动机旋转，可能不会导致电容器112的充电。因此，这种失败的发动机操作事件不会向电容器112添加电荷，这会干扰电容器上的电荷的后续确定和自发动机上次操作以来的时间的后续确定或者使得它们不准确。也就是说，如果所有飞轮旋转都导致电容器112的充电，则反复尝试起动发动机等将增加电容器112上的电荷，并使发动机的运行看起来好像比实际上更新近。通过将开关114保持在其第二状态来延迟电容器112的充电，可在将附加电荷添加到电容器之前确定当发动机最初开始稳定操作时的电容器上的电荷以允许更准确地确定自从发动机上次操作以来的时间，至少在第一阈值内。

在至少一些具体实施中，开关114联接到控制器56并且控制器向开关提供电力或以其他方式将开关从其第二状态致动至其第一状态。控制器56在被唤醒并且能够命令开关114和点火电路之前可通常能需要***中的特定能量水平。起动发动机的初始尝试可能无法向控制器56提供足够的电力以使控制器可操作，在这种情况下，控制器无法改变开关114的状态。因此，在起动发动机的初始尝试期间，来自联接到电容器112的电源的能量不会自动地（即，没有来自控制器的干预或控制）与电容器112连通。当发动机操作并且控制器56被充分供电时，在改变开关114的状态并且允许电容器的进一步充电之前，控制器可确定电容器112的电荷水平。以这种方式，当由控制器56确定时，电容器112上的电荷表示自从发动机上次充分操作以为控制器供电并允许电容器112的充电以来的时间。

在所示的具体实施中，开关114是布置在电源和电容器112之间的MOSFET；二极管116联接在开关和电容器之间以防止反向电流从电容器流过开关，一个或多个电阻器118、120、122可控制电容器放电速率并且另外使电容器的充电和放电平滑；并且定时子电路110在引脚3和5处联接到控制器以在需要时允许致动开关（例如，经由从引脚5提供的电力）以及确定电容器112上的电荷（例如，在引脚3处）。可使用其他开关和控制方案。

对于特定的发动机和/或发动机应用，可将第一阈值设置为期望的水平。在至少一些具体实施中，第一阈值可在5分钟至45分钟之间，尽管可使用在电容器或其他能量存储设备的可确定的衰减周期内的任何极限。当发动机关闭的时间大于第一阈值时，发动机可操作为好像发动机是冷的/最近未操作，并且然后可根据任何其他期望因素（诸如发动机温度或环境温度）进行操作而无需考虑自从发动机上次起动以来的时间。当发动机关闭的时间少于第一阈值时间量时，在选择期望的发动机控制方案或至少一个发动机操作参数的过程中可包括自从发动机上次起动以来的时间。尽管以时间表示操作，但无需计算实际的“时间”。相反，可根据在电容器上检测的能量来做出决定，而无需将该能量水平与时间单位相关联。然后，第一阈值可以是电容器上的低至零伏并且包括零伏的电荷水平。也就是说，不需要将第一阈值设置为与电容器的总放电相对应，而可将其设置为满充电和满放电之间的一个水平。

因此，操作用于燃烧发动机的点火***的方法可包括：a）在发动机操作时的至少一部分时间期间为能量存储设备充电，b）允许在电荷存储设备上存储的能量水平在发动机停止操作后随时间推移而减少，c）当发动机在停止操作后重新起动时确定能量存储设备上的能量水平，以及d）根据所确定的能量水平来设置至少一个发动机操作参数。可提供开关来控制能量存储设备的充电。开关具有不允许对能量存储设备的充电的第一状态以及允许对能量存储设备的充电的第二状态，并且开关处于第一状态，其中没有电力被供应给开关。利用这种开关，方法可包括以下步骤：当发动机操作时，向开关提供电力，使得开关处于第二状态并且允许对能量存储设备的充电。然后，能量存储设备的充电可被延迟直到确定了设备上的能量水平之后。在至少一些具体实施中，直到发动机已经操作了阈值时间或阈值数目的发动机旋转，才向开关提供电力。

应当理解，以上描述不是本发明的定义，而是对本发明的一个或多个优选实施例的描述。本发明不限于本文公开的特定实施例，而是仅由权利要求限定。此外，除了在上面明确定义了术语或短语的情况之外，以上描述中包含的陈述涉及特定实施例，并且不应被解释为对本发明的范围或对权利要求中使用的术语的定义的限制。各种其他实施例以及对所公开的实施例的各种变化和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。例如，可代替地使用具有与所示的步骤相比更多、更少或不同的步骤的方法。所有这些实施例、改变和修改旨在落入所附权利要求的范围内。

如本说明书和权利要求书中所使用的，术语“例如（for example）”、“例如（forinstance）”、“例如（e.g.）”、“诸如（such as）”和“如（like）”以及动词“包括（comprising）”、“具有（having）”、“包含（including）”和它们的其他动词形式，当与一个或多个部件或其他项目的列表结合使用时，各自被解释为开放式的，这意味着该列表不应被视为排除其他附加部件或项目。除非在需要不同解释的上下文中使用其他术语，否则应使用其最广泛的合理含义来解释其他术语。

Claims (14)

1.一种操作用于燃烧发动机的点火***的方法，包括：

在所述发动机操作的至少一部分时间期间为能量存储设备充电；

允许存储在能量存储设备上的能量水平在所述发动机停止操作后随时间推移而减少；

当所述发动机在停止操作后重新起动时确定所述能量存储设备上的能量水平；

将所述发动机在停止操作后重新起动时在所述能量存储设备上的能量水平与和所述能量存储设备中的能量随时间推移衰减的速率有关的信息进行比较；以及

根据所确定的能量水平来设置至少一个发动机操作参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中提供开关，所述开关具有不允许对所述能量存储设备的充电的第一状态以及允许对所述能量存储设备的充电的第二状态，所述开关处于所述第一状态，其中没有电力被供应给所述开关，并且其中所述方法包括以下步骤：当所述发动机操作时，向所述开关提供电力，使得所述开关处于所述第二状态并且允许对所述能量存储设备的充电。

3.根据权利要求2所述的方法，其中直到所述发动机已经操作阈值时间或阈值数目的发动机旋转，才向所述开关提供电力。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个发动机操作参数包括以下中的一者或多者：要递送到所述发动机的燃料和空气混合物的浓程度、点火正时、期望的发动机怠速速度。

5.根据权利要求1所述的方法，其还包括确定发动机温度和环境温度中的一者或两者，并且其中所述至少一个发动机操作参数部分地基于所确定的发动机温度和环境温度中的一者或两者来设置。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在尝试重新起动所述发动机时或在已经重新起动所述发动机时，确定所述发动机温度和所述环境温度中的一者或两者。

7.根据权利要求1所述的方法，其中当所述能量存储设备中的能量水平对应于所述发动机在5分钟到45分钟内未操作时，将要递送到所述发动机的燃料和空气混合物的浓程度、点火正时和期望的发动机怠速速度中的至少一者设置为与在起动冷发动机时使用的这样的水平相等的水平。

8.根据权利要求7所述的方法，其中对应于所述发动机在5分钟至45分钟内未操作的能量水平为零伏或大于零伏。

9.根据权利要求2所述的方法，其中直到当所述发动机在停止操作后重新起动时的在所述能量存储设备上的能量水平已经被确定，才向所述开关提供电力。

10.一种发动机控制***，包括：

主能量存储设备，所述主能量存储设备适于与能量源连通；

点火开关，所述点火开关联接到所述主能量存储设备以控制从所述主能量存储设备的能量的释放；以及

定时电路，所述定时电路包括第二能量存储设备、联接到所述第二能量存储设备的第二开关并且具有允许电流流向所述第二能量存储设备的第一状态以及不允许电流流向所述第二能量存储设备的第二状态，

其中所述发动机控制***被配置为当所述发动机在停止操作后重新起动时确定第二能量存储设备上的能量水平，将所述发动机在停止操作后重新起动时在所述第二能量存储设备上的能量水平与和所述第二能量存储设备中的能量随时间推移衰减的速率有关的信息进行比较，并根据所确定的能量水平来设置至少一个发动机操作参数。

11.根据权利要求10所述的***，其还包括一个或多个电阻器，所述电阻器联接在所述第二开关和所述第二能量存储设备之间以至少部分地控制从所述第二能量存储设备的能量的释放速率。

12.根据权利要求10所述的***，其还包括联接到所述第二开关和所述第二能量存储设备的控制器，所述控制器可操作以控制所述开关的状态并确定所述第二能量存储设备的能量水平。

13.根据权利要求10所述的***，其中所述主能量存储设备是电容点火放电电路的电容器。

14.根据权利要求10所述的***，其中所述第二能量存储设备联接到接地并且从所述第二能量存储设备释放的能量被释放到接地。