專利名稱：用于控制汽車的至少一個(gè)加熱塞的裝置和方法
用于控制汽車的至少 一個(gè)加熱塞的裝置和方法
現(xiàn)有技術(shù)
本發(fā)明涉及一種用于控制汽車的至少一個(gè)加熱塞的方法和裝置。 通常在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)時(shí)為了加熱燃燒室而使用加熱塞。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的 運(yùn)行狀態(tài)對(duì)至少 一 個(gè)加熱塞進(jìn)行控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
根據(jù)本發(fā)明看出，當(dāng)根據(jù)一個(gè)與排氣溫度有關(guān)的，和/或與滿足燃料 條件有關(guān)的參數(shù)對(duì)加熱塞進(jìn)行控制時(shí)，在確定運(yùn)行狀態(tài)中可明顯地降低 廢氣的排放。
排放。特別是在從滑行運(yùn)行過(guò)渡到正常的行駛運(yùn)行時(shí)可明顯地降低白煙 和/或黑煙。根據(jù)本發(fā)明看到，在較長(zhǎng)時(shí)間的滑行運(yùn)行時(shí)，或者在比較長(zhǎng) 時(shí)間下坡行駛時(shí)，在此時(shí)特別是噴入的油量少，或者甚至不噴油，燃燒 室受到冷卻。當(dāng)緊接著噴入大量燃料時(shí)，這種噴油必然帶來(lái)提高煙塵排 放。根據(jù)本發(fā)明通過(guò)對(duì)加熱塞相應(yīng)的觸發(fā)抵消這種冷卻。優(yōu)選地規(guī)定， 當(dāng)存在某些條件時(shí)如此地給加熱塞通以電流，即將這些加熱塞進(jìn)行預(yù)加 熱。這種預(yù)加熱的目的是在變換推力時(shí)，特別是在突然式增加噴油量時(shí)
在很短的時(shí)間內(nèi)-例如小于0.55-達(dá)到加熱塞的工作溫度。優(yōu)選地在高度 和在梯度上如此適度地設(shè)計(jì)預(yù)加熱，即盡可能少地?fù)p害加熱塞的使用壽 命。優(yōu)選地排氣溫度和/或時(shí)間上的燃料量被視為條件。當(dāng)該排氣溫度降 到低于一定的閾值時(shí)則起動(dòng)加熱過(guò)程。當(dāng)在一定的時(shí)間內(nèi)燃料量低于閾 值時(shí)相應(yīng)地起動(dòng)加熱過(guò)程。優(yōu)選地當(dāng)某個(gè)時(shí)間燃料量的數(shù)值為零起動(dòng)加 熱過(guò)程。也可替代地規(guī)定，將這兩個(gè)條件進(jìn)行組合。這例如是以如此方 式實(shí)現(xiàn)的，即檢測(cè)是否存在這兩種條件，當(dāng)滿足這兩個(gè)條件之一時(shí)即起 動(dòng)力o熱過(guò)禾呈。
在加熱過(guò)程中根據(jù)內(nèi)燃內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)，如特別是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、 燃料量、外部溫度和/或排氣溫度對(duì)加熱塞進(jìn)行觸發(fā)。通過(guò)這一措施可以 達(dá)到給加熱塞輸送足夠的能量，以達(dá)到對(duì)燃燒過(guò)程的足夠的熱支持。此
外，防止不必要地給加熱塞提供能量，這樣做會(huì)導(dǎo)致加熱塞的過(guò)熱或甚 至其結(jié)果可能是損害加熱塞。


在附圖中示出本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例。在下述說(shuō)明中對(duì)這幾個(gè)實(shí)施例
進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。這些實(shí)施例是
圖1:用于控制至少一個(gè)加熱塞的裝置的主要部件。 圖2:狀態(tài)圖。
圖3-5:根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的裝置的主要部件。 一個(gè)加熱塞100和一個(gè)電 流測(cè)量裝置120和一個(gè)開關(guān)裝置110串連在電源電壓的兩個(gè)接頭之間。 在所示實(shí)施例中給每個(gè)加熱塞設(shè)置一個(gè)電流測(cè)量裝置120和一個(gè)開關(guān)裝 置110。也可如此地設(shè)計(jì)根據(jù)本發(fā)明的裝置的布局，即給一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的 多個(gè)加熱塞，或者為一個(gè)內(nèi)燃機(jī)的所有加熱塞設(shè)置一個(gè)共同的開關(guān)裝 置，和/或一個(gè)共同的電流測(cè)量裝置。
所示的實(shí)施形式-在該實(shí)施形式中給每個(gè)加熱塞配i殳一個(gè)電流測(cè)量 裝置120和一個(gè)開關(guān)裝置110-具有如下優(yōu)點(diǎn)，即可單個(gè)地觸發(fā)加熱塞和 對(duì)流過(guò)加熱塞的電流進(jìn)行分析。若將多個(gè)加熱塞組成一個(gè)組，或者所有 的加熱塞一起通過(guò)一個(gè)開關(guān)裝置進(jìn)行觸發(fā)，或者共同對(duì)電流進(jìn)行分析， 這種做法的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)省昂貴的部件，如開關(guān)裝置，并且大大地節(jié)省 成本。然而這種做法的缺點(diǎn)是，只能共同地觸發(fā)或者共同地分析多個(gè)或 者所有的加熱塞的電流。
此外還設(shè)置一個(gè)控制單元130,該控制單元除了其它的未示出的結(jié) 構(gòu)部件外還包括一個(gè)分析裝置133和一個(gè)觸發(fā)裝置135。該觸發(fā)裝置135 觸發(fā)開關(guān)裝置110,為的是給加熱塞提供所需的能量。分析裝置133分 析在電流測(cè)量裝置120上降下的電壓，以求出流過(guò)加熱塞的電流。優(yōu)選 地將電流測(cè)量裝置120設(shè)計(jì)成歐姆電阻。
除了在加熱塞的正常運(yùn)行時(shí)設(shè)置的旨在起動(dòng)內(nèi)燃機(jī)時(shí)縮短點(diǎn)火滯 后的加熱塞的觸發(fā)外還規(guī)定在內(nèi)燃機(jī)的 一定的運(yùn)行狀態(tài)中對(duì)加熱塞進(jìn) 行觸發(fā)，以避免燃燒室的冷卻。根據(jù)本發(fā)明確認(rèn)當(dāng)滑行行駛比較長(zhǎng)時(shí)-
此時(shí)沒(méi)有燃料噴入-內(nèi)燃機(jī)會(huì)冷卻。只要內(nèi)燃機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間，即在2至3 分鐘處于滑行行駛，在加油，即噴入燃料時(shí)煙塵的排放有提高。當(dāng)汽車 較長(zhǎng)時(shí)間下坡行駛，并且不噴入燃料，并且緊接著司機(jī)加油，以便在平 的路段上或者上坡時(shí)使汽車重新加速或者使車速保持恒定時(shí)會(huì)出現(xiàn)這 種情況。在這種情況中人們認(rèn)識(shí)到這種效應(yīng)主要是由于活塞壁的冷卻造 成的。這種情況優(yōu)選地是在噴油結(jié)束后2至3分鐘的時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)生成 的。整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、包括冷卻水的冷卻是在以后的時(shí)刻，即大約15 分鐘以后才發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明現(xiàn)在采用下述方法克服這種冷卻 一旦識(shí) 別出相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，則給加熱塞預(yù)通電流，使它達(dá)到一個(gè)低的溫度水 平，以便通過(guò)提高工作電壓使這些溫度經(jīng)過(guò)預(yù)調(diào)節(jié)的加熱塞在很短的時(shí) 間內(nèi)達(dá)到所要求的加熱溫度。這種溫度預(yù)調(diào)節(jié)是如此安排的，即在明顯 小于半秒鐘的時(shí)間內(nèi)可將加熱塞提高到最大的加熱溫度。通常的做法是 在2至3秒的時(shí)間內(nèi)對(duì)內(nèi)燃機(jī)，特別是活塞壁進(jìn)行加熱。在這個(gè)時(shí)間之 后通過(guò)燃燒對(duì)缸壁進(jìn)行相應(yīng)的溫度調(diào)節(jié)，并且不再出現(xiàn)煙塵排放。在這 個(gè)時(shí)間之后可以中斷這個(gè)加熱過(guò)程，或者將其降到 一個(gè)明顯#^的電流水 平。
圖2示出這一過(guò)程的不同狀態(tài)。在第一步中起動(dòng)程序運(yùn)行過(guò)程。在 第二狀態(tài)2中檢測(cè)是否加熱過(guò)程已開始。
在圖3中示出狀態(tài)2的詳情。在第一步驟100中檢測(cè)排氣溫度TA。 在第二步110中根據(jù)排氣溫度求出一個(gè)參數(shù)P。緊接著的詢問(wèn)器120檢 測(cè)這個(gè)參數(shù)P是否大于閾值SP。若情況不是這樣，則重新進(jìn)行步驟100。 若情況是這樣，則進(jìn)入狀態(tài)3。在這個(gè)實(shí)施形式中是根據(jù)排氣溫度，并 且在必要時(shí)其它的參數(shù)確定參數(shù)P的。該參數(shù)表示氣缸壁冷卻到何等程 度的尺度。當(dāng)這個(gè)參數(shù)P超過(guò)一定的閾值SP，則進(jìn)入第三狀態(tài)3。
也可根據(jù)在圖3b中所示的實(shí)施形式完成到第三狀態(tài)的過(guò)渡。在第 一步驟150中檢測(cè)噴入到內(nèi)燃機(jī)中的燃料量QK是否為零值。若情況是 這樣，則在步驟160中將計(jì)時(shí)器Z1置為零。緊接著的詢問(wèn)器170檢測(cè)， 計(jì)時(shí)器Zl是否大于時(shí)間閾SZ1。若情況是這樣，則在步驟180中進(jìn)入 到狀態(tài)3中。也就是說(shuō)在狀態(tài)2中識(shí)別出在長(zhǎng)于時(shí)間SZ1的期間內(nèi)未分 配燃料，這樣就進(jìn)入狀態(tài)了。除了詢問(wèn)所分配的燃料量是否為零外也可 以規(guī)定檢測(cè)分配的燃料量是否低于最小值。
在狀態(tài)3中對(duì)加熱塞進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，也就是說(shuō)給它提供少量的電流，4吏它達(dá)到 一定的溫度。/人這個(gè)溫度出發(fā)該加熱塞可^艮快地被加熱到最終
溫度。通常將加熱塞加熱到約600°至700°。圖4更i羊細(xì)地示出狀態(tài)3。 在第一步驟200中將計(jì)時(shí)器Z3置為零。緊接著在步驟310中確定電流。 這個(gè)電流是為了進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)必須提供給加熱塞的。實(shí)現(xiàn)帶有調(diào)節(jié)的電流 值，該電流根據(jù)不同的運(yùn)行參數(shù)規(guī)定。這樣的運(yùn)行參數(shù)例如是內(nèi)燃機(jī)的 轉(zhuǎn)速、外部溫度和/或排氣溫度TA。緊接著的詢問(wèn)器320檢測(cè)，計(jì)數(shù)器 Z3的數(shù)值是否大于閾值SZ3。若情況是這樣，則在步驟330中返回到狀 態(tài)2。當(dāng)情況不是這樣時(shí)則詢問(wèn)器330檢測(cè)，燃料量QK是否大于零。 當(dāng)詢問(wèn)器330識(shí)別出燃料量大于零時(shí)，也就是說(shuō)又提供燃料了，則在步 驟340中進(jìn)入狀態(tài)4。當(dāng)燃料量進(jìn)一步小于零或小于最小值時(shí)則重新進(jìn) 4亍步驟310。
在狀態(tài)3中的預(yù)調(diào)節(jié)時(shí)給加熱塞預(yù)被預(yù)提供一定的電流值。這個(gè)電 流值的大小為將加熱塞加熱到大約600°至700°。這個(gè)電流值是根據(jù)內(nèi)燃 機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，特別是如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、外部溫度和/或排氣溫度規(guī)定的。 當(dāng)這種狀態(tài)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于時(shí)間閾SZ3時(shí)，進(jìn)入狀態(tài)2。 一旦識(shí)別出有燃 料提供，則進(jìn)入狀態(tài)4。
在也叫作推進(jìn)(Pushen)的狀態(tài)4中給加熱塞提供如此多的能量，
^v而該加熱塞能最快地達(dá)到它的最高溫度。這也只能在一定的持續(xù)時(shí)間
SZ4內(nèi)進(jìn)行。圖5詳細(xì)地示出了相應(yīng)的做法。在第一步驟400中將計(jì)時(shí) 器SZ4置為零。緊接著在步驟410中根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài)，和/或加熱塞 的狀態(tài)確定在這種狀態(tài)中流過(guò)的電流14。此外在這種情況中考慮已提供 給加熱塞的能量。緊接著在步驟420中檢測(cè)，計(jì)時(shí)器Z4是否已超過(guò)閾 值SZ4。若情況不是這樣時(shí)，重新進(jìn)行步驟410。否則在步驟430中進(jìn) 行狀態(tài)5。
在狀態(tài)5中，加熱塞以額定電壓運(yùn)行。這在一定的持續(xù)時(shí)間SZ5內(nèi) 進(jìn)行。圖6示出了相應(yīng)的做法。在第一步驟500中將計(jì)時(shí)器Z5置為零。 緊接著在步驟510中確定電流值I5。緊接著的詢問(wèn)器520檢測(cè)是否超過(guò) 持續(xù)時(shí)間SZ5。若情況不是這樣，則重新進(jìn)行步驟510。否則在步驟530 中進(jìn)入到狀態(tài)2。
根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于燃燒室有冷卻危險(xiǎn)的狀態(tài)時(shí)根據(jù)一 個(gè)規(guī)定的簡(jiǎn)圖給加熱塞通以電流。在第一階段對(duì)加熱塞進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，以 使該加熱塞達(dá)到 一 定的溫度，由此出發(fā)很快地達(dá)到加熱塞的最終溫度。
當(dāng)滑行運(yùn)行結(jié)束時(shí)，也就是又噴入燃料時(shí)，則如此地給加熱塞供以電流， 即它盡可能最快地達(dá)到最大溫度、以順利地加熱燃燒室。在經(jīng)過(guò)一定的 時(shí)間后該加熱塞以額定電壓運(yùn)行另 一段時(shí)間。也就是說(shuō)在這個(gè)時(shí)間段中 該加熱塞如此地運(yùn)4亍，即它保持它的溫度。
根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，在滑行運(yùn)行期間運(yùn)行一個(gè)與在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)類似 的加熱過(guò)程。與內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)的不同之處在于有一個(gè)較長(zhǎng)的預(yù)先加熱階 段，在這個(gè)預(yù)先加熱階段中對(duì)加熱塞進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)，其中，只要滑行階段 一結(jié)束，真正的加熱過(guò)程即開始。真正的加熱過(guò)程類似于通常的加熱過(guò) 程。在此開始給加熱塞輸送大量的能量，緊接著輸送較少的能量，以使 它很快地達(dá)到它的溫度，并且然后保持這一溫度。這個(gè)較長(zhǎng)的加熱過(guò)程 是可能的，因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)在運(yùn)行，因此它們提供足夠的能量。
權(quán)利要求
1. 用于控制汽車的至少一個(gè)加熱塞的方法，其中，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)所述至少一個(gè)加熱塞進(jìn)行控制；根據(jù)一個(gè)與排氣溫度有關(guān)的參數(shù)控制，和/或控制和滿足燃料量條件和/或時(shí)間條件有關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)參數(shù)達(dá)到閾值時(shí) 開始加熱過(guò)程。
3. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)排氣溫度降到低 于閾值時(shí)參數(shù)達(dá)到閾值。
4. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)噴入的燃料量低 于閾值和滿足時(shí)間條件時(shí)參數(shù)達(dá)到閾值。
5. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)工作溫度、發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、外部溫度和/或排氣溫度中的至少一個(gè)來(lái)控制加熱塞。
6. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)輸送給加熱塞 的能量進(jìn)行這種控制。
7. 用于控制汽車的至少一個(gè)加熱塞的裝置，具有根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn) 行狀態(tài)控制至少 一個(gè)加熱塞的設(shè)備，所述設(shè)備根據(jù)與排氣溫度有關(guān)的和 /或與滿足燃料量條件和/或時(shí)間條件有關(guān)的參數(shù)控制加熱塞。
全文摘要
本發(fā)明對(duì)用于控制汽車的至少一個(gè)加熱塞的裝置和方法進(jìn)行了說(shuō)明。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)至少一個(gè)加熱塞進(jìn)行控制。在這種情況中這個(gè)控制是根據(jù)一個(gè)與排氣溫度有關(guān)的參數(shù)，和/或根據(jù)一個(gè)與滿足燃料量條件，和/或一個(gè)滿足時(shí)間條件有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行的。
文檔編號(hào)F02D41/14GK101379281SQ200780004992
公開日2009年3月4日 申請(qǐng)日期2007年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月8日
發(fā)明者E·詹森, R·莫里茨, W·德雷斯勒 申請(qǐng)人:羅伯特.博世有限公司