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図面 (1)

課題

グロープラグの制御を実現するための費用を削減すること。

解決手段

ディーゼルエンジンにおける、ハウジングとハウジングより突出した点火エレメントを有するグロープラグの作動方法を説明すると、ディーゼルエンジンがエンジン制御装置およびグロープラグ制御装置共同作業し、グロープラグ制御装置が前点火段階に引き続いて、グロープラグに供給された電力を、エンジン制御装置から受け取った規準値に依存して制御する。本発明の方法によれば、エンジン制御装置は点火エレメントで発生するべき温度の基準である値を算出し、この値が目標規準値としてグロープラグ制御装置に伝達され、グロープラグ制御装置はこの目標規準値を、グロープラグ制御装置に保存されたアルゴリズムと、グロープラグ制御装置に保存された固有値を考慮に入れて実現する。

概要

背景

このような方法として、非特許文献1に開示された方法が知られている。

図1は従来のグロープラグを作動させる方法を実行するためのグロープラグ制御装置ブロックダイアグラムである。図1のグロープラグ制御装置1は組み込まれたデジタルアナログ(D−A)変換器を備えたマイクロプロセッサ2、グロープラグ4の同数のスイッチを開閉するための複数のMOSFET電力半導体3、エンジン制御装置6に接続するマイクロプロセッサ2用の電気インタフェース5およびインタフェース5のための電力供給7を含む。この内部電力供給7は車両の「端子15」によって車両バッテリーと接続している。

マイプロセッサ2は電力半導体3を備えていて、そのステータス情報を読み込み、電気インタフェース5によってエンジン制御装置6に伝達する。このインタフェース5はエンジン制御装置6とマイクロプロセッサ2の間の通信のために必要な信号の調整を行う。電力供給7はマイクプロセッサ2とインタフェース5に安定した電圧を供給する。

グロープラグはディーゼルエンジンコールドスタートにおいて、燃料空気混合物の確実な着火をもたらし、その後、後点火段階で熱くなって安定して滑らかに運動するまで、ディーゼルエンジンがグロープラグの補助なしでも、ディーゼルエンジンのむらのない運転を実現することを課題とする。この後点火段階は2、3分続く。後点火段階において、グロープラグは一定に保たれた温度、つまり安定温度を受け取らなければならない。スチールグロープラグの安定温度の場合、約1000℃が典型的な値である。安定温度を維持するために、現代のグロープラグの場合、車両の搭載電源からの全電圧を必要とせず、単に標準的な5ボルトから6ボルトまでの電圧を必要とするだけである。マイクロプロセッサ2は、パルス幅変調によって、搭載電源からの電力半導体3に車両の「端子30」によって供給される電圧が、所望の電圧がグロープラグに平均時間でかかるように調整するために、電力半導体3を制御する。

ディーゼルエンジンがコールドスタートされると、制御装置1がグロープラグ4にたとえばもっと高い11ボルトの加熱電圧を、グロープラグの温度をできるだけ速く安定温度を、または、好ましくは、一時的に数十度高温を達成するために供給する。非特許文献1によると、グロープラグの急速加熱は前点火段階においてエネルギー制御される。すなわちそれぞれのグロープラグが、あらかじめ安定温度がいずれにせよ達成されるように定めてある一定のエネルギーを供給される。好ましくは、安定温度をまず一度上回り、その後に安定温度に下げられる。

コールドスタートの後でエンジンは一定の時間、いわゆるコールド段階にあって、その段階のアイドリング回転数運転温度のエンジンのアイドリング回転数より高いことを特徴とする。コールド段階でグロープラグにある有効電圧、すなわちパルス変調によって平均時間にかかる電圧が、たとえば11ボルト(初期値)の当初の熱電圧によって、徐々に、たとえば6ボルトの電圧に下げられて、この電圧でグロープラグのたとえば1000℃の安定電圧を維持することができる。搭載電源電圧の変動を、パルス変調において起動時間の変更によって規制することができる。

従来の技術では、平均時間にグロープラグ4にかかる電圧の低下が、設定された継続期間の間、本発明のマイクロプロセッサ2に保存された値によって、コールド段階で徐々に起こる。この継続期間は、その間、有効電圧がコールド段階で上げられて、コールド段階自体と同じくらい長いが、好ましくはコールド段階より短い。

グロープラグは、エンジン回転数およびエンジン重量ないしはエンジン回転力に応じて、色々に冷却される。コールド段階の後で、しかしエンジンが通常運転温度に達する前に、それにもかかわらず、運転温度のエンジンにおいて、グロープラグ温度を一定に保つために、グロープラグに供給された電力は変化する条件に合わせて調整される。このことは、エンジン制御装置6の規準値に合わせて、平均時間にグロープラグ4にかかる電圧の最終値上げ下げによって起きる。

従来の技術では、エンジン制御装置は装置自体が下した解釈に基づいて、点火プロセスがいつ起こり、それがどの位長く続くか決定する。この目的のためにエンジン制御装置は、エンジン制御装置に組み込まれたステートマシン支援で実行される知能を持っている。このステートマシンは固定された、あらかじめ設定された方式にしたがって働き、命令信号を出し、この命令信号は通常はエンジンブロックに取り付けられたグロープラグ制御装置に伝達され、グロープラグ制御装置はエンジン制御装置の規準値を実行に移してグロープラグ制御装置に保存されたグロープラグのモデルを考慮に入れて、グロープラグに供給される電力を制御する。そのために、グロープラグの制御に関係する限り、両方の制御装置と両制御装置内で実行されるアルゴリズムの相互調整が必要である。

DE-ZMTZ Motortechnische Zeitschrift 61、2000年10月号、668〜675頁に開示された論文「ディーゼルエンジンのための電気的に制御された点火システムSS

概要

グロープラグの制御を実現するための費用を削減すること。ディーゼルエンジンにおける、ハウジングとハウジングより突出した点火エレメントを有するグロープラグの作動方法を説明すると、ディーゼルエンジンがエンジン制御装置およびグロープラグ制御装置と共同作業し、グロープラグ制御装置が前点火段階に引き続いて、グロープラグに供給された電力を、エンジン制御装置から受け取った規準値に依存して制御する。本発明の方法によれば、エンジン制御装置は点火エレメントで発生するべき温度の基準である値を算出し、この値が目標規準値としてグロープラグ制御装置に伝達され、グロープラグ制御装置はこの目標規準値を、グロープラグ制御装置に保存されたアルゴリズムと、グロープラグ制御装置に保存された固有値を考慮に入れて実現する。なし

目的

本発明は、グロープラグの制御を実現するための費用を削減することを課題とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

ディーゼルエンジン内に突出している点火エレメントを備えたグロープラグを作動させるための方法であって、ディーゼルエンジンがエンジン制御装置グロープラグ制御装置共同作業し、グロープラグ制御装置が前点火段階に引き続いてグロープラグに供給される電力を、エンジン制御装置から受け取った規準値の1つに依存して制御する方法において、エンジン制御装置が点火エレメントで発生するはずの予定定温度の基準である価を算出して、この価を目標規準値としてグロープラグ制御装置に伝え、グロープラグ装置がこの目標規準値をグロープラグ制御装置に保存されたアルゴリズムで、グロープラグ制御装置に保存された固有値を考慮に入れて、実現し、その際、この目標規準値が、第1の予定安定温度から第2の予定安定温度へと点火エレメントの安定温度の変更をもたらすことを特徴とする方法。

請求項2

第1の予定安定温度が少なくとも1000℃であることを特徴とする請求項1記載の方法。

請求項3

第1の予定安定温度が第2の予定安定温度より低いことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1項に記載の方法。

請求項4

アルゴリズムが点火エレメントの温度のオーバーシュートを第2の予定安定温度を超えてもたらすことを特徴とする請求項2記載の方法。

請求項5

第1の予定安定温度が第2の予定安定温度より高いことを特徴とする請求項1または2記載の方法。

請求項6

アルゴリズムが点火エレメントの温度のアンダーシュートを第2の予定安定温度未満でもたらすことを特徴とする請求項5記載の方法。

請求項7

第1および第2の予定安定温度が最大でも300K、好ましくは最大でも200K異なっていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。

請求項8

目標規準値が駆動中のディーゼルエンジンにおいて変更できることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。

請求項9

目標規準値がディーゼルエンジンの運転状態に依存して算出されることを特徴とする請求項8記載の方法。

請求項10

目標規準値がディーゼルエンジンの運転状態の先行した展開に依存して算出されることを特徴とする請求項8または9記載の方法。

請求項11

エンジン制御装置がエンジン状態の展開を予測して、目標規準値をエンジン状態の予測された展開に依存して算出することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。

請求項12

エンジン制御装置がエンジン状態の展開をエンジン状態の先行した展開を根拠に予測することを特徴とする請求項11記載の方法。

請求項13

目標規準値がグロープラグの点火エレメントの表面温度の基準であることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。

請求項14

グロープラグ制御装置において点火運転規則的に起きているかまたは継続して続いているか決定が下されることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。

請求項15

グロープラグ制御装置に保存された固有値に下記:エンジンの種類、グロープラグの種類、規準温度におけるグロープラグの電気抵抗、電気抵抗の温度依存、グロープラグの熱容量、回転数冷却剤温度およびディーゼルエンジンの回転数変更極性に依存したグロープラグの冷却反応、エンジンの1つまたは2つ以上の選択された負荷状態のもとでの燃焼からの入熱、エンジン制御装置によって伝達された目標規準値の変化をグロープラグ制御装置で制限する限界値および閾値、特に点火エレメントおよび冷却剤の温度の限界値および閾値の1つまたは複数が所属することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。

請求項16

グロープラグ制御装置が目標規準値の実行において、グロープラグ制御装置に供給されたパラメータを考慮して、パラメータに下記:燃料噴射量、冷却剤温度、ディーゼルエンジンの回転数、ディーゼルエンジンの回転数変化の極性、ディーゼルエンジンのシリンダーに流入する燃焼空気の1つまたは複数が所属することを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。

請求項17

パラメータがエンジン制御装置からグロープラグ制御装置に供給されることを特徴とする請求項16記載の方法。

請求項18

点火エレメントで発生するべき温度の基準である値が、エンジン制御装置のグロープラグ制御装置を維持する唯一目標設定であることを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の方法。

請求項19

アルゴリズムがフローチャートを含むことを特徴とする請求項1〜18のいずれか1項に記載の方法。

請求項20

第2の安定温度が、ディーゼルエンジンがエンジンブレーキ運転中の場合、冷却剤温度が閾値を上回る場合、シリンダー内に流入した燃焼空気の温度が閾値を上回る場合、または車両に備えられている電源の温度が制限値を下回る場合のいずれか1つまたは2つ以上の場合に第1の安定温度より低く設定されていることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1項に記載の方法。

請求項21

第2の安定温度が、ディーゼルエンジンの排気ガスの中の有害物質含有量が1つまたは2つ以上の限界値を上回る場合、ディーゼルエンジンのエンジンブレーキ段階が終了した場合、冷却剤温度が閾値を下回る場合、シリンダー内に流入した燃焼空気が閾値を下回る場合、燃料噴射量が閾値を上回る場合、ディーゼルエンジンの重量が増加および/または閾値を上回る場合、またはディーゼルエンジンの回収部に備えられた粒子フィルターの温度を再生させるために上昇させる場合のいずれか1つまたは2つ以上の場合に第1の安定温度より高く設定されていることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載の方法。

技術分野

0001

本発明はディーゼルエンジン内に突出している点火エレメントを備えたグロープラグを作動させるための方法に関する。

背景技術

0002

このような方法として、非特許文献1に開示された方法が知られている。

0003

図1は従来のグロープラグを作動させる方法を実行するためのグロープラグ制御装置ブロックダイアグラムである。図1のグロープラグ制御装置1は組み込まれたデジタルアナログ(D−A)変換器を備えたマイクロプロセッサ2、グロープラグ4の同数のスイッチを開閉するための複数のMOSFET電力半導体3、エンジン制御装置6に接続するマイクロプロセッサ2用の電気インタフェース5およびインタフェース5のための電力供給7を含む。この内部電力供給7は車両の「端子15」によって車両バッテリーと接続している。

0004

マイプロセッサ2は電力半導体3を備えていて、そのステータス情報を読み込み、電気インタフェース5によってエンジン制御装置6に伝達する。このインタフェース5はエンジン制御装置6とマイクロプロセッサ2の間の通信のために必要な信号の調整を行う。電力供給7はマイクプロセッサ2とインタフェース5に安定した電圧を供給する。

0005

グロープラグはディーゼルエンジンのコールドスタートにおいて、燃料空気混合物の確実な着火をもたらし、その後、後点火段階で熱くなって安定して滑らかに運動するまで、ディーゼルエンジンがグロープラグの補助なしでも、ディーゼルエンジンのむらのない運転を実現することを課題とする。この後点火段階は2、3分続く。後点火段階において、グロープラグは一定に保たれた温度、つまり安定温度を受け取らなければならない。スチールグロープラグの安定温度の場合、約1000℃が典型的な値である。安定温度を維持するために、現代のグロープラグの場合、車両の搭載電源からの全電圧を必要とせず、単に標準的な5ボルトから6ボルトまでの電圧を必要とするだけである。マイクロプロセッサ2は、パルス幅変調によって、搭載電源からの電力半導体3に車両の「端子30」によって供給される電圧が、所望の電圧がグロープラグに平均時間でかかるように調整するために、電力半導体3を制御する。

0006

ディーゼルエンジンがコールドスタートされると、制御装置1がグロープラグ4にたとえばもっと高い11ボルトの加熱電圧を、グロープラグの温度をできるだけ速く安定温度を、または、好ましくは、一時的に数十度高温を達成するために供給する。非特許文献1によると、グロープラグの急速加熱は前点火段階においてエネルギー制御される。すなわちそれぞれのグロープラグが、あらかじめ安定温度がいずれにせよ達成されるように定めてある一定のエネルギーを供給される。好ましくは、安定温度をまず一度上回り、その後に安定温度に下げられる。

0007

コールドスタートの後でエンジンは一定の時間、いわゆるコールド段階にあって、その段階のアイドリング回転数運転温度のエンジンのアイドリング回転数より高いことを特徴とする。コールド段階でグロープラグにある有効電圧、すなわちパルス変調によって平均時間にかかる電圧が、たとえば11ボルト(初期値)の当初の熱電圧によって、徐々に、たとえば6ボルトの電圧に下げられて、この電圧でグロープラグのたとえば1000℃の安定電圧を維持することができる。搭載電源電圧の変動を、パルス変調において起動時間の変更によって規制することができる。

0008

従来の技術では、平均時間にグロープラグ4にかかる電圧の低下が、設定された継続期間の間、本発明のマイクロプロセッサ2に保存された値によって、コールド段階で徐々に起こる。この継続期間は、その間、有効電圧がコールド段階で上げられて、コールド段階自体と同じくらい長いが、好ましくはコールド段階より短い。

0009

グロープラグは、エンジン回転数およびエンジン重量ないしはエンジン回転力に応じて、色々に冷却される。コールド段階の後で、しかしエンジンが通常運転温度に達する前に、それにもかかわらず、運転温度のエンジンにおいて、グロープラグ温度を一定に保つために、グロープラグに供給された電力は変化する条件に合わせて調整される。このことは、エンジン制御装置6の規準値に合わせて、平均時間にグロープラグ4にかかる電圧の最終値上げ下げによって起きる。

0010

従来の技術では、エンジン制御装置は装置自体が下した解釈に基づいて、点火プロセスがいつ起こり、それがどの位長く続くか決定する。この目的のためにエンジン制御装置は、エンジン制御装置に組み込まれたステートマシン支援で実行される知能を持っている。このステートマシンは固定された、あらかじめ設定された方式にしたがって働き、命令信号を出し、この命令信号は通常はエンジンブロックに取り付けられたグロープラグ制御装置に伝達され、グロープラグ制御装置はエンジン制御装置の規準値を実行に移してグロープラグ制御装置に保存されたグロープラグのモデルを考慮に入れて、グロープラグに供給される電力を制御する。そのために、グロープラグの制御に関係する限り、両方の制御装置と両制御装置内で実行されるアルゴリズムの相互調整が必要である。

0011

DE-ZMTZ Motortechnische Zeitschrift 61、2000年10月号、668〜675頁に開示された論文「ディーゼルエンジンのための電気的に制御された点火システムSS

発明が解決しようとする課題

0012

本発明は、グロープラグの制御を実現するための費用を削減することを課題とする。

課題を解決するための手段

0013

ディーゼルエンジン内に突出している点火エレメントを備えたグロープラグを作動させるための方法であって、ディーゼルエンジンがエンジン制御装置とグロープラグ制御装置と共同作業し、グロープラグ制御装置が前点火段階に引き続いてグロープラグに供給される電力を、エンジン制御装置から受け取った規準値の1つに依存して制御する方法において、エンジン制御装置が点火エレメントで発生するはずの予定安定温度の基準である価を算出して、この価を目標規準値としてグロープラグ制御装置に伝え、グロープラグ装置がこの目標規準値をグロープラグ制御装置に保存されたアルゴリズムで、グロープラグ制御装置に保存された固有値を考慮に入れて、実現し、その際、この目標規準値が、第1の予定安定温度から第2の予定安定温度へと点火エレメントの安定温度の変更をもたらすことを特徴とする方法によって解決される。本発明の好ましい実施例は従属項の対象である。

0014

本発明は、ディーゼルエンジン内に突出した点火エレメントを備えたグロープラグを作動させるための方法であって、ディーゼルエンジンがエンジン制御装置とグロープラグ制御装置と共同作業し、グロープラグ制御装置が前点火段階に引き続いてグロープラグに供給される電力を、エンジン制御装置から受け取った規準値の1つに依存して制御する方法において、エンジン制御装置が点火エレメントで発生するはずの予定安定温度の基準である価を算出して、この価を目標規準値としてグロープラグ制御装置に伝え、グロープラグ装置がこの目標規準値をグロープラグ制御装置に保存されたアルゴリズムで、グロープラグ制御装置に保存された固有値を考慮に入れて、実現し、その際、この目標規準値が、第1の予定安定温度から第2の予定安定温度へと点火エレメントの安定温度の変更をもたらすことを特徴とする方法である。

0015

本発明の方法において、点火エレメントの温度は運転中のエンジンの場合、ディーゼルエンジンの運転状態によって変わる。前点火段階に引き続いてグロープラグの温度は、運転中のエンジンにおいて安定温度という概念が一般的である。なぜならば、温度は従来の技術においてはできるだけ安定して維持されるからである。本発明の方法の1つにおいては、運転中のエンジンにおける温度はエンジン制御装置の規準値によって変更でき、それゆえ安定的に維持されないにもかかわらず、一般に使われている概念、安定温度は維持されている。本発明の方法の1つにおいては、従来の技術とは異なって、まさにただ1つではなく、複数の予定安定温度が存在して、この予定安定温度に応じてグロープラグ制御装置が点火エレメントの温度を制御する。

発明の効果

0016

基本的な長所として、グロープラグ制御装置は目標規準値、点火エレメントに発生する温度、またはこの、エンジン運動の観点からは実際のところ機能上の目標規準値である温度の基準である値を保持している。なぜならば、点火エレメントの温度、特に点火エレメントの表面温度が、ディーゼルエンジンのスタートおよびコールド段階において燃料空気混合物を完全に着火することができ、表面温度が別のエンジン運転時点において、排出とエンジン運転に決定的な影響を持つためである。

0017

燃料空気混合物の着火を達成するためのグロープラグの点火エレメントの温度の最低条件は、エンジンの種類、その運転状態および運転方法に依存し、それに対して、使用されているグロープラグの種類への依存はなおざりにすることができる。それゆえ、エンジン制御装置がある値を算出する場合、この値がグロープラグの点火エレメントで発生するべき温度の基準であることが最善である。この値がしかるべき温度と一致しているか、または計画的に、しかるべき温度とほんのわずか違っていることがありうる。

0018

ディーゼルエンジン内でのグロープラグの反応はグロープラグの種類に依存する。それゆえ、固有値と境界条件もっぱらグロープラグ制限装置においただけで、固有値と境界条件のもとでグロープラグの点火エレメントと、目標として設定された温度を受け入れて、考慮に入れるのが最善である。なぜならば、その後グロープラグ制御装置はただ唯一の目標規準値、つまり、点火エレメントで発生するべき温度、またはこの温度の基準である値を必要とするためである。

0019

グロープラグ制御装置は目標規準値を根拠にして自力で働くことができる。反対に、エンジン制御装置は、グロープラグ制御装置の具体的な作動方法に対する特別な考慮なしに、エンジン制御装置がグロープラグ制御装置によって使われることができる温度の目標規準値だけを供給する限り働く。

0020

その結果、一方ではエンジン制御装置と他方ではグロープラグ制御装置を、構造と働き方において基本的に相互に独立して実現することができる。両方の制御装置の働き方は交互の制限によって最小限に抑えてある。つまり、両方の制御装置の形態とその働き方に最大の自由度がある。エンジン制御装置の開発者は固定した方式にしたがって働くグロープラグ制御装置に調整されたステートマシンによってもはや制約されない。

0021

グロープラグ製造者によって提供されたグロープラグの制御装置を生産してその動作モード定めるのにふさわしいグロープラグ製造者は、特別な考慮なしにこれを行うことができる。

0022

その場合には、エンジン制御装置はグロープラグの点火エレメントに発生するべき温度を設定して、エンジン制御の状態への依存またはエンジン制御への状態の変更への依存を維持しない。グロープラグ制御装置はエンジン制御装置のどの規準値にも反応する。

発明を実施するための最良の形態

0023

従来の技術では前点火段階に引き続いてグロープラグが、点火エレメントに発生する温度はできるだけ設定された値にとどまって、そのためにこの温度が安定温度として表示されるように制御される。本発明の好ましい実施例では、エンジン制御装置が点火エレメントで発生すべき温度のために供給する目標規準値を、しかしながら、運転中のディーゼルエンジンにおいて変更可能であり、その結果、安定温度をディーゼルエンジンの運転状態で調整することができる。このことは別のいくつかの長所になる。

0024

グロープラグ温度をディーゼルエンジンの運転状態に調整することによって、グロープラグ温度を最適化することができる。

0025

グロープラグをスタート段階とその数分後で使うだけではなく、より長い時間、内燃促進に使うことができる。

0026

燃焼補助のためのグロープラグの装填でディーゼルエンジンの有害物質排出の削減が可能になる。

0027

グロープラグのスタンドバ耐久性延長は、ディーゼルエンジンの製造者がディーゼルエンジンの圧縮を減少させようと努力したことを思えば、一酸化二窒素の排出を削減するために特に有利である。圧縮の除去によって、しかしながらディーゼルエンジンのコールド運転状態は悪化し、燃焼空気合物着火温度は上昇する。この短所が本発明の実施例により是正される。

0028

エンジンの増大する加熱によってグロープラグの点火エレメントにおける温度を下げることができる。これによってグロープラグの寿命伸びることになる。

0029

ディーゼルエンジンの推進段階においてグロープラグは大幅に減らした点火力で、グロープラグの寿命を伸ばすために役立つ燃焼補助のために役立つ。

0030

増大するエンジンの負荷において、特に全負荷において、燃焼を補助して有害物質排出を削減するため、かつ、まだ運転温度になっていないエンジンにおいてエンジンの運転の滑らかさを改善するために、グロープラグの点火エレメントの温度は一時的に上昇する。

0031

ディーゼルエンジンの排出システム粒子フィルターを備えた車両は粒子フィルターを時々再生しなければならない。たとえば、排気ガス温度を時々上昇させることによってフィルターにこびりついた粒子を燃焼させるために、温度を上昇させることは、たとえば膨張段階シリンダー内へのディーゼル燃料後噴射によって達成する。この段階で点火エレメントが低い温度で動かされると、これによって粒子フィルターでの温度上昇に役立つ。特にグロープラグ温度を下げる可能性を強調できる。従来の技術では設定された比較的高い安定温度(たとえば、1000℃)は、スチールグロープラグでは必要とされない。その結果、減少したグロープラグの負荷が、グロープラグの寿命を大幅に伸ばすため、またはグロープラグの寿命を縮めることなく長時間燃焼補助のために使用できる。

0032

エンジン制御装置はグロープラグの点火エレメントの温度の目標規準値を、効果的な方法ではディーゼルエンジンの運転状態に依存して算出する。その際、ディーゼルエンジンの運転状態が考慮の対象になるだけではなく、むしろディーゼルエンジンの運転状態の先行する展開も、温度の目標規準値の算出において考慮される。先行する展開は、エンジン制御装置が先行する展開を使って配置されているセンサー観測できる。このことで、ディーゼルエンジンの運転状態の変化にもっと速い反応が可能になり、反応は観測された先行する展開を根拠にして、期間予測をすることもできる。

0033

好ましくは、第1および第2の予定安定温度は最大300K、特に好ましくは200K未満異なっている。ディーゼルエンジンの色々な運転状態の最善の温度は典型的には1000〜1300℃までの間であり、その結果、第1の予定安定温度は好ましくは少なくとも1000℃である。変わった状態で予定安定温度の調整は、それゆえ300Kより大きい温度変化はほとんど必要にならない。というのは、第1と第2の安定温度の差は200K未満、特に150K未満である。

0034

第2の予定安定温度が第1の予定安定温度より高いかまたは低いかによって、点火エレメントが安定温度を変更するために加熱または冷却される。好ましくは、加熱の際、グロープラグ制御装置が実行したアルゴリズムで点火エレメントの温度は第2の予定安定温度を超えることになる。このことは、エンジンの変更された運転状態に特に速く点火温度を調整するという長所がある。同様に、冷却の際グロープラグ制御装置が実行したアルゴリズムで点火エレメントの温度が第2の予定安定温度より低いことになる。

0035

グロープラグの効率にとってグロープラグの点火エレメントの表面温度がもっとも重要である。表面温度はそれゆえにエンジン制御装置が算出する規準値にとってもっとも重要な目標である。

0036

グロープラグの点火エレメントの表面温度は特にセラミックのグロープラグにおいて温度に依存した電気抵抗の値から測定される。

0037

しかしながら、エンジン動力計で集めることができた経験値から、一定のディーゼルエンジンの中の一定のグロープラグの動作の1つのモデルを作って、これを特性曲線および/または特性マップの形でグロープラグ制御装置に保存し、保存された特性曲線および/または特性マップにしたがって、グロープラグを制御し、グロープラグが一定の時間に一定の有効電圧を供給されて、その電圧で目標電圧に達するかまたは十分近くになることは可能である。グロープラグに選択された有効電圧を供給する有効電圧の選択とその時間の長さのために、グロープラグ制御装置内で固有値とグロープラグ制御装置に保存された制約条件が考慮される。グロープラグに保存された可能性があって、その中から1つまたは複数の考慮される可能性のある固有値および制約条件として、エンジンの種類、グロープラグの種類、グロープラグの規準温度における電気抵抗、温度に依存したグロープラグの電気抵抗、グロープラグの熱容量、エンジンの回転数冷却剤温度およびエンジンの回転数変更の予測に依存したグロープラグの冷却動作、さらになお、エンジンの1つまたは複数の選択された負荷状態のもとでの燃焼からの入熱が挙げられる。また、エンジン制御装置から伝えられた目標規準値の実現を制限する限界値および閾値は有効だとみなすことができる。たとえば、エンジン制御装置から伝達された点火エレメントの温度の目標規準値が、温度が使われているグロープラグに負荷をかけすぎている規準値であれば制限され使われているグロープラグに害のない値に制限される。点火エレメントのためのエンジン制御装置の目標規準値は、それゆえに、本発明のグロープラグ制御装置の有効な実施形態により解釈されて、グロープラグ制御装置がグロープラグの種類を自身で突きとめた後か、またはグロープラグの種類がグロープラグ制御装置に入力された後で、使われているグロープラグの種類に合わせられる。この調整は温度規準値の上げ下げと、それまでに至る温度経過の変更になりえるし、温度経過はグロープラグ制御装置に保存されたグロープラグのマスター特性曲線から始まって、マスター特性曲線の変更によって決定される可能性がある。グロープラグ制御装置では、その結果、どのエネルギーをグロープラグに供給し、かつ、グロープラグがその後適切に制約されるか決定される。また、冷却剤温度が、グロープラグを大切に取り扱うために、いつ、どれだけ長く冷却剤温度が制限値を超えるかが、制限値を作るために使用される。たとえば、エンジン制御装置の目標規準値を、もっと高いグロープラグ温度を無視するやり方がある。

0038

グロープラグの点火エレメントの温度の目標規準値に加えて、グロープラグ制御装置が目標規準値の実現において、外から、または好ましくはエンジン制御装置から供給されたパラメータを有効に考慮できて、パラメータは、すなわちたとえばサイクル毎の燃料噴射量、冷却剤温度、ディーゼルエンジンの回転数、ディーゼルエンジンの回転数変更の予測、およびディーゼルエンジンのシリンダー内に流れ込んだ燃焼空気である。

0039

点火制御装置はさらに最大可能温度、たとえばスチールグロープラグの使用において考慮できる。点火制御装置は、点火制御装置によって突きとめられたか、または伝達されたグロープラグの種類を基準にして、設定された温度を制御または解釈することができる。

0040

好ましくは、エンジン制御装置の点火エレメントの温度の目標規準値が、まず後点火段階の規準温度が設定されて、つぎの(a1)〜(d1)の1つまたは2つ以上の場合にこの規準温度より低い温度が目標として設定されるように算出される。
(a1)ディーゼルエンジンがエンジンブレーキ運転にある場合(この場合、燃料供給が止まる可能性がある)、
(b1)冷却剤温度が制限値を超える場合(冷却剤温度が高ければ高いほどなお、熱いグロープラグによって燃焼の補助を止めることができる)、
(c1)シリンダーに流入する燃焼空気の温度が閾値を超える場合(燃焼空気の温度の上昇は混合の着火性を高めて、グロープラグ温度を下げることができる)、または
(d1)車両にある電源(搭載電源)の電圧が制御値を下回る場合(搭載電源が弱すぎる場合、搭載電源からの電力消費が万一の場合に備えて制限される)。

0041

つぎの(a2)〜(f2)の1つまたは複数がある場合、これまでエンジン制御装置によって設定された温度より高い温度を設定することができる。
(a2)ディーゼルエンジンの排ガスに存在する有害物質量が1つまたは2つ以上の制限値を超える場合(この場合、グロープラグ温度の上昇が燃焼を助けることができる)、
(b2)ディーゼルエンジンのエンジンブレーキ段階が終了する場合(エンジンブレーキ段階で冷却したグロープラグがつぎの負荷のケースで再び加熱される)、
(c2)冷却剤温度が、長く続くストップアンド・ゴー運転が起きるようなことがあって閾値を下回る場合(グロープラグ温度の上昇は燃焼を助け、有害物質排出を減らす。このことは市街地交通において重要である)、
(d2)シリンダーに流れ込んだ燃焼空気の温度が閾値を下回る場合(グロープラグ温度の上昇が燃焼を助けて、有害物質排出を削減する)、
(e2)燃料噴射量またはディーゼルエンジンの負荷が上昇および/または閾値を上回る場合(グロープラグは上昇した温度で少なくとも一時的に燃焼補助を実現する)、または
(f2)点火の間、ディーゼルエンジンの排出サーキットに備えられた粒子フィルターを補助する場合。

0042

たとえば、グロープラグ制御装置において校正値マトリックスが保存されている可能性があって、そのマトリックスで、標準的な場合、電力によって予定されたグロープラグへの流入が回転数と現在の燃料消費(たとえばストローク毎の立方ミリメータで)に依存して修正される。このマトリックスは回転数と消費の不連続の値ペアの校正値を含む。傾向としてはグロープラグの電力供給は増加する回転数で上がり、増加する消費で下がる。

0043

グロープラグ制御装置に固有値と特性マップの形で保存されているグロープラグのモデルと、その動作が、ディーゼルエンジンでグロープラグ制限装置がエンジン制御装置内でのグロープラグの点火エレメントの温度の目標規準値を開路オープンループ制御に変換することを可能にする。

図面の簡単な説明

0044

従来のグロープラグを作動させるためのグロープラグ制御装置のブロックダイアグラムである。

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