专利名称：用于控制汽车的至少一个加热塞的装置和方法
用于控制汽车的至少 一个加热塞的装置和方法
现有技术
本发明涉及一种用于控制汽车的至少一个加热塞的方法和装置。 通常在起动内燃机时为了加热燃烧室而使用加热塞。根据内燃机的 运行状态对至少 一 个加热塞进行控制。
发明内容
本发明的优点
根据本发明看出，当根据一个与排气温度有关的，和/或与满足燃料 条件有关的参数对加热塞进行控制时，在确定运行状态中可明显地降低 废气的排放。
排放。特别是在从滑行运行过渡到正常的行驶运行时可明显地降低白烟 和/或黑烟。根据本发明看到，在较长时间的滑行运行时，或者在比较长 时间下坡行驶时，在此时特别是喷入的油量少，或者甚至不喷油，燃烧 室受到冷却。当紧接着喷入大量燃料时，这种喷油必然带来提高烟尘排 放。根据本发明通过对加热塞相应的触发抵消这种冷却。优选地规定， 当存在某些条件时如此地给加热塞通以电流，即将这些加热塞进行预加 热。这种预加热的目的是在变换推力时，特别是在突然式增加喷油量时
在很短的时间内-例如小于0.55-达到加热塞的工作温度。优选地在高度 和在梯度上如此适度地设计预加热，即尽可能少地损害加热塞的使用寿 命。优选地排气温度和/或时间上的燃料量被视为条件。当该排气温度降 到低于一定的阈值时则起动加热过程。当在一定的时间内燃料量低于阈 值时相应地起动加热过程。优选地当某个时间燃料量的数值为零起动加 热过程。也可替代地规定，将这两个条件进行组合。这例如是以如此方 式实现的，即检测是否存在这两种条件，当满足这两个条件之一时即起 动力o热过禾呈。
在加热过程中根据内燃内的运行参数，如特别是根据发动机转速、 燃料量、外部温度和/或排气温度对加热塞进行触发。通过这一措施可以 达到给加热塞输送足够的能量，以达到对燃烧过程的足够的热支持。此
外，防止不必要地给加热塞提供能量，这样做会导致加热塞的过热或甚 至其结果可能是损害加热塞。
在附图中示出本发明的几个实施例。在下述说明中对这几个实施例
进行详细的说明。这些实施例是
图1:用于控制至少一个加热塞的装置的主要部件。 图2:状态图。
图3-5:根据本发明的方法的流程图。
具体实施例方式
图1示出根据本发明的装置的主要部件。 一个加热塞100和一个电 流测量装置120和一个开关装置110串连在电源电压的两个接头之间。 在所示实施例中给每个加热塞设置一个电流测量装置120和一个开关装 置110。也可如此地设计根据本发明的装置的布局，即给一个内燃机的 多个加热塞，或者为一个内燃机的所有加热塞设置一个共同的开关装 置，和/或一个共同的电流测量装置。
所示的实施形式-在该实施形式中给每个加热塞配i殳一个电流测量 装置120和一个开关装置110-具有如下优点，即可单个地触发加热塞和 对流过加热塞的电流进行分析。若将多个加热塞组成一个组，或者所有 的加热塞一起通过一个开关装置进行触发，或者共同对电流进行分析， 这种做法的优点是可以节省昂贵的部件，如开关装置，并且大大地节省 成本。然而这种做法的缺点是，只能共同地触发或者共同地分析多个或 者所有的加热塞的电流。
此外还设置一个控制单元130,该控制单元除了其它的未示出的结 构部件外还包括一个分析装置133和一个触发装置135。该触发装置135 触发开关装置110,为的是给加热塞提供所需的能量。分析装置133分 析在电流测量装置120上降下的电压，以求出流过加热塞的电流。优选 地将电流测量装置120设计成欧姆电阻。
除了在加热塞的正常运行时设置的旨在起动内燃机时缩短点火滞 后的加热塞的触发外还规定在内燃机的 一定的运行状态中对加热塞进 行触发，以避免燃烧室的冷却。根据本发明确认当滑行行驶比较长时-
此时没有燃料喷入-内燃机会冷却。只要内燃机较长时间，即在2至3 分钟处于滑行行驶，在加油，即喷入燃料时烟尘的排放有提高。当汽车 较长时间下坡行驶，并且不喷入燃料，并且紧接着司机加油，以便在平 的路段上或者上坡时使汽车重新加速或者使车速保持恒定时会出现这 种情况。在这种情况中人们认识到这种效应主要是由于活塞壁的冷却造 成的。这种情况优选地是在喷油结束后2至3分钟的时间范围内发生成 的。整个发动机缸体、包括冷却水的冷却是在以后的时刻，即大约15 分钟以后才发生。根据本发明现在采用下述方法克服这种冷却 一旦识 别出相应的运行状态，则给加热塞预通电流，使它达到一个低的温度水 平，以便通过提高工作电压使这些温度经过预调节的加热塞在很短的时 间内达到所要求的加热温度。这种温度预调节是如此安排的，即在明显 小于半秒钟的时间内可将加热塞提高到最大的加热温度。通常的做法是 在2至3秒的时间内对内燃机，特别是活塞壁进行加热。在这个时间之 后通过燃烧对缸壁进行相应的温度调节，并且不再出现烟尘排放。在这 个时间之后可以中断这个加热过程，或者将其降到 一个明显#^的电流水 平。
图2示出这一过程的不同状态。在第一步中起动程序运行过程。在 第二状态2中检测是否加热过程已开始。
在图3中示出状态2的详情。在第一步骤100中检测排气温度TA。 在第二步110中根据排气温度求出一个参数P。紧接着的询问器120检 测这个参数P是否大于阈值SP。若情况不是这样，则重新进行步骤100。 若情况是这样，则进入状态3。在这个实施形式中是根据排气温度，并 且在必要时其它的参数确定参数P的。该参数表示气缸壁冷却到何等程 度的尺度。当这个参数P超过一定的阈值SP，则进入第三状态3。
也可根据在图3b中所示的实施形式完成到第三状态的过渡。在第 一步骤150中检测喷入到内燃机中的燃料量QK是否为零值。若情况是 这样，则在步骤160中将计时器Z1置为零。紧接着的询问器170检测， 计时器Zl是否大于时间阈SZ1。若情况是这样，则在步骤180中进入 到状态3中。也就是说在状态2中识别出在长于时间SZ1的期间内未分 配燃料，这样就进入状态了。除了询问所分配的燃料量是否为零外也可 以规定检测分配的燃料量是否低于最小值。
在状态3中对加热塞进行预调节，也就是说给它提供少量的电流，4吏它达到 一定的温度。/人这个温度出发该加热塞可^艮快地被加热到最终
温度。通常将加热塞加热到约600°至700°。图4更i羊细地示出状态3。 在第一步骤200中将计时器Z3置为零。紧接着在步骤310中确定电流。 这个电流是为了进行预调节必须提供给加热塞的。实现带有调节的电流 值，该电流根据不同的运行参数规定。这样的运行参数例如是内燃机的 转速、外部温度和/或排气温度TA。紧接着的询问器320检测，计数器 Z3的数值是否大于阈值SZ3。若情况是这样，则在步骤330中返回到状 态2。当情况不是这样时则询问器330检测，燃料量QK是否大于零。 当询问器330识別出燃料量大于零时，也就是说又提供燃料了，则在步 骤340中进入状态4。当燃料量进一步小于零或小于最小值时则重新进 4亍步骤310。
在状态3中的预调节时给加热塞预被预提供一定的电流值。这个电 流值的大小为将加热塞加热到大约600°至700°。这个电流值是根据内燃 机的运行状态，特别是如发动机转速、外部温度和/或排气温度规定的。 当这种状态持续时间长于时间阈SZ3时，进入状态2。 一旦识别出有燃 料提供，则进入状态4。
在也叫作推进(Pushen)的状态4中给加热塞提供如此多的能量，
^v而该加热塞能最快地达到它的最高温度。这也只能在一定的持续时间
SZ4内进行。图5详细地示出了相应的做法。在第一步骤400中将计时 器SZ4置为零。紧接着在步骤410中根据内燃机的状态，和/或加热塞 的状态确定在这种状态中流过的电流14。此外在这种情况中考虑已提供 给加热塞的能量。紧接着在步骤420中检测，计时器Z4是否已超过阈 值SZ4。若情况不是这样时，重新进行步骤410。否则在步骤430中进 行状态5。
在状态5中，加热塞以额定电压运行。这在一定的持续时间SZ5内 进行。图6示出了相应的做法。在第一步骤500中将计时器Z5置为零。 紧接着在步骤510中确定电流值I5。紧接着的询问器520检测是否超过 持续时间SZ5。若情况不是这样，则重新进行步骤510。否则在步骤530 中进入到状态2。
根据本发明规定，当内燃机处于燃烧室有冷却危险的状态时根据一 个规定的简图给加热塞通以电流。在第一阶段对加热塞进行预调节，以 使该加热塞达到 一 定的温度，由此出发很快地达到加热塞的最终温度。
当滑行运行结束时，也就是又喷入燃料时，则如此地给加热塞供以电流， 即它尽可能最快地达到最大温度、以顺利地加热燃烧室。在经过一定的 时间后该加热塞以额定电压运行另 一段时间。也就是说在这个时间段中 该加热塞如此地运4亍，即它保持它的温度。
根据本发明规定，在滑行运行期间运行一个与在内燃机起动时类似 的加热过程。与内燃机的起动的不同之处在于有一个较长的预先加热阶 段，在这个预先加热阶段中对加热塞进行预调节，其中，只要滑行阶段 一结束，真正的加热过程即开始。真正的加热过程类似于通常的加热过 程。在此开始给加热塞输送大量的能量，紧接着输送较少的能量，以使 它很快地达到它的温度，并且然后保持这一温度。这个较长的加热过程 是可能的，因为内燃机和发电机在运行，因此它们提供足够的能量。
权利要求
1. 用于控制汽车的至少一个加热塞的方法，其中，根据内燃机的运行状态对所述至少一个加热塞进行控制；根据一个与排气温度有关的参数控制，和/或控制和满足燃料量条件和/或时间条件有关。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当参数达到阈值时 开始加热过程。
3. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，当排气温度降到低 于阈值时参数达到阈值。
4. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，当喷入的燃料量低 于阈值和满足时间条件时参数达到阈值。
5. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，根据工作温度、发 动机转速、外部温度和/或排气温度中的至少一个来控制加热塞。
6. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，根据输送给加热塞 的能量进行这种控制。
7. 用于控制汽车的至少一个加热塞的装置，具有根据内燃机的运 行状态控制至少 一个加热塞的设备，所述设备根据与排气温度有关的和 /或与满足燃料量条件和/或时间条件有关的参数控制加热塞。
全文摘要
本发明对用于控制汽车的至少一个加热塞的装置和方法进行了说明。根据内燃机的运行状态对至少一个加热塞进行控制。在这种情况中这个控制是根据一个与排气温度有关的参数，和/或根据一个与满足燃料量条件，和/或一个满足时间条件有关的参数进行的。
文档编号F02D41/14GK101379281SQ200780004992
公开日2009年3月4日 申请日期2007年1月2日 优先权日2006年2月8日
发明者E·詹森, R·莫里茨, W·德雷斯勒 申请人:罗伯特.博世有限公司