CN103717881A - 火花塞驱动控制方法和火花塞驱动控制装置 - Google Patents

火花塞驱动控制方法和火花塞驱动控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明能够提高火花塞的发热温度控制的精度，并提高控制动作的可靠性。电子控制单元(101)根据发动机转速和发动机的负载状况来确定施加于火花塞(50-1～50-n)的标准施加电压，另一方面，将根据所安装的火花塞(50-1～50-n)的温度分类而预先确定的修正系数以能够读出的方式存储为修正系数图表，将从修正系数图表中读出的修正系数(K)乘以标准施加电压，并且将该乘法计算结果的电压作为驱动电压利用通电电路(102)向火花塞(50-1～50-n)施加来进行驱动控制，从而即可不受发热温度特性的偏差的影响，稳定且可靠地实现发热温度控制。

Description

火花塞驱动控制方法和火花塞驱动控制装置
技术领域
本发明主要涉及一种用于柴油机的起动辅助的火花塞(glow plug)驱动控制方法，特别涉及一种提高了温度控制的稳定性、可靠性等的火花塞驱动控制方法和火花塞驱动控制装置。
背景技术
在采用了柴油机的车辆中，为了进行上述起动辅助而使用了火花塞，其温度控制的稳定性、可靠性对燃烧的优劣，换言之对发动机动作的优劣会产生较大的影响，如何能够实现稳定的通电控制非常重要。
因此，对于上述火花塞的通电控制，根据各种观点提出并实际采用了各种控制方法(例如，参见专利文献1、专利文献2等)。
因此，实际的火花塞的温度特性(发热特性)，即施加某一电压时的发热温度即使在所谓的制造批次相同时，各个火花塞之间也大多存在偏差，而制造批次不同时则更为严重。
另一方面，作为车辆的火花塞的通电控制，一般来说经常采用如下方法：例如以标准的火花塞的通电特性为基准，预先确定与各种发动机转速和发动机负载状况对应的适当的驱动电压，并将其存储在进行车辆的动作控制的电子控制单元等内，在车辆实际运转时随时读出，并且以该读出的电压来驱动火花塞。
但是，如上所述，当安装在车辆上的火花塞的温度特性出现较大偏差时等，在相对于以上述方式施加的电压的火花塞实际温度和目标温度之间会产生差异，有可能存在难以确保适当的燃烧状态的问题。
专利文献1：特开2009-168319号公报
专利文献2：国际公开WO2010／001888号小册子
发明内容
鉴于上述实际状况，本发明提供一种火花塞驱动控制方法和火花塞驱动控制装置，其能够实现提高火花塞发热温度控制的精度，并能够提高控制动作的稳定性和可靠性。
按照本发明的第一种方式，提供了一种控制火花塞的通电的火花塞驱动控制方法，其中，利用根据所述火花塞的温度特性而预先确定的修正系数来修正根据发动机的动作状况而确定的火花塞的施加电压，并向所述火花塞施加该修正后的电压以进行驱动控制。
此外，按照本发明第二种方式，提供一种火花塞驱动控制装置，其包括：
电子控制单元，执行火花塞的驱动控制；以及
通电电路，根据由所述电子控制单元执行的火花塞的驱动控制，向所述火花塞通电，其中
所述电子控制单元根据发动机的动作状况来确定施加于所述火花塞的标准施加电压，
通过根据所安装的火花塞的温度分类而预先确定的修正系数来修正所述标准施加电压，并且向所述火花塞施加该修正后的电压以进行驱动控制。
根据本发明，可实现如下效果：能够提供一种火花塞驱动控制装置，该火花塞驱动控制装置与以往相比，能够更精确地进行补偿火花塞温度特性偏差的通电驱动，并且能够更稳定、可靠地得到所希望的发热温度，从而进一步提高控制动作的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是结构图，其表示采用本发明实施方式的火花塞驱动控制方法的火花塞驱动控制装置的结构例。
图2是子程序流程图，其表示在构成图1所示的火花塞驱动控制装置的电子控制单元中执行的本发明实施方式的火花塞驱动控制处理步骤。
图3是示意图，其示意性地表示在图1所示火花塞驱动控制装置中使用的火花塞发热温度偏差的正态分布的一个例子。
图4是示意图，其示意性地表示在构成图1所示火花塞驱动控制装置的电子控制单元中所存储的修正系数图表的一个例子。
附图标记说明
50-1～50-n…火花塞
101…电子控制单元
102…通电电路。
具体实施方式
下面，参照图1至图4对本发明的实施方式进行说明。
另外，以下说明的构件、配置等并不限定本发明，可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种改变。
首先，参照图1，对采用本发明实施方式的火花塞驱动控制方法的火花塞驱动控制装置的结构例进行说明。
本发明实施方式的火花塞驱动装置大致分为电子控制单元(图1中记载为“ECU”)101和通电电路(图1中记载为“DRV”)102。
电子控制单元101例如以具有公知的、众所周知的结构的微机(未图示出)为中心，具有RAM和ROM等存储元件(未图示出)，并且具有用于与外部电路进行信号收发的输入输出接口电路(未图示出)等，该电子控制单元101执行车辆的发动机控制和燃料喷射控制等，同时执行下文所述的火花塞驱动控制处理。
通电电路102具有用于根据由电子控制单元101执行的火花塞驱动控制处理而向多个火花塞50-1～50-n通电的公知的、众所周知的结构。
火花塞50-1～50-n与未图示出的发动机的缸数对应地设置，设置在内部的发热体(未图示出)的一端与通电电路102的输出级连接，该发热体的另一端接地(车体地线)。
接着，对本发明实施方式的火花塞驱动控制方法的概况进行说明。
首先，对以往以来所进行的火花塞50-1～50-n的基本驱动控制进行说明。
在火花塞50-1～50-n驱动时所施加的电压基本上是根据发动机的动作状况而确定为适当的值。
此处，发动机的动作状况是表示发动机处于何种状态的概念，其包含发动机起动前和发动机起动后两者。
首先，在发动机起动前，向火花塞50-1～50-n施加的电压使用预定的规定值，该预定的规定值作为与车种或发动机种类等相对应的起动模式。
另一方面，在发动机起动后，根据发动机转速Ne和发动机的负载状况，将适当的值确定为施加电压。即，发动机的负载状况和发动机转速Ne的各种组合与驱动具有标准温度特性(发热特性)的火花塞时所应施加的电压(以下，为了便于说明称为“标准施加电压”)之间的关系，基于实验或模拟结果以图表的形式求出，并预先存储在电子控制单元101的适当存储区域内。并且，将火花塞50-1～50-n驱动时的发动机转速Ne和发动机的负载状况作为参数，从上述图表中读出适当的施加电压，并向火花塞50-1～50-n施加被读出的施加电压的方法是以往火花塞的驱动方法。
与此不同，本发明实施方式的火花塞驱动控制方法鉴于如下情况而进行的，即：在如上所述的以往驱动控制方法中，以火花塞的标准品为基准所确定的标准施加电压不一定是适于能够得到所希望温度的电压值。
即，考虑了火花塞的温度特性在大量生产时不能避免产生某种程度的偏差。
因此，在本发明的实施方式中，当确定安装在某一车辆上的火花塞时，首先，对确定使用的全部火花塞实际测量温度特性，并根据所获得的温度特性的不同进行分类，针对每一种分类确定修正系数，该修正系数用于修正以火花塞的标准品为基准而确定的标准施加电压，并且将火花塞的每种分类的修正系数存储在电子控制单元101内。
另一方面，在具体确定每台车辆中使用的火花塞的阶段，将表示该火花塞属于上述哪一种分类的特定编码输入到电子控制单元101，并且能够在电子控制单元101内识别被连接的火花塞50-1～50-n属于哪一种分类。
并且，当驱动火花塞50-1～50-n时，从电子控制单元101的存储区域读出与火花塞50-1～50-n的分类相对应的修正系数，利用上述读出的修正系数来修正标准施加电压，并且利用该被修正的施加电压(修正施加电压)来驱动火花塞50-1～50-n。
下面，进一步对修正系数的确定步骤进行具体说明。
首先，图3中示出了示意性地表示火花塞发热温度偏差的正态分布的一个例子的示意图，以下，参照同一附图进行说明。另外，在图3中，纵轴是火花塞的个数。
如图3所示，针对作为使用对象的多个火花塞，利用实际测量获得分别在规定条件下施加了电压时的发热温度，并按照规定的温度分类基准对它们进行分类区分。
此处，规定的温度分类基准是指用于将实际测量了发热温度的上述火花塞分类为几个温度范围的基准。
在上述图3的例子中，例如以作为中央值的1200℃为中心分类为1200℃±α的范围、在1200℃-β以上且低于1200℃-α的范围、以及超过1200℃+α且在1200℃+β以下的范围三类，为了便于说明，将温度在1200℃-β以上且低于1200℃-α的范围称为第一分类(图3中记载为“A”)，将温度在1200℃±α的范围称为第二分类(图3中记载为“B”)，并且将温度超过1200℃+α且在1200℃+β以下的范围称为第三分类(图3中记载为“C”)。
另外，需要考虑各个车辆的具体各条件和所使用的火花塞特性等具体条件来分别确定α、β的大小。
此外，虽然上述分类例子为A、B、C三类，但是并不限于上述三类，可以适当地设定分类的数量。
并且，在以上述方式进行区分的情况下，在识别各个数据时，优选的是，在对各个数据所属的分类进行区别的上述A、B、C的英文字母后，从1开始以升序赋予用于区分各个数据的整数以区别各个数据。
具体地说，例如是A01、A02、B01、B02…。
在此，为了便于说明，将上述A01、A02、B01、B02…称为“组代码”。另外，在以下的说明中，将省略了用于识别各个数据的上述整数(01、02、…)的附图标记A、B、C也称为“组代码”。
接着，确定每个分类的修正系数。
在图3的例子中，针对第一分类(图3中记载为“A”)和第三分类(图3中记载为“C”)求出修正系数。即，在各分类中相对于温度中央值，基于实验或模拟结果求出用于形成所希望的温度的电压值修正值。
另一方面，由于对于第二分类(图3中记载为“B”)而言，在该例子的情况下为所希望的温度范围，故修正系数为“1”。
以上述方式求出的每种分类的修正系数，例如如图4所示形成修正系数图表，该图表表示使组代码与对应于组代码的修正系数的对应关系，并将所述修正系数存储在电子控制单元101内。另外，在图4中，Ka是指具有组代码A的火花塞的修正系数，Kb是指具有组代码B的火花塞的修正系数，Kc是指具有组代码C的火花塞的修正系数。另外，图3所示的例子的情形，Kb=1。
下面，参照图2所示的子程序流程图说明由电子控制单元101执行的本发明实施方式的火花塞驱动控制处理的步骤。
首先，本发明实施方式的火花塞驱动控制处理大体分为：在使火花塞驱动控制装置初始起动时或更换火花塞50-1～50-1后最初进行驱动时，仅执行一次的处理(以下，为了便于说明称为“初始处理”)；以及在驱动火花塞50-1～50-1时随时执行的处理(以下，为了便于说明称为“反复处理”)，在图2(A)中示出了表示初始处理步骤的子程序流程图，在图2(B)中示出了表示反复处理步骤的子程序流程图。
首先，参照图2(A)所示的子程序流程图，对初始处理进行说明。
如果由电子控制单元101开始处理，则最初读出被预先存储在电子控制单元101的适当存储区域中的火花塞50-1～50-n的组(Gr)代码(参见图2(A)的步骤S102)。
接着，从采用上述说明的方式预先存储在电子控制单元101内的修正系数图表(参见图4)中读出对应于被读出的组代码的修正系数，并用于计算下文所述的修正施加电压，故将其存储在计算处理用的适当存储区域中(参见图2(A)的步骤S104)。
由于只要不更换火花塞50-1～50-n，修正系数就可以使用仅被读出一次的修正系数，故该图2(A)所示的一系列处理如上所述只要在装置最初动作开始时执行一次即可。
接着，参照图2(B)对反复处理的步骤进行说明。
如果由电子控制单元101开始处理，则最初确定标准施加电压(参见图2(B)的步骤S202)。如上所述，根据发动机的动作状况，将标准施加电压确定为适当的值。即，一方面，在发动机起动前使用预定的规定值，另一方面，在发动机起动后，利用预先存储在电子控制单元101的适当存储区域内的图表或规定的计算式来确定当执行上述步骤时与发动机转速Ne和发动机负载状况相对应的适当的值。
另外，由于发动机转速和发动机的负载状况是在电子控制单元101中通过与以往同样方式执行的发动机控制处理中所获得的数据，所以只要继续使用上述数据即可，而不需要为了进行该一系列的处理而另外通过计算等求出。
接着，基于上述修正系数和上述的标准施加电压，计算实际向火花塞50-1～50-n施加的修正施加电压Vcorr(参见图2(B)的步骤S204)。
即，修正施加电压Vcorr由Vcorr=K×Vdrv求出。在此，K是修正系数，如上述图4中表示一个例子那样，如果火花塞50-1～50-n属于第一分类，则该值是Ka。
如上所述，在施加了修正施加电压之后，一系列的处理结束并返回到未图示出的主程序，虽然与以往同样对火花塞50-1～50-n进行通电控制，但此时，通过以上述方式计算出的修正施加电压进行通电控制。
另外，将修正系数向电子控制单元1输入和存储的方法可以采用如下方法：例如，在火花塞上预先刻印表示修正系数的条形码，当组装在车辆内时，利用与电子控制单元1连接的读码器等读取该条形码，并将其输入并存储至电子控制单元1。
此外，虽然在上述本发明的实施方式中，说明了通过电子控制单元101执行修正系数的存储、读出以及通电控制等控制的方式，但是例如也可以将通电电路102作为微机或具有RAM、ROM等存储元件的结构，由通电电路102进行修正系数的存储、读出，并执行通电控制等控制。
工业实用性
本发明适用于需要进一步提高驱动火花塞时发热温度的稳定性和可靠性的车辆的火花塞驱动控制装置。

Claims (5)

1.一种控制火花塞的通电的火花塞驱动控制方法，其特征在于，利用根据所述火花塞的温度特性而预先确定的修正系数来修正根据发动机的动作状况而确定的火花塞的施加电压，并向所述火花塞施加该修正后的电压来进行驱动控制。
2.根据权利要求1所述的火花塞驱动控制方法，其特征在于，
根据火花塞的温度特性确定的修正系数是如下系数：
针对所使用的火花塞，在规定的通电条件下测量温度并将该测量结果分类为多个温度范围，按照每种所述分类对属于该分类的火花塞的中央产品，获得为了得到安装在车辆后进行驱动时被作为目标的目标温度所必需的施加电压，并作为实际施加电压，分别计算所述每种分类的实际施加电压与标准施加电压的比并作为修正系数，并且与所使用的火花塞所属的所述分类相对应，其中，所述标准施加电压是以所述使用的火花塞整体的中央产品为基准所确定的驱动时施加于火花塞上的施加电压。
3.一种火花塞驱动控制装置，其包括：
电子控制单元，执行火花塞的驱动控制；以及
通电电路，根据由所述电子控制单元执行的火花塞驱动控制，向所述火花塞通电，其特征在于，
所述电子控制单元根据发动机的动作状况来确定向所述火花塞施加的标准施加电压，另一方面，利用根据所安装的火花塞的温度分类而预先确定的修正系数来修正所述标准施加电压，并且向所述火花塞施加该修正后的电压以进行驱动控制。
4.根据权利要求3所述的火花塞驱动控制装置，其特征在于，
电子控制单元被预先输入与所安装的火花塞所属的温度分类相对应的组代码，并且被预先存储有确定了所述组代码和修正系数的对应关系的修正系数图表，当被输入了所述组代码时，利用所述修正系数图表来确定与该被输入的组代码相对应的修正系数。
5.根据权利要求4所述的火花塞驱动控制装置，其特征在于，
火花塞的温度分类是针对所使用的火花塞在规定的通电条件下测量温度并将该测量结果分类为多个温度范围，
组代码是为了识别所述分类而分别确定的，对各火花塞赋予与其所属的分类相对应的所述组代码，
每种所述温度分类的修正系数是按照每种所述分类针对属于该分类的火花塞的中央产品，获得为了得到安装在车辆后进行驱动时被作为目标的目标温度所必需的施加电压，并作为实际施加电压，
分别计算所述每种分类的实际施加电压与标准施加电压的比并作为修正系数，其中，所述标准施加电压是以所述使用的火花塞整体的中央产品为基准而确定的驱动时施加于火花塞的施加电压，
修正系数图表以能够从所述组代码中读出对应的所述计算出的修正系数的方式构成。
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