CN107435602A - 用于车辆的进气加热系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的进气加热系统包括：电开关器件，被配置为将车辆的电池选择性地连接至与车辆的进气接触的加热器线圈。进气加热系统包括控制电路，其被配置为响应于来自引擎控制器的使能信号，以全电流来驱动电开关器件以将电池连接至加热器线圈。控制电路被配置为测量表示加热器线圈的温度的加热器线圈的电阻。控制电路被配置为响应于加热器线圈的温度超过期望温度值，调节电开关器件以减小从车辆的电池到加热器线圈的电流。

Description

用于车辆的进气加热系统
技术领域
本公开涉及内燃机中的进气加热系统，更具体地，涉及进气加热系统的电子控制。
背景技术
用于内燃机的空气燃料混合物在冷时更加难以点火，这导致了不完全燃烧并且增加了排放。一旦引擎已预热，汽缸可以充分地加热空气燃料混合物。然而，启动时，引擎可能没有用于空气燃料混合物的热。在周围空气温度低时，冷启动条件尤其严峻。进气加热系统可以用来加热到达引擎处的空气。该系统可以位于进气歧管内部或进气歧管前面。在试图启动引擎之前，可以使进气加热系统达到一定温度。
加热进气可以使点火更容易，并且可以使燃料更有效地保持悬浮，这导致更少的燃料液滴脱离在空气中的悬浮。进气加热系统可以使引擎更快启动，可以减少启动排放(有时有“白烟”迹象)，降低引擎磨损，降低启动期间整体电池消耗，以及降低启动燃料消耗。
在图1中，卡车100的不按比例的图示包括引擎104和空气加热器108。虽然未示出，但是引擎104的进气歧管可以包含空气加热器108。基于来自引擎控制器112的控制信号，空气加热器控制器116将电池120连接至空气加热器108。
例如，空气加热器控制器116可以包括机电式继电器。空气加热器控制器116还可以包括计时器，使得空气加热器108不达到过温条件。然而，如果引擎104从暖(warm)条件启动，在该条件下空气加热器108不冷而是暖的，则超时可能很长，并且空气加热器108可能经历过温条件。这会增加空气加热器108的损耗。
这里提供的背景描述是出于总体给出本公开的背景的目的。当前列出的发明人的工作，就该背景技术部分中描述所达到的程度以及说明书的不能在提交时另外作为现有技术的方面，既没有明确地又没有隐含地被承认为本公开的现有技术。
发明内容
用于车辆的进气加热系统包括电开关器件，其被配置为将车辆的电池选择性地连接至与车辆的进气接触的加热器线圈。进气加热系统包括控制电路，其被配置为响应于来自引擎控制器的使能信号，以全电流来驱动电开关器件以将电池连接至加热器线圈。控制电路被配置为测量表示加热器线圈的温度的加热器线圈的电阻。控制电路被配置为响应于加热器线圈的温度超过期望温度值，调节电开关器件以减小从车辆的电池到加热器线圈的电流。
在其他特征中，控制电路被配置为通过将加热器线圈的测量电阻控制为与期望温度值相对应的目标电阻，执行加热器线圈的温度至期望温度值的闭环控制。在其他特征中，控制电路被配置为通过以下步骤来测量加热器线圈的电阻：测量通过电开关器件的电流的电流值以及电开关器件的端子处的电压值；以及基于测量的电压值与测量的电流值的比来计算加热器线圈的电阻。
在其他特征中，控制电路被配置为：在电开关器件断开时，测量电开关器件的端子处的参考电压；以及在计算加热器线圈的电阻之前，从测量的电压值减去参考电压。在其他特征中，电开关器件包括并联连接的多个晶体管。在其他特征中，控制电路被配置为使用脉冲宽度调制来驱动电开关器件。
在其他特征中，系统包括温度传感器，其被配置为测量控制电路和电开关器件中的至少一个处的温度。控制电路被配置为响应于测量的温度超过温度阈值而关断电开关器件。在其他特征中，系统包括容纳电开关器件和控制电路的金属壳体。电开关器件热耦接至金属壳体，金属壳体吸收来自电开关器件的热量。
在其他特征中，系统包括收发器，其被配置为(i)通过通信总线从引擎控制器接收期望温度值；以及(ii)将期望温度值提供至控制电路。在其他特征中，收发器被配置为：响应于通信总线上不活动超过预定时间段而命令控制电路进入低功率模式；以及响应于在通信总线上接收到预定信号而命令控制电路进入操作模式。控制电路在低功率模式时比在操作模式时消耗更少的功率。
在其他特征中，电池通过内部电阻表征。控制电路被配置为当电池通过电开关器件与加热器线圈断开连接时，测量电池的第一电压。一旦电开关器件将加热器线圈连接到电池，控制电路就测量电池的第二电压以及测量通过电开关器件的电流。控制电路基于第一电压、第二电压和电流来确定内部电阻。
在其他特征中，控制电路被配置为在将测量电阻与对应于期望温度值的目标电阻相比较之前，从测量电阻减去连接电阻。在其他特征中，控制电路被配置为通过以下步骤来估算连接电阻：确定关注的时段内加热器线圈的电阻上升率，基于电阻上升率来确定初始电阻偏移，以及从测量电阻的值减去加热器线圈的预定参考电阻和初始电阻偏移。测量电阻的值在加热器线圈的初始启用(actuation)的一秒内被测量。
在其他特征中，控制电路被配置为在减去之前，将电阻上升率按比例缩放以下比：(i)参考电流平方值与(ii)在加热器线圈的当前启用期间的累积的电流平方之比。在其他特征中，控制电路被配置为将连接电阻与先前储存的连接电阻相比较；以及响应于连接电阻与先前储存的连接电阻相差大于阈值而向车辆报告错误。
操作用于车辆的进气加热系统的方法包括：响应于来自引擎控制器的使能信号，以全电流来驱动电开关器件以将电池连接至加热器线圈。该方法包括：测量表示加热器线圈的温度的加热器线圈的电阻。该方法包括：响应于加热器线圈的温度超过期望温度值，调节电开关器件以减小从车辆的电池到加热器线圈的电流。
在其他特征中，该方法包括：通过将加热器线圈的测量电阻控制为与期望温度值相对应的目标电阻，执行加热器线圈的温度至期望温度值的闭环控制。在其他特征中，测量加热器线圈的电阻包括：测量通过电开关器件的电流的电流值以及电开关器件的端子处的电压值；以及基于测量的电压值与测量的电流值的比来计算加热器线圈的电阻。在其他特征中，该方法包括：在电开关器件关断时，测量电开关器件的端子处的参考电压；以及在计算加热器线圈的电阻之前，从测量电压的值减去参考电压。
在其他特征中，该方法包括估算连接电阻。估算连接电阻包括：确定关注的时段内加热器线圈的电阻上升率；基于电阻上升率来确定初始电阻偏移。估算连接电阻还包括：将电阻上升率按比例缩放以下比，即，(i)参考电流平方值与(ii)在加热器线圈的当前启用期间的累积的电流平方之比；以及从测量电阻的值减去加热器线圈的预定参考电阻和初始电阻偏移。测量电阻的值在加热器线圈的初始启用的一秒内被测量。该方法包括：在将测量电阻与对应于期望温度值的目标电阻相比较之前，从测量电阻减去连接电阻。
从具体实施方式、权利要求书和附图，本公开的其他适用范围将变得明显。具体实施方式和具体示例仅仅是意在说明的目的，并不意图限制本公开的范围。
附图说明
根据详细描述和附图，本公开将被更全面地理解。
图1是具有进气加热系统的引擎的功能框图。
图2是示出选中的电源连接和接地连接的具有进气加热系统的引擎的功能框图。
图3是空气加热器控制器的示例实施方式的功能框图。
图4是与启动具有进气加热系统的引擎相关的示例引擎控制器操作的流程图。
图5是用于启动具有进气加热系统的引擎的替代引擎控制器操作的流程图。
图6A和图6B一起是根据本公开原理的空气加热器控制器的示例操作的流程图。
图7是显示基于温度的加热器电阻率变化的示例时间曲线图。
图8是针对各种状况下的进气加热器的示例电流和电流导数轨迹的时间曲线图。
在附图中，附图标记可以被重用以表示相似和/或相同的元件。
具体实施方式
在现有技术中，引擎控制器可以启用进气加热器系统预计时间段，该预计时间段是基于进气加热器系统上升到工作温度所期望的时间量。该固计时间可能没有考虑到空气加热器会比环境空气更暖的事实，并且没有考虑较暖的环境温度允许空气加热器更快地升温。
根据本公开的空气加热器控制器能够确定空气加热器温度并且控制提供给空气加热器的电流，以使空气加热器达到并保持期望的工作温度。以这种方式，即使引擎控制器启用空气加热器系统比所需要时间更长的时间，空气加热器也不会达到过热状况。
将温度传感器放置在空气加热器中需要额外的部件和额外的布线—例如，从空气加热器控制器到空气加热器的一个或两个额外的引线。此外，高温和某些情况下燃料的存在会导致温度传感器的可靠性问题。本公开的发明人已经认识到，空气加热器的电阻线圈本身充当一种形式的热敏电阻，随着温度的变化而改变电阻。
加热器线圈电阻从冷环境启动温度到工作温度的变化可以用于推断温度并相应地控制加热线圈。等效地，电阻本身可以用于控制，并且可以与对应于工作温度的目标电阻进行比较。
如果加热器线圈电阻的总变化比空气加热器控制器和空气加热器之间的连接电阻大若干数量级，则可以忽略连接电阻。这可能不是一个准确的假设，因此可以确定连接电阻并将其解析出。利用空气加热器的已知电阻，第一种方法可以是简单地测量空气加热器的温度(没有向空气加热器供电)，以及测量的电阻和已知的空气加热器电阻之差的计算结果是连接电阻。
然而，空气加热器的电阻将根据环境空气温度而变化。如果空气加热器控制器包括环境空气温度传感器或者可以接收诸如来自引擎控制器的环境空气温度数据，则空气加热器控制器可以基于关于各种环境条件下的空气加热器的电阻的预定经验数据来补偿该电阻变化。
即使使用这种环境补偿，空气加热器实际上可能也未处于环境温度。这在暖或热启动情况下可能是真实的，其中引擎没有“浸泡”在环境温度下足够长的时间使得所有引擎部件已经返回到环境温度。如果引擎部件已经返回到环境温度，诸如当车辆停留过夜时，这被称为冷启动。在不知道空气加热器的温度的情况下，空气加热器控制器不能推断出空气加热器的电阻以计算连接电阻。
在本公开中，将假设空气加热器的电阻随着温度升高而增大。电阻以及其关于温度的变化取决于空气加热器中使用的元件的化学性质。因此，明显增大的连接电阻实际上可能意味着空气加热器比环境温度热。
因为空气加热器的测量电阻增大可能意味着空气加热器比环境更暖或者连接电阻较高，因此已经开发了区分这些的方法。已经通过实验观察到，电阻变化率在空气加热器开始升温时最大，并且随着空气加热器达到工作温度而减慢。因此，启动开始时的空气加热器的温度可以基于启动期间的电阻变化率来推断。
一旦启动时的空气加热器温度被确定，其电阻可以是已知的由空气加热器控制器储存的经验数据。然后，可以从启动时的测量电阻中减去空气加热器的电阻，以确定连接电阻。因为与空气加热器的连接的升温不如空气加热器本身那样多，因此连接电阻的温度依赖性在一些实施方式中由于微不足道可以忽略不计。
知道了连接电阻并且已预先编程了工作温度(诸如600℃)下的空气加热器的电阻，空气加热器控制器可以调制供应到空气加热器的电流以实现期望的电阻。一旦测量的电阻等于目标加热器电阻加上连接电阻的总和，就可以减小电流，以将测量电阻保持在该水平。
通常通过测量电压和电流并且计算它们的比率来执行测量电阻。另一个复杂之处是可以在空气加热器控制器处测量电压，但是空气加热器控制器的接地参考可能与由空气加热器得到的有效接地不同。如下面在图2中更详细地解释的，引擎的其他电气特征(诸如电风扇或电子燃料喷射泵)可以与空气加热器共享接地连接。随着电压沿着回到电池的接地连接下降，空气加热器负侧的电压可以不是如空气加热器控制器所期望那样处于零伏特，而是处于较高的电压。此外，空气加热器控制器的接地参考也可以不处于电池输出端子的零伏特。
因此，为了获得空气加热器两端电压的准确读取，空气加热器控制器可能需要测量空气加热器负侧的电压。当没有电流流过空气加热器时，空气加热器正测和负侧将处于相同的电压。结果，空气加热器控制器可以(暂时地)关断空气加热器，测量电压，然后使用该电压作为空气加热器的负电压的参考。
当电流正被供应给空气加热器时，可以从空气加热器正侧的电压减去该参考。基于加热器接地中的预期波动，可以根据需要频繁地执行该参考(称为加热器接地)电压测量。例如，如果加热器接地涉及的波动发生在若干秒而不是若干毫秒的过程中，则加热器接地测量可以被每秒执行一次。
返回到附图，图2示出根据本公开原理的配置有空气加热器控制器204和空气加热器208的卡车200中的选中的接地连接和电源连接。空气加热器208选择性地加热正被提供给引擎212的空气。空气加热器控制器204可以由引擎控制器216激活。空气加热器控制器204将电流从电池220提供到空气加热器208。启动器224选择性地旋转引擎的曲轴，启动器224也由电池220供电。虽然使用了不同的附图标记，但是空气加热器控制器204可以被配置用于与图1的引擎控制器112和空气加热器108一起使用。换句话说，引擎控制器112可以不需要新的编程，来与本公开的空气加热控制器204一起工作。
如虚线所示，电池220向启动器224、引擎控制器216和空气加热器控制器204供电，空气加热器控制器204选择性地将该电力连接到空气加热器208。同时，实线示出电池与卡车200的框架228以及引擎控制器216的接地连接。在一些车辆中，引擎212接地到框架228。这仅仅是例如示出的一种接地配置，并且本公开的原理不限于该配置。
其他部件(诸如空气加热器208、启动器224和额外电气特征232)可以经由引擎212(尤其引擎模块)接地到框架228。结果，由空气加热器208得到的有效接地电压是基于回到电池220的接地路径的电阻乘以流过该同一接地路径的电流。通常，启动器224将不与空气加热器208在相同时间运行。
然而，其他电气特征(诸如电气特征232)可以与空气加热器208在相同时间运行。由电气特征232汲取的电流可以导致空气加热器208的接地电压改变。例如，电气特征232可以是电风扇或电子燃料喷射的部件，诸如燃料泵。如在下面更详细描述的，由空气加热器208得到的接地电压的变化被测量并且被去除。
在图3中，空气加热器控制器204的示例实施方式包括一个或更多个电源开关300，一个或更多个电源开关300选择性地将电池220连接到空气加热器208。分流电阻器304可以与电源开关300串联设置，并且分流电阻器304两端的电压由电流监测器308来测量，以确定流过电源开关300的电流量。
电源开关300并联布置，并且可以通过相同的栅极信号来控制。电源开关300可以包括在单个封装中或者多个封装中，热连接到诸如空气加热器控制器204的壳体之类的散热器。在图3中，示出热连接312用于说明，并且热连接312可以采取直接金属-金属接触或热贴的形式。
为了防止反向电池连接，二极管可以与电源开关300串联设置，以防止电流朝向电池220回流。该二极管可以采用并联的多个二极管的形式，并且每个二极管实际上可以是被配置为作为二极管操作的电开关。例如，当并联连接的一组电开关两端的电压指示电流流向电池220时，可以控制该组电开关以产生开路。
电源开关300由脉冲宽度调制(PWM)驱动器316驱动。例如，在初始上电阶段期间，PWM的占空比可以被设置为100％，使得电源开关300持续保持导通以向空气加热器208供电。PWM驱动器316可以控制电源开关300来产生整形脉冲，以避免产生过多的电发射。对于更多信息，请参阅2009年1月6日发布的、名称为“Controller for Air Intake Heater(空气进气加热器的控制器)”、代理人案号为4898-000478-US-CPB的美国专利7,472,695，其第一发明人为Andrew Prust，其全部内容通过引用并入本文。
电压监测器320测量负载电压，即电源开关300和空气加热器208之间的节点处的电压。当确定空气加热器208得到的有效接地电压时，电压监测器320可能需要测量比空气加热器控制器204的接地低的像500mV那样多的电压。
如果由电压监测器320测量的电压太低，则短路保护电路324向PWM驱动器316输出禁用信号。如果空气加热器208中存在短路或部分短路，则由电压监测器320测量的电压将比正常低得多。例如，空气加热器208两端的预期电压可以是10或11伏特，因此阈值可以设置为5伏特。短路保护电路324可以在模拟域中操作并且提供比微处理器更快的响应，微处理器在评估来自电压监测器320的电压之前可能需要启动和执行启动代码。
如下所述的控制电路328可以是可编程逻辑器件、微处理器和存储器等，控制电路328接收测量电压和测量电流，并且以命令的占空比指示PWM驱动器316。PWM驱动器316可以发送回电源开关300何时关断的指示。然后，当电源开关300关断时，控制电路328可以进行电压测量，以便确定由空气加热器208得到的有效接地电压。
控制电路328可以包括用于测量电流和电压的模拟-数字转换器(ADC)。如果相同的ADC被复用以测量电流和电压两者，则当对电压和电流做除法(divide)以计算电阻时，可以消除一些ADC错误或非线性。
可集成在控制电路328内的计时器电路332对控制电路328有关的各种时段进行计时。例如，一个计时器可以针对空气加热器208的当前启用来测量空气加热器208已经加热的整个时间。另一计时器可以跟踪空气加热器208的接地电压被检查的频率。另一个计时器可以测量电阻测量之间的时段。
响应于空气加热器控制器204的温度增大到阈值以上，温度切断器336向PWM驱动器316提供禁用信号。例如，热敏电阻340可以测量空气加热器控制器204的壳体的温度、一个或更多个电源开关300的封装的温度等。
控制电路328接收来自引擎控制器216的请求进气加热的信号。例如，从引擎控制器216到控制电路328的单个导体可以被断言以请求进气加热，而引擎控制器216与控制电路328之间的第二导体用于控制电路328以信号返回错误状况。
在一些实施方式中，提供给控制电路328的信号是二进制的，指示请求进气加热或没有请求进气加热。在其他实施方式中，信号可以在模拟域或数字域中被调制以指示所请求加热的程度，诸如加热器的特定期望温度。
类似地，从控制电路328返回到引擎控制器216的信号可以是二进制信号，其指示不存在错误或存在错误。该返回信号也可以在模拟域或数字域中被调制以指示错误的类型或指示其他状况，诸如空气加热器208已达到工作温度。在一些实施方式中，收发器344允许控制电路328通过诸如控制器区域网络(CAN)总线或J1939总线的车辆总线与引擎控制器216通信。
在各种实施方式中，空气加热器控制器204的部件(诸如控制电路328)可以被配置为完全关断或进入低功率状态。例如，收发器344可以响应于从引擎控制器216未接收到信号超过预定时间段而命令空气加热器控制器204的部件进入低功率状态。收发器344可以在将空气加热器控制器204返回到全功率模式之前等待预定的唤醒信号或数据包。当返回到全功率模式时，控制电路328可能需要在运行控制PWM驱动器316的操作码之前执行启动程序。
在图3中，虽然没有示出本征连接电阻，但是空气加热器208中的元件的电阻被示意性地示为电阻器348。同时，电池220可以通过内部电阻(未示出)来表征，内部电阻可以是电池220的健康的一个指示。控制电路328可以在电源开关300关断的情况下测量电池220的第一电压。例如，控制电路328可以接收由电流监测器308测量的分流电阻器304的一个端子的电压值。然后，控制电路328可以导通电源开关300并且测量电池220的第二电压以及通过分流电阻器304的电流。然后，可以由控制电路328将电池的内部电阻计算为第一电压和第二电压之间的差除以电流。
当由电压监测器320测量的电压除以由电流监测器308测量的电流时，所得到的电阻将近似等于电阻器348的电阻加上空气加热器控制器204与空气加热器208之间经历的连接电阻以及空气加热器208回到电池220经历的连接电阻。
在图4中，与用于引擎控制器的引擎启动相关的示例操作在400处开始。如果诸如由车辆的驾驶员做出引擎启动请求，则控制转移到404；否则，控制保持在400处。在404处，控制重置计时器，计时器从零开始并向上计数。在408处，控制命令进气加热器接通。
在412处，执行可选的动作。引擎控制器可以具有预定时间，在该预定时间内，预期进气加热器上升到工作温度。引擎控制器可以基于最后的引擎启动时间和环境温度来调节该预定加热时间。当环境温度较高时，由于进气加热器将能够更快地达到工作温度，因此预定加热时间减少。此外，如果最后的引擎启动时间较近，则可以与最后的引擎启动时间有多近成比例地减少预定加热时间。
在416处，控制将计时器与可能在412处调节的预定时间进行比较。一旦计时器超过预计时间，控制就转移到420。在420处，控制命令进气加热器关断，因此电池容量可由启动器使用。在424处，控制启动引擎。虽然引擎控制器是一个复杂的过程，但是引擎启动细节可以与进气加热器控制无关，且未示出。
在428处，在引擎启动之后，控制判断环境温度是否小于冷启动阈值。如果是，则控制转移到432；否则，控制返回到400。在432处，控制重置计时器，并且还重置第二计时器Timer2。计时器将用于跟踪额外的进气加热，以便于启动后的引擎加热。第二计时器Timer2将用于跟踪进气加热系统的关断时间。例如，引擎控制器可以确定进气加热器应该保持启动两分钟。然而，进气加热系统可以包括在30秒后的内部关断。因此，Timer2跟踪30秒的间隔，并且每30秒后更新进气加热请求。
在436处，控制命令进气加热器启动。在440处，控制确定需要多少额外的加热时间。这个额外的加热时间可以随着环境温度降低而增加。在444处，控制将计时器与在440处确定的额外时间进行比较。如果额外时间已经过去，则控制转移到448；否则，控制转移到452。在448处，用于进气加热的额外时间完成，并且控制命令进气加热器关断。控制然后返回到400。
在452处，控制将Timer2与进气加热系统的关断时段进行比较。例如，关断时段可以是30秒。如果Timer2超过关断时段，则控制转移到456；否则，控制返回到444。在456处，控制命令进气加热器启动并重置Timer2。控制然后返回到444。
在图5中，可以基于由进气加热系统提供的反馈来调整引擎控制器的操作。当进气加热系统能够指示加热器已经达到工作温度时，引擎控制器可以能够更快启动引擎。使用图4中的附图标记来指示图5中的类似操作。在408处命令进气加热器启动之后，控制在500处判断是否已经接收到加热器完成的指示。如果已经接收到这种加热器完成信号，则控制转移到420；否则，控制保持在500。
在图6A中，在600处，由进气加热系统执行的示例控制开始。例如，在图6A和图6B中执行的控制可以实施为在图3的控制电路328中的编程，诸如计算机可读指令。在600处，如果已经接收到进气加热请求，则控制转移到604；否则，控制保持在600。
在604处，控制测量加热器的电压。由于没有电流被供应给加热器，因此加热器两端下降的电压是0，因此测量电压是加热器负侧处的电压。如上所讨论的，该电压可能不是0，因为汲取了在与进气加热器相同的接地路径上行进的其他电流。该测量电压被称为加热器的接地电压。
在608处，控制以100％占空比的脉冲宽度调制(PWM)来驱动加热器。此外，控制启动三个计时器：总计时器、电阻计时器(用于计时电阻测量之间的时段)和电压计时器(计时接地电压测量之间的时段)。在612处，如果电压计时器大于或等于预定电压测量间隔(诸如1秒)，则控制转移到616；否则，控制转移到620。在其他实施方式中，可以不设置电压测量间隔，并且如果在开关元件处测量的电压以大于预定速率的速率变化，则可以替代地执行接地电压测量。例如，在200毫秒内电压的变化超过50mV可以指示需要重新获取接地电压。
在620处，控制判断电阻计时器是否大于或等于预定电阻测量间隔(诸如50毫秒)。如果是，则控制转移到624；否则，控制转移到628。
在628处，控制判断控制器的温度是否大于阈值。如果是，则控制转移到632；否则，控制继续到636。在636处，控制判断总计时器是否大于或等于预定启动时间(window)(例如，3.5秒)。如果是，控制转移到图6B的640；否则，控制返回到612。请注意，图6A和图6B中所示的操作的顺序在不脱离本公开的教导的情况下可以改变。作为具体示例，612和620处的测试可以在顺序上颠倒。
在616处，进行接地电压测量。然而，由于加热器已经以100％的占空比被驱动，因此没有用来测量接地电压的关断时间。因此，PWM占空比设置为90％。在644处，控制在下一个PWM关断时间(即，搜索关断时的PWM周期的10％)期间测量加热器的接地电压。在648处，控制将PWM设置回100％。在652处，控制重置电压计时器并且继续到620。
在624处，测量电阻，因此测量电流和电压。在656处，也测量电流值的平方的累积。这将在图6B中使用以基于实验室测量中存在的条件来按比例缩放(scale)电阻的变化率。在660处，控制通过将电流除电压来计算电阻。在664处，控制重置电阻计时器并继续到668。如果测量的电阻在预期范围之外(低于最小可能电阻，诸如最低进气加热器电阻和零连接电阻，或大于上限，诸如最大的预期加热器电阻加上最大的预期连接电阻)，则控制转移到632；否则，控制转移到672。
在632处，控制将PWM设置为零百分比，从而停止向空气加热器供应电流。控制还指示返回到引擎控制器的错误，以及结束。在672处，控制判断电阻是否指示过温状况。如果是，则控制转移到632；否则，控制转移到628。过温状况由测量电阻大于极限值来指示。例如，极限值可以基于先前测量的连接电阻加上在被认为太高的温度下的加热器的电阻。来自先前启动的连接电阻可以增加预定百分比(诸如10％或20％)，以防止过温检查中的误报。
在图6B中的640处，初始启动时段已经过去，控制确定在感兴趣时段内的测量电阻的最佳拟合线。例如，感兴趣时段可以是在三秒标记(其中三秒是自进气加热器首次启动以来的时间量)之前和之后的半秒。最佳拟合线提供斜率和截距。
一种利用最小二乘拟合的线性回归的技术使用从点阵列到由y＝mx+b描述的线的垂直距离，其中m是线的斜率，b是y的截距。该方法计算由yi-(mxi+b)描述的距离的平方，并将平方的距离之和最小化。为了将线拟合到点上，针对该组点计算以下：
∑xi 2
∑xi
∑yi
∑xiyi
N是求和点的数目，y的截距b是：
以及斜率m是：
随着空气加热器变热，上述计算可以通过每100毫秒计算r和t并且将点放置在阵列中来执行。随着数目N从1到15，计算斜率m。在阵列中存在N＝15个点后，FIFO(先进先出)处理可以用于计算最后15个点的斜率。
控制继续到676，其中确定的最佳拟合线的电阻斜率被按比例缩放。为了说明在本加热循环期间提供给进气加热器的功率与在实验室中进行的加热循环提供给进气加热器的功率的差异，电阻斜率乘以由实验室测量的功率(即，在实验室中提供给空气加热器的电流的平方)除以测量功率(即，电流平方的累积值)所得值。
在680处，使用按比例缩放的电阻斜率来确定热阻偏移。换句话说，这指示参考温度(诸如20℃)下的加热器与启动时的加热器的电阻之间的电阻差。例如，查找表可以具有按比例缩放的电阻斜率的值的范围和相应的一组热电阻偏移的值。可以使用线性或更高阶插值来内插落在查找表中的值之间的按比例缩放的电阻斜率的值。在其他实施方式中，数学表达式可以根据经验数据来确定，经验数据将按比例缩放的电阻斜率映射到热电阻偏移。
查找表的示例如下：
在684处，控制现在能够通过从启动时测量的电阻减去参考温度(诸如20℃)下的加热器电阻和热电阻偏移来确定与空气加热器串联存在的连接电阻。在某些实施方式中，可以不采用在最先读取时的启动时测量的电阻，而是采用在一小段时间之后(诸如250毫秒)的启动时测量的电阻，以避免由于启动瞬态造成的误差。例如，所述一小段时间可以意味着小于一秒。
在688处，控制判断计算出的连接电阻与先前确定的连接电阻相差是否大于阈值。如果是，则这可以指示不良连接，控制转至692。否则，在696处控制继续。在696处，控制确定在加热器达到目标工作温度时加热器的期望电阻(如将被测量的)。期望电阻可以被计算为目标温度处的加热器电阻与计算出的连接电阻之和。在各种实施方式中，可以从引擎控制模块(诸如经由通信总线上的收发器)接收目标温度值。
在700处控制继续，在该处如果仍然存在进气加热请求，则控制转至704；否则，控制返回图6A中的600。在704处，如果总计时器超过停止时段，则控制也返回至图6A的600；否则，在708处控制继续。在708处，控制判断电阻计时器是否大于或等于电阻测量间隔。如果是，则控制转至712；否则，控制转至716。
在712处，控制测量电流和电压。在720处，控制测量在PWM关断时间期间加热器的接地电压。如果进气加热器仍然在以100％占空比来驱动，则控制在测量之前将把PWM设置为较低百分比，诸如90％，然后将占空比返回到100％(如图6A中的616和648处所示)。在724处控制继续，在该处计算电阻。在728处，控制重置电阻计时器，在732处控制继续。
在732处，如果计算出的电阻超范围，则控制转至692；否则，控制转至736。在736处，如果电阻指示过温状况，则控制转至692；否则，在716处控制继续。在716处，如果控制器温度大于阈值，则控制转至692；否则，在740处控制继续。
在740处，控制设置PWM占空比来使测量电阻与来自696的预期电阻之差最小化。换句话说，其用作加热器温度的闭环控制以实现目标操作温度。控制返回至700以用于闭环控制的另一迭代。
在图7中，曲线图示出了在35秒启动期间的加热器电压、加热器安培数、加热器元件温度和加热器电阻(如在电池处测量到的)。右侧的轴线(从0至900)指示元件温度(℃)和电流(安培)二者。左侧的轴线(从0至25)指示电压(伏)和按比例缩放且偏移的电阻值(欧姆)。为了通过与电压相同的比例来拟合(fit on)在电池处测量的加热器的电阻，从测量电阻减去30毫欧，结果乘以2000。在该特定测试中，连接电阻是大约4毫欧，其可以比特定实施方式中的电阻高。
在图8中，绘制了电流随时间的曲线函数以及电流函数的导数。左手轴线(从-9至0)对应于每秒电流(安培)的斜率。由于电压处于11.0V，因此可以从安培曲线中计算电阻。
第一电流轨迹804对应于在实验室测量中使用的参考温度(诸如20℃)下的标准互连电阻。第二电流轨迹808对应于增大的互连电阻。第三电流轨迹812对应于较低温度启动。数学导数轨迹824、828和832分别对应于电流轨迹804、808和812。
虽然画出的电流斜率是负，但是由于欧姆定律将它们相反地联系起来，因此对应的电阻斜率(由控制电路测量)是正。在不看斜率的情况下，更多互连电阻看起来与更热的启动线圈温度一样。因为电阻的变化率随着线圈变热而变缓，所以在非常低的温度下启动的线圈的斜率比在较高温度下启动的线圈的斜率低。因此，斜率可以区分在观察到的电阻中多少是互连电阻以及多少是加热器线圈中的与热相关的电阻增加。
结论
前面的描述本质上仅仅是说明性的，绝非意图限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是由于在研究附图、说明书和所附权利要求时其他修改将变得显而易见，因此本公开的真正范围不应这样受到限制。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，尽管以上每个实施例被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施例中实现和/或与任何其他实施例的特征组合实现，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施例不是相互排斥的，并且一个或多个实施例彼此变换在本公开的范围内。
使用各种术语来描述元件之间的空间和功能关系(例如，在模块、电路元件、半导体层等之间的)，这些术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“挨着”、“顶部上”、“之上”、“之下”和“设置在”。在上述公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，除非被明确描述为“直接”，否则该关系可以是在第一元件与第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系，但是也可以是在第一元件与第二元件之间存在(空间上或功能上)一个或多个中间元件的间接关系。如本文所使用的，短语A、B和C中的至少一个应被解释为表示使用非排他性逻辑“或”的逻辑(A或B或C)，并且不应被解释为是表示“至少一个A、至少一个B和至少一个C”。
在图中，如由箭头所示的箭头方向通常表示图示相关的信息流(诸如数据或指令)。例如，当元件A和元件B交换各种信息，但是从元件A向元件B发送的信息与图示有关时，箭头可以从元件A指向元件B。该单向箭头并不意味着没有其他信息从元件B发送到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对该信息的请求或该信息的接收确认。
在本申请中，包括以下定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以是指、以下组件的一部分或包括：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或组)；存储由处理器电路执行的代码的存储电路(共享、专用或组)；提供所述功能的其他合适的硬件组件；或上述一些或全部的组合，诸如在片上系统中。
模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线接口或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一示例中，服务器(也被称为远程或云)模块可以代表客户模块来实现某些功能。
如上所使用的，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、功能、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路包括执行来自多个模块的一些或所有代码的单个处理器电路。术语组处理器电路包括处理器电路，其结合额外的处理器电路执行来自一个或多个模块的一些或全部代码。对多个处理器电路的引用包括分开裸片上的多个处理器电路、单个裸片上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核心、单个处理器电路的多个线程、或上述的组合。术语共享存储电路包括存储来自多个模块的一些或所有代码的单个存储电路。术语组存储电路包括与额外的存储器组合来储存来自一个或多个模块的一些或所有代码的存储电路。
术语存储电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用，术语计算机可读介质不包括通过介质(诸如载波)传播的瞬时电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形的和非暂时的。非暂时的、有形的计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储电路(诸如快闪存储电路、可擦除可编程只读存储电路或掩模只读存储电路)、易失性存储电路(诸如静态随机存取存储电路或动态随机存取存储电路)、磁储存介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)、和光学储存介质(诸如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的设备和方法可以由通过配置通用计算机来执行体现在计算机程序中的一个或多个特定功能而创建的专用计算机而部分地或完全地实现。上述功能块和流程图元素用作软件规范，其可以通过熟练的技术人员或程序员的日常工作而被转换成计算机程序。
计算机程序包括储存在至少一个非暂时的、有形的计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于储存的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
计算机程序可以包括：(i)待解析的描述性文本，诸如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)；(ii)汇编代码；(iii)由编译器从源代码生成的目标代码；(iv)由解释器执行的源代码；(v)由即时编译器编译和执行的源代码等。仅作为示例，源代码可以使用来自包括以下语言的语法来编写：C、C++、C#、Objective C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、HTML5(超文本标记语言第5版)、Ada、ASP(动态服务器网页)、PHP(PHP：超文本预处理器)、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、VisualLua、MATLAB、SIMULINK和
除非使用短语“用于…的装置”明确叙述了一个元素，或者在使用短语“用于…的操作”或“用于…的步骤”的方法权利要求的情况下，否则权利要求中列举的元件都不是35U.S.C.的第112(f)的含义下的装置加功能元件。

Claims (20)

1.一种用于车辆的进气加热系统，所述系统包括：
电开关器件，被配置为将车辆的电池选择性地连接至与车辆的进气接触的加热器线圈；以及
控制电路，被配置为
响应于来自引擎控制器的使能信号，以全电流来驱动电开关器件以将电池连接至加热器线圈；
测量表示加热器线圈的温度的加热器线圈的电阻；以及
响应于加热器线圈的温度超过期望温度值，调节电开关器件以减小从车辆的电池到加热器线圈的电流。
2.如权利要求1所述的系统，其中，控制电路被配置为通过将加热器线圈的测量电阻控制为与期望温度值相对应的目标电阻，执行加热器线圈的温度至期望温度值的闭环控制。
3.如权利要求1所述的系统，其中，控制电路被配置为通过以下步骤来测量加热器线圈的电阻：
测量通过电开关器件的电流的电流值以及电开关器件的端子处的电压值；以及
基于测量的电压值与测量的电流值的比来计算加热器线圈的电阻。
4.如权利要求3所述的系统，其中，控制电路被配置为：
在电开关器件关断时，测量电开关器件的端子处的参考电压；以及
在计算加热器线圈的电阻之前，从测量的电压值减去参考电压。
5.如权利要求1所述的系统，其中，电开关器件包括并联连接的多个晶体管。
6.如权利要求1所述的系统，其中，控制电路被配置为使用脉冲宽度调制来驱动电开关器件。
7.如权利要求1所述的系统，还包括：
温度传感器，被配置为测量控制电路和电开关器件中的至少一个处的温度，
其中，控制电路被配置为响应于测量的温度超过温度阈值而关断电开关器件。
8.如权利要求1所述的系统，还包括：
金属壳体，容纳电开关器件和控制电路，
其中，电开关器件热耦接至金属壳体，金属壳体吸收来自电开关器件的热。
9.如权利要求1所述的系统，还包括收发器，收发器被配置为(i)通过通信总线从引擎控制器接收期望温度值；以及(ii)将期望温度值提供至控制电路。
10.如权利要求9所述的系统，其中，收发器被配置为：
响应于通信总线上不活动超过预定时间段而命令控制电路进入低功率模式；以及
响应于在通信总线上接收到预定信号而命令控制电路进入操作模式，
其中，控制电路在低功率模式时比在操作模式时消耗更少的功率。
11.如权利要求1所述的系统，其中：
电池通过内部电阻表征；以及
控制电路被配置为：
当电池通过电开关器件与加热器线圈断开连接时，测量电池的第一电压；
一旦电开关器件将加热器线圈连接到电池，就测量电池的第二电压以及测量通过电开关器件的电流；以及
基于第一电压、第二电压和电流来确定内部电阻。
12.如权利要求1所述的系统，其中，控制电路被配置为在将测量电阻与对应于期望温度值的目标电阻相比较之前，从测量电阻减去连接电阻。
13.如权利要求12所述的系统，其中，控制电路被配置为通过以下步骤来估算连接电阻：
确定关注的时段内加热器线圈的电阻上升率；
基于电阻上升率来确定初始电阻偏移；以及
从测量电阻的值减去加热器线圈的预定参考电阻和初始电阻偏移，
其中，测量电阻的值在加热器线圈的初始启用的一秒内被测量。
14.如权利要求13所述的系统，其中，控制电路被配置为在减去之前，将电阻上升率按比例缩放以下比：(i)参考电流平方值与(ii)在加热器线圈的当前启用期间的累积的电流平方之比。
15.如权利要求12所述的系统，其中，控制电路被配置为：
将连接电阻与先前储存的连接电阻相比较；以及
响应于连接电阻与先前储存的连接电阻相差大于阈值而向车辆报告错误。
16.一种操作用于车辆的进气加热系统的方法，所述方法包括：
响应于来自引擎控制器的使能信号，以全电流来驱动电开关器件以将电池连接至加热器线圈；
测量表示加热器线圈的温度的加热器线圈的电阻；以及
响应于加热器线圈的温度超过期望温度值，调节电开关器件以减小从车辆的电池到加热器线圈的电流。
17.如权利要求16所述的方法，还包括：通过将加热器线圈的测量电阻控制为与期望温度值相对应的目标电阻，执行加热器线圈温度至期望温度值的闭环控制。
18.如权利要求16所述的方法，其中，测量加热器线圈的电阻包括：
测量通过电开关器件的电流的电流值以及电开关器件的端子处的电压值；以及
基于测量的电压值与测量的电流值的比来计算加热器线圈的电阻。
19.如权利要求18所述的方法，还包括：
在电开关器件关断时，测量电开关器件的端子处的参考电压；以及
在计算加热器线圈的电阻之前，从测量的电压值减去参考电压。
20.如权利要求16所述的方法，还包括：估算连接电阻；以及在将测量电阻与对应于期望温度值的目标电阻相比较之前，从测量电阻减去连接电阻，
估算连接电阻包括：
确定关注的时段内加热器线圈的电阻上升率；
基于电阻上升率来确定初始电阻偏移；
将电阻上升率按比例缩放以下比：(i)参考电流平方值与(ii)在加热器线圈的当前启用期间的累积的电流平方之比；以及
从测量电阻的值减去加热器线圈的预定参考电阻和初始电阻偏移，
其中，测量电阻的值在加热器线圈的初始启用的一秒内被测量。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11716788B2 (en) * 2020-02-18 2023-08-01 Gentherm Gmbh Heater control system based on slope of supply current
FR3128836B1 (fr) * 2021-10-28 2023-10-27 Valeo Equip Electr Moteur Dispositif de détermination de la position angulaire d’un rotor de machine électrique tournante
CN114675625A (zh) * 2022-03-21 2022-06-28 潍柴动力股份有限公司 一种控制器控制方法及装置
US11881908B1 (en) 2022-10-17 2024-01-23 Phillips & Temro Industries Inc. Intake air heating systems and methods

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060150959A1 (en) * 2003-07-28 2006-07-13 Prust Andrew J Controller for air intake heater
EP1852597A1 (en) * 2005-01-21 2007-11-07 Nagares, S.A. Module for heating the intake gases of an automotive engine, with overheat protection and/or closed-loop regulation
CN201047321Y (zh) * 2006-02-17 2008-04-16 菲利普斯&坦洛工业有限公司 进气加热系统和切换向电阻性负载施加的功率的电路
CN101313136A (zh) * 2005-11-18 2008-11-26 西港能源有限公司 直接喷射式内燃机及制造和操作该内燃机的方法
US20100094523A1 (en) * 2005-09-21 2010-04-15 Kernwein Markus Method for Operating a Group of Glow Plugs in a Diesel Engine

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3851278A (en) 1972-06-12 1974-11-26 Bell & Howell Japan Inverter circuit
JPS49120023A (zh) 1973-03-28 1974-11-16
CA1008499A (en) 1974-06-28 1977-04-12 James B. Carter Limited Interior car warmer
JPS60247030A (ja) * 1984-05-22 1985-12-06 Nippon Denso Co Ltd エンジンの制御装置
JPS61715A (ja) * 1984-06-13 1986-01-06 Nippon Denso Co Ltd 熱式空気流量検出装置
US4680964A (en) * 1985-06-18 1987-07-21 Nippondenso Co., Ltd. Heat-wire type airflow quantity measuring apparatus
US4944260A (en) 1989-06-05 1990-07-31 Cummins Electronics, Inc. Air intake heater system for internal combustion engines
US5094198A (en) 1991-04-26 1992-03-10 Cummins Electronics Company, Inc. Air intake heating method and device for internal combustion engines
JP2682348B2 (ja) * 1992-09-17 1997-11-26 株式会社日立製作所 空気流量計及び空気流量検出方法
US5347966A (en) 1993-06-25 1994-09-20 Cummins Engine Company, Inc. Speed-dependent air intake system and method for internal combustion engines
IE950365A1 (en) 1994-09-27 1996-04-03 Armstrong Charles V Power cut-off device
US5666254A (en) 1995-09-14 1997-09-09 Raychem Corporation Voltage sensing overcurrent protection circuit
US5990459A (en) 1996-10-15 1999-11-23 David + Baader - DBK System for controlling a plurality of resistive heating elements
US5922232A (en) 1997-02-26 1999-07-13 Beru Ag Self-regulating heating element
US6118239A (en) 1998-11-23 2000-09-12 Kadah; Andrew S. Speed control drive circuit for blower motor
US6084218A (en) 1999-05-25 2000-07-04 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Spa heater temperature control circuit
DE50011929D1 (de) 2000-05-23 2006-01-26 Catem Gmbh & Co Kg Elektrische Heizvorrichtung, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen
DE10026339A1 (de) 2000-05-26 2001-12-20 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zum Vorwärmen von Luft in einer zu einer Dieselbrennkraftmaschine führenden Ansaugleitung
DE10028073C2 (de) 2000-06-07 2003-04-10 Beru Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zum Aufheizen einer Glühkerze
DE10028446B4 (de) 2000-06-14 2006-03-30 Beru Ag Elektrische Zusatzheizeinrichtung
US7259945B2 (en) 2000-08-09 2007-08-21 Server Technology, Inc. Active arc-suppression circuit, system, and method of use
DE10041417A1 (de) 2000-08-23 2002-03-21 Beru Ag Elektronische Ansteuerung für Heizelemente
US6606228B1 (en) 2000-11-27 2003-08-12 Ametek, Inc. Fault detection circuit for use with a power control device
US6477047B1 (en) 2000-11-30 2002-11-05 Advanced Micro Devices, Inc. Temperature sensor mounting for accurate measurement and durability
JP2002213309A (ja) 2001-01-16 2002-07-31 Hitachi Ltd 加熱装置、エンジンの駆動方法とその装置並びに内燃機関用吸気モジュールとその部材
US7016171B2 (en) 2001-02-01 2006-03-21 Hydro-Aire, Inc. Current fault detector and circuit interrupter and packaging thereof
DE10105331A1 (de) 2001-02-05 2002-08-29 Beru Ag Kaltstartanordnung für einen PKW-Dieselmotor
DE10135880A1 (de) 2001-07-24 2003-02-13 Beru Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Aufheizung der Glühkerzen eines Dieselmotors
US6696675B2 (en) 2001-08-10 2004-02-24 Tocco, Inc. Induction heating system for internal combustion engine
DE10147074A1 (de) 2001-09-25 2003-05-08 Beru Ag Verfahren zum Betreiben einer aus mehreren Heizelementen bestehenden mehrstufigen elektrischen Heizung
DE10147675A1 (de) 2001-09-27 2003-04-30 Beru Ag Verfahren zum Aufheizen eines elektrischen Heizelementes, insbesondere einer Glühkerze für eine Brennkraftmaschine
DE10156037A1 (de) 2001-11-15 2003-06-05 Behr Hella Thermocontrol Gmbh Verfahren zur Funktionsüberwachung eines elektrischen Heizelements einer Kfz-Zusatzheizung
US6870720B2 (en) 2002-01-25 2005-03-22 Pacific Engineering Corp. Device and method for determining intermittent short circuit
DE10208103A1 (de) 2002-02-26 2003-09-11 Beru Ag Elektrische Luftheizungsvorrichtung insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE10214166A1 (de) 2002-03-28 2003-10-23 David & Baader Gmbh Heizflansch, insbesondere zum Vorwärmen von Luft in einer Ansaugleitung einer Brennkraftmaschine
US20040126286A1 (en) 2002-06-19 2004-07-01 Deruyter John C. Method and apparatus for reducing a nitrogen oxide
EP1536129B1 (en) * 2002-07-24 2007-04-25 Nagares, S.A. System for controlling the intake air temperature in diesel internal combustion engines
DE10247042B3 (de) 2002-10-09 2004-05-06 Beru Ag Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Aufheizung der Glühkerzen eines Dieselmotors
US20050099766A1 (en) 2003-03-20 2005-05-12 Fraley Peter D. Transportable mass data storage system
US7190893B2 (en) 2003-06-27 2007-03-13 Valeo Electrical Systems, Inc. Fluid heater with low porosity thermal mass
DE10332936A1 (de) 2003-07-19 2005-02-10 Daimlerchrysler Ag Steuerung einer elektrisch beheizten Vorwärmeinrichtung für den Kaltstart von Verbrennungsmotoren
US7007460B2 (en) 2003-08-11 2006-03-07 General Motors Corporation Apparatus and method for accelerated exhaust system component heating
EP1681457B2 (en) 2003-10-08 2017-04-19 Nagares, S.A. Module for heating the intake gases of an automotive engine, with integrated electronic temperature control
JP4359705B2 (ja) 2003-12-08 2009-11-04 株式会社日立製作所 発熱抵抗式流量測定装置
US20050257781A1 (en) 2004-05-19 2005-11-24 Linkenhoger Thomas E Intake air pre-heated assembly for automotive gasoline engines
US8003922B2 (en) 2006-02-17 2011-08-23 Phillips & Temro Industries Inc. Solid state switch with over-temperature and over-current protection
EP2220664B1 (en) 2007-11-05 2017-03-15 Phillips & Temro Industries Inc. Relay switching method and hybrid relay switch
US7873461B2 (en) 2008-11-17 2011-01-18 Gm Global Technology Operations, Inc. Fuel temperature estimation in a spark ignited direct injection engine
JP5396144B2 (ja) * 2009-05-14 2014-01-22 日本特殊陶業株式会社 グロープラグの通電制御装置およびグロープラグ
DE102010051758B4 (de) 2010-11-17 2020-03-19 Andreas Stihl Ag & Co. Kg Handgeführtes Arbeitsgerät mit einer Steuereinrichtung für ein elektrisches Heizelement
DE102012004526A1 (de) 2012-03-06 2013-09-12 Audi Ag Verfahren für den Betrieb einer Heizung eines Sitzes eines Kraftfahrzeugs

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060150959A1 (en) * 2003-07-28 2006-07-13 Prust Andrew J Controller for air intake heater
EP1852597A1 (en) * 2005-01-21 2007-11-07 Nagares, S.A. Module for heating the intake gases of an automotive engine, with overheat protection and/or closed-loop regulation
US20100094523A1 (en) * 2005-09-21 2010-04-15 Kernwein Markus Method for Operating a Group of Glow Plugs in a Diesel Engine
CN101313136A (zh) * 2005-11-18 2008-11-26 西港能源有限公司 直接喷射式内燃机及制造和操作该内燃机的方法
CN201047321Y (zh) * 2006-02-17 2008-04-16 菲利普斯&坦洛工业有限公司 进气加热系统和切换向电阻性负载施加的功率的电路

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