DE102007014677B4

DE102007014677B4 - Einrichtung und Verfahren zum Steuern der Stromversorgung einer Glühkerze

Info

Publication number: DE102007014677B4
Application number: DE102007014677.0A
Authority: DE
Inventors: Shunsuke Gotou; Hiroshi Ono; Masanori Ootubo
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: DE102007014677A1; US20070227488A1; US7487753B2

Abstract

Stromversorgungssteuereinrichtung (101) für eine Glühkerze (GP) einer Brennkraftmaschine, wobei vorgesehen sind: ein Nachanlassglühabschnitt (S7, SD, SE, SF) zum Steuern der Stromversorgung einer Widerstandsheizvorrichtung (2) der Glühkerze (GP) durch eine Batterie (BT) nach Anlassen der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachanlassglühabschnitt dazu ausgelegt ist, um: die Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu bewerten; und die Stromversorgung der Widerstandsheizvorrichtung (2) zu steuern, entsprechend einem ersten Steuermuster, wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl größer oder gleich einem Schwellenwertniveau ist, und entsprechend einem zweiten Steuermuster, das eine höhere Temperatur (TG) der Mantelheizvorrichtung (2) als das erste Steuermuster erzielt, wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger ist als das Schwellenwertniveau, wobei eine gleitende Standardabweichung (σa) der Brennkraftmaschinendrehzahl (N) berechnet wird und bestimmt wird, dass die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger ist als das Schwellenwertniveau, wenn die berechnete gleitende Standardabweichung (σa) größer ist als ein Schwellenwert (σth).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Steuern der Stromversorgung einer Glühkerze, die in einer Brennkraftmaschine angeordnet ist. Eine gattungsbildende Stromversorgungssteuerungseinrichtung mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 1 bzw. 7 ist aus der DE 10 2005 044 359 A1 bekannt.
Nachstehend bezeichnet der Begriff ”vorn” eine Heizvorrichtungsendseite in Bezug auf die Axialrichtung einer Glühkerze, und bezeichnet der Begriff ”hinten” eine Seite entgegengesetzt zur vorderen Seite.
Glühkerzen sind normalerweise mit Widerstandsheizvorrichtungen ausgerichtet, und bei Dieselbrennkraftmaschinen vorgesehen, um das Anlassen dieser Brennkraftmaschinen zu unterstützen. Verschiedene Stromversorgungssteuerverfahren wurden für die Glühkerzen vorgeschlagen.
Die DE 10 2005 044 359 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung der Energieversorgung von Glühkerzen bei einer Brennkraftmaschine. In diesem Dokument wird beschrieben, dass nach dem Start des Motors, wenn dieser kalt ist, die Temperatur der Glühkerze erhöht wird, bis zu einer Vorglühtemperatur und zwar für eine vorgegebene Zeit, wobei diese vorgegebene Zeit abhängig von der Anzahl der Umdrehungen des Motors ist. Nachdem die Glühkerze während des Motorbetriebs für diese vorgegebene Zeit bei einer vorgegebenen (höheren) Temperatur betrieben wurde, wird diese von der Steuereinheit in einem „gewöhnlichen Betriebszustand” versetzt. In diesem gewöhnlichen Betriebszustand wird die Glühkerze bei niedrigeren Temperaturen (im Vergleich zu dem Vorglühzustand) betrieben.
Eine weitere Vorrichtung und ein Verfahren um einen Defekt bei einer Glühkerze eines Dieselmotors zu detektieren ist aus der EP 1 350 951 A2 bekannt. In diesem Verfahren bestimmt eine Steuereinheit, ob die Glühkerze einen Defekt hat. Die Möglichkeit eines Defektes der Glühkerze wird bestimmt ohne, dass, bevor die Anwesenheit eines Defekts bestimmt wird, die Spannungsversorgung der Glühkerze zum Zwecke der Diagnose geändert wird. Wenn also die Möglichkeit eines Defekts nicht besteht wird der Prozess zur Bestimmung ob ein Defekt auftritt erst gar nicht ausgeführt.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Glühkerze, wobei die Glühkerze in Abhängigkeit der Luftzusammensetzung im Abgas gesteuert wird, ist aus der JP 09049485 A bekannt. Wenn ein bestimmter Luftfaktor λ im Abgas niedriger als ein bestimmter Wert ist, wird die Glühkerze ausgeschaltet.
Aus der JP 2004-176569 A ist ein Verfahren und eine Vorrichtung offenbart, wobei der Betrieb bzw. die Erwärmung einer Glühkerze in Abhängigkeit einer Stoppposition eines jeden Zylinders bestimmt wird.
Die japanischen Veröffentlichungen offen gelegter Patente Nr. 56-129763 und Nr. 60-67775 schlagen eine Art eines Steuerverfahrens für die Stromversorgung einer Glühkerze vor, bei welcher die Stromversorgungssteuerung zwei Steuerphasen umfasst: ”Vorglühen” und ”Nachglühen”. Die Vorglühphase wird nach Betätigung eines Schlüsselschalters durchgeführt, um eine erhebliche Energiemenge der Glühkerze zuzuführen, und die Temperatur der Widerstandsheizvorrichtung schnell innerhalb weniger Sekunden auf eine erste Solltemperatur zu erhöhen. Die erste Solltemperatur wird auf beispielsweise 1000°C eingestellt, was ausreichend hoch ist, um das Anlassen der Brennkraftmaschine zu jedem Zeitpunkt vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine zu unterstützen. Nachdem die Widerstandsheizvorrichtung die erste Solltemperatur erreicht hat, wird die Nachglühphase durchgeführt, um eine geringere Energiemenge der Glühkerze zuzuführen, und die Temperatur der Widerstandsheizvorrichtung auf einer zweiten Solltemperatur über einen vorbestimmten Zeitraum zu halten. Die zweite Solltemperatur wird auf beispielsweise 900°C eingestellt, um das Warmlaufen der Brennkraftmaschine zu fördern, Klopfen bei der Brennkraftmaschine zu verhindern, und die Entwicklung von Geräuschen und von weißem Ruß zu verhindern, und HC-Emissionen nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine zu verringern.
Bei diesem Stromversorgungssteuerverfahren kann jedoch die Widerstandsheizvorrichtungstemperatur einmal absinken, und niedriger als die zweite Solltemperatur werden, unmittelbar nach Umschaltung von der Vorglühphase auf die Nachglühphase, oder wenn mit dem Anlassen der Brennkraftmaschine während der Nachglühphase begonnen wird.
Um eine derartige Absenkung der Widerstandsheizvorrichtungstemperatur zu vermeiden, schlägt die japanische Veröffentlichung eines offen gelegten Patents Nr. 2004-232907 ein anderes Verfahren zur Steuerung der Stromversorgung einer Glühkerze vor, bei welchem die Stromversorgungssteuerung vier Steuerphasen umfasst: ”Vorglühen”, ”Erhaltungsglühen”, ”Anlassglühen” und ”Nachanlassglühen (oder Glühen nach dem Anlassen)” auf solche Weise, dass eine größere Energiemenge der Glühkerze während der Anlassglühphase als während der vorherigen Erhaltungsglühphase zugeführt wird.
Wenn die Brennkraftmaschine bei Bedingungen mit niedriger Temperatur angelassen wird, ist die Möglichkeit vorhanden, dass ein unregelmäßiger Leerlauf über längere Zeit auftritt, so dass starke Brennkraftmaschinenvibrationen und eine Instabilität der Brennkraftmaschine infolge des Auftretens von Fehlzündungen in einem oder mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine hervorgerufen werden. Dies führt zur Beeinträchtigung eines Fahrers, und zu Emissionen unverbrannter Gase.
Man könnte sich überlegen, die Widerstandsheizvorrichtungstemperatur auf einem höheren Niveau zu halten, um die Zündung zu unterstützen, Fehlzündungen zu vermeiden, und einen unregelmäßigen Leerlauf der Brennkraftmaschine zu verhindern. Allerdings nimmt die Standfestigkeit der Widerstandsheizvorrichtung ab, wenn die Widerstandsheizvorrichtungstemperatur auf einem derartigen, höheren Niveau gehalten wird.
Daher besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Einrichtung und eines Verfahrens zum Steuern der Stromversorgung einer Glühkerze, die in einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist, um eine Instabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine zu verkürzen, während die Standfestigkeit der Glühkerze (der Widerstandsheizvorrichtung) gesichert wird.
Zur Lösung der oben beschriebenen Probleme schlägt die Erfindung eine Stromversorgungssteuereinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vor. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 6 definiert. Gemäß eines nebengeordneten Aspektes der Erfindung wird eine Stromversorgungssteuereinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 7 vorgeschlagen. Gemäß eines weiteren nebengeordneten Aspektes wird ein Stromversorgungssteuerverfahren mit den Merkmalen von Anspruch 8 vorgeschlagen.
Andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden auch aus der folgenden Beschreibung deutlich.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 ein Blockdiagramm eines Glühkerzenstromversorgungssteuersystems, das mit einer Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist;
2 eine Schnittansicht einer Glühkerze, die durch das Glühkerzenstromversorgungssteuersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesteuert werden kann;
3 eine schematische Ansicht, die zeigt, wie die Glühkerze auf einem Brennkraftmaschinenzylinderblock angebracht ist;
4 ein Flussdiagramm einer Hauptstromversorgungssteuerroutine der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ein Flussdiagramm einer Startsignaleingabebearbeitungsunterroutine der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 und 7 Flussdiagramme für Tastverhältnisberechungsunterroutinen der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ein Flussdiagramm einer Standardabweichungsberechnungsunterroutine der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ein Flussdiagramm einer Anlassglühkerzensteuerunterroutine der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 ein Flussdiagramm einer Hochtemperatur-Nachanlass-Glühkerzensteuerunterroutine der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ein Flussdiagramm einer Niedertemperatur-Nachanlass-Glühkerzensteuerunterroutine der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12 ein Flussdiagramm einer Vorglüh-Steuerunterroutine der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 ein Flussdiagramm einer Erhaltungs-Glühkerzensteuerunterroutine der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
14A, 14B und 14C Diagramme, welche Änderungen der Widerstandsheizvorrichtungstemperatur, der Brennkraftmaschinendrehzahl und der Brennkraftmaschinendrehzahl-Standardabweichung bei der Glühkerzenstromversorgungssteuerung gemäß einer Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung bzw. bei der bisherigen Technik zeigen.
Die folgende, beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Glühkerzenstromversorgungssteuersystem 100 zum Steuern der Energieversorgung einer Anzahl von n Glühkerzen GP(GP1 bis GPn) einer Brennkraftmaschine, nämlich eines Dieselmotors.
Zuerst wird die Ausbildung der Glühkerzen GP(GP1 bis GPn) nachstehend erläutert.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist jede der Glühkerzen GP mit einer Mantelheizvorrichtung 2 als Widerstandsheizvorrichtung versehen, einem zylindrischen Metallmantel 3, einer Klemmenstange 13, einem O-Ring 15, einem Isolierbuchsenring 16, einem Druckring 17, und einer Mutter 19.
Die Mantelheizvorrichtung 2 weist ein Mantelrohr 11 auf, das mit einem geschlossenen vorderen Ende versehen ist, und mit mehreren Widerstandswicklungen, nämlich einer Heizwicklung 21 und einer Steuerwicklung 23, die in Reihe geschaltet sind, sowie mit einem Isoliermaterial 27. Das Mantelrohr 11 weist einen vorderen, zylindrischen Abschnitt 11a und einen hinteren, zylindrischen Abschnitt 11b auf, der einen größeren Durchmesser hat als der vordere, zylindrische Abschnitt 11a. Die Heizwicklung 21 und die Steuerwicklung 23 sind in dem vorderen, zylindrischen Abschnitt 11a des Mantelrohrs 11 angeordnet. Wie in 3 gezeigt, ist ein hinteres Ende der Heizwicklung 21 mit einem vorderen Ende der Steuerwicklung 23 verbunden, wogegen ein vorderes Ende der Heizwicklung 21 mit dem Mantelrohr 11 verbunden ist. Die Heizwicklung 21 kann aus einem Material bestehen, beispielsweise einer Fe-Cr-Legierung oder einer Ni-Cr-Legierung, das einen elektrischen spezifischen Widerstand R20 von 80 bis 200 μΩ·cm bei 20°C und einen spezifischen elektrischen Widerstand R1000 bei 1000°C aufweist, um ein Verhältnis der spezifischen Widerstände R1000/R20 von 0,8 bis 3 zu erreichen, Die Steuerwicklung 23 kann aus einem Material wie beispielsweise aus Ni, einer Co-Fe-Legierung oder einer Co-Ni-Fe-Legierung bestehen, das einen spezifischen elektrischen Widerstand R20 von 5 bis 20 μΩ·cm bei 20°C und einen spezifischen elektrischen Widerstand R1000 bei 1000°C aufweist, um ein Verhältnis der spezifischen Widerstände R1000/R20 von 6 bis 20 zu erreichen. Das Isoliermaterial 27 besteht beispielsweise aus Magnesiumoxid, das in das Mantelrohr 11 eingefüllt ist, damit Umfangsoberflächen der Wicklungen 21 und 23 gegenüber einer inneren Oberfläche des Mantelrohrs 11 isoliert sind. Die Mantelheizvorrichtung 2 ist in einem Durchgangsloch 4 in Axialrichtung des Metallmantels 3 gehaltert, wobei die Vorderseite des zylindrischen Abschnitts 11a des Mantelrohrs 11 gegenüber dem Vorderende 3b des Metallmantels 3 um eine vorbestimmte Länge vorsteht, wie dies in 2 gezeigt ist.
Die Klemmenstange 13 ist durch den hinteren, zylindrischen Abschnitt 11b des Mantelrohrs 11 eingeführt, und an dessen vorderem Ende mit einem hinteren Ende der Steuerwicklung 23 beispielsweise durch Schweißen verbunden.
Der Metallmantel 3 weist einen sechseckigen Abschnitt 9 auf, der in einem hinteren Ende 3a vorgesehen ist, zum Eingriff mit einem Glühkerzenmontagewerkzeug, beispielsweise einem Drehmomentschlüssel, und weist einen Gewindeabschnitt 7 auf, der an der Vorderseite des Werkzeugeingriffsabschnitts 9 vorgesehen ist. Das Durchgangsloch 4 des Metallmantels 3 besteht aus einem vorderen Abschnitt 4a, der sich zum Vorderende 3b des Metallmantels 4 erstreckt, einem hinteren Abschnitt 4c, der durch Punktschweißen im hinteren Ende 3a des Metallmantels 3 vorgesehen ist, und einem mittleren Abschnitt 4b, der sich zwischen dem vorderen und dem hinteren Abschnitt 4a bzw. 4c erstreckt. Der hintere, zylindrische Abschnitt 11b des Mantelrohrs 11 sitzt im Presssitz in dem vorderen Abschnitt 4a des Durchgangsloches 4 des Metallmantels 3 ein.
Der O-Ring 15 besteht aus Gummi, ist um die Klemmenstange 13 herumgepasst, und wird in den hinteren Abschnitt 4c des Durchgangslochs 4 des Metallmantels 3 gedrückt. Der Buchsenring 16 besteht beispielsweise aus Nylon, und ist ebenfalls um die Klemmenstange 3 herumgepasst, und in den hinteren Abschnitt 4c des Durchgangsloches 4 des Metallmantels 3 hineingedrückt. Weiterhin ist der Druckring 17 auf die Klemmenstange 13 aufgepasst, um zu verhindern, dass der Buchsenring 16 herunterfällt. Um die Verbindung zwischen der Klemmenstange 13 und dem Druckring 17 zu verstärken, ist der Druckring 17 auf einen gerändelten Oberflächenabschnitt 13b der Klemmenstange 13 aufgequetscht.
Die Mutter 19 ist auf einen mit einem Gewinde versehenen, hinteren Endabschnitt 13a der Klemmenstange 13 aufgeschraubt, zum Anschluss an das Glühkerzen-Stromversorgungssteuersystem 100 über ein Stromkabel.
Wie in 3 gezeigt, ist die Glühkerze GP auf einem Zylinderblock EB der Brennkraftmaschine angebracht, durch Einschrauben des Gewindeabschnitts 7 des Metallmantels 3 in ein Kerzenloch HP des Zylinderblocks EB der Brennkraftmaschine so, dass die Vorderseite des zylindrischen Abschnitts 11a des Mantelrohrs 11 in einen Brennraum CR der Brennkraftmaschine um eine vorbestimmte Länge vorsteht. Bei der vorliegenden Ausführungsform befinden sich die gesamte Heizwicklung 21 und beinahe die gesamte Steuerwicklung 23 innerhalb des Brennraums CR der Brennkraftmaschine.
Als nächstes wird nachstehend die Ausbildung des Glühkerzenstromversorgungssteuersystems 100 erläutert.
Wie in 1 gezeigt, ist das Glühkerzenstromversorgungssteuersystem 100 mit einer Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung 101 (gestrichelt dargestellt) versehen, einer Batterie BT, einem Schlüsselschalter KSW, einer Brennkraftmaschinensteuereinheit (ECU) 201, und einem Generator 211.
Die Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung 101 weist einen Abschnitt oder eine Vorrichtung zum Nachanlassglühen auf, um nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine das Steuern der Stromversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 jeder Glühkerze GP durch die Batterie BT zu steuern, auf Grundlage von Brennkraftmaschinenanlassinformation. Der Abschnitt oder die Vorrichtung zum Nachanlassglühen ist so ausgebildet, dass er die Drehzahlstabilität der Brennkraftmaschine bewertet, und die Stromversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 in Abhängigkeit von einem ersten Nachanlassglühsteuermuster steuert, um eine erste Soll-Nachanlass-Glühtemperatur von beispielsweise 900°C zu erreichen, wenn die Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau ist, und in Abhängigkeit von einem zweiten Nachanlass-Glühsteuermuster so, dass eine zweite Soll-Nachanlass-Glühtemperatur von beispielsweise 1000°C erreicht wird, die höher ist als die erste Soll-Nachanlass-Glühtemperatur, wenn die Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine niedriger ist als das vorgegebene Niveau.
Bei der vorliegenden Ausführungsform besteht die Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung 101 aus einer Hauptsteuereinheit 111, einer Anzahl n an Schaltelementen 105l bis 105n, einer Stromversorgungsschaltung 103, Schnittstellenschaltungen 104 und 106, und Klemmen 101B, 102F und 101G1 bis 101Gn, wie in 1 gezeigt.
Die Stromversorgungsschaltung 103 empfängt elektrische Energie von der Batterie BT über den Schlüsselschalter KSW und die Stromversorgungsklemme 101B, und sorgt für eine stabile Zufuhr der Betriebsspannung, um die Betriebsabläufe (Signalverarbeitung und dergleichen) der Hauptsteuereinheit 111 durchzuführen, wenn der Schlüsselschalter KSW von einem Fahrer in die Einschaltposition oder Anlassposition gedreht wird. Wenn der Schlüsselschalter KSW in die Ausschaltposition gedreht wird, wird die Stromversorgung von der Batterie BT zur Stromversorgungsschaltung 103 und der Hauptsteuereinheit 111 abgeschaltet, um den Betrieb der Hauptsteuereinheit 111 zu unterbrechen.
Die Schaltelemente 105l bis 105n sind mit Leistungs-MOSFETs (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) versehen, die beispielsweise unter der Marke ”PROFET” von Infineon Technologies AG bezogen werden können. Jeder der MOSFETs führt eine Stromerfassungsfunktion durch, um ein Stromsignal in Reaktion auf die Stärke seines Drain-Sourcestromes zu erzeugen, und das Stromsignal an die Hauptsteuereinheit 111 auszugeben. Im einzelnen weisen diese MOSFETs Drains zum Empfang der Spannung von der Batterie BT über die Batterieklemme 101F auf, Sources zum Zuführen elektrischen Stroms zu den Glühkerzen GP(GP1 bis GPn) über die Kerzenklemmen 101G1 bis 101Gn, und Gates für den Empfang von Schaltsignalen von der Hauptsteuereinheit 111 für eine Drain-Source-Stromschaltsteuerung, also für die Steuerung des Einschaltens und Ausschaltens der Stromversorgung der Glühkerzen GP in Reaktion auf die Schaltsignale.
Die Schnittstellenschaltung 104 ermöglicht eine Kommunikation zwischen der Hauptsteuereinheit 111 und dem Schlüsselschalter KSW so, dass die Hauptsteuereinheit 111 beurteilt, ob sich der Schlüsselschalter KSW in der Position Ein, der Position Anlassen, oder der Position Aus befindet, beispielsweise nach Empfang eines Anlasssignals {das anzeigt, dass sich der Schlüsselschalter KSW in der Anlassposition befindet) und dergleichen von dem Schlüsselschalter KSW.
Andererseits ermöglicht die Schnittstellenschaltung 106 eine Kommunikation zwischen der Hauptsteuereinheit 111 und der ECU 201, wenn die ECU 201 periodisch ein Erfassungssignal, welches auf die Drehzahl N der Brennkraftmaschine reagiert, von einem Brennkraftmaschinendrehzahlsensor oder einem Kurbelwinkelsensor (nicht gezeigt) empfängt, wobei die Hauptsteuereinheit 111 die Brennkraftmaschinendrehzahl N von der ECU 201 empfängt. Die Schnittstellenschaltung 106 ermöglicht weiterhin eine Kommunikation zwischen der Hauptsteuereinheit 111 und dem Generator 211 so, dass die Hauptsteuereinheit 111 ein Treibersignal von dem Generator 211 empfängt.
Die Hauptsteuereinheit 111 weist einen Mikroprozessor auf, der mit einer CPU, einem ROM und einem RAM und einem A/C-Wandler versehen ist, um die Funktion des Abschnitts oder der Vorrichtung für das Nachanlassglühen durchzuführen, obwohl dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Weiterhin liest die Hauptsteuereinheit 111 Spannungen V(V1 bis Vn), die von der Batterie BT an die Glühkerzen GP(GP1 bis GPn) angelegt werden, bestimmt die elektrischen Ströme I(I1 bis In), die zu den Glühkerzen GP(GP1 bis GPn) fließen, und überwacht die Leistung, die jeder der Glühkerzen GP zugeführt wird. In der Hauptsteuereinheit 111 werden die Glühkerzenspannungen V und die Glühkerzenströme I durch den A/C-Wandler digitalisiert, und von dem Mikroprozessor verarbeitet, wie dies nachstehend genauer erläutert wird. Nach Empfang der eingegebenen Signale von der ECU 201, dem Generator 211, dem Schlüsselschalter KSW und den Schaltelementen 105l bis 105n usw., führt die Hauptsteuerschaltung 111 eine Stromversorgungssteuerung in Abhängigkeit von einem vorher gespeicherten Programm durch, um die Stromversorgung jeder der Mantelheizvorrichtungen 2 (Glühkerzen GP) zu steuern.
Die Stromversorgungssteuerung der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung 101 wird nachstehend genauer erläutert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Stromversorgungssteuerung vier Steuerphasen: ”Vorglühen”, ”Erhaltungsglühen”, ”Anlassglühen” und ”Nachanlassglühen”.
Das Vorglühen wird durchgeführt, wenn der Schlüsselschalter KSW von der Ausschaltposition in die Einschaltposition gedreht wird. Die Energieversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 während des Vorglühens (bezeichnet als ”Vorglüh-Stromversorgung”) erfolgt so, dass die Spannung der Batterie BT direkt und ständig an die Glühkerze GP angelegt wird, so dass die Temperatur TG der Mantelheizvorrichtung 2 schnell in kurzer Zeit auf eine Soll-Vorglühtemperatur von beispielsweise 1000°C ansteigt.
Das Erhaltungsglühen wird durchgeführt, wenn die Heizvorrichtungstemperatur TG die Soll-Vorglühtemperatur erreicht. Die Stromversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 während des Erhaltungsglühens (bezeichnet als ”Erhaltungsglüh-Stromversorgung”) wird gesteuert, um einen Abfall der Heizvorrichtungstemperatur TG zu verhindern.
Das Anlassglühen wird durchgeführt, wenn der Schlüsselschalter KSW in die Anlassposition gedreht wird, um das Anlassen der Brennkraftmaschine während des Erhaltungsglühens einzuleiten. Die Stromversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 während des Anlassglühens (bezeichnet als ”Anlassglüh-Stromversorgung”) wird gesteuert, um eine höhere Energiemenge der Glühkerze GP zuzuführen, und sicher einen Abfall der Heizvorrichtungstemperatur TG zu verhindern, zur Verbesserung des Anlassverhaltens der Brennkraftmaschine.
Das Nachanlassglühen wird nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine durchgeführt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Nachanlassglühen ausgewählt zwischen einem Niedertemperatur-Nachanlassglühen und einem Hochtemperatur-Nachanlassglühen, abhängig von dem Ergebnis der Bewertung der Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine, um die Stromversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 in Abhängigkeit von entweder dem ersten Nachanlassglühsteuermuster oder dem zweiten Nachanlassglühsteuermuster zu steuern, wie voranstehend geschildert. Dieses Nachanlassglühen stellt eine höhere Stabilitat der Drehzahl der Brennkraftmaschine sicher, verhindert die Entwicklung von Geräuschen und von weißem Ruß, und verringert HC-Emissionen unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine.
Der Zeitpunkt des Einleitens des Nachanlassglühens wird in Abhängigkeit von Brennkraftmaschinenanlassinformation bestimmt. Die Brennkraftmaschinenanlassinformation kann jede Information sein, mit deren Hilfe beurteilt werden kann, ob die Brennkraftmaschine angelassen wurde oder nicht. Beispiele fur die Brennkraftmaschinenanlassinformation sind etwa, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl N ein Schwellenwertniveau Nth (beispielsweise einige hundert Umdrehungen pro Minute) überschreitet, ob der Generator 211 Energie liefert, ob die vom Generator 211 erzeugte Energie ein Schwellenwertniveau überschreitet, ob der Schlüsselschalter KSW von der Anlassposition auf die Einschaltposition gedreht wurde, und eine Kombination hieraus. Der Zeitpunkt der Einleitung des Nachanlassglühens kann beispielsweise auf eine Zeit nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine und vor dem fertigen Anlassen der Brennkraftmaschine eingestellt werden, auf eine Zeit der Fertigstellung des Anlassens der Brennkraftmaschine (wenn der Schlüsselschalter von der Anlassposition auf die Einschaltposition gedreht wird, oder ein Befehl auftritt, das Anlassen der Brennkraftmaschine zu unterbrechen) nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine, oder eine Zeit nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine und nach Fertigstellung des Anlassens der Brennkraftmaschine.
Die Bewertung der Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine erfolgt auf Grundlage von Brennkraftmaschinendrehzahlinformation. Es gibt keine spezielle Einschränkung für das Verfahren der Bewertung der Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl, soweit das Verfahren eine Echtzeitbewertung der Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl ermöglicht. Die Brennkraftmaschinendrehzahlinformation kann jede Information in Bezug auf die Brennkraftmaschinendrehzahl N sein, und kann von jeder externen Vorrichtung durch Datenkommunikation erhalten werden. Zur direkten, ordnungsgemäßen und exakten Bewertung der Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl ist es vorzuziehen, als Brennkraftmaschinendrehzahlinformation die Brennkraftmaschinendrehzahl N selbst oder den gleitenden Mittelwert der Brennkraftmaschinendrehzahl N zu verwenden. Bei der vorliegenden Ausführungsform holt sich die Steuereinheit 111 vorzugsweise die Brennkraftmaschinendrehzahlinformation von der ECU 201 zurück, zur einfachen Datenakquisition und Datenverarbeitung, da die ECU 201 eine Eingangsgröße bezüglich der Brennkraftmaschinendrehzahl N über den Sensor empfängt. Alternativ kann die Steuereinheit 111 eine Eingangsgröße bezüglich der Brennkraftmaschinendrehzahl N direkt über den Sensor empfangen.
Die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl kann beispielsweise dadurch bewertet werden, dass die Brennkraftmaschinendrehzahlinformation periodisch erhalten wird, eine Differenz ΔN zwischen den momentanen und den letzten Werten der Brennkraftmaschinendrehzahl N berechnet wird, und dann bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine stabil läuft, wenn die Differenz ΔN kleiner oder gleich einem Schwellenwert ist, über einen vorbestimmten Zeitraum, und dass die Brennkraftmaschine nicht stabil läuft, wenn die Differenz ΔN den Schwellenwert überschreitet. Allerdings besteht die Möglichkeit, dass die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl nicht ordnungsgemäß und exakt auf Grundlage der Differenz ΔN bewertet werden kann, angesichts der Tatsache, dass sich die Differenz ΔN signifikant im Verlauf der Zeit während des Andauerns eines unrunden Leerlaufs der Brennkraftmaschine ändert.
Daher ist es vorzuziehen, die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl dadurch zu bewerten, dass die Brennkraftmaschinendrehzahlinformation periodisch mehrfach erhalten wird, und eine gleitende Standardabweichung σa der Brennkraftmaschinendrehzahl N berechnet wird. Eine größere, gleitende Standardabweichung σa bedeutet, dass sich die Brennkraftmaschinendrehzahl N im Verlauf der Zeit stark ändert, also die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl niedrig ist. Der Lauf der Brennkraftmaschine wird als stabil bestimmt, wenn die gleitende Standardabweichung σa kleiner oder gleich einem Schwellenwert σth ist, und als nicht stabil, wenn die gleitende Standardabweichung σa den Schwellenwert σth überschreitet. Wenn die gleitende Standardabweichung σa auf Grundlage mehrerer Werte der Brennkraftmaschinendrehzahl N berechnet wird, tritt keine plötzliche Änderung der Standardabweichung σa in Reaktion auf eine zeitweilige Änderung der Brennkraftmaschinendrehzahl N auf. Weiterhin nimmt die gleitende Standardabweichung σa allmählich ab, wenn der Lauf der Brennkraftmaschine stabil wird, mit weniger Fehlzündungen. Die gleitende Standardabweichung σa ist daher als eine Maßnahme zur ordnungsgemäßen und exakten Bewertung der Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl geeignet.
Zur Berechnung der gleitenden Standardabweichung σa ist es wünschenswert, mehrere Ablesungen der Brennkraftmaschinendrehzahlinformation einzusetzen, die über einen Zeitraum erhalten werden, obwohl die Information zur Lesezeit in Abhängigkeit von den Zeiträumen eingestellt werden sollte, in welchen die Steuereinheit 111 die Brennkraftmaschinendrehzahlinformation liest. So kann beispielsweise die Informationslesezeit auf 0,3 bis 5 Sekunden eingestellt werden, um 30 bis 50 Ablesungen der Brennkraftmaschinendrehzahlinformation zu erhalten, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahlinformation in Zeiträumen von 10 Millisekunden gelesen wird. Falls die Informationslesezeit zu kurz ist, wird die gleitende Standardabweichung σa instabil. Wenn im Gegensatz die Informationslesezeit zu lang ist, wird es unwahrscheinlich, dass die gleitende Standardabweichung σa eine Änderung der Brennkraftmaschinendrehzahl N widerspiegelt. Dies führt zu einer Schwierigkeit in Bezug auf eine ordnungsgemäße Stromversorgungssteuerung.
Angesichts der Tatsache, dass die Brennkraftmaschinendrehzahl N schnell von einer sehr niedrigen Anlassdrehzahl zu einigen wenigen hundert Umdrehungen pro Minute vor und nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine ansteigt, und unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine instabil ist, wird angenommen, dass die gleitende Standardabweichung σa einen sehr großen Wert während des Zeitraums vor und nach Anlassen der Brennkraftmaschine annimmt. Ein derartiger großer Standardabweichungswert kann ungeeignet zur ordnungsgemäßen Bewertung der Stabilität der Brennkraftmaschine sein. Es ist daher wünschenswert, für die Berechnung der gleitenden Standardabweichung σa nicht die Ablesungen der Brennkraftmaschinendrehzahlinformation einzusetzen, die unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine erhalten wurden, genauer gesagt bis nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraums von beispielsweise einigen Sekunden (2 Sekunden bei der vorliegenden Ausführungsform) nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine.
Alternativ kann die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl dadurch bewertet werden, dass irgendein anderer Parameter erfasst wird, beispielsweise die Intensität von Brennkraftmaschinenvibrationen, die infolge eines instabilen Laufs der Brennkraftmaschine hervorgerufen werden (beispielsweise beim Auftreten von Fehlzündungen in einem oder mehreren Brennkraftmaschinenzylindern), oder eine spezielle Frequenzkomponente der Brennkraftmaschinenvibration.
Das Niedertemperatur-Nachanlassglühen wird durchgeführt, wenn nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl größer oder gleich dem vorbestimmten Niveau ist. Die Stromversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 während des Niedertemperatur-Nachanlassglühens (bezeichnet als ”Niedertemperatur-Nachanlassglühen-Stromversorgung”) wird in Abhängigkeit von dem ersten Nachanlassglühsteuermuster gesteuert, um die Temperatur TG der Mantelheizvorrichtung auf der ersten Soll-Nachanlassglühtemperatur über einen vorbestimmten Zeitraum von beispielsweise 180 Sekunden zu halten. In einem Zustand, in welchem die Brennkraftmaschine stabil läuft, kann die Glühkerze GP die Zündung unterstützen, Kopfgeräusche verhindern, und die Entwicklung von weißem Ruß, und HC-Emissionen wirksam verringern, selbst wenn die Heizvorrichtungstemperatur TG nicht so hoch ist. Die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur wird auf ein relativ niedriges Niveau eingestellt, um den Zeitraum der Hochtemperaturheizung der Mantelheizvorrichtung 2 zu verkürzen. Hierdurch wird ermöglicht, die Standfestigkeit der Glühkerze GP (Mantelheizvorrichtung 2) zu verbessern, um die Lebensdauer der Glühkerze GP zu verlängern. Das Niedertemperatur-Nachanlassglühen ist auch in der Hinsicht wirksam, einen ungewünschten Leistungsverbrauch (Energieverbrauch) zu vermeiden.
Das Hochtemperatur-Nachanlassglühen wird durchgeführt, wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine nicht das vorgegebene Niveau erreicht hat. Die Stromversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 während des Hochtemperatur-Nachanlassglühens (bezeichnet als ”Hochtemperatur-Nachlassglüh-Stromversorgung”) wird in Abhängigkeit von dem zweiten Nachanlassglühsteuermuster gesteuert, um die Heizvorrichtungstemperatur TG auf der zweiten Soll-Nachanlassglühtemperatur zu halten, bis die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl das vorbestimmte Niveau erreicht hat. Wie voranstehend erwähnt, ist die zweite Soll-Nachanlassglühtemperatur höher eingestellt als die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur. Die Heizvorrichtungstemperatur TG steigt auf ein insoweit höheres Niveau an, um das Warmlaufen der Brennkraftmaschine zu fördern, und die Zündung sicher zu unterstützen, und die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl selbst in einem Fall zu erhöhen, in welchem Zeit benötigt wird, um die Brennkraftmaschinendrehzahl zu stabilisieren, infolge des Auftretens von Fehlzündungen (rauer Leerlauf) während eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine. Hierdurch wird ermöglicht, unangenehme Brennkraftmaschinenvibrationen und Geräusche schnell zu unterdrücken, und Emissionen unverbrannter Gase zu verhindern.
Es gibt keine spezielle Einschränkung in Bezug auf das Verfahren zum Steuern der Erhaltungsglühstromversorgung, der Anlassglühstromversorgung und der Nachanlassglühstromversorgung, soweit das Verfahren ermöglicht, dass die Heizvorrichtungstemperatur TG ordnungsgemäß gesteuert wird. Zur einfachen und exakten Steuerung der Erhaltungsglühstromversorgung, der Anlassglühstromversorgung und der Nachanlassglühstromversorgung ist es vorzuziehen, eine Steuerung mittels PWM (Impulsbreitenmodulation) der Glühkerzenspannung V durchzuführen. Die PWM-Steuerung (oder Regelung) weist den Vorteil auf, dass die Energiemenge, die der Glühkerze GP zugeführt wird, einfach und exakt in Abhängigkeit von einem Tastverhältnis der Impulssignalform der Glühkerzensteuerung V gesteuert werden kann. In diesem Fall werden die Tastverhältnisse Da1 und Da2 für die PWM-Steuerung während des Niedertemperatur-Nachanlassglühens und des Hochtemperatur-Nachanlassglühens so festgelegt, dass die Beziehung Da1 < Da2 erfüllt ist, damit die Heizvorrichtungstemperatur TG höher bei dem Hochtemperatur-Nachanlassglühen eingestellt werden kann als bei dem Niedertemperatur-Nachanlassglühen. Um eine größere Energiemenge während des Anlassglühens als beim Erhaltungsglühen zuzuführen, und um eine Absenkung der Heizvorrichtungstemperatur TG nach dem Umschalten von dem Erhaltungsglühen auf das Anlassglühen zu vermeiden, werden die Tastverhältnisse Dh und Dk für die PWM-Steuerung während des Erhaltungsglühens und des Anlassglühens so festgelegt, dass die Beziehung Dh < Dk gilt, unter der Annahme, dass die Glühkerzenspannung V in diesen Glühphasen denselben Wert aufweist.
Während des Niedertemperatur-Nachanlassglühens besteht die Möglichkeit, dass die Heizvorrichtungstemperatur TG infolge äußerer Einflüsse absinken kann, beispielsweise Kraftstoffeinspritzung und Drall, so dass es erforderlich ist, die Mantelheizvorrichtung 2 stabil zu erwärmen, um eine derartige Abnahme der Heizvorrichtungstemperatur TG auszugleichen. Weiterhin befindet sich die Mantelheizvorrichtung 2 in einem stabilen Zustand, in welchem der Widerstandswert R der Mantelheizvorrichtung 2 mit der Heizvorrichtungstemperatur TG während dem Nachanlassglühen korreliert ist. Die Heizvorrichtungstemperatur TG kann daher exakter dadurch gesteuert werden, dass die PWM-Tastverhältnisse Da1 und Da2 auf Grundlage des Widerstands R der Mantelheizvorrichtung 2 bestimmt werden. Weiterhin kann die Heizvorrichtungstemperatur TG durch eine einfache Anordnung gesteuert werden, wenn die PWM-Tastverhältnisse Da1 und Da2 in Abhängigkeit von jedem Wert des Heizvorrichtungswiderstandes R vorher eingestellt werden.
Einzelheiten der Verarbeitung in Bezug auf die Stromversorgungssteuerung der Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung 101 werden unter Bezugnahme auf die 4 bis 13 erläutert.
Wie in 4 gezeigt, führt die Steuereinheit 111 zuerst eine Initialisierung im Schritt S1 durch, um eine gesamte Leistung Gw der Glühkerze GP auf Null zu setzen (Gw = 0), eine Vorglühausführungsflag (welche die Ausführung des Vorglühens anzeigt) einzustellen, und löscht eine Vorglühbeendigungsflag (welche die Beendigung des Vorglühens anzeigt), eine Anlasssignaleingabeflag (welche den Empfang des Anlasssignals anzeigt), eine Nachanlassglühausführungsflag (welche die Ausführung des Nachanlassgluhens anzeigt), und eine Brennkraftmaschineanlassflag (welche das Anlassen der Brennkraftmaschine anzeigt).
Als nächstes liest die Steuereinheit 111 die Spannung V und den Strom I, die an jede Glühkerze GP angelegt werden, und bestimmt einen momentanen Widerstandswert R der Mantelheizvorrichtung 2 auf Grundlage dieser Werte V und I im Schritt S2.
Im Schritt S3 führt die Steuereinheit 111 eine Anlasssignaleingabeverarbeitung durch, die in 5 gezeigt ist.
Bei der Anlasssignaleingabeverarbeitung überprüft die Steuereinheit 111 im Schritt S31, ob das Vorglühen fertig gestellt wurde, und das Nachanlassglühen noch nicht ausgeführt wurde, also ob die Vorglühbeendigungsflag gesetzt ist, und die Nachanlassglühausführungsflag gelöscht ist. Bei Ja im Schritt S31 geht die Steuerung zum Schritt S32 über. Bei Nein im Schritt S31 kehrt die Steuerung zur Hauptsteuerroutine zurück.
Im Schritt S32 liest die Steuereinheit 111 das Anlasssignal von dem Schlüsselschalter KSW über die Schnittstellenschaltung 104 in festgelegten Zeiträumen aus.
Im Schritt S33 prüft die Steuereinheit 111, ob eine durchgehende Eingabe des Anlassersignals über 0,1 Sekunden (8 aufeinanderfolgende Signalperioden) vorhanden ist, um eine fehlerhafte Lesung des Anlasseingangssignals infolge von Rauschen und dergleichen zu vermeiden. Bei Ja im Schritt S33 geht die Steuerung zum Schritt S34 über. Bei Nein im Schritt S33 geht die Steuerung zum Schritt S35 über.
Im Schritt S34 setzt die Steuereinheit 111 die Anlasssignaleingabeflag nach Beurteilung, dass der Schlüsselschalter KSW in die Anlassposition gedreht wurde.
Im Schritt S35 prüft die Steuereinheit 111, ob keine durchgehende Eingabe des Anlasssignals über 0,1 Sekunden (8 aufeinanderfolgende Signalperioden) vorhanden ist. Bei Ja im Schritt S35 geht die Steuerung zum Schritt S36 über. Bei Nein im Schritt S35 kehrt die Steuerung zur Hauptsteuerroutine zurück.
Im Schritt S36 löscht die Steuereinheit 111 die Anlasssignaleingabeflag, nach Beurteilung, dass sich der Schlüsselschalter KSW nicht in der Anlassposition befindet. Die Steuerung, kehrt zu der Hauptsteuerroutine zurück.
In der Hauptsteuerroutine berechnet die Steuereinheit 111 im Schritt S4 die Tastverhältnisse Dh und Dk für die PWM-Steuerung während des Erhaltungsglühens und des Anlassglühens.
Hierbei ist es wünschenswert, dass die Steuereinheit 111 Tabellen speichert, welche die Korrelationen der Tastverhaltnisse Dh und DK bezüglich der Glühkerzenspannung V festlegen, und die Tastverhältnisse Dh und Dk in Bezug auf die Tabelle bestimmt, obwohl die Tastverhältnisse Dh und Dk alternativ in Abhängigkeit von Berechnungsgleichungen bei jeder Ausführung des Schrittes S4 bestimmt werden können. In diesem Fall werden die Tabellen oder Berechnungsgleichungen auf solche Weise eingestellt, dass das Tastverhältnis Dk größer ist als das Tastverhältnis Dh, unter der Annahme, dass die Glühkerzenspannung V denselben Wert während des Erhaltungsglühens und des Anlassglühens aufweist, wie voranstehend geschildert, damit eine höhere Leistung während des Anlassglühens als bei dem Erhaltungsglühen geliefert wird, um eine Verringerung der Mantelheizvorrichtungstemperatur TG nach Umschaltung von dem Erhaltungsglühen auf das Anlassglühen zu vermeiden.
Im Schritt S5 führt die Steuereinheit 111 eine Berechnung des Tastverhältnisses Da1 zur PWM-Steuerung während des Niedertemperatur-Nachanlassglühens durch, wie in 6 gezeigt. Bei dieser Berechnung des PWM-Tastverhältnisses berechnet die Steuereinheit 111 im Schritt S51 einen momentanen, aktuellen Widerstandswert R der Mantelheizvorrichtung 2, einen Sollwiderstand Rt1 der Mantelheizvorrichtung 2 bei der ersten Soll-Nachanlass-Glühtemperatur, und eine Abweichung ΔR1 zwischen dem aktuellen Heizvorrichtungswiderstand R und dem Soll-Heizvorrichtungswiderstand Rt1 (ΔR1 = Rt1 – R).
Im Schritt S52 berechnet die Steuereinheit 111 eine effektive Steuerspannung Vc gemäß folgender Gleichung: Vc = K0 + K1ΔR1 + K2∫ΔR1dt wobei sowohl K0, K1 und K2 eine Konstante sind, die großer ist als Null (K0, K1, K2 > 0).
Im Schritt S53 berechnet die Steuereinheit 111 das Tastverhältnis Da1 gemäß folgender Gleichung: Da1 = Vc²/Vb² wobei Vb die Glühkerzenspannung ist, die im Schritt S2 gelesen wurde. Danach kehrt die Steuerung zur Hauptsteuerroutine zurück.
Im Schritt S6 führt die Steuereinheit 111 eine Berechnung des Tastverhältnisses Da2 zur PWM-Steuerung während des Hochtemperatur-Nachanlassglühens durch, wie dies in 7 gezeigt ist.
Bei dieser Berechnung des PWM-Tastverhältnisses berechnet die Steuereinheit 111 im Schritt S61 einen momentanen, aktuellen Widerstand R der Mantelheizvorrichtung 2, einen Sollwiderstand Rt2 der Mantelheizvorrichtung 2 bei der zweiten Soll-Nachanlassglühtemperatur, und eine Abweichung ΔR2 zwischen dem aktuellen Heizvorrichtungswiderstand R und dem Soll-Heizvorrichtungswiderstand Rt2 (ΔR2 = Rt2 – R).
Im Schritt S62 berechnet die Steuereinheit 111 eine effektive Steuerspannung Vc gemäß folgender Gleichung: Vd = K3 + K4ΔR2 + K5∫ΔR2dt wobei sowohl K3, K4 als auch K5 eine Konstante sind, die größer ist als Null (K3, K4, K5 > 0).
Im Schritt S63 berechnet die Steuereinheit 11 das Tastverhaltnis Da2 gemäß folgender Gleichung: Da2 = Vd²/Vb² wobei Vb die Glühkerzenspannung ist, die im Schritt S2 gelesen wurde. Danach kehrt die Steuerung zur Hauptsteuerroutine zurück.
Im Schritt S7 führt die Steuereinheit 111 eine Berechnung der gleitenden Standardabweichung σa der Brennkraftmaschinendrehzahl N durch, wie in 8 gezeigt ist.
Bei der Berechnung der Standardabweichung erhält die Steuereinheit 111 im Schritt S71 eine momentane Ablesung der Brennkraftmaschinendrehzahl N von der ECU 201 über die Schnittstellenschaltung 106.
Im Schritt S72 prüft die Steuereinheit 111, ob die Brennkraftmaschine angelassen wurde, also ob die Brennkraftmaschinenanlassflag gesetzt ist. Bei Ja im Schritt S72 geht die Steuerung zum Schritt S73 über. Bei Nein im Schritt S72 überspringt die Steuerung den Schritt S73, und geht zum Schritt S74 über.
Im Schritt S73 startet die Steuereinheit 111 einen Zeitgeber, danach geht die Steuerung zum Schritt S74 über.
Im Schritt S74 beurteilt die Steuereinheit 111, ob der Zeitgeber 2 Sekunden oder mehr gezählt hat. Bei Ja im Schritt S74 geht die Steuerung zum Schritt S75 über. Bei Nein im Schritt S74 überspringt die Steuerung den Schritt S75, und geht zum Schritt S76 über.
Im Schritt S75 speichert die Steuereinheit 111 die momentane Ablesung der Brennkraftmaschinendrehzahl N.
Im Schritt S76 beurteilt die Steuereinheit 111, ob 50 gespeicherte Ablesungen der Brennkraftmaschinendrehzahl N vorhanden sind. Bei Ja im Schritt S76 geht die Steuerung zum Schritt S77 über. Bei Nein im Schritt S76 überspringt die Steuereinheit 111 die Schritte S77 und S78, und kehrt zur Hauptsteuerroutine zurück.
Der Grund dafür, dass die Steuereinheit 111 50 Ablesungen der Brennkraftmaschinendrehzahl N speichert, die nach dem Verlauf von 2 Sekunden seit dem Anlassen der Brennkraftmaschine (beurteilt im Schritt S92, wie nachstehend geschildert) erhalten wurden, und nicht irgendwelche Ablesungen der Brennkraftmaschinen N speichert, die vor dem Ablauf von 2 Sekunden seit dem Anlassen der Brennkraftmaschine erhalten wurden, liegt daran, um zu bestimmen, ob die Brennkraftmaschine bereit für die Bewertung der Stabilität der Drehzahl ist, und um ein geeignetes und wirksames Standardabweichungsberechnungsergebnis für die Bewertung der Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl zu erhalten, wie voranstehend erläutert.
Im Schritt S77 berechnet die Steuereinheit 111 die gleitende Standardabweichung σa der Brennkraftmaschinendrehzahl N entsprechend folgenden Gleichungen: σa = √((N0 – DA)² + (N1 – DA)² + ... + (N49 – DA)²}/50; und DA = (N0 + N1 + ... + N49)/50 wobei DA der gleitende Mittelwert der Brennkraftmaschinendrehzahl N ist; N0 der jüngste Wert der Brennkraftmaschinendrehzahl N ist; und Nn der n-te vorherige Wert der Brennkraftmaschinendrehzahl N ist (n = 1 bis 49).
Im Schritt S78 löscht hierbei die Steuereinheit 111 die älteste der 50 gespeicherten Ablesungen der Brennkraftmaschinendrehzahl N, um eine neue Ablesung der Brennkraftmaschinendrehzahl N in dem nächsten Zyklus der Standardabweichungs-Berechnungsunterroutine zu speichern. Die Steuerung kehrt zu der Hauptsteuerroutine zurück.
In der Hauptsteuerroutine überprüft die Steuereinheit 111 im Schritt S8, ob die Brennkraftmaschine angelassen wird, also ob die Anlasssignaleingabeflag gesetzt ist. Bei Ja im Schritt S8 geht die Steuerung zum Schritt S9 über. Bei Nein im Schritt S8 geht die Steuerung zum Schritt SB über.
Im Schritt S9 steuert die Steuereinheit 111 die Anlassglühstromversorgung, wie in 9 gezeigt ist.
Bei der Anlassglühsteuerung schaltet die Steuereinheit 111 die Anlassglühstromversorgung im Schritt S91 ein, um eine PWM-Steuerung unter Verwendung des im Schritt S4 berechneten Tastverhältnisses Dk durchzuführen.
Im Schritt S92 liest die Steuereinheit 111 die Brennkraftmaschinendrehzahl N aus der ECU 201 aus, und überprüft, ob die Brennkraftmaschinendrehzahl N größer oder gleich dem Schwellenwertniveau Nth ist (Nth = 800 Umdrehungen pro Minute bei der vorliegenden Ausführungsform). Bei Ja im Schritt S92 geht die Steuerung zum Schritt S93 über. Bei Nein im Schritt S93 überspringt die Steuerung den Schritt S93, und geht zum Schritt Sa in der Hauptsteuerroutine über.
Im Schritt S93 stellt die Steuereinheit 111 die Brennkraftmaschinenanlassflag ein, nachdem sie beurteilt hat, dass die Brennkraftmaschine angelassen wurde. Danach geht die Steuerung zum Schritt SA in der Hauptsteuerroutine über.
Wenn im Schritt S8 beurteilt wird, dass kein Anlassen der Brennkraftmaschine erfolgt (Nein im Schritt S8), empfängt die Steuereinheit 111 das Ausgangssignal des Generators 211, und überprüft, ob der Generator 211 in Gang gesetzt wurde. Bei Ja im Schritt SB geht die Steuerung zum Schritt SC über. Bei Nein im Schritt SB geht die Steuerung zum Schritt SG über.
Im Schritt SC überprüft die Steuereinheit 111, ob die gleitende Standardabweichung σa der Brennkraftmaschinendrehzahl N berechnet wurde. Wie voranstehend erläutert, kann angenommen werden, dass die Brennkraftmaschine zur Bewertung der Stabilität der Drehzahl bereit ist, wenn die gleitende Standardabweichung σa der Brennkraftmaschinendrehzahl N berechnet wurde. Bei Ja im Schritt SC geht die Steuerung zum Schritt SD über. Bei Nein im Schritt SC überspringt die Steuerung den Schritt SD, und geht zum Schritt SE über.
Im Schritt SD überprüft die Steuereinheit 111, ob die gleitende Standardabweichung σa der Brennkraftmaschinendrehzahl N größer ist als der Schwellenwert σth. Bei Ja im Schritt SD (σa ≥ σth) geht die Steuerung zum Schritt SE über. Bei Nein im Schritt SD (σa ≤ σth) geht die Steuerung zum Schritt SF über.
Im Schritt SE steuert die Steuereinheit 111 die Hochtemperatur-Nachanlass-Glühstromversorgung, wie in 10 gezeigt, nach Beurteilung, dass die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl relativ gering ist, infolge eines rauen Leerlaufs, mit Auftreten von Fehlzündungen in einem oder mehreren Zylindern der Brennkraftmaschine.
Bei der Hochtemperatur-Nachanlass-Glühsteuerung überprüft die Steuereinheit 111 im Schritt SE1, ob eine vorbestimmte Hochtemperatur-Andauerzeit von beispielsweise 160 Sekunden verstrichen ist, nach dem Beginn der Hochtemperatur-Nachanlass-Glühstromversorgung. Bei Nein im Schritt SE1 geht die Steuerung zum Schritt SE2 über. Bei Ja im Schritt SE1 geht die Steuerung zum Schritt SE3 über.
Im Schritt SE2 schaltet die Steuereinheit 111 die Hochtemperatur-Nachanlass-Glühstromversorgung ein, um eine PWM-Steuerung durchzuführen, unter Verwendung des im Schritt S6 berechneten Tastverhältnisses Da2, und stellt die Nachanlass-Glühausführungsflag ein. Die Steuerung kehrt zur Hauptsteuerroutine zurück.
Wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine gering ist, oder wenn nur eine kurze Zeit (beispielsweise 2,6 Sekunden oder weniger) nach Anlassen der Brennkraftmaschine verstrichen ist, wird die Heizvorrichtungstemperatur TG auf der relativ hohen, zweiten Soll-Nachanlass-Glühtemperatur bei der Hochtemperatur-Nachanlass-Glühstromversorgung gehalten. Die Mantelheizvorrichtung 2 kann daher die Zündung unterstützen, und Fehlzündungen verhindern, selbst in jenem Fall, in welchem ein ungleichmäßiger Leerlauf infolge von Fehlzündungen beim Kaltstart der Brennkraftmaschine auftritt. Hierdurch wird ermöglicht, die Brennkraftmaschinendrehzahl früh zu stabilisieren, Brennkraftmaschinenvibrationen zu verhindern, und Geräusche und Emissionen von unverbranntem Gas zu verhindern. Weiterhin ermöglicht die frühe Stabilisierung der Brennkraftmaschinendrehzahl eine frühe Konvergenz der gleitenden Standardabweichung σa, so dass die Stromversorgungssteuerung das Hochtemperatur-Nachanlassglühen (Schritt SE) weglässt, und das Niedertemperatur-Nachanlassglühen (Schritt SF) durchfuhrt, direkt nach Beurteilung von σa ≤ σth.
Nach dem Ablauf der Hochtemperatur-Andauerzeit (Ja im Schritt SE1) schaltet die Steuereinheit 111 die Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung ab, und löscht die Nachanlassglühausführungsflag im Schritt SE3. Die Steuerung kehrt zu der Hauptsteuerroutine zurück.
Wenn die gleitende Standardabweichung σa nicht ausreichend klein wird, selbst nach Ablauf der Hochtemperatur-Andauerzeit, wird das Hochtemperatur-Nachanlassglühen zu einem geeigneten Zeitpunkt unterbrochen, um zu verhindern, dass die Betriebslebensdauer der Glühkerze GP durch Hochtemperaturerwärmung der Mantelheizvorrichtung 2 verkürzt wird.
Im Schritt SF steuert die Steuereinheit 111 die Niedertemperatur-Nachanlass-Glühstromversorgung, wie in 11 gezeigt, nach Beurteilung, dass die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl relativ hoch ist, mit ordnungsgemaßer Zündung in jedem Brennkraftmaschinenzylinder.
Während der Niedertemperatur-Nachanlass-Glühsteuerung überprüft die Steuereinheit 111 im Schritt SF1, ob eine vorbestimmte Nachanlass-Glühzeit (beispielsweise 180 Sekunden) nach Einleitung der Nachanlass-Glühstromversorgung im Schritt SE oder SF verstrichen ist. Bei Nein im Schritt SF1 geht die Steuerung zum Schritt SF2 über. Bei Ja im Schritt SF1 geht die Steuerung zum Schritt SF3 über.
Im Schritt SF2 schaltet die Steuereinheit 111 die Niedertemperatur-Nachanlass-Glühstromversorgung ein, um die PWM-Steuerung durchzuführen, welche das Tastverhältnis Da1 verwendet, das im Schritt S5 berechnet wurde, stellt die Nachanlass-Glühausführungsflag ein, und kehrt dann zur Hauptsteuerroutine zurück.
Wenn die Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine hoch ist, wird die Heizvorrichtungstemperatur TG auf der gemäßigt hohen, ersten Soll-Nachanlass-Glühtemperatur bei der Niedertemperatur-Nachanlass-Glühstromversorgung gehalten. Die Mantelheizvorrichtung 2 kann daher die Zündung unterstützen, und Fehlzündungen verhindern, zum Zwecke der Emission reiner Abgase.
Im Schritt SF3 schaltet die Steuereinheit 111 die Niedertemperatur-Nachanlass-Glühstromversorgung aus, und löscht die Nachanlass-Glühausführungsflag. Die Steuerung kehrt zur Hauptsteuerroutine zurück.
Nach dem Ablauf der vorbestimmten Nachanlass-Glühzeit kann beurteilt werden, dass es nicht erforderlich ist, dass die Mantelheizvorrichtung 2 (die Glühkerze GP) die Zündung und die Verbrennung unterstützt. Aus diesem Grund wird das Nachanlassglühen zu einem geeigneten Zeitpunkt unterbrochen, um einen niedrigen Energieverbrauch zu erreichen, und um zu verhindern, dass die Lebensdauer der Glühkerze GP durch Hochtemperaturerwärmung der Mantelheizvorrichtung 2 verkürzt wird.
Wenn im Schritt SB festgestellt wird, dass der Generator 211 noch nicht in Betrieb gesetzt wurde (Nein im Schritt SB), setzt die Steuereinheit 111 die Vorglühstromversorgung fort, wie in 12 gezeigt.
Bei der Vorglühsteuerung überprüft die Steuereinheit 111 im Schritt SG1, ob das Vorglühen durchgeführt wird, also ob die Vorglühausführungsflag gesetzt ist. Bei Ja im Schritt SG1 geht die Steuerung zum Schritt SG2 über. Bei Nein im Schritt SG1 kehrt die Steuerung zur Hauptsteuerroutine zurück.
Im Schritt SG2 berechnet die Steuereinheit 111 auf Grundlage der Spannung V und des Stroms I der Glühkerze, die im Schritt S2 gelesen wurden, die Energiemenge Gw1, welche der Glühkerze GP zwischen dem letzten und dem momentanen Zyklus der Vorglühsteuerunterroutine zugeführt wurde.
Im Schritt SG3 inkrementiert die Steuereinheit 111 die gesamte, angesammelte Leistung Gw der Glühkerze GP um die berechnete Leistungsmenge Gw1.
Im Schritt SG4 überprüft die Steuereinheit 111, ob die gesamte angesammelte Leistung Gw der Glühkerze GP größer oder gleich einem Sollleistungswert Gwt entsprechend der Soll-Vorglühtemperatur wird. Bei Nein im Schritt SG4 geht die Steuerung zum Schritt SG6 über. Bei Ja im Schritt SG4 geht die Steuerung zum Schritt SG5 über.
Im Schritt SG5 schaltet die Steuereinheit 111 die Vorglühstromversorgung ab, löscht die Vorglühausführungsflag, und stellt die Vorglüh-Fertigstellungsflag ein. Die Steuerung kehrt zur Hauptsteuerroutine zurück.
Im Schritt SG6 schaltet die Steuereinheit 111 die Vorglühstromversorgung ein, um ein dauerndes Anlegen der Batteriespannung an die Glühkerze GP zu ermöglichen. Danach kehrt die Steuerung zur Hauptsteuerroutine zurück.
Im Schritt SA steuert die Steuereinheit 111 die Erhaltungs-Glühstromversorgung, wie dies in 13 gezeigt ist.
Bei der Erhaltungs-Glühsteuerung prüft die Steuereinheit 111 im Schritt SA1, ob die Brennkraftmaschine angelassen wird, oder ob das Nachanlassglühen durchgeführt wurde, also ob entweder die Anlasssignaleingabeflag oder die Nachanlassglühausführungsflag gesetzt ist. Bei Ja im Schritt SA1 geht die Steuerung zum Schritt SA7 über. Bei Nein im Schritt SA1 geht die Steuerung zum Schritt SA2 über.
Im Schritt SA2 prüft die Steuereinheit 111, ob eine vorbestimmte Erhaltungsglühzeit nach Einleitung der Erhaltungs-Glühstromversorgung abgelaufen ist. Bei Ja im Schritt SA2 geht die Steuerung zum Schritt SA6 über. Bei Nein im Schritt SA2 geht die Steuerung zum Schritt SA3 über.
Im Schritt SA3 prüft die Steuereinheit 111, ob das Vorglühen fertig gestellt wurde, also ob die Vorglühbeendigungsflag gesetzt ist. Bei Ja im Schritt SA3 geht die Steuerung zum Schritt SA4 über. Bei Nein im Schritt SA3 geht die Steuerung zum Schritt SA5 über.
Im Schritt SA4 schaltet die Steuereinheit 111 die Erhaltungs-Glühstromversorgung ein, um eine PWM-Steuerung durchzuführen, unter Verwendung des im Schritt S4 berechneten Tastverhaltnisses Dh.
In den Schritten SA5, SA6 und SA7 schaltet die Steuereinheit 111 die Erhaltungs-Glühstromversorgung ab. Die Steuerung kehrt zur Hauptsteuerroutine zurück.
In der Hauptsteuerroutine beurteilt die Steuereinheit 111 schließlich im Schritt SH, ob ein Steuerzykluszeitraum (12,5 Millisekunden bei der vorliegenden Ausführungsform) abgelaufen ist. Bei Ja im Schritt SH kehrt die Steuerung zum Schritt S2 zurück. Bei Nein im Schritt SH wiederholt die Steuereinheit 111 den Schritt SH, bis zum Ablaufen eines Steuerzykluszeitraums.
Die Auswirkungen der voranstehend geschilderten Stromversorgungssteuerung des Glühkerzen-Stromversorgungssteuersystems 100 werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 14A bis 14C erläutert. Es wird nunmehr angenommen, dass die Glühkerze GP bei einer existierenden Vierzylinderbrennkraftmaschine (Hubraum 2,5 l) angebracht ist, und in einer Niedertemperaturumgebung von zum Beispiel –40°C, –20°C; bei der vorliegenden Ausführungsform, –20°C betrieben wird. In den 14A bis 14C sind Parameteränderungen bei der Stromversorgungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. bei der Stromversorgungssteuerung nach der bisherigen Technik mit durchgezogenen Linien bzw. gestrichelten Linien dargestellt.
Wenn der Schlüsselschalter KSW von einem Fahrer von der Ausschaltposition auf die Einschaltposition gedreht wird, wird die Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung 101 betätigt, so dass die Hauptsteuereinheit 111 die Stromversorgungssteuerung gemäß dem vorher gespeicherten Steuerprogramm initialisiert.
Die Steuereinheit 111 führt zuerst eine Initialisierung im Schritt S1 durch.
Obwohl die Steuerung vom Schritt S1 zum Schritt S2 weitergeht, bestimmt die Steuereinheit 111 im Schritt S2 nicht die Glühkerzenspannung V, den Glühkerzenstrom I und den Heizvorrichtungswiderstand R, aus dem Grund, dass zu diesem Zeitpunkt die Glühkerze GP immer noch abgeschaltet ist.
Die Steuerung geht dann zum Schritt S3 über, um mit der Anlasssignaleingabeverarbeitungsunterroutine zu beginnen, und verlasst dann bald die Anlasssignaleingabeverarbeitungsunterroutine auf Grundlage der Beurteilung im Schritt S31. Die Steuerung geht dann zum Schritt S4 über.
Im Schritt S4 berechnet die Steuereinheit 111 die Tastverhältnisse Dh und Dk.
Die Steuerung geht dann zu den Schritten S5 und S6 über, jedoch kann die Steuereinheit 111 die Tastverhältnisse Da1 und Da2 nicht exakt in den Schritten S5 und S6 berechnen, aus dem Grund, dass der Heizvorrichtungswiderstand R im Schritt S2 nicht bestimmt wurde.
Die Steuerung geht zum Schritt S7 über, um mit der Standardabweichungsberechnungsunterroutine zu beginnen, jedoch berechnet die Steuereinheit 111 auch nicht die gleitende Standardabweichung σa auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten S72, S74 und S76. Die Steuerung kehrt vom Schritt S76 zur Hauptsteuerroutine zurück.
Zu diesem Zeitpunkt erfolgt kein Anlassvorgang bei der Brennkraftmaschine, und ist der Generator 211 nicht im Betrieb. Auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten S6 und SB geht die Steuerung zum Schritt SG über, um mit der Vorglühsteuerunterroutine zu beginnen, so dass die Steuereinheit 111 die Vorglühstromversorgung über die Schritte SG1, SG2, SG3, SG4 und SG6 einleitet.
Danach geht die Steuerung zum Schritt SA über, um mit der Erhaltungsglühsteuerunterroutine zu beginnen. Die Steuereinheit 111 hält die Erhaltungsglühstromversorgung im Schritt SA5 abgeschaltet, auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten SA1, SA2 und SA3. Die Steuerung kehrt dann vom Schritt SA5 zur Hauptsteuerroutine zurück, und geht zu den Schritten S2 bis SH zurück.
Während des Zeitraums zwischen dem Zeitpunkt t0 und dem Zeitpunkt t1 setzt die Steuereinheit 111 die Vorglühstromversorgung fort, durch die wiederholten Zyklen der Schritte S2, S3 (S31), S4, S5, S6, S7 (S71, S72, S74, S76), S8, SB, SG (SG1, SG2, SG3, SG4, SG6), SA (SA1, SA2, SA3, SA5) und SH, bis die gesamte angesammelte Leistung Gw der Glühkerze GP größer oder gleich dem Sollleistungswert Gwt wird. Die Tastverhältnisse Dh, Dk, Da1 und Da2 können im Schritt S4, S5 und S6 nach Einleitung des Vorglühens berechnet werden, werden jedoch nicht während des Vorglühens verwendet.
Die Vorglühstromversorgung wird durch ständiges Anlegen der Spannung von der Batterie BT durchgeführt. Die Heizvorrichtungstemperatur TG steigt linear und geradlinig auf 1000°C (die Soll-Vorglühtemperatur) während des Vorglühens an, wie in 14A gezeigt.
Nach Beurteilung im Schritt SG4, dass die gesamte angesammelte Leistung Gw der Glühkerze GP größer oder gleich dem Sollleistungsbetrag Gwt wird, schaltet die Steuereinheit 111 die Vorglühstromversorgung ab, löscht die Vorglüh-Ausführungsflag, und stellt die Vorglüh-Beendigungsflag ein, im Schritt SG5.
Die Steuerung geht dann zum Schritt SA über, um mit der Erhaltungsglühsteuerunterroutine zu beginnen. Die Steuereinheit 111 schaltet die Erhaltungsglühstromversorgung im Schritt SA4 ein, auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten SA1, SA2 und SA3. Hierdurch schaltet die Stromversorgungssteuerung von der Vorglühphase auf die Erhaltungsglühphase zum Zeitpunkt t1 um. Danach kehrt die Steuerung zur Hauptsteuerroutine zurück, und geht zurück zu den Schritten S2 bis SH.
Im Schritt S2 bestimmt die Steuereinheit 111 die Glühkerzenspannung V, den Glühkerzenstrom I, und den Heizvorrichtungswiderstand R.
Die Steuerung geht dann zum Schritt S3 über, um mit der Anlasssignaleingabeverarbeitungsunterroutine zu beginnen. Auf Grundlage der Beurteilung im Schritt S31 liest die Steuereinheit 111 die Eingabe des Anlasssignals im Schritt S32. Allerdings ist der Schlüsselschalter zu diesem Zeitpunkt noch nicht auf die Anlassposition gedreht. Die Steuereinheit 111 behält daher die Anlasssignaleingabeflag bei, die im Schritt S36 gelöscht wurde, auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten S33 und S35. Die Steuerung kehrt zu der Hauptsteuerroutine zurück, und durchläuft die Schritte S4, S5 und S6.
In den Schritten S4, S5 und S6 berechnet die Steuereinheit 111 die Tastverhältnisse Dh, Dk, Da1 und Da2, obwohl die Tastverhältnisse Dk, Da1 und Da2 nicht während dem Erhaltungsglühen verwendet werden.
Die Steuerung geht zum Schritt S7 über, um mit der Standardabweichungsberechnungsunterroutine zu beginnen, jedoch berechnet die Steuereinheit 111 noch nicht die gleitende Standardabweichung σa auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten S72, S74 und S76. Die Steuerung kehrt zur Hauptsteuerroutine zurück, und macht mit dem Schritt S8 weiter.
Die Brennkraftmaschine wird noch nicht angelassen, und der Generator 211 ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht in Betrieb. Die Steuerung geht daher zum Schritt SG über, um mit der Vorglühsteuerunterroutine zu beginnen, auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten S8 und SB, und verlässt bald die Vorglühsteuerunterroutine auf Grundlage der Beurteilung im Schritt SG1.
Dann geht die Steuerung zum Schritt SA über, um mit der Erhaltungsglühsteuerunterroutine im Schritt SA zu beginnen, so dass die Steuereinheit 111 die Erhaltungsglühstromversorgung während der Schritte SA1, SA2, SA3 und SA4 eingeschaltet hält.
Während des Zeitraums zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 setzt die Steuereinheit 111 die Erhaltungsglühstromversorgung durch die wiederholten Zyklen der Schritte S2, S3 (S31, S32, S33, S35, S36), S4, S5, S6, S7, S8, SB, SG (SG1), SA (SA1, SA2, SA3, SA4) und SH fort, bis die vorbestimmte Erhaltungsglühzeit abgelaufen ist, ohne dass der Schlüsselschalter KSW von dem Fahrer betätigt wurde, oder bis der Schlüsselschalter KSW von der Einschaltposition auf die Anlassposition gedreht wurde, um eine durchgehende Eingabe des Anlasssignals über 0,1 Sekunden oder mehr zur Verfügung zu stellen.
Die Erhaltungsglühstromversorgung wird durch PWM-Steuerung unter Einsatz des Tastverhältnisses Dh gesteuert. Wie in 14A gezeigt, wird die Heizvorrichtungstemperatur TG auf 1000°C durch eine derartige PWM-Stromversorgungssteuerung während des Erhaltungsglühens gehalten, ohne eine Verringerung der Heizvorrichtungstemperatur TG zu verursachen, zur Verbesserung des Anlassverhaltens der Brennkraftmaschine.
Wenn der Schlüsselschalter KSW nicht von dem Fahrer vor Ablauf der Erhaltungsglühzeit betätigt wird, kann angenommen werden, dass kein Wunsch des Fahrers mehr besteht, die Brennkraftmaschine anzulassen. Die Steuereinheit 111 schaltet die Erhaltungsglühstromversorgung im Schritt SA6 ab. Die Steuerung kehrt zur Hauptsteuerroutine zurück, und geht zurück zu den Schritten S2 bis SH.
Wenn der Schlüsselschalter KSW auf die Anlassposition gedreht wird, um eine durchgehende Eingabe des Anlasssignals über 0,1 Sekunden oder mehr zu bewirken, vor dem Ablauf der Erhaltungsglühzeit, setzt die Steuereinheit 111 die Anlasssignaleingabeflag im Schritt S34 auf Grundlage der Beurteilung im Schritt S33. Die Steuerung geht dann zu den Schritten S4, S5 und S6 über. Gleichzeitig beginnt die Brennkraftmaschine das Anlassen mit Hilfe eines Anlassers.
In den Schritten S4, S5 und S6 berechnet die Steuereinheit 111 die Tastverhältnisse Dh, Dk, Da1 und Da2, obwohl die Tastverhältnisse Dh, Da1 und Da2 nicht während des Anlassglühens verwendet werden.
Die Steuerung geht dann zum Schritt S7 über, um im Schritt S7 mit der Standardabweichungsberechnungsunterroutine zu beginnen, jedoch berechnet die Steuereinheit 111 noch nicht die gleitende Standardabweichung σa auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten S72, S74 und S76. Die Steuerung geht zum Schritt S8 über.
Auf Grundlage der Beurteilung im Schritt S8 geht die Steuerung dann zum Schritt S9 über, um mit der Anlassglühsteuerunterroutine zu beginnen, so dass die Steuereinheit 111 mit der Anlassglühstromversorgung über die Schritte S91 und S92 beginnt. Hierdurch schaltet die Stromversorgungssteuerung von der Erhaltungsglühphase auf die Anlassgluhphase zum Zeitpunkt t2 um.
Danach kehrt die Steuerung zur Hauptsteuerroutine zurück, und beginnt mit der Erhaltungsglühsteuerunterroutine im Schritt SA. Auf Grundlage der Beurteilung im Schritt SA1 lässt die Steuereinheit 111 die Erhaltungsglühstromversorgung im Schritt SA7 abgeschaltet. Die Steuerung kehrt dann zur Hauptsteuerroutine zurück, und geht zurück zu den Schritten S2 bis SH.
Im Schritt S2 bestimmt die Steuereinheit 111 die Glühkerzenspannung V, den Glühkerzenstrom I, und den Heizvorrichtungswiderstand R.
Wenn die Steuerung vom Schritt S2 auf den Schritt S3 übergeht, um mit der Anlasssignaleingabeverarbeitungsunterroutine zu beginnen, liest die Steuereinheit 111 die Eingabe des Anlasssignals im Schritt S32, und hält die Anlasssignaleingabeflag im Schritt S34 auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten S31 und S33 eingestellt.
Während des Zeitraums zwischen dem Zeitpunkt t2 und dem Zeitpunkt t3 setzt die Steuereinheit 111 die Anlassglühstromversorgung durch die wiederholten Zyklen der Schritte S2, S3 (S31, S32, S33, S34), S4, S5, S6, S7, S8, S9 (S91, S92), SA (SA1, SA7) und SH fort, bis die Brennkraftmaschine beginnt, die Inbetriebsetzung des Generators 211 zu ermöglichen, und mit dem Anlassvorgang aufhört, durch Betätigung des Fahrers so, dass der Schlüsselschalter KSW zurück in die Einschaltposition gedreht wird.
Die Anlassglühstromversorgung wird durch PWM-Steuerung unter Verwendung des Tastverhältnisses Dk gesteuert. Es tritt eine Abnahme der Batteriespannung (Glühkerzenspannung V) auf, wenn die Batterie BT einen hohen Strom dem Anlasser zum Anlassen der Brennkraftmaschine zuführt. Weiterhin kann die Mantelheizvorrichtung 2 infolge der Kolbenbewegung abgekühlt werden. Das Tastverhältnis Dk zur PWM-Steuerung während des Anlassglühens ist jedoch höher eingestellt als das Tastverhältnis Dh zur PWM-Steuerung während des Erhaltungsglühens, wie voranstehend erläutert, so dass die Glühkerze GP eine höhere Spannung während des Anlassglühens empfängt als während des Erhaltungsglühens. Die Heizvorrichtungstemperatur TG wird auf 1000°C während des Anlassglühens gehalten, wie in 14A gezeigt, ohne einen Abfall der Heizvorrichtungstemperatur TG hervorzurufen, zur Verbesserung des Anlassverhaltens der Brennkraftmaschine, selbst wenn eine Abnahme der Batteriespannung infolge des Anlassens und eine Abkühlung der Mantelheizvorrichtung 2 infolge einer Kolbenbewegung auftreten.
Nach Beurteilung im Schritt S92, dass die Brennkraftmaschinendrehzahl N das Schwellenwertniveau Nth überschritten hat, stellt die Steuereinheit 111 die Brennkraftmaschinenanlassflag im Schritt S93 auf Grundlage der Beurteilung im Schritt S92 ein. Weiterhin löscht die Steuereinheit 111 die Anlasssignaleingabeflag im Schritt S36 auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten S33 und S35, wenn der Schlüsselschalter KSW von der Anlassposition auf die Einschaltposition gedreht wird.
In den Schritten S4, S5 und S6 berechnet die Steuereinheit 111 die Tastverhältnisse Dh, Dk, Da1 und Da2, obwohl die Tastverhältnisse Dh, Dk und Da1 nicht während des nachfolgenden Hochtemperatur-Nachanlassglühens verwendet werden.
Die Steuerung geht dann zum Schritt S7 über, um mit der Standardabweichungsberechnungsunterroutine zu beginnen. Die Steuereinheit 111 setzt den Zeitgeber im Schritt S72 in Betrieb, berechnet jedoch nicht die gleitende Standardabweichung σa, bis der Zeitgeber 2 Sekunden seit dem Anlassen der Brennkraftmaschine (Zeitpunkt t3) gezählt hat, und nachdem 50 Ablesungen der Brennkraftmaschinendrehzahl N gespeichert wurden.
Auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten S8, SB und SC geht die Steuerung zum Schritt SE über, um mit der Hochtemperatur-Nachanlassglühsteuerunterroutine zu beginnen, so dass die Steuereinheit 111 die Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung über die Schritte SE1 und SE2 beginnt. Hierdurch schaltet die Stromversorgungssteuerung von der Anlassglühphase auf die Nachanlassglühphase um, nämlich auf die Hochtemperatur-Nachanlassglühphase, zum Zeitpunkt t3.
Wenn das Programm zum Schritt SA übergeht, um mit der Erhaltungsglühsteuerunterroutine zu beginnen, hält die Steuereinheit 111 die Erhaltungsglühstromversorgung im Schritt SA7 abgeschaltet, auf Grundlage der Beurteilung im Schritt SA1. Danach kehrt die Steuerung zur Hauptsteuerroutine zurück, und geht zu den Schritten S2 bis SH zurück.
Wahrend des Zeitraums zwischen dem Zeitpunkt t3 und t4 hält die Steuereinheit 111 die Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung aufrecht, durch die wiederholten Zyklen der Schritte S2, S3 (S31), S4, S5, S6, S7, S8, SB, SC, SD, SE (SE1, SE2), SA (SA1, SA7) und SH. Nach Beurteilungen im Schritt S74, dass der Zeitgeber 2 Sekunden nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine gezählt hat, und im Schritt S76, dass 50 Ablesungen der Brennkraftmaschinendrehzahl N gespeichert wurden, berechnet die Steuereinheit 111 die gleitende Standardabweichung σa im Schritt S77. Die Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung wird fortgesetzt, bis die gleitende Standardabweichung σa kleiner oder gleich dem Schwellenwert σth wird, oder bis die Zeit des Andauerns der hohen Temperatur abgelaufen ist.
Die Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung wird mittels PWM-Steuerung unter Verwendung des Tastverhältnisses Da2 gesteuert. Das Tastverhältnis Da2 zur PWM-Steuerung während des Hochtemperatur-Nachanlassglühens ist höher eingestellt als das Tastverhältnis Da1 zur PWM-Steuerung während des Niedertemperatur-Nachanlassglühens, wie voranstehend erläutert. Durch eine derartige PWM-Stromversorgungssteuerung wird die Heizvorrichtungstemperatur TG auf der zweiten Soll-Nachanlassglühtemperatur (1000°C) gehalten, die höher ist als die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur (900°C), während dem Hochtemperatur-Nachanlassglühen, wie in 14A gezeigt.
Nach Beurteilung im Schritt SD, dass die gleitende Standardabweichung σa kleiner oder gleich dem Schwellenwert σth wird, geht die Steuerung zum Schritt SF über, um mit der Niedertemperatur-Nachanlassglühsteuerunterroutine zu beginnen, so dass die Steuereinheit 111 die Niedertemperatur-Nachanlassglühstromversorgung durch die Schritte SF1 und SF2 beginnt. Hierdurch schaltet zum Zeitpunkt t4 die Stromversorgungssteuerung von der Hochtemperatur-Nachanlassglühphase auf die Niedertemperatur-Nachanlassglühphase um.
Danach geht die Steuerung zum Schritt SA über, um mit der Erhaltungsgluhsteuerunterroutine zu beginnen. Die Steuereinheit 111 hält die Erhaltungsglühstromversorgung im Schritt SA7 auf Grundlage der Beurteilung im Schritt SA1 abgeschaltet. Die Steuerung kehrt dann zur Hauptsteuerroutine zurück, und geht zurück zu den Schritten S2 bis SH.
Nach dem Zeitpunkt t4 setzt die Steuereinheit 111 die Niedertemperatur-Nachanlassglühstromversorgung fort, durch die wiederholten Zyklen der Schritte S2, S3 (S31), S4, S5, S6, S7, S8, SB, SC, SD, SF (SE1, SE2), SA (SA1, SA7) und SH, bis nach dem Ablauf der vorbestimmten Nachanlassglühzeit seit der Einleitung der Hoch- oder Niedertemperatur-Nachanlassglühstromversorgung.
Die Niedertemperatur-Nachanlassglühstromversorgung wird durch PWN-Steuerung unter Verwendung des Tastverhältnisses Da1 gesteuert. Wie in 14A gezeigt, wird die Heizvorrichtungstemperatur TG auf die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur (900°C) während dem Niedertemperatur-Nachanlassglühen gesteuert.
Nach Beurteilung im Schritt SF1, dass die vorbestimmte Nachanlassglühzeit seit der Einleitung der Nachanlassglühstromversorgung abgelaufen ist, schaltet die Steuereinheit 111 die Niedertemperatur-Nachanlassglühstromversorgung ab, und löscht die Nachanlassglühausführungsflag im Schritt SF3. Die Steuerung geht dann zum Schritt SA über, um mit der Erhaltungsglühsteuerunterroutine zu beginnen. Die Steuereinheit 111 hält die Erhaltungsglühstromversorgung im Schritt SA5 abgeschaltet, auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten SA1, SA2 und SA3. Hiermit ist die Stromversorgungssteuerung beendet.
Nach Beurteilung im Schritt SE1, dass die Zeit des Andauerns der hohen Temperatur abgelaufen ist, bevor die gleitende Standardabweichung σa kleiner oder gleich dem Schwellenwert σth wird, schaltet die Steuereinheit 111 die Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung ab, und löscht die Nachanlassglühausführungsflag im Schritt SE3. Die Steuerung geht dann zum Schritt SA über, um mit der Erhaltungsglühsteuerunterroutine zu beginnen. Die Steuereinheit 111 hält die Erhaltungsglühstromversorgung im Schritt SA5 abgeschaltet, auf Grundlage der Beurteilungen in den Schritten SA1, SA2 und SA3. Die Stromversorgungssteuerung ist fertig gestellt, ohne dass die Niedertemperatur-Nachanlassglühphase eingesetzt wird.
Wie in 14B gezeigt, ist der Betrieb der Brennkraftmaschine instabil, infolge des Auftretens von Fehlzündungen, unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine.
Bei der früheren Technik schaltet die Stromversorgungssteuerung von der Anlassgluhphase auf die Niedertemperatur-Nachanlassglühphase um, und führt nicht die Hochtemperatur-Nachanlassglühphase durch. Dies führt dazu, dass die Heizvorrichtungstemperatur TG relativ niedrig unmittelbar nach Anlassen der Brennkraftmaschine wird, wie in 14A gezeigt. Die Brennkraftmaschine verbleibt in einem rauen Leerlaufzustand über einen längeren Zeitraum, da einfach Brennkraftmaschinenfehlzündungen unter derartigen Niedertemperaturbedingungen auftreten können. Die Brennkraftmaschinendrehzahl kann nicht einfach auf eine Leerlauf-Drehzahl Ni stabilisiert werden, wie durch die gestrichelte Linie in 14B dargestellt. Dies führt zu unangenehmen Brennkraftmaschinenvibrationen und den Emissionen von Geräuschen und von unverbranntem Gas.
In dem rauen oder unregelmäßigen Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine nimmt die Standardabweichung σa einen relativ großen Wert an, wie durch die gestrichelte Linie in 14C dargestellt. Daher zeigt sich, dass die Standardabweichung σa eine geeignete Maßnahme zur Durchführung einer geeigneten und exakten Bewertung der Stabilitat der Brennkraftmaschine darstellt.
Im Gegensatz hierzu tritt bei der Stromversorgungssteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Hochtemperatur-Nachanlassglühphase zwischen der Anlassglühphase und der Niedertemperatur-Nachanlassglühphase auf, um so die Heizvorrichtungstemperatur TG auf der relativ hohen, zweiten Soll-Nachanlassglühtemperatur unmittelbar nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine zu halten, wie in 14A gezeigt.
Die Mantelheizvorrichtung 2 kann daher die Zündung unterstützen, und Fehlzündungen der Brennkraftmaschine verhindern. Die Drehzahl der Brennkraftmaschine kann einfach stabilisiert werden, wie durch die durchgezogene Linie in 14B angedeutet.
Wie voranstehend geschildert ist die Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung 101 so ausgebildet, dass sie die Stromversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 (Glühkerze GP) nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine entsprechend dem ersten Nachanlass-Glühsteuermuster steuert, um die Heizvorrichtungstemperatur TG auf der mittleren bis hohen, ersten Soll-Nachanlassglühtemperatur zu halten, angesichts der Standfestigkeit und des Energieverbrauchwirkungsgrades der Mantelheizvorrichtung 2, wenn die Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine größer oder gleich dem vorgegebenen Niveau ist. Daher wird ermöglicht, das Warmlaufen der Brennkraftmaschine zu fördern, Fehlzündungen und Dieselklopfen zu verhindern, und die Entwicklung von Geräuschen und weißem Ruß sowie von HC-Emissionen wirksam nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine zu verhindern. Weiterhin ist die Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung 101 so ausgebildet, dass sie die Stromversorgung der Mantelheizvorrichtung 2 (Glühkerze GP) steuert, nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine, entsprechend dem zweiten Nachanlass-Glühsteuermuster, um so die Heizvorrichtungstemperatur TG auf der zweiten Soll-Nachanlass-Glühtemperatur zu halten, die höher ist als die erste Soll-Nachanlass-Gluhtemperatur, wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger ist als das vorbestimmte Niveau. Daher wird ermöglicht, das Warmlaufen der Brennkraftmaschine zu fördern, Fehlzündungen und Dieselklopfen zu verhindern, und die Entwicklung von Geräuschen und weißem Ruß zu verringern, sowie die Emission unverbrannter Gase und von HC, selbst in jenem Zustand, in welchem die Drehzahl der Brennkraftmaschine unmittelbar nach ihrem Anlassen instabil ist. Es wird ebenfalls ermöglicht, eine frühe Stabilisierung der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu erzielen. Auf diese Weise sorgt die Glühkerzenstromversorgungssteuereinrichtung 101 (das Glühkerzenstromversorgungssteuersystem 100) für ein besseres Anlassverhalten der Brennkraftmaschine, die Standfestigkeit der Glühkerzen, und einen hohen Energiewirkungsgrad.
Der Gesamtinhalt der japanischen Patentanmeldung Nr. 2006-092202 (eingereicht 29. März 2006) wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die voranstehend erwähnten, speziellen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Modifikationen und Abänderungen der voranstehend geschilderten Ausführungsformen werden Fachleuten auf diesem Gebiet angesichts der voranstehend geschilderten Lehre auffallen.
Das Glühkerzenstromversorgungssteuersystem 100 kann irgendeinen anderen, vom Fahrer betätigbaren automatischen Anlassmechanismus einsetzen, beispielsweise einen Anlasserknopf anstelle des Schlüsselschalters KSW.
Die Steuereinheit 111 kann so ausgelegt sein, dass sie die Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung im Schritt SE nur dann steuert, wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl als gering beurteilt wird, auf Grundlage jedes Indikators für die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl (beispielsweise auf Grundlage der gleitenden Standardabweichung σa oder einer Differenz ΔN der Brennkraftmaschinendrehzahl N), obwohl die Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung auf jeden Fall im Schritt SE gesteuert wird, nach Beurteilung im Schritt SC, dass die gleitende Standardabweichung σa der Brennkraftmaschinendrehzahl N nicht nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine bei der vorliegenden Ausführungsform berechnet wurde.
Die Heizvorrichtungstemperatur TG wird auf 1000°C während dem Erhaltungsglühen (zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2) gehalten, während dem Anlassglühen (zwischen den Zeitpunkten t2 und t3), und während dem Hochtemperatur-Nachanlassglühen (zwischen den Zeitpunkten t3 und t4) bei der vorliegenden Ausführungsform, wird jedoch nicht unbedingt auf demselben Niveau während dieser Glühphasen gehalten. So kann beispielsweise die Heizvorrichtungstemperatur TG während dem Hochtemperatur-Nachanlassglühen höher eingestellt sein als während dem Anlassglühen.
Obwohl die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur und die zweite Soll-Nachanlassglühtemperatur auf 900°C bzw. 1000°C eingestellt sind, bei der vorliegenden Ausführungsform, können diese Soll-Nachanlassglühtemperaturen geeignet so eingestellt werden, dass die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur niedriger ist als die zweite Soll-Nachanlassglühtemperatur, angesichts der Standfestigkeit und der Zündungsunterstützungsfunktion der Mantelheizvorrichtung 2.
Der Umfang der Erfindung ergibt sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen, und soll von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein.
FIGURENBESCHRIFTUNG
Fig. 1:

ON: Ein
OFF: Aus
START: Anlassen

Fig. 4:

KEY ON: Schlüssel Ein
S1: Initialisierung
S2: Berechne Heizvorrichtungswiderstand R
S3: Starte Signaleingabeverarbeitung
S4: Berechne PWM-Tastverhältnisse Dh und Dk zur Erhaltungsglüh- und Anlassglühsteuerung
S5: Berechne PWM-Tastverhältnis Da1 für Niedertemperatur-Nachanlassglühsteuerung
S6: Berechne PWM-Tastverhältnis Da2 für Hochtemperatur-Nachanlassglühsteuerung
S7: Berechne gleitende Standardabweichung σa
S8: Wird Brennkraftmaschine angelassen? (Ist Anlasssignaleingabeflag gesetzt?)
YES: Ja
NO: Nein
S9: Anlassglühsteuerung
SA: Erhaltungsglühsteuerung
SB: Ist Generator in Betrieb?
SC: Wurde gleitende Standardabweichung σa berechnet?
SE: Hochtemperatur-Nachanlassglühsteuerung
SF: Niedertemperatur-Nachanlassglühsteuerung
SG: Vorglühsteuerung
SH: Ist ein Zykluszeitraum (12,5 ms) abgelaufen?

Fig. 5:

START SIGNAL INPUT PROCESSING: Anlasssignaleingabeverarbeitung
NO: Nein
YES: Ja
S31: Ist Vorglühen fertig gestellt? (Ist Vorglühbeendigungsflag gesetzt?) und ist Nachanlassglühen nicht ausgeführt? (Ist Nachanlassglühausführungsflag gelöscht?)
S32: Lies Anlasssignaleingabe
S33: Durchgehende Signalzufuhr über 0,2 sec vorhanden?
S34: Anlasssignaleingabeflag setzen
S35: Ist keine Signaleingabe über 0,1 sec vorhanden?
S36: Lösche Anlasssignaleingabeflag
RETURN: Zurück

Fig. 5:

PWM DUTY RATIO CALCULATION FOR LOW-TEMPERATURE POST-START GLOW CONTROL: PWM-Tastverhältnisberechnung für Niedertemperatur-Nachanlassglühsteuerung
S51: Berechne Heizvorrichtungswiderstandsabweichung ΔR1
S52: Berechne effektive Steuerspannung Vc
S53: Berechne Tastverhältnis Da1
RETURN: Zurück

Fig. 7:

PWM DUTY RATIO CALCULATION FOR LOW-TEMPERATURE POST-START GLOW CONTROL: PWM-Tastverhältnisberechnung für Niedertemperatur-Nachanlassglühsteuerung
S51: Berechne Heizvorrichtungswiderstandsabweichung ΔR2
S52: Berechne effektive Steuerspannung Vd
S53: Berechne Tastverhältnis Da2
RETURN: Zurück

Fig. 8:

STANDARD DEVIATION CALCULATION: Standardabweichungsberechnung
YES: Ja
NO: Nein
S71: Lies Brennkraftmaschinendrehzahl N
S72: Ist Brennkraftmaschineanlassflag gesetzt?
S73: Start des Zeitgebers
S74: Hat Zeitgeber 2 sec gezählt?
S75: Speichere momentane Ablesung
S76: Wurden 50 Ablesungen gespeichert?
S77: Berechne gleitende Standardabweichung σa
S78: Lösche älteste Ablesung
RETURN: Zurück

Fig. 9:

CRANKING GLOW CONTROL: Anlassglühsteuerung
YES: Ja
NO: Nein
S91: Anlassglühstromversorgung einschalten
S92: Wurde Brennkraftmaschine angelassen?
S93: Setze Brennkraftmaschineanlassflag
RETURN: Zurück

Fig. 10:

HIGH-TEMPERATURE POST-START
GLOW CONTROL:
Hochtemperatur-Nachanlassglühsteuerung
YES: Ja
NO: Nein
SE1: Ist Hochtemperaturdauerzeit abgelaufen?
SE2: Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung einschalten, und Nachanlassglühausführungsflag setzen
SE3: Hochtemperatur-Nachanlassglühstromversorgung abschalten, und Nachanlassglühausführungsflag löschen
RETURN: Zurück

Fig. 11:

LOW-TEMPERATURE POST-START
GLOW CONTROL:
Niedertemperatur-Nachanlassglühsteuerung
YES: Ja
NO: Nein
SE1: Ist Nachanlassglühzeit abgelaufen?
SE2: Niedertemperatur-Nachanlassglühstromversorgung einschalten, und Nachanlassglühausführungsflag setzen
SE3: Niedertemperatur-Nachanlassglühstromversorgung ausschalten, und Nachanlassglühausführungsflag löschen
RETURN: Zurück

Fig. 12:

PRE-GLOW CONTROL:
Vorglühsteuerung
YES: Ja
NO: Nein
SG1: Wird Vorglühen ausgeführt? (Ist Vorglühausführungsflag gesetzt?)
SG2: Berechne Leistungszufuhrmenge Gw1
SG3: Berechne gesamte angesammelte Leistung Gw (Gw ← Gw + Gw1)
SG5: Vorglühstromversorgung ausschalten, Vorglühausführungsflag löschen, und Vorglühfertigstellungsflag setzen
SG6: Vorglühstromversorgung einschalten
RETURN: Zurück

Fig. 13:

UPKEEP GLOW CONTROL:
Erhaltungsglühsteuerung
YES: Ja
NO: Nein
SA1: Wird Brennkraftmaschine angelassen? (Ist Anlasssignalflag gesetzt?) oder wird Nachanlassglühen durchgeführt? (Ist Nachanlassglühausführungsflag gesetzt?)
SA2: Ist Erhaltungsglühzeit abgelaufen?
SA3: Ist Vorglühen fertig gestellt (Ist Vorglühbeendigungsflag gesetzt?)
SA4: Erhaltungsglühstromversorgung einschalten
SA5: Erhaltungsglühstromversorgung ausschalten
SA6: Erhaltungsglühstromversorgung ausschalten
SA7: Erhaltungsglühstromversorgung ausschalten
RETURN: Zurück

Fig. 14A:

SHEATH HEATER TEMPERATUR TG (°C): Mantelheizvorrichtungstemperatur TG (°C)
TIME: Zeit LOW-TEMPERATURE POST-START GLOW: Niedertemperatur-Nachanlassglühen
HIGH-TEMPERATURE POST-START GLOW: Hochtemperatur-Nachanlassglühen
POST-START GLOW: Nachanlassglühen
CRANKING GLOW: Anlassglühen
UPKEEP GLOW: Erhaltungsglühen
PRE-GLOW: Vorglühen

Fig. 14B:

ENGINE REVOLUTION
NUMBER N (rpm):
Brennkraftmaschinendrehzahl N (min^–1)
TIME: Zeit

Fig. 14C:

MOVING STANDARD
DEVIATION σa (rpm):
Bewegliche Standard abweichung σa (min^–1)
TIME: Zeit

Claims

Stromversorgungssteuereinrichtung (101) für eine Glühkerze (GP) einer Brennkraftmaschine, wobei vorgesehen sind: ein Nachanlassglühabschnitt (S7, SD, SE, SF) zum Steuern der Stromversorgung einer Widerstandsheizvorrichtung (2) der Glühkerze (GP) durch eine Batterie (BT) nach Anlassen der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachanlassglühabschnitt dazu ausgelegt ist, um: die Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu bewerten; und die Stromversorgung der Widerstandsheizvorrichtung (2) zu steuern, entsprechend einem ersten Steuermuster, wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl größer oder gleich einem Schwellenwertniveau ist, und entsprechend einem zweiten Steuermuster, das eine höhere Temperatur (TG) der Mantelheizvorrichtung (2) als das erste Steuermuster erzielt, wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger ist als das Schwellenwertniveau, wobei eine gleitende Standardabweichung (σa) der Brennkraftmaschinendrehzahl (N) berechnet wird und bestimmt wird, dass die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger ist als das Schwellenwertniveau, wenn die berechnete gleitende Standardabweichung (σa) größer ist als ein Schwellenwert (σth).
Stromversorgungssteuereinrichtung (101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachanlassglühabschnitt (S7, SD) dazu ausgelegt ist, mit einer externen Vorrichtung (201) zu kommunizieren, Information in Bezug auf eine Drehzahl (N) der Brennkraftmaschine von der externen Vorrichtung zu erlangen, und die Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine auf Grundlage der erlangten Information zu bewerten.
Stromversorgungssteuereinrichtung (101) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachanlassglühabschnitt (SF) dazu ausgebildet ist, die Stromversorgung der Widerstandsheizvorrichtung (2) entsprechend dem ersten Steuermuster auf solche Weise zu steuern, dass die Temperatur (TG) der Widerstandsheizvorrichtung auf eine erste Soll-Nachanlassglühtemperatur eingestellt wird.
Stromversorgungssteuereinrichtung (101) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachanlassglühabschnitt (SF) dazu ausgebildet ist, ein erstes Tastverhältnis (Da1) einer Spannungssignalform zu berechnen, die an die Glühkerze (GP) angelegt wird, auf Grundlage eines Widerstandswertes (R) der Widerstandsheizvorrichtung (2), und eine PWM-Steuerung der Stromversorgung der Widerstandsheizvorrichtung (2) mit dem berechneten ersten Tastverhältnis durchzuführen, um die Temperatur der Widerstandsheizvorrichtung auf die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur einzustellen.
Stromversorgungssteuereinrichtung (101) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachanlassglühabschnitt (SE) so ausgebildet ist, dass er die Stromversorgung der Widerstandsheizvorrichtung (2) entsprechend dem zweiten Steuermuster durchführt, auf solche Weise, dass die Temperatur der Widerstandsheizvorrichtung (2) auf eine zweite Soll-Nachanlassglühtemperatur eingestellt wird, die höher ist als die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur.
Stromversorgungssteuereinrichtung (101) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachanlassglühabschnitt (SE) so ausgebildet ist, ein zweites Tastverhältnis (Da2) der Spannungssignalform zu berechnen, die an die Glühkerze (GP) angelegt wird, auf Grundlage des Widerstandswertes (R) der Widerstandsheizvorrichtung (2), und eine PWM-Steuerung der Stromversorgung der Widerstandsheizvorrichtung (2) mit dem berechneten zweiten Tastverhältnis durchzuführen, um die Temperatur der Widerstandsheizvorrichtung auf die zweite Soll-Nachanlassglühtemperatur einzustellen.
Stromversorgungssteuereinrichtung (101) für eine Glühkerze (GP) einer Brennkraftmaschine, bei welcher vorgesehen sind: eine Beurteilungsvorrichtung (S8) zur Beurteilung des Anlassens der Brennkraftmaschine; gekennzeichnet durch eine Bewertungsvorrichtung (S7, SD) zur Bewertung der Stabilität des Drehverhaltens der Brennkraftmaschine; eine Niedertemperatur-Nachanlassglühvorrichtung (SF) zum Steuern der Stromversorgung einer Widerstandsheizvorrichtung (2) der Glühkerze (GP) so, dass eine erste Soll-Nachanlassglühtemperatur erreicht wird, wenn die Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine größer oder gleich einem Schwellenwertniveau nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine ist; und eine Hochtemperatur-Nachanlassglühvorrichtung (SE) zum Steuern der Stromversorgung der Widerstandsheizvorrichtung (2) der Glühkerze (GP) so, dass eine zweite Soll-Nachanlassglühtemperatur erreicht wird, die höher ist als die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur, wenn die Stabilität der Drehzahl der Brennkraftmaschine niedriger ist als das Schwellenwertniveau nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine, wobei die Stromversorgungssteuereinrichtung (101) ausgelegt ist eine gleitende Standardabweichung (σa) der Brennkraftmaschinendrehzahl (N) zu berechnen und zu bestimmen, dass die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger ist als das Schwellenwertniveau, wenn die berechnete gleitende Standardabweichung (σa) größer ist als ein Schwellenwert (σth).
Stromversorgungssteuerverfahren für eine Glühkerze (GP) einer Brennkraftmaschine, wobei vorgesehen sind: Beurteilung (S8) des Anlassens der Brennkraftmaschine; Bewertung (S7, SD) der Stabilität des Drehverhaltens der Brennkraftmaschine; Steuern (SF) der Stromversorgung einer Widerstandsheizvorrichtung (2) der Glühkerze (GP) so, dass eine erste Soll-Nachanlassglühtemperatur erreicht wird, wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl größer oder gleich einem Schwellenwertniveau nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine ist; und Steuern (SE) der Stromversorgung der Widerstandsheizvorrichtung (2) der Glühkerze (GP) so, dass eine zweite Soll-Nachanlassglühtemperatur erreicht wird, die höher ist als die erste Soll-Nachanlassglühtemperatur, wenn die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger ist als das Schwellenwertniveau nach dem Anlassen der Brennkraftmaschine; wobei eine gleitende Standardabweichung (σa) der Brennkraftmaschinendrehzahl (N) berechnet wird und bestimmt wird, dass die Stabilität der Brennkraftmaschinendrehzahl niedriger ist als das Schwellenwertniveau, wenn die berechnete gleitende Standardabweichung (σa) größer ist als ein Schwellenwert (σth).