DE102014106862A1 - Verbesserte Glühkerzensteuerung - Google Patents

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DE102014106862A1
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Brien Lloyd Fulton
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Abstract

Es werden Verfahren zum Steuern einer Glühkerzentemperatur in einem Dieselmotor beschrieben. In einem Beispiel kann die Steuerung eine an die Glühkerze gekoppelte erste Phasenspannung in Bezug auf einen einer Motorstartzeit zugeordneten Parameter einstellen und eine geringere, zweite Phasenspannung an die Glühkerze koppeln, um die Zylindertemperatur und dadurch die Motorstartzeit zu steuern. In einem bestimmten Beispiel gestattet die reduzierte zweite Phasenspannung eine Verlängerung der Push-Phase des Betriebszyklus, wodurch die Langlebigkeit der Glühkerze erhöht wird und ferner eine Verlängerung der Nutzlebensdauer der Glühkerze gestattet wird.

Description

  • Gebiet
  • Das Gebiet der Erfindung betrifft Glühkerzen für Dieselmotoren.
  • Hintergrund und Kurzdarstellung
  • Dieselmotoren verwenden Kompressionszündung und eine elektrisch beheizte Glühkerze zur Unterstützung des Startens, insbesondere unter kalten Witterungsbedingungen. In der Regel wird für eine vorbestimmte Zeit eine Spannung an eine Glühkerze angelegt, um Kompressionsstart zu unterstützen, indem eine Heißstelle in der Nähe der Sprühfahne der Kraftstoffeinspritzdüse bereitgestellt wird. Um die Wartezeit bis zur Erwärmung der Glühkerze auf eine die Verbrennung zum Starten eines Motors fördernde Temperatur zu reduzieren, kann anfangs für eine festgelegte Zeit eine festgelegte höhere Spannung angelegt werden, um eine Solltemperatur zu erreichen, und dann auf eine festgelegte geringere Spannung reduziert werden, um die Temperatur zu halten.
  • Der vorliegende Erfinder hat erkannt, dass durch Anlegen der höheren Spannung, in der Regel 11 Volt, selbst für eine kurze Zeit, die Lebensdauer der Glühkerze reduziert wird. Dies gilt insbesondere bei metallischen statt keramischen Glühkerzen. Die Verwendung geringerer Spannungen kann zu inakzeptabel langen Startzeiten führen. Der Erfinder hat diese Probleme durch Steuern einer ersten Phasenspannung mit einer Amplitude, die mit einem einer Motorstartzeit zugeordneten Parameter in Beziehung steht, und Koppeln einer geringeren, zweiten Phasenspannung an die Glühkerze nach der ersten Phasenspannung gelöst. Gemäß einem anderen Aspekt der Lösung wird der Parameter aus einer oder mehrerer der Folgenden ausgewählt: der erwarteten Temperatur der Glühkerze während der zweiten Phasenspannung, oder der zweiten Phasenspannung; oder der Motortemperatur. Gemäß noch einem anderen Aspekt der Lösung kann die für das Starten des Motors angezeigte Zeit auch mit diesen Parametern in Beziehung stehen.
  • Die obigen Vorteile und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Beschreibung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung, alleine betrachtet oder in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, leicht hervor. Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung dazu vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands aufzeigen, dessen Schutzbereich einzig durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem anderen Teil dieser Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die hier beschriebenen Vorteile werden durch Lektüre eines Beispiels einer Ausführungsform, hierin als detaillierte Beschreibung bezeichnet, alleine betrachtet oder unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, besser verständlich; in den Zeichnungen zeigt:
  • 1 eine Teilansicht eines Motors;
  • 2 beispielhafte schematische Glühkerzentemperaturprofile für zwei verschiedene angelegte Spannungen;
  • 3A–B beispielhafte schematische Glühkerzenbeheizungsprofile gemäß der vorliegenden Offenbarung;
  • 4A–C beispielhafte Nachschlagetabellen basierend auf verschiedenen Motorparametern;
  • 5 ein Flussdiagramm, das ein erstes beispielhaftes Verfahren zur Bestimmung der ersten Phasenspannung basierend auf einem Motorbetriebsparameter darstellt;
  • 6 ein Flussdiagramm, das ein zweites beispielhaftes Verfahren zum Berechnen einer ersten Phasenspannung basierend auf einer angestrebten Startzeit darstellt; und
  • 7 ein Flussdiagramm, das einen beispielhaften Berechner für die Lebensdauer einer Glühkerze darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich auf ein Verfahren zum Starten eines Dieselmotors mit Kompressionszündung unter Verwendung einer elektrisch beheizten Glühkerze zur Unterstützung des Startens. Zur Verbesserung der Langlebigkeit von Glühkerzen und dadurch Verlängerung ihrer Nutzlebensdauer umfassen die beschriebenen Verfahren Einstellen einer ersten Phasenspannung basierend auf einem einer Motorstartzeit zugeordneten ersten Motorparameter und ferner ihr Koppeln mit einer zweiten, niedrigeren Phasenspannung zum Erreichen einer Zieltemperatur in einem Motorzylinder. Zur Bezugnahme zeigt 1 einen beispielhaften Zylinder eines Dieselmotors mit einer Glühkerze. Zum Demonstrieren der Verfahren zeigen die 2 und 3A–B beispielhafte Temperaturprofile für eine reduzierte Spannung und eine erhöhte Spannung (zum Beispiel 11 V), die als Basisprofil genommen wird. Beispielhafte Nachschlagetabellen werden in den 4A–C bereitgestellt, die weiter demonstrieren, wie eine Steuerung auf gespeicherte Informationen zugreifen kann, um Spannungen beim Motorstart einzustellen, während die 5 und 6 beispielhafte Flussdiagramme zur Darstellung des Verfahrens bereitstellen. Da Glühkerzen basierend auf ihrer Verwendung eine begrenzte Lebensdauer haben, zeigt 7 ein beispielhaftes Verfahren zur Überwachung der Verwendung und Durchführung von Einstellungen zur Verlängerung der Nutzlebensdauer der Glühkerze. Dadurch können die beschriebenen Verfahren vorteilhaft verwendet werden, um die Nutzlebensdauer einer Glühkerze basierend auf einem oder mehreren Motorparametern zu verlängern.
  • Nunmehr wird auf 1 Bezug genommen, die eine beispielhafte Ausführungsform einer Brennkammer oder eines Zylinders eines Verbrennungsmotors 10 zeigt. Der Motor 10 kann durch ein eine Steuerung 12 enthaltendes Steuersystem und durch Eingabe von einem Fahrzeugführer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 zumindest teilweise gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalstellungssensor 134 zur Erzeugung eines proportionalen Pedalstellungssignals PP. Der Zylinder (das heißt die Brennkammer) 30 des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 mit einem darin positionierten Kolben 138 enthalten. Der Kolben 138 kann mit der Kurbelwelle 140 verbunden sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird. Die Kurbelwelle 40 kann über ein Getriebesystem mit mindestens einem Antriebsrad eines Personenkraftwagens verbunden sein. Des Weiteren kann ein Startermotor über ein Schwungrad mit der Kurbelwelle 140 verbunden sein, um einen Startbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 30 kann Einlassluft über eine Reihe von Einlassluftkanälen 142, 144 und 146 erhalten. Der Einlassluftkanal 146 kann zusätzlich zum Zylinder 30 mit anderen Zylindern des Motors 10 in Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der Einlasskanäle einen Turbolader enthalten, der einen zwischen den Einlassluftkanälen 142 und 144 angeordneten Verdichter 52 und eine entlang dem Auslasskanal 148 angeordnete Auslassturbine 54 enthält. Der Verdichter 52 kann durch die Auslassturbine 54 über die Welle 56 zumindest teilweise angetrieben werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Welle 56 mit einem Elektromotor gekoppelt sein, um nach Bedarf eine elektrische Aufladung bereitzustellen. Eine Drosselklappe 62, die eine Drosselplatte 164 enthält, kann entlang einem Einlasskanal des Motors zur Änderung des Durchflusses und/oder des Drucks der den Motorzylindern zugeführten Einlassluft vorgesehen sein. Zur Beispiel kann die Drosselklappe 62, wie gezeigt, stromabwärts des Verdichters 52 angeordnet sein, oder sie kann als Alternative stromaufwärts des Verdichters 52 vorgesehen sein. In einigen Beispielen können Drosselklappen sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des Verdichters 52 angeordnet sein.
  • Der Auslasskanal 148 kann Abgase von anderen Zylindern des Motors 10 zusätzlich zu dem Zylinder 30 empfangen. In der Darstellung ist der Abgassensor 126 stromaufwärts der Abgasreinigungsvorrichtung 69 mit dem Auslasskanal 148 gekoppelt. Der Sensor 126 kann ein beliebiger geeigneter Sensor zur Bereitstellung einer Anzeige des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Abgases, wie zum Beispiel ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-(universal oder wide-range exhaust gas oxygen), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder ein EGO-Sensor (wie dargestellt), ein HEGO-(heated EGO), ein NOx-, ein HC- oder ein CO-Sensor sein. In einigen Beispielen kann der Sensor 126 stromabwärts der Turbine 52 und der Abgasreinigungsvorrichtung 69 mit dem Auslasskanal gekoppelt sein. Die Abgasreinigungsvorrichtung 69 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC – three way catalyst), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein. Zum Beispiel kann die Abgasreinigungsvorrichtung 69 einen SCR-Katalysator 76 enthalten, der stromabwärts der Turbine 54 positioniert ist. Der SCR-Katalysator 76 kann dazu konfiguriert sein, bei Reaktion mit Reduktionsmittel, wie zum Beispiel Ammoniak oder Harnstoff. Abgas-NOx-Spezies zu Stickstoff zu reduzieren. Die Reduktionsmitteleinspritzdüse 80 kann Reduktionsmittel 82 stromaufwärts der Turbine 54 in den Auslasskanal 148 einspritzen. Der Auslasskanal 148 kann einen stromaufwärts der Turbine 54 und der Einspritzdüse 80 positionierten Partikelfilter 72 enthalten, um Partikel aus Abgas zu entfernen.
  • Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Zum Beispiel enthält der Zylinder 30 in der Darstellung mindestens ein Einlasstellerventil 150 und mindestens ein Auslasstellerventil 156, die in einem oberen Bereich des Zylinders 30 positioniert sind. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10, darunter der Zylinder 30, mindestens zwei Einlasstellerventile und mindestens zwei Auslasstellerventile, die in einem oberen Bereich des Zylinders positioniert sind, enthalten.
  • Das Einlassventil 150 kann durch die Steuerung 12 über den Aktuator 152 gesteuert werden. Ebenso kann das Auslassventil 156 durch die Steuerung 12 über den Aktuator 154 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die den Aktuatoren 152 und 154 zugeführten Signale ändern, um das Öffnen und Schließen des Einlass- bzw. Auslassventils zu steuern. Die Stellung des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 kann durch jeweilige (nicht gezeigte) Ventilstellungssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können der Art mit elektrischer Ventilbetätigung, der Nockenbetätigungsart, elektro-hydraulischer Art oder eine Kombination davon sein. Die Steuerzeit des Einlass- und des Auslassventils kann gleichzeitig gesteuert werden, oder es können eine mögliche variable Einlassnockensteuerzeit, eine variable Auslassnockensteuerzeit, zwei unabhängige variable Nockensteuerzeiten oder eine feste Nockensteuerzeit verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein oder mehrere Systeme zur Nockenprofilumschaltung (CPS – cam profile switching), variablen Nockensteuerung (VCT – variable cam timing), variablen Ventilsteuerung (VVT – variable valve timing) und/oder zum variablen Ventilhub (VVL – variable valve lift) verwenden, die zur Änderung des Ventilbetriebs von der Steuerung 12 betätigt werden können. Zum Beispiel kann der Zylinder 30 ein Einlassventil, das durch elektrische Ventilbetätigung gesteuert wird, und ein Auslassventil, das über Nockenbetätigung, darunter CPS und/oder VCT, gesteuert wird, enthalten. Bei anderen Ausführungsformen können das Einlass- und Auslassventil durch einen gemeinsamen Ventilaktuator oder einen gemeinsamen Ventilaktuator oder ein gemeinsames Ventilbetätigungssystem oder einen VVT-Aktuator oder ein VVT-Betätigungssystem gesteuert werden. Ferner kann der Motor einen Nockenstellungssensor enthalten, dessen Daten mit dem Kurbelwellenstellungssensor vereinigt werden können, um eine Motorposition und Nockensteuerung zu bestimmen.
  • Der Zylinder 30 kann ein Verdichtungsverhältnis haben, wobei es sich dabei um das Verhältnis von Volumen handelt, wenn sich der Kolben 138 am unteren Totpunkt bzw. am oberen Totpunkt befindet. Herkömmlicherweise liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen verschiedene Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch erhöht sein.
  • Weiterhin hierin beschrieben, kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Glühkerze 192 zur Einleitung von Verbrennung enthalten. Das Zündsystem 190 kann ein Heizelement zum Induzieren von Verbrennung in der Brennkammer 30 über die Glühkerze 192 als Reaktion auf ein Signal von der Steuerung 12 unter verschiedenen unten ausführlich beschriebenen Betriebsmodi bereitstellen. Eine Glühkerze erzeugt Hitze über ein Heizelement, die in die Zylinder geleitet wird, wodurch eine Heißstelle in großer Nähe der Sprühfahne der Kraftstoffeinspritzdüse erzeugt wird. Vor dem Starten des Autos wird das Fahrzeug dann für eine Zeitdauer in die ”Ein”-Stellung gestellt, während die Glühkerze auf eine Verbrennung fördernde Mindesttemperatur vorgeglüht wird. Nachdem die Glühkerze einen Temperaturschwellwert erreicht hat, oder bei einigen Ausführungsformen, nachdem eine Zeitdauer abgelaufen ist, wird die Vorglühlampe abgestellt, was dem Fahrer signalisiert, dass die Voraussetzungen für Zündung erfüllt sind. In Abhängigkeit von den Temperaturen bleiben die Glühkerzen nach Ausschalten der Vorglühlampe für mehrere Minuten eingeschaltet, und der Motor wird gestartet, wodurch die Verbrennungsstabilität verbessert wird. Als Reaktion darauf kann der Bediener den Motor durch Drehen des Schlüssels in die Startposition zur Einleitung von Verbrennung im Zylinder starten. Obgleich Glühkerzen im Allgemeinen zum Starten eines Fahrzeugmotors verwendet werden, kann, wenn der Motor bereits warm ist, weil das Fahrzeug zum Beispiel vor kurzem in Betrieb war, die Zeitdauer, während der der Motor vorglühen kann, basierend auf einer erhöhten Temperatur darin reduziert werden. In anderen Fällen kann der Vorglühschritt ganz weggelassen werden Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen zur Bereitstellung von Kraftstoff dafür konfiguriert sein. Als nicht einschränkendes Beispiel enthält der Zylinder 30 in der Darstellung eine Kraftstoffeinspritzdüse 166, die direkt an den Zylinder 30 gekoppelt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 166 kann Kraftstoff proportional zur Impulsbreite eines Signals FPW, das von der Steuerung 12 über einen elektronischen Treiber 168 empfangen wird, direkt darin einzuspritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 166 die so genannte Direkteinspritzung (im Folgenden als ”DI” (direct injection) bezeichnet) von Kraftstoff in den Verbrennungszylinder 30 bereit. Obgleich 1 die Einspritzdüse 166 als eine seitliche Einspritzdüse zeigt, kann sie auch über dem Kolben liegend, zum Beispiel nahe der Position der Glühkerze 192, positioniert sein. Als Alternative dazu kann die Einspritzdüse oben liegend und in der Nähe des Einlassventils positioniert sein. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 von dem Hochdruckkraftstoffsystem 172, das einen Kraftstofftank, Kraftstoffpumpen und eine Kraftstoff-Verteilerleitung enthält, zugeführt werden. Als Alternative dazu kann Kraftstoff durch eine einstufige Kraftstoffpumpe bei niedrigerem Druck zugeführt werden. Obgleich dies nicht gezeigt wird, können die Kraftstofftanks des Weiteren einen Druckwandler aufweisen, der der Steuerung 12 ein Signal zuführt.
  • Es versteht sich, dass bei einer anderen Ausführungsform die Einspritzdüse 166 eine Kanaleinspritzdüse sein kann, die dem Einlasskanal stromaufwärts des Zylinders 30 Kraftstoff zuführt. Weiterhin versteht sich, dass der Zylinder 30 Kraftstoff von mehreren Einspritzdüsen erhalten kann, wie zum Beispiel mehreren Kanaleinspritzdüsen, mehreren Direkteinspritzdüsen oder einer Kombination davon.
  • In der Darstellung von 1 ist die Steuerung 12 ein Mikrocomputer, der einen Mikroprozessor 106, Eingangs-/Ausgangs-Ports (I/O) 108, ein in diesem bestimmten Beispiel als Nurlesespeicherchip (ROM) 110 gezeigtes elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierwerte, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 112, einen Erhaltungsspeicher (KAM) 114 und einen Datenbus enthält. Die Steuerung 12 kann neben den zuvor besprochenen Signalen verschiedene Signale von mit dem Motor 10 gekoppelten Sensoren erhalten, darunter Messung der eingeleiteten Luftmasse (MAF) von dem Luftmassensensor 122; der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) von dem mit der Kühlhülse 118 gekoppelten Temperatursensor 116; ein Profilzündungsaufnahmesignal (PIP) von dem mit der Kurbelwelle 140 gekoppelten Hall-Sensor 120 (oder Sensor anderer Art, wie zum Beispiel einem Kurbelwellenstellungssensor); die Drosselklappenstellung (TP) von einem (nicht gezeigten) Drosselklappenstellungssensor; und ein Krümmerabsolutdrucksignal (MAP – manifold-absolute-pressure) von dem Sensor 124. Aus dem PIP-Signal kann die Steuerung 12 ein Motordrehzahlsignal RPM (revolutions per minute) generieren. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann dazu verwendet werden, eine Angabe hinsichtlich Unterdruck oder Druck in dem Einlasskrümmer zu liefern. Das Nurlesespeicher-Speichermedium 110 kann mit rechnerlesbaren Daten programmiert sein, die Anweisungen darstellen, welche durch den Prozessor (CPU) 106 zur Durchführung der unten beschriebenen Verfahren sowie anderer Varianten, die erwartet, aber nicht speziell angeführt werden, ausführbar sind.
  • Einer oder mehrere Abgasrückführungskanäle (EGR-Kanäle) können einen gewünschten Abgasanteil vom Auslasskanal 148 zum Einlasskanal 144 leiten. Zum Beispiel kann ein Abgasanteil, der durch den Partikelfilter 72 gefiltert worden ist, über den EGR-Kanal 63 zum Einlasskanal 144 umgeleitet werden. Die EGR-Strommenge, die dem Einlass zugeführt wird, kann durch die Steuerung 12 über das EGR-Ventil 29 variiert werden. Ein (nicht gezeigter) EGR Sensor kann im EGR Kanal 63 angeordnet sein und kann eine Anzeige über einen Druck und/oder eine Temperatur und/oder eine Konzentration des Abgases liefern. Unter einigen Bedingungen kann das EGR-System zum Regeln der Temperatur des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Brennkammer verwendet werden, wodurch ein Verfahren zur Steuerung des Zündzeitpunkts während einiger Verbrennungsmodi bereitgestellt wird.
  • Wie oben beschrieben zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Somit kann jeder Zylinder seinen eigenen Satz von Einlass/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), Zündkerze usw. enthalten.
  • In 2 werden beispielhafte schematische Glühkerzentemperaturprofile für zwei verschiedene angelegte Spannungen gezeigt. Darin ist die Temperatur entlang der Y-Achse aufgetragen, und die Temperatur erhöht sich in Aufwärtsrichtung, und die Zeit ist entlang der X-Achse aufgetragen, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Das Basisprofil 202 zeigt, dass die Glühkerzenspitzentemperatur als Reaktion auf eine angelegte Spannung auf einen Temperaturschwellwert 206 zunimmt. Des Weiteren kann der Temperaturschwellwert innerhalb einer bekannten Zeitspanne erreicht werden. Zum Beispiel haben Tests gezeigt, dass das Anlegen einer Spannung von 11,0 V an eine keramische Glühkerze die Glühkerze in ungefähr 2 Sekunden auf eine Solltemperatur 206 (zum Beispiel 950°C) erwärmen kann. Als Alternative dazu zeigt das reduzierte Spannungsprofil 204, dass das Beheizen der Glühkerze mit einer geringeren Spannung zu einer längeren Zeitdauer zur Erwärmung der Glühkerze auf eine Solltemperatur 206 führt. Beispielhafte Tests haben gezeigt, dass das Anlegen einer Spannung von 8,3 V an eine keramische Glühkerze dazu führt, dass sich die Glühkerze in ungefähr 5 Sekunden auf die Solltemperatur 206 erwärmt. Somit zeigt ein direkter Vergleich der beiden Kurven eine Zeitdifferenz von 3 Sekunden, die bei 208 allgemein dargestellt wird. Die hierin beschriebenen Verfahren verwenden diese Zeitdifferenz zum Vorteil durch Reduzieren der ersten Phasenspannung, auch als Push-Phase bezeichnet, während die Zunahme der Motorstartzeit akzeptiert wird. Dadurch kann die Langlebigkeit der Glühkerze verbessert werden, um die Nutzlebensdauer der Glühkerze zu verlängern, während ein mögliches Überschreiten der Temperatur reduziert wird.
  • In den 3A und B werden beispielhafte schematische Glühkerzenspannungs- und -beheizungsprofile zum Darstellen des Verfahrens gezeigt. In jeder Figur sind 2 schematische Diagramme enthalten. Das obere Diagramm zeigt entlang der Y-Achse aufgetragene Spannung, während das untere Diagramm die entlang der Y-Achse aufgetragene Glühkerzenspitzentemperatur zeigt. In beiden Diagrammen nimmt die auf der Y-Achse aufgetragene Variable in Aufwärtsrichtung zu. Jedes Diagramm zeigt ferner entlang der X-Achse aufgetragene Zeit, und die Zeit nimmt von links nach rechts zu. Der Einfachheit halber ist nur eine X-Achse im unteren Diagramm enthalten. 3A zeigt ein Spannungs- und Beheizungsprofil für die Basiskurve (zum Beispiel die Basiskurve 202) während eines Betriebszyklus der Motorstartroutine. Dann zeigt 3B ein Spannungs- und Beheizungsprofil für eine reduzierte Push-Phasenspannung (zum Beispiel das reduzierte Spannungsprofil 204), um die Verfahren weiter darzustellen. Der Übersicht halber, und um Vergleiche zwischen der Basiskurve und der Kurve für reduzierte Spannung zu gestatten, wird die Basiskurve von 3A auch in 3B gezeigt.
  • Hinsichtlich des Betriebszyklus von 3A wird eine Amplitude der ersten Phasenspannung 302 von einer reduzierten Amplitude der zweiten Phasenspannung 304 gefolgt, auch als Glühphase bezeichnet, die wiederum von einer Amplitude von im Wesentlichen null während der Kühlphase 306 gefolgt wird. Während dieses Betriebs zeigt das im unteren Diagramm gezeigte Glühkerzentemperaturprofil drei allgemeine Bereiche als Reaktion auf drei angelegte verschiedene Spannungen. Zum Beispiel kann während der ersten Phase eine höhere Spannung eine schnellere Zunahme der Spitzentemperatur erzeugen, während die Glühkerze auf eine Solltemperatur erwärmt wird, wie durch die Heizrate 312 gezeigt. Deshalb können die Amplitude und die Zeitdauer der ersten Phasenspannung dahingehend gewählt werden, eine Zielglühkerzentemperatur am Ende der ersten Zeitdauer zu erreichen. Bei Erreichen der Ziel- oder Solltemperatur, kann die erste Phase an eine niedrigere, zweite Phasenspannung gekoppelt werden, die der Glühkerze nach der ersten Phasenspannung zugeführt wird. Während der zweiten Phase kann die reduzierte Spannung angelegt werden, um die Temperatur der Glühkerze für eine Zielzeitdauer konstant zu halten, wie durch die konstante Temperaturrate 314 dargestellt, während Kompressionszündung zum Starten des Motors durchgeführt wird. Während der dritten Phase oder Kühlphase, die bei einer Ausführungsform Abschalten der angelegten Spannung umfasst, so dass der Glühkerze im Wesentlichen keine Energie zugeführt wird, kann die Spitzentemperatur schließlich langsam abnehmen, während sich die Motorkomponente abkühlt (zum Beispiel durch die Kühlrate 316 gezeigt). Basisexperimente haben zum Beispiel gezeigt, dass eine für 2 Sekunden angelegte erste Phasenspannung von 11,0 V zum Beheizen einer keramischen Glühkerze auf eine Temperatur von 1200°C verwendet werden kann, während eine zweite Phasenspannung von 5,6 V für 18 Sekunden angelegt werden kann, woran sich eine dritte Kühlphase von 0 V anschließt. Wie oben angemerkt, können die Glühkerzentemperaturprofile von einem oder mehreren Motorparametern (zum Beispiel Umgebungstemperatur) abhängig sein; somit kann/können die angelegten Spannungen und/oder die Zeitdauer der Phasen basierend auf verschiedenen detektierten Motorparametern eingestellt werden.
  • Auf 3B Bezug nehmend kann die erste Phasenspannung gemäß den hierin beschriebenen Verfahren reduziert werden, um die Lebensdauer einer Glühkerze zu verlängern. Zum Vergleich wird das Basisprofil von 3A als gestrichelte Linie auch gezeigt. Darin zeigt die reduzierte erste Phasenspannung 322, das, obgleich eine geringere Spannung an die Glühkerze angelegt ist, die Solltemperatur immer noch auf die oben unter Bezugnahme auf 2 beschriebene Weise erreicht werden kann. Deshalb wird die Zeitdauer der ersten Phase verlängert, während sich die Glühkerze langsamer erwärmt, und die reduzierte Heizrate 332 hat im Vergleich zu der Heizrate des Basisprofils eine geringere Steigung. Der Einfachheit halber, und um die Wirkung des Reduzierens der ersten Phasenspannung gemäß dem Verfahren darzulegen, sind die zweite Phasenspannung 324 und die dritte Phasenspannung 326 sowie eine konstante Temperaturrate 334 und Kühlrate 336 gleich dem Basisprofil. Somit ist das Temperaturprofil von 3B nach der ersten Phase aufgrund der angelegten geringeren Spannung um die längere Zeitdauer verschoben. Zum Beispiel haben Versuche gezeigt, dass eine reduzierte erste Phasenspannung von 7,0 V, die für 4,2 Sekunden angelegt wird, zum Beheizen der keramischen Glühkerze auf eine Temperatur von 1200°C verwendet werden kann, woran sich eine zweite Phasenspannung von 5,6 V für 18 Sekunden und eine dritte Phase von 0 V anschließt. Des Weiteren zeigte sich in beispielhaften Glühkerzenleistungstests, dass die Anzahl von gemäß den beschriebenen Verfahren durchgeführten Heizzyklen größer war als die Anzahl von durch das Basisprofil durchgeführten Heizzyklen. Deshalb kann die Lebensdauer der Glühkerze im Vergleich zu bekannten Verfahren verlängert werden. Da die reduzierte erste Phasenspannung 340 gemäß dem Verfahren für eine verlängerte Zeitdauer 342 der ersten Phase gekoppelt ist, kann die reduzierte erste Phasenspannung auf bekannte Weise eingestellt werden, um die Fahrzeugstartzeit zu steuern, oder sie kann bei einer alternativen Ausführungsform, die unten ausführlicher beschrieben wird, basierend auf einem oder mehreren Motorparametern und einem geschätzten Ausmaß an verbleibender Glühkerzennutzlebensdauer eingestellt werden.
  • Bezüglich des Steuerns der zugeführten Spannung und der Heizrate einer mit einem Dieselmotor verbundenen Glühkerze und des Startens des Motors basierend auf einem oder mehreren Motorbetriebsparametern, zeigen die 4A–C Beispiele für die Verwendung von Glühphasentemperatur oder -spannung zur Bestimmung einer geringeren ersten Phasenspannung. Im Allgemeinen können auf der Motorstartzeit zugeordneten, verschiedenen Parametern basierende Nachschlagetabellen zur Bestimmung der ersten Phasenspannung verwendet werden. Bei einer Ausführungsform kann die Steuerung 12 zum Beispiel mit Anweisungen zum Zugreifen auf in Nachschlagetabellen des Nurlesespeichers 110 auf einem oder mehreren Motorparametern basierenden Daten programmiert sein. Deshalb zeigen die 4A–C beispielhafte Nachschlagetabellen, die aus einer oder mehreren der Folgenden ausgewählt sind: der Temperatur der Glühkerze während der zweiten Phasenspannung; oder der zweiten Phasenspannung; bzw. der Motortemperatur. Obgleich drei Beispiele angeführt werden, sind diese nicht einschränkend, und es sind noch weitere Beispiele möglich.
  • Als erstes Beispiel wird in 4A die Solltemperatur der Glühkerze während der zweiten Phase in Tabelle 402 als Funktion der Motortemperatur und der Nachglühzeit gezeigt. Im Allgemeinen verwendet eine kürzere Nachglühzeit bei einer gegebenen Solltemperatur basierend auf einer kälteren Motortemperatur mehr Energie und eine höhere Spannung. Somit kann die Steuerung 12 zum Beispiel eine Motortemperatur von einem mit dem Zylinder 30 gekoppelten Sensor oder anhand einer Motorkühlmitteltemperatur detektieren. Um während der zweiten Phase des Zyklus eine im Wesentlichen konstante Glühphasentemperatur aufrechtzuerhalten, zeigt Tabelle 404, dass die Glühphasenspannung basierend auf der in Tabelle 402 gezeigten gewünschten Solltemperatur vorgewählt sein kann. Unter Kaltstartbedingungen, unter denen eine Motortemperatur von minus 30°C detektiert wird, kann eine Steuerung 12 zum Beispiel eine Solltemperatur von 1200°C basierend auf einer zweiten Phasendauer oder Glühphasenzeit von 30 Sekunden einstellen. Dann zeigt Tabelle 404 ferner, dass die angestrebte Temperatur in einer Zielzeit basierend auf der Heizrate und ersten Phasenspannung erreicht werden kann. Nach Identifizierung einer Sollglühphasentemperatur kann die erste oder Push-Phasenspannung durch eine Rechenvorrichtung unter Verwendung von Tabelle 404 schnell berechnet werden. Um dieses Beispiel fortzuführen, kann eine Glühphasentemperatur von 1200°C durch Anlegen einer ersten Phasenspannung von 8 V für eine Zeitdauer von 3,5 Sekunden erreicht werden, wie in Tabelle 406 gezeigt. Da die erste Phasenspannung mit einer Zielzeit bis zum Beginn des Startens des Motors in Beziehung steht, kann die erste Phasenspannung für die angezeigte vorgewählte Zeit mit der Glühkerze gekoppelt sein. Da darüber hinaus eine Beziehung zwischen der an die Glühkerze angelegten Spannung und dem Spitzentemperaturheizprofil bestimmt und in den Speicher programmiert werden kann, kann die erste Phasenspannung als Alternative zum Einsparen von Energie und dadurch Einsparen von Kraftstoff reduziert werden, wodurch die Startzeitdauer verlängert, aber auch die Nutzlebensdauer der Glühkerze verlängert wird. Obgleich beispielhafte Zahlen bereitgestellt werden, variieren die Tabellen in Abhängigkeit von zahlreichen Faktoren, einschließlich zum Beispiel der Art der eingesetzten Glühkerze (zum Beispiel metallisch oder keramisch) oder anderen Motorbedingungen. Somit sind auch andere Tabellen möglich.
  • Als Alternative dazu können als ein zweites Beispiel in 4B die Tabellen auf der Glühkerzenspannung während der zweiten Phase basieren, wie in Tabelle 412 gezeigt. Auf ähnliche Weise wie oben unter Bezugnahme auf die Glühphasentemperatur beschrieben, kann deshalb auf die Glühphasenspannung durch eine Steuerung, zum Beispiel die Steuerung 12, basierend auf einem Motorparameter direkt zugegriffen werden. Für die oben beschriebene detektierte Motortemperatur von –30°C kann somit die Steuerung 12 eine Glühphasenspannung von 7 V basierend auf einer zweiten Phasendauer von 30 Sekunden wünschen, was auch einer Glühphasentemperatur von 1200°C entsprechen kann. Da die Amplitude der Spannung in der zweiten Phase im Vergleich zu der Amplitude der Spannung in der ersten Phase reduziert ist, können dann die Nachschlagetabellen 404 und 406 weiter verwendet werden, um eine erste Phasenspannung bis 8 V für 3,5 Sekunden einzustellen, um die Solltemperatur zu erreichen.
  • Als drittes Beispiel können in 4C die erste Phasenspannung und Zeitdauer direkt anhand einer Messung der Motortemperatur bestimmt werden. Deshalb kann die Nachschlagetabelle 422 einfach die erste Phasenspannung mit einer Motortemperatur in Beziehung setzen, so dass die Steuerung 12 die von einer Temperaturmessung im Motorsystem gelieferte erste Phasenspannung einstellen kann. Wie in Tabelle 406 gezeigt, die wieder der Übersicht halber wiedergegeben wird, kann die Steuerung 12 des Weiteren die erste Phasenspannung für eine Zeitdauer basierend auf der gemessenen Temperatur zuführen. Somit wird die zweite Phasenspannung in allen drei Beispielen mit einer vorbestimmten Amplitude und für eine vorgewählte Zeit bis zum Beginn des Startens des Motors zugeführt.
  • Auf die Steuerverfahren Bezug nehmend, zeigen die 5 und 6 Flussdiagramme, die zwei beispielhafte Verfahren zur Einstellung von Glühkerzenspannung während des Startens des Motors darstellen.
  • In 5 stellt das Verfahren 500 ein beispielhaftes Verfahren zur Bestimmung der ersten Phasenspannung basierend auf einem oder mehreren Motorbetriebsparametern dar. Darin umfasst das Verfahren 500 bei 502 Bestimmen einer Motortemperatur, zum Beispiel durch Messen einer Kühlmitteltemperatur oder einer Temperatur in einem Motorzylinder. Wenn sich der Motor über einem Schwellwert befindet, zum Beispiel weil das Fahrzeug vor kurzem betrieben worden ist und bereits warm ist oder weil die Umgebungstemperatur warm (zum Beispiel über 20°C) ist, umfasst das Verfahren 500 bei 504 Starten des Fahrzeugs durch Drehen des Schlüssels in die ”Ein”-Stellung und weiterhin Zünden der komprimierten Zylinderladung, wie bei 506 gezeigt. Wenn bei 502 die Motortemperatur unter den Temperaturschwellwert fällt, dann kann die Steuerung 12 bei 510 als Alternative vor Beginn der Motorzündung einen oder mehrere Motorparameter bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 eine Motorkühlmitteltemperatur messen, um eine den Glühkerzen zugeführte Spannung einzustellen, wie oben unter Bezugnahme auf die 4A–C beschrieben. Dann kann die Steuerung 12 bei 512 die erste Phasenspannung basierend auf der gemessenen Temperatur einstellen. Deshalb kann gemäß dem beschriebenen Verfahren eine reduzierte Push-Phasenspannung für eine längere Zeitdauer zugeführt werden. Somit kann bei einer Ausführungsform die Steuerung 12 dazu programmiert sein, die optimale erste Phasenspannung zu bestimmen, die eine Beeinträchtigung der Glühkerze im Laufe der Zeit deutlich reduziert. Basierend auf der durch die Steuerung 12 eingestellten Spannung umfasst das Verfahren 500 bei 514 Einschalten der Armaturenbrettleuchte, die die Vorglühlampe auf dem Armaturenbrett sein kann. Die Lampe zeigt einem Fahrzeuginsassen an, dass die Glühkerze beheizt wird, und weist ferner den Insassen an, so lange zu warten, bis die Spitzentemperatur einen Temperaturschwellwert erreicht, wie bei 516 gezeigt. Wenn die Glühkerzentemperatur einen Temperaturschwellwert erreicht hat, umfasst das Verfahren 500 Starten des Fahrzeugs durch Drehen des Schlüssels in die ”Ein”-Stellung, wodurch ferner die komprimierte Zylinderladung gezündet werden kann.
  • In 6 stellt das Verfahren 600 als Alternative dazu ein zweites Beispiel dar, in dem die erste Phasenspannung basierend auf einer Sollstartzeit berechnet wird. Gemäß dem vorliegenden Verfahren kann deshalb eine erste Phasenspannung basierend auf einer Zielzeitdauer der ersten Phase ausgewählt werden, die auch an eine gemessene Motortemperatur gekoppelt sein kann.
  • Bei 602 umfasst das Verfahren 600 Identifizieren einer Sollzünd- oder ersten Phasenzeit. Somit kann bei einer Ausführungsform basierend auf der angezeigten Zielstartzeit eine Startzeit identifiziert und Spannung eingestellt werden. Als Reaktion darauf kann die Steuerung 12 bestimmen, dass eine schnellere Startzeit akzeptabel ist, und Spannungen entsprechend einstellen, um der identifizierten Startzeit zu entsprechen. Deshalb umfasst das Verfahren 600 bei 604 Berechnen einer ersten oder zweiten Phasenspannung, um die identifizierte Startzeit zu erreichen. Um eine Startzeit von 2 Sekunden zu erreichen, bei der es sich in diesem Beispiel um die Zeitdauer der ersten Phase handelt, kann die Steuerung 12 bestimmen, dass eine höhere erste Phasenspannung (zum Beispiel 11 V) angelegt werden soll, um die Solltemperatur schneller zu erreichen. Wenn die Steuerung 12 als Alternative bestimmt, das eine geringere Spannung angelegt werden kann, um den Sollschwellwert zu erreichen, dann kann die Spannung unter Verwendung der beschriebenen Verfahren reduziert werden, wobei die Amplitude und die Zeitdauer der ersten Phasenspannung zum Erreichen einer Zielglühkerzentemperatur am Ende einer Zielzeitdauer gewählt werden. Deshalb kann gemäß dem beschriebenen Verfahren die Zeit bis zum Beginn des Startens des Motors in Bezug auf eine Amplitude und Zeitdauer der ersten Phasenspannung gesteuert werden, wobei sich die vorgewählte Zeit im Allgemeinen auf eine oder mehrere der Folgenden beziehen kann: die Temperatur der Glühkerze während der zweiten Phasenspannung; oder die zweite Phasenspannung; oder die Motortemperatur.
  • Die Beschreibung des Verfahrens 600 fortführend, kann die Steuerung 12 bei 606 eine Spannung einstellen und die Vorglühlampe einschalten, um einem Fahrzeuginsassen anzuzeigen, dass eine Glühkerze beheizt wird. Somit umfasst das Verfahren 600 bei 608 Warten, bis die Temperatur der Glühkerze einen Sollschwellwert erreicht hat, bevor mit dem Zündvorgang begonnen wird. Wenn die Glühkerzentemperatur einen Sollwert oder eine Schwelltemperatur erreicht hat, dann umfasst das Verfahren 600 bei 610 ferner Starten des Fahrzeugs durch Drehen des Schlüssels in die ”Ein”-Stellung, wodurch mit dem Starten des Motorzündvorgangs begonnen wird. Die Zeit bis Beginn des Startens des Motors kann mit einer Armaturenbrettleuchte angezeigt werden, oder bei einigen Ausführungsformen kann die Zeit bis Beginn des Startens des Motors einen automatischen Motorstopp einleiten.
  • Auf ein Verfahren zum Verlängern der Nutzlebensdauer einer Glühkerze Bezug nehmend, zeigt 7 ein Verfahren 700, das sich auf einen Glühkerzenberechner und eine Steuerung bezieht. Das Verfahren kann zur Steuerung der einer Glühkerze in einem Dieselmotor zugeführten Spannung basierend auf vergangenen Betriebsbedingungen nützlich sein. Im Allgemeinen umfasst das Verfahren Anzeigen einer Beeinträchtigung der Glühkerze als Reaktion auf eine oder mehrere vergangene Betriebsbedingungen, die mit Glühkerzenalterung in Beziehung stehen, und ferner Steuern von an die Glühkerze angelegten Spannungen als Reaktion auf die Anzeigen zur Verlängerung der Nutzlebensdauer der Glühkerze. Wenn das Ausmaß der Glühkerzennutzung einen Nutzungsschwellwert übersteigt, umfasst das Verfahren 700 dann ferner Anzeigen einer Beeinträchtigung einer Glühkerze, so dass das Motorsystem gewartet werden kann und Glühkerzen ausgetauscht werden können.
  • Somit umfasst das Verfahren 700 bei 702 Überwachen der Glühkerzennutzung. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 dazu programmiert sein, angelegte Spannungen und die Zeitdauer von angelegten Spannungen über die Lebensdauer der Glühkerze zu verfolgen. Deshalb können Kennwerte der Glühkerzennutzung (zum Beispiel die Phasenzeit oder die Temperatur) über viele Betriebsstartzyklen zusammengestellt und im Speicher zur Verwendung durch das Motorsystem gespeichert werden.
  • Bei 704 umfasst das Verfahren 700 ferner Berechnen des Ausmaßes der abgelaufenen Glühkerzenlebensdauer basierend auf den zusammengestellten und im System gespeicherten Daten. Zum Beispiel kann eine keramische Sofortstartglühkerze eine Lebensdauer von 10 Jahren bei 35000 Zyklen haben. Somit kann die Anzahl von durchgeführten Zyklen einen Hinweis auf den Zustand der Glühkerzen geben. Deshalb kann bei einer Ausführungsform das Verfahren 700 die Anzahl von durchgeführten Zyklen tabellieren und verarbeiten, um das Ausmaß der verbrauchten Glühkerzennutzlebensdauer zu schätzen. Dann umfasst das Verfahren 700 bei 706 ferner Vergleichen des berechneten Ausmaßes der verbrauchten Glühkerzenlebensdauer mit einem Nutzungsschwellwert und Einstellen einer Armaturenbrettleuchte bei 708, die eine Beeinträchtigung der Glühkerze anzeigt, wenn die berechnete verbrauchte Lebensdauer den Nutzungsschwellwert übersteigt. Dadurch kann eine Beeinträchtigung der Glühkerze als Reaktion auf eine oder mehrere vergangene Betriebsbedingungen in Bezug auf Glühkerzenalterung angezeigt werden. Als anderes Beispiel kann der Nutzungsschwellwert auf einem Beeinträchtigungsindikator basieren, der ein skalares Vielfaches der in den 4A–C gezeigten Nachschlagetabellen ist. Wenn die Beheizungsdauer der ersten Phase basierend auf den verschiedenen in Tabelle 406 gezeigten Zeiten zum Beispiel länger (zum Beispiel um 20% länger) ist als erwartet, dann kann entsprechend eine Beeinträchtigung der Glühkerze angezeigt werden. In noch einem anderen Beispiel kann der Beeinträchtigungsindikator als Alternative dazu Startzeiten detektieren, deren Dauer um einen Versatz länger ist als in den in den 4A–C gezeigten Nachschlagetabellen. Deshalb kann eine Beeinträchtigung zum Beispiel angezeigt werden, wenn die verschiedenen Zeiten in Tabelle 406 regelmäßig länger sind als die durch einen im Wesentlichen konstanten zusätzlichen Wert gezeigten beispielhaften Werte (zum Beispiel erste Phasenbeheizungszeiten um 1 Sekunde länger).
  • Wenn das berechnete Ausmaß der abgelaufenen Glühkerzenlebensdauer unter den Nutzungsschwellwert fällt, dann umfasst das Verfahren 700 bei 710 als Alternative Einstellen der ersten und/oder zweiten der Glühkerze zugeführten Phasenspannung basierend auf Betriebsbedingungen zum Verlängern der Nutzlebensdauer der Glühkerze. Zum Beispiel können sowohl die Amplitude der ersten Phasenspannung, die an die Glühkerze gekoppelt ist, und die Zeitdauer der ersten Phasenspannung in Bezug auf einen oder mehreren der Motorstartzeit zugeordneten Parametern zum Erreichen einer Zielglühkerzentemperatur am Ende der Zeitdauer der ersten Phasenspannung als Reaktion auf eine oder mehrere Motorbedingungen gesteuert werden. Des Weiteren kann eine reduzierte zweite Phasenspannung nach der Zeitdauer der ersten Phasenspannung für eine vorbestimmte Zeit, die länger ist als die Zeitdauer der ersten Phasenspannung, und bei einer vorbestimmten Spannung, die geringer ist als die Amplitude der ersten Phasenspannung, an die Glühkerze gekoppelt werden, um die Glühkerzentemperatur auf die bereits beschriebene Weise weiter zu erhöhen. Dadurch kann die Zeit bis Beginn des Startens des Dieselmotors gesteuert werden, um die Nutzlebensdauer der Glühkerze zu verlängern. Wie weiter oben beschrieben, kann die erste Phasenspannung basierend auf einem der Motorstartzeit zugeordneten Parameter weiter gesteuert werden.
  • Die erste Phasenspannung, die dazu verwendet wird, die Glühkerze schnell zu erwärmen, ist gemeinhin als die härteste Phase des Betriebszyklus hinsichtlich der Langlebigkeit der Glühkerze bekannt. Als Beispiel kann die Steuerung 12 die Nutzung einer oder mehrerer Glühkerzen im Motorsystem überwachen und eine Spannung basierend auf der Anzahl vorheriger Motorstarts einstellen. Als Reaktion auf eine hohe Anzahl vorheriger Motorstarts (zum Beispiel > 25000 Starts für die keramische Sofortstartglühkerze) kann die Amplitude der der Glühkerze zugeführten Spannung während der ersten Phase reduziert werden, um die Nutzlebensdauer der Glühkerze zu verlängern. Durch Reduzieren der ersten Phasenspannung und Verlängern der Zeitdauer der ersten Phase, zum Beispiel von 2 Sekunden auf 5 oder 6 Sekunden oder länger, kann deshalb die Lebensdauer der Glühkerze verlängert werden. Als anderes Beispiel ist die Heizrate metallischer Glühkerzen geringer als die Heizrate keramischer Glühkerzen. Somit brauchen metallische Glühkerzen im Vergleich zu keramischen Glühkerzen länger, bis sie sich auf eine Solltemperatur erwärmt haben (zum Beispiel 3 Sekunden im Vergleich zu 2 Sekunden für keramische Glühkerzen). Darüber hinaus haben metallische Glühkerzen eine geringere Betriebsdauerzeit (zum Beispiel 10 Jahre und 15000 Zyklen). Basierend auf der geringeren Langlebigkeit kann sich auf einer geringeren Anzahl von Startzyklen gestützt werden, um die Alterung der Glühkerze anzuzeigen, wenn metallische Glühkerzen verwendet werden, für deren Berücksichtigung die Steuerung 12 programmiert sein kann.
  • Dies schließt die detaillierte Beschreibung ab, deren Lektüre vorteilhafte Verfahren zur Verbesserung der Glühkerzennutzung bereitstellt. Die beschriebenen Verfahren können sich aus Einstellen einer ersten Phasenspannung basierend auf einem oder mehreren Motorparametern ergeben. Dadurch kann die Langlebigkeit der Glühkerze verbessert werden, um die Nutzlebensdauer der Glühkerze zu verlängern.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzungsroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hier beschriebenen bestimmten Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, erreichen, sondern ist zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine(r) oder mehrere der dargestellten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Aktionen, Operationen und/oder Funktionen in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums im Motorsteuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen.
  • Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinne betrachtet werden sollen, weil zahlreiche Varianten möglich sind. Die obige Technologie kann zum Beispiel auf V-6-, I-4-, I-6, V-12-, Boxer-4- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und andere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart werden.
  • Die folgenden Ansprüche weisen speziell auf bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen hin, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche beziehen sich möglicherweise auf ”ein” Element oder ”ein erstes” Element oder das Äquivalent davon. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie den Einschluss eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten, wobei sie zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften werden möglicherweise durch Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Vorlage neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht. Solche Ansprüche werden, ob ihr Schutzbereich weiter, enger, gleich oder anders in Bezug auf die ursprünglichen Ansprüche ist, auch als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Steuern der Temperatur einer mit einem Dieselmotor verbundenen Glühkerze, umfassend: Steuern einer an die Glühkerze gekoppelten ersten Phasenspannung in Bezug auf einen einer Motorstartzeit zugeordneten Parameter; und Koppeln einer geringeren, zweiten Phasenspannung an die Glühkerze nach der ersten Phasenspannung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Parameter aus einer oder mehrerer der Folgenden ausgewählt wird: der Temperatur der Glühkerze während der zweiten Phasenspannung, oder der zweiten Phasenspannung; oder der Motortemperatur.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Phasenspannung mit einer Zielzeit bis zum Beginn des Startens des Motors in Beziehung steht.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Phasenspannung für eine vorgewählte Zeit mit der Glühkerze gekoppelt ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die vorgewählte Zeit mit einer oder mehreren der Folgenden in Beziehung steht: der Temperatur der Glühkerze während der zweiten Phasenspannung; oder der zweiten Phasenspannung; oder der Motortemperatur.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die vorgewählte Zeit mit einer Zielzeit bis zum Beginn des Startens des Motors in Beziehung steht.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zweite Phasenspannung mit einer vorbestimmten Spannung und für eine vorbestimmte Zeit bereitgestellt wird.
  8. Verfahren zum Steuern der Temperatur einer mit einem Dieselmotor verbundenen Glühkerze, umfassend: Steuern einer an die Glühkerze gekoppelten ersten Phasenspannung in Bezug auf einen einer Motorstartzeit zugeordneten Parameter; Steuern der Zeitdauer der ersten Phasenspannung; Koppeln einer zweiten Phasenspannung an die Glühkerze nach der ersten Phasenspannung für eine vorbestimmte Zeitdauer und mit einer vorbestimmten Spannung, die geringer ist als die Amplitude der ersten Phasenspannung; und Steuern der Zeit bis zum Beginn des Startes des Dieselmotors.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Parameter aus einer oder mehreren der Folgenden ausgewählt ist: der Temperatur der Glühkerze während der zweiten Phasenspannung; oder der zweiten Phasenspannung; oder der Motortemperatur.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Amplitude und die Zeitdauer der ersten Phasenspannung zum Erreichen einer Zielglühkerzentemperatur am Ende der Zeitdauer der ersten Phasenspannung ausgewählt werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Motortemperatur von der Motorkühlmitteltemperatur abgeleitet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Zeit bis zum Beginn des Startens des Motors mit der Amplitude der ersten Phasenspannung in Beziehung steht.
  13. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Glühkerze eine metallische Glühkerze ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Temperatur der Glühkerze so gesteuert wird, dass sie weniger als 1200°C beträgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Zeitdauer der ersten Phasenspannung in Bezug auf eine oder mehrere der Folgenden gesteuert wird: die Zieltemperatur der Glühkerze während der zweiten Phasenspannung; oder die zweite Phasenspannung; oder die Motortemperatur.
  16. Verfahren zum Steuern einer Spannung und einer Temperatur einer mit einem Dieselmotor verbundenen Glühkerze und Steuern des Startens des Motors, umfassend: Steuern sowohl der Amplitude der an die Glühkerze gekoppelten ersten Phasenspannung als auch der Zeitdauer der ersten Phasenspannung in Bezug auf einen oder mehrere einer Motorstartzeit zugeordneten Parametern zum Erreichen einer Zielglühkerzentemperatur am Ende der Zeitdauer der ersten Phasenspannung; Koppeln einer zweiten Phasenspannung an die Glühkerze nach der Zeitdauer der ersten Phasenspannung für eine vorbestimmte Zeit, die länger ist als die Zeitdauer der ersten Phasenspannung, und mit einer vorbestimmten Spannung, die geringer ist als die Amplitude der ersten Phasenspannung, um die Glühkerzentemperatur weiter zu erhöhen; und Steuern der Zeit bis zum Beginn des Startens des Dieselmotors.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Zeit bis zum Beginn des Startens des Motors im Bezug auf die Amplitude und die Zeitdauer der ersten Phasenspannung gesteuert wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Zeit bis zum Beginn des Startens des Motors auf eine Armaturenbrettleuchte gezeigt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Zeit bis zum Beginn des Startens des Motors einen automatischen Motorstart einleitet.
  20. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Parameter aus einer oder mehreren der Folgenden ausgewählt werden: der Zieltemperatur der Glühkerze während der zweiten Phasenspannung; oder der zweiten Phasenspannung; oder der Motortemperatur.
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