DE19708430A1

DE19708430A1 - Method and device for controlling the glow process of a glow plug of a diesel engine

Info

Publication number: DE19708430A1
Application number: DE19708430A
Authority: DE
Inventors: Martin Schuetz; Bruno Lindl
Original assignee: BERU RUPRECHT GmbH and CO KG 71636 LUDWIGSBURG DE; STRIBEL GmbH 72636 FRICKENHAUSEN DE; Stribel GmbH; Beru Werk Albert Ruprecht GmbH and Co KG
Current assignee: Afl Germany Electronics 72636 Frickenhausen GmbH
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1997-03-01
Publication date: 1997-11-27
Also published as: DE59712164D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Steuerung des Glühvorgangs einer Glühkerze eines Dieselmotors.The present invention relates to a method and a Device for controlling the glow process of a glow plug of a diesel engine.

Zur Zündung des Kraftstoffes beim Starten von Dieselmotoren (Selbstzünder) mittels Glühkerzen muß die Temperatur der Glühkerze in einer Aufheizphase auf eine Solltemperatur auf geheizt werden, bei der der Kraftstoff zündet. Beim Starten des Dieselmotors muß somit eine gewisse Vorglühzeit abgewar tet werden.To ignite the fuel when starting diesel engines (Diesel) using glow plugs, the temperature of the Glow plug in a heating phase to a target temperature be heated with the fuel igniting. When starting the diesel engine must therefore have a certain preheating time be tested.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gattungsgemä ßes Verfahren sowie eine gattungsmäße Vorrichtung anzugeben, mit der die Vorglühzeit der Glühkerze verkürzt werden kann.The object of the present invention is a generic specify method and a generic device, with which the preheating time of the glow plug can be shortened.

Diese Aufgabe wird in einer ersten Lösung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man der Glühkerze zunächst während einer Aufheizphase ei ne elektrische Aufheizleistung zuführt, deren Betrag höher ist als die Dauerleistung, die der Glühkerze im Dauerbetrieb ohne Schädigung zugeführt werden kann, wobei man die Dauer der Aufheizphase so bemißt, daß keine Schädigung der Glühker ze erfolgt, und daß man nach Ablauf der Aufheizphase die Glühkerze mit einer Leistung betreibt, die maximal der Dauer leistung entspricht.This task is in a first solution in a process of the type mentioned at the outset in accordance with the invention, that the egg glow plug initially during a heating phase ne supplies electrical heating power, the amount of which is higher is as the continuous output that the glow plug in continuous operation can be fed without damage, considering the duration the heating phase so dimensioned that no damage to the glow plug ze takes place, and that after the heating phase Glow plug operates at a maximum power of the duration performance corresponds.

Gemäß dieser ersten Lösung der der Erfindung zugrundeliegen den Aufgabe ist vorgesehen, daß die Glühkerze zunächst mit einer Leistung betrieben wird, der sie im Dauerbetrieb nicht standhalten kann, sondern bei der sie durchbrennen würde. Diese hohe Aufheizleistung wird ihr allerdings nur über eine Zeitspanne zugeführt, die so bemessen ist, daß noch keine Schädigung der sich allmählich erwärmenden Glühkerze ein tritt. Die Glühkerze wird vielmehr nur so lange mit der hohen Aufheizleistung betrieben, bis sie ihre Solltemperatur er reicht hat. Die Dauer der Aufheizphase wird somit durch den Betrag der Aufheizleistung bestimmt und kann für jeden zur Verwendung kommenden Glühkerzentyp fest vorgegeben werden.According to this first solution, the basis of the invention the task is provided that the glow plug first with a service is operated, which it is not in continuous operation can withstand, but at which it would blow. However, this high heating output is only achieved with one Time period supplied, which is dimensioned so that none Damage to the gradually warming glow plug occurs. Rather, the glow plug will only last as long with the high one Heating power operated until it reaches its target temperature was enough. The duration of the heating phase is thus determined by the The amount of heating power is determined and can be used for everyone Use upcoming glow plug type can be specified.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem in einer zweiten Lösung bei einem Verfahren der eingangs genann ten Art dadurch gelöst, daß man die Heizleistung der Glühker ze dadurch regelt, daß man wiederholt die Temperatur einer Glühwendel der Glühkerze bestimmt, mit einer Solltemperatur vergleicht, und die Heizleistung zum Erreichen einer Solltem peratur auf einen der ermittelten Temperaturdifferenz ent sprechenden Wert einstellt.The object underlying the invention is also in a second solution in a method mentioned at the beginning ten kind solved in that the heating power of the glow plug ze regulates by repeating the temperature of a The filament of the glow plug is determined with a set temperature compares, and the heating power to reach a target temperature temperature to one of the determined temperature difference sets the speaking value.

Bei dieser zweiten Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird die der Glühwendel zugeführte Leistung in Abhän gigkeit von der Temperatur der Glühwendel der Glühkerze gere gelt. Dadurch ist es möglich, die Glühkerze zum Aufheizen mit einer sehr hohen Leistung zu betreiben, die dann bei Errei chen der Solltemperatur gedrosselt wird. In this second solution, the one on which the invention is based The task depends on the power supplied to the filament the temperature of the filament of the glow plug This makes it possible to use the glow plug for heating a very high power to operate, which then when Errei Chen the target temperature is throttled.

Die Drosselung der Heizleistung kann dabei derart erfolgen, daß man den Betrag der praktisch kontinuierlich zugeführten Heizleistung reduziert, oder aber indem man die Heizleistung der Glühkerze getaktet zuführt, d. h. in gewissen Zeitinter vallen unterbricht, wobei die Länge der unterbrechenden Zei tintervalle in Abhängigkeit von der tatsächlichen Temperatur der Glühwendel eingestellt wird.The heating output can be throttled in such a way that that the amount of practically continuously fed Heating power reduced, or by changing the heating power the glow plug supplies clocked, d. H. at certain time intervals vallen interrupts, the length of the interrupting period intervals depending on the actual temperature the filament is set.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin in einer dritten Lösung bei einem Verfahren der eingangs genann ten Art dadurch gelöst, daß man die Glühkerze zunächst wäh rend einer Aufheizphase so lange mit einer Aufheizleistung betreibt, die höher ist als die der Glühkerze im Dauerbetrieb ohne Schädigung zuführbare Dauerleistung, bis man durch Be stimmung der Temperatur einer Glühwendel der Glühkerze fest gestellt hat, daß die Solltemperatur erreicht wurde und daß man anschließend die Glühkerze mit einer Leistung betreibt, die maximal der im Dauerbetrieb verträglichen Leistung ent spricht.The object underlying the invention is furthermore in a third solution in a method mentioned at the beginning ten Art solved by first selecting the glow plug rend a heating phase so long with a heating power operates that is higher than that of the glow plug in continuous operation Continuous output that can be supplied without damage, until the temperature of a filament of the glow plug has stated that the target temperature has been reached and that you then operate the glow plug with one power, the maximum of the performance tolerated in continuous operation speaks.

Bei dieser dritten Lösung ist vorgesehen, daß man zum einen die Glühkerze in der Aufheizphase mit einer sehr hohen Lei stung betreibt, so daß die Glühkerze sehr schnell erwärmt wird und daß man zum anderen die Temperatur der Glühwendel der Glühkerze ermittelt und so feststellen kann, wann die Solltemperatur erreicht wurde. Sobald dies der Fall ist, wird die der Glühkerze zugeführte Leistung gedrosselt und die Glühkerze wird maximal mit der Leistung betrieben, die der Glühkerze im Dauerbetrieb ohne Schädigung zugeführt werden kann.In this third solution it is provided that one the glow plug in the heating phase with a very high lei Stung operates so that the glow plug heats up very quickly and that the other is the temperature of the filament the glow plug determines and so can determine when the Target temperature was reached. As soon as this is the case the power supplied to the glow plug is throttled and the Glow plug is operated at maximum with the power that the Glow plug can be fed in continuous operation without damage can.

Alle drei vorgenannten Lösungen ermöglichen kurze Energiebe reitstellungszeiten zur Zündung des Kraftstoffes beim Starten von Dieselmotoren mit Glühkerzen. Die Abgasemissionen und der Motorverschleiß werden beim Kaltstart verringert, es tritt eine Komfortsteigerung durch die Verkürzung der Vorglühzeit ein.All three of the aforementioned solutions enable short energy consumption Setting times for the ignition of the fuel when starting of diesel engines with glow plugs. The exhaust emissions and the Engine wear is reduced during a cold start, it occurs an increase in comfort by shortening the preheating time a.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der dritten Lösung ist vorgesehen, daß man im Dauerbetrieb der Glühkerze die Heizleistung der Glühkerze dadurch regelt, daß man wiederholt die Temperatur der Glühwendel der Glühker ze bestimmt, mit der Solltemperatur vergleicht und die Heiz leistung zum Erreichen der Solltemperatur auf einen der er mittelten Temperaturdifferenz entsprechenden Wert einstellt. Wie bereits im Zusammenhang mit der zweiten Lösung erläutert, kann die Einstellung der Heizleistung zum Erreichen der Soll temperatur dadurch erfolgen, daß der Wert der Heizleistung im Dauerbetrieb reduziert wird oder aber daß die Heizleistung getaktet zugeführt wird und die Länge der Taktintervalle der Temperaturdifferenz zwischen der Ist-Temperatur, d. h. der tatsächlichen Temperatur der Glühwendel, und der Solltempera tur entspricht.In an advantageous embodiment of the method according to the third solution provides that one in continuous operation the glow plug regulates the heating power of the glow plug, that one repeats the temperature of the filament of the glow plug ze determined, compared with the target temperature and the heating power to reach the target temperature on one of the averages the corresponding temperature difference. As already explained in connection with the second solution, can adjust the heating output to achieve the target temperature take place in that the value of the heating power in Continuous operation is reduced or that the heating output is supplied clocked and the length of the clock intervals of Temperature difference between the actual temperature, i.e. H. of the actual temperature of the filament, and the set temperature corresponds to the door.

Wird die Heizleistung der Glühkerze auch im Dauerbetrieb ge regelt, so ist es dadurch möglich, auch während beliebiger Betriebszustände des Motors zusätzlich Glühvorgänge durchzu führen. Hierbei ist es von Vorteil, wenn man die Energiemen gen, die bei einer bestimmten Ist-Temperatur zur Erreichung der Solltemperatur der Glühkerze zugeführt werden müssen, er rechnet und anschließend die Heizleistung so lange der Glüh kerze zuführt, bis die Glühkerze die vorbestimmte Energiemen ge aufgenommen hat. Dadurch werden Fahreigenschaften und Ab gasemissionen verbessert, und es tritt eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs sowie eine Verschleißverminderung des Motors aufgrund der Optimierung der Verbrennung ein. Is the heat output of the glow plug ge even in continuous operation regulates, so it is possible, even during any Operating conditions of the engine to carry out additional glow processes to lead. It is an advantage if you have the energy gene to achieve at a certain actual temperature the set temperature of the glow plug must be supplied, he calculates and then the heating output as long as the glow feeds the candle until the glow plug has the predetermined energy ge has recorded. Thereby driving characteristics and Ab improves gas emissions and there is a reduction in emissions Fuel consumption and a reduction in wear of the Engine due to optimization of combustion.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, daß man zur Bestimmung der Tempera tur der Glühwendel die Heizleistungszufuhr der Glühkerze kurzzeitig unterbricht.In a preferred embodiment of the invention The method is intended to determine the tempera the heating power supply of the glow plug interrupts briefly.

Günstig ist es, wenn man die Heizleistungszufuhr bis zum Er reichen eines Temperaturgleichgewichts innerhalb der Glühwen del unterbricht.It is favorable if you have the heating power supply up to the Er reach a temperature equilibrium within the glow plug del interrupts.

Die Zeitspanne, bis sich nach einer Unterbrechung der Heiz leistungszufuhr ein Temperaturgleichgewicht innerhalb der Glühkerze einstellt, ist abhängig vom jeweils zum Einsatz kommenden Glühkerzentyp. Bei einer besonders bevorzugten Aus gestaltung der erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, daß man die Heizleistungszufuhr zur Bestimmung der Temperatur der Glühwendel für etwa 50 bis 60 msek unterbricht. Es hat sich herausgestellt, daß in vielen Fällen innerhalb einer derartigen Zeitspanne ein Temperaturgleichgewicht innerhalb der Glühwendel erzielt wird, so daß man vorteilhafterweise am Ende dieser Zeitspanne die Temperatur der Glühwendel bestimmt und zur Regelung der Heizleistung verwendet.The time until after an interruption of the heating a temperature balance within the power supply Glow plug sets depends on the particular application upcoming glow plug type. With a particularly preferred Aus the process according to the invention is designed that the heating power supply to determine the temperature the filament interrupts for about 50 to 60 msec. It has it turned out that in many cases within one such a period of time a temperature equilibrium within the incandescent filament is achieved, so that advantageously on The temperature of the filament is determined at the end of this period and used to control the heating power.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst mit einer eine Glühwendel umfassenden Glühkerze, die elektrisch mit einer Versorgungseinheit verbunden ist zur Bereitstellung einer elektrischen Heizleistung für die Glühkerze, wobei die Heizleistung der Versorgungseinheit mittels eines Steuerge räts steuerbar ist.The object underlying the invention also becomes solved with a device of the type mentioned a glow plug comprising a filament that is electric is connected to a supply unit for provision an electrical heating power for the glow plug, the Heating power of the supply unit using a Steuerge is controllable.

Mit Hilfe der Versorgungseinheit wird die Glühkerze mit elek trischer Energie versorgt, wobei die Glühkerze in vorteilhaf ter Weise derart ausgestaltet sein kann, daß der Wert der elektrischen Spannung, mit der sie im Dauerbetrieb ohne Schä digung betrieben werden kann, die sogenannte Nennspannung, geringer ist als die Bordspannung, die beispielsweise im Kraftfahrzeug vorliegt. Dadurch ist es möglich, die Glühkerze während der Aufheizphase mit Hilfe der Versorgungseinheit mit der für den Dauerbetrieb der Glühkerze zu hohen Bordspannung zu betreiben und nach Ablauf der Aufheizphase die Versor gungsspannung der Glühkerze mit Hilfe des Steuergeräts auf den für den Dauerbetrieb der Glühkerze geeigneten Wert zu re duzieren.With the help of the supply unit, the glow plug with elec trical energy supplied, the glow plug in advantageous ter way can be designed such that the value of electrical voltage with which they operate continuously without damage can be operated, the so-called nominal voltage, is less than the on-board voltage, for example in the Motor vehicle is present. This makes it possible to use the glow plug during the heating phase with the help of the supply unit that is too high for the continuous operation of the glow plug to operate and after the heating up phase the utility voltage of the glow plug with the help of the control unit the value suitable for continuous operation of the glow plug reduce.

Von Vorteil ist es, wenn die Temperatur der Glühwendel be stimmbar ist und das Steuergerät eine Regelungseinheit um faßt, die die Heizleistung der Versorgungseinheit in Abhän gigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen der tatsächlich vorherrschenden Temperatur der Glühwendel und einer vorgege benen Solltemperatur regelt.It is advantageous if the temperature of the filament be is tunable and the control unit a control unit summarizes the heating capacity of the supply unit in dep of the temperature difference between the actually prevailing temperature of the filament and a prevailing regulates the target temperature.

Günstig ist es, wenn das Steuergerät eine Unterbrechereinheit umfaßt zur Bestimmung der Temperatur der Glühwendel, die die von der Versorgungseinheit der Glühwendel zugeführte Heizlei stung unterbricht.It is favorable if the control unit has an interrupter unit includes to determine the temperature of the filament, which the Heizlei supplied by the supply unit of the incandescent filament interrupted.

Die Temperatur der Glühwendel kann dadurch bestimmt werden, daß die Steuereinheit eine den elektrischen Widerstand der Glühwendel bestimmende und aus dem Widerstandswert die Tempe ratur der Glühwendel errechnende Meßeinheit umfaßt.The temperature of the filament can be determined by that the control unit has an electrical resistance of Determining the filament and the tempe from the resistance value temperature of the filament calculating unit comprises.

Um einen vorteilhaften Schnellstart zu ermöglichen, kann vor gesehen sein, daß die Glühkerze als schnell aufheizende Stab glühkerze ausgebildet ist, welche von einem elektrischen Steuergerät dergestalt schnell aufgeheizt werden kann, daß sie bei gegebener Bordspannung einen bestimmten Strom für ei ne bemessene Zeit aufnehmen kann, so daß sie in kürzester Zeit eine die Kerze nicht schädigende Aufheizenergie aufneh men kann, wobei es zur Aufbringung des großen Stromes vor teilhaft ist, die Nennspannung, d. h. die für den Dauerbetrieb der Kerze geeignete Spannung, an die diese angeschlossen wer den kann, ohne daß es zu einer Schädigung der Glühkerze kommt, kleiner als die Bordnennspannung zu wählen, und daß nach Erreichen der für den Zündvorgang notwendigen Kerzentem peratur die Energiezufuhr vorteilhafterweise durch eine ge taktete Stromversorgung bis zu ihrer Nenndauerleistung ge drosselt wird, so lange bis der Motor gestartet oder der Glühvorgang unterbrochen wird.To enable an advantageous quick start, you can: be seen that the glow plug as a fast heating rod glow plug is formed by an electrical Control unit can be heated up quickly in such a way that they have a certain current for egg at a given on-board voltage ne can record measured time so that it is in the shortest possible time Time to absorb heating energy that does not damage the candle men, whereby it is intended to apply the large current is nominal, the nominal voltage, d. H. those for continuous use suitable voltage to which the candle is connected the can without causing damage to the glow plug comes to choose less than the on-board nominal voltage, and that after reaching the candle timers necessary for the ignition process temperature the energy supply advantageously by a ge clocked power supply up to its nominal continuous output is throttled until the engine starts or the Annealing process is interrupted.

Von Vorteil ist es, wenn die Kerzentemperatur durch das Steu ergerät stabilisiert wird durch Abfrage der Temperatur an der Glühkerzenspitze, so daß bei sinkender Temperatur (Schwachlastbetrieb des Motors) durch Zufuhr einer errechne ten elektrischen Energiemenge (Zwischenglühen) die optimale Kerzentemperatur wieder erreicht wird, und diese Regelung während der gesamten Arbeitszeit des Motors erfolgt. Bei ei ner derartigen Ausgestaltung umfaßt die erfindungsgemäße Vor richtung zusätzlich eine Recheneinheit, die in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert der Temperatur der Glühwendel die zum Erreichen der Solltemperatur erforderliche Energiemenge errechnet.It is advantageous if the candle temperature by the control device is stabilized by querying the temperature at the Glow plug tip, so that when the temperature drops (Low load operation of the engine) by supplying a calculated the optimum amount of electrical energy (intermediate annealing) Candle temperature is reached again, and this scheme during the entire working time of the engine. With egg Such an embodiment comprises the front according to the invention direction also an arithmetic unit, which depends of the temperature difference between the actual value and the Target value of the temperature of the filament to reach the Required temperature calculated amount of energy.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungs gemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß als Nennspannung der Kerzen eine kleinere Spannung als die Bordnennspannung ge wählt wird, vorzugsweise eine Spannung, die ungefähr der Hälfte der Bordspannung entspricht. In a particularly preferred embodiment of the invention contemporary device is provided that the nominal voltage Candles have a lower voltage than the nominal vehicle voltage is selected, preferably a voltage that is approximately that Half of the on-board voltage corresponds.

Günstig ist es, wenn die Recheneinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart ausgestaltet ist, daß bei Startunterbre chung und Neustart nach kurzer Zeit durch Prüfen der Kerzen temperatur für den ersten Schnellstart-Heizimpuls die Ener giemenge bzw. die Einwirkzeit neu berechnet und geregelt wird.It is advantageous if the computing unit of the invention Device is designed such that at start break Check and restart after a short time by checking the candles temperature for the first quick start heating pulse Yield quantity or the exposure time recalculated and regulated becomes.

Es kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, daß jeder Glühvorgang im Betrieb des Motors dadurch gekennzeichnet ist, daß jeweils die aktuelle Temperatur der Glühkerzenspitze ge messen und die für das Erreichen der Solltemperatur notwendi ge elektrische Energie mit Hilfe der Recheneinheit ermittelt wird.It can advantageously be provided that everyone Glowing process in the operation of the engine is characterized that the current temperature of the glow plug tip ge measure and the necessary for reaching the target temperature ge electrical energy determined with the help of the computing unit becomes.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß eine Datenübermittlung des Glühkerzenzustands, insbesondere der Temperatur der Glühker ze, zwischen einer Motorsteuerung bzw. einem Motormanagement des Dieselmotors und dem Steuergerät erfolgt.In an advantageous embodiment of the invention Device is provided that a data transmission of the Glow plug condition, especially the temperature of the glow plug ze, between an engine control or an engine management of the diesel engine and the control unit.

Günstig ist es, die Glühkerze derart auszugestalten, daß sie kurzzeitig die doppelte Nennspannung verkraften kann, ohne daß eine Schädigung der Glühkerze erfolgt.It is advantageous to design the glow plug in such a way that it can briefly cope with twice the nominal voltage without that the glow plug is damaged.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.The following description of a preferred embodiment form of the invention is used in connection with the drawing the detailed explanation.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Steuerge räts zur Steuerung des Glühvorgangs der Glüh kerzen eines Dieselmotors; Fig. 1 is a schematic representation of a Steuerge device for controlling the glow process of the glow plugs of a diesel engine;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Steuergeräts aus Fig. 1; FIG. 2 shows a block diagram of the control unit from FIG. 1;

Fig. 3 den Verlauf der Glühkerzentemperatur und des zugeführten Heizstroms gemäß einer ersten Ausgestaltung der Ansteuerung der Glühkerze; Fig. 3 shows the profile of the glow plug and the supplied heating current in accordance with a first embodiment of the control of the glow plug;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Details A aus Fig. 3 und Fig. 4 is an enlarged view of the detail A from Fig. 3 and

Fig. 5 den Verlauf der Glühkerzentemperatur und des zugeführten Heizstroms gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Ansteuerung der Glühkerze. Fig. 5 shows the course of the glow plug temperature and the supplied heating current according to a second embodiment of the control of the glow plug.

In Fig. 1 ist als Funktionsschaubild in schematischer Weise eine Anlage zur Steuerung des Glühvorgangs insbesondere beim Schnellstart von Dieselmotoren (Selbstzünder) mit regelbaren Glühkerzen zum Vorglühen beim Startvorgang dargestellt. Diese umfaßt eine mit ihrer negativen Elektrode an Masse (GND) an geschlossene Batterie, deren positive Elektrode mit einem An schluß 29 eines Steuergeräts 32 verbunden ist. Das Steuerge rät 32 umfaßt eine zentrale Steuereinheit in Form einer Micro-Controller-Steuerung sowie eine Stromüberwachung mit Leistungsendstufen, an die Anschlüsse G1, G2, G3, G4, G5 und G6 angeschlossen sind. Sowohl die Micro-Controller-Steuerung als auch die Stromüberwachung sind zur Spannungsversorgung an den Anschluß 29 angeschlossen. Die Micro-Controller-Steuerung ist außerdem über eine Leitung 12 mit der Stromüberwachung und über eine Leitung 14 unmittelbar mit den Leistungsendstu fen verbunden. Außerdem ist die Micro-Controller-Steuerung über eine Leitung 16 mit einem Anschluß 31 verbunden, an den die gemeinsame Masse (GND) angeschlossen ist. Außerdem ist ein weiterer Anschluß DL vorgesehen, über den die Micro- Controller-Steuerung an eine in der Zeichnung nicht darge stellte Motorsteuerung oder an ein Motormanagement anschließ bar ist. An die Anschlüsse G1 bis G6 des Steuergeräts 32 sind Glühkerzen 20, 22, 24, 26, 28 und 30 angeschlossen, die au ßerdem mit der gemeinsamen Masse GND in Verbindung stehen.In Fig. 1, a system for controlling the glow process, in particular during the quick start of diesel engines (self-igniters) with controllable glow plugs for preheating during the start process, is shown in a schematic manner as a functional diagram. This includes a battery with its negative electrode to ground (GND), the positive electrode of which is connected to a circuit 29 at a control unit 32 . The Steuerge advises 32 comprises a central control unit in the form of a micro-controller and a current monitor with power output stages, to which connections G1, G2, G3, G4, G5 and G6 are connected. Both the micro controller control and the current monitor are connected to the connection 29 for the voltage supply. The micro controller control is also connected via a line 12 to the current monitoring and via a line 14 directly to the power output stages. In addition, the micro controller controller is connected via a line 16 to a connection 31 to which the common ground (GND) is connected. In addition, a further connection DL is provided, via which the microcontroller can be connected to an engine control system (not shown in the drawing) or to an engine management system. Glow plugs 20 , 22 , 24 , 26 , 28 and 30 are connected to the connections G1 to G6 of the control device 32 and are also connected to the common ground GND.

Der Aufbau der Micro-Controller-Steuerung ergibt sich aus dem Blockschaltbild des Steuergeräts 32 in Fig. 2. Die Micro- Controller-Steuerung umfaßt eine Stromversorgungseinheit, ei nen Mikroprozessor sowie eine Treiber- und Schutzschaltung. Der Mikroprozessor und die Treiber- und Schutzschaltung wer den von der an den Anschluß 29 des Steuergeräts 32 ange schlossenen Stromversorgungseinheit mit elektrischer Energie versorgt. Die in Fig. 1 schematisch als Anschluß DL darge stellte Verbindung zwischen Micro-Controller-Steuerung und Motorsteuerung oder Motormanagement erfolgt über ein Datenin terface. Hierbei kann beispielsweise eine Eindraht-Verbindung oder ein CAN-Bus verwendet werden.The structure of the micro controller control results from the block diagram of control unit 32 in FIG. 2. The micro controller control comprises a power supply unit, a microprocessor and a driver and protection circuit. The microprocessor and the driver and protection circuit who supplies the power supply unit connected to the terminal 29 of the control unit 32 with electrical energy. The schematically shown in Fig. 1 as the connection DL Darge connection between the micro-controller and motor control or motor management takes place via a data interface. For example, a single-wire connection or a CAN bus can be used.

Wie aus Fig. 2 deutlich wird, ist für jede Glühkerze eine separate Leistungsendstufe vorgesehen. Um eine möglichst übersichtliche Darstellung zu erzielen, werden in Fig. 2 nur vier Leistungsendstufen und nur zwei Glühkerzen 28, 30 darge stellt, tatsächlich werden jedoch ebenso viele Endstufen wie Glühkerzen eingesetzt. Die Endstufen stehen jeweils mit der Treiber- und Schutzschaltung der Micro-Controller-Steuerung in Verbindung sowie mit einer Strommeßeinheit, die ihrerseits an die Treiber- und Schutzschaltung sowie an den Anschluß 29 angeschlossen ist. Statt jeder Glühkerze eine separate End stufe zuzuordnen, kann auch vorgesehen sein, 2 oder mehr Glühkerzen in einer Parallelschaltung zusammenzufassen und eine derart gebildete Glühkerzengruppe mit einer Endstufe zu verbinden.As is clear from FIG. 2, a separate power output stage is provided for each glow plug. In order to achieve the clearest possible representation, only four power output stages and only two glow plugs 28 , 30 are shown in FIG. 2, but in fact as many output stages as glow plugs are used. The output stages are each connected to the driver and protective circuit of the microcontroller control and to a current measuring unit which in turn is connected to the driver and protective circuit and to connection 29 . Instead of assigning a separate output stage to each glow plug, provision can also be made to combine 2 or more glow plugs in a parallel circuit and to connect a glow plug group formed in this way to an output stage.

Die Verbindungsleitungen zwischen den Leistungsendstufen und den Glühkerzen 20 bis 30 dienen zum einen dazu, die Glühker zen mit elektrischer Energie zu versorgen. Zum anderen er folgt über diese Leitungen die Bestimmung der einzelnen Wi derstände und damit auch der Temperatur der Glühkerzen. Hier zu wird deren Energieversorgung kurzzeitig unterbrochen, und statt dessen wird an die Glühkerzen eine Prüfspannung ange legt und der durch die Glühwendel fließende Strom von der Strommeßeinheit gemessen. Dies erfolgt durch die Steuerung der Endstufen mittels der Treiber- und Schutzschaltung, die ihrerseits an den Mikroprozessor gekoppelt ist. Aus dem ge messenen Strom kann bei bekannter Prüfspannung in üblicher Weise der elektrische Widerstand der Glühwendel ermittelt werden, dem wiederum ein bestimmter Temperaturwert zugeordnet werden kann. Die derart bestimmte Ist-Temperatur wird mit der Soll-Temperatur der Glühkerze verglichen, und aus der Tempe raturdifferenz wird vom Mikroprozessor die für das Erreichen der Soll-Temperatur erforderliche Heizleistung berechnet, die den Glühkerzen anschließend über die Endstufen zugeführt wird.The connecting lines between the power output stages and the glow plugs 20 to 30 serve on the one hand to supply the glow plugs with electrical energy. On the other hand, he uses these lines to determine the individual resistances and thus also the temperature of the glow plugs. Here, their energy supply is briefly interrupted, and instead a test voltage is applied to the glow plugs and the current flowing through the filament is measured by the current measuring unit. This is done by controlling the output stages using the driver and protection circuit, which in turn is coupled to the microprocessor. With a known test voltage, the electrical resistance of the incandescent filament can be determined from the measured current, which in turn can be assigned a specific temperature value. The actual temperature determined in this way is compared with the target temperature of the glow plug, and from the temperature difference, the microprocessor calculates the heating power required to reach the target temperature, which is then supplied to the glow plugs via the output stages.

Durch wiederholte kurzzeitige Unterbrechung der Heizlei stungszufuhr der Glühkerzen und Bestimmung der jeweiligen Ist-Temperatur ist es möglich, die Glühkerzen innerhalb kur zer Zeit aufzuheizen und in stabilisierter Weise auf einer Soll-Temperatur zu halten. Die Heizleistungszufuhr wird je weils für die Dauer von etwa 55 ms unterbrochen, so daß sich innerhalb der Glühkerze ein Temperaturgleichgewicht ein stellt. Die Strommessung zur Bestimmung des Widerstands und damit auch der Temperatur der Glühkerze erfolgt am Ende des Unterbrechungsintervalls, wobei die Meßzeit ca. 20 µs beträgt und bei einem Strommeßbereich von bis zu 200 Amp eine klein ste meßbare Auflösung von etwa 1 Amp erzielt wird.By repeated brief interruption of the heating cable power supply of the glow plugs and determination of the respective Actual temperature, it is possible to cure the glow plugs within heat up time and in a stabilized way on a Maintain target temperature. The heat output is depending Weil interrupted for a period of about 55 ms, so that a temperature equilibrium within the glow plug poses. The current measurement to determine the resistance and hence the temperature of the glow plug takes place at the end of the Interruption interval, the measuring time being approx. 20 µs and a small one with a current measuring range of up to 200 amps Most measurable resolution of about 1 amp is achieved.

Die Ansteuerung der Glühkerzen mittels des voranstehend be schriebenen Steuergeräts 32 kann dergestalt erfolgen, daß der zugeführte Heizstrom der jeweiligen Temperaturdifferenz zwi schen Ist- und Soll-Temperatur entspricht. Der sich daraus ergebende Temperatur- und Heizstromverlauf ist in Fig. 3 dargestellt. Diese zeigt in einem oberen Diagramm den Verlauf der sich einstellenden Glühkerzentemperatur T in Abhängigkeit von der Zeit t, wobei sich die Glühkerzentemperatur T auf grund des der Glühkerze zugeführten Heizstromes I ändert, dessen Verlauf, ebenfalls in Abhängigkeit von der Zeit t, in Fig. 3 in einem unteren Diagramm dargestellt ist. Der in der jeweiligen Leistungsendstufe zugeordneten Glühkerze wird zu nächst ein hoher Heizstrom I zugeführt, so daß sich die Glüh kerze beträchtlich aufheizt. Mit zunehmender Ist-Temperatur wird die Heizstromzufuhr reduziert. Dies hat zur Folge, daß sich die Ist-Temperatur der Soll-Temperatur der Glühkerze allmählich annähert. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Bestim mung der Ist-Temperatur dadurch, daß die Heizleistungszufuhr, d. h. im vorliegenden Fall die Zufuhr des entsprechenden Heiz stroms, kurzzeitig unterbrochen und der Widerstand der Glüh wendel bestimmt wird. Die in regelmäßigen Abständen erfolgen de Unterbrechung der Heizstromzufuhr ist vergrößert in Fig. 4 dargestellt, die ebenfalls den Verlauf des Heizstroms I in Abhängigkeit von der Zeit t zeigt. Die Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 3 strichpunktiert ge zeichneten Details A. Die Messung des Widerstands und damit auch der Glühkerzentemperatur erfolgt jeweils am Ende des Un terbrechungsintervalls und ist in Fig. 4 durch die Pfeile 50 symbolisiert. The control of the glow plugs by means of the control unit 32 described above can be such that the heating current supplied corresponds to the respective temperature difference between the actual and target temperature. The resulting temperature and heating current curve is shown in Fig. 3. In an upper diagram, this shows the course of the glow plug temperature T as a function of the time t, the glow plug temperature T changing due to the heating current I supplied to the glow plug, the course thereof, also as a function of the time t, in FIG. 3 is shown in a lower diagram. The glow plug assigned in the respective power output stage is first supplied with a high heating current I, so that the glow plug heats up considerably. The heating current supply is reduced as the actual temperature increases. As a result, the actual temperature gradually approaches the target temperature of the glow plug. As already mentioned, the determination of the actual temperature takes place in that the heating power supply, ie in the present case the supply of the corresponding heating current, is briefly interrupted and the resistance of the glow coil is determined. The interruption of the heating current supply, which takes place at regular intervals, is shown enlarged in FIG. 4, which likewise shows the course of the heating current I as a function of the time t. Fig. 4 shows an enlarged view of the dash-dotted ge in Fig. 3 Details A. The measurement of the resistance and thus also the glow plug temperature takes place at the end of the interruption interval and is symbolized in Fig. 4 by the arrows 50 .

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausgestaltung der Ansteue rung der Glühkerzen wird die Amplitude des Heizstroms I ent sprechend der Temperaturdifferenz zwischen Ist- und Soll-Temperatur der Glühkerze verringert. Eine alternative Ansteu erungsmöglichkeit der Glühkerzen mittels des Steuergeräts 32 ist aus Fig. 5 ersichtlich. Fig. 5 zeigt in einem oberen Diagramm den sich einstellenden Verlauf der Glühkerzentempe ratur T in Abhängigkeit von der Zeit t, der sich ergibt, wenn die Glühkerze entsprechend der in einem unteren Diagramm in der Fig. 5 dargestellten Ansteuerung angesteuert wird. Das untere Diagramm zeigt die Glühkerzenansteuerung, d. h. den Verlauf des Glühkerzenstroms, in Abhängigkeit von der Zeit t. Wie ersichtlich, wird der der jeweiligen Endstufe zugeordne ten Glühkerze während einer durch den Doppelpfeil 55 verdeut lichten Aufheizphase gleichbleibend ein Heizstrom mit maxima ler Amplitude zugeführt, so daß sich die Glühkerze, wie aus dem oberen Diagramm der Fig. 5 ersichtlich, sehr schnell aufheizt. Nach Erreichen der Soll-Temperatur wird die Tempe ratur der Glühkerze während der sich anschließenden Haltepha se, die durch den Doppelpfeil 60 verdeutlicht ist, konstant gehalten. Hierzu wird die Glühkerze getaktet angesteuert, d. h. der Heizstrom wird regelmäßig unterbrochen, so daß der Glühkerze insgesamt über die Zeit integriert eine geringere Heizleistung zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Glüh kerze während der Aufheizphase mit einer sehr hohen Heizlei stung versorgt werden, der sie im Dauerbetrieb nicht stand halten würde, deren Zuführung jedoch eine sehr schnelle Auf heizung auf die Soll-Temperatur zur folge hat. Nach Erreichen der Soll-Temperatur wird die zugeführte Heizleistung auf ei nen Wert reduziert, der ausreichend ist, um die Temperatur der Glühkerze auf Soll-Temperatur zu halten, so daß eine Zer störung der Glühkerze nicht zu befürchten ist. In the embodiment of the control of the glow plugs shown in FIG. 3, the amplitude of the heating current I is reduced accordingly to the temperature difference between the actual and target temperature of the glow plug. An alternative control possibility of the glow plugs by means of the control unit 32 can be seen from FIG. 5. Fig. 5 shows in an upper diagram the course of the glow plug temperature T as a function of the time t, which results when the glow plug is driven in accordance with the control shown in a lower diagram in FIG. 5. The lower diagram shows the glow plug control, ie the course of the glow plug current as a function of time t. As can be seen, the glow plug assigned to the respective output stage is constantly supplied with a heating current with a maximum amplitude during a heating phase indicated by the double arrow 55 , so that the glow plug heats up very quickly, as can be seen from the upper diagram in FIG. 5. After reaching the target temperature, the temperature of the glow plug is kept constant during the subsequent Haltpha se, which is indicated by the double arrow 60 . For this purpose, the glow plug is driven in a clocked manner, that is to say the heating current is interrupted regularly, so that, overall, a lower heating power is supplied to the glow plug over time. In this way, the glow plug can be supplied with a very high Heizlei stung during the heating phase, which it would not withstand in continuous operation, the supply of which, however, results in a very fast heating up to the desired temperature. After reaching the target temperature, the heating power supplied is reduced to a value which is sufficient to maintain the temperature of the glow plug at the target temperature, so that there is no fear of the glow plug being destroyed.

Die Aufheizphase und das anschließende Halten der Temperatur sind nicht auf den Startvorgang des Dieselmotors oder auf ei ne maximale Glühkerzentemperatur beschränkt, sondern können auch zum sogenannten Zwischenglühen bei laufendem Motor und bei einer durch die Dieselmotorsteuerung ermittelten Glühtem peratur angewendet werden.The heating phase and the subsequent maintenance of the temperature are not on the starting process of the diesel engine or on egg ne maximum glow plug temperature limited, but can also for so-called intermediate annealing with the engine running and with a glow determined by the diesel engine control temperature can be applied.

Um festzustellen, ob die Glühkerze bereits ihre Soll-Tempe ratur erreicht hat, kann auch bei der in Fig. 5 dargestell ten Ausführungsform der Ansteuerung die Heizstromzufuhr regel mäßig für eine Dauer von ca. 55 ms unterbrochen und am Ende des Unterbrechungsintervalls eine Temperaturbestimmung durch geführt werden, wie dies unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 bereits erläutert wurde. Eine entsprechende Temperatur bestimmung kann sowohl während der Aufheizphase 55 als auch während der Haltephase 60 erfolgen. Hat die der jeweiligen Endstufe zugeordnete Glühkerze noch nicht ihre Soll-Tempe ratur erreicht, so wird die entsprechende Endstufe über die Treiber- und Schutzschaltung vom Mikroprozessor derart ange steuert, daß der Glühkerze gleichbleibend ein Heizstrom mit maximaler Amplitude zugeführt wird. Nach Erreichen der Soll-Temperatur wird der Heizstrom nur noch getaktet, d. h. mit Un terbrechungen zugeführt, wie dies aus dem unteren Diagramm der Fig. 5 deutlich wird. Die Dauer der Unterbrechungszei ten, d. h. das Verhältnis der Ein/Ausschaltzeiten der Endstu fen kann vom Mikroprozessor durch Vergleich der Ist-Temperatur mit der Soll-Temperatur der jeweiligen Glühkerze errechnet werden.In order to determine whether the glow plug has already reached its target temperature, the heating current supply can also be interrupted regularly for a duration of approximately 55 ms in the embodiment of the control shown in FIG. 5 and a temperature determination carried out at the end of the interruption interval are, as has already been explained with reference to FIGS. 3 and 4. A corresponding temperature determination can take place both during the heating phase 55 and during the holding phase 60 . If the glow plug assigned to the respective output stage has not yet reached its target temperature, the corresponding output stage is controlled by the microprocessor via the driver and protective circuit in such a way that the glow plug is supplied with a heating current of maximum amplitude. After reaching the target temperature, the heating current is only clocked, ie supplied with interruptions, as can be seen from the lower diagram in FIG. 5. The duration of the interruption times, ie the ratio of the on / off times of the final stages, can be calculated by the microprocessor by comparing the actual temperature with the target temperature of the respective glow plug.

Claims

1. A method for controlling the glow process of a glow plug of a diesel engine, characterized in that the glow plug is first supplied with an electrical heating power during a heating phase, the amount of which is greater than the continuous power that can be supplied to the glow plug in continuous operation without damage, whereby the duration of the heating phase is measured so that there is no damage to the glow plug, and that after the heating phase has expired, the glow plug is operated with a power which corresponds to the continuous power.

2. Method for controlling the glow process of a glow plug of a diesel engine, characterized in that the Heating power of the glow plug is regulated by the Temperature of a glow plug of the glow plug is determined using compares a target temperature and the heating power to Reaching the target temperature on one of the determined Temperature difference sets the appropriate value.

3. Method for controlling the glow process of a glow plug of a diesel engine, characterized in that the Glow plug initially during a warm-up phase operates with a heating power that is higher than that the glow plug can be fed in continuous operation without damage Continuous power until one by determining the temperature a filament of the glow plug has determined that a Target temperature was reached, and that you then operates the glow plug with a maximum power corresponds to the performance tolerated in continuous operation.

4. The method according to claim 3, characterized in that the heating output of the glow plug during continuous operation Glow plug controls that the temperature of the The filament of the glow plug is determined with the target temperature compares and the heating power to reach the target temperature to one of the determined temperature difference sets the appropriate value.

5. The method according to any one of the preceding claims characterized in that one for determining the tempera the heating power supply of the glow plug interrupts briefly.

6. The method according to claim 5, characterized in that the heating power supply practically until it is reached a temperature equilibrium within the filament interrupts.

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that that the heating power supply for about 50 to 60 msec interrupts.

8. Device for performing the method according to a of claims 1 to 7 comprising a filament the glow plug that comes with an electrical supply is connected to provide an electrical unit Heating power for the glow plug, the heating power control the supply unit by means of a control unit is cash.

9. The device according to claim 8, characterized in that the temperature of the filament can be determined and that that Control unit includes a control unit that the heating performance of the supply unit depending on the Temperature difference between the actually prev temperature of the filament and a predetermined temperature Set temperature controls.

10. The device according to claim 9, characterized in that the control unit comprises an interrupter unit which is used for Determination of the temperature of the filament by the Ver supply unit of the filament supplied heating power interrupts.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized net that the control unit has an electrical counter stood the filament determining and out of the resistance worth the temperature of the measuring unit calculating the filament includes.

12. System for controlling the annealing process, especially when Quick start of diesel engines (diesel) with regular glow plugs for preheating during the starting process, esp special according to one of the preceding claims, characterized characterized in that to enable an advantageous Quick start the glow plugs as quick heating Glow plugs are formed, which are from an elec trical control unit can be heated up quickly can that they determine a given on-board voltage can take up electricity for a specified time, so that in a very short time she will not yet have the candles can absorb harmful heating energy, it being used for Application of the large current is expedient, the nominal tension of the candles less than the nominal voltage of the board choose, and that after reaching the for the ignition process necessary candle temperature the energy supply advantage by a clocked power supply up to their nominal continuous output is throttled until the Engine started and the glow process is interrupted.

13. Plant according to claim 12, characterized in that the Candle temperature can be stabilized via the control unit by querying the temperatures at the glow plug tip, so that when the temperature drops (low load operation of the Motors) by supplying a calculated electrical energy the optimal candle temperature can be reached again, this regulation being preferred during the entire working time of the engine.

14. Plant according to claim 12 or 13, characterized in that that the nominal voltage to achieve the nominal power of the Glow plugs smaller than the existing on-board nominal voltage is, preferably about half of the existing board rated voltage.

15. Plant according to claim 12, 13 or 14, characterized net that after a short break and restart Time by checking the candle temperature the amount of energy or the exposure time for the first quick start heater impulse can be newly calculated and regulated.

16. Plant according to one of claims 12 to 15, characterized ge indicates that every glow in operation of the engine is characterized in that the current temperature the glow plug tip is measurable and the one for reaching the Required electrical energy required temperature can be determined is.

17. Plant according to one of claims 12 to 16, characterized ge indicates that data transmission of the glow plug state (including a temperature evaluation) between engine control or engine management and the system for controlling the annealing process is provided.

18. Plant according to one of claims 12 to 17, characterized ge indicates that the glow plugs look for a special Processes are made so that they are briefly the cope with twice the nominal voltage without any damage the candles.