DE3878414T2

DE3878414T2 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der vorheizung in einer dieselmaschine.

Info

Publication number: DE3878414T2
Application number: DE19883878414
Authority: DE
Inventors: Bernard Bonhomme; Michel Louis Gabadou; Patrick Gidoin; Didier Gilbert
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1987-11-24
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1993-07-29
Anticipated expiration: 2008-11-11
Also published as: EP0318350A1; FR2623565A1; ES2037863T3; EP0318350B1; FR2623565B1; DE3878414D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung der Versorgung der Vorheizglühkerzen in einem Dieselmotor. Es ist bekannt, daß ein Dieselmotor zur Selbstzündung des Luft-Brennstoff-Gemisches eine bestimmte Zündtemperatur erfordert. Bei kaltem Motor reicht die Kompression des Gemisches allein nicht aus, um die Zündtemperatur zu erreichen, so daß das Gemisch mit Hilfe von Glühkerzen vorgeheizt werden muß.
Derzeit werden die Glühkerzen in Dieselmotoren elektronisch derart gesteuert, daß die Vorheizzeit begrenzt wird. Diese elektronische Steuerung ermöglicht es sogar, die Glühkerzen nach dem Starten und während des Motorbetriebes weiter zu versorgen, um die Verbrennung zu verbessern und dadurch einen unregelmäßigen Motorlauf sowie ein Ansteigen schädlicher Abgase zu verhindern und zugleich die Geräuschentwicklung zu verringern. Dieses Nachheizen des Gemisches wird mittels Gleichstromversorgung der Kerzen erhalten, die jedoch dann unterbrochen wird, wenn entweder die Kerzentemperatur einen Schwellwert übersteigt oder eine bestimmte Zeit abgelaufen ist.
Dies kontinuierliche Nachheizen weist noch den Nachteil auf, daß es die Kerzentemperatur erhöht und den Einsatz eines in Serie mit den Kerzen geschalteten Vorwiderstandes erfordert, um diese zu schützen. Ferner ist damit ein erheblicher elektrischer Stromverbrauch verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der Vorheizkerzen eines Dieselmotors zu schaffen, einschließlich eines Nachheizens, das die Lebensdauer der Kerzen nicht beeinträchtigt und das den elektrischen Energieverbrauch konstant hält, welches den Abgasausstoß bei kaltem Motor reduziert und zugleich den Motorgleichlauf verbessert.
Zu diesem Zweck beschreibt die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung der Versorgung der Vorheizglühkerzen in einem Dieselmotor, wobei in einer ersten Phase der Dauer T1 sie gleichzeitig versorgt werden, um das Luft-Brennstoff-Gemisch des Motors vor dem Starten vorzuheizen und um danach in einer zweiten Phase der Dauer T2 nach dem Starten sie gleichzeitig zu versorgen im Hinblick auf die Nachheizung; das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß es eine dritte Phase zur abwechselnden Versorgung von in n Gruppen unterteilten N Kerzen aufweist, dergestalt, daß das Produkt aus der Anzahl der Gruppen von Kerzen, d.h. N/n, mit dem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus für jede Gruppe, d.h. R, gleich 1 ist:
R x N/n = 1
und daß außerdem
- eine zeitweise Unterbrechung der Versorgung der Kerzen erfolgt, infolge einer Information über eine Motorvolllast und
- eine endgültige Unterbrechung der Versorgung der Kerzen erfolgt, entweder infolge einer Information, wenn die Wassertemperatur des Motors eine vorgegebene Schwelle überschreitet oder infolge einer maximalen Verzögerungszeit des Einsatzes Tmax ab dem Starten.
Weitere Eigenheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Figuren hervor:
Fig. 1: das prinzipielle Einbauschema einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2: das Betriebsdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren.
Wie Fig. 1 zeigt, in der ein Dieselmotor 1 dargestellt ist, der mit Glühkerzen 2i versehen ist, wobei i eine ganze Zahl in diesem Fall von 1 bis 4 ist, weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung der Glühkerzen eine elektronische Schaltung 3 auf, die von der Fahrzeugbatterie versorgt wird und die einen Mikroprozessor 4 aufweist, welcher Leistungsrelais 40 steuert, die den Batteriestrom zu den Kerzen 2i leiten.
Die Information bezüglich der Wassertemperatur des Motors wird dem Mikroprozessor 4 über einen Thermofühler 5 zugeführt. Die Information über die Motorlast wird ebenfalls dem Mikroprozessor 4 durch die Stellung des Hebels 6 der Brennstoffeinspritzpumpe für die Zylinder des Motors 1 zugeführt. Eine Anzeige 8 zeigt an, ob die Glühkerzen 2i versorgt oder nicht versorgt werden.
Das Steuerungsverfahren für die Versorgung der Kerzen gemäß der Erfindung weist drei hauptsächliche Phasen auf, gemäß dem Betriebsdiagramm von Fig. 2.
Die erste klassische Phase des Vorheizens der Kerzen erfolgt zum Zeitpunkt des Einschaltens des Motors und zum Zeitpunkt td des Startens, wobei die Zeitdauer T1 von der Temperatur des Motorraums gesteuert wird. Der Thermofühler 5 für das Wasser wird geschlossen, wenn die Temperatur eine vorgegebene Schwelle erreicht. Das Erlöschen der Anzeige 8 für die Vorheizung am Ende einer Dauer T0 bedeutet, daß das Fahrzeug zum Starten bereit ist. Während der Betätigung des Anlassers verbleiben die Glühkerzen unter Spannung, um die Temperatur auf einem Wert zu halten, der erforderlich ist zur Zündung des Luft-Brennstoff-Gemisches. Während dieser Phase des Vorheizens werden alle Glühkerzen gleichzeitig versorgt.
Die zweite Phase des Steuerverfahrens findet statt während des Startens des Motors ab dem Zeitpunkt td und während einer festen Dauer T2, die sich an den Zeitpunkt tD am Ende des Startvorgangs anschließt.
Während dieses festen Nachheizens wird die Gesamtheit der Glühkerzen gleichzeitig versorgt, und zwar unabhängig von der Temperatur des Motors und der Last der Einspritzpumpe.
Das heißt, daß selbst während einer Beschleunigung während einer Dauer T5 z.B sämtliche Kerzen 2i versorgt werden. Dieses feste Nachheizen dient dazu, einen problemlosen Anstieg der Motordrehzahl zu erreichen.
Gemäß einer wichtigen Eigenschaft der Erfindung weist das Verfahren eine dritte Steuerphase zur Versorgung der N Kerzen auf, wobei diese abwechselnd in Gruppen von n Kerzen dergestalt unterteilt sind, daß das Produkt aus der Anzahl der Gruppen von Kerzen, d.h. N/n, mit dem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus für jede Gruppe, d.h. R, gleich 1 ist:
N/n x R = 1
Im Sonderfall eines Motors mit vier Zylindern kann das erfindungsgemäße Verfahren die Versorgung der Kerzen dahingehend steuern, daß eine nach der anderen mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von 1/4 beaufschlagt werden oder zwei Gruppen von jeweils zwei Kerzen nacheinander mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von 1/2 beaufschlagt werden.
Im Sonderfall eines Motors mit sechs Zylindern kann das erfindungsgemäße Verfahren die Versorgung der Glühkerzen auf drei verschiedene Weisen sicherstellen unter Beibehaltung einer konstanten Energiebilanz:
- Entweder Kerze für Kerze mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von 1/6,
- oder in Gruppen von je zwei Kerzen mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von 1/3,
- oder in Gruppen von je drei Kerzen mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von 1/2.
Die dritte Phase der abwechselnden Versorgungssteuerung der N Kerzen ist in Fig. 2 mit der Zeitdauer T3 bezeichnet, welche eine Funktion entweder der Wassertemperatur des Motors oder der Last des Motors ist, die aus der Stellung eines Steuerhebels der Brennstoffeinspritzpumpe abgeleitet wird.
Während einer Beschleunigung steigt die Motorlast und es ist damit nicht mehr erforderlich, die Kerzen zu heizen, so daß die Versorgung der Kerzen während der Zeit T4 unterbrochen wird, entsprechend der Offenstellung des Hebels der Einspritzpumpe des Motors bei Vollast. Diese Offenstellung wird durch einen Kontaktfühler festgestellt, der nur bei Vollast des Motors offen ist und bei Teillast an Masse liegt. Diese Unterbrechung der Versorgung der Kerzen in Abhängigkeit von der Motorlast erfolgt einerseits nur zeitweilig, d.h. wenn der Motor nicht mehr unter Vollast läuft, setzt das Steuerverfahren zur abwechselnden Versorgung der Kerzen erneut ein mit einer gewissen Zeitverzögerung andererseits, d.h. daß unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes Ts - z.B drei Sekunden - dieser Vorgang keine Berücksichtigung findet, um eine Unterbrechung des Nachheizens während kurzer Beschleunigungen zu verhindern.
Es wurde bereits ausgeführt, daß die Versorgung der Kerzen gemäß der Erfindung auch von der Wassertemperatur θ des Motors dergestalt abhängt, daß bei Überschreiten eines oberen Schwellwertes von z.B. 60º die Versorgung der Kerzen während des Nachheizens endgültig unterbrochen wird, um ihre Zerstörung zu verhindern. Der Thermofühler 5 wird geschlossen sobald diese Maximaltemperatur θ maximal erreicht wird.
Eine endgültige Unterbrechung der Phase des abwechselnden Nachheizens ist schließlich vorgesehen durch eine maximale Zeitverzögerung der Dauer Tmax ausgehend vom Zeitpunkt tD am Ende des Startvorganges. Sofern nach dem Starten der Motor stehenbleibt, tritt eine Anordnung in Funktion, die ein Entladen der Batterie verhindert.
Die erste der beiden eintreffenden Informationen, Wassertemperaturen des Motors oder maximale Zeitverzögerung, unterbricht endgültig die dritte Phase des Verfahrens zur Steuerung der Versorgung der Glühkerzen des Dieselmotors.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung der Versorgung der Vorheizglühkerzen in einem Dieselmotor, wobei in einer ersten Phase der Dauer T1 sie gleichzeitig versorgt werden, um das Luft-Brennstoff-Gemisch des Motors vor dem Starten vorzuheizen und um danach, in einer zweiten Phase der Dauer T2 nach dem Starten, sie gleichzeitig zu versorgen im Hinblick auf die Nachheizung, dadurch gekennzeichnet, daß es eine dritte Phase zur abwechselnden Versorgung von in n Gruppen unterteilten N Kerzen aufweist, dergestalt, daß das Produkt aus der Anzahl der Gruppen von Kerzen, d.h. N/n, mit dem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus für jede Gruppe, d.h. R, gleich 1 ist:

R x N/n = 1

und daß außerdem:

- eine zeitweise Unterbrechung der Versorgung der Kerzen erfolgt infolge einer Information über die Motorvolllast und

- eine endgültige Unterbrechung der Versorgung der Kerzen erfolgt, entweder infolge einer Information, wenn die Wassertemperatur des Motors eine vorgegebene Schwelle überschreitet oder infolge einer maximalen Verzögerungszeit des Einsatzes Tmax ab dem Starten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Motor mit vier Zylindern die Versorgung der vier Kerzen nacheinander erfolgt mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von einem Viertel.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Motor mit vier Zylindern die Versorgung der vier Kerzen in Gruppen von jeweils zwei Kerzen nacheinander erfolgt, mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von einer Hälfte.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Motor mit sechs Zylindern die Versorgung der sechs Kerzen nacheinander erfolgt, mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von einem Sechstel.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Motor mit sechs Zylindern die Versorgung der sechs Kerzen in Gruppen von jeweils zwei erfolgt, mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von einem Drittel.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Motor mit sechs Zylindern die Versorgung der sechs Kerzen in Gruppen von jeweils drei Kerzen erfolgt, mit einem Verhältnis der Versorgung pro Zyklus von einer Hälfte.

7. Vorrichtung zur Steuerung der Versorgung der Glühkerzen (2i) eines Dieselmotors (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine elektronische Schaltung (3) aufweist, die von der Fahrzeugbatterie gespeist wird, einen Mikroprozessor (4) aufweist, welcher Leistungsrelais (40) steuert, die den von der Batterie stammenden Strom zu den Glühkerzen (2i) leiten, wobei dem Mikroprozessor (4) Informationen über die Wassertemperatur des Motors über einen Thermofühler (5) und Informationen über die Motorlast durch die Stellung des Steuerhebels (6) der Einspritzpumpe zugeführt werden.