EP0315034B1 - Method and device for regulating the temperature of a glow plug - Google Patents

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EP0315034B1
EP0315034B1 EP19880117800 EP88117800A EP0315034B1 EP 0315034 B1 EP0315034 B1 EP 0315034B1 EP 19880117800 EP19880117800 EP 19880117800 EP 88117800 A EP88117800 A EP 88117800A EP 0315034 B1 EP0315034 B1 EP 0315034B1
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temperature
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glow
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Hans-Peter Dr. Dipl.-Phys. Bauer
Wolf Wessel
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
    • F02P19/025—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs with means for determining glow plug temperature or glow plug resistance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1418—Several control loops, either as alternatives or simultaneous
    • F02D2041/1419—Several control loops, either as alternatives or simultaneous the control loops being cascaded, i.e. being placed in series or nested

Definitions

  • controller R1 When the glow plug is switched on during the start-up phase, the controller R1 will want to force rapid heating due to the cold surface of the glow plug and generate the largest possible manipulated variable. If this manipulated variable specifies a greater value than the maximum permissible coil temperature, controller R2 will only receive the setpoint T Wmax , which corresponds to the maximum coil temperature , due to the minimum value selection. In this case, the regulator R2 regulates the maximum filament temperature and thus ensures that the glow plug heats up as quickly as possible without thermal overloading of the filament being possible.
  • the operating state of the internal combustion engine can be taken into account in all control methods by using known engine data, e.g. an electrical signal corresponding to the operating state and at a suitable point is entered as disturbance variable S from the injection quantity or the speed.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Regelung der Temperatur von Glühkerzen nach der Gattung der Ansprüche 1 bis 3 sowie von einer Vorrichtung nach der Gattung der Ansprüche 8 bis 10.The invention is based on a method for regulating the temperature of glow plugs according to the category of claims 1 to 3 and on a device according to the category of claims 8 to 10.

Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen dieser Art werden Glühkerzen verwendet, die sowohl einen Heizwendel als auch einen Regelwendel haben. Nachteil dieser Verfahren und Vorrichtungen ist es, daß der Start einer selbstzündenden Brennkraftmaschine dadurch verzögert wird, daß die zum Start erforderliche Temperatur der Glühkerze nicht schnell genug erreicht wird.In known methods and devices of this type, glow plugs are used which have both a heating coil and a control coil. The disadvantage of these methods and devices is that the start of a self-igniting internal combustion engine is delayed in that the temperature of the glow plug required for starting is not reached quickly enough.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung haben den Vorteil, daß die Glühkerzen sehr schnell auf hohe Temperaturen gebracht werden, ohne deren Heizelement unzulässig zu erwärmen und damit zu zerstören. Das Verfahren ist dadurch besonders sicher, daß die Temperatur der Heizwendel als eigene Regelgröße herangezogen wird, wobei zum Schutz der Wendel vor thermischer Überlastung ein Maximalwert der Wendeltemperatur vorgegeben wird.The method and the device according to the invention have the advantage that the glow plugs are brought to high temperatures very quickly without heating their heating element inadmissible and thus destroying them. The method is particularly reliable in that the temperature of the heating coil is used as a separate control variable, a maximum value of the coil temperature being specified to protect the coil from thermal overload.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei welcher der Motorbetriebszustand für die Regelung der Glühkerzentemperatur nach dem Start, also während des Motor-Selbstlaufs, als Störgröße aufgeschaltet wird. Dadurch ist es möglich, das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch beim Nach- und Zwischenglühen einzusetzen.An embodiment is preferred in which the engine operating state for controlling the glow plug temperature after the start, that is to say during engine self-running, is applied as a disturbance variable. This makes it possible to use the method and the device according to the invention also in the after-glow and intermediate glow.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Verbesserungen des Verfahrens sowie der Vorrichtung nach der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, daß das Verfahren davon unabhängig ist, ob die Wendeltemperatur und die Oberflächentemperatur direkt ermittelt oder aus Modellbetrachtungen gewonnen wird.Advantageous improvements of the method and the device according to the invention are possible through the measures listed in the subclaims. It is particularly advantageous that the method is independent of whether the coil temperature and the surface temperature are determined directly or obtained from model considerations.

So ist aus der EP-A-69553 ein Verfahren zur Einstellung der Temperatur einer elektrisch beheizten Glühkerze einer selbstzündenden Brennkraftmaschine bekannt. Nach Einschalten der Glüheinrichtung wird ein sehr großer Glühkerzenstrom gewählt. Die Temperatur der Glühkerze steigt dadurch sehr schnell an. Erreicht die Glühkerzentemperatur eine vorgegebene Temperaturschwelle, so wird der Glühkerzenstrom auf einen kleineren Wert zurückgenommen. Die Temperaturschwelle, bei der der Strom reduziert wird, liegt dabei unter der normalen Glühtemperatur, da die Glühkerzentemperatur nach Reduktion des Glühkerzenstroms weiter ansteigt. Ein ständiger Vergleich zwischen einem Soll-/ und einem Istwert findet nicht stattA method for adjusting the temperature of an electrically heated glow plug of a self-igniting internal combustion engine is known from EP-A-69553. After switching on the glow device, a very large glow plug current is selected. As a result, the temperature of the glow plug rises very quickly. If the glow plug temperature reaches a predetermined temperature threshold, the glow plug current is reduced to a smaller value. The temperature threshold at which the current is reduced is below the normal glow temperature, since the glow plug temperature continues to increase after the glow plug current has been reduced. There is no constant comparison between a target and an actual value

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung gemäß der Erfindung die Verwendung von Glühkerzen möglich ist, die keinen Regelwendel aufweisen, und deren Heizwendel beispielsweise als Metalldraht-Wendel ausgelegt ist, dessen Betriebsspannung mit 5 V weit unter der üblichen Versorgungs- bzw. Bordnetzspannung von 12 V liegt. Dadurch kann eine besonders schnelle Aufheizung der Glühkerze auch unter ungünstigen Bedingungen, beispielsweise bei Kälte und schwacher Bordnetzspannung, erwirkt werden. Aufgrund des Verfahrens bzw. der Vorrichtung ist dabei eine thermische Überlastung des Heizwendels ausgeschlossen.It has proven to be particularly advantageous that in the method or the device according to the invention the use of glow plugs is possible which have no control coil and whose heating coil is designed, for example, as a metal wire coil, the operating voltage of which is 5 V far below that usual supply or vehicle electrical system voltage of 12 V. As a result, the glow plug can be heated up particularly quickly, even under unfavorable conditions, for example in the cold and weak electrical system voltage. Due to the method or the device, thermal overload of the heating coil is excluded.

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • Figur 1 eine skizzenhafte Darstellung eines Ausschnitts einer Glühkerze mit einer regeltechnischen Darstellung des Temperaturverhaltens:
  • Figur 2 ein erstes Regelverfahren zur Regelung der Glühwendel- und der Oberflächentemperatur einer Glühkerze;
  • Figur 3 ein zweites Regelverfahren zur Regelung der Glühwendel- und der Oberflächentemperatur einer Glühkerze;
  • Figur 4 ein drittes Regelverfahren zur Regelung der Glühwendel- und der Oberflächentemperatur einer Glühkerze;
  • Figur 5 eine Darstellung einer Möglichkeit der Aufschaltung einer dem Motorbetriebszustand entsprechenden Störgröße und
  • Figur 6 eine Darstellung einer weiteren Möglichkeit der Aufschaltung einer dem Motorbetriebszustand entsprechenden Störgröße.
The invention is explained in more detail below with reference to the figures. Show it:
  • FIG. 1 shows a sketch of a section of a glow plug with a technical representation of the temperature behavior:
  • Figure 2 shows a first control method for controlling the filament and the surface temperature of a glow plug;
  • Figure 3 shows a second control method for controlling the filament and the surface temperature of a glow plug;
  • Figure 4 shows a third control method for controlling the filament and the surface temperature of a glow plug;
  • FIG. 5 shows a possibility of applying a disturbance variable corresponding to the engine operating state and
  • FIG. 6 shows a further possibility of applying a disturbance variable corresponding to the engine operating state.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Das Verfahren und die Vorrichtung der genannten Art eignen sich zur Regelung der Temperatur elektrisch geheizter Elemente. Sie sollen hier am Beispiel der Regelung der Temperatur einer Glühkerze einer selbstzündenden Brennkraftmaschine beschrieben werden.The method and the device of the type mentioned are suitable for regulating the temperature of electrically heated elements. They are to be described here using the example of regulating the temperature of a glow plug in a self-igniting internal combustion engine.

In Figur 1 ist ein Teil einer Glühkerze 1 im Schnitt schematisiert dargestellt. Es sind der als Heizelement dienende Glühwendel 2, die aus Isolationsmaterial 3, z.B. aus Keramik bestehende Füllung der Glühkerze sowie deren Mantel 4 wiedergegeben. In dem Glühwendel 2 wird die eingespeiste elektrische Energie in Wärme umgesetzt. Von der Oberfläche der Glühwendel fließt die Wärme durch das Isolationsmaterial 3 zur Innenseite des als Glührohr ausgelegten Mantels 4 und von dort nach außen zur Oberfläche der Glühkerze, wo sich dann durch das Gleichgewicht zwischen von innen zugeführter Wärme und nach außen abgestrahlter Wärme die Oberflächentemperatur der Glühkerze ergibt.In Figure 1, part of a glow plug 1 is shown schematically in section. It is the filament 2 serving as a heating element that is made of insulation material 3, e.g. Ceramic filling of the glow plug and its jacket 4 reproduced. The electrical energy fed in is converted into heat in the incandescent filament 2. From the surface of the incandescent filament, the heat flows through the insulation material 3 to the inside of the jacket 4, which is designed as a glow tube, and from there to the surface of the glow plug, where the surface temperature of the glow plug then changes due to the balance between heat supplied from the inside and heat radiated to the outside results.

Regelungstechnisch läßt sich die Glühkerze dynamisch durch die Hintereinanderschaltung von Verzögerungsstrecken vereinfacht darstellen: Der Glühwendel 2 mit dem Kern, das Isolationsmaterial 3 zwischen Glühwendel und Mantel 4 sowie der Mantel stellen dabei Verzögerungsstrecken erster Ordnung dar. In Figur 1 sind die Verzögerungsstrecken, die den Wärmetransport durch das Isolationsmaterial und den Mantel darstellen, zusammengefaßt zu einem Verzögerungsglied zweiter Ordnung, so daß sich zwei Blocks ergeben. Die Ausgangsgröße A des ersten Blocks stellt die Glühwendeltemperatur dar, die Ausgangsgröße B des zweiten Blocks die Oberflächentemperatur der Glühkerze.In terms of control technology, the glow plug can be represented dynamically in a simplified manner by connecting delay lines in series: the glow filament 2 with the core, the insulation material 3 between the incandescent filament and the jacket 4 and the jacket represent first-order delay lines. In FIG. 1, the delay lines, which represent the heat transport through the insulation material and the jacket, are combined to form a second-order delay element, so that two Blocks result. The output variable A of the first block represents the filament temperature, the output variable B of the second block the surface temperature of the glow plug.

Um eine lineare Behandlung der Regelvorgänge zu erreichen, wird die Heizleistung als Eingangsgröße definiert und nicht die an die Glühkerze gelegte Bordnetzspannung, der eingespeiste Strom oder ein bei der Ansteuerung der Glühkerze gewähltes Tastverhältnis.In order to achieve a linear treatment of the control processes, the heating power is defined as the input variable and not the vehicle electrical system voltage applied to the glow plug, the current fed in or a duty cycle selected when the glow plug was activated.

Für das Verfahren und die Vorrichtung spielt es keine Rolle, ob die Wendel- oder Oberflächentemperatur gemessen oder aus Modellbetrachtungen gewonnen werden. Als Heizwendel kann also ein temperaturabhängiges Material gewählt werden, so daß die als Regelgröße A definierte Wendeltemperatur direkt über die Ermittlung des Wendelwiderstands gewonnen werden kann. Die als Regelgröße B definierte Oberflächentemperatur der Glühkerze kann ebenfalls direkt über an der Oberfläche des Mantels vorgesehene Temperaturfühler gemessen werden. Beide Größen können jedoch anhand von Modellen oder durch Rechenprogramme ermittelt werden, so daß für den Heizwendel auch temperaturunabhängige Materialien verwendet werden können und auf die Temperaturfühler zur Ermittlung der Oberflächentemperatur verzichtet werden kann.It does not matter for the method and the device whether the coil or surface temperature is measured or obtained from model considerations. A temperature-dependent material can therefore be selected as the heating coil, so that the coil temperature defined as controlled variable A can be obtained directly by determining the coil resistance. The surface temperature of the glow plug defined as control variable B can also be measured directly via temperature sensors provided on the surface of the jacket. However, both variables can be determined using models or computer programs, so that temperature-independent materials can also be used for the heating coil and the temperature sensors for determining the surface temperature can be dispensed with.

Figur 2 zeigt ein erstes Regelverfahren, bei dem die gewünschten Regeleigenschaften durch Vorgabe der Wendeltemperatur als Sollwert Tsoll erreicht werden. Es sind zwei Regler R1 und R2 vorhanden, von denen der erste Regler R1 übergeordnet die Oberflächentemperatur B auf den Sollwert Tsoll regelt. Der zweite Regler R2 kann P-, I- und/oder D-Anteile aufweisen oder digital ausgelegt sein, also eine Regelung nach Algorithmen durchführen. Er wird für die Regelung der Wendeltemperatur A eingesetzt.Figure 2 shows a first control method in which the desired control characteristics by specifying the coil temperature as a target value T to be achieved. There are two regulators R1 and R2 are present, of which the first regulator R1 superior to the surface temperature B to the setpoint T set governs. The second controller R2 can have P, I and / or D components or can be designed digitally, that is to say perform a control according to algorithms. It is used to control the filament temperature A.

Der dem Regler R2 vorgegebene Sollwert wird durch eine Minimalwert-Auswahl in einer Minimalwert-Auswahlschaltung 5 ermittelt, wobei zwischen der fest vorgegebenen Maximaltemperatur TWmax der Wendeltemperatur und der Stellgröße des Reglers R1 der kleinere Wert ausgewählt wird.The setpoint given to controller R2 is determined by a minimum value selection in a minimum value selection circuit 5, the smaller value being selected between the fixed maximum temperature T Wmax of the coil temperature and the manipulated variable of controller R1.

Die Funktion dieser Regelung wird im folgenden erläutert:The function of this control is explained below:

Beim Einschalten der Glühkerze während der Startphase wird der Regler R1 wegen der kalten Oberfläche der Glühkerze ein schnelles Aufheizen erzwingen wollen und eine größtmögliche Stellgröße erzeugen. Gibt diese Stellgröße einen größeren Wert als die maximal zulässige Wendeltemperatur vor, so erhält der Regler R2 wegen der Minimalwert-Auswahl dennoch nur den Sollwert TWmax, welcher der maximalen Wendeltemperatur entspricht. Der Regler R2 regelt also in diesem Fall die maximale Wendeltemperatur ein und sorgt somit für eine möglichst schnelle Aufheizung der Glühkerze, ohne daß eine thermische Überlastung des Heizwendels möglich ist.When the glow plug is switched on during the start-up phase, the controller R1 will want to force rapid heating due to the cold surface of the glow plug and generate the largest possible manipulated variable. If this manipulated variable specifies a greater value than the maximum permissible coil temperature, controller R2 will only receive the setpoint T Wmax , which corresponds to the maximum coil temperature , due to the minimum value selection. In this case, the regulator R2 regulates the maximum filament temperature and thus ensures that the glow plug heats up as quickly as possible without thermal overloading of the filament being possible.

Nach Erreichen der Sollwerttemperatur Tsoll, also im Stationärbetrieb, wird der erste Regler R1 die Stellgröße an seinem Ausgang reduzieren und auf einen Wert unterhalb der maximal zulässigen Wendeltemperatur einstellen, um die gewünschte Oberflächentemperatur der Glühkerze einzuregeln.After the setpoint temperature T setpoint has been reached , i.e. in stationary operation, the first controller R1 will reduce the manipulated variable at its output and set it to a value below the maximum permissible coil temperature in order to regulate the desired surface temperature of the glow plug.

Bei einer zweiten Ausführungsform gemäß Figur 3 sind ebenfalls zwei Regler R1 und R2 vorgesehen. Sie sind jedoch gleichberechtigt. Jeder der Regler versucht den ihm zugeordneten Sollwert einzuregeln, der erste Regler R1 die Oberflächentemperatur B, der zweite Regler R2 die Glühwendeltemperatur A. Die Stellgrößen beider Regler werden additiv überlagert. Der Stellgrößenausgang der Regler R1, R2 ist auf einen definierten oberen Maximalanschlag begrenzt. Der Sollwert des ersten Reglers R1 wird durch Vorgabe der gewünschten Oberflächentemperatur Tsoll erreicht, wobei die aktuelle Oberflächentemperatur vom Sollwert abgezogen wird. Ähnlich wird der Sollwert des zweiten Reglers R2 durch die aktuelle Wendeltemperatur eingestellt, von der die maximale Wendeltemperatur TWmax abgezogen wird.In a second embodiment according to FIG. 3, two controllers R1 and R2 are also provided. However, they have equal rights. Each of the controllers tries to adjust the setpoint assigned to it, the first controller R1 the surface temperature B, the second controller R2 the filament temperature A. The manipulated variables of both controllers are additively superimposed. The manipulated variable output of controllers R1, R2 is limited to a defined upper maximum stop. The setpoint of the first controller R1 is reached by specifying the desired surface temperature Tset , the current surface temperature being subtracted from the setpoint. Similarly, the setpoint of the second controller R2 is set by the current coil temperature, from which the maximum coil temperature T Wmax is subtracted.

Bei einer kalten Glühkerze während des Starts geht die Stellgröße des ersten Reglers R1 an den oberen Maximalanschlag. Die Stellgröße des zweiten Reglers R2 nimmt dann einen solchen Wert an, daß die maximale Wendeltemperatur TWmax nicht überschritten wird.If the glow plug is cold during start-up, the manipulated variable of the first controller R1 goes to the upper maximum stop. The manipulated variable of the second controller R2 then assumes such a value that the maximum coil temperature T Wmax is not exceeded.

Im Stationär-Regelfall, bei dem die Wendeltemperatur unterhalb der maximalen Wendeltemperatur liegt, erreicht die Stellgröße des zweiten Reglers R2 ihren oberen definierten Maximalanschlag, von dem der erste Regler R1 einen solchen Wert abziehen kann, daß die gewünschte Oberflächentemperatur B erreicht wird.In stationary control cases, in which the coil temperature is below the maximum coil temperature, the manipulated variable of the second controller R2 reaches its upper defined maximum stop, from which the first controller R1 can subtract such a value that the desired surface temperature B is reached.

Eine dritte Ausführungsform ist in Figur 4 dargestellt. Sie entspricht insofern der zweiten Ausführungsform gemäß Figur 3, als auch hier zwei gleichberechtigte Regler R1 und R2 vorgesehen sind. Die Sollwerte der Regler werden wie bei dem anhand von Figur 3 beschriebenen Regelverfahren vorgegeben. Die Regelgrößen der beiden Regler werden hier jedoch einer Minimalwert-Auswahl unterworfen, bei der die kleinere der Stellgrößen zur Regelung der Wendeltemperatur A sowie der Oberflächentemperatur B ausgewählt wird.A third embodiment is shown in FIG. 4. It corresponds to the second embodiment according to FIG. 3, in that two equal controllers R1 and R2 are also provided here. The setpoints of the controllers are specified as in the control method described with reference to FIG. 3. The controlled variables of the However, both controllers are subjected to a minimum value selection in which the smaller of the manipulated variables for controlling the coil temperature A and the surface temperature B is selected.

Bei einer kalten Kerze während der Startphase wird bei der Minimalwert-Auswahl die Stellgröße des zweiten Reglers R2 ausgewählt, der ein Überschreiten der zulässigen Höchsttemperatur des Wendels verhindert. Im Stationärfall wird bei der Minimalwert-Auswahl die Stellgröße des ersten Reglers R1 bevorzugt, der für die gewünschte Oberflächentemperatur eine Wendeltemperatur unterhalb der maximalen Höchsttemperatur TWmax einregelt. Es zeigt sich also, daß aufgrund der Minimalwert-Auswahl die Vorgabe von definierten oberen Maximalanschlägen für die Stellgrößen der Regler nicht erforderlich ist.If the candle is cold during the start phase, the manipulated variable of the second controller R2 is selected when the minimum value is selected, which prevents the maximum permissible temperature of the filament from being exceeded. In stationary cases, the manipulated variable of the first controller R1, which regulates a coil temperature below the maximum maximum temperature T Wmax for the desired surface temperature, is preferred. It can be seen, therefore, that due to the minimum value selection, it is not necessary to specify defined upper maximum stops for the manipulated variables of the controllers.

Für die Praxis wird eine der drei beschriebenen Ausführungsformen ausgewählt, je nachdem, welche Regeldynamik bzw. welches Störverhalten gewünscht wird.In practice, one of the three described embodiments is selected, depending on which control dynamics or which interference behavior is desired.

Bei allen drei Verfahren ist zur Linearisierung des Temperatur-Regelvorgangs den die Glühkerzen repräsentierenden Regelsrecken in den Figuren 2 bis 6 ein Ansteuerblock P/E vorgeschaltet, der die quadratischen Auswirkungen von Spannung bzw. Strom berücksichtigt. Aus der linearen Stellgröße "Leistung" P wird die "elektrische Ansteuergröße" E gewonnen. Wird die Glühkerze z.B. mit einer Pulslänge t und einer Periodendauer Tp getaktet angesteuert und ändert sich die Bordnetzspannung, so wird entsprechend dem Zusammenhang p ∼ U² die Pulslänge t bzw. das Tastverhältnis t/Tp ∼ 1/U² geändert, um eine konstante Heizleistung zu erzielen. Diese Änderung erfolgt rechnerisch oder mit Hilfe einer Schaltung in dem Ansteuerblock P/E.In all three methods, the control sections representing the glow plugs in FIGS. 2 to 6 are preceded by a control block P / E which takes into account the quadratic effects of voltage or current in order to linearize the temperature control process. The "electrical control variable" E is obtained from the linear manipulated variable "power" P. If, for example, the glow plug is triggered with a pulse length t and a period T p and the vehicle electrical system voltage changes, then the pulse length t or the pulse duty factor t / T p ∼ 1 / U² is changed according to the relationship p ∼ U² by a constant heating power to achieve. This change takes place arithmetically or with the aid of a circuit in the control block P / E.

Die in den Figuren 2 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen erlauben nur für den Startfall, in dem der Motor nicht selbständig läuft, eine Regelung der Kerzentemperatur.The embodiments described in FIGS. 2 to 4 allow the candle temperature to be controlled only for the starting case in which the engine is not running independently.

Wenn auch bei Selbstlauf der Brennkraftmaschine eine vorgegebene Temperatur der Glühkerze eingeregelt werden soll, so ist zu berücksichtigen, daß der Kerze in Abhängigkeit vom Motor-Betriebszustand zusätzliche Wärme entzogen oder zugeführt wird: Bei niedriger Kraftstoff-Einspritzmenge wird Wärme entzogen, bei hoher Einspritzmenge bzw. bei hohen Drehzahlen wird Wärme zugeführt.If a predetermined temperature of the glow plug is to be adjusted even when the internal combustion engine is running, then it must be taken into account that additional heat is withdrawn or supplied depending on the engine operating state: when the fuel injection quantity is low, heat is extracted, when the injection quantity is high or heat is added at high speeds.

Der Betriebszustand der Brennkraftmaschine kann bei allen Regelverfahren dadurch berücksichtigt werden, daß aus bekannten Motordaten, z.B. aus der Einspritzmenge bzw. der Drehzahl ein dem Betriebszustand entsprechendes elektrisches Signal und an geeigneter Stelle als Störgröße S eingegeben wird.The operating state of the internal combustion engine can be taken into account in all control methods by using known engine data, e.g. an electrical signal corresponding to the operating state and at a suitable point is entered as disturbance variable S from the injection quantity or the speed.

In den Figuren 5 und 6 sind zwei Möglichkeiten der Aufschaltung der Störgröße S wiedergegeben. Diese beiden Möglichkeiten sind für alle drei Ausführungsformen der Regelung möglich.FIGS. 5 and 6 show two possibilities for applying the disturbance variable S. These two possibilities are possible for all three embodiments of the regulation.

In Figur 5 wird die Störgröße S am Ausgang des zweiten Blocks aufgeschaltet und in Figur 6 als zusätzlicher Sollwert dem ersten Block eingegeben.In FIG. 5, the disturbance variable S is applied at the output of the second block and in FIG. 6 is entered as an additional setpoint for the first block.

Claims (10)

1. Method for regulating the temperature of a glow plug of a compression-ignition internal combustion engine, characterised in that a first controller forms a manipulated variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the surface temperature with a stipulated setpoint value and a second controller forms a manipulated variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the glow-coil temperature of the glow plug with a setpoint value, the first controller (R1) having higher priority than the second controller (R2), and the manipulated variable of the first controller is compared with a stipulated maximum value (TWmax) of the glow-coil temperature and a minimum-value selection is performed and the minimum value stipulated to the second controller (R2) as setpoint value.
2. Method for regulating the temperature of a glow plug of a compression-ignition internal combustion engine, characterised in that a first controller forms a manipulated variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the surface temperature with a stipulated setpoint value and a second controller forms a manipulated variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the glow-coil temperature of the glow plug with a setpoint value, the two controllers being of equal priority, and the manipulated variables of said controllers are additively superposed, a defined upper maximum value being stipulated for the manipulated variables of both controllers.
3. Method for regulating the temperature of a glow plug of a compression-ignition internal combustion engine, characterised in that a first controller forms a manipulated variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the surface temperature with a stipulated setpoint value and a second controller forms a manipulated variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the glow-coil temperature of the glow plug with a setpoint value, the two controllers being of equal priority, and the manipulated variables of said controllers are compared and subjected to a minimum-value selection, the smaller value being used for the regulation of the glow-coil temperature and of the surface temperature.
4. Method according to either of Claims 2 or 3, characterised in that the maximum value for the glow-coil temperature is fed to the second controller as setpoint value.
5. Method according to one of Claims 1 to 4, characterised in that a variable characterising the engine operating condition of the internal combustion engine is input as disturbance variable (S).
6. Method according to Claim 5, characterised in that the disturbance variable (S) is input at the output of the second controller.
7. Method according to Claim 5, characterised in that the disturbance variable (S) is input into the first controller as an additional setpoint value.
8. Device for regulating the temperature of a glow plug of a compression-ignition internal combustion engine, characterised in that a first controller forms a setpoint variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the surface temperature with a predetermined setpoint value and a second controller forms a manipulated variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the glow-coil temperature of the glow plug with a setpoint value, the first controller (R1) having higher priority than the second controller (R2), and in that means are provided which compare the manipulated variable of the first controller with a stipulated maximum value (TWmax) of the glow-coil temperature, perform a minimum-value selection and feed the minimum value to the second controller (R2) as setpoint value.
9. Device for regulating the temperature of a glow plug of a compression-ignition internal combustion engine, characterised in that a first controller forms a setpoint variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the surface temperature with a predetermined setpoint value and a second controller forms a manipulated variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the glow-coil temperature of the glow plug with a setpoint value, the two controllers being of equal priority, and means are provided which additively superpose the two manipulated variables and stipulate a defined upper maximum value for the manipulated variables.
10. Device for regulating the temperature of a glow plug of a compression-ignition internal combustion engine, characterised in that a first controller forms a setpoint variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the surface temperature with a predetermined setpoint value and a second controller forms a manipulated variable as a function of the comparison of a variable which corresponds to the glow-coil temperature of the glow plug with a setpoint value, the two controllers being of equal priority, and means are provided which compare the manipulated variables and subject them to a minimum-value selection, the means being designed in such a way that the smaller value is used for the regulation of the glow-coil temperature and of the surface temperature.
EP19880117800 1987-11-06 1988-10-26 Method and device for regulating the temperature of a glow plug Expired - Lifetime EP0315034B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3737745 1987-11-06
DE19873737745 DE3737745A1 (en) 1987-11-06 1987-11-06 METHOD AND DEVICE FOR REGULATING THE TEMPERATURE, IN PARTICULAR OF GLOW PLUGS

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0315034A2 EP0315034A2 (en) 1989-05-10
EP0315034A3 EP0315034A3 (en) 1989-09-20
EP0315034B1 true EP0315034B1 (en) 1991-09-04

Family

ID=6339963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19880117800 Expired - Lifetime EP0315034B1 (en) 1987-11-06 1988-10-26 Method and device for regulating the temperature of a glow plug

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