JP2004170063A - Control method of glow ignition mechanism for heater - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、加熱装置、とりわけ車両加熱装置のグロー着火機構の制御方法に関する。 The present invention relates to a heating device, and more particularly to a method for controlling a glow ignition mechanism of a vehicle heating device.
DE3248412A1から、車両加熱装置のグロープラグの駆動方法が公知である。この駆動方法では、グロープラグの予白熱持続時間が車両バッテリーにより準備された電圧に依存して調整される。電圧が高ければ高いほど、グロープラグは短時間だけ予白熱される。また電圧が低ければ低いほど予白熱時間は長くなる。これにより、車両バッテリーから提供される電圧に依存しないで、着火過程の実行に必要なグロープラグ温度に達することができる。 DE 32 48 412 A1 discloses a method for driving a glow plug of a vehicle heating device. In this driving method, the pre-glow duration of the glow plug is adjusted as a function of the voltage provided by the vehicle battery. The higher the voltage, the more preheated the glow plug is for a short time. Also, the lower the voltage, the longer the pre-glow time. This makes it possible to reach the glow plug temperature required to carry out the ignition process, independently of the voltage provided by the vehicle battery.
DE19936729C1から、車両加熱装置の始動フェーズでグロープラグを予白熱するために、このグロープラグを一定のクロッキングしない電圧によって励起し、できるだけ迅速に所望の動作温度にもたらすことが公知である。グロープラグに連続通電する時間は搭載源原電圧に依存する。使用される搭載電源電圧が高ければ高いほど、連続通電の時間は短くなり、従って予白熱のために使用される時間も短くなる。 It is known from DE 199 36 729 C1 to excite a glow plug with a constant, non-clocking voltage in order to preheat the glow plug in the starting phase of the vehicle heating device and bring it to the desired operating temperature as quickly as possible. The time for continuously energizing the glow plug depends on the on-board source voltage. The higher the onboard power supply voltage used, the shorter the time of continuous energization and therefore the shorter the time used for preheating.
DE4446113A1は、グロープラグの制御方法を開示する。ここではグロープラグを所定の温度にもたらすためにこれを所定のデューティ比で制御する。すなわち使用される電圧はデューティ比に相応してパルス化されてグロープラグに印加される。このデューティ比は存在する供給電圧に依存して選択され、供給電圧が低下するとデューティ比は100%の値まで増大する。
本発明の課題は、加熱装置、とりわけ車両加熱装置のグロー着火機構の制御方法を改善し、グロー着火機構の負荷を軽減しかつこれを最適化することである。 It is an object of the present invention to improve the control method of the glow ignition mechanism of a heating device, in particular of a vehicle heating device, to reduce the load on the glow ignition mechanism and to optimize it.
この課題は、加熱装置、とりわけ車両加熱装置のグロー着火機構の制御方法において、
a)搭載電圧に基づいて、基本予白熱持続時間の間、基本予白熱デューティ比を以てグロー着火機構に印加すべき目標予白熱電圧を形成し、
b)目標予白熱電圧に達しない場合、目標予白熱電圧とグロー着火機構に印加される実際予白熱電圧との偏差を求め、
c)前記ステップb)で求められた偏差に基づいて、基本予白熱持続時間を基準にして補正された予白熱持続時間、および/または基本予白熱デューティ比を基準にして高められて補正された予白熱デューティ比を求めることにより解決される。
The object is to provide a method of controlling a glow ignition mechanism of a heating device, particularly a vehicle heating device,
a) forming a target pre-incandescent voltage to be applied to the glow ignition mechanism with a basic pre-heat pulse duty ratio during the basic pre-heat interval based on the on-board voltage;
b) If the target pre-incandescent voltage is not reached, determine the deviation between the target pre-incandescent voltage and the actual pre-incandescent voltage applied to the glow ignition mechanism;
c) Based on the deviation determined in step b), the pre-heating duration corrected based on the basic pre-heating duration and / or increased and corrected based on the basic pre-heating duty ratio. The problem is solved by determining the preheating duty ratio.
本発明の方法の主要点は、グロー着火機構に印加される電圧を予白熱フェーズで所定のグロー着火機構に対して最適の目標値に調整することである。このような目標値のために基本予白熱持続時間と基本予白熱デューティ比とが使用され、グロー着火機構を所定のように予白熱する。予白熱電圧の目標値と、基本予白熱持続時間ないし基本予白熱デューティ比との間には、この値により予白熱フェーズをできるだけ短くすべきである、しかしグロー着火機能の励起は過負荷、とりわけ過熱が発生しないようにすべきであるという緊密な関係がある。 The main point of the method according to the invention is to adjust the voltage applied to the glow ignition mechanism in the pre-incandescent phase to an optimum target value for a given glow ignition mechanism. For such a target value, the basic preheating time and the basic preheating heat duty ratio are used to preheat the glow ignition mechanism in a predetermined manner. Between the desired value of the pre-heating voltage and the basic pre-heating time or the basic pre-heating duty ratio, the value of the pre-heating phase should be as short as possible, but the activation of the glow ignition function is overloaded, especially There is a close relationship that overheating should not occur.
しかし例えば車両では多数の負荷が電気的エネルギーを使用して、目標予白熱電圧に達することができないほど搭載電源電圧を低下させ、そのため相応に低減された実際予白熱電圧がグロー着火機構に印加されるという事実のため、余白熱電圧の目標値と実際値との間の既存の偏差に基づいて補正手段を講じる。これにより予白熱フェーズの終了時に所望の温度に達するため、低下した余白熱電圧並びに低下した予白熱電力を相応に補償するのである。 However, for example, in a vehicle, a large number of loads use electrical energy to reduce the on-board power supply voltage so that the target pre-incandescent voltage cannot be reached, so that a correspondingly reduced actual pre-incandescent voltage is applied to the glow ignition mechanism. Due to this fact, corrective measures are taken on the basis of existing deviations between the target value and the actual value of the marginal heating voltage. In this way, the desired temperature is reached at the end of the preheating phase, so that the reduced margin heating voltage and the reduced preheating power are compensated accordingly.
車両加熱装置ないしグロー着火機構の予白熱の際に外部条件、例えば周囲温度を考慮するために、基本予白熱持続時間または/および基本予白熱デューティ比を動作パラメータが周囲温度を表わす少なくとも1つの動作パラメータに基づいて設定する。これにより例えば外部温度が非常に低い場合には周囲温度が高い場合よりも長い基本予白熱持続時間または高い基本予白熱デューティ比を設定することができる。加熱装置の領域自体に存在する温度を考慮することもできる。これにより加熱装置が短時間だけ停止状態となった後に再動作すべき場合であって、温度が比較的高い場合には、相応に低下した予白熱電力による相応に短い予白熱フェーズを選択することができる。 In order to take into account external conditions, for example the ambient temperature, during the preheating of the vehicle heating device or the glow ignition mechanism, the basic preheating duration or / and the basic preheating duty ratio are determined by at least one operation whose operating parameter represents the ambient temperature. Set based on parameters. Thus, for example, when the external temperature is very low, a longer basic preheating time or a higher basic preheating heat duty ratio can be set than when the ambient temperature is high. It is also possible to take into account the temperatures present in the region of the heating device itself. If the heating device has to be shut down for a short period of time and is to be restarted, and if the temperature is relatively high, select a correspondingly short pre-incandescent phase with a correspondingly reduced pre-incandescent power. Can be.
さらに本発明によれば、ステップb)で検出された偏差が所定の限界値を上回ると、予白熱電圧のグロープラグへの印加が中断される。所定の電圧レベルに達することができない場合に本発明より実行すべき補正手段は例えば次のようにして行うことができる。すなわちステップc)で補正された予白熱持続時間を、ステップb)で求められた偏差と、補正項の基本予白熱持続時間への加算に基づく補正項の計算によって求めるか、またはステップc)で補正された基本予白熱デューティ比を、ステップb)で求められた偏差と補正項の基本予白熱デューティ比への加算に基づく補正項の計算によって求めるのである。 Further according to the invention, the application of the pre-incandescent voltage to the glow plug is interrupted when the deviation detected in step b) exceeds a predetermined limit value. When the predetermined voltage level cannot be reached, the correction means to be executed according to the present invention can be performed, for example, as follows. That is, the pre-glow duration corrected in step c) is obtained by calculating the correction term based on the deviation obtained in step b) and the addition of the correction term to the basic pre-glow duration, or in step c). The corrected basic preheating duty ratio is obtained by calculating a correction term based on the addition of the deviation obtained in step b) and the correction term to the basic preheating duty ratio.
図1には、例えばパーキングヒータまたは車両の補助ヒータとして使用することのできる加熱システムが概略的に示されている。この加熱システム10は一般的に12により示された加熱装置12を有する。この加熱システム10では気化された、または噴霧された燃料を有する燃料空気が混合され、燃焼される。この燃焼を開始するために燃焼領域にはグロープラグ14が設けられている。このグロープラグは、加熱装置12の他の制御すべきシステム領域と同様に制御装置16により制御される。制御装置16は励起電圧をグロープラグ14に印加するために、搭載電圧網18から給電される。搭載電圧網18から取り出される搭載電圧に基づいて、グロープラグ14の励起により加熱装置12ないしその中で燃焼がスタートすべき場合、電圧Uがディーティ比Vによりグロープラグ14に印加される。ここで余白熱フェーズでは、グロープラグ14をできるだけ迅速に所望の温度にもたらすべきであり、ここでは高められた予白熱電圧が印加される。この高められた予白熱電圧はこの予白熱フェーズの終了時に、後で説明するように低下される。
FIG. 1 schematically shows a heating system which can be used, for example, as a parking heater or a vehicle auxiliary heater. The heating system 10 has a
時点t0で予白熱をスタートさせる命令が出力されると、搭載電圧に基づいて制御装置16は予白熱電圧を形成し、この予白熱電圧はグロープラグ14に印加される。ここでは予白熱電圧目標値として値Usが選択される。この値Usはそれぞれのグロープラグ14の固有の構造的構成に適合されており、このグロープラグが少なくとも通常動作では過負荷されないことを保証する。このために予白熱電圧目標値Usを約10Vの領域に設定することが公知である。この目標値Usとの関連で基本予白熱持続時間も設定される。この基本予白熱持続時間の間は、目標値Usの予白熱電圧がグロープラグに印加される。図2にはこの基本予白熱持続時間が時点t0とtgとの間の時間インターバルにより表わされている。同様に目標値Usとの関連で、基本予白熱デューティ比が選択される。これにより余白熱電圧Uは値Usと基本予白熱デューティ比を以て基本予白熱持続時間の間、グロープラグ14に印加される。基本予白熱持続時間の経過後、グロープラグ14に印加される電圧は低下された着火値Uzまで低減することができる。 When the command to start the pre-incandescence is output at time t0, the control device 16 forms a pre-incandescence voltage based on the mounted voltage, and the pre-incandescence voltage is applied to the glow plug 14. Here, the value Us is selected as the pre-incandescent voltage target value. This value Us is adapted to the specific structural configuration of the respective glow plug 14 and ensures that this glow plug is not overloaded at least in normal operation. For this purpose, it is known to set the pre-incandescent voltage target value Us in a region of about 10V. The basic preheating time is also set in relation to the target value Us. During this basic preheating period, a preheating voltage of the target value Us is applied to the glow plug. FIG. 2 shows this basic preheating duration as a time interval between times t0 and tg. Similarly, the basic preheating heat duty ratio is selected in relation to the target value Us. As a result, the margin heating voltage U is applied to the glow plug 14 during the basic preheating time with the value Us and the basic preheating heat duty ratio. After the basic preheating time has elapsed, the voltage applied to the glow plug 14 can be reduced to a reduced ignition value Uz.
現代の自動車には多数の電気的負荷が存在するから、とりわけ外部温度が低い場合には、搭載電圧網18から得られる搭載電圧が十分でなく、予白熱フェーズのための目標値Usの電圧を得ることができないことがある。このような状態の時に予白熱命令が形成されると、制御装置16は十分に高い電圧をグロープラグ14に印加しようと試みるが、しかし実際に印加される実際予白熱電圧は目標値Usよりも低い。例えば実際に達成された予白熱電圧は値U1であり、この値は差ΔU1だけ目標値Usよりも低い。このような予白熱電圧U1において、変化しない通常の制御パラメータによりグロープラグ14を予白熱すると、これが十分に予加熱されないという危険性が生じる。従って予白熱電圧の目標値Usに達することができない場合には、本発明によりパラメータの少なくとも1つ、すなわち基本予白熱持続時間および基本予白熱デューティ比が補正される。 Due to the large number of electrical loads present in modern vehicles, especially when the external temperature is low, the on-board voltage obtained from the on-board voltage network 18 is not sufficient and the voltage of the target value Us for the pre-incandescent phase must be reduced. You may not be able to get it. When a pre-incandescent command is generated in such a state, the controller 16 attempts to apply a sufficiently high voltage to the glow plug 14, but the actual pre-incandescent voltage actually applied is lower than the target value Us. Low. For example, the actually achieved pre-incandescent voltage is the value U1, which is lower than the target value Us by the difference ΔU1. If the glow plug 14 is preheated with the normal control parameters that do not change at such preheat voltage U1, there is a risk that the glow plug 14 will not be sufficiently preheated. Thus, if the desired value of the pre-incandescent voltage Us cannot be reached, at least one of the parameters, i.e. the basic pre-intensity duration and the basic pre-intensity duty ratio, is corrected according to the invention.
図3は、特性曲線Kを有する特性マップを示す。ここでそれぞれの電圧差値ΔUに時間補正項Δtが割り当てられている。前記の場合で、実際に印加された予白熱電圧U1が差ΔU1だけ目標電圧Usより低ければ、図3に示された特性マップから相応の補正項Δt1が取り出され、基本予白熱持続時間に加算される。これにより図2から分るように、予白熱の終了が時点t1となり、この時点で電圧が着火電圧値U2に低下される。 FIG. 3 shows a characteristic map having a characteristic curve K. Here, a time correction term Δt is assigned to each voltage difference value ΔU. In the above case, if the actually applied pre-incandescent voltage U1 is lower than the target voltage Us by the difference ΔU1, a corresponding correction term Δt1 is extracted from the characteristic map shown in FIG. 3 and added to the basic pre-incandescent duration. Is done. As a result, as can be seen from FIG. 2, the end of the preheating is at the time point t1, at which point the voltage is reduced to the ignition voltage value U2.
実際にグロープラグ14に印加される電圧と目標値Usとの差が大きくなればなるほど、実行される時間補正は大きくなる。相応のことをもちろん、すでに述べたデューティ比の場合にも行うことができる。デューティ比は実際電圧と目標電圧との差が大きくなると、オンサイクルが上昇ないし延長される方向に調整される。 The greater the difference between the voltage actually applied to the glow plug 14 and the target value Us, the greater the time correction performed. Of course, this can also be done in the case of the duty ratio already mentioned. When the difference between the actual voltage and the target voltage increases, the duty ratio is adjusted so that the ON cycle increases or extends.
しかし予白熱持続時間ないし予白熱デューティ比の補正は、補正係数が検出された電圧偏差と乗算される補正項を計算することによっても行うことができる。この補正係数は、電圧偏差当たりでどれだけ予白熱持続時間を延長すべきかを指示する。このようにして得られた補正項は基本予白熱持続時間に加算される。相応のことがもちろんデューティ比に対しても当てはまる。 However, the correction of the preheating duration or the preheating duty ratio can also be performed by calculating a correction term by which the correction coefficient is multiplied by the detected voltage deviation. This correction factor dictates how much the pre-glow duration should be extended per voltage deviation. The correction term thus obtained is added to the basic preheating time. The same applies, of course, to the duty ratio.
基本予白熱持続時間および基本予白熱デューティ比を種々異なるパラメータ、例えば周囲温度または加熱装置12の領域の温度に依存して選択できるのと同じように、この種の補正係数を外部の周囲温度に依存して選択することができる。補正係数は図3には実質的に特性曲線Kの勾配により表わされる。これにより周囲温度が高い場合、または加熱装置12の領域の温度が高い場合には、比較的低い温度が存在している場合よりも小さな補正が目標電圧を下回る際に実行される。
This type of correction factor can be adjusted to the external ambient temperature, in the same way that the basic preheating duration and the basic preheating duty ratio can be selected depending on different parameters, for example the ambient temperature or the temperature of the area of the
本発明の別の実施形態によれば、目標電圧を実際に印加される予白熱電圧との差が所定の限界値を上回るとき、すなわち実際電圧が所定の電圧限界値を上回らない場合、グロープラグ14の励起を完全に中止し、場合により相応のエラー警報を形成する。なぜなら加熱装置12を正常に着火することができないからである。
According to another embodiment of the present invention, when the difference between the target voltage and the actually applied pre-incandescent voltage exceeds a predetermined limit value, that is, when the actual voltage does not exceed the predetermined voltage limit value, the glow plug is used. The excitation of 14 is stopped completely, possibly forming a corresponding error alarm. This is because the
いずれの場合でも、種々の基本パラメータ、補正項および補正係数の選択により、不利な条件下、すなわち予白熱フェーズの開始時に周囲温度が非常に低かったり、グロープラグ14が非常に冷えたりしている場合でも、グロー着火フェーズに対して設定された時間内で最終的に所要の温度に到達できることが保証されなければならない。また一方では、目標電圧に予白熱フェーズで達することができない場合に行われる補正は、グロープラグの過負荷が阻止されるように行わなければならない。 In each case, the choice of various basic parameters, correction terms and correction factors results in disadvantageous conditions, i.e. very low ambient temperature at the beginning of the pre-incandescent phase, or very cold glow plug 14. Even in this case, it must be ensured that the required temperature can finally be reached within the time set for the glow ignition phase. On the other hand, the corrections made when the target voltage cannot be reached in the pre-incandescent phase must be made in such a way that an overload of the glow plug is prevented.
10 加熱システム
12 加熱装置
14 グロープラグ
16 制御装置
18 搭載電圧網
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (5)
a)搭載電圧に基づいて、基本予白熱持続時間の間、基本予白熱デューティ比を以てグロー着火機構に印加すべき目標予白熱電圧(Us)を形成し、
b)目標予白熱電圧(Us)に達しない場合、目標予白熱電圧(Us)とグロー着火機構(14)に印加される実際予白熱電圧(U1,U2)との偏差(ΔU1、ΔU2)を求め、
c)前記ステップb)で求められた偏差(ΔU1、ΔU2)に基づいて、基本予白熱持続時間を基準にして補正された予白熱持続時間、および/または基本予白熱デューティ比を基準にして高められて補正された予白熱デューティ比を求める、
ことを特徴とする方法。 In a method for controlling a heating device (12), in particular a glow ignition mechanism (14) of a vehicle heating device,
a) forming a target pre-incandescent voltage (Us) to be applied to the glow ignition mechanism with a basic pre-incandescent duty ratio for a basic pre-incandescent duration based on the mounting voltage;
b) When the target pre-incandescent voltage (Us) is not reached, the deviation (ΔU1, ΔU2) between the target pre-incandescent voltage (Us) and the actual pre-incandescent voltage (U1, U2) applied to the glow ignition mechanism (14) is calculated. Asked,
c) Based on the deviations (ΔU1, ΔU2) obtained in step b), the preheating time corrected based on the basic preheating time and / or the duty ratio based on the basic preheating heat duty ratio is increased. To obtain a corrected pre-incandescent duty ratio,
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