JP2015175373A - Method of limiting current consumption in glow time controller, and glow time controller - Google Patents

Method of limiting current consumption in glow time controller, and glow time controller Download PDF

Info

Publication number
JP2015175373A
JP2015175373A JP2015053591A JP2015053591A JP2015175373A JP 2015175373 A JP2015175373 A JP 2015175373A JP 2015053591 A JP2015053591 A JP 2015053591A JP 2015053591 A JP2015053591 A JP 2015053591A JP 2015175373 A JP2015175373 A JP 2015175373A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glow
plug
glow plugs
plugs
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015053591A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6566670B2 (en
JP2015175373A5 (en
Inventor
シュトックマン ディアク
Stockmann Dirk
シュトックマン ディアク
メンスター マティアス
Moenster Mathias
メンスター マティアス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of JP2015175373A publication Critical patent/JP2015175373A/en
Publication of JP2015175373A5 publication Critical patent/JP2015175373A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6566670B2 publication Critical patent/JP6566670B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02Incandescent 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
    • F02P19/027Safety devices, e.g. for diagnosing the glow plugs or the related circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02Incandescent 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
    • F02P19/021Incandescent 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 characterised by power delivery controls
    • F02P19/023Individual control of the glow plugs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid damage to a glow time controller, in particular, damage to a field effect transistor that realizes polarity reversal protection.SOLUTION: The present invention provides a method of limiting the current consumption in a glow time controller in which a predetermined number of glow plugs are controlled with pulse-width modulated control signals derived from a battery voltage, and a method of reducing the number of simultaneously operated glow plugs in a glow time controller provided with a device limiting the current consumption.

Description

本発明は、予め定められた個数のグロープラグを、動作電圧から導出されパルス幅変調された制御信号によって制御する、グロー時間制御装置の消費電流を制限する方法、ならびにグロー時間制御装置に関する。   The present invention relates to a method for limiting the current consumption of a glow time control device, which controls a predetermined number of glow plugs by a control signal derived from an operating voltage and subjected to pulse width modulation, and a glow time control device.

最近のグロー時間制御装置の場合、グロー時間制御装置に供給されるバッテリ電圧UBattのパルス幅変調によって、グロープラグが制御される。この場合、スイッチングの機能を電力トランジスタが担っており、グロープラグの制御のために、各グロープラグごとにそれぞれ1つの電力トランジスタが設けられている。パルス幅変調制御のデューティサイクル(duty cycle: DC)を調整することによって、プラグ電圧実効値U_effもしくはプラグ電流実効値l_effをフレキシブルに設定することができる。 In a recent glow time control device, the glow plug is controlled by pulse width modulation of the battery voltage U Batt supplied to the glow time control device. In this case, the power transistor has a switching function, and one power transistor is provided for each glow plug in order to control the glow plug. By adjusting the duty cycle (DC) of the pulse width modulation control, the plug voltage effective value U_eff or the plug current effective value l_eff can be set flexibly.

Figure 2015175373
Figure 2015175373

バッテリ電圧補償機能が組み込まれたグロー時間制御装置が知られている。この装置によれば、グロープラグに供給される電圧実効値U_effが、デューティサイクルの調整によりできるかぎり一定に保持され、このようにすることでバッテリ電圧の偏差が補償される。   A glow time control device incorporating a battery voltage compensation function is known. According to this apparatus, the effective voltage value U_eff supplied to the glow plug is kept as constant as possible by adjusting the duty cycle, and in this way, the deviation of the battery voltage is compensated.

グロー時間制御装置の起動後、プッシュフェーズとも呼ばれる予熱フェーズ中、グロープラグをできるかぎり急速に加熱するために、消費電流実効値が大きくなるように設定される。したがってこの予熱フェーズの期間中は、高いデューティサイクルが設定され(U_effは一般に約11V)、グロープラグが目標グロー温度に到達した後、定常的なグロー動作期間中は、デューティサイクルが低減される(U_effは一般に約7Vまたは4.4V)。   In order to heat the glow plug as rapidly as possible during the preheating phase, also called the push phase, after the glow time control device is activated, the effective current consumption value is set to be large. Thus, during this preheat phase, a high duty cycle is set (U_eff is typically about 11V) and after the glow plug reaches the target glow temperature, the duty cycle is reduced during the steady glow operation period ( U_eff is generally about 7V or 4.4V).

使用されるグロープラグの種類(セラミックスであるのか金属であるのか)によって、特に温度が低く(−40℃)かつバッテリ電圧が比較的高い(16V)場合であると、予熱フェーズ中、著しく大きいオン電流が流れる可能性がある。このため、使用される電子部品の電流容量に対し高い要求が課されることになる。特に、電界効果トランジスタによって実現される極性反転保護(Inverse Polarity Protection: IPP)が必要とされる場合には、このような電流容量を保証するのは極めて難しい。その理由は、低電圧用セラミックスプラグの場合には殊に、予熱フェーズ中に著しく大きい電流が流れるからである。グロープラグの最大プラグ電流は、初回のスイッチオン時にはプラグの抵抗とバッテリ電圧だけによって決まってしまい、つまり最大プラグ電流を変えることはできない。   Depending on the type of glow plug used (ceramic or metal), especially when the temperature is low (−40 ° C.) and the battery voltage is relatively high (16 V), the remarkably large on during the preheating phase Current may flow. This places high demands on the current capacity of the electronic components used. In particular, it is extremely difficult to guarantee such a current capacity when the reverse polarity protection (IPP) realized by the field effect transistor is required. The reason is that a particularly large current flows during the preheating phase, especially in the case of low-voltage ceramic plugs. The maximum plug current of the glow plug is determined only by the resistance of the plug and the battery voltage when the switch is turned on for the first time, that is, the maximum plug current cannot be changed.

したがって本発明が基礎とする課題は、グロー時間制御装置の損傷を回避することであり、特に極性反転保護を実現する電圧効果トランジスタの損傷を回避することである。   The problem on which the present invention is based is therefore to avoid damaging the glow time control device, in particular to avoid damaging the voltage effect transistor that implements polarity reversal protection.

本発明によればこの課題は、同時に動作させるグロープラグの個数を低減することを特徴とする、グロー時間制御装置の消費電流を制限する方法、および消費電流を制限するデバイスを備えたグロー時間制御装置によって解決される。   According to the present invention, the object is to reduce the number of glow plugs to be operated simultaneously, a method for limiting the current consumption of a glow time control device, and a glow time control with a device for limiting the current consumption Solved by the device.

同時に動作させるグロープラグを少なくすることによって、グロー時間制御装置の消費電流が全体として低減し、これによって極性保護を実現する電界効果トランジスタが損傷されないようになる。目標値と実効電圧との偏差が、グロー時間制御装置またはエンジン制御装置によりグロー制御において考慮され、これによってグロー制御のストラテジーを偏差に応じて整合させることができる。   By reducing the number of glow plugs that are operated simultaneously, the current consumption of the glow time control device is reduced as a whole, thereby preventing the field effect transistor that realizes polarity protection from being damaged. The deviation between the target value and the effective voltage is taken into account in the glow control by the glow time control device or the engine control device, so that the strategy of the glow control can be matched according to the deviation.

有利には、同時に動作させるグロープラグの個数が、バッテリ電圧に依存して、および/または、グロープラグのプラグ温度を表す測定値に依存して、低減される。このようにして、同時に動作させるグロープラグ制御チャネルを制限することによって、グロー時間制御装置の総消費電流が低減される。   Advantageously, the number of glow plugs operated simultaneously is reduced depending on the battery voltage and / or depending on a measured value representing the plug temperature of the glow plug. In this way, by limiting the glow plug control channels that are operated simultaneously, the total current consumption of the glow time control device is reduced.

1つの実施形態によれば、同時に動作させるグロープラグの個数の低減が、グロープラグの予熱フェーズ中に行われる。プッシュフェーズとも呼ばれるこの予熱フェーズ中、プラグの抵抗は、殊に温度が低いときには著しく小さく、したがってグロープラグを急速に加熱しようとするため、グロープラグを介して著しく大きい電流が流れる。したがって、同時に動作させるグロープラグの個数を低減することにより消費電流が制限され、グロー時間制御装置が損傷から保護される。   According to one embodiment, the reduction of the number of glow plugs to be operated simultaneously is performed during the glow plug preheating phase. During this preheating phase, also called the push phase, the resistance of the plug is particularly small, especially when the temperature is low, and therefore a very large current flows through the glow plug in order to rapidly heat the glow plug. Therefore, the current consumption is limited by reducing the number of glow plugs operated simultaneously, and the glow time control device is protected from damage.

1つの実施形態によれば、バッテリ電圧に依存して、および/または、グロープラグのプラグ温度を表す測定値に依存して、グロープラグの予熱フェーズ中、すべてのグロープラグを同時に動作させるのか、または同時に動作させるグロープラグの個数を低減するのか、が判定される。したがって、グロー時間制御装置の損傷を回避しながらも、常にできるかぎり急速な加熱が保証され、それによってグロープラグの動作が保証される。   According to one embodiment, depending on the battery voltage and / or depending on the measured value representing the plug temperature of the glow plug, all the glow plugs are operated simultaneously during the glow plug preheating phase, Alternatively, it is determined whether to reduce the number of glow plugs to be operated simultaneously. Therefore, heating as fast as possible is always ensured while avoiding damage to the glow time control device, thereby ensuring operation of the glow plug.

1つの実施形態によれば、同時に動作させるグロープラグの個数を低減するために、グロープラグのためのパルス幅変調された制御信号の同期合わせが行われる。このような同期合わせによって、グロー時間制御装置の総消費電流の時間経過に伴う変動が最小限に抑えられる。この場合、グロープラグ制御チャネルnをスイッチオフしたときに、それに同期して、次のグロープラグ制御チャネルn+1がスイッチオンされる。   According to one embodiment, in order to reduce the number of glow plugs that are operated simultaneously, synchronization of pulse width modulated control signals for the glow plugs is performed. Such synchronization makes it possible to minimize fluctuations of the total current consumption of the glow time control device over time. In this case, when the glow plug control channel n is switched off, the next glow plug control channel n + 1 is switched on in synchronization therewith.

有利には、グロー時間制御装置のスイッチオン後、バッテリ電圧を測定し、および/または、n個のグロープラグのプラグ温度を表す測定値を測定し、バッテリ電圧が第1の電圧閾値を上回った場合、および/または、n個のグロープラグのプラグ温度を表す測定値が第1の温度閾値を下回った場合、n−1個のグロープラグよりも多くの個数のグロープラグが同時に給電されないよう、グロープラグをパルス幅変調により制御する。総消費電流を低減する目的で、n−1個のグロープラグだけを使用する場合には、パルス幅変調される制御信号のデューティサイクルが低減される。   Advantageously, after the glow time control device is switched on, the battery voltage is measured and / or a measured value representing the plug temperature of the n glow plugs is measured, the battery voltage being above the first voltage threshold. And / or if the measured value representing the plug temperature of the n glow plugs is below the first temperature threshold, so that no more glow plugs than n-1 glow plugs are powered simultaneously. The glow plug is controlled by pulse width modulation. When only n-1 glow plugs are used for the purpose of reducing the total current consumption, the duty cycle of the pulse width modulated control signal is reduced.

たとえば、バッテリ電圧が、第1の電圧閾値よりも高いm番目の電圧閾値を上回った場合、および/または、n個のグロープラグのプラグ温度を表す測定値が、第1の温度閾値よりも低いm番目の温度閾値を下回った場合、n−m個のグロープラグよりも多くの個数のグロープラグが同時に給電されないよう、グロープラグをパルス幅変調して制御する、ただしn>mである。このような手法によって、同時に動作させるグロープラグの個数をいっそう低減することができ、ただしその際、動作させるグロープラグのためのパルス幅変調される制御信号のデューティサイクルも、同時に低減される。   For example, if the battery voltage exceeds an mth voltage threshold that is higher than the first voltage threshold, and / or a measured value representing the plug temperature of n glow plugs is lower than the first temperature threshold. When the temperature is below the mth temperature threshold, the glow plugs are controlled by pulse width modulation so that a larger number of glow plugs than nm glow plugs are not supplied at the same time, where n> m. By such a method, the number of glow plugs operated simultaneously can be further reduced, but the duty cycle of the pulse width modulated control signal for the glow plugs operated is also reduced at the same time.

1つの実施形態によれば、グロープラグとしてセラミックス製の低電圧用プラグが用いられる。特にこの種の低電圧用セラミックスプラグには、低温時もしくはバッテリ電圧が比較的高いとき、予熱フェーズ中に高いオン電流が加わる。給電されるグロープラグの個数を低減することによって、グロープラグのオン電流のレベルが低減し、このことによってグロー時間制御装置の損傷を確実に阻止することができる。   According to one embodiment, a ceramic low voltage plug is used as the glow plug. In particular, this type of low-voltage ceramic plug is subjected to a high on-current during the preheating phase at low temperatures or when the battery voltage is relatively high. By reducing the number of glow plugs to be fed, the level of glow plug on-current is reduced, which can reliably prevent damage to the glow time control device.

1つの実施形態によれば、予熱フェーズの設定された期間が経過したならば、同時に動作させるグロープラグの個数の低減を終了する。   According to one embodiment, when the set period of the preheating phase has elapsed, the reduction of the number of glow plugs that are simultaneously operated is terminated.

別の選択肢として、グロープラグのプラグ温度を表す測定値が、予め定められたプラグ温度測定値を上回った場合、および/または、目下のプラグ電流が所定のプラグ電流測定値を下回った場合、同時に動作させるグロープラグの個数の低減を終了する。このようにすれば、消費電流が大きすぎる時点においてのみ、つまりはグロー時間制御装置の損傷を阻止すべき時点においてのみ、消費電流の制限が導入される。   As another option, if the measured value representing the plug temperature of the glow plug exceeds a predetermined measured plug temperature and / or if the current plug current falls below a predetermined measured plug current, The reduction of the number of glow plugs to be operated ends. In this way, a current consumption limitation is introduced only when the current consumption is too high, ie only when the glow time control device is to be prevented from being damaged.

既述の方法は、グロー時間制御装置の消費電流が制限される場合に、常に有利に使用することができる。   The described method can always be used advantageously when the current consumption of the glow time control device is limited.

本発明は、消費電流を制限するデバイスを備えたグロー時間制御装置にも関する。この場合、予め定められた個数のグロープラグが、動作電圧から導出されパルス幅変調された制御信号によって制御される。このグロー時間制御装置には、グロープラグに印加される実効電圧を、同時に動作させるグロープラグの個数の低減により調整する手段が設けられている。このことの利点は、バッテリ電圧が高いときに、および/または、周囲温度が低いときに、過剰に大きい電流によって、グロー時間制御装置の損傷が回避されることであり、特に、グロー時間制御装置内に設けられており極性保護を実現する電界効果トランジスタの損傷が回避されることである。   The invention also relates to a glow time control device comprising a device for limiting current consumption. In this case, a predetermined number of glow plugs are controlled by a control signal derived from the operating voltage and pulse width modulated. This glow time control device is provided with means for adjusting the effective voltage applied to the glow plug by reducing the number of glow plugs to be operated simultaneously. The advantage of this is that excessively high currents avoid damage to the glow time controller when the battery voltage is high and / or when the ambient temperature is low, in particular the glow time controller. The damage to the field effect transistor that is provided inside and implements polarity protection is avoided.

有利には、バッテリ電圧入力端子と、グロープラグを制御する電力トランジスタとの間に、グロー時間制御装置の電流容量を制限する少なくとも1つの極性保護素子が配置されている。   Advantageously, at least one polarity protection element for limiting the current capacity of the glow time control device is arranged between the battery voltage input terminal and the power transistor for controlling the glow plug.

本発明によれば、数多くの実施形態が可能である。次に、それらのうち2つの実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、図中、同じ要素ないしは部材には同じ参照符号が付されている。   Many embodiments are possible according to the invention. Next, two of them will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are assigned to the same elements or members.

グロー時間制御装置の回路の実施例を示す図The figure which shows the Example of the circuit of a glow time control apparatus 低温状態のセラミックスグロープラグへ供給されるオン電流の経過特性を例示する図The figure which illustrates the time characteristic of the on current supplied to the ceramic glow plug of the low temperature state 本発明による方法の第1実施例について示す図Diagram showing a first embodiment of the method according to the invention 本発明による方法の第2実施例について示す図Diagram showing a second embodiment of the method according to the invention グロー時間制御装置によるグロープラグ制御を同期合わせするための実施例について示す図The figure shown about the Example for synchronizing the glow plug control by a glow time control apparatus

図1には、グロー時間制御装置1の1つの実施例が示されており、この装置はバッテリ電圧UBattに接続されている。グロー時間制御装置1内部においてバッテリ電圧UBattは、並列接続された2つの電界効果トランジスタ2,3に加わっており、これらの電界効果トランジスタにより、バッテリレベルに応じた極性反転保護が実現される。これらの電界効果トランジスタ2,3は、この図には特に示されていないマイクロプロセッサまたはASICにより制御され、これらによりグロープラグの電力トランジスタも制御される。ここで考察対象としているグロー時間制御装置1によれば、4本のシリンダを備えた内燃機関が制御され、この場合、シリンダごとに1つのグロープラグ9,10,11,12が設けられている。これらのグロープラグ9,10,11,12各々は、それぞれ1つの電力トランジスタ5,6,7,8によりパルス幅変調方式で制御され、その際、パルス幅変調された制御信号は、マイクロプロセッサまたはASICによって形成される。上述のグロー時間制御装置1の電流容量は、電界効果トランジスタ2,3により一般に200Aまでに制限されている。 FIG. 1 shows one embodiment of a glow time control device 1, which is connected to a battery voltage U Batt . Inside the glow time control device 1, the battery voltage U Batt is applied to two field effect transistors 2 and 3 connected in parallel, and these field effect transistors realize polarity reversal protection according to the battery level. These field effect transistors 2 and 3 are controlled by a microprocessor or ASIC not specifically shown in the figure, and the glow plug power transistors are also controlled by these. According to the glow time control device 1 to be considered here, an internal combustion engine having four cylinders is controlled. In this case, one glow plug 9, 10, 11, 12 is provided for each cylinder. . Each of these glow plugs 9, 10, 11, and 12 is controlled by a single power transistor 5, 6, 7, and 8, respectively, in a pulse width modulation system. Formed by ASIC. The current capacity of the glow time control device 1 described above is generally limited to 200 A by the field effect transistors 2 and 3.

グロープラグ9,10,11,12は、低電圧用セラミックスプラグとして形成されている。この種の低電圧用セラミックスプラグは、低温状態のグロープラグ9,10,11,12を大きいオン電流により所定の動作温度まで加熱する予熱フェーズ中、図2に示されているような温度経過特性もしくは電流経過特性を有している。この場合、グロープラグ9,10,11,12の温度経過特性は、−30℃からの温度の事例が曲線Aとして、+25℃からの温度の事例が曲線Bとして描かれている。これらに代わるものとして、グロープラグ9,10,11,12の温度上昇が時間軸上に示されている。この場合、曲線Cは、印加される動作電圧UBattを表す一方、曲線Dは−30℃のときのプラグ電流を、曲線Eは25℃のときのプラグ電流を表している。 The glow plugs 9, 10, 11, and 12 are formed as low-voltage ceramic plugs. This kind of low-voltage ceramic plug has a temperature characteristic as shown in FIG. 2 during a preheating phase in which the glow plugs 9, 10, 11, 12 in a low temperature state are heated to a predetermined operating temperature by a large on-current. Or it has a current lapse characteristic. In this case, the temperature course characteristics of the glow plugs 9, 10, 11, and 12 are drawn as a curve A for a temperature from −30 ° C. and as a curve B for a temperature from + 25 ° C. As an alternative to these, the temperature rise of the glow plugs 9, 10, 11, 12 is shown on the time axis. In this case, curve C represents the applied operating voltage U Batt , curve D represents the plug current at −30 ° C., and curve E represents the plug current at 25 ° C.

次に、図3および図4に示された2つの実施例に基づき、本発明による方法について詳しく説明する。グロー時間制御装置1の起動後、プラグ電流が送出される前に、まずはバッテリ電圧UBattが測定され、および/または、プラグ温度と相関する測定値Mが測定され、この測定値をたとえば外気温またはグロー時間制御装置1の温度とすることができる。外気温は、グロー時間制御装置1の測定値として必ずしも直接、取得できるわけではない。したがって別の選択肢として、グロー時間制御装置1内部の温度を測定することができ、あるいは、同様に内燃機関の近くに配置されているエンジン制御装置によって外気温を測定することができ、たとえばLINまたはCANバスなどの通信データラインを介した転送により、エンジン制御装置からグロー時間制御装置1へ外気温を供給することができる。プラグ温度自体は、公称電流が給電されなければ測定できず、そのためグロー過程開始前は取得できない。ついで上述の測定値の評価に従い、4つのグロープラグ9,10,11,12をすべて同時に動作させて確実な予熱を行うのか、または、同時に動作させるグロープラグ9,10,11,12の個数を減らしてオン電流を制限するのか、という判定が下される。 The method according to the present invention will now be described in detail based on the two embodiments shown in FIGS. After the activation of the glow time control device 1 and before the plug current is delivered , first the battery voltage U Batt is measured and / or the measured value M which correlates with the plug temperature is measured. Alternatively, the temperature of the glow time control device 1 can be set. The outside air temperature is not necessarily directly acquired as a measurement value of the glow time control device 1. Therefore, as another option, the temperature inside the glow time control device 1 can be measured, or the outside air temperature can also be measured by an engine control device which is also arranged close to the internal combustion engine, for example LIN or The outside air temperature can be supplied from the engine control device to the glow time control device 1 by transfer via a communication data line such as a CAN bus. The plug temperature itself cannot be measured if no nominal current is supplied, and therefore cannot be obtained before the start of the glow process. Then, according to the evaluation of the measured values described above, the four glow plugs 9, 10, 11, 12 are all operated simultaneously to perform reliable preheating, or the number of glow plugs 9, 10, 11, 12 operated simultaneously is determined. A determination is made as to whether to reduce the on-current and to limit it.

以下では、n個のシリンダおよびそれらのシリンダに対応してn個のグロープラグを備えたディーゼルエンジンであるとし、ここでは一例としてn=4が選択されている。測定されたバッテリ電圧UBattが第1の電圧閾値UBattnを上回ると、および/または、プラグ温度と相関する測定値Mが第1の温度閾値Tnを下回ると、n−1個のグロープラグ9,11,12よりも多くのグロープラグには同時に給電されないように、グロープラグ9,10,11,12が制御される。図3には、バッテリ電圧UBattに対するグロー時間制御装置1の最大総電流lが示されている。グロー時間制御装置1の総電流lとバッテリ電圧UBattとの関係は、プラグの抵抗が約200mΩであり−40℃の低温状態にあるセラミックスグロープラグ9,10,11,12の事例について設定されている。 In the following description, it is assumed that the diesel engine is provided with n cylinders and n glow plugs corresponding to the cylinders, and here, n = 4 is selected as an example. When the measured battery voltage U Batt is above the first voltage threshold U Battn and / or the measured value M correlated with the plug temperature is below the first temperature threshold T n , n−1 glow plugs. The glow plugs 9, 10, 11, and 12 are controlled so that more glow plugs than 9, 11, and 12 are not supplied with power simultaneously. FIG. 3 shows the maximum total current l of the glow time control device 1 with respect to the battery voltage U Batt . The relationship between the total current l of the glow time control device 1 and the battery voltage U Batt is set for the case of the ceramic glow plugs 9, 10, 11, 12 having a plug resistance of about 200 mΩ and a low temperature of −40 ° C. ing.

ここでの目的は、電界効果トランジスタ2,3の動作性能が制約されてしまうことがないように、グロー時間制御装置1の総消費電流を200Aよりも小さい値に制限することである。4チャネル動作4Kは、実効電圧U_effの第1の電圧閾値U1である11.5Vなるまで許容される。この動作においては、4つのグロープラグ9,10,11,12すべてに、100%のデューティサイクルでパルス幅変調された制御信号が同時に供給される。実効電圧U_effの第2の閾値U2である15Vに至るまでは、グロー時間制御装置1が3チャネル動作3Kに切り替えられる。この動作においては、3つのグロープラグ9,11,12だけが同時に動作させられ、このときに許容されるデューティサイクルは制御信号の最大で75%である。実効電圧U_effの第2の閾値U2である15Vからは、グロー時間制御装置1が2チャネル動作2Kに切り替えられる。この動作においては、2つのグロープラグ9,10が同時に動作させられ、パルス幅変調された制御信号のデューティサイクルは、最大で50%までに制限される。 The purpose here is to limit the total current consumption of the glow time control device 1 to a value smaller than 200 A so that the operation performance of the field effect transistors 2 and 3 is not restricted. The 4-channel operation 4K is allowed until 11.5 V which is the first voltage threshold U 1 of the effective voltage U_eff. In this operation, all four glow plugs 9, 10, 11, and 12 are simultaneously supplied with a control signal that is pulse-width modulated with a 100% duty cycle. Until the second threshold value U 2 of the effective voltage U_eff reaches 15 V, the glow time control device 1 is switched to the three-channel operation 3K. In this operation, only three glow plugs 9, 11, 12 are operated simultaneously, and the allowable duty cycle at this time is 75% of the maximum of the control signal. From 15V, which is the second threshold value U 2 of the effective voltage U_eff, the glow time control device 1 is switched to the two-channel operation 2K. In this operation, the two glow plugs 9 and 10 are operated simultaneously, and the duty cycle of the pulse width modulated control signal is limited to a maximum of 50%.

2つのグロープラグ9,10を動作させるのか、または3つのグロープラグ9,11,12を動作させるのかの判定にあたり、バッテリ電圧UBattが、第1の閾値UBattnよりも高い第2の閾値UBattn-1を上回っているか、および/または、プラグ温度と相関する測定値Mが、第1の温度閾値Tnよりも低い第2の温度閾値Tn-1を下回っているか、をチェックする。この条件があてはまるならば、2つのプラグ9,11よりも多くのプラグに対し同時には給電されない。同様に、さらに次の電圧閾値UBattn-mおよび温度閾値Tn-mについても、この方法を続けていくことができる。 In determining whether to operate the two glow plugs 9, 10 or the three glow plugs 9, 11, 12, the battery voltage U Batt is higher than the first threshold U Battn. or exceeds the Battn-1, and / or the measured value M that is correlated with the plug temperature, or below the temperature threshold value T n-1 of the lower second than the first temperature threshold value T n, checks. If this condition is true, power is not supplied to more plugs than two plugs 9 and 11 simultaneously. Similarly, this method can be continued for the next voltage threshold U Battn-m and temperature threshold T nm .

図4には、確実な予熱動作中のバッテリ電圧UBattに対するグロープラグ9,10,11,12の実効電圧U_effの経過特性が示されている。この図には、本発明による方法の適用による目標実効電圧U_effの偏差ΔU_effが、はっきりと示されている。 FIG. 4 shows the characteristics of the effective voltage U_eff of the glow plugs 9, 10, 11, 12 with respect to the battery voltage U Batt during the reliable preheating operation. This figure clearly shows the deviation ΔU_eff of the target effective voltage U_eff by applying the method according to the invention.

グロー時間制御装置1の総消費電流lが時間の経過に伴い変動するのを最小限に抑える目的で、グロープラグ9,10,11,12に対する制御の同期合わせが実行される。この場合、グロープラグ9,10,11,12の第1の制御チャネルが遮断されると、グロープラグ9,10,11,12の次の制御チャネルが、この遮断に同期してスイッチオンされる。   For the purpose of minimizing the fluctuation of the total current consumption l of the glow time control device 1 with the passage of time, control synchronization for the glow plugs 9, 10, 11, and 12 is executed. In this case, when the first control channel of the glow plugs 9, 10, 11, 12 is cut off, the next control channel of the glow plugs 9, 10, 11, 12 is switched on in synchronization with the cutoff. .

図5Aには、グロープラグ9,10,11,12のパルス幅変調された制御信号の4チャネル動作4Kが示されている。4チャネル動作4Kの場合、デューティサイクルは100%〜75%にあり、4つのグロープラグ9,10,11,12すべてが同時に起動される。ここで特性曲線Fは、1つの周期期間にわたるグロー時間制御装置1の総電流lを表しており、領域F1中は、4つのグロープラグ9,10,11,12すべてに給電が行われるのに対し、領域F2中は、3つのグロープラグ9,11,12だけが動作させられる。   FIG. 5A shows a four-channel operation 4K of a control signal subjected to pulse width modulation of the glow plugs 9, 10, 11, and 12. For 4-channel operation 4K, the duty cycle is between 100% and 75% and all four glow plugs 9, 10, 11, 12 are activated simultaneously. Here, the characteristic curve F represents the total current l of the glow time control device 1 over one period, and power is supplied to all four glow plugs 9, 10, 11, 12 in the region F1. On the other hand, only three glow plugs 9, 11, 12 are operated in the region F2.

図5Bには、最大で3つのグロープラグ9,11,12が同時に動作させられる3チャネル動作3Kが示されている。3チャネル動作3Kの場合、グロープラグ9,11,12のパルス幅変調された制御信号のデューティサイクルは、75%〜50%である。この図においても、特性曲線Fにより総電流lが表されており、領域F1により3つのプラグ9,11,12に流れる電流が、領域F2により2つのプラグ9,11に流れる電流が表されている。15Vの実効電圧U_effよりも高いときに実行される2チャネル動作2Kを実現するためには、図5Cに示されているように、デューティサイクルは50%〜25%となる。この動作の場合、領域F1においては2つのグロープラグ9,11に電流が流れるのに対し、領域F2によって表されているのは、1つのグロープラグ9のみに給電されることである。   FIG. 5B shows a three-channel operation 3K in which up to three glow plugs 9, 11, and 12 are operated simultaneously. In the case of 3 channel operation 3K, the duty cycle of the pulse width modulated control signal of the glow plugs 9, 11, 12 is 75% to 50%. Also in this figure, the total current l is represented by the characteristic curve F, the current flowing through the three plugs 9, 11, 12 is represented by the region F1, and the current flowing through the two plugs 9, 11 is represented by the region F2. Yes. In order to realize the two-channel operation 2K executed when the effective voltage U_eff is higher than 15V, the duty cycle is 50% to 25% as shown in FIG. 5C. In this operation, current flows through the two glow plugs 9 and 11 in the region F1, whereas what is represented by the region F2 is that only one glow plug 9 is supplied with power.

識別された利用されているグロープラグタイプに応じて、グロー時間制御装置1の消費電流を制限する方法を遮断できるように構成してもよい。このように構成すれば、金属プラグが用いられている場合に、たとえば電流制限を行わないようにすることができる。その理由は、臨界的な即ちリスクの高い低温において、金属製のグロープラグの消費電流は、セラミックス製のグロープラグの消費電流よりも一般的に小さいからである。消費電流の制限を行う動作期間を、予め設定された予熱期間(たとえば100ms)を経過した後に終了させることができ、あるいは(温度に依存するプラグの抵抗値測定による)プラグ温度測定値が所定値を超えた後に、またはプラグ電流測定値が所定値を超えた後に、終了させることができる。既述の方法を適用することによって、実効電圧U_effを低減することができる。目標実効電圧U_effからの偏差を、グロー時間制御装置1のグロー制御部へ伝送することができ、それによってグロー制御のストラテジーを、偏差に応じて整合することができる。たとえば、予め定められたプッシュエネルギーに到達させるために、予熱フェーズ期間を延長することができる。   Depending on the identified glow plug type being used, the method for limiting the current consumption of the glow time control device 1 may be cut off. If comprised in this way, when a metal plug is used, it can be made not to carry out electric current limitation, for example. This is because the current consumption of a metal glow plug is generally smaller than that of a ceramic glow plug at a critical or high risk low temperature. The operating period for limiting the current consumption can be terminated after a preset preheating period (for example, 100 ms) has elapsed, or the measured plug temperature (by measuring the resistance value of the plug depending on temperature) is a predetermined value. Or after the plug current measurement exceeds a predetermined value. The effective voltage U_eff can be reduced by applying the method described above. The deviation from the target effective voltage U_eff can be transmitted to the glow control unit of the glow time control device 1, whereby the glow control strategy can be matched according to the deviation. For example, the preheat phase period can be extended to reach a predetermined push energy.

Claims (13)

予め定められた個数のグロープラグ(9,10,11,12)を、動作電圧(UBatt)から導出されパルス幅変調された制御信号によって制御する、
グロー時間制御装置の消費電流を制限する方法において、
同時に動作させるグロープラグ(9,10,11,12)の個数を低減することを特徴とする、
グロー時間制御装置の消費電流を制限する方法。
A predetermined number of glow plugs (9, 10, 11, 12) are controlled by a control signal derived from the operating voltage (U Batt ) and pulse width modulated;
In a method for limiting the current consumption of a glow time control device,
The number of glow plugs (9, 10, 11, 12) operated simultaneously is reduced,
A method for limiting the current consumption of a glow time control device.
同時に動作させる前記グロープラグ(9,10,11,12)の個数を、バッテリ電圧(UBatt)に依存して、および/または、前記グロープラグ(9,10,11,12)のプラグ温度を表す測定値(M)に依存して、低減する、
請求項1に記載の方法。
The number of glow plugs (9, 10, 11, 12) operated simultaneously depends on the battery voltage (U Batt ) and / or the plug temperature of the glow plugs (9, 10, 11, 12). Depending on the measured value (M) to be represented,
The method of claim 1.
同時に動作させる前記グロープラグ(9,10,11,12)の個数の低減を、該グロープラグ(9,10,11,12)の予熱フェーズ中に行う、
請求項1または2に記載の方法。
Reduction of the number of glow plugs (9, 10, 11, 12) to be operated simultaneously is performed during the preheating phase of the glow plugs (9, 10, 11, 12).
The method according to claim 1 or 2.
前記バッテリ電圧(UBatt)に依存して、および/または、前記グロープラグのプラグ温度を表す前記測定値(M)に依存して、前記グロープラグ(9,10,11,12)の予熱フェーズ中、すべてのグロープラグ(9,10,11,12)を同時に動作させるのか、または同時に動作させるグロープラグ(9,10,11,12)の個数を低減するのか、を判定する、
請求項3に記載の方法。
Depending on the battery voltage (U Batt ) and / or depending on the measured value (M) representing the plug temperature of the glow plug, the preheating phase of the glow plug (9, 10, 11, 12) Determining whether all the glow plugs (9, 10, 11, 12) are operated simultaneously or whether the number of glow plugs (9, 10, 11, 12) to be operated simultaneously is reduced;
The method of claim 3.
同時に動作させるグロープラグ(9,10,11,12)の個数を低減するために、該グロープラグ(9,10,11,12)のためのパルス幅変調された制御信号を同期合わせする、
請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
In order to reduce the number of glow plugs (9, 10, 11, 12) operated simultaneously, the pulse width modulated control signals for the glow plugs (9, 10, 11, 12) are synchronized.
5. A method according to any one of claims 1 to 4.
前記グロー時間制御装置(1)のスイッチオン後、バッテリ電圧(UBatt)を測定し、および/または、n個のグロープラグ(9,10,11,12)のプラグ温度を表す測定値(M)を測定し、前記バッテリ電圧(UBatt)が第1の電圧閾値(UBattn)を上回った場合、および/または、n個のグロープラグ(9,10,11,12)のプラグ温度を表す前記測定値(M)が第1の温度閾値(Tn)を下回った場合、n−1個のグロープラグ(9,10,11,12)よりも多くの個数のグロープラグが同時に給電されないよう、前記グロープラグ(9,10,11,12)をパルス幅変調により制御する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
After the glow time control device (1) is switched on, the battery voltage (U Batt ) is measured and / or the measured value (M representing the plug temperature of the n glow plugs (9, 10, 11, 12)). ) And represents the plug temperature of the n glow plugs (9, 10, 11, 12) when the battery voltage (U Batt ) exceeds the first voltage threshold (U Battn ) and / or When the measured value (M) falls below the first temperature threshold value (T n ), more glow plugs than n−1 glow plugs (9, 10, 11, 12) are not supplied at the same time. The glow plug (9, 10, 11, 12) is controlled by pulse width modulation.
6. A method according to any one of claims 1 to 5.
前記バッテリ電圧(UBatt)が、前記第1の電圧閾値(UBattn)よりも高いm番目の電圧閾値(UBattn-m)を上回った場合、および/または、n個のグロープラグ(9,10,11,12)のプラグ温度を表す前記測定値(M)が、前記第1の温度閾値(Tn)よりも低いm番目の温度閾値(Tn-m)を下回った場合、n−m個のグロープラグ(9,10,11,12)よりも多くの個数のグロープラグが同時に給電されないよう、前記グロープラグ(9,10,11,12)をパルス幅変調により制御する、ただしn>mである、
請求項6に記載の方法。
When the battery voltage (U Batt ) exceeds an mth voltage threshold (U Battn-m ) higher than the first voltage threshold (U Battn ) and / or n glow plugs (9, 9) If the measured value representing the plug temperature of 10, 11, 12) (M) falls below the first temperature threshold value (T n) less than m-th temperature threshold value (T nm), nm pieces The glow plugs (9, 10, 11, 12) are controlled by pulse width modulation so that a larger number of glow plugs than the other glow plugs (9, 10, 11, 12) are not fed simultaneously, provided that n> m Is,
The method of claim 6.
前記グロープラグ(9,10,11,12)として、セラミックス製の低電圧用プラグを使用する、
請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
As the glow plug (9, 10, 11, 12), a ceramic low voltage plug is used.
8. A method according to any one of claims 1 to 7.
予熱フェーズの予め定められた期間が経過したときは、同時に動作させるグロープラグ(9,10,11,12)の個数の低減を終了する、
請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
When a predetermined period of the preheating phase has elapsed, the reduction of the number of glow plugs (9, 10, 11, 12) to be simultaneously operated is terminated.
9. A method according to any one of claims 1 to 8.
前記グロープラグ(9,10,11,12)のプラグ温度を表す測定値(M)が、予め定められたプラグ温度測定値を上回った場合、および/または、目下のプラグ電流が所定のプラグ電流測定値を下回った場合、同時に動作させるグロープラグ(9,10,11,12)の個数の低減を終了する、
請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
The measured value (M) representing the plug temperature of the glow plug (9, 10, 11, 12) exceeds a predetermined measured plug temperature, and / or the current plug current is a predetermined plug current. When the measured value falls below the value, the reduction of the number of glow plugs (9, 10, 11, 12) to be simultaneously operated is terminated.
9. A method according to any one of claims 1 to 8.
前記グロー時間制御装置(1)の消費電流を制限する、
請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
Limiting the current consumption of the glow time control device (1);
11. A method according to any one of claims 1 to 10.
予め定められた個数のグロープラグ(9,10,11,12)が、動作電圧(UBatt)から導出されパルス幅変調された制御信号によって制御される、
消費電流を制限するデバイスを備えたグロー時間制御装置において、
同時に動作させられるグロープラグ(9,10,11,12)の個数を低減する手段が設けられていることを特徴とする、
グロー時間制御装置。
A predetermined number of glow plugs (9, 10, 11, 12) are controlled by a pulse width modulated control signal derived from the operating voltage (U Batt ),
In a glow time control device having a device for limiting current consumption,
Means are provided for reducing the number of glow plugs (9, 10, 11, 12) operated simultaneously,
Glow time control device.
バッテリ電圧入力端子と、前記グロープラグ(9,10,11,12)を制御する電力トランジスタ(5,6,7,8)との間に、前記グロー時間制御装置(1)の電流容量を制限する少なくとも1つの極性保護素子(2,3)が配置されている、
請求項11に記載のグロー時間制御装置。
The current capacity of the glow time control device (1) is limited between the battery voltage input terminal and the power transistors (5, 6, 7, 8) for controlling the glow plug (9, 10, 11, 12). At least one polarity protection element (2, 3) is arranged,
The glow time control device according to claim 11.
JP2015053591A 2014-03-17 2015-03-17 Method for limiting current consumption of glow time control device and glow time control device Expired - Fee Related JP6566670B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014204901.6 2014-03-17
DE102014204901.6A DE102014204901B4 (en) 2014-03-17 2014-03-17 Method for limiting a current consumption of a glow time control device and a glow time control device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2015175373A true JP2015175373A (en) 2015-10-05
JP2015175373A5 JP2015175373A5 (en) 2015-12-17
JP6566670B2 JP6566670B2 (en) 2019-08-28

Family

ID=54010234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015053591A Expired - Fee Related JP6566670B2 (en) 2014-03-17 2015-03-17 Method for limiting current consumption of glow time control device and glow time control device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6566670B2 (en)
DE (1) DE102014204901B4 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007315322A (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk Glow plug control device
JP2011032944A (en) * 2009-08-03 2011-02-17 Denso Corp Glow plug power distribution control device
JP2013038908A (en) * 2011-08-08 2013-02-21 Denso Corp Power supply reverse connection protective device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5094198A (en) * 1991-04-26 1992-03-10 Cummins Electronics Company, Inc. Air intake heating method and device for internal combustion engines
FR2991003B1 (en) * 2012-05-22 2015-11-13 Peugeot Citroen Automobiles Sa METHOD FOR CONTROLLING PREHEATING CANDLES OF A THERMAL MOTOR AND CONTROL DEVICE THEREFOR

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007315322A (en) * 2006-05-26 2007-12-06 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk Glow plug control device
JP2011032944A (en) * 2009-08-03 2011-02-17 Denso Corp Glow plug power distribution control device
JP2013038908A (en) * 2011-08-08 2013-02-21 Denso Corp Power supply reverse connection protective device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014204901A1 (en) 2015-09-17
JP6566670B2 (en) 2019-08-28
DE102014204901B4 (en) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105705774B (en) Method and device for controlling a multi-spark ignition system of an internal combustion engine
US10283957B2 (en) Supplying load having inrush-current behaviour
US8280609B2 (en) Method and device for glowplug ignition control
US10522997B2 (en) Load current control apparatus
CN104901661A (en) Power transmission device with overload protection and energy-saving mechanism
US20130229019A1 (en) Method and device for operating a starter of a vehicle
JP2015173019A (en) On-failure detection device and method thereof
JP2012143110A (en) Rush current prevention circuit and power supply controller
CN104283199B (en) Control is poured in using Multi- Switch
JP6566670B2 (en) Method for limiting current consumption of glow time control device and glow time control device
US8154232B2 (en) Method for operating a motor system, and a motor system
US9464617B2 (en) Glow plug driving control apparatus
JP5764680B2 (en) Inrush current prevention device
CN110784969B (en) Method and device for regulating a voltage supply
CN106487366B (en) For controlling the method and control circuit of transistor
WO2017057011A1 (en) Semiconductor device and control device
CN105706193A (en) Current regulator for an inductive load in a vehicle
JP2009147604A (en) Timer circuit
JP5469362B2 (en) Lighting control device
KR101946665B1 (en) Device for operating a heating apparatus of a gas sensor, method
JP6737207B2 (en) Power control device for glow plug
KR20170021056A (en) Dual control pre-charge circuit
WO2013054541A1 (en) Humidity detection device
CN111313675A (en) Controller for controlling a motor for a vehicle, control system having a controller, and method for operating a controller
RU36149U1 (en) Control unit and automatic temperature control using three control levels

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151102

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190205

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190730

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6566670

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees