用于確定在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行時(shí)預(yù)熱塞的溫度的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定在內(nèi)燃機(jī)中的運(yùn)行時(shí)預(yù)熱塞的溫度的方法，其中，確定溫度/電阻參考關(guān)系（B、F）。為了減小預(yù)熱塞的公差范圍，在預(yù)熱塞（21、22、23、24）安裝到內(nèi)燃機(jī)中之后實(shí)施校準(zhǔn)步驟，在所述校準(zhǔn)步驟中借助預(yù)熱塞（21、22、23、24）安裝到內(nèi)燃機(jī)中之前確定的溫度/電阻參考關(guān)系（B、F）求得預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系（II、III），由所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系確定在預(yù)熱塞（21、22、23、24）在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間預(yù)熱塞（21、22、23、24）的溫度。
【專利說明】用于確定在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行時(shí)預(yù)熱塞的溫度的方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行時(shí)預(yù)熱塞的溫度的方法，其中確定溫度/電阻參考關(guān)系，以及本發(fā)明涉及一種用于實(shí)施所述方法的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在內(nèi)燃機(jī)中使用的預(yù)熱塞在生產(chǎn)技術(shù)上對(duì)于額定電壓具有在預(yù)熱塞上出現(xiàn)的預(yù)給定的公差。因此，例如對(duì)于陶瓷預(yù)熱塞在用于控制預(yù)熱塞的7V額定電壓下1200°C的溫度作為預(yù)熱溫度，其允許±50K的公差。這意味著，預(yù)熱塞的最大溫度不允許超過1250°C。如果使用控制內(nèi)燃機(jī)中的預(yù)熱塞的控制設(shè)備，則在此必須注意:可能存在與例如1200°C的所期望的溫度的偏差。因?yàn)榭刂圃O(shè)備在預(yù)熱塞在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間可能不對(duì)變化的公差做出反應(yīng)，所以必須在控制設(shè)備中固定地預(yù)給定1200°C的最大預(yù)熱塞溫度。
[0003]由DE 10 2008 040 971 Al已知用于調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)中的預(yù)熱塞的溫度的方法和裝置，其中在內(nèi)燃機(jī)的參考運(yùn)行中在至少一個(gè)預(yù)熱塞的所測量的溫度與所測量的電阻之間形成一種數(shù)學(xué)關(guān)系，其中電阻由所述預(yù)熱塞上的實(shí)際施加的電壓和實(shí)際電流得出，并且在預(yù)熱塞的整個(gè)使用壽命上動(dòng)態(tài)地匹配所述數(shù)學(xué)關(guān)系并且在內(nèi)燃機(jī)的整個(gè)運(yùn)行中考慮所述數(shù)學(xué)關(guān)系。在所述方法中，為了更好的應(yīng)用品質(zhì)，必須考慮內(nèi)燃機(jī)的變化的運(yùn)行條件。這對(duì)于已安裝的預(yù)熱塞增加了使用控制設(shè)備的困難，因?yàn)樵陬A(yù)熱塞使用在內(nèi)燃機(jī)中時(shí)必須考慮大的公差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)是，給出一種用于確定在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行時(shí)預(yù)熱塞的溫度的方法，在所述方法中在使用控制設(shè)備的情況下考慮預(yù)熱塞的實(shí)際公差，所述控制設(shè)備在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行期間控制預(yù)熱塞。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，通過以下方式解決所述任務(wù):在預(yù)熱塞安裝到內(nèi)燃機(jī)中之后實(shí)施校準(zhǔn)步驟，在所述校準(zhǔn)步驟中借助在預(yù)熱塞安裝到內(nèi)燃機(jī)中之前確定的溫度/電阻參考關(guān)系求得預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系，由所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系確定預(yù)熱塞在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間的預(yù)熱塞溫度。這具有以下優(yōu)點(diǎn):在控制設(shè)備中可以使用更高的預(yù)熱塞最大溫度。通過在控制設(shè)備中使用的更高的預(yù)熱塞溫度實(shí)現(xiàn)更好的啟動(dòng)特性和/或更安靜的內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)。此外能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)燃機(jī)排放的減少。
[0006]在一種特別簡單且成本較低的實(shí)施方式中，在校準(zhǔn)步驟期間在預(yù)熱塞上施加第一電壓時(shí)求得預(yù)熱塞的第一電阻，所述第一電阻由溫度/電阻參考關(guān)系分配第一溫度，其中由所述第一溫度/電阻值對(duì)形成預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系。由此，在不直接測量溫度的情況下求得預(yù)熱塞的實(shí)際溫度，這減少了預(yù)熱塞處的測量結(jié)構(gòu)。
[0007]有利地，在相同的預(yù)熱塞上施加第二電壓時(shí)測量第二電阻，所述第二電阻由第二溫度/電阻參考關(guān)系分配第二溫度，其中由所測量的第一電阻和所分配的第一溫度的如此確定的第一值對(duì)以及所測量的第二電阻和所分配的第二溫度的第二值對(duì)形成預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系。由于存在兩個(gè)溫度/電阻值對(duì)，可以簡單地以直線形式求得預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系，其允許預(yù)熱塞的實(shí)際運(yùn)行溫度的可靠確定，由此在控制設(shè)備內(nèi)的進(jìn)一步處理時(shí)得到預(yù)熱塞的可靠控制或者調(diào)節(jié)。
[0008]在一種構(gòu)型中，由其制造之后一種預(yù)熱塞類型的多個(gè)具有不同制造公差的預(yù)熱塞作為關(guān)于電阻的平均值確定溫度/電阻參考關(guān)系?；谝粋€(gè)生產(chǎn)批次的一種預(yù)熱塞類型的多個(gè)預(yù)熱塞的溫度/電阻值的分析處理，由已知的平均值確保在確定預(yù)熱塞特有的溫度/電阻關(guān)系的公差帶時(shí)的特別高的可靠性。可以舍棄預(yù)熱塞在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間的參考測量，由此阻止溫度/電阻參考關(guān)系受內(nèi)燃機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的不利影響。
[0009]在一種變型方案中，溫度/電阻參考關(guān)系構(gòu)造為參考特征曲線、優(yōu)選參考直線，其設(shè)有公差帶，所述公差帶具有與參考特征曲線相同的斜率。預(yù)熱塞溫度圍繞構(gòu)造為平均值曲線的參考特征曲線根據(jù)預(yù)熱塞電阻的離散比在使用在客戶技術(shù)文檔中說明的值±50K時(shí)更小。由此，每個(gè)預(yù)熱塞的公差減小。如果在預(yù)熱塞上施加額定電壓并且測量其電阻，則可以借助參考特征曲線確定具有更小公差的溫度。
[0010]在一種擴(kuò)展方案中，一次性地對(duì)于每種預(yù)熱塞類型求得以及存儲(chǔ)參考特征曲線。在此，參考特征曲線的公差僅僅取決于預(yù)熱塞類型。因此，可以不考慮在每個(gè)單個(gè)預(yù)熱塞的公差確定時(shí)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行過程，其可以僅僅在預(yù)熱塞使用在內(nèi)燃機(jī)中時(shí)確定。由此不僅簡化了校準(zhǔn)預(yù)熱塞的方法，而且也改善了確定預(yù)熱塞的實(shí)際運(yùn)行溫度時(shí)的精確度。因此，限制預(yù)熱塞允許具有的最大溫度時(shí)的公差寬度，并且在控制設(shè)備中能夠使用更高的預(yù)熱塞最大溫度。此外，對(duì)于相同生產(chǎn)批次的所有預(yù)熱塞，僅僅使用一次性所求得的溫度/電阻參考關(guān)系。不用求得每個(gè)預(yù)熱塞的單獨(dú)參考。
[0011]有利地，在機(jī)動(dòng)車的組裝線末端制造中執(zhí)行預(yù)熱塞的第一校準(zhǔn)步驟。由此確保，在內(nèi)燃機(jī)中安裝的預(yù)熱塞在車輛起動(dòng)時(shí)已經(jīng)校準(zhǔn)。
[0012]在另一實(shí)施方式中，在控制和/或調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備的空載階段中執(zhí)行用于確定預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系的校準(zhǔn)步驟。因?yàn)樵诳刂圃O(shè)備的空載階段中仍存在定義的且可復(fù)現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以可以實(shí)施高度精確的校準(zhǔn)，因?yàn)榭梢宰匪輧?nèi)燃機(jī)的給定運(yùn)行狀態(tài)。
[0013]有利地，多次重復(fù)用于確定預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系的校準(zhǔn)步驟。通過在內(nèi)燃機(jī)中的預(yù)熱塞的使用壽命期間的重復(fù)校準(zhǔn)測量，在預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系中考慮預(yù)熱塞處的老化現(xiàn)象并且因此提高確定預(yù)熱塞的實(shí)際預(yù)熱溫度時(shí)的精確度。
[0014]為了考慮預(yù)熱塞在使用壽命上的老化過程，根據(jù)預(yù)熱塞的發(fā)生預(yù)熱的次數(shù)和/或預(yù)熱強(qiáng)度和/或預(yù)熱持續(xù)時(shí)間一定頻度地重復(fù)用于確定預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系的校準(zhǔn)步驟。由此通過預(yù)熱塞的多次校正改善在內(nèi)燃機(jī)中使用期間的校準(zhǔn)精確度。
[0015]替代地，在更換預(yù)熱塞之后進(jìn)行預(yù)熱塞特有的溫度/電阻關(guān)系的確定。在此確保預(yù)熱塞的后續(xù)的控制和/或調(diào)節(jié)過程始終以預(yù)熱塞的實(shí)際溫度為基礎(chǔ)。
[0016]為了獲得預(yù)熱塞的可靠的且典型的電阻值，在施加第一個(gè)電壓或者第二個(gè)電壓之后在預(yù)熱塞內(nèi)的穩(wěn)定溫度分布形成之后進(jìn)行第一電阻或者第二電阻的測量。因此保證在測量之前預(yù)熱塞均勻熾紅并且沒有不穩(wěn)定的溫度分布影響測量過程。
[0017]本發(fā)明的一種擴(kuò)展方案涉及一種用于確定在內(nèi)燃機(jī)中的運(yùn)行時(shí)預(yù)熱塞的溫度的裝置，所述裝置包括處理單元，所述處理單元與存儲(chǔ)單元連接，其中在所述存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)了溫度/電阻參考關(guān)系。為了降低在控制設(shè)備中使用時(shí)預(yù)熱塞的最大允許溫度的公差寬度，所述處理單元在預(yù)熱塞安裝到內(nèi)燃機(jī)中之后執(zhí)行校準(zhǔn)步驟，在所述校準(zhǔn)步驟中借助在預(yù)熱塞安裝到內(nèi)燃機(jī)中之前確定的溫度/電阻參考關(guān)系求得預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系并且處理單元在預(yù)熱塞在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系確定預(yù)熱塞的溫度。這具有以下優(yōu)點(diǎn):在控制設(shè)備中可以使用更高的預(yù)熱塞最大溫度。通過在控制設(shè)備中使用的更高的預(yù)熱塞溫度實(shí)現(xiàn)更好的啟動(dòng)特性和/或內(nèi)燃機(jī)的更安靜的空轉(zhuǎn)。此外，這能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)燃機(jī)排放的減少。
[0018]有利地，在預(yù)熱塞上施加第一電壓的處理單元與電流傳感器連接，所述電流傳感器將第一電流信號(hào)傳送給處理單元，所述處理單元由所述第一電流信號(hào)確定第一電阻值并且由所存儲(chǔ)的溫度/電阻參考關(guān)系給所述第一電阻值分配第一溫度值并且隨后在預(yù)熱塞上施加第二電壓，其中電流傳感器向處理單元提供第二電流信號(hào)，所述處理單元由所述第二電流信號(hào)求得第二電阻值，所述第二電阻值由溫度/電阻參考關(guān)系被分配第二溫度值，其中處理單元由第一溫度/電阻值對(duì)和第二溫度/電阻值對(duì)確定預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系。因此，借助本身存在的硬件執(zhí)行預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系的確定，由此能夠?qū)崿F(xiàn)低成本的方法。由于存在兩個(gè)溫度/電阻值對(duì)，可以簡單地以直線形式求得預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系，所述直線在控制設(shè)備內(nèi)的進(jìn)一步處理中保證預(yù)熱塞的可靠的控制或者調(diào)節(jié)。因此實(shí)現(xiàn)預(yù)熱塞的實(shí)際運(yùn)行溫度的可靠確定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]本發(fā)明允許大量的實(shí)施方式。借助在附圖中示出的示意圖進(jìn)一步闡述這些實(shí)施方式中的一種。
[0020]附圖示出:
[0021]圖1:機(jī)動(dòng)車中的預(yù)熱系統(tǒng)的原理圖；
[0022]圖2:在7V的額定電壓的情況下一個(gè)生產(chǎn)批次的一種預(yù)熱塞類型的預(yù)熱塞的溫度/電阻特征；
[0023]圖3:在4V的額定電壓的情況下根據(jù)圖2的一個(gè)生產(chǎn)批次的所述預(yù)熱塞類型的預(yù)熱塞的溫度/電阻特征；
[0024]圖4:單個(gè)預(yù)熱塞的預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系。
[0025]相同的附圖標(biāo)記表示相同的特征。
【具體實(shí)施方式】
[0026]冷的內(nèi)燃機(jī)、尤其是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)環(huán)境溫度小于40°C時(shí)需要用于點(diǎn)燃導(dǎo)入內(nèi)燃機(jī)的燃料/空氣混合物的啟動(dòng)輔助裝置。作為啟動(dòng)輔助裝置使用預(yù)熱系統(tǒng)，所述預(yù)熱系統(tǒng)由預(yù)熱塞、預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備和存放在發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備或預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備中的預(yù)熱軟件組成。此外，預(yù)熱系統(tǒng)也用于改善車輛排放。預(yù)熱系統(tǒng)的其他應(yīng)用領(lǐng)域在燃燒器排氣系統(tǒng)中、停車采暖時(shí)、燃料預(yù)熱時(shí)或冷卻水預(yù)熱時(shí)。
[0027]圖1示出一種預(yù)熱系統(tǒng)，在所述預(yù)熱系統(tǒng)中存在多個(gè)預(yù)熱塞21至24，其中每個(gè)預(yù)熱塞21至24分別插在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的沒有進(jìn)一步示出的氣缸中。預(yù)熱塞21至24具有相同的構(gòu)造并且通常表示低壓預(yù)熱塞。在圖1中預(yù)熱塞21至24出于簡化的目的表示為通到內(nèi)燃機(jī)的地3的等效電阻。
[0028]預(yù)熱塞21至24與預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4連接，所述預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備對(duì)于每個(gè)預(yù)熱塞21至24具有一個(gè)功率半導(dǎo)體51至54。預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4包括用于處理輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的微控制器4a。此外，車載電網(wǎng)電壓6與預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4連接，所述車載電網(wǎng)電壓通過功率半導(dǎo)體51至54向預(yù)熱塞21至24饋給所需的額定電壓。預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4通到發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備7，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備7又與沒有進(jìn)一步示出的內(nèi)燃機(jī)連接。發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備7和預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4具有接口。所述接口既可以由單線連接也可以由雙線連接10、11組成。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備7與預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4之間，通過所述接口交換數(shù)據(jù)，其中由此既實(shí)現(xiàn)預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4的控制又實(shí)現(xiàn)診斷通信。
[0029]預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4通過功率半導(dǎo)體51至54向預(yù)熱塞21至24輸出脈寬調(diào)制的輸出信號(hào)(PWM信號(hào))，所述輸出信號(hào)在相應(yīng)的預(yù)熱塞21至24處調(diào)節(jié)所需的預(yù)熱塞控制電壓。通過占空比的選擇(即:P麗信號(hào)的接通時(shí)間與關(guān)斷時(shí)間的比值)，在考慮通過PWM信號(hào)接通的電壓的情況下可以在預(yù)熱塞上實(shí)現(xiàn)所期望的有效電壓(預(yù)熱塞控制電壓)。此外，還可以考慮機(jī)動(dòng)車的可供使用的電池電壓。預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4在此包括存儲(chǔ)單元12。分配給預(yù)熱塞21至24的功率半導(dǎo)體51至54用于測量流過每個(gè)預(yù)熱塞21至24的、傳導(dǎo)至微控制器4a的電流，所述功率半導(dǎo)體有利地構(gòu)造為產(chǎn)生PWM信號(hào)并且同時(shí)測量電流的智能場效應(yīng)晶體管。微控制器4a由此確定預(yù)熱塞21至24的相應(yīng)的電阻值。替代地，也可以使用金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)和分流器來代替智能場效應(yīng)晶體管。
[0030]為了現(xiàn)在對(duì)于各個(gè)預(yù)熱塞21、22、23、24確保通過預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4的精確控制，必須求得在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間在每一個(gè)預(yù)熱塞21至24上施加的最大預(yù)熱溫度。在此，在第一個(gè)步驟中，在生產(chǎn)之后分析處理一個(gè)預(yù)熱塞類型的一個(gè)生產(chǎn)批次的所有預(yù)熱塞。對(duì)于每個(gè)單個(gè)預(yù)熱塞，在預(yù)熱塞制造組裝線末端在每個(gè)預(yù)熱塞上施加一個(gè)額定電壓。在一定時(shí)間之后求得預(yù)熱塞的電流和溫度。由所測量的電流求得電阻。篩選出不位于公差內(nèi)的預(yù)熱塞。
[0031]圖2示出了在生產(chǎn)之后多個(gè)陶瓷預(yù)熱塞的測量值的云圖，所述多個(gè)陶瓷預(yù)熱塞施加了 7V的額定電壓。在此，各個(gè)點(diǎn)表征各個(gè)預(yù)熱塞，其中預(yù)熱塞的所求得的最大預(yù)熱溫度包含1200°C ±50K的公差。所述公差帶通過包圍各個(gè)預(yù)熱塞的測量值的云圖的線Al和Α2表不。
[0032]由預(yù)熱塞的測量值的所述云圖求得關(guān)于預(yù)熱塞電阻R的平均值曲線B，其中對(duì)于具有相同電阻的預(yù)熱塞平均溫度。由此，得到直線形式的第一平均值曲線B。在所述平均值曲線B周圍存在同樣由直線限界的公差帶，所述直線具有與作為直線延伸的平均值曲線B相同的斜率。因此，公差帶以恒定的寬度與平均值曲線B平行地延伸并且通過虛直線BI和Β2標(biāo)記。所述生產(chǎn)批次的各個(gè)預(yù)熱塞的溫度在平均值曲線B周圍根據(jù)預(yù)熱塞電阻R的離散在公差帶BI和Β2的情況下僅僅是±30Κ。這意味著，在施加7V的額定電壓之后測量電阻R，所述電阻借助所述平均值曲線B分配了以±30Κ的公差反映所使用的、所測量的預(yù)熱塞的最大溫度的溫度。平均值曲線B在此形成溫度/電阻參考關(guān)系。
[0033]隨后在陶瓷預(yù)熱塞上施加第二額定電壓4V，其中由測量值的云圖確定第二平均值曲線F，其同樣表示一條直線并且由公差帶F1、F2包圍。在所述第二平均值曲線F的情況下，預(yù)熱塞的最大預(yù)熱溫度的公差也是±30Κ。[0034]在求得兩個(gè)溫度/電阻參考關(guān)系B、F之后，在第二個(gè)步驟中將所述兩個(gè)溫度/電阻參考關(guān)系一次性地、固定地存儲(chǔ)在預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4的存儲(chǔ)器12中。同時(shí)，將預(yù)熱塞21至24安裝到內(nèi)燃機(jī)中，所述預(yù)熱塞從在制造之后測量的生產(chǎn)批次中取出。
[0035]然后進(jìn)行預(yù)熱塞21至24的第一校準(zhǔn)步驟，所述第一校準(zhǔn)步驟在車輛制造組裝線末端在預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備的空載期間發(fā)生。這樣的空載總是在內(nèi)燃機(jī)關(guān)閉之后進(jìn)行。在此，預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備使用與在激活通過工廠測試員的校準(zhǔn)時(shí)相同的接口。
[0036]所述校準(zhǔn)測量在空載期間的定位是重要的，因?yàn)樵诖舜嬖诙x的且可復(fù)現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。使用機(jī)動(dòng)車期間校準(zhǔn)測量的頻度取決于機(jī)動(dòng)車所行駛的公里數(shù)、所發(fā)生的預(yù)熱塞預(yù)熱的頻度、預(yù)熱塞的預(yù)熱強(qiáng)度以及預(yù)熱塞的預(yù)熱持續(xù)時(shí)間。同樣，在更換預(yù)熱塞時(shí)進(jìn)行所述校準(zhǔn)，在此或者通過工廠測試員激活所述校準(zhǔn)或者自動(dòng)地通過探測預(yù)熱塞更換的預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備的功能激活所述校準(zhǔn)。
[0037]現(xiàn)在進(jìn)一步以從所述生產(chǎn)批次中選出的兩個(gè)預(yù)熱塞21和22為例闡明校準(zhǔn)步驟。借助電流測量，預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4求得相應(yīng)于預(yù)熱塞21或者22的電阻值。在施加7V的第一額定電壓時(shí)，對(duì)于在圖2和圖3中通過點(diǎn)21表示的第一預(yù)熱塞21測量電阻R217。所述電阻R217在圖2中延長到平均值曲線B上，并且從電阻值R217與所述平均值曲線B的交點(diǎn)出發(fā)求得預(yù)熱塞21的所屬溫度T217，這通過圖2中的線C表示。所述第一值對(duì)R217 ；T217表示用于建立預(yù)熱塞21的預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系II的第一出發(fā)點(diǎn)。
[0038]在圖2和圖3中，第二預(yù)熱塞22通過點(diǎn)22表征。對(duì)于所述預(yù)熱塞22，在施加7V的額定電壓之后測量電阻R227。所述電阻R227也移動(dòng)到平均值曲線B上，并且從平均值曲線B與電阻值R227的交點(diǎn)出發(fā)求得預(yù)熱塞22的最大預(yù)熱塞溫度T227，這通過線D表示。所述值對(duì)R227、T227作為第二預(yù)熱塞22的第二預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系III的出發(fā)點(diǎn)。
[0039]在圖3中測量所述生產(chǎn)批次的溫度/電阻值，其在安裝到內(nèi)燃機(jī)中之前在4V的額定電壓下運(yùn)行。由于較小的4V額定電壓，電阻和溫度水平比在圖2中示出的更低。如果現(xiàn)在又選取通過點(diǎn)21表征的預(yù)熱塞21，則在以4V的額定電壓控制預(yù)熱塞21之后確定電阻R214。所述電阻R214移動(dòng)到平均值曲線F上，并且求得屬于交點(diǎn)的預(yù)熱塞21的溫度T214，這通過線C表示。由在4V額定電壓下確定的值對(duì)(R214 ；T214)和對(duì)于7V額定電壓求得的值對(duì)(R217 ;Τ217)，針對(duì)預(yù)熱塞21確定直線II形式的第一預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系，如其在圖4中示出的那樣。
[0040]對(duì)于在點(diǎn)22中示出的預(yù)熱塞22，以4V的額定電壓控制預(yù)熱塞22時(shí)測量電阻R224。借助第二平均值曲線F，所述電阻R224得出預(yù)熱塞22的溫度T224(線D)。值對(duì)(R224;T224)和(R227 ;Τ227)能夠?qū)崿F(xiàn)第二預(yù)熱塞22的第二預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系的構(gòu)造，如其以圖4中的直線III形式示出的那樣。
[0041]由此得出，當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)中安裝的預(yù)熱塞21、22上施加任意電壓時(shí)，可以由參考值曲線B、F形式的溫度/電阻參考關(guān)系確定預(yù)熱塞21、22的最大預(yù)熱溫度，由此對(duì)于每個(gè)預(yù)熱塞21、22求得預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系，如在圖4中示出的那樣。在圖4中示出了所謂的“平均值預(yù)熱塞”的預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系I，所述“平均值預(yù)熱塞”相應(yīng)于其溫度/電阻值在7V額定電壓時(shí)位于平均值曲線B上或者在4V額定電壓時(shí)位于平均值曲線F的預(yù)熱塞。在使用所述“平均值預(yù)熱塞”的預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系I時(shí)必須從±50K的最大溫度公差出發(fā)。[0042]但如果如已經(jīng)闡述的那樣在7V和4V時(shí)測量預(yù)熱塞21、22的電阻R并且給這些電阻值中的每一個(gè)分配一個(gè)借助平均值曲線B或F確定的溫度值，則形成一些值對(duì)，由這些值對(duì)對(duì)于分別相關(guān)的預(yù)熱塞21、22確定預(yù)熱塞特定的溫度/電阻直線。然而，所述直線周圍的預(yù)期波動(dòng)僅僅是±30K。預(yù)熱塞21、22的最大溫度能夠以1220°C施加在預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4中并且因此高于技術(shù)背景，因?yàn)橐浴?0K的最大公差沒有超過允許的最大溫度1250°C。
[0043]所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(直線II和直線III)存儲(chǔ)在預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4的存儲(chǔ)器12中。在預(yù)熱塞21、22在內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間，為了得到電壓期望值在相應(yīng)的預(yù)熱塞21、22上必須施加的電壓經(jīng)受控制或調(diào)節(jié)。為了控制或調(diào)節(jié)，需要知曉每個(gè)預(yù)熱塞21,22的最大預(yù)熱溫度。在此根據(jù)在相應(yīng)的預(yù)熱塞上測量的電阻由屬于預(yù)熱塞21、22的已存儲(chǔ)的預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系II或III求得所述最大預(yù)熱溫度。
[0044]可以周期性地重復(fù)校準(zhǔn)步驟，以便考慮內(nèi)燃機(jī)中的預(yù)熱塞21、22的老化。
[0045]但替代地也可以由發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備7實(shí)施所述結(jié)合預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4描述的過程，其中存儲(chǔ)器12設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備7中。
[0046]還應(yīng)注意，當(dāng)在所使用的預(yù)熱塞21、22內(nèi)出現(xiàn)了穩(wěn)定的溫度分布時(shí)，才在施加4V或7V的額定電壓之后進(jìn)行電阻測量。
[0047]基于本發(fā)明，限制安裝在機(jī)動(dòng)車中的預(yù)熱塞的公差寬度。因此，在預(yù)熱時(shí)間控制設(shè)備4或發(fā)動(dòng)機(jī)控制設(shè)備7中控制或者調(diào)節(jié)預(yù)熱塞時(shí)，可以使用更高的最大預(yù)熱塞溫度。通過更高的最大預(yù)熱塞溫度可以實(shí)現(xiàn)更好的啟動(dòng)特性和更安靜的發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，其中確保污染物排放減少。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定在內(nèi)燃機(jī)中的運(yùn)行時(shí)預(yù)熱塞的溫度的方法，其特征在于，在所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)安裝到所述內(nèi)燃機(jī)中之后實(shí)施校準(zhǔn)步驟，在所述校準(zhǔn)步驟中借助預(yù)先確定的溫度/電阻參考關(guān)系(B、F)求得預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(I1、III)，由所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系確定在所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)在所述內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)的溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述校準(zhǔn)步驟期間在所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)上施加第一電壓時(shí)求得所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)的第一電阻(R217 ;R227)，所述第一電阻由第一溫度/電阻參考關(guān)系(B)被分配第一溫度(Τ217 ;Τ227),其中，由所述第一溫度/電阻值對(duì)(R217、T217 ;R227、T227)形成所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(null)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在相同的預(yù)熱塞(21、22、23、24)上施加第二電壓時(shí)測量第二電阻(R214 ;R224)，所述第二電阻由第二溫度/電阻參考關(guān)系(F)被分配第二溫度(Τ214 ;Τ224)，其中，由所測量的第一電阻和所分配的第一溫度的如此確定的第一值對(duì)(R214 ;Τ214)以及所測量的第二電阻和所分配的第二溫度的第二個(gè)值對(duì)(R224 ;Τ224)形成所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻參考關(guān)系(I1、III)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，由在其制造之后一種預(yù)熱塞類型的多個(gè)具有不同制造公差的預(yù)熱塞(21、22、23、24)作為關(guān)于預(yù)熱塞電阻的平均值確定所述溫度/電阻參考關(guān)系(B、F)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述溫度/電阻參考關(guān)系構(gòu)造為設(shè)有公差帶(B1、B2 ;F1、F2)的參考特征曲線(B、F)、優(yōu)選參考直線，所述公差帶具有與所述參考特征曲線相同的斜率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，一次性地對(duì)于每個(gè)預(yù)熱塞類型求得以及存儲(chǔ)所述溫度/電阻參考關(guān)系(B、F)。`
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在機(jī)動(dòng)車的組裝線末端制造中執(zhí)行所述預(yù)熱塞的所述第一校準(zhǔn)步驟。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在控制和/或調(diào)節(jié)所述內(nèi)燃機(jī)的控制設(shè)備(4、7)的空載階段中執(zhí)行用于確定所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(I1、III)的校準(zhǔn)步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，多次重復(fù)用于確定所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(I1、III)的校準(zhǔn)步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)的發(fā)生預(yù)熱的次數(shù)和/或預(yù)熱強(qiáng)度和/或預(yù)熱持續(xù)時(shí)間一定頻度地重復(fù)用于確定所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(I1、III)的校準(zhǔn)步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述方法，其特征在于，在更換所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)之后進(jìn)行用于確定所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(I1、III)的校準(zhǔn)步驟。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在施加所述第一電壓或者所述第二電壓之后在形成所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)內(nèi)的穩(wěn)定的溫度分布之后進(jìn)行所述第一電阻或者所述第二電阻(R217、R227 ;R214、R224)的測量。
13.一種用于確定在內(nèi)燃機(jī)中的運(yùn)行時(shí)預(yù)熱塞的溫度的裝置，所述裝置包括處理單元(4a)，所述處理單元與存儲(chǔ)單元(12)連接，其中，在所述存儲(chǔ)單元(12)中存儲(chǔ)有溫度/電阻參考關(guān)系(B、F)，其特征在于，所述處理單元(4a)在所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)安裝到所述內(nèi)燃機(jī)中之后執(zhí)行校準(zhǔn)步驟，在所述校準(zhǔn)步驟中借助在所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)安裝到所述內(nèi)燃機(jī)中之前確定的溫度/電阻參考關(guān)系(B、F)求得預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(Π、ΙΙΙ)，并且所述處理單元(4a)在所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)在所述內(nèi)燃機(jī)中運(yùn)行期間由存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元(12)中的預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(I1、III)確定所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)的溫度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，在所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)上施加第一電壓的處理單元(4a)與電流測量裝置(51、52、53、54)連接，所述電流測量裝置將第一電流信號(hào)傳送給處理單元(4a)，所述處理單元由所述第一電流信號(hào)確定第一電阻值(R217、R227)并且由所存儲(chǔ)的第一溫度/電阻參考關(guān)系(B)給所述第一電阻值(R217、R227)分配第一溫度值(T217、T227)并且隨后在所述預(yù)熱塞(21、22、23、24)上施加第二電壓，其中，電流測量裝置(51、52、53、54)向所述處理單元(4a)提供第二電流信號(hào)，所述處理單元(4a)由所述第二電流信號(hào)求得第二電阻值(R214、R224)，所述第二電阻值由所存儲(chǔ)的第二溫度/電阻參考關(guān)系(F)被分配第二溫度值(T214、T224)，其中，所述處理單元(4a)由所述第一溫度/電阻值對(duì)(R217、T217 ;R227、T227)和所述第二溫度/電阻值對(duì)(R214、T214 ;R224、T224)確定所述預(yù)熱塞特定的溫度/電阻關(guān)系(II、III)。
【文檔編號(hào)】F02P19/02GK103502630SQ201280021061
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月29日
【發(fā)明者】P·卡佩爾曼 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司