專利名稱：車輛燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的控制方法及其控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的方法及用于車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱賽的控制器。
背景技術(shù)：
W02007/033825示出了柴油發(fā)動機(jī)的一組電熱塞的控制。電熱塞根據(jù)脈寬調(diào)制信號周期性地與供電線連接。為了給電熱塞提供所需能量，供電線上的電壓降在測量的電熱塞電流的幫助下被計(jì)算。該計(jì)算針對每個(gè)電熱塞單獨(dú)進(jìn)行以控制它的溫度。該方法更適合于陶瓷電熱塞，該電熱塞的電阻在溫度下會劇烈變化。另一方面，該方法使用基于多個(gè)測量和估算的計(jì)算，其包括溫度控制發(fā)生錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的因此是提供可選擇的電熱塞控制器單元，其提供更精確的電熱塞的溫度控制。本發(fā)明的另一目的是提供用于更精確地控制電熱塞的方法。本發(fā)明提供一種用于控制車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的方法，電熱塞被第一預(yù)定有效電壓驅(qū)動，當(dāng)燃燒發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，第一預(yù)定有效電壓比車輛的電池的電壓低，該方法在車輛啟動以后且燃燒發(fā)動機(jī)啟動之前包括下列步驟a)估算電熱塞的初始溫度和/或初始熱能；b)如果溫度和/或熱能比預(yù)定值低，通過比第一預(yù)定有效電壓高的有效電壓加熱電熱塞，由此，在車輛啟動前，步驟a)中，電熱塞的初始溫度和/或初始熱能通過步驟ζ)中存儲的溫度和/或熱能值被估算，其中，電熱塞的溫度和/或熱能通過電熱塞中的電功率 (electric power)和電熱塞的功率消耗(power dissipation)被計(jì)算。步驟ζ)在車輛的特定啟動之前可在任意時(shí)間點(diǎn)被執(zhí)行，例如車輛的前一次停止期間或燃燒發(fā)動機(jī)的前一次運(yùn)行期間。該方法總允許得到期望的電熱塞溫度且允許保持發(fā)熱系統(tǒng)的快速性(且由此發(fā)動機(jī)甚至在冷條件那樣的臨界狀態(tài)下快速啟動)而不犧牲電熱塞溫度。在一實(shí)施例中，步驟C)被提供，其中，電熱塞的溫度和/或熱能通過電熱塞中的電功率和電熱塞的功率消耗和電熱塞的溫度和/或熱能被計(jì)算，步驟c)同時(shí)和/或在步驟b 之后被應(yīng)用。本發(fā)明也涉及用于車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的的控制器，電熱塞由第一預(yù)定有效電壓驅(qū)動，當(dāng)燃燒發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)，第一預(yù)定有效電壓比車輛的電池的電壓低，控制器包括用于在車輛啟動后和燃燒發(fā)動機(jī)啟動前控制電熱塞的啟動控制設(shè)備，該啟動控制設(shè)備包括-用于估算電熱塞的初始溫度和/或初始熱能的第一估算裝置；-加熱器，如果溫度和/或熱能比預(yù)定值低，該加熱器通過比第一預(yù)定有效電壓高的有效電壓以加熱模式加熱電熱塞，
由此，電熱塞的初始溫度和/或初始熱能在第一估算裝置中通過被存 儲于存儲器中的溫度和/或熱能值而被估算，該存儲器在車輛啟動前通過第二估算裝置而被寫入，第二估算裝置用于通過電熱塞中的電功率和電熱塞的功率消耗計(jì)算電熱塞的溫度和/或熱能。


本發(fā)明還將基于示出本發(fā)明的實(shí)施例的附圖進(jìn)行描述。圖1示出了發(fā)熱系統(tǒng)電路的簡圖；圖2示出了典型的快速加熱電壓曲線；圖3示出了電熱塞的典型特性；圖4示出了用于在車輛啟動以后及發(fā)動機(jī)啟動之前控制車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的方法；圖5示出了用于在發(fā)動機(jī)停止后控制車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的方法；圖6示出了電熱塞的典型特性；圖7是圖6中所示的電熱塞的溫度和熱能對時(shí)間的放大圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了發(fā)熱系統(tǒng)電路1的簡圖。發(fā)熱系統(tǒng)電路1的關(guān)鍵部件是電熱塞2。電熱塞2的端部3，伸出到被設(shè)置在發(fā)動機(jī)機(jī)體5內(nèi)的燃燒腔室4中，其借助于電能至熱能的轉(zhuǎn)換可上升至較高溫度(900°C以上)。各種技術(shù)可被用于電熱塞-高/低電壓電熱塞涉及該部件的額定電源電壓，例如IlV用于高電壓；額定電壓被需要匹配靜止空氣條件下的額定溫度；-金屬/陶瓷電熱塞涉及用于電熱塞及加熱元件的技術(shù)。高電壓電熱塞通常直接由車輛電池，直流電源供電。低電壓電熱塞，由于他們具有比電池電壓低的額定電壓(比如用于陶瓷電熱塞的 7V)，通常需要PWM (脈寬調(diào)制)電源以得到適合的電壓(有效或RMS電壓)。圖1中示出的發(fā)熱系統(tǒng)電路1包括低電壓電熱塞2和連接至電池6的PWM電源7。當(dāng)發(fā)動機(jī)控制單元(ECU)被激活，例如通過駕駛員通電命令，控制單元評估可能的需要以接通電熱塞2。如果電熱塞2被接通，那么ECU(即通過特殊的儀表燈)通知駕駛員，以在命令發(fā)動機(jī)啟動之前等待一定的時(shí)間；這是為了使發(fā)熱系統(tǒng)準(zhǔn)備好且電熱塞發(fā)熱以在行進(jìn)前支持發(fā)動機(jī)點(diǎn)火。通常，為了減少等待的時(shí)間和改進(jìn)發(fā)熱系統(tǒng)速度，低壓電熱塞2被供給比額定電壓高的電壓這可在短時(shí)間內(nèi)被完成，僅僅為盡可能快地達(dá)到電熱塞額定溫度；然后電熱塞2的電壓電源典型地被逐步降低至電熱塞的額定電壓以保持達(dá)到的溫度。這種供電規(guī)則可通過PWM電源7實(shí)現(xiàn)，其具有不同目標(biāo)的有效電壓。上述方法也可被稱為“快速加熱”程序。圖2示出了典型的快速加熱電壓曲線，其被用于陶瓷電熱塞的快速加熱程序。時(shí)間在橫坐標(biāo)上示出，跨電熱塞的有效電壓在縱坐標(biāo)上示出。
圖3示出了電熱塞的典型特性，即它的溫度和它的電阻對時(shí)間的關(guān)系，和跨電熱塞的有效電壓，電熱塞內(nèi)的有效電流和電熱塞的熱能對時(shí)間的關(guān)系。圖4示出了一種用于在車輛啟動后和發(fā)動機(jī)啟動前控制車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的方法。幾個(gè)物理關(guān)系將在下面使用，即la)電熱塞電功耗
權(quán)利要求
1.一種用于控制車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的方法，該電熱塞通過第一預(yù)定有效電壓驅(qū)動，當(dāng)燃燒發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)，該第一預(yù)定有效電壓比車輛的電池的電壓低，該方法在車輛啟動后和燃燒發(fā)動機(jī)啟動前包括下列步驟a)估算該電熱塞的初始溫度和/或初始熱能，b)如果該溫度和/或熱能比預(yù)定值低，通過比第一預(yù)定有效電壓高的有效電壓加熱電熱塞，由此，在車輛啟動前，在步驟a)中，電熱塞的初始溫度和/或初始熱能值通過步驟ζ) 中存儲的溫度和/或熱能值被估算，其中，電熱塞的溫度和/或熱能通過電熱塞中的電功率和電熱塞的功率消耗被計(jì)算。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟c)，其中，電熱塞的溫度和/或熱能通過電熱塞中的電功率和電熱塞的功率消耗及電熱塞的溫度和/或熱能被計(jì)算，步驟c)被同時(shí)和/或在步驟b)之后應(yīng)用。
3.一種用于車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的控制器，電熱塞被第一預(yù)定有效電壓驅(qū)動， 當(dāng)燃燒發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)，第一預(yù)定有效電壓比車輛的電池的電壓低，該控制器包括用于在車輛啟動后和燃燒發(fā)動機(jī)啟動前控制電熱塞的啟動控制設(shè)備，該啟動控制設(shè)備包括用于估算電熱塞的初始溫度和/或初始熱能的第一估算裝置；加熱器，如果溫度和/或熱能比預(yù)定值低，該加熱器通過比第一預(yù)定有效電壓高的有效電壓以加熱模式加熱電熱塞，由此，電熱塞的初始溫度和/或初始熱能在第一估算裝置中通過被存儲于存儲器中的溫度和/或熱能值而被估算，該存儲器在車輛啟動前通過第二估算裝置而被寫入，第二估算裝置用于通過電熱塞中的電功率和電熱塞的功率消耗計(jì)算電熱塞的溫度和/或熱能。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于控制車輛的燃燒發(fā)動機(jī)的電熱塞的方法，電熱塞通過第一預(yù)定有效電壓驅(qū)動，當(dāng)燃燒發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)，第一預(yù)定有效電壓比車輛的電池的電壓低。
文檔編號F02P19/02GK102171441SQ200980139081
公開日2011年8月31日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月2日
發(fā)明者斯蒂法諾.卡薩尼 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司