[发明专利]在发动机运转时操作电热塞的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在发动机运转时操作电热塞的方法，其中通过脉宽调制从车辆电力系统电压产生有效电压。

背景技术

电热塞在柴油发动机中用于起动目的，并且在发动机运转时用于支持燃烧过程。尽管与用于起动发动机的预热阶段相比，在行驶时因为电热塞已达到工作温度范围而使电热塞的能量需求较低，然而在这样的后加热阶段电热塞还是从车辆电力系统取出相当大的电力。因为电热塞的散热及因此保持最佳工作温度所需的工作电压取决于诸如发动机速度的不同的发动机参数，所以电热系统对于车辆发电机和车辆电池的电力需求会发生短期波动。

发明内容

本发明的目的在于确定一种关于如何能够在发动机运转时使与电热塞的工作相关的车辆电力系统的负荷减小的方法。

该目的通过本发明的操作电热塞的方法得以实现。具体地，本发明涉及一种用于在发动机运转时操作电热塞的方法，其中通过脉宽调制从车辆电力系统电压产生有效电压，该有效电压施加于电热塞并且作为发动机参数的函数而改变，规定取决于发动机参数的有效电压的目标值并且有效电压改变为该有效电压的目标值，规定有效电压的实际值在至少一个方向上改变的最大增量，并且该实际值在至少一个方向上向以大于最大增量从实际值偏离的目标值的改变分多步执行。本发明还涉及在操作过程中执行该方法的控制器。

本发明的其他有利的改型将在本文中予以说明。

具体实施方式

在根据本发明的方法中，对施加于电热塞的有效电压规定取决于发动机速度的目标值。由于电热塞的散热及因此保持最佳电热塞温度所需的有效电压取决于发动机状态和发动机速度，因此以上述方式能够实现电热塞的有效操作，这不仅确保了良好的燃烧，还防止了电热塞的不必要的负荷。

特别是在冷运转阶段，在起动发动机后，可能会出现不规则的发动机运行，在这一过程中旋转速度和燃烧的燃料量可在宽的范围内非常快且重复地改变。在不规则的发动机运行过程中，有效电压的目标值将发生较大的短期波动。快速地改变有效电压的实际值，即，在下一电压脉冲期间，改变为目标值相应地导致对车辆电力系统的不规则的电力需求，这可能引起作为再生结果的整体发动机/车辆电力系统的不稳定状态，或者可能使其在该不稳定状态下保持较长的时间段。

通过对有效电压的实际值在至少一个方向上向目标值的改变规定最大增量，有效电压的剧烈变化被延迟。以此方式，可减少再生，并可总体上降低对于车辆电力系统以及发动机的不规则的负荷。在根据本发明的方法中，实际值在至少一个方向上向以大于最大增量从实际值偏离的目标值的改变分多步执行。

为了减少再生，对有效电压的实际值在单一方向上的改变(即，增加或减小)规定最大增量是足够的。如果对于两个方向，即，对于实际值的增加和减小均规定最大增量，则可实现特别有利的结果。优选地，增加的最大增量和减小的最大增量大小相同，然而，这两个增量也可相互不同。

如果仅对有效电压在一个方向上的改变规定最大增量(例如，以便简化控制)，则有利的是规定增加的最大增量。在根据本发明的方法中，因此优选的是至少对于有效电压的实际值的增加规定最大增量，并且实际值向以大于最大增量超出实际值的目标值的增加分多步执行。以此方式，可有利地避免有效电压的较大突增。有效电压的突增导致对于车辆电力系统特别不利的负荷，而有效电压的突降对于车辆电力系统则不太关键。

优选地将最大增量规定为发动机状态的函数，例如，为发动机速度的函数。特别有利的是将最大增量规定为发动机速度和自从发动机起动以来的曲轴转数的函数。此外，诸如发动机负荷的其他发动机参数也可用于定义最大增量。最大增量可例如通过特性曲线、特征图或数学模型进行调整。原理上，也可将最大增量规定为固定值。

优选地执行用于产生有效电压的脉宽调制，其中将电热塞连接于车辆电力系统的诸如功率晶体管的开关在限定的周期内被驱动两次。因此在限定的周期内，开关闭合一次并断开一次。闭合和断开开关的顺序可对各周期任意选择，使得例如，在第一周期内开始的电压脉冲不必在第一周期内结束。还可能的是，电压脉冲在第一周期内开始，而直到第二周期才结束。随后在该第二周期中，在停顿后开始另一个电压脉冲。开关闭合且因此车辆电力系统电压存在于电热塞之上的周期的时间比例被称为占空比。在不变的车辆电力系统电压下，有效电压可计算为占空比与车辆电力系统电压平方的乘积的平方根。