[发明专利]用于调节或控制预热塞的温度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在预热塞的加热阶段中调节或控制预热塞的温度的方法，其中依据预热塞的电阻确定温度值。

背景技术

为了点燃燃料-空气混合物在内燃机中使用的预热塞在冷态下被预加热，直到其温度高到足以使燃料-空气混合物点燃。预热塞为此具有一个加热器，它在1至2秒钟的短的时间段中对冷态的预热塞施加一个提高的加热电压，从而使预热塞在该时刻承受超负荷。在该所谓的推动阶段结束之后，预热塞的尖端部达到高于1000℃的温度，而预热塞其余部分具有的温度仍远远低于该1000℃的温度。

对预热塞的正常的调节或控制是通过测量预热塞中的预热丝的电阻实施的。由于在推动阶段结束之后预热塞的其余部分并且由此也包括预热丝的其余部分还没有达到预热塞的尖端部的温度，因此不可能通过测量预热丝的电阻实现正常的温度调节或控制。在推动阶段之后在预热塞中形成的不稳定的温度变化持续大约30秒钟。在此之后预热塞中的温度已经平衡，从而可以通过测量的电阻进行正常的温度调节或控制。

发明内容

因此本发明的任务是提出一种用于在预热塞(预热销)的加热阶段中调节或控制预热塞的温度的方法，其中即使在预热塞内部的不稳定的温度分布期间也能够调节或控制预热塞的温度。

按照本发明，该任务如此解决，即借助于物理模型计算在预热塞内部在不稳定的温度变化(分布)期间用于确定温度值的电阻。本发明的优点在于，在高的质量(优度)下模拟预热(加热)温度并且由此可以在预热(加热)阶段的每个时刻，尤其是直接在内燃机起动时调节或控制预热(加热)温度。

有利地，依据测量的电阻和计算的电阻值求出温度值。该测量的电阻此时形成用于计算温度值的可靠的初始值，所述温度值在加热阶段的时间期间计算。由此保证，在加热阶段内利用计算的电阻值要求出的温度值形成一个用于调节或控制预热塞的预热(加热)温度的可靠的基础。

在一个实施例中，在多个时间间隔中求出温度值，其中计算的电阻值依据先前的时间间隔变化。这意味着，分别在一个确定的时间段之后计算一个新的温度值，将该温度值作为调节或控制的基础。要计算的电阻值此时有利地只取决于已经过去的时间间隔并且与先前确定的温度无关，这在例如在预热塞的加热阶段中出现的不稳定的温度分布情况下是特别有利的。由于采用这种方法，取消了作为测量塞使用的热元件的应用，由此降低了材料成本。

在一个改进方案中，计算的电阻值依据一个递减指数函数来确定，其中指数由热弛豫时间和一个时间常数形成。热弛豫时间是指这样的时间，即直到该时间为此，在推动阶段之后预热塞的温度是稳定的，即预热塞已经达到一个稳定的温度分布。通过对在加热阶段中预热塞的温度的这种不稳定的模拟，可以实现对取决于发动机工作点的预热(加热)温度的控制和调节，其中例如不同地调整内燃机的负荷。

有利地，一次性地求出用于各使用的预热塞的时间常数。由于该时间常数因生产的分散性而成为各预热塞本身特有的，因此该时间常数的确定在预热塞安装到内燃机中之后就已经实施并且被存储在控制器中以便进一步使用。

在一种变型中，要计算的第一电阻值用一个起始值初始化。其中该起始值与指数函数相乘。

在一个实施例中，起始值由基于在预热塞中的均匀的温度分布下一次性求得的电阻与在预热阶段结束之后探测的电阻的差来确定。此时出发点是，也被称为推动阶段的预热阶段的结束时刻是与被称为加热阶段的温度平衡阶段的开始的时刻相同的。因此由一个预计在加热阶段结束之后产生的电阻和一个在预热阶段结束之后在加热阶段的开始时刻出现的电阻计算出该差值。在加热阶段结束之后的该电阻的计算在此情况下取决于在预热阶段之后预热塞已经达到的温度并且该温度在考虑预热塞上施加的车载电压的情况下从预热塞提供的能量中计算出来。

在一个改进方案中，在短时间的预热阶段期间，冷态的预热塞被施加上一个加热电压，该加热电压高于为预热塞设定的工作电压，由此在预热塞中形成不稳定的温度分布。通过这种方法，将预热塞置于一种温度上，该温度限定了预热塞中的不稳定的温度变化并且在那里使用用于在预热塞的加热阶段期间确定温度状态的物理模型，在该加热阶段中，不稳定的温度分布变化成一种沿着预热塞的稳定的温度分布。