專利名稱：預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要使用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)輔助中的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制方法，特別 是涉及謀求基于熱應(yīng)力的緩和而提高可靠性等的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制方法。
背景技術(shù)：
目前，作為車輛的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制，通常進(jìn)行的是通過進(jìn)行基于所謂的PWM控 制的通電控制，可應(yīng)對(duì)急速升溫。進(jìn)而，也進(jìn)行如下的應(yīng)對(duì)，即，鑒于預(yù)熱塞的冷卻狀態(tài)貫穿 發(fā)動(dòng)機(jī)的全運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)而發(fā)生各種變化，在暴露于該各種冷卻狀態(tài)中，為實(shí)現(xiàn)更適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)狀 態(tài)，而配置有將外面的空氣溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)扭矩、氣壓等各種要素作為參數(shù) 作成的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)電壓校正圖，通過該校正圖將上述基于PWM控制的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)電壓 進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦ＵＡ硗?，有別于這些控制方法，例如，還有使用被稱為降壓電阻器的電阻電路，將車 輛蓄電池電壓最優(yōu)化為比本來的額定電壓低的電壓，來實(shí)現(xiàn)急速升溫的觀點(diǎn)。可是，近年來，從對(duì)預(yù)熱塞所要求的速熱性、耐熱性等觀點(diǎn)出發(fā)，雖然多使用將陶 瓷加熱器作為發(fā)熱體使用的陶瓷預(yù)熱塞，但是，由于其處于腐蝕環(huán)境且暴露于熱方面嚴(yán)酷 的條件下，所以從進(jìn)一步提高耐熱性、抑制劣化等觀點(diǎn)出發(fā)，提出了各種各樣的方案(例如， 參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2等)。但是，對(duì)于這樣的陶瓷預(yù)熱塞而言，在以現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，在燃 燒室內(nèi)冷卻條件嚴(yán)酷的狀態(tài)、即渦流冷卻強(qiáng)的狀態(tài)下，在陶瓷加熱器的表面部分和埋設(shè)有 加熱體的內(nèi)部之間產(chǎn)生大的溫度差，由于受到大的熱應(yīng)力的緣故，所以導(dǎo)致陶瓷加熱器劣 化，最壞時(shí)在陶瓷加熱器的內(nèi)部發(fā)生圓環(huán)狀的裂紋，有可能使陶瓷預(yù)熱塞的壽命縮短，這一 點(diǎn)通過本申請(qǐng)發(fā)明人的研究已得到確認(rèn)?？墒牵鲜瞿欠N裂紋發(fā)生的原因尚不明確，現(xiàn)狀是，通過限制陶瓷預(yù)熱塞的最高溫 度，只能避免最壞時(shí)的裂紋發(fā)生的可能性，這導(dǎo)致低溫時(shí)的廢氣特性的惡化、失火的頻繁發(fā) 生帶來的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的增大等進(jìn)一步的不良，導(dǎo)致不能完全發(fā)揮陶瓷預(yù)熱塞本來的長處的 問題。專利文獻(xiàn)1 特開2004 - 259610號(hào)公報(bào)； 專利文獻(xiàn)2 特開2003 - 240240號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述狀況而創(chuàng)立的，提供一種不必犧牲所需的最高溫度而能夠抑制 陶瓷加熱器部分的熱應(yīng)力造成的劣化的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制方法及預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供一種預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，用于控制預(yù)熱塞的通電，其 構(gòu)成為，在所述預(yù)熱塞的后預(yù)熱結(jié)束時(shí)，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于第 一規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)，停止后預(yù)熱的通電。根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供一種預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，用于控制預(yù)熱塞的通電，其
5構(gòu)成為，在所述預(yù)熱塞的中間預(yù)熱結(jié)束時(shí)，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于 第三規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)，停止中間預(yù)熱的通電。根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供一種預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置，具備執(zhí)行預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控 制的電子控制單元、和根據(jù)由所述電子控制單元執(zhí)行的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行對(duì)所述預(yù)熱 塞通電的通電電路，其構(gòu)成為，所述電子控制單元構(gòu)成為在所述預(yù)熱塞的后預(yù)熱結(jié)束時(shí)， 當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于第一規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)， 對(duì)所述通電電路停止后預(yù)熱的通電。在所述構(gòu)成中，即使如下構(gòu)成也是合適的，S卩，電子控制單元構(gòu)成為在預(yù)熱塞的 中間預(yù)熱結(jié)束時(shí)，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于第三規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定 的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)，對(duì)通電電路停止中間預(yù)熱的通電。發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，由于在結(jié)束發(fā)熱體的通電時(shí)，當(dāng)判定為基于來自周圍的冷卻風(fēng)的冷卻狀 態(tài)處于從以規(guī)定的參數(shù)為指標(biāo)相對(duì)最強(qiáng)的區(qū)域脫離的狀態(tài)時(shí)，結(jié)束通電，因此，可以實(shí)現(xiàn)緩 和收納預(yù)熱體的部件的內(nèi)外的溫度差所帶來的熱應(yīng)力，抑制因熱應(yīng)力造成的劣化，實(shí)現(xiàn)預(yù) 熱塞的長壽命的效果。另外，由于不限制預(yù)熱塞的最高溫度而實(shí)現(xiàn)熱應(yīng)力的緩和，因此，特別是對(duì)使用于 車輛的預(yù)熱塞而言，能可靠地抑制中間預(yù)熱等帶來的廢氣中的有害成分，相對(duì)于廢氣限制， 能以低成本應(yīng)對(duì)。另外，由于可靠地抑制了預(yù)熱塞的劣化，因此，能可靠地避免裂紋發(fā)生等劣化狀 態(tài)，有助于提高可靠性。


圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置 的構(gòu)成例的構(gòu)成圖2是表示用于通過構(gòu)成圖1所示的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置的電子控制單元執(zhí)行的后預(yù) 熱的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制處理的步驟的子程序流程圖3是表示用于通過構(gòu)成圖1所示的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置的電子控制單元執(zhí)行的中間 預(yù)熱的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制處理的步驟的子程序流程圖4是示意地表示本發(fā)明實(shí)施方式的后預(yù)熱電壓決定用圖的構(gòu)成例的示意圖； 圖5是說明通常的預(yù)熱塞的基本的驅(qū)動(dòng)方法的說明圖。符號(hào)的說明
50 — 1 50 — η…預(yù)熱塞； 101…電子控制單元； 102…通電電路。
具體實(shí)施例方式下面，參照?qǐng)D1 圖5說明本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，以下說明的部件、配置等并不是對(duì)本發(fā)明的限定，在本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi) 可進(jìn)行各種改變。
首先，參照?qǐng)D1對(duì)應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式中的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控 制裝置的構(gòu)成例進(jìn)行說明。本發(fā)明實(shí)施方式中的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)裝置被大致分為電子控制單元(圖1中記為 “ECU”) 101、和通電電路(圖1中記為“DRV”)102而構(gòu)成。電子控制單元101例如以具有公知·眾所周知的構(gòu)成而成的微型計(jì)算機(jī)(未圖示) 為中心，具有RAM及ROM等存儲(chǔ)元件(未圖示)，并且具有用于與外部的電路進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送 接收的輸入輸出接口電路(未圖示)等而構(gòu)成，在執(zhí)行車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)控制及燃料噴射控制等 的同時(shí)，執(zhí)行后述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制處理。通電電路102具有用于根據(jù)電子控制單元101的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制而進(jìn)行對(duì)預(yù)熱塞 50 — 1 50 — η的通電的公知·眾所周知的構(gòu)成。預(yù)熱塞50 — 1 50 — η與圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)相對(duì)應(yīng)地設(shè)置，設(shè)于內(nèi)部 的發(fā)熱體(未圖示)的一端與通電電路102的輸出級(jí)連接，同時(shí)，該發(fā)熱體的另一端一側(cè)接地 (車身地線)。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，特別是使用了陶瓷預(yù)熱塞。即，陶瓷預(yù)熱塞是由具有在由絕緣性陶瓷構(gòu)成的圓棒狀的部件內(nèi)部配設(shè)有由導(dǎo)電 性陶瓷構(gòu)成的發(fā)熱體的陶瓷加熱器而構(gòu)成。另外，在以下的說明中，將其稱為陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η。其次，參照?qǐng)D5對(duì)現(xiàn)有的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行概括地說明。通常，預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)被大致分為首先是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)前的被稱為前預(yù)熱(Pre glow)的驅(qū)動(dòng)期間(圖5 (B)中標(biāo)記了符號(hào)a的期間)、其次是曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)(Cranking)起動(dòng)時(shí) 的被稱為起動(dòng)預(yù)熱的驅(qū)動(dòng)期間(圖5 (B)中標(biāo)記了符號(hào)b的期間)、再次是為使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié) 束后的燃燒穩(wěn)定化而被稱為后預(yù)熱的驅(qū)動(dòng)期間(圖5 (B)中標(biāo)記了符號(hào)c的期間)、再其次 是停止伴隨燃燒穩(wěn)定化的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)的期間(圖5 (B)中標(biāo)記了符號(hào)d的期間)。進(jìn)而，即使在伴隨燃燒穩(wěn)定化的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)停止后，根據(jù)需要有時(shí)也設(shè)置下述 期間，即，例如，驅(qū)動(dòng)用于進(jìn)行排放降低和廢氣再循環(huán)裝置的DPF (黑煙過濾器)再生等的預(yù) 熱塞的被稱為中間預(yù)熱(Intermediate glow)的驅(qū)動(dòng)期間(圖5 (B)中標(biāo)記了符號(hào)e的期 間)；和該驅(qū)動(dòng)的停止期間(圖5 (B)中標(biāo)記了符號(hào)f的期間)。另外，圖5 (A)是在上述那樣的各驅(qū)動(dòng)期間中施加于預(yù)熱塞的電壓的變化例，對(duì)預(yù) 熱塞的施加電壓，在前預(yù)熱時(shí)被設(shè)定為最高。本發(fā)明實(shí)施方式中的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法涉及后預(yù)熱中的驅(qū)動(dòng)控制方法、及中間 預(yù)熱中的驅(qū)動(dòng)控制方法。這樣的驅(qū)動(dòng)控制方法是，特別是從被放置于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)，在陶 瓷預(yù)熱塞中不犧牲加熱器部分的最高溫度而抑制因其冷卻狀態(tài)的變化而產(chǎn)生的陶瓷預(yù)熱 塞的劣化的觀點(diǎn)出發(fā)，通過本申請(qǐng)發(fā)明人銳意研究的結(jié)果而創(chuàng)立的。在此，冷卻狀態(tài)是指由 發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)的燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的渦流所帶來的陶瓷預(yù)熱塞的冷卻狀態(tài)。在圖2中，以子程序流程圖表示由電子控制單元101執(zhí)行的用于后預(yù)熱的預(yù)熱塞 驅(qū)動(dòng)控制處理的步驟，下面，參照同圖說明其內(nèi)容。當(dāng)通過電子控制單元101開始處理時(shí)，首先進(jìn)行在現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作狀況下需要 的后預(yù)熱時(shí)間tpost的計(jì)算(參照?qǐng)D2的步驟S100)。即，具體而言，根據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示) 的動(dòng)作控制造成影響的各種要素(以下將這些要素稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作控制要素”)中預(yù)定的 多個(gè)要素、例如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度、大氣壓等的數(shù)據(jù)，通過預(yù)先設(shè)定的運(yùn)算式及圖檢索等計(jì)
7算后預(yù)熱時(shí)間tpost。在此，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度和大氣壓等數(shù)據(jù)通過未圖示的傳感器檢測(cè)， 并用于主程序(未圖示)執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作控制處理中，在步驟SlOO中，可以讀入該數(shù)據(jù)并 挪用。如上所述，計(jì)算出后預(yù)熱時(shí)間tpost后，決定后預(yù)熱電壓，以該電壓通過通電電路 102開始陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的通電，執(zhí)行后預(yù)熱(后預(yù)熱ON)(參照?qǐng)D2中步驟 S102)。即，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，使用如下所述的預(yù)先設(shè)定的后預(yù)熱電壓決定用圖，來 決定后預(yù)熱電壓。本發(fā)明實(shí)施方式中的后預(yù)熱電壓決定用圖，如圖4所示，是將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速義叫和 燃料噴射量Qinj作為參數(shù)，來確定后預(yù)熱電壓的圖，圖中「V」表示后預(yù)熱電壓，例如為方便 起見，V (Sengl1Qinjl)表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為kngl、燃料噴射量為Qinjl時(shí)的后預(yù)熱電壓。 關(guān)于圖4中的其它部位，也以此為基準(zhǔn)進(jìn)行解釋。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速義叫是從通過未圖示的傳感器檢測(cè)出的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)由規(guī)定 的運(yùn)算式計(jì)算出的轉(zhuǎn)速。另外，燃料噴射量Qinj是基于發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)數(shù)、油門踏板位置等數(shù) 據(jù)，由規(guī)定的運(yùn)算式計(jì)算出的目標(biāo)燃料噴射量。這些發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Seng及燃料噴射量Qinj 與之前所述的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水等相同，用于主程序(未圖示)執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作控制處理中， 因此，只要將其讀入且挪用就可。該后預(yù)熱電壓決定用圖中的后預(yù)熱電壓是根據(jù)模擬和試驗(yàn)，并考慮陶瓷預(yù)熱塞 50 — 1 50 — η的冷卻狀態(tài)而確定的。S卩，發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)的燃燒室內(nèi)的陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的冷卻狀態(tài)，換言 之，由渦流冷卻引起的冷卻量的大小能通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Seng和燃料噴射量Qinj推定大致 的狀態(tài)，因此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，根據(jù)該推定的冷卻狀態(tài)并基于模擬和試驗(yàn)確定后預(yù) 熱電壓。在圖4中，加上了陰影的范圍為陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的冷卻狀態(tài)特別嚴(yán) 格的區(qū)域(強(qiáng)冷卻區(qū)域)，即，換言之為渦流冷卻量特別大的區(qū)域，同時(shí)，其周圍的部分為成 為通常的冷卻狀態(tài)的區(qū)域(通常冷卻域)。這樣，本發(fā)明實(shí)施方式的后預(yù)熱電壓決定用圖也能被看作是，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速義叫 和燃料噴射量Qinj作為參數(shù)，表示陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的冷卻條件的嚴(yán)格程度的 圖。如上求出的后預(yù)熱電壓的對(duì)陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的通電電路102進(jìn)行的 通電，在本發(fā)明的實(shí)施方式中與目前相同，為基于PWM控制的通電。因此，圖4中的后預(yù)熱 電壓是通過有效值來表現(xiàn)的。另外，圖4中，代替后預(yù)熱電壓也可以利用基于PWM控制的通 電時(shí)的能率比(duty ratios)。如上所述，從后預(yù)熱開始(參照?qǐng)D2中步驟S102)后，當(dāng)判斷為經(jīng)過了之前計(jì)算出 的后預(yù)熱時(shí)間tpost (參照?qǐng)D2中步驟S104)時(shí)，判定冷卻狀態(tài)是否處于在強(qiáng)冷卻下第一規(guī) 定時(shí)間tl以上的繼續(xù)狀態(tài)(參照?qǐng)D2中步驟S106)。S卩，使用圖4所示的后預(yù)熱電壓決定用圖，根據(jù)該時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速義叫和燃料 噴射量Qinj判定在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室(未圖示)內(nèi)的冷卻狀態(tài)、換言之，判定是否存在于渦流冷 卻量特別大的區(qū)域即之前圖4所示的強(qiáng)冷卻區(qū)域(規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài))中規(guī)定時(shí)間以上。
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而且，在步驟S106中，當(dāng)判定為在強(qiáng)冷卻區(qū)域中存在第一規(guī)定時(shí)間tl以上的情況 (YES的情況)時(shí)，進(jìn)入后述的步驟S108的處理，另一方面，當(dāng)判定為不是在強(qiáng)冷卻區(qū)域中存 在第一規(guī)定時(shí)間tl以上的狀態(tài)的情況(NO的情況)時(shí)，停止對(duì)陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的通電，結(jié)束一系列的處理，返回未圖示的主程序(參照?qǐng)D2中步驟S112)。在此，在判定為不是在強(qiáng)冷卻區(qū)域中存在第一規(guī)定時(shí)間tl以上的狀態(tài)的情況下 停止通電是基于如下本申請(qǐng)發(fā)明者的研究結(jié)果得出的，即，該情況與處于強(qiáng)冷卻區(qū)域的情 況下停止通電的情況相比，得出了因熱應(yīng)力造成的陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的劣化很 少。另一方面，在步驟S108中，基于陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η在強(qiáng)冷卻區(qū)域中存 在第一規(guī)定時(shí)間tl以上的判定(參照?qǐng)D2中步驟S106)，進(jìn)行通電停止是不適合的，而進(jìn)行 通電延長。即，首先，使用規(guī)定的后預(yù)熱延長電壓用圖，求出后預(yù)熱延長通電時(shí)的電壓(以下 稱為“延長電壓”)Vpost - ext。而且，以該求出的延長電壓Vpost — ext通過通電電路102 延長對(duì)陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的通電。另外，如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，對(duì)陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的通電 是基于PWM控制進(jìn)行的通電，因此，實(shí)際上通過后預(yù)熱延長電壓用圖求出的是通電時(shí)的能率比。另外，規(guī)定的后預(yù)熱延長電壓用圖是以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速kng和燃料噴射量Qinj為參 數(shù)，并考慮陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的冷卻狀態(tài)來確定延長電壓Vpost — ext的圖，具 體而言，是以與之前說明的后預(yù)熱電壓決定用圖基本相同的方法進(jìn)行設(shè)定的。因此，該后預(yù) 熱延長電壓用圖為將圖4的V (Seng，Qinj)置換為Vpost — ext (Seng，Qinj)的圖，關(guān)于 強(qiáng)冷卻區(qū)域，也為與之前圖4中說明的相同的區(qū)域。另外，該后預(yù)熱延長電壓用圖的各延長電壓Vpost - ext最好基于模擬和試驗(yàn)結(jié) 果等來確定。另外，如上所述，代替使用后預(yù)熱延長電壓用圖確定延長電壓Vpost - ext，也可 以設(shè)為規(guī)定的電壓。而且，后預(yù)熱延長通電持續(xù)至判定為陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒 室(未圖示)內(nèi)的冷卻狀態(tài)在通常冷卻區(qū)域中存在第二規(guī)定時(shí)間t2以上(參照?qǐng)D2中步驟 S110)，當(dāng)判定為在通常冷卻區(qū)域中存在第二規(guī)定時(shí)間t2以上的那一刻，停止對(duì)陶瓷預(yù)熱 塞50 — 1 50 — η的通電(參照?qǐng)D2中步驟S112)。這樣，冷卻狀態(tài)向通常冷卻區(qū)域遷移， 且在該狀態(tài)繼續(xù)第二規(guī)定時(shí)間t2以上之后停止通電是為了，與之前在無延長通電時(shí)停止 通電時(shí)的條件(圖2中步驟S106)下說明的相同，通過在成為減輕了熱應(yīng)力的狀態(tài)的那一刻 停止通電，抑制熱應(yīng)力造成的預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的劣化。其次，圖3以子程序流程圖表示用于中間預(yù)熱的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制處理的步驟，下 面，參照同圖說明其內(nèi)容。當(dāng)通過電子控制單元101開始處理時(shí)，首先進(jìn)行中間預(yù)熱時(shí)間tint的計(jì)算(參照 圖3中步驟S200)。在此，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，中間預(yù)熱時(shí)間tint基于大氣溫度和DPF的壓差等 由規(guī)定的運(yùn)算式計(jì)算的。另外，由于大氣溫度和DPF的壓差由未圖示的傳感器進(jìn)行檢測(cè)并在主程序(未圖示)執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)作控制處理中使用，所以在該步驟S200中，通過挪用它 們即可。在如上計(jì)算出中間預(yù)熱時(shí)間tint后，決定中間預(yù)熱電壓Vint，以該電壓通過通電 電路102開始對(duì)陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的通電，執(zhí)行中間預(yù)熱(中間預(yù)熱ON)(參照 圖3中步驟S202)。在此，中間預(yù)熱電壓Vint使用如下所述的預(yù)先設(shè)定的中間預(yù)熱電壓決定用圖來確定。本發(fā)明實(shí)施方式的中間預(yù)熱電壓決定用圖是將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速％1^和燃料噴射量 Qinj作為參數(shù)，并考慮陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的冷卻狀態(tài)而確定中間預(yù)熱電壓的圖， 具體而言，是通過與之前說明的后預(yù)熱電壓決定用圖基本相同的方法進(jìn)行設(shè)定的。因此，該 中間預(yù)熱電壓決定用圖將圖4中的V (Seng，Qinj)置換為Vint (Seng，Qinj)，關(guān)于強(qiáng)冷卻 區(qū)域，也為與之前圖4中說明的相同的區(qū)域。另外，該中間預(yù)熱電壓決定用圖中的各中間預(yù) 熱電壓Vint最好基于模擬和試驗(yàn)結(jié)果等來確定。在如上所述那樣，開始中間預(yù)熱后(圖3中步驟S202)，當(dāng)判定為經(jīng)過了之前計(jì)算 出的中間預(yù)熱時(shí)間tint時(shí)(參照?qǐng)D3中步驟S204)，判定陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的冷 卻狀態(tài)是否處于強(qiáng)冷卻下，即是否處于第三規(guī)定時(shí)間t3以上的繼續(xù)狀態(tài)(參照?qǐng)D3中步驟 S206)。在此，冷卻狀態(tài)是否處于強(qiáng)冷卻下的判定是根據(jù)該時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速義叫和燃 料噴射量Qinj使用中間預(yù)熱電壓決定用圖來確定的。即，中間預(yù)熱電壓決定用圖中的中間 預(yù)熱電壓Vint與發(fā)動(dòng)機(jī)(未圖示)的燃燒室中的陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的冷卻狀態(tài) 相對(duì)應(yīng)，因此，該時(shí)刻的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速kng和燃料噴射量Qin j位于中間預(yù)熱電壓決定用圖的 哪一部位與之前通過后預(yù)熱電壓決定用圖所說明的相同，表示冷卻狀態(tài)(參照?qǐng)D4)，能判定 是否為中間預(yù)熱電壓決定用圖的強(qiáng)冷卻區(qū)域(規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài))。而且，在步驟S206中，當(dāng)判定為在強(qiáng)冷卻區(qū)域中存在第三規(guī)定時(shí)間t3以上時(shí)(YES 的情況)，進(jìn)入后述的步驟S208的處理，另一方面，當(dāng)判定為不是在強(qiáng)冷卻區(qū)域中存在第三 規(guī)定時(shí)間t3以上時(shí)(NO的情況)，停止對(duì)陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的通電，結(jié)束一系列 的處理，返回未圖示的主程序(參照?qǐng)D3中步驟S212)。在此，在判定為不是在強(qiáng)冷卻區(qū)域中存在第三規(guī)定時(shí)間t3以上的狀態(tài)的情況下 停止通電是因?yàn)?，該情況與處于強(qiáng)冷卻區(qū)域的情況下停止通電的情況相比，給予陶瓷預(yù)熱 塞50 — 1 50 — η的熱應(yīng)力小而結(jié)束。另一方面，在步驟S208中，基于陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η在強(qiáng)冷卻區(qū)域中存 在第三規(guī)定時(shí)間t3以上的判定(參照?qǐng)D2中步驟S206)進(jìn)行通電停止是不適合的，而進(jìn)行 中間預(yù)熱的通電延長。即，首先，使用規(guī)定的中間預(yù)熱延長電壓用圖求出延長通電時(shí)的電壓(以下稱為 “延長電壓”)Vint - ext。而且，以該求出的延長電壓Vint — ext通過通電電路102進(jìn)行 對(duì)陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的通電。在此，規(guī)定的中間預(yù)熱延長電壓用圖與之前圖2中 步驟S108所說明的相同，通過與后預(yù)熱電壓決定用圖基本上相同的方法進(jìn)行設(shè)定，因此， 在此的進(jìn)一步詳細(xì)說明被省略。而且，中間預(yù)熱延長通電持續(xù)至判定為陶瓷預(yù)熱塞50 — 1 50 — η的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室(未圖示)內(nèi)的冷卻狀態(tài)在通常冷卻區(qū)域中存在第四規(guī)定時(shí)間t4以上(參照?qǐng)D3中步 驟S210)，當(dāng)判定為在通常冷卻區(qū)域中存在第四規(guī)定時(shí)間t4以上的那一刻，停止對(duì)陶瓷預(yù) 熱塞50 — 1 50 — η的通電(參照?qǐng)D3中步驟S212)。這樣，冷卻狀態(tài)向通常冷卻區(qū)域遷移，且該狀態(tài)在繼續(xù)第四規(guī)定時(shí)間t4以上之后 停止通電取決于與之前步驟SllO中所說明的相同的理由。另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，對(duì)陶瓷預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制方法進(jìn)行了說明，但這樣 的驅(qū)動(dòng)控制方法如果是使用陶瓷加熱器并具有與預(yù)熱塞類似的構(gòu)造，且使用時(shí)周圍的冷卻 狀態(tài)發(fā)生各種變化的預(yù)熱裝置，則不限于預(yù)熱塞，同樣也可以應(yīng)用。另外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，按時(shí)間來判定進(jìn)入通電控制的實(shí)質(zhì)處理的時(shí)機(jī)(參 照?qǐng)D2中步驟S100、S104、以及圖3中步驟S200、S204)，但也可以使用時(shí)間以外的要素。例 如，在發(fā)動(dòng)機(jī)已進(jìn)入某一運(yùn)轉(zhuǎn)狀況時(shí)，即使進(jìn)入用于停止通電的處理(圖2中步驟S106以后 的處理、或圖3中步驟S206以后的處理)，也同樣適合。工業(yè)上的可利用性
不必犧牲所需的最高溫度，而實(shí)現(xiàn)熱應(yīng)力的緩和，可靠性的提高，可適用于需要良好的 溫度特性和可靠性的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等的起動(dòng)輔助的預(yù)熱塞。
1權(quán)利要求
1.一種預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，用于控制預(yù)熱塞的通電，其特征在于，在所述預(yù)熱塞的后預(yù)熱結(jié)束時(shí)，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于第一規(guī) 定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)，停止后預(yù)熱的通電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于， 規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)是渦流冷卻量處于特別大的區(qū)域的狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，至少基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及燃料噴射量與渦流冷卻量的預(yù)先確定的相關(guān)關(guān)系，并從判定時(shí) 的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及燃料噴射量決定是否為渦流冷卻量處于特別大的區(qū)域的狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)處于第一規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài) 時(shí)，通過預(yù)先確定的后預(yù)熱延長電壓用圖，求出后預(yù)熱通電延長時(shí)的電壓，并通過該求出的 電壓開始后預(yù)熱的通電延長，之后，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)從第二規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀 態(tài)向緩和的狀態(tài)遷移時(shí)，停止所述后預(yù)熱的通電延長，并且當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于從第二規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻 狀態(tài)遷移到緩和的狀態(tài)時(shí)，通過所述后預(yù)熱延長電壓用圖，求出后預(yù)熱通電延長的電壓，通 過該求出的電壓，延長后預(yù)熱的通電，并重復(fù)執(zhí)行，所述后預(yù)熱延長電壓用圖以下述方式構(gòu)成，即，以所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量為參 數(shù)，可讀取根據(jù)至少基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量確定的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)而 設(shè)定的后預(yù)熱的通電延長用的電壓。
5.一種預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，用于控制預(yù)熱塞的通電，其特征在于，在所述預(yù)熱塞的中間預(yù)熱結(jié)束時(shí)，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于第三 規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)，停止中間預(yù)熱的通電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于， 規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)是渦流冷卻量處于特別大的區(qū)域的狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，至少基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及燃料噴射量與渦流冷卻量的預(yù)先確定的相關(guān)關(guān)系，并從判定時(shí) 的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及燃料噴射量決定是否為渦流冷卻量處于特別大的區(qū)域的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制方法，其特征在于，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)處于第三規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài) 時(shí)，根據(jù)預(yù)先確定的中間預(yù)熱延長電壓用圖，求出中間預(yù)熱通電延長時(shí)的電壓，并通過該求 出的電壓開始中間預(yù)熱的通電延長，之后，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)從第四規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀 態(tài)向緩和的狀態(tài)遷移時(shí)，停止所述中間預(yù)熱的通電延長，并且，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于從第四規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻 狀態(tài)遷移到緩和的狀態(tài)時(shí)，通過所述中間預(yù)熱延長電壓用圖，求出中間預(yù)熱通電延長的電 壓，通過該求出的電壓，延長中間預(yù)熱的通電，并重復(fù)執(zhí)行，所述中間預(yù)熱延長電壓用圖以下述方式構(gòu)成，即，以所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量為 參數(shù)，可讀取根據(jù)至少基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量確定的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)而設(shè)定的中間預(yù)熱的通電延長用的電壓。
9.一種預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置，具備執(zhí)行預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制的電子控制單元、和根據(jù) 由所述電子控制單元執(zhí)行的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行向所述預(yù)熱塞通電的通電電路，其特征 在于，所述電子控制單元構(gòu)成為在所述預(yù)熱塞的后預(yù)熱結(jié)束時(shí)，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于第一規(guī) 定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)，對(duì)所述通電電路停止后預(yù)熱的通電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)是渦流冷卻量處于特別大的區(qū)域的狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 電子控制單元構(gòu)成為，至少基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及燃料噴射量與渦流冷卻量的預(yù)先確定的相關(guān)關(guān)系，并從判定時(shí) 的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及燃料噴射量決定是否為渦流冷卻量處于特別大的區(qū)域的狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 電子控制單元構(gòu)成為，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)處于第一規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài) 時(shí)，通過預(yù)先確定的后預(yù)熱延長電壓用圖，求出后預(yù)熱通電延長時(shí)的電壓，并通過該求出的 電壓對(duì)通電電路開始后預(yù)熱的通電延長，之后，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)從第二規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀 態(tài)向緩和的狀態(tài)遷移時(shí)，停止所述后預(yù)熱的通電延長，并且當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于從第二規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻 狀態(tài)遷移到緩和的狀態(tài)時(shí)，通過所述后預(yù)熱延長電壓用圖，求后預(yù)熱通電延長的電壓，通過 該求出的電壓，對(duì)所述通電電路延長后預(yù)熱的通電，并重復(fù)執(zhí)行，所述后預(yù)熱延長電壓用圖以下述方式構(gòu)成，即，以所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量為參 數(shù)，可讀取根據(jù)至少基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量確定的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)而 設(shè)定的后預(yù)熱的通電延長用的電壓。
13.一種預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置，具備執(zhí)行預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制的電子控制單元、和根據(jù) 由所述電子控制單元執(zhí)行的預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)行向所述預(yù)熱塞通電的通電電路，其特征 在于，電子控制單元構(gòu)成為，在預(yù)熱塞的中間預(yù)熱結(jié)束時(shí)，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于第三規(guī)定 時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)，對(duì)通電電路停止中間預(yù)熱的通電。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)是渦流冷卻量處于特別大的區(qū)域的狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于， 電子控制單元構(gòu)成為，至少基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及燃料噴射量與渦流冷卻量的預(yù)先確定的相關(guān)關(guān)系，并從判定時(shí) 的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及燃料噴射量決定是否為渦流冷卻量處于特別大的區(qū)域的狀態(tài)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的預(yù)熱塞驅(qū)動(dòng)控制裝置，其特征在于，電子控制單元構(gòu)成為，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)處于第三規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài) 時(shí)，通過預(yù)先確定的中間預(yù)熱延長電壓用圖，求出中間預(yù)熱通電延長時(shí)的電壓，并通過該求 出的電壓對(duì)通電電路開始中間預(yù)熱的通電延長，之后，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)從第四規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀 態(tài)向緩和的狀態(tài)遷移時(shí)，停止所述中間預(yù)熱的通電延長，并且，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于從第四規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻 狀態(tài)遷移到緩和的狀態(tài)時(shí)，通過所述中間預(yù)熱延長電壓用圖，求出中間預(yù)熱通電延長的電 壓，通過該求出的電壓，對(duì)所述通電電路延長中間預(yù)熱的通電，并重復(fù)執(zhí)行，所述中間預(yù)熱延長電壓用圖以下述方式構(gòu)成，即，以所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量為 參數(shù)，可讀取根據(jù)至少基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃料噴射量確定的發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài) 而設(shè)定的中間預(yù)熱的通電延長用的電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種預(yù)熱塞的驅(qū)動(dòng)控制方法，不必犧牲所需的最高溫度而抑制因熱應(yīng)力造成的劣化。在陶瓷預(yù)熱塞(50－1～50－n)的后預(yù)熱結(jié)束時(shí)，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)不處于第一規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)，停止后預(yù)熱的通電(S106、S112)，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)處于第一規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)時(shí)，通過預(yù)先確定的后預(yù)熱延長電壓用圖，求出后預(yù)熱通電延長時(shí)的電壓，以該電壓開始后預(yù)熱的通電延長，之后，當(dāng)判定為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室內(nèi)的冷卻狀態(tài)從第二規(guī)定時(shí)間以上的規(guī)定的強(qiáng)冷卻狀態(tài)向緩和的狀態(tài)遷移時(shí)，停止后預(yù)熱的通電延長(S108、S110)，由此，緩和熱應(yīng)力，抑制陶瓷加熱器的劣化。
文檔編號(hào)F23Q7/00GK102077029SQ20098012523
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者豐島康夫, 田中有仁, 趙艱 申請(qǐng)人:博世株式會(huì)社