增强的电热塞控制制造技术

本发明专利技术涉及增强的电热塞控制。描述了用于控制柴油发动机内电热塞温度的方法。在一个示例中，控制器可调节耦接至电热塞的第一相电压，其与发动机起动时间关联的参数相关；以及将较低的第二相电压耦接至电热塞，以控制汽缸温度，从而控制发动机起动时间。在一个特定示例中，下降的第二相电压允许延长操作循环推进相，这样增加了电热塞耐久性，还允许电热塞的使用寿命得以延长。

【技术实现步骤摘要】
增强的电热塞控制
本专利技术涉及柴油发动机的电热塞。
技术介绍
柴油发动机利用压缩点火和电加热型电热塞来协助起动，尤其是在寒冷天气条件下。通常，在预定时间内将电压施加到电热塞，从而通过提供接近燃料喷射器喷雾羽的过热点协助压缩起动。为了减少将电热塞加热到有利于燃烧以启动发动机的温度的等待时间，开始时可以在固定时间内施加固定较高电压以达到目标温度，然后降低到固定较低电压以维持该温度。
技术实现思路
本专利技术人在此已认识到即使在短时间内施加较高的电压，通常11伏，也会降低电热塞的寿命。这尤其是在金属电热塞，而不是陶瓷电热塞的情况下。并且，使用较低电压可导致不能接受的长的起动时间。本专利技术人已通过控制第一相电压，以及在第一相电压后将较低的第二相电压耦接至电热塞解决了这些问题，其中该第一相电压具有与发动机起动时间关联的参数相关的幅值。在该解决方案的另一方面，参数选自以下一种或多种：第二相电压期间的电热塞的预期温度或第二相电压；或发动机温度。在该解决方案的又一方面，指示用于起动发动机的时间也可涉及这些参数。当单独或结合附图参照以下具体实施方式时，本专利技术的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围仅由随附在具体实施例之后的权利要求确定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。附图说明当单独或关于附图参照具体实施方式时，通过阅读实施例的示例，将会更充分地理解本文中所描述的优势，其中：图1示出部分发动机视图；图2示出针对所施加的两种不同电压的电热塞温度曲线图的示例性图示；图3A—图3B示出根据本公开的电热塞加热曲线的示例性图示；图4A—图4C示出基于不同发动机参数的示例性查找表；图5是图示说明基于发动机操作参数用于确定第一相电压的第一示例性方法的流程图；图6是图示说明基于目标起动时间用于计算第一相电压的第二示例性方法的流程图；图7是图示说明示例性电热塞寿命计算器的流程图。具体实施方式本专利技术涉及使用电加热型电热塞来起动压缩点火柴油发动机，从而协助起动的方法。为了提高电热塞的耐久性而延长其寿命，所述方法包括基于与发动机起动时间有关联的发动机参数来调节第一相电压，以及还将其耦接到较低的第二相电压，以在发动机汽缸内实现期望的温度。图1示出具有电热塞的柴油发动机的示例性汽缸用于参考。然后，为了表明该方法，图2和3A—图3B示出降低的电压和被看做基准曲线的增加的电压(例如11V)的示例性热曲线。图4A—图4C提供了示例性查找表，该图进一步表明控制器可如何访问所存储的信息，从而在发动机起动期间调节电压，而图5和图6提供了说明该方法的示例性流程图。由于电热塞根据其使用具有有限的生命周期，所以图7示出用于监测该使用以及做出调整以延长电热塞的使用寿命的示例性方法。因此，基于一个或多个发动机参数，所描述的方法可用于获益以便延长电热塞的使用寿命。参考图1，示出内燃发动机10的燃烧室或汽缸的示例性实施例。通过包括控制器12的控制系统和通过来自车辆操作员130经由输入装置132的输入，可至少部分地控制发动机10。在该示例中，输入装置132包括加速器踏板和用于产生比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的汽缸(即燃烧室)30可包括其中定位了活塞138的燃烧室壁136。活塞138可被耦接至曲轴140，使得活塞的往复运动被转换成曲轴的旋转运动。曲轴140可经变速器系统耦接至客车的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可经由飞轮耦接至曲轴140，从而实现发动机10的起动操作。汽缸30可经由一系列进气道142、144以及146接收进气空气。进气道146可与除汽缸30外的发动机10的其它汽缸连通。在一些实施例中，一个或多个进气道可包括涡轮增压器，其包括布置在进气道142和144之间的压缩机52以及沿排气道148布置的排气涡轮54。压缩机52可经由轴56至少部分由排气涡轮54提供动力。在一些实施例中，根据需要，轴56可耦接至电动马达从而提供电动升压。可沿发动机的进气道提供包括节流板164的节气门62，以用于改变被提供至发动机汽缸的进气空气的流动速率和/或压力。例如，节气门62可被设置在压缩机52下游，如图所示，或可替代地被提供在压缩机52的上游。在一些示例中，节气门可被设置在压缩机52的上游和下游。除了汽缸30之外，排气道148还能够从发动机10的其他汽缸接收排气。示出排气传感器126耦接至排放控制装置69上游的排气道148。传感器126可以是用于提供排气空/燃比指示的任何适合的传感器，例如线性氧传感器或者UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或者EGO(如图所示)、HEGO(加热型EGO)、NOx、HC或者CO传感器。在一些示例中，传感器126可耦接至涡轮52和排放控制装置69下游的排气道。排放控制装置69可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其它排放控制装置或其组合。例如，排放控制装置69可包括定位在涡轮54下游的SCR催化剂76。SCR催化剂76可被配置成在与还原剂(诸如氨或尿素)的反应中减少排气NOx的种类。还原剂喷射器80可将还原剂82喷射至涡轮54上游的排气道148。排气道148可还包括被定位在涡轮54和喷射器80上游的颗粒过滤器72，用于移除排气中的颗粒物。发动机10的每个汽缸可包括一个或多个进气门和一个或多个排气门。例如，示出汽缸30包括位于汽缸30上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀156。在一些实施例中，发动机10的每个汽缸(包括汽缸30)，可包括位于汽缸上部区域的至少两个进气提升阀和至少两个排气提升阀。可经由致动器152通过控制器12控制进气门150。相似地，可经由致动器154通过控制器12控制排气门156。在一些状况期间，控制器12可改变提供至致动器152和致动器154的信号，从而控制各个进气门和排气门的打开和关闭。进气门150和排气门156的位置可由对应的气门位置传感器(未示出)确定。气门致动器可以是电子气门致动类型、凸轮致动类型、电动液压类型或其组合。可同时控制进气门和排气门正时，或者可以使用可变进气凸轮正时、可变排气凸轮正时、双独立可变凸轮正时或者固定的凸轮正时中任一种可能性。每个凸轮致动系统可包括一个或多个凸轮，并且可以使用由控制器12操作的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个来改变气门运行。例如，汽缸30可替代地包括经电动气门致动控制的进气门，以及经由包括CPS和/或VCT的凸轮致动控制的排气门。在其他实施例中，可以通过常用气门致动器或者致动系统，或者可变气门正时致动器或者致动系统控制进气门和排气门。发动机可还包括凸轮位置传感器，其数据可与曲轴位置传感器合并从而测定发动机位置和凸轮正时。汽缸30可具有压缩比，该压缩比为活塞138处于下止点时与上止点时的容积的比率。常规地，压缩比在9：1到10：1范围内。然而，在使用不同燃料的一些示例中，可以提高压缩比。如本文进一步描述，发动机10的每个汽缸可包括用于开始燃烧的电热塞1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制连接至柴油发动机的电热塞温度的方法，其包括：控制耦接至所述电热塞的第一相电压，其与发动机起动时间关联的参数相关；以及在所述第一相电压后，将较低的第二相电压耦接至所述电热塞。

【技术特征摘要】
2013.05.16 US 13/895,5441.一种用于控制连接至柴油发动机的电热塞的温度的方法，其包括：响应于先前发动机起动循环的增加的数目，减小在推进相期间耦接至所述电热塞的第一相电压的幅值并增加所述第一相电压的持续时间，以及基于用于在所述推进相之后的发热相位的目标温度，预选在所述推进相期间的所述第一相电压的幅值。2.根据权利要求1所述的方法，其中基于发动机温度确定用于所述发热相位的所述目标温度，并且其中在所述推进相期间，通过施加所述第一相电压将所述电热塞加热至所述目标温度。3.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述第一相电压确定开始起动所述发动机的期望的时间。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一相电压在预选时间内耦接至所述电热塞。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述调节所述第一相电压的所述幅值和所述第一相电压的所述持续时间进一步基于第二相电压和发动机温度。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一相电压的所述持续时间进一步基于开始起动所述发动机的期望的时间。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节所述第一相电压的所述幅值和持续时间进一步基于存储在查找表中的与用于所述发热相位的所述目标温度相对应的值。8.一种用于控制连接至柴油发动机的电热塞的温度并起动所述发动机的方法，其包括：响应于先前发动机起动循环的增加的数目，减小在第一相期间至所述电热塞的第一电压并延长所...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·富尔顿，
申请(专利权)人：福特环球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US