[发明专利]用于柴油发动机的电热塞

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用柴油发动机中的电热塞(glow plug)的方法。本申请还涉及一种用于操作电热塞的电热塞控制单元。本申请还涉及一种制造电热塞控制单元的方法。

背景技术

电热塞用作加热装置，其用于使柴油发动机中的冷空气升温，以便更有效地点燃。通常，电热塞被设计为达到用于点火的大约1000摄氏度(℃)的目标温度。但是实际上，期望控制流到电热塞的电能，以迅速且准确地到达目标温度。

发明内容

本申请提供了用于使用或操作柴油发动机中的电热塞的改善方法。柴油发动机可利用石油柴油、合成柴油或生物柴油用于燃烧。柴油发动机包括具有一个或多个燃烧室的发动机本体。

该方法包括提供电源用于供应电流通过电热塞的步骤。电源可包括电池。电流被测量。跨过电热塞的电压然后通过使用被测电流值而被计算。跨过电热塞的电压通常低于电源的电压。这是因为电源和电热塞之间的线束由于其电阻导致压降。线束包括电缆、连接器和将电源连接至电热塞的其他部件。

通过电热塞的电流随后通过使用被计算电压而被控制。控制的步骤可包括根据预定占空比调整跨电热塞的电压的步骤，从而电热塞的温度可被调节。

该方法提供了对电热塞的迅速且准确的温度控制，因为该方法控制通过电热塞的电流。尽管线束导致压降，电流在电源、线束和电热塞处保持一致，这是由于它们的串联连接。该方法由此通过控制电流而确保电热塞的加热的准确调节。此外，由于当电热塞在使用时从20℃升温至1000℃的目标温度时，电热塞的电阻增加了三倍，电流的变化可反映电阻的变化。因此，该方法使用电流用于控制，从而电热塞的电阻变化和由线束导致的压降的效应可被补偿。

该方法还可设置有测量电源的电压值的步骤。电压值可根据数学公式转换至电热塞的电压。数学公式并入了电源的被测电压和线束的电阻值用作其输入因子。

测量的步骤可包括测量跨过控制电路的监控电阻器的电压的步骤。控制电路串联连接在电源和电热塞之间。通过监控电阻器的电流也流过电热塞。

调整的步骤可包括调制流到电热塞的电能流的脉宽的步骤。脉宽调制技术可编程为电热塞驱动器并储存到半导体芯片。

该方法还包括使用线束的预定值用于控制电流的步骤。线束的电阻可被准确地测量并被储存用于计算跨过电热塞的电压。

该方法还包括根据用于使电热塞在预定时间段内升温的预定升温电压值调整跨过电热塞的电流的步骤。调整电流的步骤得到跨过电热塞的电压变化。升温电压值，提供了跨过电热塞的电压的限制用于短时间段内流过电热塞的电流的猝发，从而电热塞可以迅速升温至高温而没有过热。该短时间段也已知为快速升温时间段。升温电压可包括较高值的第一电压和较低值的第二电压。快速升温电压的短时间段可分解为不同电压的多个阶段。例如，电热塞可用11V的高电压充电1.5秒，随后用9V的低电压充电0.5秒。高电压可加速电热塞的升温。

可包括调整流过电热塞的电流的步骤，用于将电热塞保持在预定的温度。电流被控制用于提供跨过电热塞的标称电压。当电热塞仅保持温热时，标称电压提供通过电热塞的维持的电流。例如，当具有柴油发动机的汽车下山时，电热塞保持温热。

本申请还提供用于使用柴油发动机的方法。该方法包括将柴油喷射到柴油发动机中的步骤，和用于使用电热塞的上述方法的任意步骤。由此，柴油发动机可使燃料更高效。

通过测量电热塞的电流，诊断电热塞的步骤可包含在使用电热塞的方法中。诊断技术提供了检查电热塞的简单和方便的方法，用于柴油发动机的常规维护。

本申请提供了一种制造电热塞控制单元的方法。该方法包括测量电热塞的线束的电阻值的步骤，用于储存到电热塞控制单元中。电热塞控制单元可补偿线束的影响以精确地控制电热塞的加热。

测量线束电阻值的步骤可包含在用于制造电热塞控制单元的方法中。线束包括电热塞和监控电阻器之间的线路。线束还连接至监控电阻器至电源。由于线路的电阻由于其电阻影响通过电热塞的电流，电热塞控制单元可被编程以补偿线的电阻值。

制造方法还包括在不同温度测量电热塞的电阻值的步骤。由于电阻值随电热塞的温度变化，电阻值可用作温度指示器。因此，电热塞控制单元可通过监控电阻值响应温度调整通过电热塞的电流。该方法由此可通过响应电阻值提供通过电热塞的准确电流。电热塞的寿命可延长，且电热塞可在寿命期间具有较少维护。实践中，电阻和温度的相应值可预载到电热塞控制单元中。