(57)【要約】【課題】グロー・プラグが常に当該グロー・プラグのタイプにとって適切な方式で動作することができるようになされた方法および装置を提供すること。【解決手段】自己着火式内燃エンジンのグロー・プラグの動作方法および装置であって、グロー・プラグに特有なパラメータ、例えばグロー・プラグの電気抵抗が記録され評価されて、使用されるグロー・プラグのタイプが判定される。記録されたグロー・プラグに特有なパラメータの値は、グロー制御装置に記憶されたグロー・プラグの様々なタイプに対応するデータと比較され、それによってグロー・プラグのタイプが決められる。グロー・プラグのタイプを識別後、判定されたグロー・プラグのタイプに対応する、記憶されたパラメータのセットがグロー・プラグを制御するために同じように呼び出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己着火式内燃エンジンのグロー・プラグの動作方法であって、前記内燃エンジンの前記グロー・プラグのタイプが、前記グロー・プラグに特有なパラメータの検出および評価によって判定され、前記グロー・プラグが、この方式で決められた前記グロー・プラグのタイプに応じて制御されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記グロー・プラグのタイプの識別および前記グロー・プラグの制御が、前記内燃エンジンの前記グロー・プラグの個々に対して別個に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記グロー・プラグのタイプの識別および前記グロー・プラグの制御が、前記内燃エンジンのグロー・プラグ全部に対して共通に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記グロー・プラグのタイプの識別および前記グロー・プラグの制御が、一部ではいくつかのグロー・プラグに対して共通に行われ、一部ではグロー・プラグの個々に対して別個に行われる混合動作によることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記グロー・プラグの前記タイプが、動作進行中に判定されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記グロー・プラグの前記タイプが、前記内燃エンジンの動作の進行に先立つグロー・プラグ識別段階中に判定されることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記グロー・プラグのタイプの判定が、前記グロー・プラグ・タイプの識別段階の予め決められた時点で行われることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記グロー・プラグに特有な前記パラメータが、前記グロー・プラグの電気抵抗であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記グロー・プラグの冷状態の抵抗が、前記グロー・プラグに特有のパラメータとして利用されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記グロー・プラグの温状態の抵抗が、前記グロー・プラグに特有のパラメータとして利用されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
グロー動作での抵抗勾配が、前記グロー・プラグに特有のパラメータとして利用されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
時限加熱動作の最中の前記グロー・プラグの抵抗の挙動が、前記グロー・プラグに特有のパラメータとして利用されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記グロー・プラグの冷状態の抵抗を利用することにより前記グロー・プラグのタイプに関する最初の判定が先ずなされ、続いてグロー動作中の抵抗勾配の評価により、前記グロー・プラグのタイプに関する最終的な判定がなされることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記グロー・プラグに特有な前記パラメータが、前記グロー・プラグのインダクタンスであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
前記グロー・プラグに特有な前記パラメータが、前記グロー・プラグのキャパシタンスであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１６】
前記グロー・プラグに特有な前記パラメータが、前記グロー・プラグのキャパシタンスおよびインダクタンスから成る発振回路の共振周波数であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１７】
前記グロー・プラグに特有な前記パラメータの評価が、グロー・プラグの様々なタイプに対して指定されたデータと比較することにより行われることを特徴とする請求項１から１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
判定された前記グロー・プラグの前記タイプが、前記内燃エンジンのエンジン制御装置に転送されることを特徴とする請求項１から１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
判定された前記グロー・プラグの前記タイプに応じて、対応するパラメータのセットが、前記グロー・プラグを制御するために、自動的に選定され利用されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
グロー制御ユニットを用いて自己着火式内燃エンジンのグロー・プラグを作動させて請求項１から１９の１項による前記方法を実施する装置であって、該グロー制御ユニットは前記内燃エンジンの前記エンジン制御装置にリンクされ、前記グロー・プラグにグロー電流を供給するものであって、前記グロー制御装置またはエンジン制御装置が、前記グロー・プラグに特有のパラメータのためのデータをグロー・プラグの様々なタイプに対して記憶したデータ・ストアを有し、前記グロー・プラグに特有な前記グロー・プラグのパラメータの値を記録し、前記記憶されたデータと比較して前記グロー・プラグのタイプを判定するために前記パラメータの値を前記グロー制御装置またはエンジン制御装置に供給する手段が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項２１】
前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの抵抗を記録することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの冷状態の抵抗を記録することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの温状態の抵抗を記録することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、グロー動作における前記グロー・プラグの抵抗勾配を記録することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの時限加熱の最中における抵抗の挙動を記録することを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２６】
前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグのインダクタンスを記録することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２７】
前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグのキャパシタンスを記録することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２８】
前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの前記キャパシタンスおよび前記インダクタンスから成る発振回路の共振周波数を記録することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己着火式内燃エンジンのグロー・プラグの動作のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自己着火式内燃エンジンのグロー・プラグを、内燃エンジンのエンジン制御装置にリンクされたグロー制御ユニットによって制御すること、つまり適切なグロー電流を供給することは公知技術である。しかし内燃エンジンのグロー・プラグは、それらの特定のタイプに依存して、つまり例えばスチール製グロー・プラグに対処するのかまたはセラミック製グロー・プラグに対処するのかに依存して、異なるグロー・パラメータに基づき制御されなければならない。
【０００３】
最適化を達成するためには、以前は、グロー制御ユニットおよび／またはエンジン制御装置に応じてそれに対応するグロー・プラグのタイプが指定されていることが必須かつ慣例であり、それによってグロー・プラグはこの仕様どおりに適切に制御されていた。
【０００４】
グロー・プラグの動作中、異なるタイプのプラグを動的に区別することが以前はできなかったので、プラグ・タイプの仕様が紛失したり不正確であったりすると、例えばプラグ・タイプが変わったことによりグロー・プラグの制御が適正に行われないという不利益があった。
【０００５】
さらに、例えばグロー・プラグを変更した後に、その内燃エンジンのタイプに不適切なグロー・プラグのタイプであると識別された場合、または様々な種類のグロー・プラグのタイプが内燃エンジンに取り付けられ、混合動作を排除しようとする場合、適切な警告信号を送るために内燃エンジンに取り付けられたグロー・プラグのタイプを分析し診断することが以前は不可能であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これに対して、本発明の目的は、冒頭で述べた種類の方法及び装置であって、グロー・プラグが常に当該グロー・プラグのタイプにとって適切な方式で動作することができるようになされた方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は請求項１による方法および請求項２０による装置により本発明に従って実現される。  
【０００８】
本発明による方法および装置によれば、内燃エンジンに取り付けられたグロー・プラグのタイプが識別され、その関連情報はグロー・プラグの制御の基礎として利用される。
【０００９】
特に好ましい実施形態および本発明による方法および装置のさらなる変形は、それぞれ請求項２から１９および請求項２１から２８の主題である。
すなわち、本発明は下記のとおり規定される。
（１）自己着火式内燃エンジンのグロー・プラグの動作方法であって、前記内燃エンジンの前記グロー・プラグのタイプが、前記グロー・プラグに特有なパラメータの検出および評価によって判定され、前記グロー・プラグが、この方式で決められた前記グロー・プラグのタイプに応じて制御されることを特徴とする方法。
（２）前記グロー・プラグのタイプの識別および前記グロー・プラグの制御が、前記内燃エンジンの前記グロー・プラグの個々に対して別個に行われることを特徴とする（１）に記載の方法。
（３）前記グロー・プラグのタイプの識別および前記グロー・プラグの制御が、前記内燃エンジンのグロー・プラグ全部に対して共通に行われることを特徴とする（１）に記載の方法。
（４）前記グロー・プラグのタイプの識別および前記グロー・プラグの制御が、一部ではいくつかのグロー・プラグに対して共通に行われ、一部ではグロー・プラグの個々に対して別個に行われる混合動作によることを特徴とする（１）に記載の方法。
（５）前記グロー・プラグの前記タイプが、動作進行中に判定されることを特徴とする（１）から（４）の何れか一項に記載の方法。
（６）前記グロー・プラグの前記タイプが、前記内燃エンジンの動作の進行に先立つグロー・プラグ識別段階中に判定されることを特徴とする（１）から（４）の何れか一項に記載の方法。
（７）前記グロー・プラグのタイプの判定が、前記グロー・プラグ・タイプの識別段階の予め決められた時点で行われることを特徴とする（６）に記載の方法。
（８）前記グロー・プラグに特有な前記パラメータが、前記グロー・プラグの電気抵抗であることを特徴とする（５）に記載の方法。
（９）前記グロー・プラグの冷状態の抵抗が、前記グロー・プラグに特有のパラメータとして利用されることを特徴とする（８）に記載の方法。
（１０）前記グロー・プラグの温状態の抵抗が、前記グロー・プラグに特有のパラメータとして利用されることを特徴とする（８）に記載の方法。
（１１）グロー動作での抵抗勾配が、前記グロー・プラグに特有のパラメータとして利用されることを特徴とする（８）に記載の方法。
（１２）時限加熱動作の最中の前記グロー・プラグの抵抗の挙動が、前記グロー・プラグに特有のパラメータとして利用されることを特徴とする（５）に記載の方法。
（１３）前記グロー・プラグの冷状態の抵抗を利用することにより前記グロー・プラグのタイプに関する最初の判定が先ずなされ、続いてグロー動作中の抵抗勾配の評価により、前記グロー・プラグのタイプに関する最終的な判定がなされることを特徴とする（５）に記載の方法。
（１４）前記グロー・プラグに特有な前記パラメータが、前記グロー・プラグのインダクタンスであることを特徴とする（６）に記載の方法。
（１５）前記グロー・プラグに特有な前記パラメータが、前記グロー・プラグのキャパシタンスであることを特徴とする（６）に記載の方法。
（１６）前記グロー・プラグに特有な前記パラメータが、前記グロー・プラグのキャパシタンスおよびインダクタンスから成る発振回路の共振周波数であることを特徴とする（６）に記載の方法。
（１７）前記グロー・プラグに特有な前記パラメータの評価が、グロー・プラグの様々なタイプに対して指定されたデータと比較することにより行われることを特徴とする（１）から（１６）の何れか一項に記載の方法。
（１８）判定された前記グロー・プラグの前記タイプが、前記内燃エンジンのエンジン制御装置に転送されることを特徴とする（１）から（１７）の何れか一項に記載の方法。
（１９）判定された前記グロー・プラグの前記タイプに応じて、対応するパラメータのセットが、前記グロー・プラグを制御するために、自動的に選定され利用されることを特徴とする（１８）に記載の方法。
（２０）グロー制御ユニットを用いて自己着火式内燃エンジンのグロー・プラグを作動させて（１）から（１９）の１項による前記方法を実施する装置であって、該グロー制御ユニットは前記内燃エンジンの前記エンジン制御装置にリンクされ、前記グロー・プラグにグロー電流を供給するものであって、前記グロー制御装置またはエンジン制御装置が、前記グロー・プラグに特有のパラメータのためのデータをグロー・プラグの様々なタイプに対して記憶したデータ・ストアを有し、前記グロー・プラグに特有な前記グロー・プラグのパラメータの値を記録し、前記記憶されたデータと比較して前記グロー・プラグのタイプを判定するために前記パラメータの値を前記グロー制御装置またはエンジン制御装置に供給する手段が設けられていることを特徴とする装置。
（２１）前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの抵抗を記録することを特徴とする（２０）に記載の装置。
（２２）前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの冷状態の抵抗を記録することを特徴とする（２１）に記載の装置。
（２３）前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの温状態の抵抗を記録することを特徴とする（２１）に記載の装置。
（２４）前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、グロー動作における前記グロー・プラグの抵抗勾配を記録することを特徴とする（２１）に記載の装置。
（２５）前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの時限加熱の最中における抵抗の挙動を記録することを特徴とする（２１）に記載の装置。
（２６）前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグのインダクタンスを記録することを特徴とする（２０）に記載の装置。
（２７）前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグのキャパシタンスを記録することを特徴とする（２０）に記載の装置。
（２８）前記グロー・プラグに特有なパラメータの値を記録する手段が、前記グロー・プラグの前記キャパシタンスおよび前記インダクタンスから成る発振回路の共振周波数を記録することを特徴とする（２０）に記載の装置。
【００１０】
このように、本発明によれば、グロー・プラグに特有のパラメータ、例えばグロー・プラグの電気抵抗、特にグロー動作中の抵抗勾配、および／または冷状態における抵抗、および／または温状態における抵抗、あるいはキャパシタンス、インダクタンス、または共振周波数を分析することにより、初期の段階でグロー・プラグのタイプが識別され、識別されたタイプがその都度グロー制御ユニットおよび／またはエンジン制御ユニットへの信号を介して報告される。対応する適用パラメータがエンジン制御装置に記憶されている場合、識別されたグロー・プラグのタイプに対する適切なパラメータのセットがロードされ、これに対応してグロー・プラグの制御がなされる。
【００１１】
このようにして、例えば低電圧用グロー・プラグにあっては、個々の低電圧用グロー・プラグへの過剰電流を防止することができる。例えば工場で個々のグロー・プラグを間違えて取り替えた場合、診断用テスタによって車両を適切にチェックすれば同じようにこれを識別することができる。これらの機能は、内燃エンジンを実際に始動する前の、低電力時限加熱動作（low power clocked heating-up procedure）の最中であってさえも利用することができる。
【００１２】
下記に本発明の実施形態の特に好ましい一例を添付図面を参照してより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１に示されているように、異なるタイプ１と２のグロー・プラグ、例えばセラミック製のグロー・プラグとスチール製のグロー・プラグは、冷状態での抵抗、温状態での抵抗およびグロー動作中の抵抗勾配が明らかに異なっている。これは、グロー・プラグの時限加熱によるグロー動作中の抵抗特性についても当てはまる。
【００１４】
これらの違いにより、どのような場合でも、取り付けられたグロー・プラグ・タイプの識別が、本発明によって、内燃エンジンの動作の最中に常時達成される。
【００１５】
図２は、対応する本発明によるグロー・システムの構成を回路ブロック図で示している。
【００１６】
コンピュータ１は、プログラム・シーケンスをもつコア・プロセシング・モジュール４、電圧値および電流値のための入力モジュール３、ならびに電力エレクトロニクス・ユニット５のための制御装置２を有する。電力エレクトロニクス・ユニット５は、信号線を介してコンピュータ１の入力モジュール３にリンクされ、グロー・プラグへの電圧は信号線８を介して入力され、電力エレクトロニクス・ユニット５を通して、接続されているグロー・プラグ６に流れる電流に対応して、信号が線９を介して入力される。グロー・プラグ６は、接地接続７を有する。
【００１７】
本発明による動作手順は下記の通りである：
グロー・プラグの動作中、例えば機械が未だ始動していない初期のグロー段階で、または内燃エンジンの動作中、グロー・プラグに特有のパラメータ、つまりグロー・プラグの抵抗が記録され、評価される。このために様々なタイプのグロー・プラグに対して対応するパラメータが、グローまたはエンジン制御装置のメモリに記憶され、それによって適切な比較をすることによりグロー・プラグのタイプを判定し、識別することができる。
【００１８】
例えば、グロー・プラグのタイプに関する限り、スチール製のグロー・プラグに対処するのか、セラミック製のグロー・プラグに対処するのかを最初に判定するために冷状態の抵抗が先ず測定される。次いでグロー・プラグの急速加熱を開始することができ、この急速加熱中の抵抗勾配を測定し、これをグロー・プラグのタイプを最終的に識別するために使用することができる。
【００１９】
この手順は、急速加熱のプロセスを短くしたり長くしたりすることができるという利点を有する。
【００２０】
しかしグロー・プラグのタイプを識別するのに、冷状態の抵抗または加熱中の抵抗勾配だけを利用することも可能である。時限加熱動作中の抵抗の挙動も区別をするために利用することができる。
【００２１】
本発明によれば、グロー・プラグのタイプの識別は、グロー・プラグを含む全グロー・システムの動作が始まる前にも行うことができ、特にグロー・プラグのタイプの識別の前段階において予め決められた時点にそれを実施することができる。この場合、抵抗値の代わりにキャパシタンス、インダクタンス、またはグロー・プラグのキャパシタンスおよびインダクタンスから成る発振回路の共振周波数をパラメータとして利用することができる。
【００２２】
これらのパラメータを用いることにより、確実なタイプの識別が行えるという事実が示された。セラミック設計のグロー・プラグと金属設計のグロー・プラグの冷状態の抵抗が大きく相違する場合、様々なタイプのグロー・プラグを、そのキャパシタンスまたはインダクタンスの特徴によって相互に区別することができるので、上記事実は特に好ましいものである。特にインダクタンスが、確実な識別を行える特徴を備えていることは、テストによって示された。かくして、グロー巻き線をもつスチール製のプラグは、対応するセラミック製のグロー・プラグの３から４倍の大きさのインダクタンスを有する。
【００２３】
電気的な特性、特にインダクタンスを簡単に測定することにより、グロー・プラグのタイプの確実な識別が保障される。
【００２４】
ここで、測定は、グロー・プラグの加熱前の初期段階で所定の時点に行われ、それによって最初のグロー・プラグ加熱動作の最中であっても所定のタイプに特化した加熱プログラムを使用することができる。グロー・プラグが識別された後、その識別されたグロー・プラグのタイプ用の対応するパラメータ・セット（グロー制御装置またはエンジン制御装置内に記憶されている）が呼び出されロードされ、グロー・プラグの制御は、その識別されたグロー・プラグのタイプに属する呼び出されたパラメータ・セットで行われる。
【００２５】
グロー・プラグのタイプの識別は、各グロー・プラグに対してつまり各グロー・プラグ回路に対して個々に行うことができ、それによって個々のグロー・プラグは、識別されたタイプに応じて別々に制御することができる。個々のグロー・プラグに加え、一群のグロー・プラグを全般的に識別および制御することによる混合動作も可能である。
【００２６】
したがって本発明によりグロー・プラグのタイプの区別が行われ、識別されたグロー・プラグのタイプは制御装置に送信され、そのグロー・プラグのタイプ用の適切な適用データが制御装置内に記憶されている場合には、整合する対応パラメータのセットが自動的に選定される。
【００２７】
適用データがグロー制御装置つまりグロー制御ユニットに記憶されている実施形態に加え、これらのデータがエンジン制御装置つまりエンジン制御ユニットに記憶されている実施形態もある。内燃エンジン内に取り付けることができるプラグの異なるタイプを識別しようとする場合、対応する適用データを両方の制御ユニット内に記憶しておくことができる。この場合、関連する制御ユニットは、時にはグロー制御ユニットであるし、時にはエンジン制御ユニットである。
【００２８】
これは、下記の利点、即ち、不正確なプラグ・タイプのパラメータを用いた制御装置によるグロー・プラグの破壊を回避し、プラグ・タイプとエンジン・タイプの好ましくない組合せを識別することができ、プラグの取替えにより新たに導入されたグロー・プラグのタイプをその都度制御装置に知らせる必要がない、つまりグロー制御ユニットまたはエンジン制御装置に指示する必要がなく、したがってエラーを起こしにくくするという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】２つのタイプのグロー・プラグ、例えばスチール製のグロー・プラグおよびセラミック製のグロー・プラグの、動作電圧１２Ｖにおけるグロー・プラグ抵抗の時間に対する推移をグラフで示す図である。
【図２】グロー・プラグ・タイプを識別する、グロー・プラグ装置の回路ブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  コンピュータ
２  電力エレクトロニクス・ユニットのための制御装置
３  入力モジュール
４  コア・プロセシング・モジュール
５  電力エレクトロニクス・ユニット
６  グロー・プラグ
７  接地接続
８  信号線
【図１】
2007077984.tif 000003
【図２】
2007077984.tif 000004