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EP0305736A2 - Control device for the glow plugs of a self-igniting combustion engine - Google Patents

Control device for the glow plugs of a self-igniting combustion engine Download PDF

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Publication number
EP0305736A2
EP0305736A2 EP19880112180 EP88112180A EP0305736A2 EP 0305736 A2 EP0305736 A2 EP 0305736A2 EP 19880112180 EP19880112180 EP 19880112180 EP 88112180 A EP88112180 A EP 88112180A EP 0305736 A2 EP0305736 A2 EP 0305736A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
glow
engine
duty cycle
glow plugs
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP19880112180
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0305736A3 (en
EP0305736B1 (en
Inventor
Brigitte Dipl.-Ing. Arnold
Hans-Peter Dr. Dipl.-Phys. Bauer
Joachim Dipl.-Ing. Berger
Wolf Ing.-Grad. Wessel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0305736A2 publication Critical patent/EP0305736A2/en
Publication of EP0305736A3 publication Critical patent/EP0305736A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0305736B1 publication Critical patent/EP0305736B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
    • F02P19/021—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs characterised by power delivery controls
    • F02P19/022—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs characterised by power delivery controls using intermittent current supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/28—Interface circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • F02D41/266—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor the computer being backed-up or assisted by another circuit, e.g. analogue
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P19/00—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition
    • F02P19/02—Incandescent ignition, e.g. during starting of internal combustion engines; Combination of incandescent and spark ignition electric, e.g. layout of circuits of apparatus having glowing plugs
    • F02P19/026—Glow plug actuation during engine operation

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling glow plugs of a self-igniting internal combustion engine according to the preamble of the main claim.
  • the method according to the invention with the features of the main claim has the advantage that all relevant data present in the engine control (EDC) are taken into account when driving the glow plugs. As a result, the power supplied to the glow plugs and thus their operating temperature can be optimally adjusted. It is particularly advantageous that different glow processes can be distinguished which do not influence one another.
  • EDC engine control
  • an interface is used which is between an electronic engine control, e.g. an electronic diesel control unit (EDC) and a glow system or a glow time control unit of an internal combustion engine.
  • EDC electronic diesel control unit
  • FIG. 1 shows a block diagram of an engine control MS with an interface 1 and a glow system, of which only driver stages 2, glow plug monitoring 3 and overcurrent detection 4 are shown here for better clarity.
  • the driver stages 2 serve to control a number of glow plugs, possibly also to control one or more glow plug control displays designed as a control lamp.
  • the interface 1 has a microprocessor MP which controls the driver stages 2 and which is connected to the glow plug monitoring 3 and the overcurrent detection 4.
  • the interface on the input side is provided with a level converter 5, with which the data word output by the motor control MS is converted to the levels required for the microprocessor MP.
  • An input filter can also be contained in the level converter 5, with which unwanted interference signals can be eliminated.
  • a converter 6 is provided for the transmission of data words from the microprocessor MP to the motor control MS, which performs a suitable level adjustment.
  • a clock generator 7 and a switching device 8 are connected to the microprocessor MP, with which the microprocessor can be switched on and off and reset.
  • a data word is transmitted serially to the interface 1 by the engine control MS.
  • the data word has a start bit which indicates the start of the data word and a stop bit which indicates the end of the data word.
  • D0 to D4 determine the duty cycle with a resolution of approximately 3%.
  • a preheat indicator lamp L1 (not shown here) can be controlled by data bit D5, for example.
  • a diagnosis call can be made via data bit D6.
  • D7 can be provided for further special tasks, for example for controlling a second lamp L2.
  • the lamp L2 is activated, for example, when the vehicle is ready to start.
  • Each of the 8 data bits can have a pulse curve shown in FIG. 3, the upper pulse curve with a pulse duration of T / 8 representing a logical "0" and the lower pulse curve with the pulse duration T / 2 representing a logical "1". Because a pulse is also transmitted at logic "0", each of the data bits can be used simultaneously as a synchronization bit.
  • the transmission of the data word from the engine control MS to the glow time control device (GZS) is preferably carried out every 200 to 300 ms.
  • relay R1 and R2 are provided for driving the glow plugs, the relay R1 serving as the main relay for the power supply and the relay R2 for bridging a series resistor connected upstream of the glow plugs.
  • the duty cycle is varied by changing the duty cycle of relay R2 while relay R1 is continuously switched on or energized.
  • the data contained in the engine control such as e.g. Vehicle electrical system voltage, engine temperature, fuel injection quantity, etc. available; they can be optimally used to control the glow plugs. On the basis of the data, these methods can also be used to distinguish between individual annealing processes that are independent of one another or decoupled from one another, preferably pre-annealing, annealing, afterglowing and intermediate annealing.
  • the on-board electrical system or battery voltage U_Batt is recorded and this voltage value is compared with a predetermined parameter U_GLmax.
  • U_GLmax the on-board electrical system or battery voltage
  • a preheating process is initiated for a preheating time T_V, in which both the relay R1 and the relay R2 are constantly energized.
  • the preheat time T_V is a function of the engine temperature T_M and the battery voltage U_Batt. This function is stored in a three-dimensional map.
  • the preheating process is ended when the preheating time T_V has expired.
  • the speed of the internal combustion engine is detected and the preheating process also ends before the preheating time has elapsed, when the so-called start release speed has been reached.
  • the warning lamp L1 indicating the preheating process is activated or switched on. It is switched off again when the preheating time T_V has expired or when a certain engine start speed N_St of, for example, 800 rpm for a time T_VSt of e.g. 10 s is exceeded.
  • the preheating process for a safety glow time T_S at the longest is followed by a glow process in which the power supplied to the candles is limited in that the relay R2 has a fixed period duration T_p specified in the glow time control device and with a period in the engine control (EDC ) the duty cycle T_G to be determined is clocked. In contrast, R1 remains fully energized during the safety glow period T_S.
  • a duty cycle T_G1 is stored in the motor controller and is only maintained during the specified period T_p. It was determined by tests with the usual battery voltage U_Batt1. It is stored as a function of the fuel injection quantity M_E and the engine speed N in a map.
  • the duty cycle is corrected according to the following equation after the period T_p: where R v denotes the series resistor and R k the candle resistance.
  • duty cycle T_G determined in this way is only valid for the period T_p specified when measuring T_G1.
  • the glow process is ended when either the safety glow time T_S has expired or the engine has reached the start throwing speed.
  • an afterglow process is initiated which is maintained during an afterglow time T_M.
  • Relay R1 is also continuously energized during afterglow, while relay R2 is operated clocked.
  • the power supplied to the candles depends on the engine or combustion chamber temperature. With a higher load on the motor and the resulting higher temperature, the candles are switched on shorter, i.e. the energy supply is reduced. Thereby thermal overloads are avoided. Since the temperature of the combustion chamber cannot rise abruptly when the gas is pressed, the energy supplied to the candles need not be withdrawn immediately. Rather, it is withdrawn with a delay - corresponding to the slowly increasing combustion chamber temperature.
  • T_G * transmitted from the motor control MS to the interface 1 follows the determined duty cycle T_G with a certain delay, here a first-order delay.
  • This delay time is designated T_VG and is in the range from 1 to 3 s, for example.
  • annealing process can be distinguished: intermediate annealing. This process is initiated when the engine is idling, that is, when the speed falls below a predetermined speed N_Sch or a predetermined injection quantity M_Sch, and when the engine is cold, namely when the engine temperature T_M falls below a predetermined temperature value T_MSch.
  • the relay R1 is continuously energized and the relay R2 is clocked with a fixed duty cycle T_GZ at a period T_p. The period is known from the annealing process described above.
  • the method described here is designed in such a way that every diagnosis request from the engine control MS to the glow time control device must be answered.
  • the motor control sends a logical "1".
  • the transmission line leading to the motor control is temporarily set to zero potential in the glow time control device.
  • the motor control evaluates the times during which the transmission line is at zero potential.
  • the following table shows that two cases can be distinguished: Motor control differentiates the errors reported back from the glow time control or not. The two cases are distinguished in the table by a double, dashed horizontal line.
  • relays R1 and R2 are used instead of the relays R1 and R2 mentioned in the explanation of the method for controlling glow plugs. They have the advantage that they can be clocked much faster than relays, so that clock frequencies above 16 Hz can also be achieved. The human eye then no longer perceives flickering of the vehicle's electrical lighting devices due to the inertia when the high candle currents are switched on and off. As a result, the relay R 1 and the series resistor can also be omitted.
  • the NTC in the glow control unit is replaced by a cooling water temperature signal from the engine management system; the load switch or the load potentiometer on the fuel injection pump or on the accelerator pedal are replaced by load information in the engine control system based on the injection quantity and the speed, and the starter signal by speed information such as minimum or start release speed.
  • the information about the on-board electrical system voltage in the glow time control device is used to change the duty cycle. Finally, it is possible to report the errors of the glow time control detected during diagnosis to the engine control via the interface and to save them there.

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

A method is proposed for controlling the glow plugs of a self- igniting combustion engine by means of an interface (1) arranged between an electronic engine control (MS) and a glow time control instrument, in which individual, non-interacting glow processes are distinguished. At the same time the power supply to the glow plugs during the glow processes is controlled by the use of the information present in the engine control unit. <IMAGE>

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Ansteue­rung von Glühkerzen einer selbstzündenden Brennkraft­maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a method for controlling glow plugs of a self-igniting internal combustion engine according to the preamble of the main claim.

Ein solches Verfahren ist in der deutschen Patentanmel­dung P 36 24 664 beschrieben. Danach ist es bekannt, Glühkerzen eines Dieselmotors mit einem von der Batte­riespannung abhängigen Tastverhältnis anzusteuern. Nachteil dieses Verfahrens ist es, daß die Auswahl der bei der Ansteuerung der Glühkerzen verwendeten Parameter bzw. Informationen beschränkt ist.Such a method is described in German patent application P 36 24 664. Thereafter, it is known to control glow plugs of a diesel engine with a duty cycle dependent on the battery voltage. The disadvantage of this method is that the selection of the parameters or information used when controlling the glow plugs is limited.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß bei der Ansteuerung der Glühkerzen sämtliche, relevante in der Motorsteuerung (EDC) vorhandenen Daten berücksich­tigt werden. Dadurch kann die den Glühkerzen zugeführte Leistung und damit deren Betriebstemperatur optimal eingestellt werden.Besonders vorteilhaft ist es, daß verschiedene Glühvorgänge unterschieden werden können, die sich gegenseitig nicht beeinflussen.The method according to the invention with the features of the main claim has the advantage that all relevant data present in the engine control (EDC) are taken into account when driving the glow plugs. As a result, the power supplied to the glow plugs and thus their operating temperature can be optimally adjusted. It is particularly advantageous that different glow processes can be distinguished which do not influence one another.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist es, daß der Tastgrad bei der Ansteuerung der Glühkerzen einfach an Änderungen der Bordnetzspannung angepaßt werden kann.Advantageous further developments and improvements of the method specified in the main claim are possible through the measures listed in the subclaims. It is particularly advantageous that the duty cycle when controlling the glow plugs can be easily adapted to changes in the vehicle electrical system voltage.

Zeichnungdrawing

Eine Ausführungsform des Verfahrens wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • Figur 1 ein Blockschaltbild einer Motorsteuerung mit einer Schnittstelle;
  • Figur 2 ein bei der Ansteuerung der Glühkerzen als Steuerbefehl dienendes Datenwort;
  • Figur 3 zwei Impulsdiagramme von Datenbits und
  • Figur 4 eine Tabelle zur Erläuterung von Datenworten.
An embodiment of the method is explained in more detail with reference to the figures. Show it:
  • Figure 1 is a block diagram of a motor controller with an interface;
  • FIG. 2 shows a data word that serves as a control command when activating the glow plugs;
  • Figure 3 shows two pulse diagrams of data bits and
  • Figure 4 is a table for explaining data words.

Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ansteuerung von Glühkerzen wird eine Schnittstelle verwendet, die zwischen einer elektronischen Motorsteuerung, z.B. einem elektronischen Diesel-Steuergerät (EDC) und einer Glühanlage bzw. einem Glühzeitsteuergerät einer Brenn­kraftmaschine angeordnet ist.In the method according to the invention for controlling glow plugs, an interface is used which is between an electronic engine control, e.g. an electronic diesel control unit (EDC) and a glow system or a glow time control unit of an internal combustion engine.

In Figur 1 ist ein Blockschaltbild einer Motorsteuerung MS mit einer Schnittstelle 1 sowie einer Glühanlage dargestellt, von der zur besseren Übersichtlichkeit hier lediglich den Glühkerzen zugeordnete Treiberstufen 2, eine Glühkerzenüberwachung 3 und eine Überstromerken­nung 4 abgebildet sind. Die Treiberstufen 2 dienen der Ansteuerung mehrerer Glühkerzen, ggf. auch der Ansteuerung einer oder mehrerer als Kontrollampe ausge­bildeter Glühkerzenkontrollanzeigen.FIG. 1 shows a block diagram of an engine control MS with an interface 1 and a glow system, of which only driver stages 2, glow plug monitoring 3 and overcurrent detection 4 are shown here for better clarity. The driver stages 2 serve to control a number of glow plugs, possibly also to control one or more glow plug control displays designed as a control lamp.

Die Schnittstelle 1 weist einen Mikroprozessor MP auf, der die Treiberstufen 2 ansteuert und der mit der Glüh­kerzenüberwachung 3 sowie der Überstromerkennung 4 verbunden ist. Außerdem ist die Schnittstelle auf der Eingangsseite mit einem Pegelumsetzer 5 versehen, mit dem das von der Motorsteuerung MS abgegebene Datenwort auf die für den Mikroprozessor MP notwendigen Pegel umgesetzt wird. Im Pegelumsetzer 5 kann auch ein Ein­gangsfilter enthalten sein, mit dem unerwünschte Stör­signale eliminiert werden können. Entsprechend ist für die Übertragung von Datenworten vom Mikroprozessor MP zur Motorsteuerung MS ein Rückumsetzer 6 vorgesehen, der eine geeignete Pegelanpassung vornimmt. Schließlich sind an den Mikroprozessor MP ein Taktgenerator 7 und eine Schalteinrichtung 8 angeschlossen, mit der der Mikroprozessor ein- und ausschaltbar sowie rücksetzbar ist.The interface 1 has a microprocessor MP which controls the driver stages 2 and which is connected to the glow plug monitoring 3 and the overcurrent detection 4. In addition, the interface on the input side is provided with a level converter 5, with which the data word output by the motor control MS is converted to the levels required for the microprocessor MP. An input filter can also be contained in the level converter 5, with which unwanted interference signals can be eliminated. Correspondingly, a converter 6 is provided for the transmission of data words from the microprocessor MP to the motor control MS, which performs a suitable level adjustment. Finally, a clock generator 7 and a switching device 8 are connected to the microprocessor MP, with which the microprocessor can be switched on and off and reset.

Zur Ansteuerung der Glühkerzen wird von der Motorsteue­rung MS ein Datenwort, wie es in Figur 2 dargestellt ist, seriell zur Schnittstelle 1 übertragen. Das Daten­wort weist ein Startbit auf, welches den Beginn des Datenworts anzeigt und ein das Ende des Datenworts anzeigendes Stopbit. Zwischen Start- und Stopbit liegen 8 Datenbits D0 bis D7. Durch D0 bis D4 wird, wie sich aus Figur 4 ergibt, der Tastgrad mit einer Auflösung von ca. 3% bestimmt. Durch das Datenbit D5 ist beispiels­weise eine hier nicht dargstellte Vorglühkontrollampe L1 ansteuerbar. Durch das Datenbit D6 kann ein Diagnose­abruf erfolgen. D7 kann für weitere Sonderaufgaben, bei­spielsweise für die Ansteuerung einer zweiten Lampe L2 vorgesehen werden. Die Lampe L2 wird beispielsweise bei Startbereitschaft angesteuert.To control the glow plugs, a data word, as shown in FIG. 2, is transmitted serially to the interface 1 by the engine control MS. The data word has a start bit which indicates the start of the data word and a stop bit which indicates the end of the data word. There are 8 data bits D0 to D7 between the start and stop bit. As can be seen from FIG. 4, D0 to D4 determine the duty cycle with a resolution of approximately 3%. A preheat indicator lamp L1 (not shown here) can be controlled by data bit D5, for example. A diagnosis call can be made via data bit D6. D7 can be provided for further special tasks, for example for controlling a second lamp L2. The lamp L2 is activated, for example, when the vehicle is ready to start.

Für die Aussage der Datenbits D5 und D6 gilt folgendes: Nimmt D5 den logischen Wert "1" an, so wird die Vorglüh­kontrollampe ein-, ansonsten ausgeschaltet. Entsprechend wird für den Fall, daß D6 den logischen Wert "1" annimmt, eine Diagnose angefordert.The following applies to the statement of data bits D5 and D6: if D5 assumes the logical value "1", the preheat indicator lamp is switched on, otherwise it is switched off. Accordingly, a diagnosis is requested in the event that D6 assumes the logical value "1".

Jedes der 8 Datenbits kann einen in Figur 3 dargstellten Impulsverlauf haben, wobei der obere Impulsverlauf mit einer Impulsdauer von T/8 eine logische "0" und der untere Impulsverlauf mit der Impulsdauer T/2 eine logi­sche "1" repräsentiert. Dadurch, daß auch bei der logi­schen "0" ein Impuls übertragen wird, kann jedes der Datenbits gleichzeitig als Synchronisierbit verwendet werden.Each of the 8 data bits can have a pulse curve shown in FIG. 3, the upper pulse curve with a pulse duration of T / 8 representing a logical "0" and the lower pulse curve with the pulse duration T / 2 representing a logical "1". Because a pulse is also transmitted at logic "0", each of the data bits can be used simultaneously as a synchronization bit.

Um ein Datenwort zu übertragen, sind im vorliegenden Fall 64 ms für die Datenbits D0 bis D7 und je 1 ms für das Start- und Stopbit erforderlich. Die Übertra­gung des Datenworts von der Motorsteuerung MS an das Glühzeitsteuergerät (GZS) erfolgt vorzugsweise alle 200 bis 300 ms.To transmit a data word, in the present case 64 ms are required for data bits D0 to D7 and 1 ms each for the start and stop bit. The transmission of the data word from the engine control MS to the glow time control device (GZS) is preferably carried out every 200 to 300 ms.

Es wird im folgenden davon ausgegangen, daß zur Ansteue­rung der Glühkerzen zwei von den Treiberstufen angesteu­erte, hier nicht dargestellte Relais R1 und R2 vorgese­hen sind, wobei das Relais R1 als Hauptrelais für die Stromzufuhr und das Relais R2 der Überbrückung eines den Glühkerzen vorgeschalteten Vorwiderstands dient. Bei der Ansteuerung der Glühkerzen wird der Tastgrad dadurch variiert, daß die Einschaltdauer des Relais R2 verändert wird, während das Relais R1 kontinuierlich eingeschaltet bzw. erregt bleibt.It is assumed below that two relays R1 and R2, not shown here, are provided for driving the glow plugs, the relay R1 serving as the main relay for the power supply and the relay R2 for bridging a series resistor connected upstream of the glow plugs. When activating the glow plugs, the duty cycle is varied by changing the duty cycle of relay R2 while relay R1 is continuously switched on or energized.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert:The method according to the invention is explained in more detail below with reference to the figures:

Der Glühanlage bzw. dem Glühzeitsteuergerät stehen während des Betriebs eines Kraftfahrzeugs die in der Motorsteuerung vorhandenen Daten wie z.B. Bordnetzspan­nung, Motortemperatur, Kraftstoffeinspritzmenge usw. zur Verfügung; sie können optimal zur Ansteuerung der Glühkerzen verwendet werden. Aufgrund der Daten lassen sich bei diesen Verfahren auch einzelne voneinander unabhängige bzw. untereinander entkoppelte Glühvorgänge unterscheiden, vorzugsweise Vorglühen, Glühen, Nachglü­hen und Zwischenglühen.The data contained in the engine control, such as e.g. Vehicle electrical system voltage, engine temperature, fuel injection quantity, etc. available; they can be optimally used to control the glow plugs. On the basis of the data, these methods can also be used to distinguish between individual annealing processes that are independent of one another or decoupled from one another, preferably pre-annealing, annealing, afterglowing and intermediate annealing.

Vor Beginn eines Glühvorgangs wird die Bordnetz- oder Batteriespannung U_Batt erfaßt und dieser Spannungs­wert mit einem vorgegebenen Parameter U_GLmax vergli­chen. Um zu vermeiden, daß die Glühkerzen überlastet werden, wird bei einer zu hohen Bordnetzspannung, näm­lich bei Spannungen oberhalb des Wertes U_GLmax kein Glühvorgang eingeleitet.Before a glow process begins, the on-board electrical system or battery voltage U_Batt is recorded and this voltage value is compared with a predetermined parameter U_GLmax. In order to avoid that the glow plugs are overloaded, no glow process is initiated if the vehicle electrical system voltage is too high, namely at voltages above the value U_GLmax.

Auf die einzelnen Glühvorgänge soll chronologisch einge­gangen werden:The individual annealing processes should be dealt with chronologically:

Nachdem festgestellt wurde, daß die Bordnetzspannung einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet, wird nach Einschalten der Steuergeräte-Versorgungsspannung zu­nächst für eine Vorglühzeit T_V ein Vorglühvorgang eingeleitet, bei dem sowohl das Relais R1 als auch das Relais R2 ständig angezogen sind. Die Vorglühzeit T_V ist eine Funktion der Motortemperatur T_M und der Batteriespannung U_Batt. Diese Funktion ist in einem dreidimensionalen Kennfeld abgelegt.After it has been determined that the on-board electrical system voltage does not exceed a predetermined value, after switching on the control unit supply voltage, a preheating process is initiated for a preheating time T_V, in which both the relay R1 and the relay R2 are constantly energized. The preheat time T_V is a function of the engine temperature T_M and the battery voltage U_Batt. This function is stored in a three-dimensional map.

Der Vorglühvorgang wird beendet, wenn die Vorglühzeit T_V abgelaufen ist.The preheating process is ended when the preheating time T_V has expired.

Während des Vorglühens wird die Drehzahl der Brennkraft­maschine erfaßt und der Vorglühvorgang auch vor Ablauf der Vorglühzeit beendet, wenn die sog. Startabwurfdreh­zahl erreicht ist.During the preheating, the speed of the internal combustion engine is detected and the preheating process also ends before the preheating time has elapsed, when the so-called start release speed has been reached.

Während des Vorglühens wird die den Vorglühvorgang anzeigende Kontrollampe L1 angesteuert bzw. eingeschal­tet. Sie wird wieder abgeschaltet, wenn die Vorglühzeit T_V abgelaufen ist, oder wenn eine bestimmte Motor-­Startdrehzahl N_St von beispielsweise 800 U/min für eine Zeit T_VSt von z.B. 10 s überschritten ist.During the preheating, the warning lamp L1 indicating the preheating process is activated or switched on. It is switched off again when the preheating time T_V has expired or when a certain engine start speed N_St of, for example, 800 rpm for a time T_VSt of e.g. 10 s is exceeded.

Nach Ablauf der Vorglühzeit T_V schließt sich an den Vorglühvorgang für längstens eine Sicherheitsglühzeit T_S ein Glühvorgang an, bei dem die den Kerzen zugeführ­te Leistung dadurch begrenzt wird, daß das Relais R2 mit einer festen im Glühzeitsteuergerät vorgegebenen Periodendauer T_p und mit einem in der Motorsteuerung (EDC) zu bestimmenden Tastgrad T_G getaktet wird. Dage­gen bleibt R1 während der Sicherheitsglühzeit T_S voll angezogen.After the preheating time T_V has elapsed, the preheating process for a safety glow time T_S at the longest is followed by a glow process in which the power supplied to the candles is limited in that the relay R2 has a fixed period duration T_p specified in the glow time control device and with a period in the engine control (EDC ) the duty cycle T_G to be determined is clocked. In contrast, R1 remains fully energized during the safety glow period T_S.

In der Motorsteuerung ist ein Tastgrad T_G1 abgelegt, der nur während der vorgegebenen Periodendauer T_p beibehalten wird. Er wurde durch Versuche bei der üblichen Batterie­spannung U_Batt1 ermittelt. Er ist als Funktion der Kraft­stoff-Einspritzmenge M_E und der Motordrehzahl N in einem Kennfeld gespeichert.A duty cycle T_G1 is stored in the motor controller and is only maintained during the specified period T_p. It was determined by tests with the usual battery voltage U_Batt1. It is stored as a function of the fuel injection quantity M_E and the engine speed N in a map.

Bei beliebigen von U_Batt1 abweichenden Spannungen U_Batt erfolgt nach Ablauf der Periodendauer T_p eine Korrektur des Tastgrads gemäß folgender Gleichung:

Figure imgb0001
wobei mit Rv der Vorwiderstand und mit Rk der Kerzenwider­stand bezeichnet wird.For any voltages U_Batt deviating from U_Batt1, the duty cycle is corrected according to the following equation after the period T_p:
Figure imgb0001
 where R v denotes the series resistor and R k the candle resistance.

Es ist festzuhalten, daß der auf diese Weise ermittelte Tastgrad T_G nur für die bei der Messung von T_G1 vorge­gebenen Periodendauer T_p gültig ist.It should be noted that the duty cycle T_G determined in this way is only valid for the period T_p specified when measuring T_G1.

Der Glühvorgang wird beendet, wenn entweder die Sicher­heitsglühzeit T_S abgelaufen ist, oder der Motor die Start­wurfdrehzahl erreicht hat.The glow process is ended when either the safety glow time T_S has expired or the engine has reached the start throwing speed.

Wird entweder beim Vorglühen oder beim Glühen die Start­abwurfdrehzahl erreicht, so wird ein Nachglühvorgang einge­leitet, der während einer Nachglühzeit T_M aufrecht erhal­ten wird. Die Nachglühzeit ist eine Funktion der Motortem­peratur T_M und wird durch eine Kennlinie T_M = f(T_M) dargestellt.If the start release speed is reached either during preheating or during annealing, an afterglow process is initiated which is maintained during an afterglow time T_M. The afterglow time is a function of the engine temperature T_M and is represented by a characteristic curve T_M = f (T_M).

Wie beim Glühvorgang werden die zulässige der Kerze zuge­führte Leistung P_KE und der Tastgrad T_G aus dem Kennfeld T_G = f(M_E,N) und aus der Spannungskorrektur ermittelt. Auch während des Nachglühens ist das Relais R1 dauernd angezogen, während das Relais R2 getaktet betrieben wird.As with the glow process, the permissible power P_KE supplied to the candle and the duty cycle T_G are determined from the map T_G = f (M_E, N) and from the voltage correction. Relay R1 is also continuously energized during afterglow, while relay R2 is operated clocked.

Die den Kerzen zugeführte Leistung ist abhängig von der Motor- bzw. Brennraumtemperatur. Bei höherer Bela­stung des Motors und daraus resultierender höherer Temperatur werden die Kerzen kürzer eingeschaltet, d.h. die Energiezufuhr wird reduziert. Dadurch werden termische Überlastungen vermieden. Da die Temperatur des Brennraums beim Gasgeben nicht abrupt steigen kann, braucht die den Kerzen zugeführte Energie nicht sofort zurückgenommen werden. Sie wird vielmehr mit einer Verzögerung - entsprechend der langsam steigenden Brenn­raumtemperatur - zurückgenommen.The power supplied to the candles depends on the engine or combustion chamber temperature. With a higher load on the motor and the resulting higher temperature, the candles are switched on shorter, i.e. the energy supply is reduced. Thereby thermal overloads are avoided. Since the temperature of the combustion chamber cannot rise abruptly when the gas is pressed, the energy supplied to the candles need not be withdrawn immediately. Rather, it is withdrawn with a delay - corresponding to the slowly increasing combustion chamber temperature.

Das Umgekehrte gilt für die Gasrücknahme, also für die Reduzierung der Kraftstoff-Einspritzmenge: Die Temperatur des Brennraums sinkt bei abnehmender Last allmählich; die Energiezufuhr zu den Kerzen nimmt also bei Lastreduktion mit einer gewissen Verzögerung zu.The reverse is true for gas withdrawal, i.e. for reducing the fuel injection quantity: The temperature of the combustion chamber gradually drops as the load decreases; the energy supply to the candles increases with a certain delay when the load is reduced.

Daraus folgt, daß der tatsächlich realisierte, von der Motorsteuerung MS an die Schnittstelle 1 übermittel­te Tastgrad T_G* dem ermittelten Tastgrad T_G mit einer gewissen Verzögerung, hier einer Verzögerung erster Ordnung folgt. Diese Verzögerungszeit wird mit T_VG bezeichnet und liegt im Bereich von beispielsweise 1 bis 3 s.It follows from this that the actually implemented duty cycle T_G * transmitted from the motor control MS to the interface 1 follows the determined duty cycle T_G with a certain delay, here a first-order delay. This delay time is designated T_VG and is in the range from 1 to 3 s, for example.

Schließlich kann noch ein weiterer Glühvorgang unter­schieden werden: Das Zwischenglühen. Dieser Vorgang wird bei Leerlauf des Motors, also bei Unterschreiten einer vorgegebenen Drehzahl N_Sch bzw. einer vorgegebe­nen Einspritzmenge M_Sch, und bei kaltem Motor, nämlich wenn die Motortemperatur T_M einen vorgegebenen Tempera­turwert T_MSch unterschreitet, eingeleitet. Dabei wird das Relais R1 kontinuierlich angezogen und das Relais R2 mit einem festen Tastgrad T_GZ bei einer Perioden­dauer T_p getaktet. Die Periodendauer ist aus dem oben­beschriebenen Glühvorgang bekannt.Finally, another annealing process can be distinguished: intermediate annealing. This process is initiated when the engine is idling, that is, when the speed falls below a predetermined speed N_Sch or a predetermined injection quantity M_Sch, and when the engine is cold, namely when the engine temperature T_M falls below a predetermined temperature value T_MSch. The relay R1 is continuously energized and the relay R2 is clocked with a fixed duty cycle T_GZ at a period T_p. The period is known from the annealing process described above.

Auch hier wird - wie beim Glühen und Nachglühen - eine Spannungskorrektur des Tastgrads vorgenommen. Der beim Zwischenglühen anhand der Spannungskorrektur ermit­telte Tastgrad wird mit dem beim Nachglühen erforderli­chen Tastgrad verglichen und der größere der beiden Werte verwendet (Maximalwertauswahl).Here too - as with glow and afterglow - a voltage correction of the duty cycle is carried out. The duty cycle determined during intermediate annealing based on the voltage correction is compared with the duty cycle required during afterglow and the larger of the two values is used (maximum value selection).

Aus Figur 4 ergibt sich, daß immer dann eine Diagnose ange­fordert wird, wenn die Datenbits D0 bis D4 alle den Wert "0" annehmen, also dann, wenn die Relais R1 und R2- nicht angezogen sind. Die Motorsteuerung stellt auf diese Weise vor der Vorglühzeit T_V und der Nachglühzeit T_N Diagnoseaufforderungen an das Glühzeitsteuergerät. Unabhän­gig davon kann über das Datenbit D6 eine Diagnoseaufforde­rung erfolgen.It follows from FIG. 4 that a diagnosis is always requested when the data bits D0 to D4 all assume the value "0", that is, when the relays R1 and R2- are not activated. In this way, the engine control system makes diagnostic requests to the glow time control device before the glow period T_V and the afterglow time T_N. Regardless of this, a diagnosis request can be made via data bit D6.

Das hier beschriebene Verfahren ist so ausgelegt, daß jede Diagnoseaufforderung der Motorsteuerung MS an das Glühzeit­steuergerät beantwortet werden muß. Nach der Diagnoseauf­forderung sendet die Motorsteuerung eine logische "1". Als Antwort auf diese Aufforderung wird in dem Glühzeitsteuer­gerät die zur Motorsteuerung führende Übertragungsleitung zeitlich begrenzt auf Nullpotential gelegt. Die Motorsteue­rung wertet die Zeiten aus, während denen die Übertragungs­leitung auf Nullpotential liegt. Aus der folgenden Tabelle ist ersichtlich, daß zwei Fälle unterschieden werden kön­nen: Motorsteuerung unterscheidet die von der Glühzeit­steuerung zurückgemeldeten Fehler oder nicht. Die beiden Fälle sind in der Tabelle durch eine doppelte, gestrichel­te horizontale Linie unterschieden. Zeitliche Begrenzung Bedeutung Keine Unterscheidung der zurückgemeldeten Fehler 3 ms kein Fehler im GZS <1 ms oder >6 ms Defekt im GZS zurückgemeldete Fehler werden unterschieden <1 ms Leitung unterbrochen 1,5 ms kein Fehler im GZS 3 ms Eine oder mehrere Glühstiftkerzen ausgefallen 6 ms Relaiskleben 12 ms Relais schließt nicht > 12 ms Leitung hat Masseschluß The method described here is designed in such a way that every diagnosis request from the engine control MS to the glow time control device must be answered. After the diagnosis request, the motor control sends a logical "1". In response to this request, the transmission line leading to the motor control is temporarily set to zero potential in the glow time control device. The motor control evaluates the times during which the transmission line is at zero potential. The following table shows that two cases can be distinguished: Motor control differentiates the errors reported back from the glow time control or not. The two cases are distinguished in the table by a double, dashed horizontal line. Time limit importance No distinction between the reported errors 3 ms no error in the GZS <1 ms or> 6 ms Defect in the GZS Acknowledged errors are distinguished <1 ms line interrupted 1.5 ms no error in the GZS 3 ms One or more glow plugs failed 6 ms Relay gluing 12 ms Relay does not close > 12 ms The line has a short to ground

Anstelle der bei der Erläuterung des Verfahrens zur Ansteuerung von Glühkerzen genannten Relais R1 und R2 können auch Halbleiterschalter verwendet werden. Sie haben den Vorteil, daß sie wesentlich schneller als Relais getaktet werden können, so daß auch Taktfre­quenzen oberhalb von 16 Hz realisierbar sind. Das menschliche Auge nimmt dann aufgrund der Augenträgheit beim Ein- und Ausschalten der hohen Kerzenströme kein Flackern von elektrischen Beleuchtungseinrichtungen des Fahrzeugs mehr wahr. Dadurch können auch das Relais R 1 und der Vorwiderstand entfallen.Instead of the relays R1 and R2 mentioned in the explanation of the method for controlling glow plugs, semiconductor switches can also be used. They have the advantage that they can be clocked much faster than relays, so that clock frequencies above 16 Hz can also be achieved. The human eye then no longer perceives flickering of the vehicle's electrical lighting devices due to the inertia when the high candle currents are switched on and off. As a result, the relay R 1 and the series resistor can also be omitted.

Dadurch, daß bei dem beschriebenen Verfahren die in der Motorsteuerung vorhandenen Informationen genutzt werden, können diverse, sonst zusätzlich vorgesehene Signal-Eingabeanschlüsse entfallen:Because the information available in the motor control is used in the described method, various signal input connections which are otherwise provided can be omitted:

Der NTC im Glühzeitsteuergerät wird durch ein Kühlwas­sertemperatur-Signal der Motorsteuerung ersetzt; der Lastschalter bzw. das Lastpotentiometer an der Kraft­stoff-Einspritzpumpe bzw. am Fahrpedal werden ersetzt durch auf der Einspritzmenge und der Drehzahl beruhende Lastinformationen in der Motorsteuerung und das Anlas­sersignal durch Drehzahlinformationen wie Mindest- bzw. Startabwurfdrehzahl.The NTC in the glow control unit is replaced by a cooling water temperature signal from the engine management system; the load switch or the load potentiometer on the fuel injection pump or on the accelerator pedal are replaced by load information in the engine control system based on the injection quantity and the speed, and the starter signal by speed information such as minimum or start release speed.

Darüber hinaus wird zur Änderung des Tastgrads die in der Motorsteuerung vorhandene Information über die Bordnetzspannung in dem Glühzeitsteuergerät genutzt. Schließlich besteht die Möglichkeit, die bei der Diagno­se festgestellten Fehler der Glühzeitsteuerung über die Schnittstelle an die Motorsteuerung zurückzumelden und dort zu speichern.In addition, the information about the on-board electrical system voltage in the glow time control device is used to change the duty cycle. Finally, it is possible to report the errors of the glow time control detected during diagnosis to the engine control via the interface and to save them there.

Claims (13)

1. Verfahren zur Ansteuerung von Glühkerzen einer selbstzündenden Brennkraftmaschine mittels einer zwi­schen einer elektrischen Motorsteuerung und einer Glüh­anlage der Brennkraftmaschine angeordneten Schnittstel­le, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne untereinander entkoppelte Glühvorgänge unterschieden werden.1. A method for controlling glow plugs of a self-igniting internal combustion engine by means of an interface arranged between an electric motor control and a glow system of the internal combustion engine, characterized in that individual decoupled glow processes are distinguished. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Glühvorgängen die Leistungszufuhr zu den Glühkerzen unter Verwendung der in der Motorsteuerung vorhandenen Informationen gesteuert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the power supply to the glow plugs is controlled using the information available in the engine control during the glow processes. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß folgende Glühvorgänge unterschieden wer­den: Vorglühen, Glühen, Nachglühen und Zwischenglühen.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the following annealing processes are distinguished: preheating, annealing, afterglow and intermediate annealing. 4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Nach Einschalten der Motorsteuerung wird ein Vorglühvorgang eingeleitet, bei dem die Glüh­ kerzen der Brennkraftmaschine von einem kontinuierli­chen Strom durchflossen werden, wobei der Vorglühvor­gang nach Ablauf einer Vorglühzeit (T_V) oder bei Erreichen einer Startabwurfdrehzahl beendet wird.4. The method according to claim 3, characterized by the following steps: After switching on the engine control, a preheating process is initiated in which the glow candles of the internal combustion engine are flowed through by a continuous current, the preheating process being ended after a preheating time (T_V) or when a start-release speed has been reached. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Vorglühvorgangs eine Anzeigeeinrichtung (L1) aktiviert wird, die inaktiviert wird, wenn die Vorglühzeit (T_V) abgelaufen ist, oder wenn eine vorge­gebene Motor-Startdrehzahl (N_St) für eine vorgegebene Zeit (T-VSt) überschritten wird.5. The method according to claim 4, characterized in that during the preheating process a display device (L1) is activated, which is deactivated when the preheating time (T_V) has expired, or when a predetermined engine start speed (N_St) for a predetermined time ( T-VSt) is exceeded. 6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß des Vorglühvorgangs ein Glühvorgang eingeleitet und maximal für eine vorgegebene Zeit (T_S) der bis zum Erreichen der Startabwurfdrehzahl aufrecht erhalten wird, bei dem die den Glühkerzen zugeführte Leistung begrenzt wird, indem ein intermittierender Strom durch die Glühkerzen geleitet wird.6. The method according to claim 3, characterized in that after the end of the preheating process, a glow process is initiated and is maintained for a predetermined time (T_S) until the start discharge speed is reached, at which the power supplied to the glow plugs is limited by an intermittent Electricity is passed through the glow plugs. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Glühkerzen zugeführte Strom zunächst während einer in der Glühanlage vorgegebenen Perioden­dauer (T_p) mit einem von der Motorsteuerung bestimmten Tastgrad (T_G1) getaktet wird, der von der Kraftstoff­einspritzmenge (M_E) und der Motordrehzahl (N) abhängt, und daß anschließend ein an die momentane Versorgungs­spannung (U_Batt) angepaßter Tastgrad (T_G) bestimmt und verwendet wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the current supplied to the glow plugs is initially clocked during a period specified in the glow system (T_p) with a duty cycle determined by the engine control system (T_G1), which is determined by the fuel injection quantity (M_E) and the engine speed (N) depends, and that a duty cycle (T_G) adapted to the current supply voltage (U_Batt) is then determined and used. 8. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich nach Erreichen der Startabwurfdrehzahl an den Glühvorgang ein Nachglühvorgang für eine Nachglüh­zeit (T_N) anschließt, die von der Motortemperatur (T_M) abhängt, wobei die den Glühkerzen zugeführte Leistung begrenzt wird.8. The method according to claim 8, characterized in that after reaching the start discharge speed to the glow process, an afterglow process for a afterglow time (T_N), which depends on the engine temperature (T_M) depends, the power supplied to the glow plugs being limited. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der den Glühkerzen zugeführte Strom mit einem Tast­grad (T_G*) getastet wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the current supplied to the glow plugs is sensed with a duty cycle (T_G *). 10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei kaltem Motor, bei Unterschreiten einer vorgege­benen unteren Drehzahl (N_Sch) und/oder bei Unterschrei­ten einer vorgegebenen unteren Kraftstoffeinspritzmenge (M_Sch) die Glühkerzen mit einem intermittierenden Strom angesteuert werden.10. The method according to claim 3, characterized in that the glow plugs are driven with an intermittent current when the engine is cold, when the speed falls below a predetermined lower speed (N_Sch) and / or when the speed falls below a predetermined lower fuel quantity (M_Sch). 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der den Glühkerzen zugeführte Strom zunächst mit einem festen Tastgrad (T_GZ) während einer Periode von (T_p) getaktet wird, daß anschließend eine Korrektur des Tastgrads entsprechend der momentanen Versorgungs­spannung (U_Batt) vorgenommen wird und daß dann als Tastgrad der beim Nachglühen und beim Zwischenglühen ermittelte Maximalwert gewählt wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the current supplied to the glow plugs is first clocked with a fixed duty cycle (T_GZ) for a period of (T_p), that the duty cycle is then corrected in accordance with the current supply voltage (U_Batt) and that the maximum value determined during afterglow and intermediate glow is then selected as the duty cycle. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­durch gekennzeichnet, daß die für den jeweiligen Glüh­vorgang notwendigen Informationen seriell von der Motor­steuerung an die Glühanlage übertragen werden, wobei in einem Datenwort zumindest der momentan zu verwenden­de Tastgrad übermittelt wird.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the information required for the respective annealing process is transmitted serially from the engine control to the annealing system, at least the duty cycle currently to be used being transmitted in a data word. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Datenwort zusätzliche Informationen zur Steuerung von mindestens einer Anzeigeeinrichtung und/­oder Zusatzinformationen übertragen werden.13. The method according to claim 12, characterized in that additional information for controlling at least one display device and / or additional information is transmitted with the data word.
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