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DE102006029082B4 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Abstract

Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem elektronischen Motorsteuergerät (1), mit einem Injektor (2) zur Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine, mit Verbindungsleitungen (3) zur Signal- und Energieübertragung, welche das elektronische Motorsteuergerät (1) und den Injektor (2) verbinden, und mit einem intelligenten elektronischen Baustein (4), welcher mit dem Injektor (2) eine Baueinheit (5) bildet, wobei der elektronische Baustein (4) eine elektronische Speichereinheit (6) zum Speichern von Daten, eine Berechnungseinheit (7), eine Messtechnik-Einheit (8) zum Erfassen von Injektor-Istgrößen und einen Energiespeicher (9) zur Speicherung von elektrischer Energie sowie zur Energieversorgung des elektronischen Bausteins (4) während des Betriebs der Brennkraftmaschine aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem elektronischen Motorsteuergerät, mit einem Injektor zur Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine, mit Verbindungsleitungen zur Signalübertragung, welche das elektronische Motorsteuergerät und den Injektor verbinden, und mit einem intelligenten elektronischen Baustein, welcher mit dem Injektor eine Baueinheit bildet.
  • Zur präzisen Steuerung der Einspritzung werden die individuellen Parameter eines Injektors in einem Speicherbaustein, beispielsweise EEPROM, abgelegt. Dieser ist am Injektor angeordnet. während des Betriebs werden vom elektronischen Motorsteuergerät diese Parameter dann eingelesen und die Ansteuerungs-Sollwerte für diesen Injektor entsprechend angepasst. Die WO 97/23 717 A1 zeigt ein derartiges System.
  • Aus der DE 197 11 903 A1 ist ein Piezo-Injektor mit integrierten Schaltung (ASIC) bekannt, welche eine gemeinsame Baueinheit bilden. Die integrierte Schaltung beinhaltet eine Überwachungseinrichtung, einen elektronischen Schalter und eine Zenerdiode. Mittels der integrierten Schaltung wird die Aufladedauer des Piezo-Stellglieds überwacht. Die Energieversorgung der integrierten Schaltung erfolgt zeitgleich zur Aufladung des Piezo-Stellglieds über die Verbindungsleitung. Außerhalb des Auflade-Zeitraums ist die integrierte Schaltung deaktiviert. Ein Informationsaustausch mit dem elektronischen Motorsteuergerät ist systembedingt nicht möglich.
  • Die DE 101 17 809 A1 offenbart ebenfalls einen Injektor mit integrierter Schaltung als gemeinsame Baueinheit. Vor dem Motorstart wird in einem ersten Schritt über eine schaltbare Low-Side-Leitung der Injektor aktiviert, worauf die integrierte Schaltung die fest eingespeicherte Injektoradresse an das Motorsteuergerät sendet. Das Motorsteuergerät kann daher den Injektor einem Zylinder zuordnen. In einem zweiten Schritt werden dann die injektorindividuellen Eigenschaften vom Motorsteuergerät eingelesen. Danach wechselt das Motorsteuergerät in seinen eigentlichen Arbeitsmodus, das heißt in den Einspritzbetrieb.
  • Einen Injektor mit einem integriertem Sensorelement ist aus der DE 199 45 673 A1 bekannt. Über das Sensorelement werden der Kraftstoffdurchfluss und zum Beispiel der Kraftstoffdruck sowie die Kraftstofftemperatur erfasst. Diese injektorindividuellen Eigenschaften wiederum werden zur Regelung der Einspritzmenge verwendet.
  • Die DE 103 12 914 A1 offenbart einen Injektor mit einem integrierten Transponder. Im Transponder sind alle injektorindividuellen Eigenschaften gespeichert. Die Energieversorgung des Transponders erfolgt über eine eigene Batterie oder über einen Induktionsspule, welche die von einem Schreib- und Lesegerät abgestrahlten Funkwellen in Energie zum Betreiben des Transponders umwandelt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen intelligenten zur Kommunikation fähigen Injektor zu entwerfen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Vorgesehen ist ein intelligenter elektronischer Baustein, welcher mit dem Injektor eine Baueinheit bildet, wobei der elektronische Baustein eine elektronische Speichereinheit zum Speichern von Daten, eine Berechnungseinheit, eine Messtechnik-Einheit zum Erfassen von Injektor-Istgrößen und einen Energiespeicher aufweist. Der Energiespeicher dient zur Speicherung von elektrischer Energie und zur Energieversorgung des elektronischen Bausteins während des Betriebs.
  • Die Energieübertragung vom elektronischen Motorsteuergerät zum Energiespeicher erfolgt über die vorhandenen Verbindungsleitungen diskontinuierlich, insbesondere während der Einspritzung. Alternativ erfolgt die Energieübertragung vom elektronischen Motorsteuergerät zum Energiespeicher kontinuierlich. Als Energiespeicher kommt beispielsweise ein Kondensator in Betracht.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass über die vorhandenen Verbindungsleitungen eine bidirektionale Kommunikation vom elektronischen Motorsteuergerät zum Injektor und vice versa möglich ist. Zugleich erfolgt die Energieübertragung zum Energiespeicher. Besteht die Verbindungsleitung aus einer 2-Drahtleitung, so ist keine zusätzliche Verdrahtung notwendig, wodurch also die Zuverlässigkeit erhöht wird.
  • In den Zeichnungen sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt. Es zeigen:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer 2-Drahtleitungen und
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer 3-Drahtleitungen.
  • Nach 1 besteht die Einrichtung aus folgenden Baugruppen: einem elektronischen Motorsteuergerät 1, Verbindungsleitungen 3, einem Injektor 2 und einem intelligenten elektronischen Baustein 4, welcher mit dem Injektor 2 eine gemeinsame Baueinheit 5 bildet. Die Verbindungsleitungen 3 sind als Twisted-Pair-Leitung, 2-Drahtleitung 3A sowie 3B, ausgeführt. Der Injektor 2 kann ein induktiver Injektor oder ein Piezo-Injektor sein. Der elektronische Baustein 5 beinhaltet eine elektronische Speichereinheit 6 zum Speichern von Daten, eine Berechnungseinheit 7, eine Messtechnik-Einheit 8 zur Erfassung von Injektor-Istgrößen und einen Energiespeicher 9. Die Messtechnik-Einheit 8 ermittelt beispielsweise das Öffnen/Schließen des Injektors aus dem Ankeraufprall. Injektor-Istgrößen sind sowohl die Produktionsparameter als auch aktuelle Messwerte, insbesondere zum Erkennen einer Injektordrift.
  • Die Anordnung besitzt folgende Funktionalität:
    über die Verbindungsleitungen 3 wird der Injektor 2 aktiviert (Beginn Einspritzung) oder deaktiviert (Ende Einspritzung). Mit Aktivierung des Injektors 2 beginnt zeitgleich die Energieübertragung von einer Endstufe 10 des elektronischen Motorsteuergeräts 1 via Verbindungsleitungen 3 an den Energiespeicher 9. Während der Einspritzung wird der Energiespeicher 9 aufgefüllt. Mit Deaktivierung des Injektors 9 wird ebenfalls die Energieübertragung beendet. Während der Einspritzpause wird der elektronischen Baustein 4 aus dem Energiespeicher 9 mit Energie versorgt. Dadurch kann auch in der Einspritzpause eine bidirektionale Kommunikation erfolgen. Beispielsweise kann das elektronische Motorsteuergerät 1 Daten aus der Speichereinheit 6 auslesen, bei Bedarf die Daten in der Speichereinheit 6 mit neuen Parametern ergänzen und die Messtechnik-Einheit 8 zu einer zusätzlichen Messung veranlassen.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel nach 2 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass zusätzlich eine dritte Verbindungsleitung 11, zum Beispiel eine Masseleitung, vorgesehen ist. Innerhalb des elektronischen Motorsteuergeräts 1 ist diese an eine Hilfsversorgung 12 angeschlossen. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Energieübertragung an den Energiespeicher 9 permanent. Die Ansteuerung des Injektors und die Energieübertragung an den Energiespeicher sind elektrisch entkoppelt. Eine strenge Limitierung der Energieaufnahme des elektronischen Bausteins 4 ist nicht erforderlich. Für die Funktionalität des Energiespeichers 9 gilt das oben Gesagte.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    elektronisches Motorsteuergerät
    2
    Injektor
    3
    Verbindungsleitungen
    4
    elektronischer Baustein
    5
    Baueinheit
    6
    Speichereinheit
    7
    Berechnungseinheit
    8
    Messtechnik-Einheit
    9
    Energiespeicher
    10
    Endstufe
    11
    Verbindungsleitung
    12
    Hilfsversorgung

Claims (4)

  1. Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einem elektronischen Motorsteuergerät (1), mit einem Injektor (2) zur Einspritzung von Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine, mit Verbindungsleitungen (3) zur Signal- und Energieübertragung, welche das elektronische Motorsteuergerät (1) und den Injektor (2) verbinden, und mit einem intelligenten elektronischen Baustein (4), welcher mit dem Injektor (2) eine Baueinheit (5) bildet, wobei der elektronische Baustein (4) eine elektronische Speichereinheit (6) zum Speichern von Daten, eine Berechnungseinheit (7), eine Messtechnik-Einheit (8) zum Erfassen von Injektor-Istgrößen und einen Energiespeicher (9) zur Speicherung von elektrischer Energie sowie zur Energieversorgung des elektronischen Bausteins (4) während des Betriebs der Brennkraftmaschine aufweist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (3) eine 2-Drahtleitung (3A, 3B) zur diskontinuierlichen Energieübertragung vom elektronischen Motorsteuergerät (1) zum Energiespeicher (9) sind.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen (3) eine 3-Drahtleitung (3A, 3B, 11) zur kontinuierlichen Energieübertragung vom elektronischen Motorsteuergerät (1) zum Energiespeicher (9) sind.
  4. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit einer nach Anspruch 1 ausgeführten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragung vom elektronischen Motorsteuergerät (1) zum Energiespeicher (9) über eine 2-Drahtleitung (3A, 3B) diskontinuierlich erfolgt, wobei die Energieübertragung mit Aktivierung des Injektors (1) gestartet wird und während der Einspritzung erfolgt, oder die Energieübertragung vom elektronischen Motorsteuergerät (1) zum Energiespeicher (9) über eine 3-Drahtleitung (3A, 3B, 11) kontinuierlich erfolgt.
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