CH708777A2 - Engine control unit. - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät (16) einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer mit Diesel oder mit Schweröl oder mit Gas betriebenen Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine eine Kraftstoffversorgungsanlage, insbesondere eine Common-Rail-Kraftstoffversorgungsanlage, mit Magnetaktuatoren aufweist. Das Motorsteuergerät (16) umfasst Mittel (17, 18, 19), um im Stillstand der Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage automatisch einen Istwert mindestens einer magnetischen Kenngrösse mindestens eines Magnetaktuators (15) zu ermitteln und derart auszuwerten, dass das Motorsteuergerät (16) dann, wenn der jeweilige Istwert von einem entsprechenden Sollwert um weniger als einen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf einen ordnungsgemäss arbeitenden Magnetaktuator schliesst, wohingegen das Motorsteuergerät (16) dann, wenn der jeweilige Istwert vom entsprechenden Sollwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf einen nicht ordnungsgemäss arbeitenden Magnetaktuator schliesst.The invention relates to an engine control unit (16) of an internal combustion engine, in particular an engine operated with diesel or with heavy oil or with gas, the internal combustion engine having a fuel supply system, in particular a common rail fuel supply system, with magnetic actuators. The engine control unit (16) comprises means (17, 18, 19) for automatically detecting an actual value of at least one magnetic characteristic of at least one magnetic actuator (15) when the internal combustion engine is at zero pressure fuel supply system and evaluating such that the engine control unit (16) then when the respective actual value deviates from a corresponding desired value by less than a predetermined amount, automatically closes to a properly working Magnetaktuator, whereas the engine control unit (16) when the respective actual value deviates from the corresponding desired value by more than a predetermined amount automatically to a does not close properly operating magnetic actuator.
Description
Beschreibung description
[0001 ] Die Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an engine control unit according to the preamble of claim 1.
[0002] Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer aus dem Stand der Technik bekannten Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine. Dieser Aufbau ist aus der DE 10 157 135 B4 bekannt. So umfasst die Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage der Fig. 1 je Zylinder der Brennkraftmaschine jeweils mindestens einen Injektor 1. Über die Injektoren 1 ist in jeden der Zylinder der Brennkraftmaschine Kraftstoff einspritzbar. Die Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage umfasst weiterhin eine mindestens eine Niederdruckpumpe 5, mindestens eine Hochdruckpumpe 2 und einen Hochdruckpumpenspeicher 8 aufweisende Pumpeinrichtung 3, um Kraftstoff von einem Niederdruckbereich 4 der Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage in einen Hochdruckbereich 6 derselben zu fördern, wobei im Hochdruckbereich 6 zwischen der Pumpeinrichtung 3 und den Injektoren 1 ein permanent unter Hochdruck stehendes Druckspeichersystem 7 vorgesehen ist. Das permanent unter Hochdruck stehende Druckspeichersystem 7, welches auch als Common-Rail bezeichnet wird, weist mehrere Speichereinheiten 9 auf. Die Speichereinheiten 9 sind mit der Pumpeinrichtung 3 sowie untereinander über permanent unter Hochdruck stehende Hochdruckleitungen 10 verbunden. Das Druckspeichersystem 7, nämlich die Speichereinheiten 9, sind weiterhin über abhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehende Hochdruckleitungen 1 1 mit den Injektoren 1 verbunden. Den abhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehenden Hochdruckleitungen 1 1 , welche die Injektoren 1 mit den Speichereinheiten 9 verbinden, sind Schaltventile 12 zugeordnet, die abhängig vom Einspritztakt den Injektoren 1 Kraftstoff zuleiten. Einer der Speichereinheiten 9 des Druckspeichersystems 7 ist ein Druckbegrenzungsventil 13 und ein Spülventil 14 zugeordnet. Fig. 1 shows the basic structure of a known from the prior art common rail fuel supply system of an internal combustion engine. This structure is known from DE 10 157 135 B4. Thus, the common rail fuel supply system of FIG. 1 per cylinder of the internal combustion engine in each case comprises at least one injector 1. Via the injectors 1, fuel can be injected into each of the cylinders of the internal combustion engine. The common rail fuel supply system further comprises at least one low pressure pump 5, at least one high pressure pump 2 and a high pressure pump reservoir 8 having pumping means 3 to promote fuel from a low pressure region 4 of the common rail fuel supply system in a high pressure region 6 thereof, wherein in the high pressure region 6 between the Pumping device 3 and the injectors 1 is a permanently under high pressure accumulator system 7 is provided. The permanently high pressure accumulator system 7, which is also referred to as a common rail, has a plurality of storage units 9. The storage units 9 are connected to the pumping device 3 and each other via high-pressure lines 10 permanently under high pressure. The pressure accumulator system 7, namely the storage units 9, are furthermore connected to the injectors 1 via high-pressure lines 1 1, which are temporarily under high pressure as a function of the injection stroke. The depending on the injection cycle temporarily high pressure high pressure lines 1 1, which connect the injectors 1 with the memory units 9, switching valves 12 are assigned to the injectors 1 supply fuel depending on the injection cycle. One of the storage units 9 of the accumulator system 7 is associated with a pressure relief valve 13 and a purge valve 14.
[0003] Als Aktuatoren kommen in solchen Common-Rail-Kraftstoffversorgungsanlagen zunehmend Magnetaktuatoren zum Einsatz. So zeigt Fig. 1 , dass die Injektoren 1 der Kraftstoffversorgungsanlage über Magnetaktuatoren 15 angesteuert werden. Ferner können im Bereich der Niederdruckpumpe 5, der Hochdruckpumpe 2 sowie im Bereich der Ventile 12, 13 und 14 derartige Magnetaktuatoren verbaut sein. Eine Motorsteuerungseinrichtung 16 steuert die Magnetaktuatoren 15 im Betrieb an. Magnetic actuators are increasingly being used as actuators in such common rail fuel supply systems. Thus, FIG. 1 shows that the injectors 1 of the fuel supply system are actuated via magnetic actuators 15. Furthermore, in the region of the low-pressure pump 5, the high-pressure pump 2 and in the region of the valves 12, 13 and 14, such magnet actuators can be installed. A motor control device 16 controls the Magnetaktuatoren 15 in operation.
[0004] Bislang besteht keine Möglichkeit, Magnetaktuatoren im an der Brennkraftmaschine bzw. im in der Kraftstoffversorgungsanlage verbauten Zustand zu überprüfen. Vielmehr muss zur Überprüfung solcher Magnetaktuatoren auf die Kraftstoffversorgungsanlage derart zugegriffen werden, dass eine spezielle Messvorrichtung an die Magnetaktuatoren gekoppelt wird, um dieselben einer Funktionsüberprüfung zu unterziehen. Dies ist allerdings nur dann möglich, wenn an einer Brennkraftmaschine ohnehin Wartungsarbeiten ausgeführt werden. Daher besteht die Gefahr, dass ein Magnetaktuator im Betrieb ausserhalb der regulären Wartungsintervalle der Brennkraftmaschine ausfällt und es somit zu einem ungewünschten Motorstopp der Brennkraftmaschine und damit zu kostenintensiven Ausfallzeiten derselben kommt. So far, there is no way to check Magnetaktuatoren in the installed state of the internal combustion engine or in the fuel supply system. Instead, in order to check such magnetic actuators, the fuel supply system must be accessed in such a way that a special measuring device is coupled to the magnetic actuators in order to subject them to a functional check. However, this is only possible if maintenance work is carried out on an internal combustion engine anyway. Therefore, there is a risk that a magnetic actuator fails during operation outside the regular maintenance intervals of the internal combustion engine and thus it comes to an unwanted engine stop the engine and thus costly downtime of the same.
[0005] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Motorsteuergerät zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Motorsteuergerät nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäss umfasst das Motorsteuergerät Mittel, um im Stillstand der Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage automatisch einen Istwert mindestens einer magnetischen Kenngrösse mindestens eines Magnetaktuators zu ermitteln und derart auszuwerten, dass das Motorsteuergerät dann, wenn der jeweilige Istwert von einem entsprechenden Sollwert um weniger als einen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf einen ordnungsgemäss arbeitenden Magnetaktuator schliesst, wohingegen das Motorsteuergerät dann, wenn der jeweilige Istwert vom entsprechenden Sollwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf einen nicht ordnungsgemäss arbeitenden Magnetaktuator schliesst. On this basis, the present invention has the object to provide a novel engine control unit. This object is achieved by an engine control unit according to claim 1. According to the invention, the engine control unit comprises means for automatically detecting an actual value of at least one magnetic characteristic of at least one magnetic actuator when the internal combustion engine is at zero pressure fuel supply and evaluating such that the engine control unit deviates from a corresponding desired value by less than a predetermined amount , automatically closes on a properly working Magnetaktuator, whereas the engine control unit, when the respective actual value of the corresponding setpoint deviates by more than a predetermined amount, automatically closes on a not properly working Magnetaktuator.
[0006] Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, dass in das Motorsteuergerät einer Brennkraftmaschine Mittel integriert sind, um im Stillstand der Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage automatisch eine Funktionsüberprüfung von Magnetaktuatoren der Kraftstoffversorgungsanlage auszuführen. Hierzu ermittelt das Motorsteuergerät automatisch einen Istwert mindestens einer magnetischen Kenngrösse mindestens eines Magnetaktuators und wertet denselben automatisch derart aus, dass dann, wenn der jeweilige Istwert von einem entsprechenden Sollwert um weniger als einen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf ein ordnungsgemäss arbeitenden Magnetaktuator geschlossen wird. Dann hingegen, wenn der jeweilige Istwert vom entsprechenden Sollwert um mehr als den vorbestimmten Betrag abweicht, schliesst das Motorsteuergerät automatisch auf einen nicht ordnungsgemäss arbeitenden Magnetaktuator. With the present invention, it is proposed for the first time that means are integrated in the engine control unit of an internal combustion engine to automatically perform a functional check of magnetic actuators of the fuel supply system at a standstill of the internal combustion engine at pressure-free fuel supply system. For this purpose, the engine control unit automatically determines an actual value of at least one magnetic characteristic of at least one magnetic actuator and automatically evaluates the same so that when the respective actual value deviates from a corresponding desired value by less than a predetermined amount, automatically closing to a properly operating magnetic actuator. On the other hand, if the respective actual value deviates from the corresponding setpoint value by more than the predetermined amount, then the engine control unit automatically closes on an improperly operating magnetic actuator.
[0007] Mit der Erfindung ist es möglich, ausserhalb der regulären Wartungsarbeiten an einer Brennkraftmaschine und damit ausserhalb der regulären Wartungsintervalle im Stillstand der Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage automatisch ohne manuellen Zugriff und ohne diesbezügliche Arbeiten an der Kraftstoffversorgungsanlage bzw. an der Brennkraftmaschine die Magnetaktuatoren der Kraftstoffversorgungsanlage automatisch einer Funktionsüberprüfung zu unterziehen. Hierdurch ist es möglich, rechtzeitig auf einen fehlerhaft arbeitenden Magnetaktuator zu schliessen und rechtzeitig eine individuelle Wartung bzw. einen Austausch desselben zu veranlassen, um so einen ungeplanten Motorstopp infolge eines Ausfalls eines Magnetaktuators zu vermeiden. With the invention, it is possible, outside the regular maintenance of an internal combustion engine and thus outside the regular maintenance intervals at standstill of the internal combustion engine with pressureless fuel supply system automatically without manual access and without related work on the fuel supply system or on the internal combustion engine Magnetaktuatoren the fuel supply system automatically subject to a functional check. This makes it possible to close on time on a malfunctioning Magnetaktuator and timely initiate an individual maintenance or replacement of the same, so as to avoid an unplanned engine stop due to a failure of a Magnetaktuators.
[0008] Vorzugsweise weist das Motorsteuergerät Schnittstellen auf, um die Magnetaktuatoren anzusteuern und mit denselben Daten auszutauschen, ebenso hardwareseitige Baugruppen zur automatischen Ermittlung des Istwerts der oder jeder magnetischen Kenngrösse der Magnetaktuatoren und softwareseitige Baugruppen zur automatischen Auswertung des Istwerts der oder jeder magnetischen Kenngrösse der Magnetaktuatoren. Preferably, the engine control unit has interfaces to control the Magnetaktuatoren and exchange the same data, as well as hardware assemblies for automatically determining the actual value of the or each magnetic characteristic of the Magnetaktuatoren and software-side assemblies for automatic evaluation of the actual value or each magnetic characteristic of the Magnetaktuatoren ,
2 [0009] Eine derartige Ausgestaltung des Motorsteuergeräts ist bevorzugt und erlaubt eine vollautomatische Funktionsüberprüfung der Magnetaktuatoren einer Kraftstoffversorgungsanlage. Such an embodiment of the engine control unit is preferred and allows a fully automatic functional check of the magnetic actuators of a fuel supply system.
[0010] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt: Preferred embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below. Embodiments of the invention will be described, without being limited thereto, with reference to the drawings. Showing:
Fig. 1 : eine schematisierte Darstellung einer Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine zusammen mit einem Motorsteuergerät. 1 shows a schematic representation of a common rail fuel supply system of an internal combustion engine together with an engine control unit.
[0011 ] Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer mittelschnell laufenden Vier-Takt-Brennkraftmaschine, die als Kraftstoff Diesel oder Schweröl oder Gas nutzt. The present invention relates to an engine control unit of an internal combustion engine, in particular a medium-speed four-stroke internal combustion engine, which uses diesel or heavy oil or gas as fuel.
[0012] Bei einer solchen Brennkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um einen Schiffsmotor. In such an internal combustion engine is preferably a marine engine.
[0013] Eine solche Brennkraftmaschine verfügt typischerweise über eine Common-Rail-Kraftstoffversorgungsanlage, deren grundsätzlicher Aufbau dem hier angesprochenen Fachmann geläufig ist und bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde. Eine solche Kraftstoffversorgungsanlage weist Magnetaktuatoren 15 auf, die vom Motorsteuergerät 16 angesteuert werden können. In Fig. 1 sind derartige Magnetaktuatoren 15 im Bereich der Injektoren 1 gezeigt. Such an internal combustion engine typically has a common rail fuel supply system, the basic structure of which is familiar to those skilled in the art and has already been described with reference to FIG. 1. Such a fuel supply system has magnetic actuators 15, which can be controlled by the engine control unit 16. FIG. 1 shows such magnetic actuators 15 in the area of the injectors 1.
[0014] Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Motorsteuergerät 16 Mittel umfasst, um im Stillstand der Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage automatisch einen Istwert mindestens einer magnetischen Kenngrösse der in der Kraftstoffversorgungsanlage verbauten Magnetaktuatoren 15 zu ermitteln und derart auszuwerten, dass das Motorsteuergerät 16 dann, wenn der jeweilige Istwert von einem entsprechenden Sollwert, der in dem Motorsteuergerät 16 hinterlegt ist, um weniger als einen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf ein ordnungsgemäss arbeitenden Magnetaktuator 15 schliesst, wohingegen das Motorsteuergerät 16 dann, wenn der jeweilige Istwert von dem entsprechenden Sollwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf einen nicht ordnungsgemäss arbeitenden Magnetaktuator 15 schliesst. For the purposes of the present invention, it is proposed that the engine control unit 16 comprises means to automatically determine an actual value of at least one magnetic characteristic of the built-in fuel supply system magnetic actuators 15 at standstill of the internal combustion engine at zero pressure fuel supply system and evaluate such that the engine control unit 16, then, when the respective actual value of a corresponding desired value, which is stored in the engine control unit 16, deviates by less than a predetermined amount automatically closes on a properly working magnetic actuator 15, whereas the engine control unit 16, if the respective actual value of the corresponding Setpoint deviates by more than a predetermined amount, automatically closes on a not properly working Magnetaktuator 15.
[0015] Die obigen Mittel sind ins Motorsteuergerät 16 integriert, sodass demnach ohne manuellen Zugriff auf die Kraftstoffversorgungsanlage im Stillstand der Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage die Funktionsüberprüfung der Magnetaktuatoren 15 derselben automatisch ausserhalb regulärer Wartungsintervalle der Brennkraftmaschine bzw. der Kraftstoffversorgungsanlage erfolgen kann. The above means are integrated into the engine control unit 16, so that accordingly without manual access to the fuel supply system at standstill of the internal combustion engine in pressureless fuel supply system, the functional verification of the magnetic actuators 15 of the same automatically outside maintenance intervals of the engine or the fuel supply system can be done.
[0016] Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Mittel, die erfindungsgemäss in das Motorsteuergerät 16 zur automatischen Funktionsüberprüfung der Magnetaktuatoren 15 integriert sind, dem hier angesprochenen Fachmann geläufig sind. So offenbart die DE 10 2005 011 227 A1 , auf deren Offenbarungsgehalt hier durch Verweis vollumfänglich Bezug genommen wird, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Ermittlung von magnetischen Kenngrössen fertig montierter Elektromagnete bzw. Magnetaktuatoren, die erfindungsgemäss in das Motorsteuergerät 16 integriert sein können. So ist es aus diesem Stand der Technik bekannt, die Funktionsüberprüfung fertig montierter Elektromagnete ausschliesslich mit einer Erregerspule durchzuführen, wobei zur Messung einer Ist-Kennlinie die in der Erregerspule induzierte Gegenspannung messtechnisch erfasst wird. It should be noted at this point that the means which are integrated according to the invention in the engine control unit 16 for automatic functional verification of the magnetic actuators 15, the person mentioned here are familiar. For example, DE 10 2005 011 227 A1, the disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety, discloses a device and a method for determining the magnetic characteristics of completely assembled electromagnets or magnetic actuators, which according to the invention can be integrated into the engine control unit 16. Thus, it is known from this prior art to carry out the function test of fully assembled electromagnets exclusively with an exciter coil, wherein for measuring an actual characteristic curve, the induced in the excitation coil counter voltage is detected by measurement.
[0017] Dies kann mit der in der DE 10 2005 01 1 227 A1 offenbarten Vorrichtung erfolgen, die eine Brückenschaltung enthält und dann erfindungsgemäss in das Motorsteuergerät 16 integriert ist bzw. Bestandteil des Motorsteuergeräts 16 ist. Hinsichtlich des konkreten Aufbaus und der Funktionsweise einer solchen Vorrichtung sei auf die DE 10 2005 01 1 227 A1 verwiesen. This can be done with the device disclosed in DE 10 2005 01 1 227 A1, which contains a bridge circuit and then according to the invention is integrated into the engine control unit 16 and is part of the engine control unit 16. With regard to the specific structure and operation of such a device, reference is made to DE 10 2005 01 1 227 A1.
[0018] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das erfindungsgemässe Motorsteuergerät 16 aus dem Istwert jeder erfassten magnetischen Grösse eines Magnetaktuators 15 für den jeweiligen Magnetaktuator 15 eine Ist-Arbeitskennlinie ermittelt und dieselbe mit einer im Motorsteuergerät 16 gespeicherten Soll-Arbeitskennlinie vergleicht. Preferably, it is provided that the inventive engine control unit 16 from the actual value of each detected magnetic variable of a magnetic actuator 15 for the respective solenoid actuator 15 determines an actual operating characteristic and compares the same with a stored in the engine control unit 16 target working characteristic.
[0019] Aus der Abweichung zwischen der Ist-Arbeitskennlinie und der Soll-Arbeitskennlinie bestimmt dann das Motorsteuergerät 16 automatisch einen Verschleisszustand und/oder eine Restlebensdauer des jeweiligen Magnetaktuators 15, um für jeden Magnetaktuator 15 ein variables bzw. individuelles Wartungsintervall zu generieren. Hierdurch kann die Gefahr minimiert werden, dass ein Magnetaktuator 15 im regulären Betrieb der Brennkraftmaschine unerwartet ausfällt und sich somit ein ungeplanter Motorstopp ereignet. From the deviation between the actual working characteristic and the desired working characteristic then the engine control unit 16 automatically determines a state of wear and / or a residual life of the respective solenoid actuator 15 to generate a variable or individual maintenance interval for each magnetic actuator 15. In this way, the risk can be minimized that a magnetic actuator 15 fails unexpectedly in regular operation of the internal combustion engine and thus an unplanned engine stop occurs.
[0020] Wie bereits ausgeführt, umfasst das Motorsteuergerät 16 Mittel zur automatischen Funktionsüberprüfung der Magnetaktuatoren 15 im Stellstand der Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage. As already stated, the engine control unit 16 comprises means for automatically checking the function of the magnetic actuators 15 in the position of the internal combustion engine at unpressurized fuel supply system.
[0021 ] Hierbei handelt es sich zumindest um Schnittstellen 17, um die Magnetaktuatoren 15 anzusteuern, um mit demselben Daten auszutauschen. These are at least interfaces 17 to drive the Magnetaktuatoren 15 to exchange with the same data.
[0022] Ferner handelt es sich bei diesen Mitteln um hardwareseitige Baugruppen 18, wie sie aus der DE 10 2005 01 1 227 A1 bekannt sind, sowie um softwareseitige Baugruppen 19. Further, these means are hardware-side assemblies 18, as they are known from DE 10 2005 01 1 227 A1, as well as to software-side assemblies 19th
[0023] Mit der hier vorliegenden Erfindung wird demnach vorgeschlagen, dass in ein Motorsteuergerät 16 einer Brennkraftmaschine Mittel integriert sind, um eine Selbstdiagnose und Funktionsüberprüfung an in der Kraftstoffversorgungs- With the present invention, it is therefore proposed that in an engine control unit 16 of an internal combustion engine means are integrated to a self-diagnosis and functional verification of in the fuel supply
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