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Die
Erfindung geht aus von einem Rechner zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug
mit einer Brennkraftmaschine bzw. einer Vorrichtung zur Steuerung
einer Brennkraftmaschine nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche. Aus
der
DE 196 21 900
A1 ist bereits eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine
bekannt, bei der eine Ermittlung der Zeitdauer während der die Brennkraftmaschine
nicht betrieben wurde, erfolgt. Dies erfolgt indem ein Motorsteuergerät beim Ausschalten
der Brennkraftmaschinen einen Zeitwert von der Borduhr in einen
Speicher ablegt und bei einem Wiedereinschalten mit dem aktuellen
Stand der Borduhr vergleicht. Aus der Differenz ergibt sich dann
die Zeitdauer, während
der die Brennkraftmaschine nicht betrieben wurde.
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Vorteile der
Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Rechner
bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung
mit den Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche
haben demgegenüber
den Vorteil, dass eine Ermittlung der Zeitdauer während der
die Brennkraftmaschine nicht betrieben wurde, unabhängig von
einer im Kraftfahrzeug vorhandenen Borduhr erfolgt. Mögliche Fehlerquellen die
durch die Borduhr oder den Datenaustausch mit der Borduhr bedingt
sind, entfallen somit. Die Ermittlung der Zeitdauer während der
die Brennkraftmaschine nicht betrieben wurde, erfolgt durch ein
entsprechendes Programm, sodass keine zusätzliche Hardware bzw. nur ein
relativ kleiner Speicherbereich erforderlich ist. Die Kosten zur
Ermittlung der Abstellzeit der Brennkraftmaschine können daher
gering gehalten werden.
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Weitere
Vorteile und Verbesserungen ergeben sich durch die Merkmale der
abhängigen
Patentansprüche.
Der Rechner ist insbesondere zur Zusammenarbeit mit einem Hauptrechner
ausgebildet, der die eigentlichen Steuerfunktionen für die Brennkraftmaschine
wahrnimmt. Der Rechner der die Abstellzeit ermittelt, kann somit
ein Rechner sein, der einfache Nebenaufgaben wahrnimmt und kann
somit besonders einfach und klein ausgebildet sein. Ein derartiger
Rechner lässt
sich dann auch dauerhaft mit nur einer sehr geringen Stromaufnahme
betreiben. Beispiele für
derartige Rechner sind Rechner die eine Überwachungsfunktion für den Hauptrechner
bearbeiten oder Sensorsignale vorauswerten oder eine lokale Regelung
eines Aktors aufgrund von Vorgaben eines Hauptsteuergerätes vornehmen.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert. 1 zeigt
schematisch eine Brennkraftmaschine, ein Hauptsteuergerät und mehrere
Nebensteuergeräte.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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In
der 1 wird schematisch eine Brennkraftmaschine dargestellt.
Die Brennkraftmaschine weist einen Zylinder 21 und in dem
Zylinder 21 einen beweglichen Kolben 22 auf. Der
von dem Kolben 22 nicht ausgefüllte Raum des Zylinders 21 bildet
einen Brennraum 23, in dem ein brennfähiges Gemisch von Treibstoff
und Luft eingebracht wird. Bei einer Verbrennung des Treibstoffes
erhöht
sich der Druck im Brennraum 23, die dann durch eine Bewegung
des Kolbens 22 in eine mechanische Bewegung umgewandelt
wird. Die Zuführung
der Luft erfolgt durch eine Luftzuführung 24, durch die
Umgebungsluft angesaugt wird und in dem Brennraum 23 eingelassen wird.
Durch ein Einspritzventil 13 wird dann Kraftstoff in den
Brennraum 23 eingespritzt. Die Verbrennungsabgase werden
durch ein Abgasrohr 25 aus dem Brennraum 23 abgeführt. Es
handelt sich hier somit um eine übliche
Brennkraftmaschine wie sie beispielsweise als Otto- oder Dieselmotor
dem Fachmann ausreichend bekannt sind.
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Zur
Steuerung der Brennkraftmaschine sind eine Vielzahl von Aktoren 12, 13 und
Sensoren 11, 14 vorgesehen. Der Sensor 11 ist
beispielsweise als Massenflusssensor ausgebil det und misst die Menge der
durch die Luftzuführung 24 strömenden Luft.
Der Aktor 12 ist als Drosselklappe ausgebildet, durch den der
Querschnitt durch den hindurch Luft in die Luftzuführung 24 strömen kann,
veränderbar
ist. Der Aktor 13 ist als Einspritzventil zur Einspritzung
von Kraftstoff in dem Brennraum 23 ausgebildet. Der Sensor 14 ist
als Temperatursensor ausgebildet, der die Abgastemperatur oder aber
die Temperatur eines im Abgasrohr 25 angeordneten Katalysators
zur Reinigung der Abgase misst. Die Sensoren und Aktoren sind hier
nur als Beispiele für
alle üblicherweise
zum Betrieb von Brennkraftmaschinen verwendeten Sensoren und Aktoren
aufzufassen.
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Die
Steuerung der Brennkraftmaschine, d. h. die Auswertung der Sensorsignale
und Erzeugung von Steuersignalen für die Aktoren erfolgt durch
ein Steuergerät 1,
bei dem es sich um einen Hauptrechner handelt. In diesem Hauptrechner 1 erfolgen
eine Vielzahl von Berechnungen, wie in Abhängigkeit von den Sensorsignalen,
einem Wunsch eines Betreibers der Brennkraftmaschine entsprechende
Ansteuersignale für
die Aktoren berechnet werden. Dabei handelt es sich um eine Vielzahl
von komplexen Berechnungen, die einen relativ leistungsstarken Hauptrechner 1 benötigen. Neben
dem Hauptrechner 1 sind aber noch eine Vielzahl von Nebenrechnern 2, 3, 4 vorgesehen,
denen jeweils einzelne spezielle Aufgaben zugeordnet werden, die
von dem Hauptrechner 1 nicht abgearbeitet werden.
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Beispielsweise
erfolgt durch den Nebenrechner 2 eine Überwachung des Hauptrechners 1,
d. h. in dem Rechner 2 wird ein Kontrollprogramm abgearbeitet,
welches überprüft ob der
Hauptrechner 1 zuverlässig
arbeitet. Da diese Überprüfungsrechner 2 nur
die Funktion hat, den Rechner 1 zu überprüfen, kann er entsprechend kleiner
und einfacher als der Hauptrechner 1 ausgebildet sein.
Weiterhin erfolgt die Ansteuerung der Drosselklappe 12,
indem der Hauptrechner 1, dem Nebenrechner 3 einen
Sollwert für
die Drosselklappenstellung vorgibt. Der Nebenrechner setzt diesen
Sollwert durch ein Regelprozess um, d. h. der Nebenrechner 3 erzeugt
ein Ansteuersignal für
die Drosselklappe 12 und überprüft gleichzeitig ob die Drosselklappe 12 auch
diese Stellung tatsächlich
einnimmt und regelt ggf. das Stellsignal nach. Weiterhin übernimmt
der Nebenrechner 3 noch eine Kontrollfunktion, ob die Drosselklappe 12 zuverlässig arbeitet.
Der Nebenrechner 4 ist als Vorortelektronik zur Auswertung
des Massenflusssensors 11 ausgebildet. Der Hauptrechner 1 ist
durch entsprechende, hier schematisch dargestellte Leitungen mit den
Nebenrechnern 2, 3, 4 und mit den unmittelbar vom
Hauptrechner 1 angesteuerten Aktor 13 oder Sensor 14 verbunden.
Weiterhin sind auch die Nebenrechner 3, 4 mit
entsprechenden Leitungen mit der Drosselklappe 12 bzw.
dem Massenflusssensor 11 verbunden.
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Die
Nebenrechner 2, 3, 4 stellen somit kleine Rechner
dar, die einen deutlich geringeren Funktionsumfang bearbeiten als
dies beim Hauptrechner 1 der Fall ist. Diese Rechner können daher
kleiner und einfacher ausgebildet sein als der Hauptrechner. Diese
Nebenrechner können
auch zusammen mit dem Hauptrechner in einem Gehäuse angeordnet sein. Weiterhin
sind alle Nebenrechner zur Zusammenarbeit mit dem Hauptrechner 1 ausgebildet
und durch entsprechende Datenleitungen mit dem Hauptrechner 1 verbunden.
Wesentlich ist nun, dass die Nebenrechner 2, 3, 4 bei
einem Betrieb der Brennkraftmaschine eine bestimmte vorgegebene
erste Funktion durch Abarbeitung eines ersten Programms wahrnehmen.
Wenn die Brennkraftmaschine nicht mehr betrieben wird, so ist auch
die jeweils spezialisierte Funktion und damit auch die Abarbeitung
des jeweiligen Programms nicht mehr erforderlich. Wenn die Brennkraftmaschine
ausgestellt ist, so wird auch der Hauptrechner 1 ggf. mit
einer kleinen Zeitverzögerung
ausgeschaltet, da dieser Rechner entsprechend groß ausgelegt
ist und bei seinem Betrieb eine entsprechend hohe Stromaufnahme
hat. Die Nebenrechner 2, 3, 4, die ja
wesentlich kleiner ausgebildet sind, haben einen deutlich geringeren
Strombedarf für
ihren Betrieb als der Hauptrechner 1. Trotzdem werden auch
die Nebenrechner 2, 3, 4 in der Regel nicht
mehr mit Strom versorgt, wenn die Brennkraftmaschine nicht betrieben
wird. Wenn jedoch während
des Stillstandes der Brennkraftmaschine eine kleine überschaubare
Aufgabe wahrgenommen werden soll, die durch einen kleineren Rechner
bearbeitbar wäre,
so kann einer der Nebenrechner 2, 3, 4 weiter
betrieben werden, um diesen Funktionen auszuführen.
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Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, einen der Nebenrechner 2, 3, 4 während des
Stillstandes der Brennkraftmaschine weiter zu betreiben, um so die
Zeitdauer in der die Brennkraftmaschine nicht betrieben wird, zu
ermitteln. Da die Nebenrechner 2, 3, 4 nur
eine sehr geringe Stromaufnahme aufweisen, können diese auch während eines
länger
dauernden Stillstandes der Brennkraftmaschine betrieben werden,
ohne dass dabei eine große
elektrische Leistung verbraucht wird. Es lässt sich auf diese Weise die
Abstellzeit, d. h. Zeitdauer zwischen einem Abstellen und einem
Wiederstart der Brennkraftmaschine ermitteln, was für den Betrieb
der Brennkraftmaschine vorteilhaft ist.
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Wenn
die Brennkraftmaschine abgestellt wird, so sendet der Hauptrechner 1 ein
entsprechendes Signal an den Nebenrechner, der während des Stillstandes die
Abstellzeit messen soll. Als Beispiel soll diese Funktion nun vom
Nebensteuergerät 2 dem Überwachungsrechner
für den
Hauptrechner 1 wahrgenommen werden. Der Hauptrechner 1 teil
durch ein entsprechendes Signal dem Überwachungsrechner 2 mit,
dass die Brennkraftmaschine nun abgestellt wird. Der Nebenrechner 2 beendet
dann die Abarbeitung des Überwachungsprogramms
und beginnt die Abarbeitung eines zweiten Programms dem Zeitmessprogramm.
Ein derartiges Zeitmessprogramm kann beispielsweise als Zähler ausgebildet sein,
bei dem in periodischen Zeitabständen
ein Speicherwert in dem Nebensteuergerät 2 oder aber auch
einem für
das Nebensteuergerät 2 zugänglichen
Speicher im Hauptsteuergerät 1 ein
Zahlenwert erhöht
wird. Wenn dann die Brennkraftmaschine beispielsweise aufgrund des
Wunsches eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs wieder gestartet wird,
so wird die Abarbeitung des Zählprogramms
gestoppt und der Zählerwert
eingefroren. Dieser Zählerwert
wird dann dem Hauptrechner 1 mitgeteilt, der dann die Abstellzeit
für die
Steuerung der Brennkraftmaschine mitberücksichtigt.
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Ein
Beispiel für
eine derartige Berücksichtigung
ist beispielsweise ein Pumpenvorlauf einer Kraftstoffeinspritzpumpe.
Die Einspritzdüse 13 spritzt Kraftstoff
aus einem Druckspeicher in den Brennraum 23 ein. Bei einem
längeren
Stillstand der Brennkraftmaschine sinkt der Druck im Druckspeicher
auf einen geringen Wert ab. Bevor die Brennkraftmaschine gestartet
wird muss daher zunächst
die Kraftstoffpumpe kurz betätigt
werden, um einen ausreichenden Druck des Kraftstoffs im Druckspeicher
aufzubauen. Erst dann kann die Brennkraftmaschine gestartet werden.
Bei einem nur sehr kurzen Abstellen der Brennkraftmaschine sinkt
der Druck nicht ab, sodass dieser Vorlauf nicht erforderlich ist.
In Abhängigkeit
von der Abstellzeit wird somit das Steuergerät 1 einen mehr oder
minderlangen Pumpenvorlauf vorsehen.
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Erfindungsgemäß ist es
daher nur erforderlich, dass eines der Nebensteuergeräte 2, 3, 4 zusätzlich noch
ein Zählprogramm
enthält,
welches dann aktiviert wird, wenn die Brennkraftmaschine abgestellt
wird. Nur dieses Nebensteuergerät
welches in der Regel sehr einfach aufgebaut ist und eine geringe
Leistungsaufnahme hat muss daher bei abgestellter Brennkraftmaschine
weiter betrieben werden. Wenn dann die Brennkraftmaschine wieder
gestartet wird, so wird dieser Wert von dem Hauptrechner 1 für den Start
und einer nachfolgenden Phase des Betriebs der Brennkraftmaschine
berücksichtigt.
Es ist daher auch völlig
ausreichend, wenn der Softwarezähler
einen Maximalwert aufweist, da ab einer Abstellzeit von einigen
Tagen sich die Eigenschaften der Brennkraftmaschine die für den Neustart
zu berücksichtigen
wären,
nicht mehr ändern.
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Als
zusätzlicher
Aufwand wäre
nur ein Speicher in den Nebensteuergeräten für das Zählprogramm vorzusehen. Da ein
entsprechendes Zählprogramm
relativ einfach ist, ist der dafür
benötigte
Speicherplatz jedoch sehr gering. Es lässt sich somit sehr einfach
und kostengünstig
eine Abstellzeitzellfunktion realisieren, ohne das dafür eine neue
Hardware mit entsprechenden Kosten verbunden wäre.