DE102005035423A1

DE102005035423A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Zuordnung von mehreren Sensoren eines Sensortyps zu Messobjekten einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005035423A1
Application number: DE200510035423
Authority: DE
Inventors: Maik Ackermann; Ralf Wiesner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: DE102005035423B4; WO2007012608A1

Abstract

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Zuordnung von Sensoren (6, 6') eines Sensortyps zu Messobjekten einer Brennkraftmaschine (1), wobei Messgrößen der Messobjekte durch Stellgrößen der Brennkraftmaschine (1) verändert werden. Diese Veränderungen im zeitlichen Verlauf der Messgrößen werden von den Sensoren (6, 6') erfasst. Anhand der von den veränderten Messgrößen verursachten Signale der Sensoren (6, 6') erfolgt die Zuordnung der Sensoren (6, 6') zu den Messobjekten der Brennkraftmaschine (1). Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass für die Zuordnung keine kodierten Sensorstecker oder unterschiedlich langen Sensorkabel benötigt werden. Somit wird die Anzahl von verbauten Sensorvarianten gegenüber den üblicherweise verwendeten Verfahren reduziert und Kosten für die Lagerhaltung verringert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuordnung von mehreren Sensoren eines Sensortyps zu Messobjekten einer Brennkraftmaschine.

Moderne Brennkraftmaschinen weisen eine Vielzahl von Messgrößen auf, deren Werte mittels Sensoren erfasst werden. So erfolgt z. B. die Messung der Luft-Kraftstoff-Verhältnisse im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine anhand von Abgassonden, um die gesetzlichen Vorschriften bezüglich Schadstoffemissionen erfüllen zu können. Weitere Beispiele stellen die Erfassung von Luftdruck oder Luftmassen mittels Luftdrucksensoren oder Luftmassensensoren im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine zur Steuerung des Verbrennungsprozesses oder die Detektion von Klopfgeräuschen durch Klopfsensoren zur Vermeidung von Zylinderschäden dar.

Bei Brennkraftmaschinen, die mehrere Zylinderbänke oder Abgasbänke aufweisen, müssen in der Regel sämtliche Zylinderbänke oder Abgasbänke mit identischen Sensortypen ausgestattet werden. Bei diesen Konfigurationen tritt das Problem auf, dass eine eindeutige Zuordnung der verbauten Sensoren zu einer Zylinderbank oder einer Abgasbank erfolgen muss. Üblicherweise erfolgt diese Zuordnung über einer Kodierung der Sensorstecker oder über unterschiedlich lange Sensorkabel. Nachteilig an dieser Art der Zuordnung ist, dass z. B. bei einer Brennkraftmaschine mit zwei Abgasbänken eine doppelte Lagerhaltung für die Abgassonden identischen Typs mit unterschiedlichen Steckern oder Kabellängen realisiert werden muss. Des Weiteren wird durch diese Art der Zuordnung die Montage der Abgassonden in einer Fabrik oder einer Werkstatt erschwert, da eine bestimmte Abgassonde nur für eine vorhergesehene Abgasbank eingesetzt werden kann. Bankweise falsch verbaute Sensoren müssen aufwendig ausgebaut und in eine andere Abgasbank eingebaut werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuordnung von mehreren Sensoren eines Sensortyps zu Messobjekten einer Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile vermeidet. Hierbei werden mit Messobjekten Bestandteile einer Brennkraftmaschine bezeichnet, die mehrfach vorhanden sind (z. B. Zylinderbank, Abgasbank).

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Zuordnung von mehreren Sensoren eines Sensortyps zu Messobjekten einer Brennkraftmaschine, wobei Messgrößen der Messobjekte durch Stellgrößen der Brennkraftmaschine verändert werden. Diese Veränderungen im zeitlichen Verlauf der Messgrößen werden von den Sensoren erfasst. Anhand der von den veränderten Messgrößen verursachten Signale der Sensoren erfolgt die Zuordnung der Sensoren zu den Messobjekten der Brennkraftmaschine. Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass für die Zuordnung keine kodierten Sensorstecker oder unterschiedlich langen Sensorkabel benötigt werden. Somit wird die Anzahl von verbauten Sensorvarianten gegenüber den üblicherweise verwendeten Verfahren reduziert und Kosten für die Lagerhaltung verringert. Weiterhin wird die Montage der Sensoren vereinfacht, da ein Sensor z. B. sowohl in einer ersten Abgasbank als auch in einer zweiten Abgasbank verbaut werden kann. Die Zuordnung des Sensors zu einer Abgasbank erfolgt erst nach der Montage durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Demgegenüber erfolgt die Zuordnung bei den üblicherweise verwendeten Verfahren vor der Montage.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Zuordnung der Sensoren zu den Messobjekten in einem nichtflüchtigen Speicher (z. B. EEPROM) eines Steuergeräts gespeichert. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Zuordnung nach einer Abschaltung der Energiequelle, wie z. B. das Abklemmen der Fahrzeugbatterie, in dem Steuergerät erhalten bleibt. Somit muss die Zuordnung nur einmal bei der Fertigung der Brennkraftmaschine oder nach dem Austausch von Sensoren durchgeführt werden. Bei einem erneuten Start der Brennkraftmaschine wird die abgespeicherte Zuordnung verwendet. Eine erneute Zuordnung ist nicht erforderlich.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung erfolgt die Zuordnung bei der Fertigung der Brennkraftmaschine oder der Fertigung eines mit der Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs. Somit entstehen für den Nutzer des Fahrzeuges keine unnötigen Wartezeiten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Zuordnung in einer Werkstatt. Somit entstehen für den Nutzer des Fahrzeuges keine unnötigen Wartezeiten.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Messobjekte Abgasbänke der Brennkraftmaschine.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung stellen die Sensoren identischen Sensortyps Abgassonden dar, die in den Abgasbänken der Brennkraftmaschine eingesetzt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung stellen die Sensoren identischen Sensortyps Temperatursensoren dar, die in den Abgasbänken der Brennkraftmaschine eingesetzt werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden als Stellgröße die den Zylindern der Brennkraftmaschine zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemische verwendet. Hierdurch wird der Lambda-Wert des Abgases beeinflusst (fett, mager). Der Lamb da-Wert stellt die Messgröße der Abgassonden dar. Die Zuordnung einer Abgassonde zu einer Zylinderbank kann erfolgen, indem die Zylinderbank beispielsweise mit fettem Abgas betrieben wird und die Signale der in den Abgasbänken vorhandenen Abgassonden ausgewertet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung werden als Stellgrößen Zündzeitpunkte verwendet. Durch die Verstellung der Zündzeitpunkte wird die Temperatur des Abgases beeinflusst und hierdurch die Zuordnung der Temperatursensoren ermöglicht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Messobjekte Zylinderbänke einer Brennkraftmaschine.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung stellen die Sensoren identischen Sensortyps Klopfsensoren dar, die an den Zylinderbänken der Brennkraftmaschine montiert sind.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung werden als Stellgrößen Zündzeitpunkte verwendet. Durch die Verstellung der Zündzeitpunkte werden die Verbrennungsvorgänge und somit auch die mit den Klopfsensoren detektierbaren Beschleunigungen verändert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine Brennkraftmaschine mit zwei Zylinderbänken und zwei Abgasbänken.
In der Figur ist eine Brennkraftmaschine 1 mit zwei Zylinderbänken 2, 2', den Zylinderbänken 2, 2' zugehörige Zylinder 3, 3' und zwei Abgasbänken 4, 4' dargestellt. Die Abgasbänke 4, 4' weisen zwei Katalysatoren 5, 5' zur Reinigung der Abgase und zwei Abgassonden 6, 6' zur Messung der Lambda-Werte der Abgase der beiden Abgasbänke 4, 4' auf. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine zwei Stellglieder 9, 9' anhand derer den Abgasbänken 4, 4' zugehörige Messgrößen verändert werden können. Die Signale der Abgassonden 6, 6' werden von einem Steuergerät 7 erfasst. Das Steuergerät 7 ist zusätzlich mit den Stellgliedern 9, 9' verbunden. Das Steuergerät 7 weist einen nichtflüchtigen Speicher 8 zur Speicherung der Zuordnung auf. In diesem Beispiel sollen die Abgassonden 6, 6' den jeweiligen Abgasbänken 4, 4' zugeordnet werden.
Die Zuordnung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird folgendermaßen durchgeführt. Zu Beginn der Zuordnung werden die Stellglieder 9, 9' derart von dem Steuergerät gesteuert, dass die erste Zylinderbank 2 mit einem fetten Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben und die zweite Zylinderbank 2' mit einem mageren Gemisch betrieben wird. Als Stellglieder 9, 9' können z. B. Einspritz- oder Einlassventile der Brennkraftmaschine 1 verwendet werden. Die stromabwärts der mit dem fettem Gemisch betriebene Zylinderbank 2 angeordnete Abgassonde 6 wird von fettem Abgas durchflutet und somit ein Signal aufweisen, welches einem Lambda-Wert kleiner 1 entspricht. Die stromabwärts der mit dem mageren Gemisch betriebene Zylinderbank 2' angeordnete Abgassonde 6' wird dagegen von magerem Abgas durchflutet und somit ein Signal aufweisen, welches einem Lambda-Wert größer 1 entspricht. Die Signale beider Abgassonden 6, 6' werden von dem Steuergerät 7 erfasst und aufgrund der unterschiedlichen Signale kann eine eindeutige Zuordnung der Abgassonden 6, 6' zu den Abgasbänken 4, 4' erfolgen. Die Abgassonde 6, die ein Signal aufweist welches einem Lambda-Wert kleiner 1 entspricht, wird der Abgasbank 4 stromabwärts der mit fettem Gemisch betriebenen Zylinderbank 2 zugeordnet. Die Abgassonde 6', die ein Signal aufweist welches einem Lambda-Wert größer 1 entspricht, wird der Abgasbank 4' stromabwärts der mit magerem Gemisch betriebenen Zylinderbank 2' zugeordnet. Diese Zuordnung wird in dem nichtflüchtigen Speicher 8 des Steuergerätes 7 gespeichert und steht somit nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine 1 bei einem erneuten Start zur Verfügung.
In diesem Beispiel sind Messobjekte die Abgasbänke 4, 4' der Brennkraftmaschine 1, die Sensoren die Abgassonden 6, 6', die Stellgrößen, die den Zylinderbänken 2, 2' zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemische und die Messgrößen die Lambda-Werte der Abgase mit denen die Abgasbänke 4, 4' betrieben werden. Als weitere Beispiele für mögliche Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens können für Messobjekte die Zylinderbänke 2, 2' oder Ansaugtrakte der Brennkraftmaschine 1, für Sensoren Klopfsensoren, Luftdrucksensoren oder Luftmassensensoren, für Stellgrößen Zündzeitpunkte oder Positionen einer Drosselklappe, für Messgrößen Beschleunigungen, Luftdrücke oder Luftmassen genannt werden.

Claims

Verfahren zur Zuordnung von mehreren Sensoren (6, 6') eines Sensortyps zu Messobjekten einer Brennkraftmaschine (1), wobei – die Sensoren (6, 6') Messgrößen der Messobjekte erfassen, – die Messgrößen beeinflussende Stellgrößen der Brennkraftmaschine (1) verändert werden und – die Zuordnung anhand der von den veränderten Messgrößen verursachten Signale der Sensoren (6, 6') erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung nach der Montage der Sensoren (6, 6') an dem Messobjekt erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung in einem nichtflüchtigen Speicher (8) eines Steuergerätes (7) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung während der Fertigung der Brennkraftmaschine (1) oder der Fertigung eines mit der Brennkraftmaschine (1) angetriebenen Fahrzeugs erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung in einer Werkstatt erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messobjekte Abgasbänke (4, 4') der Brennkraftmaschine (1) sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (6, 6') Abgassonden sind, die in den Abgasbänken (4, 4') verbaut sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (6, 6') Temperatursensoren sind, die in den Abgasbänken (4, 4') verbaut sind.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgrößen die Zylinder (3, 3') der Brennkraftmaschine (1) zugeführte Luft-Kraftstoff-Gemische verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgrößen Zündzeitpunkte verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messobjekte Zylinderbänke (2, 2') der Brennkraftmaschine (1) sind.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren Klopfsensoren sind, die an den Zylinderbänken (2, 2') montiert sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellgrößen Zündzeitpunkte verwendet werden.
Vorrichtung zur Zuordnung von mehreren Sensoren (6, 6') eines Sensortyps zu Messobjekten einer Brennkraftmaschine (1), gekennzeichnet durch Mittel, mit denen – die Sensoren (6, 6') Messgrößen der Messobjekte erfassen, – die Messgrößen beeinflussende Stellgrößen der Brennkraftmaschine (1) verändert werden und – die Zuordnung anhand der von den veränderten Messgrößen verursachten Signale der Sensoren (6, 6') erfolgt.