DE102019117575A1 - System for controlling an injection system of an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung eines Einspritzsystems eines Verbrennungsmotors, umfassend mindestens eine mittels eines Bestromungssignals ansteuerbare Injektoreinheit zum Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Brennraum des Verbrennungsmotors, wobei die mindestens eine Injektoreinheit jeweils eine eigene erste Steuereinheit aufweist, welche als ein Bauteil der Injektoreinheit ausgestaltet und in der Lage ist, mindestens einen IST-Wert mindestens einer Betriebsgröße der Injektoreinheit zu empfangen, zu speichern und zu übermitteln.The invention relates to a system for controlling an injection system of an internal combustion engine, comprising at least one injector unit, controllable by means of a current supply signal, for injecting a fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine, the at least one injector unit each having its own first control unit, which is designed as a component of the injector unit and is able to receive, store and transmit at least one ACTUAL value of at least one operating variable of the injector unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung eines Einspritzsystems eines Verbrennungsmotors, umfassend mindestens eine mittels eines Bestromungssignals ansteuerbare Injektoreinheit zum Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Brennraum des Verbrennungsmotors, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a system for controlling an injection system of an internal combustion engine, comprising at least one injector unit, controllable by means of an energization signal, for injecting a fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.

Der gesamte Brennraum eines Verbrennungsmotors (auch Brennkraftmaschine genannt) verteilt sich auf die einzelnen Brennräume der vorhandenen Zylinder. Abhängig von der Verwendung und der gewünschten Leistung des jeweiligen Verbrennungsmotors kann die Gesamtanzahl der Zylinder unterschiedlich sein. So können beispielsweise 4 oder 8 Zylinder und bei einem Schiffsdieselmotor auch 16 oder 24 Zylinder angeordnet sein.The entire combustion chamber of an internal combustion engine (also called internal combustion engine) is distributed over the individual combustion chambers of the existing cylinders. The total number of cylinders can vary depending on the use and the desired output of the respective internal combustion engine. For example, 4 or 8 cylinders and, in the case of a marine diesel engine, 16 or 24 cylinders can also be arranged.

Ein Zylinder weist ein erstes Ende auf, welches den Zylinderkopf ausgestaltet. Dieser umfasst generell die Anschlüsse für die Luftzufuhr und die Luftabfuhr sowie den Lagersitz einer Einspritzdüse. Benachbart zum zweiten Ende des Zylinders ist beispielsweise die Lagerung für die Kurbelwelle angeordnet. Die Kurbelwelle sorgt zusammen mit der Pleuelstange für die exzentrische Drehlagerung eines ersten Endes der einzelnen Kolben, deren zweites Ende innerhalb der Zylinder verschiebbar gelagert sind.A cylinder has a first end that defines the cylinder head. This generally includes the connections for the air supply and air discharge as well as the bearing seat of an injection nozzle. The bearing for the crankshaft, for example, is arranged adjacent to the second end of the cylinder. The crankshaft, together with the connecting rod, ensures the eccentric rotary bearing of a first end of the individual pistons, the second ends of which are slidably supported within the cylinder.

Mittels einer Hubbewegung des Kolbens in Richtung zum zweiten Ende des Zylinders hin wird Luft angesaugt. Bei einer Hubbewegung des Kolbens in Richtung zum ersten Ende des Zylinders hin wird die Luft stark verdichtet und dadurch erhitzt. Kurz vor dem Ende dieses Komprimierungstakts wird Kraftstoff eingespritzt, in der heißen Luft fein verteilt und zerstäubt. Durch die hohe Temperatur der Luft entzündet sich das entstandene Gemisch in einem Dieselmotor von selbst.Air is sucked in by means of a stroke movement of the piston in the direction of the second end of the cylinder. When the piston moves in the direction of the first end of the cylinder, the air is strongly compressed and thereby heated. Just before the end of this compression stroke, fuel is injected, finely dispersed in the hot air and atomized. Due to the high temperature of the air, the resulting mixture ignites by itself in a diesel engine.

Eine wichtige Aufgabe von Verbrennungsmotoren, insbesondere von Dieselmotoren, ist es, möglichst wenig Schadstoffe zu emittieren. Durch eine Optimierung des Verhältnisses von Luft zu Kraftstoff („Gemisch“), welches im Brennraum zum Zeitpunkt der Zündung vorliegt, kann dafür gesorgt werden, dass der Kraftstoff möglichst vollständig und effizient verbrennt. Hierfür muss der Kraftstoff zum richtigen Zeitpunkt und mit der richtigen Menge mit möglichst hohem Druck in den Brennraum eingespritzt werden. Das Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum erfolgt dabei über die am Zylinder angeordnete Einspritzdüse (auch Injektor genannt), welche die Funktion eines Ventils besitzt.An important task of internal combustion engines, especially diesel engines, is to emit as few pollutants as possible. By optimizing the ratio of air to fuel (“mixture”) that is present in the combustion chamber at the time of ignition, it can be ensured that the fuel burns as completely and efficiently as possible. For this purpose, the fuel must be injected into the combustion chamber at the right time and in the right amount with the highest possible pressure. The fuel is injected into the combustion chamber via the injection nozzle (also called an injector), which is arranged on the cylinder and functions as a valve.

Bei modernen Dieselmotoren wie dem Common-Rail-Dieselmotor wird die Druckerzeugung vom eigentlichen Einspritzvorgang getrennt. Dadurch ist es möglich, Einspritzzeitpunkt und Einspritzmenge des Kraftstoffs durch ein entsprechendes Bestromungssignal (Stromsignal oder Spannungssignal) der elektronischen Motorsteuerung zu bestimmen. Durch dieses Signal wird der Injektor aktiviert und der Einspritzvorgang durchgeführt.In modern diesel engines such as the common rail diesel engine, pressure generation is separated from the actual injection process. This makes it possible to determine the injection time and injection quantity of the fuel by means of a corresponding current signal (current signal or voltage signal) from the electronic engine control. This signal activates the injector and carries out the injection process.

Der Injektor übernimmt gemäß dem Stand der Technik nur das Einspritzen selbst, ist also lediglich mittels des Bestromungssignals der elektronischen Motorsteuerung ansteuerbar. Es wäre jedoch wünschenswert, eine Rückmeldung über die Zustände innerhalb der unmittelbaren Umgebung des Injektors zu erhalten, um etwaige Abweichungen vom Normzustand detektieren zu können. Ferner wäre es wünschenswert, ein Einspritzsystem bereitzustellen, dessen einzelne Komponenten möglichst souverän ausgestaltet sind.According to the prior art, the injector only takes on the injection itself, so it can only be controlled by means of the current supply signal from the electronic engine control. However, it would be desirable to receive feedback on the conditions within the immediate vicinity of the injector in order to be able to detect any deviations from the normal condition. It would also be desirable to provide an injection system whose individual components are designed as confidently as possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein intelligentes Injektorsystem zur Verfügung zu stellen.The object of the present invention is therefore to provide an intelligent injector system.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.This object is achieved according to the features of claim 1.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass bei einem System zur Steuerung eines Einspritzsystems eines Verbrennungsmotors, umfassend mindestens eine mittels eines Bestromungssignals ansteuerbare Injektoreinheit zum Einspritzen eines Kraftstoffs in einen Brennraum des Verbrennungsmotors, die mindestens eine Injektoreinheit jeweils eine eigene erste Steuereinheit aufweist, welche als ein Bauteil der Injektoreinheit ausgestaltet und in der Lage ist, mindestens einen IST-Wert mindestens einer Betriebsgröße der Injektoreinheit zu empfangen, zu speichern und weiterzuleiten.An essential point of the invention is that in a system for controlling an injection system of an internal combustion engine, comprising at least one injector unit controllable by means of an energization signal for injecting a fuel into a combustion chamber of the internal combustion engine, the at least one injector unit each has its own first control unit, which as a component of the injector unit is designed and able to receive, store and forward at least one ACTUAL value of at least one operating variable of the injector unit.

Dabei umfasst die Injektoreinheit bevorzugt genau einen Injektor.The injector unit preferably includes exactly one injector.

Es versteht sich, dass das Format, in welchem der IST-Wert der mindestens einen Betriebsgröße empfangbar, speicherbar und/oder weiterleitbar ist, natürlich veränderbar ist.It goes without saying that the format in which the ACTUAL value of the at least one operating variable can be received, stored and / or forwarded can of course be changed.

Bevorzugt ist die mindestens eine Betriebsgröße ein zu einem bestimmten Zeitpunkt herrschender Druck und/oder eine zu einem bestimmten Zeitpunkt herrschende Temperatur. Bevorzugt ist die mindestens eine Betriebsgröße in unmittelbarer Nähe der Injektoreinheit messbar. Bevorzugt ist die mindestens eine Betriebsgröße kontinuierlich, also in Abhängigkeit von der Zeit, messbar. Beispielsweise ist eine Messung der mindestens einen Betriebsgröße nur während des Einspritzvorgangs oder aber während der gesamten Arbeitstakte des Verbrennungsmotors messbar.The at least one operating variable is preferably a pressure prevailing at a specific point in time and / or a temperature prevailing at a specific point in time. The at least one operating variable can preferably be measured in the immediate vicinity of the injector unit. The at least one operating variable is preferably measurable continuously, that is to say as a function of time. For example, a measurement of the at least one operating variable can only be measured during the injection process or during the entire working cycle of the internal combustion engine.

Die erste Steuereinheit der Injektoreinheit umfasst also bevorzugt mindestens eine Datenspeichereinheit und/oder mindestens eine erste Datenschnittstelle.The first control unit of the injector unit therefore preferably comprises at least one data storage unit and / or at least one first data interface.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die erste Steuereinheit als ein Bauteil der Injektoreinheit ausgestaltet. Dadurch bildet die erste Steuereinheit mit dem Rest der Injektoreinheit eine bauliche Einheit. Ein Austausch der Injektoreinheit ist also gleichbedeutend mit einem Austausch der dazugehörigen ersten Steuereinheit. Der Vorteil liegt hier darin, dass Daten, welche einer spezifischen Injektoreinheit zugeordnet sind, auch mit dieser zusammen ausgebaut werden. Ein Auslesen sowie eine Auswertung der Daten unabhängig vom Einbauzustand der Injektoreinheit und eine Zuordnung der Daten zur spezifischen Injektoreinheit sind demnach problemlos möglich.According to the present invention, the first control unit is designed as a component of the injector unit. As a result, the first control unit forms a structural unit with the rest of the injector unit. An exchange of the injector unit is therefore equivalent to an exchange of the associated first control unit. The advantage here is that data that are assigned to a specific injector unit are also expanded with this unit. Reading out and evaluating the data regardless of the installation state of the injector unit and assigning the data to the specific injector unit are therefore possible without any problems.

Da jede Injektoreinheit über eine eigene erste Steuereinheit verfügt, lassen sich über die gesammelten Daten Rückschlüsse auf die Zuordnung einer bestimmten Injektoreinheit zu einem bestimmten Zylinder ziehen.Since each injector unit has its own first control unit, conclusions can be drawn about the assignment of a particular injector unit to a particular cylinder from the data collected.

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Injektoreinheit nach dem Plug-and-Play-Prinzip mit einer herkömmlichen Injektoreinheit (ohne eigene Steuereinheit) oder mit einer weiteren erfindungsgemäßen Injektoreinheit austauschbar; es sind also bei einem derartigen Austausch bevorzugt keine Anpassungen der verwendeten Hardware und der verwendeten Software nötig. Ergänzend sei erwähnt, dass je nach Aufbau der Hardware und/oder Software und je nach verwendeter Steuereinheit Zugriffsrechte notwendig sein können.The injector unit according to the invention is preferably interchangeable according to the plug-and-play principle with a conventional injector unit (without its own control unit) or with a further injector unit according to the invention; In the case of such an exchange, therefore, preferably no adjustments to the hardware and software used are necessary. In addition, it should be mentioned that, depending on the structure of the hardware and / or software and depending on the control unit used, access rights may be necessary.

Bevorzugt wird die jeweilige Betriebsgröße kontinuierlich erfasst und/oder gespeichert. Das Übermitteln der Daten kann kontinuierlich erfolgen oder zu mindestens einem vorbestimmten Zeitpunkt und/oder aufgrund eines vorbestimmten Signals („Trigger“) an die erste Steuereinheit. Dabei ist es möglich, bereits übermittelte Daten von der Datenspeichereinheit der ersten Steuereinheit zu löschen oder zu behalten.The respective operating variable is preferably continuously recorded and / or stored. The data can be transmitted continuously or at least at a predetermined point in time and / or on the basis of a predetermined signal (“trigger”) to the first control unit. It is possible to delete or keep data that have already been transmitted from the data storage unit of the first control unit.

Außerdem bildet die eigene Steuereinheit eine Art Redundanz für das gesamte System, da bei einem Ausfall einer der Steuereinheiten zumindest noch die Daten, welche den restlichen Injektoreinheiten zugeordnet werden können, mittels deren Steuereinheiten erfassbar, speicherbar und weiterleitbar sind.In addition, its own control unit forms a kind of redundancy for the entire system, since if one of the control units fails, at least the data that can be assigned to the remaining injector units can be recorded, stored and forwarded by means of their control units.

Insgesamt ist es also möglich, einen Verlauf der Betriebsgrößen systematisch zu erheben und abzuspeichern.Overall, it is therefore possible to systematically collect and save a course of the operating parameters.

Gemäß einer bevorzugten Variante umfasst das System eine zweite Steuereinheit, welche in der Lage ist, den mindestens einen IST-Wert von der ersten Steuereinheit zu empfangen und einen Vergleich des mindestens einen IST-Werts mit mindestens einem vorbestimmten SOLL-Wert der mindestens einer Betriebsgröße durchzuführen.According to a preferred variant, the system comprises a second control unit which is able to receive the at least one ACTUAL value from the first control unit and to carry out a comparison of the at least one ACTUAL value with at least one predetermined target value of the at least one operating variable .

Bevorzugt ist eine einzige zweite Steuereinheit für alle vorhandenen ersten Steuereinheiten bereitgestellt. Alternativ dazu und ebenfalls bevorzugt ist eine einzige zweite Steuereinheit für alle vorhandenen ersten Steuereinheiten einer Gruppe von ersten Steuereinheiten bereitgestellt. Dieser Fall gilt insbesondere dann, wenn eine höhere Anzahl von Zylindern und dementsprechend eine höhere Anzahl an ersten Steuereinheiten vorliegt. Hier kann es sinnvoll sein, Gruppen von Zylindern zu definieren, welche jeweils eine bestimmte Anzahl an Zylindern und dementsprechend eine bestimmte Anzahl an ersten Steuereinheiten umfassen, sowie jeder dieser Gruppen jeweils eine zweite Steuereinheit zuzuweisen.A single second control unit is preferably provided for all the first control units that are present. As an alternative to this, and likewise preferably, a single second control unit is provided for all the first control units in a group of first control units that are present. This case applies in particular when there is a higher number of cylinders and, accordingly, a higher number of first control units. It can be useful here to define groups of cylinders which each include a specific number of cylinders and accordingly a specific number of first control units, and to assign a second control unit to each of these groups.

Eine Abweichung zwischen dem mindestens einen IST-Wert und dem mindestens einen SOLL-Wert der mindestens einer Betriebsgröße kann beispielsweise aus einem Fehler wie einem Verschleiß oder einer Beschädigung von am Einspritzvorgang beteiligten Komponenten wie der Injektoreinheit selbst, dem Kolben und/oder dem Zylinder resultieren. Ebenfalls können Betriebsalternativen wie die Verwendung baulich unterschiedlicher Injektoreinheiten oder die Verwendung unterschiedlicher Kraftstoffe Einfluss auf den mindestens einen IST-Wert haben.A deviation between the at least one ACTUAL value and the at least one SET value of the at least one operating variable can result, for example, from a defect such as wear or damage to components involved in the injection process, such as the injector unit itself, the piston and / or the cylinder. Operating alternatives such as the use of structurally different injector units or the use of different fuels can also influence the at least one ACTUAL value.

Durch diese Auswertung der IST-Werte ist es möglich, Fehler und Abweichungen vom Soll-zustand zu erkennen und zu protokollieren. Eine Auswertung der Daten ist somit auch im Nachhinein problemlos möglich. Eine Auswertung der Daten kann beispielsweise beinhalten, dass eine bestimmte Abweichung einem bestimmten Fehler oder einer bestimmten Betriebsalternative zugeordnet werden kann. Diese Zuordnung ist bevorzugt abspeicherbar.This evaluation of the actual values makes it possible to identify and record errors and deviations from the target state. An evaluation of the data is therefore also possible afterwards without any problems. An evaluation of the data can include, for example, that a specific deviation can be assigned to a specific error or a specific operating alternative. This assignment can preferably be saved.

Die zweite Steuereinheit und/oder die elektronische Motorsteuerung umfassen also bevorzugt mindestens eine Datenspeichereinheit und/oder mindestens eine erste Datenschnittstelle. Beispielsweise sind Ergebnisse der Manipulation und/oder der logische Kontext zwischen Abweichungen und Manipulationen auf der Datenspeichereinheit der zweiten Steuereinheit und/oder auf der Datenspeichereinheit der elektronischen Motorsteuerung speicherbar.The second control unit and / or the electronic engine control thus preferably comprise at least one data storage unit and / or at least one first data interface. For example, results of the manipulation and / or the logical context between deviations and manipulations can be stored on the data storage unit of the second control unit and / or on the data storage unit of the electronic engine control.

Beispielsweise umfassen die Daten einer ersten Injektoreinheit eine bestimmte Abweichung eines Betriebszustandes. Durch den anschließenden Ausbau dieser ersten Injektoreinheit und Inspektion des dazugehörigen Zylinders wird beispielsweise ein Fehler in Form eines Werkstoffschadens am Zylinder festgestellt. Daraufhin wird der Zusammenhang zwischen der bestimmten Abweichung und dem Zylinderschaden abgespeichert. Bevorzugt wird beim Auftreten dieser bestimmten Abweichung ein Signal generiert, welches beispielsweise einem Fehlercode entspricht und/oder zur Überprüfung des Zylinders und/oder der Injektoreinheit auffordert.For example, the data from a first injector unit include a specific deviation in an operating state. By then removing this first injector unit and inspecting it of the associated cylinder, an error in the form of material damage to the cylinder is detected, for example. The relationship between the determined deviation and the cylinder damage is then saved. When this specific discrepancy occurs, a signal is preferably generated which, for example, corresponds to an error code and / or prompts the cylinder and / or the injector unit to be checked.

Ebenfalls kann ein Zusammenhang zwischen einer weiteren bestimmten Abweichung und einer Betriebsalternative in Form einer Verwendung eines bestimmten Kraftstoffs abgespeichert werden. Bevorzugt wird beim Auftreten dieser bestimmten Abweichung ebenfalls ein Signal generiert. Dieses Signal kann beispielsweise in Form einer Information generiert sein, dass aufgrund des veränderten Betriebsparameters in Form der Verwendung des bestimmten Kraftstoffs mit einer Abweichung vom SOLL-Zustand zu rechnen ist.A relationship between a further specific deviation and an operating alternative in the form of the use of a specific fuel can also be stored. A signal is preferably also generated when this specific deviation occurs. This signal can be generated, for example, in the form of information that, due to the changed operating parameter in the form of the use of the specific fuel, a deviation from the target state is to be expected.

Es ist bevorzugt, wenn die Injektoreinheit ein dem Brennraum zugewandtes erstes Ende aufweist, an welchem mindestens ein erster Sensor angeordnet ist, welcher in der Lage ist, den IST-Wert der dort herrschenden Betriebsgröße zu erfassen und an die erste Steuereinheit zu übertragen. Bevorzugt ist am ersten Ende der Injektoreinheit eine Austrittsöffnung des Injektors für den eingespritzten Kraftstoff angeordnet.It is preferred if the injector unit has a first end facing the combustion chamber, on which at least one first sensor is arranged, which is able to detect the actual value of the operating variable prevailing there and to transmit it to the first control unit. An outlet opening of the injector for the injected fuel is preferably arranged at the first end of the injector unit.

Ferner ist es alternativ oder kumulativ bevorzugt, wenn die Injektoreinheit ein dem Brennraum abgewandtes zweites Ende aufweist, an welchem mindestens ein zweiter Sensor angeordnet ist, welcher in der Lage ist, den IST-Wert der dort herrschenden Betriebsgröße zu erfassen und an die erste Steuereinheit zu übertragen. Bevorzugt ist das zweite Ende der Injektoreinheit an einem oberen Ende des Zylinderkopfs angeordnet. Beispielsweise ist eine obere Berandung des Brennraums mittels des Zylinderkopfs ausgestaltet.Furthermore, it is alternatively or cumulatively preferred if the injector unit has a second end facing away from the combustion chamber, on which at least one second sensor is arranged, which is able to detect the actual value of the operating variable prevailing there and to send it to the first control unit transfer. The second end of the injector unit is preferably arranged at an upper end of the cylinder head. For example, an upper edge of the combustion chamber is designed by means of the cylinder head.

Bevorzugt bildet der erste und/oder der zweite Sensor eine bauliche Einheit mit der Injektoreinheit. Ein Austausch der Injektoreinheit ist damit bevorzugt gleichbedeutend mit einem Austausch des ersten und/oder des zweiten Sensors. Soll ein Einspritzsystem erstmals mit einer derartigen Injektoreinheit ausgestattet werden, so entfällt durch diese Ausgestaltung auch die notwendige separate Installation des ersten und/oder des zweiten Sensors. Außerdem ist dadurch für eine möglichst geringe Toleranz hinsichtlich einer Referenzposition zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Sensor und der Injektoreinheit gesorgt, so dass die Vergleichbarkeit der mittels des ersten und/oder zweiten Sensors erfassten IST-Werte zwischen einer Injektoreinheit und weiteren Injektoreinheiten stets gewährleistet ist.The first and / or the second sensor preferably forms a structural unit with the injector unit. An exchange of the injector unit is therefore preferably equivalent to an exchange of the first and / or the second sensor. If an injection system is to be equipped with such an injector unit for the first time, this configuration also eliminates the need for separate installation of the first and / or the second sensor. In addition, this ensures the lowest possible tolerance with regard to a reference position between the first and / or the second sensor and the injector unit, so that the comparability of the ACTUAL values recorded by the first and / or second sensor between an injector unit and further injector units is always guaranteed is.

Es ist außerdem bevorzugt, wenn die zweite Steuereinheit oder eine der ersten Steuereinheit und der zweiten Steuereinheit übergeordnete Motorsteuereinheit in der Lage ist, ausgehend von dem Vergleich des mindestens einen IST-Werts mit dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert das Bestromungssignal zum Ansteuern der Injektoreinheit zu einem abweichenden Bestromungssignal zu manipulieren.It is also preferred if the second control unit or an engine control unit that is superordinate to the first control unit and the second control unit is able, based on the comparison of the at least one ACTUAL value with the at least one predetermined DESIRED value, to supply the energizing signal for controlling the injector unit to manipulate a different energization signal.

Das System ist also bevorzugt auch in der Lage, auf Abweichungen zwischen dem IST- und dem SOLL-Wert durch eine Manipulation des Bestromungssignals zu reagieren. Da wie oben beschrieben das Bestromungssignal das Verhältnis zwischen Luft und Kraftstoff entscheidend mit beeinflusst, ist somit ein emissions- und wirkungsgradoptimierter Betrieb des Verbrennungsmotors möglich. Die Einflüsse auf das Betriebsverhalten von Verbrennungsmotoren wie unterschiedliche Kraftstoffe, mechanischer Verschleiß, unterschiedliche Temperaturen und Einspritzdrücke werden damit automatisch kompensiert und ein neutrales Motorverhalten gewährleistet.The system is therefore preferably also able to react to deviations between the ACTUAL and SET values by manipulating the energization signal. Since, as described above, the current supply signal has a decisive influence on the ratio between air and fuel, an operation of the internal combustion engine that is optimized in terms of emissions and efficiency is possible. The influences on the operating behavior of internal combustion engines, such as different fuels, mechanical wear, different temperatures and injection pressures, are automatically compensated and a neutral engine behavior is guaranteed.

Dabei kann eine Abweichung bedeuten, dass der Vergleich des mindestens einen IST-Werts mit dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert zumindest hinsichtlich eines oder hinsichtlich mehrerer, beispielsweise zeitlich aufeinanderfolgender Werte der Betriebsgröße eine Abweichung ergibt. Beispielsweise wird eine Abweichung erst dann als solche registriert, wenn mittels des Vergleichs des mindestens einen IST-Werts mit dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert für die gesamte Dauer eines vordefinierten zeitlichen Abschnitts eine Abweichung feststellbar ist.A deviation can mean that the comparison of the at least one ACTUAL value with the at least one predetermined target value results in a deviation, at least with regard to one or more, for example chronologically consecutive values of the operating variable. For example, a deviation is only registered as such when a deviation can be determined by comparing the at least one ACTUAL value with the at least one predetermined target value for the entire duration of a predefined time segment.

Dabei kann die Manipulation des Bestromungssignals bedeuten, das Bestromungssignal, also die Stärke und/oder den Verlauf des Bestromungssignals über der Zeit, über einen Teilbereich seiner Dauer oder über seine gesamte Dauer zu beeinflussen. Ebenfalls ist es möglich, die Dauer des Bestromungssignals zu verlängern oder zu verkürzen.The manipulation of the energization signal can mean influencing the energization signal, that is to say the strength and / or the course of the energization signal over time, over a part of its duration or over its entire duration. It is also possible to lengthen or shorten the duration of the energization signal.

Um den Erfordernissen der Praxis gerecht zu werden, ist es sinnvoll, beim Vergleich zwischen dem IST- und dem SOLL-Wert Toleranzen gelten zu lassen. Es ist also bevorzugt, dass beim oben ausgeführten Vergleich zumindest dann keine Manipulation des Bestromungssignals stattfindet, wenn der IST-Wert in einem applizierbarem Bereich/Rahmen liegt, welcher in der Steuereinheit definiert werden kann. Beispielsweise wird der applizierbare Bereich eingehalten, wenn der IST-Wert in einem Bereich des 0,95- bis 1,05-fachen des SOLL-Werts liegt. Wird der applizierbare Bereich über- oder unterschritten, ist es jedoch bevorzugt, dass eine Manipulation des Bestromungssignals wie oben beschrieben stattfindet.In order to meet the requirements of practice, it makes sense to allow tolerances to apply when comparing the actual and the target value. It is therefore preferred that, in the comparison outlined above, no manipulation of the current supply signal takes place at least when the ACTUAL value is in an applicable range / frame that can be defined in the control unit. For example, the applicable range is adhered to when the ACTUAL value is in a range from 0.95 to 1.05 times the target value. If the applicable range is exceeded or not reached, however, it is preferred that the energization signal is manipulated as described above.

Es wird also bevorzugt über eine Änderung des Bestromungssignals einer Abweichung zwischen dem IST- und dem SOLL-Wert gegengesteuert. Diese Änderung des Bestromungssignals ist aus dem Bereich des sogenannten „Chiptunings“ bekannt, wodurch beispielsweise eine nachträgliche Steigerung der Leistungsfähigkeit eines Verbrennungsmotors erzielt werden soll.It is therefore preferred to counteract a deviation between the ACTUAL and SET values by changing the current supply signal. This change in the current supply signal is known from the field of so-called “chip tuning”, which is intended to increase the performance of an internal combustion engine, for example.

Wie oben beschrieben, erfolgt die Manipulation des Bestromungssignals zum Ansteuern der Injektoreinheit zu einem abweichenden Bestromungssignal gemäß einem ersten Fall mittels der zweiten Steuereinheit oder gemäß einem zweiten Fall mittels der übergeordneten (elektronischen) Motorsteuereinheit.As described above, the energization signal for driving the injector unit to a different energization signal is manipulated according to a first case by means of the second control unit or according to a second case by means of the higher-level (electronic) engine control unit.

Der erste Fall ist dann vorteilhaft, wenn die elektronische Motorsteuerung „geschlossen“ ausgeführt ist, was bedeutet, dass eine Umprogrammierung der elektronischen Motorsteuerung, deren Hard- und Software ja oft externe Zukaufsysteme darstellen, zumindest hinsichtlich des relevanten Bestromungssignals nicht möglich ist oder beispielsweise nur mit Verlust der Betriebsgarantie einhergeht. Gleichermaßen kann es einfacher sein, hinsichtlich der Manipulation des Bestromungssignals statt der elektronischen Motorsteuerung eine eigene Steuereinheit in Form der zweiten Steuereinheit zu programmieren, deren Hard- und Software zumindest zum großen Teil durch eigene Techniker kontrollierbar sind. So muss beispielsweise nach einem Update der Software der elektronischen Motorsteuerung nicht zusätzlich die Manipulation des Bestromungssignals wieder in der Software implementiert werden.The first case is advantageous when the electronic engine control is designed to be "closed", which means that reprogramming of the electronic engine control, whose hardware and software are often external purchase systems, is not possible, at least with regard to the relevant current supply signal, or, for example, only with Loss of the operational guarantee. Equally, it can be simpler to program a separate control unit in the form of the second control unit with regard to the manipulation of the current supply signal instead of the electronic motor control, the hardware and software of which can at least for the most part be controlled by one's own technicians. For example, after an update of the software of the electronic engine control, the manipulation of the current supply signal does not have to be implemented again in the software.

Der zweite Fall sieht vor, dass die elektronische Motorsteuerung das ursprüngliche Bestromungssignal liefert und zum abweichenden Bestromungssignal manipuliert. Das kann vorteilhaft sein, wenn ausgehend von der zweiten Steuereinheit zu wenig Spannung abgreifbar ist, um das Bestromungssignal zu manipulieren.The second case provides that the electronic motor control supplies the original current flow signal and manipulates it to form the different current flow signal. This can be advantageous if, starting from the second control unit, too little voltage can be tapped off in order to manipulate the energization signal.

Bevorzugt ist es nicht vorgesehen, das Bestromungssignal mittels der ersten Steuereinheit zu manipulieren. So lässt sich die Manipulation auf höherer Ebene steuern, was die Kontrolle der Manipulation vereinfacht.Provision is preferably not made for the energization signal to be manipulated by means of the first control unit. In this way, the manipulation can be controlled at a higher level, which simplifies the control of the manipulation.

Es ist ferner bevorzugt, wenn ein Ergebnis des Vergleichs des mindestens einen IST-Werts mit dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert sowie das daraus resultierende abweichende Bestromungssignal durch die zweite Steuereinheit und/oder die übergeordnete Motorsteuereinheit abspeicherbar sind.It is also preferred if a result of the comparison of the at least one ACTUAL value with the at least one predetermined SET value and the resulting deviating current supply signal can be stored by the second control unit and / or the higher-level engine control unit.

Es ist also bevorzugt, dass das Verhalten des Systems abspeicherbar und gegebenenfalls wieder abrufbar ist, wenn eine ähnliche Abweichung zwischen dem mindestens einen IST-Wert und dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert vorliegt.It is therefore preferred that the behavior of the system can be stored and, if necessary, retrieved again if there is a similar deviation between the at least one ACTUAL value and the at least one predetermined SET value.

Gleichermaßen ist es sinnvoll, wenn nach einer erfolgten Manipulation ein weiterer Vergleich zwischen dem mindestens einen IST-Wert und dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert durchgeführt und das Ergebnis dieses weiteren Vergleichs mit dem Ergebnis eines Vergleichs vor der Manipulation verglichen wird. Aus dem Vergleich der Ergebnisse lässt sich nämlich ableiten, ob die Manipulation erfolgreich war und insbesondere zu einer geringeren Abweichung zwischen dem mindestens einen IST-Wert und dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert geführt hat.It is also useful if, after a manipulation, a further comparison is made between the at least one ACTUAL value and the at least one predetermined target value and the result of this further comparison is compared with the result of a comparison before the manipulation. From the comparison of the results it can namely be deduced whether the manipulation was successful and, in particular, led to a smaller deviation between the at least one ACTUAL value and the at least one predetermined SET value.

War die Manipulation erfolgreich, so ist es bevorzugt, wenn die zugrundeliegende Abweichung sowie die ihr zugeordnete erfolgreiche Manipulation im logischen Kontext abgespeichert werden.If the manipulation was successful, it is preferred if the underlying deviation and the successful manipulation assigned to it are stored in the logical context.

War die Manipulation nicht erfolgreich, so kann es auch bevorzugt sein, wenn die zugrundeliegende Abweichung sowie die ihr zugeordnete Manipulation im logischen Kontext abgespeichert werden, um eine Wiederholung des Verhaltens zu vermeiden. Es kann alternativ oder kumulativ ebenfalls sinnvoll sein, die zugrundeliegende Abweichung sowie eine auf Basis der ihr zugeordneten Manipulation optimierte Manipulation im logischen Kontext abzuspeichern.If the manipulation was unsuccessful, it can also be preferred if the underlying deviation and the manipulation assigned to it are stored in the logical context in order to avoid repetition of the behavior. Alternatively or cumulatively, it can also make sense to store the underlying deviation and a manipulation optimized on the basis of the manipulation assigned to it in the logical context.

Bevorzugt sind alle oder ein Teil der erhobenen Daten und/oder Werte dazu verwendbar, eine Nutzungsintensität und/oder eine Restnutzungsdauer einer einzelnen Injektoreinheit zu berechnen. Ferner kann die erste und/oder die zweite Steuereinheit einen Vergleich zu mindestens einem gespeicherten Sollverhalten auswerten, welches beispielsweise auf Grundlage von bekannten Messwerten erfasst wurde, und darauf mit Korrekturen reagieren oder, falls das IST-Verhalten soweit vom SOLL-Verhalten abweicht, dass keine korrigierende Reaktion möglich ist, einen Fehler an die zweite Steuereinheit oder die übergeordnete Motorsteuerung melden und/oder im Speicher abspeichern.All or some of the collected data and / or values can preferably be used to calculate a usage intensity and / or a remaining usage duration of an individual injector unit. Furthermore, the first and / or the second control unit can evaluate a comparison to at least one stored target behavior, which was recorded, for example, on the basis of known measured values, and react to this with corrections or, if the ACTUAL behavior deviates so much from the target behavior that none corrective reaction is possible, report an error to the second control unit or the higher-level engine control and / or store it in the memory.

Bevorzugt umfassen die erste Steuereinheit und/oder die zweite Steuereinheit jeweils eine Serviceschnittstelle in Form einer kabelgebundenen oder kabellosen Datenschnittstelle. Beispielsweise ist die Datenschnittstelle ein CAN-Bus, eine Ethernet-Schnittstelle, ein USB-Anschluss, ein Bluetooth-Modul, ein RFID-Modul, ein NFC-Modul oder dergleichen.The first control unit and / or the second control unit preferably each include a service interface in the form of a wired or wireless data interface. For example, the data interface is a CAN bus, an Ethernet interface, a USB connection, a Bluetooth module, an RFID module, an NFC module or the like.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen.Advantages and practicalities can be found in the following description in connection with the drawing.

FigurenlisteFigure list

  • 1a eine schematische Übersicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems; 1a a schematic overview of a first embodiment of the system according to the invention;
  • 1b eine schematische Übersicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems; 1b a schematic overview of a second embodiment of the system according to the invention;
  • 2 eine Übersicht eines Verfahrens zur Steuerung eines Einspritzsystems; 2 an overview of a method for controlling an injection system;
  • 3 stark vereinfacht einen Verbrennungsmotor. 3 greatly simplified an internal combustion engine.

3 zeigt stark vereinfacht einen Diesel-Verbrennungsmotor M (Viertakter) mit vorliegend vier Zylindern Z1, Z2, Z3, Z4 und den darin beweglichen Kolben K1, K2, K3, K4 mit einem Einspritzsystem ES gemäß dem Stand der Technik. 3 shows a highly simplified diesel internal combustion engine M (four-stroke) with four cylinders Z1, Z2, Z3, Z4 and the pistons K1, K2, K3, K4 movable therein with an injection system ES according to the prior art.

Der erste Zylinder Z1 befindet sich im ersten Takt. Durch das geöffnete Einlassventil IV gelangt Luft A in den Zylinder Z1. Der Kolben K1 bewegt sich dabei abwärts, wodurch Luft A nachgesaugt wird.The first cylinder Z1 is in the first cycle. Air A enters cylinder Z1 through the open inlet valve IV. The piston K1 moves downwards, whereby air A is sucked in.

Der zweite Zylinder Z2 befindet sich im zweiten Takt. Durch den sich aufwärts bewegenden Kolben K2 bei geschlossenen Ventilen IV und OV wird die Luft stark (auf beispielsweise 50 bar) verdichtet. Dadurch erhöht sich die Temperatur (beispielsweise auf über 600 °C). Kurz vor einem oberen Totpunkt wird durch einen Injektor 10 der Kraftstoff F unter hohem Druck in den Zylinder gebracht (zur Veranschaulichung ist der Einspritzvorgang gemäß dem Zylinder Z2 gezeigt, obwohl der Kolben K2 noch nicht kurz vor dem oberen Totpunkt steht).The second cylinder Z2 is in the second cycle. The air is strongly compressed (to 50 bar, for example) by the piston K2 moving upwards with the valves IV and OV closed. This increases the temperature (for example to over 600 ° C). Shortly before top dead center, fuel F is brought into the cylinder under high pressure by an injector 10 (for illustration, the injection process according to cylinder Z2 is shown, although piston K2 is not yet close to top dead center).

Der dritte Zylinder Z3 befindet sich im dritten Takt. Durch die hohe Temperatur der Luft A kommt es zu einer explosionsartigen Verbrennung des Gemisches aus Kraftstoff F und Luft A. Druck und Temperatur im Zylinder Z3 steigen sprunghaft an. Der Kolben K3 wird infolge des hohen Druckes nach unten bewegt und verrichtet mechanische Arbeit. Die Auf- und Abbewegung des Kolbens K3 wird dabei über die Pleuelstange PR und die Kurbelwelle CS in eine Drehbewegung umgewandelt.The third cylinder Z3 is in the third stroke. The high temperature of the air A causes an explosive combustion of the mixture of fuel F and air A. The pressure and temperature in cylinder Z3 rise sharply. The piston K3 is moved downwards due to the high pressure and performs mechanical work. The up and down movement of the piston K3 is converted into a rotary movement via the connecting rod PR and the crankshaft CS.

Der vierte Zylinder Z4 befindet sich im vierten Takt. Der Kolben K4 bewegt sich wieder nach oben und drückt durch das geöffnete Auslassventil OV die Verbrennungsgase G aus dem Zylinder Z4 heraus. Anschließend beginnt der Vorgang wieder mit Takt 1.The fourth cylinder Z4 is in the fourth stroke. The piston K4 moves up again and pushes the combustion gases G out of the cylinder Z4 through the opened outlet valve OV. The process then begins again with measure 1.

Die folgende Beschreibung gilt bevorzugt in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor M gemäß 3.The following description applies preferably in connection with an internal combustion engine M according to FIG 3 .

Im Folgenden werden zunächst die Gemeinsamkeiten der 1a und 1b beschrieben. Zu sehen ist jeweils ein System 1; 1' zur Steuerung eines Einspritzsystems eines Verbrennungsmotors M. Eine übergeordnete elektronische Motorsteuerung ECU wird vorliegend mittels einer 24-V-Gleichspannungsquelle versorgt. Die erste ICU1 und die zweite Steuereinheit ICU2 werden mittels einer 48-V- Gleichspannungsquelle versorgt.The common features of the 1a and 1b described. A system 1 can be seen in each case; 1 'for controlling an injection system of an internal combustion engine M. A higher-level electronic engine control ECU is supplied in the present case by means of a 24 V direct voltage source. The first ICU1 and the second control unit ICU2 are supplied by means of a 48 V direct voltage source.

Das System 1; 1' umfasst jeweils mindestens eine mittels eines Bestromungssignals 11 ansteuerbare Injektoreinheit 10 zum Einspritzen eines Kraftstoffs F in einen Brennraum B (schematisch angedeutet zwischen dem unteren Ende 11 der Injektoreinheit 10 und dem Kolben K) des Verbrennungsmotors M. Vorliegend sind vier Injektoreinheiten 10 angeordnet, welche jeweils einem Zylinder Z eines Verbrennungsmotors M mit insgesamt vier Zylindern Z zugeordnet sind; der Übersichtlichkeit halber ist jedoch nur eine Injektoreinheit 10 dargestellt.The system 1; 1 'each comprises at least one injector unit 10, controllable by means of an energization signal 11, for injecting a fuel F into a combustion chamber B (indicated schematically between the lower end 11 of the injector unit 10 and the piston K) of the internal combustion engine M. Four injector units 10 are arranged here each assigned to a cylinder Z of an internal combustion engine M with a total of four cylinders Z; For the sake of clarity, however, only one injector unit 10 is shown.

Der Zylinder Z weist ein erstes Ende (Zylinderkopf) auf, welches vorliegend die Anschlüsse für die Luftzufuhr und die Luftabfuhr (nicht gezeigt) sowie den Sitz einer Einspritzdüse 13 umfasst.The cylinder Z has a first end (cylinder head), which in the present case includes the connections for the air supply and the air discharge (not shown) and the seat of an injection nozzle 13.

Das System 1; 1' zur Steuerung eines Einspritzsystems eines Verbrennungsmotors M, umfassend mindestens eine mittels eines Bestromungssignals l1 (siehe schematische Darstellung gemäß der 1a und 1b) ansteuerbare Injektoreinheit 10 zum Einspritzen eines Kraftstoffs F in einen Brennraum B des Verbrennungsmotors M, ist nun dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Injektoreinheit 10 jeweils eine eigene erste Steuereinheit ICU1 aufweist, welche als ein Bauteil der Injektoreinheit 10 ausgestaltet und in der Lage ist, mindestens einen IST-Wert p11, T11, p21, T21 mindestens einer Betriebsgröße p1, p2, T1, T2 der Injektoreinheit ICU1 zu empfangen, zu speichern und weiterzuleiten.The system 1; 1 'for controlling an injection system of an internal combustion engine M, comprising at least one by means of an energization signal l1 (see schematic representation according to FIG 1a and 1b) controllable injector unit 10 for injecting a fuel F into a combustion chamber B of the internal combustion engine M is now characterized in that the at least one injector unit 10 each has its own first control unit ICU1, which is designed as a component of the injector unit 10 and is capable of at least to receive, store and forward an actual value p11, T11, p21, T21 of at least one operating variable p1, p2, T1, T2 of the injector unit ICU1.

Dabei umfasst die Injektoreinheit 10 vorliegend genau einen Injektor 13 (Einspritzdüse).In the present case, the injector unit 10 comprises exactly one injector 13 (injection nozzle).

Vorliegend sind die erfassbaren Betriebsgrößen p1, p2, T1, T2 ein zu einem bestimmten Zeitpunkt herrschender Druck und eine zu einem bestimmten Zeitpunkt herrschende Temperatur, wobei der Druck und die Temperatur jeweils an zwei Orten gemessen werden. Wie unten noch genauer beschrieben, wird der Druck als Betriebsgröße p1 vom ersten Sensor S1 und optional zusätzlich als Betriebsgröße p2 vom zweiten Sensor S2 erfasst. Analog dazu wird die Temperatur als Betriebsgröße T1 vom ersten Sensor S1 und optional zusätzlich als Betriebsgröße T2 vom zweiten Sensor S2 erfasst.In the present case, the detectable operating variables p1, p2, T1, T2 are a pressure prevailing at a specific point in time and a temperature prevailing at a specific point in time, the pressure and the temperature each being measured at two locations. As will be described in more detail below, the pressure is used as the operating variable p1 by the first sensor S1 and optionally also recorded as an operating variable p2 by the second sensor S2. Analogously to this, the temperature is recorded as an operating variable T1 by the first sensor S1 and optionally also as an operating variable T2 by the second sensor S2.

Die erste Steuereinheit ICU1 der Injektoreinheit 10 umfasst vorliegend eine Datenspeichereinheit 50 und eine erste Datenschnittstelle 60. Es sind die erste Steuereinheit ICU1 und die zweite Steuereinheit ICU2 vorliegend in ein gemeinsames CAN-Bus-System eingebunden. Bevorzugt stellt in Bezug auf die Verwaltung des Datenzugriffs innerhalb des CAN-Bus-Systems die zweite Steuereinheit ICU2 den Master und die ersten Steuereinheiten ICU 1 jeweils einen Slave dar. Denkbar wäre hier neben dem CAN-Bus-System auch eine Verbindung der ersten Steuereinheit ICU1 und der zweiten Steuereinheit ICU2 mittels einer anderen Schnittstelle wie Ethernet.The first control unit ICU1 of the injector unit 10 comprises a data storage unit 50 and a first data interface 60. The first control unit ICU1 and the second control unit ICU2 are integrated into a common CAN bus system. With regard to the management of data access within the CAN bus system, the second control unit ICU2 preferably represents the master and the first control units ICU 1 each represent a slave. In addition to the CAN bus system, a connection between the first control unit ICU1 would also be conceivable and the second control unit ICU2 by means of another interface such as Ethernet.

In der Datenspeichereinheit 50, welche bevorzugt auch zur Messsignalaufbereitung verwendet werden kann, werden vorliegend Daten gespeichert wie aufbereitete Messdaten 501 des ersten S1 und/oder des zweiten Sensors S2, Daten 502, welche einen Rückschluss darüber erlauben, in welchem zeitlichen Rahmen die vier Injektoreinheiten 10 gemeinsam verwendet wurden, Daten 503, welche Informationen über die Produktion der Injektoreinheiten 10 und/oder des ersten S1 und/oder des zweiten Sensors S2 umfassen, sowie optional weitere Daten 504.In the data storage unit 50, which can preferably also be used for measurement signal processing, data is stored in the present case, such as processed measurement data 501 of the first S1 and / or the second sensor S2, data 502, which allow a conclusion to be drawn about the time frame in which the four injector units 10 were used together, data 503, which include information about the production of the injector units 10 and / or the first S1 and / or the second sensor S2, and optionally further data 504.

Vorliegend umfassen die erste Steuereinheit ICU1 und die zweite Steuereinheit ICU2 jeweils eine Serviceschnittstelle in Form einer kabelgebundenen oder kabellosen zweiten 61 und dritten Datenschnittstelle 62.In the present case, the first control unit ICU1 and the second control unit ICU2 each comprise a service interface in the form of a wired or wireless second 61 and third data interface 62.

Vorliegend ist die erste Steuereinheit ICU1 als ein Bauteil der Injektoreinheit 10 ausgestaltet. Außerdem ist die Injektoreinheit 10 vorliegend nach dem Plug-and-Play-Prinzip mit einer herkömmlichen Injektoreinheit (ohne eigene Steuereinheit) oder mit einer weiteren erfindungsgemäßen Injektoreinheit austauschbar.In the present case, the first control unit ICU1 is designed as a component of the injector unit 10. In addition, the injector unit 10 is in the present case interchangeable with a conventional injector unit (without its own control unit) or with a further injector unit according to the invention according to the plug-and-play principle.

Vorliegend umfasst das System 1, 1' die zweite Steuereinheit ICU2, welche in der Lage ist, den mindestens einen IST-Wert p11, T11, p21, T21 von der ersten Steuereinheit ICU1 zu empfangen und einen Vergleich des mindestens einen IST-Werts p11, T11, p21, T21 mit mindestens einem vorbestimmten SOLL-Wert p10, T10, p20, T20 der mindestens einer Betriebsgröße p1, p2, T1, T2 durchzuführen. Vorliegend ist eine einzige zweite Steuereinheit ICU2 für alle vier ersten Steuereinheiten ICU1 bereitgestellt.In the present case, the system 1, 1 'comprises the second control unit ICU2, which is able to receive the at least one ACTUAL value p11, T11, p21, T21 from the first control unit ICU1 and to compare the at least one ACTUAL value p11, T11, p21, T21 to be carried out with at least one predetermined target value p10, T10, p20, T20 of the at least one operating variable p1, p2, T1, T2. In the present case, a single second control unit ICU2 is provided for all four first control units ICU1.

Zu sehen ist, dass die Injektoreinheit 10 ein dem Brennraum B zugewandtes erstes Ende 11 aufweist, an welchem ein erster Sensor S1 angeordnet ist, welcher in der Lage ist, den IST-Wert p11, T11 der dort herrschenden Betriebsgrößen p1, T1 zu erfassen und an die erste Steuereinheit ICU1 zu übertragen. Vorliegend ist am ersten Ende 11 der Injektoreinheit 10 eine Austrittsöffnung für den eingespritzten Kraftstoff F angeordnet.It can be seen that the injector unit 10 has a first end 11 facing the combustion chamber B, on which a first sensor S1 is arranged, which is able to detect the actual value p11, T11 of the operating variables p1, T1 prevailing there and to be transmitted to the first control unit ICU1. In the present case, an outlet opening for the injected fuel F is arranged at the first end 11 of the injector unit 10.

Außerdem ist gezeigt, dass die Injektoreinheit 10 ein dem Brennraum B abgewandtes zweites Ende 12 aufweist, an welchem ein zweiter Sensor S2 angeordnet ist, welcher in der Lage ist, den IST-Wert p21, T21 der dort herrschenden Betriebsgrößen p2, T2 zu erfassen und an die erste Steuereinheit ICU1 zu übertragen.It is also shown that the injector unit 10 has a second end 12 facing away from the combustion chamber B, on which a second sensor S2 is arranged, which is able to detect the actual value p21, T21 of the operating parameters p2, T2 prevailing there and to be transmitted to the first control unit ICU1.

Vorliegend bilden der erste S1 und der zweite Sensor S2 eine bauliche Einheit mit der Injektoreinheit 10. Außerdem weisen beide Sensoren S1, S2 jeweils eine RFID-Transpondereinheit auf, welche in der Lage ist, mit einem Lesegerät zu kommunizieren, wobei das mittels der ersten Steuereinheit ICU1 ausgestaltet ist. Vorliegend ist NFC der hier verwendete Übertragungsstandard.In the present case, the first S1 and the second sensor S2 form a structural unit with the injector unit 10. In addition, both sensors S1, S2 each have an RFID transponder unit which is able to communicate with a reader, this being done by means of the first control unit ICU1 is designed. In the present case, NFC is the transmission standard used here.

Es ist außerdem vorgesehen, dass die zweite Steuereinheit ICU2 oder die der ersten Steuereinheit ICU1 und der zweiten Steuereinheit ICU2 übergeordnete Motorsteuereinheit ECU in der Lage ist, ausgehend von dem Vergleich des mindestens einen IST-Werts p11, T11, p21, T21 mit dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert das Bestromungssignal 11 zum Ansteuern der Injektoreinheit 10 zu einem abweichenden Bestromungssignal zu manipulieren.It is also provided that the second control unit ICU2 or that of the first control unit ICU1 and the second control unit ICU2 superordinate engine control unit ECU is able, based on the comparison of the at least one ACTUAL value p11, T11, p21, T21 with the at least one predetermined target value to manipulate the energization signal 11 for driving the injector unit 10 to a different energization signal.

Dabei erfolgt die Manipulation des Bestromungssignals l1 zum Ansteuern der Injektoreinheit 10 zu einem abweichenden Bestromungssignal gemäß einem ersten Fall (siehe System 1 gemäß 1a) mittels der zweiten Steuereinheit ICU2 und gemäß einem zweiten Fall (siehe System 1' gemäß 1b) mittels der übergeordneten elektronischen Motorsteuereinheit ECU. Angedeutet ist dies durch das Anordnen der Endstufe(n) 90 als Teil der zweiten Steuereinheit ICU2 (vorliegend vier Endstufen 90; eine für jeden Zylinder Z) oder der elektronischen Motorsteuereinheit ECU (vorliegend eine Endstufe 90).The manipulation of the energization signal l1 takes place to control the injector unit 10 to a different energization signal according to a first case (see system 1 according to FIG 1a) by means of the second control unit ICU2 and according to a second case (see system 1 'according to FIG 1b) by means of the superordinate electronic engine control unit ECU. This is indicated by the arrangement of the output stage (s) 90 as part of the second control unit ICU2 (in this case four output stages 90; one for each cylinder Z) or the electronic engine control unit ECU (in this case an output stage 90).

Schematisch veranschaulicht ist, dass die zweite Steuereinheit ICU2 Korrekturfunktionen 70, 71, 72, 73 mit Unterfunktionen 701, 702, 703 (gezeigt nur für die Korrekturfunktion 70 des ersten Zylinders), welche der Manipulation des Bestromungssignals I1 dienen, für jeden einzelnen Zylinder Z abspeichern und darauf zugreifen kann. Dabei ist die Unterfunktion 701 eine Werkstoffschädigungsfunktion; also eine Information über ein manipuliertes Bestromungssignal, welches aufgrund einer Werkstoffschädigung notwendig war. Analog dazu ist die Unterfunktion 702 eine Verschleißkorrekturfunktion und die Unterfunktion 703 eine Kraftstoffkorrekturfunktion.It is schematically illustrated that the second control unit ICU2 store correction functions 70, 71, 72, 73 with sub-functions 701, 702, 703 (shown only for the correction function 70 of the first cylinder), which are used to manipulate the current supply signal I1, for each individual cylinder Z. and can access it. The sub-function 701 is a material damage function; that is, information about a manipulated current supply signal that was necessary due to material damage. Similarly, the sub-function 702 is a wear correction function and the sub-function 703 is a fuel correction function.

Es ist ferner vorgesehen, dass ein Ergebnis des Vergleichs des mindestens einen IST-Werts p11, T11, p21, T21 mit dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert p10, p20, T10, T20 sowie das daraus resultierende abweichende Bestromungssignal durch die zweite Steuereinheit ICU2 und/oder die übergeordnete Motorsteuereinheit ECU abspeicherbar sind.It is also provided that a result of the comparison of the at least one ACTUAL value p11, T11, p21, T21 with the at least one predetermined SET value p10, p20, T10, T20 and the resulting deviating current supply signal by the second control unit ICU2 and / or the higher-level engine control unit ECU can be stored.

Mit eingebunden ins CAN-BUS-System ist außerdem ein Condition Monitoring System 80 (deutsch: „Zustandsüberwachungssystem“), welches die erhobenen Daten dazu verwendet, Berechnungen und Zuordnungen 801, 802, 803 durchzuführen. So wird eine Nutzungsintensität 801 und eine Restnutzungsdauer 802 einer einzelnen Injektoreinheit 10 berechnet sowie die einzelnen Daten den einzelnen Zylindern zugeordnet 803.A Condition Monitoring System 80 (German: “Status Monitoring System”), which uses the collected data to perform calculations and assignments 801, 802, 803, is also integrated into the CAN-BUS system. A usage intensity 801 and a remaining usage period 802 of an individual injector unit 10 are calculated and the individual data are assigned 803 to the individual cylinders.

2 zeigt eine Übersicht über ein bevorzugtes Verfahren 100. Ein erster Schritt 101 umfasst das Starten des Verbrennungsmotors M. Gemäß Schritt 102 werden mittels des ersten S1 und/oder mittels des zweiten Sensors S2 IST-Werte p11, T11, p21 und/oder T21 erfasst, welche gemäß Schritt 103 auf der Datenspeichereinheit 50 der ersten Steuereinheit ICU1 abgespeichert werden. Gemäß Schritt 104 erfolgt eine Übermittlung der IST-Werte p11, T11, p21 und/oder T21 an die zweite Steuereinheit ICU2. Dort findet gemäß Schritt 105 ein Vergleich der IST-Werte p11, T11, p21 und/oder T21 mit den SOLL-Werten p10, T10, p20 und/oder T20 statt. 2 shows an overview of a preferred method 100. A first step 101 comprises starting the internal combustion engine M. According to step 102, ACTUAL values p11, T11, p21 and / or T21 are recorded by means of the first S1 and / or by means of the second sensor S2, which are stored according to step 103 on the data storage unit 50 of the first control unit ICU1. According to step 104, the ACTUAL values p11, T11, p21 and / or T21 are transmitted to the second control unit ICU2. There, according to step 105, the ACTUAL values p11, T11, p21 and / or T21 are compared with the SET values p10, T10, p20 and / or T20.

Wird gemäß Schritt 106a festgestellt, dass eine Abweichung vorliegt, so kann gemäß Schritt 107 eine Manipulation des Bestromungssignals I1 durch die zweite Steuereinheit ICU2 oder die Motorsteuerung ECU erfolgen, wenn beispielsweise die Abweichung außerhalb eines zulässigen Wertebereichs liegt. Ebenfalls optional sind jeweils der Schritt 108, gemäß welchem eine Optimierung der Manipulation durchgeführt wird, und der Schritt 109, gemäß welchem die Ergebnisse der Manipulation und/oder der logische Kontext zwischen Abweichungen und Manipulationen abgespeichert werden. Anschließend läuft das Verfahren 100 wieder bei Schritt 102 weiter.If it is determined in step 106a that there is a deviation, then in step 107 the energization signal I1 can be manipulated by the second control unit ICU2 or the engine control ECU if, for example, the deviation is outside a permissible value range. Step 108, according to which an optimization of the manipulation is carried out, and step 109, according to which the results of the manipulation and / or the logical context between deviations and manipulations are stored, are also optional. The method 100 then continues again at step 102.

Wird gemäß Schritt 106b festgestellt, dass keine Abweichung oder keine Abweichung außerhalb eines zulässigen Wertebereichs vorliegt, so läuft das Verfahren 100 wieder bei Schritt 102 weiter.If it is determined in accordance with step 106b that there is no deviation or no deviation outside a permissible value range, the method 100 continues again at step 102.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All features disclosed in the application documents are claimed as essential to the invention, provided that they are new to the state of the art, individually or in combination.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1, 1'1, 1 '
Systemsystem
1010
InjektoreinheitInjector unit
11, 1211, 12
EndeThe End
1313
EinspritzdüseInjector
5050
DatenspeichereinheitData storage device
60, 6160, 61
DatenschnittstelleData interface
70, 71, 72, 7370, 71, 72, 73
KorrekturfunktionCorrection function
8080
Condition Monitoring SystemCondition monitoring system
501,502,503,504501,502,503,504
DatenData
701, 702, 703701, 702, 703
UnterfunktionSubfunction
801,802801,802
Berechnungcalculation
803803
ZuordnungAssignment
9090
EndstufePower amplifier
AA.
Luftair
BB.
BrennraumCombustion chamber
CAN-BusCAN bus
CAN-Bus-SystemCAN bus system
CSCS
Kurbelwellecrankshaft
ECUECU
elektronische Motorsteuereinheitelectronic engine control unit
ESIT
EinspritzsystemInjection system
FF.
Kraftstofffuel
GG
VerbrennungsgasCombustion gas
I1I1
BestromungssignalCurrent signal
IVIV
EinlassventilInlet valve
ICU1, ICU2ICU1, ICU2
SteuereinheitControl unit
K, K1, K2, K3, K4K, K1, K2, K3, K4
Kolbenpiston
MM.
VerbrennungsmotorInternal combustion engine
OVOV
Auslassventiloutlet valve
p, p1, p2, T, T1, T2p, p1, p2, T, T1, T2
BetriebsgrößeCompany size
p10, p20, T10, T20p10, p20, T10, T20
SOLL-WertTARGET value
p11, p21, T11, T21p11, p21, T11, T21
IST-WertActual value
PRPR
Pleuelstangeconnecting rod
S1, S2S1, S2
Sensorsensor
Z, Z1, Z2, Z3, Z4Z, Z1, Z2, Z3, Z4
Zylindercylinder

Claims (6)

System (1; 1') zur Steuerung eines Einspritzsystems (ES) eines Verbrennungsmotors (M), umfassend mindestens eine mittels eines Bestromungssignals (l1) ansteuerbare Injektoreinheit (10) zum Einspritzen eines Kraftstoffs (F) in einen Brennraum (B) des Verbrennungsmotors (M), dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Injektoreinheit (10) jeweils eine eigene erste Steuereinheit (ICU1) aufweist, welche als ein Bauteil der Injektoreinheit (10) ausgestaltet und in der Lage ist, mindestens einen IST-Wert (p11, T11, p21, T21) mindestens einer Betriebsgröße (p1, p2, T1, T2) der Injektoreinheit (ICU1) zu empfangen, zu speichern und zu übermitteln.System (1; 1 ') for controlling an injection system (ES) of an internal combustion engine (M), comprising at least one by means of a Energizing signal (l1) controllable injector unit (10) for injecting a fuel (F) into a combustion chamber (B) of the internal combustion engine (M), characterized in that the at least one injector unit (10) each has its own first control unit (ICU1) which designed as a component of the injector unit (10) and is able to receive at least one ACTUAL value (p11, T11, p21, T21) of at least one operating variable (p1, p2, T1, T2) of the injector unit (ICU1) save and transmit. System (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Steuereinheit (ICU2) vorgesehen ist, welche in der Lage ist, den mindestens einen IST-Wert (p11, T11, p21, T21) von der ersten Steuereinheit (ICU1) zu empfangen und einen Vergleich des mindestens einen IST-Werts (p11, T11, p21, T21) mit mindestens einem vorbestimmten SOLL-Wert (p10, T10, p20, T20) der mindestens einer Betriebsgröße (p1, p2, T1, T2) durchzuführen.System (S) according to one of the preceding claims, characterized in that a second control unit (ICU2) is provided which is able to receive the at least one ACTUAL value (p11, T11, p21, T21) from the first control unit (ICU1 ) and a comparison of the at least one ACTUAL value (p11, T11, p21, T21) with at least one predetermined target value (p10, T10, p20, T20) of the at least one operating variable (p1, p2, T1, T2) perform. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoreinheit (10) ein dem Brennraum (B) zugewandtes erstes Ende (11) aufweist, an welchem mindestens ein erster Sensor (S1) angeordnet ist, welcher in der Lage ist, den IST-Wert (p11, T11) der dort herrschenden Betriebsgröße (p1, T1) zu erfassen und an die erste Steuereinheit (ICU1) zu übertragen.System (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the injector unit (10) has a first end (11) facing the combustion chamber (B), on which at least one first sensor (S1) is arranged, which is able to measure the ACTUAL value (p11, T11 ) to record the operating variable (p1, T1) prevailing there and to transmit it to the first control unit (ICU1). System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoreinheit (10) ein dem Brennraum (B) abgewandtes zweites Ende (12) aufweist, an welchem mindestens ein zweiter Sensor (S2) angeordnet ist, welcher in der Lage ist, den IST-Wert (p21, T21) der dort herrschenden Betriebsgröße (p2, T2) zu erfassen und an die erste Steuereinheit (ICU1) zu übertragen.System (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the injector unit (10) has a second end (12) facing away from the combustion chamber (B), on which at least one second sensor (S2) is arranged, which is capable to record the actual value (p21, T21) of the operating variable (p2, T2) prevailing there and to transmit it to the first control unit (ICU1). System (S) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steuereinheit (ICU2) oder eine der ersten Steuereinheit (ICU1) und der zweiten Steuereinheit (ICU2) übergeordnete Motorsteuereinheit (ECU) in der Lage ist, ausgehend von dem Vergleich des mindestens einen IST-Werts (p11, T11, p21, T21) mit dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert (p10, T10, p20, T20) das Bestromungssignal (11) zum Ansteuern der Injektoreinheit (10) zu einem abweichenden Bestromungssignal zu manipulieren.System (S) according to one of the preceding claims, characterized in that the second control unit (ICU2) or one of the first control unit (ICU1) and the second control unit (ICU2) superordinate engine control unit (ECU) is able, based on the comparison of the to manipulate at least one ACTUAL value (p11, T11, p21, T21) with the at least one predetermined SET value (p10, T10, p20, T20) the energization signal (11) to control the injector unit (10) to a different energization signal. System (S) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ergebnis des Vergleichs des mindestens einen IST-Werts (p11, T11, p21, T21) mit dem mindestens einen vorbestimmten SOLL-Wert (p10, T10, p20, T20) sowie das daraus resultierende abweichende Bestromungssignal durch die zweite Steuereinheit (ICU2) und/oder die übergeordnete Motorsteuereinheit (ECU) abspeicherbar sind.System (S) according to Claim 5 , characterized in that a result of the comparison of the at least one ACTUAL value (p11, T11, p21, T21) with the at least one predetermined SET value (p10, T10, p20, T20) and the resulting deviating current signal by the second Control unit (ICU2) and / or the superordinate engine control unit (ECU) can be stored.
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