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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Annordnung und ein Verfahren für ein Steuersystem
eines Verbrennungsmotors, das ein verteiltes Rechnernetzwerk gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 enthält.
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Rechnergestützte Steuersysteme
von Verbrennungsmotoren enthalten häufig einen in Kraftfahrzeugen üblicherweise
an der Spritzwand gelegenen System- oder Hauptrechner, der die Zündung, die
Kraftstoffzufuhr oder beide steuert. Falls das Steuersystem größeren Verbrennungsmotoren,
z.B. in stationären
elektrischen Kraftwerkseinheiten oder Schiffsmotoren mit mehr als
500 PS zugeordnet werden soll, ist eine teuere Verdrahtung erforderlich.
Solche Motoren werden oft in kleinen Stückzahlen produziert, wobei
die Verdrahtung für
jeden einzelnen Motor von Hand hergestellt wird, was zeitraubend und
teuer ist.
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In
EP-B 189 404 (=US-A-4 841 450) ist ein System für verteilte Rechnernetzwerke
dargestellt, worin jeder einzelne Knotenrechner durch den Hauptrechner
konfiguriert werden kann. In diesem System wird jeder Knotenrechner
durch eine Softwaresteuerung beim Start des Steuersystems konfiguriert.
Dabei sollen die Knotenrechner jeweils für eine Anzahl verschiedener
Betriebsmodi programmierbar und uneingeschränkt untereinander austauschbar
sein. Bei Inbetriebnahme sendet der Hauptrechner über einen
CAN-Bus digitale Signale, die jeden Knotenrechner konfigurieren.
Die Knotenrechner können
auch durch einen Codierstecker oder Schalter konfiguriert werden.
Der Hauptrechner ist jedoch auf die gewünschte Funktion beschränkt und nicht
für einen
anderen Systemtyp verwendbar.
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Im
Stand der Technik ist es zwar vielfach geläufig, bei Brennkraftmaschinen
an sich und bei in Kraftfahrzeugen eingebauten Brennkraftmaschinen die
Steuerungsaufgaben auf mehrere Rechner zu verteilen. Beispiele für die Verteilung
der Steuerungsaufgaben an den Brennkraftmaschinen an sich sind die
US-PS 5 444 626 , bei welcher
Zündung,
Einspritzung und andere Aufgaben jeweils von einem eigenen Rechner übernommen
werden, und die
US-PS 4 884 204 ,
bei welcher die Steuerung der Brennkraftmaschine ebenfalls auf mehrere
Rechner verteilt wird.
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Weiter
ist es nach der
DE
38 31 449 C2 geläufig,
in einem Kraftfahrzeug einen Rechnerverbund anzuordnen, wobei für die Motorelektronik,
die Kupplungselektronik und die Getriebeelektronik jeweils ein eigener
Mikroprozessor vorgesehen ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist, ein Steuersystem für Verbrennungsmotoren mit einem
Hauptrechner und mehrere Knotenrechnern zu schaffen, bei dem der
Hauptrechner und auch die Knotenrechner zwischen verschiedenen Motoren
uneingeschränkt
ausgetauscht werden können,
unabhängig
davon, ob diese 4, 6, 8, 9, 12, 16 oder 18 Zylinder
haben.
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Diese
Aufgabe ist, soweit sie eine Anordnung betrifft, mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst
und, soweit sie ein Verfahren betrifft, mit den Merkmalen des Anspruchs
5.
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Zur
Anwendung bei Steuersystemen für
Verbrennungsmotoren mit verteiltem Rechnernetzwerk ist es ein weiteres
Ziel der Erfindung, einen einfachen Ersatz von Knotenrechnern zu
ermöglichen,
wobei die Knotenrechner auf einfache Weise für die gewünschte Knotenfunktion konfiguriert
werden können.
Ein wesentlicher Vorteil davon ist, dass jeder Knotenrechner mit
einem kleinen Schraubendreher oder automatisch konfiguriert werden
kann, wenn ein Rechnermodul des Knotenrechners ersetzt wird.
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Bei
größeren Verbrennungsmotoren,
die in stationären
elektrischen Kraftwerken oder als Antriebseinheit für Schiffe
verwendet werden, ist es wesentlich, dass schlecht arbeitende Knotenrechner schnell
vor Ort ersetzt werden können,
ohne dass ein besonderes Gerät
für Konfigurationen
von Ersatzknotenrechnern erforderlich ist.
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Ein
weiterführendes
Ziel einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist, dass die Konfiguration der Knotenrechner für jeden
einzelnen Motor logisch vorgenommen wird, wobei der Maschinist nur die
Zahl der Zylinder des betroffenen Motors zu erkennen und zu wissen
braucht, welcher Knotenrechner ersetzt werden soll.
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Ein
weiterführendes
Ziel einer zweiten Ausführungsform
ist, dass die Konfiguration automatisch vorgenommen wird, wenn das
Rechnermodul eines Knotenrechners er setzt wird. Die Konfiguration
der Knotenzahl und der Gesamtzahl der Zylinder des Motors kann dann
ein für
alle mal in einem Bodenteil eines Knotengehäuses vorgenommen werden, das
an dem Motor vorzugsweise stationär montiert ist. Das Rechnermodul
des Knotenrechners ist in einen Deckel integriert, der an dem unteren
Bodenteil montiert sein kann.
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Mit
der Erfindung lässt
sich ferner auf einfache Weise eine Überprüfung der zweckmäßigen Konfiguration
jedes Knotenrechners und der korrekten Einstellung jedes Knotenrechners
bezüglich
des verwendeten Motortyps und der Tatsache erhalten, dass die Anzahl
der für
den Motor erforderlichen Knotenrechner eingebaut und konfiguriert
worden ist.
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Diese
Art einer Konfiguration der Knotenrechner konfiguriert auch den
Hauptrechner für
die vorhandene Anzahl der Motorzylinder. Der Hauptrechner liest
die Einstellung jedes Knotenrechners bezüglich der Zylinderzahl des
Motors und wird konfiguriert, um einen Motor mit der Anzahl Zylinder
zu steuern, die durch die Knotenrechner übereinstimmend angegeben wird.
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Mit
der Erfindung lässt
sich auch erreichen, dass das Anlassen blockiert wird, wenn irgendein Knotenrechner
nicht korrekt konfiguriert ist.
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Erfindungsgemäß lässt sich
ein und derselbe Knotenrechner für
mehrere Motorgrößen und
für alle Knoten
im jeweiligen Motortyp verwenden. Die Knotenrechner enthalten dann
mehrere gespeicherte Steuerfunktionen, die z. B. für Motoren
mit 6, 8, 12 oder 16 Zylindern
geeignet sind. Mit jedem Knotenrechner lässt sich mindestens die Kraftstoffzufuhr
für eine
Zylindergruppe mit einer vorbestimmten Anzahl Zylinder zu steuern.
Die Anzahl Zylinder in jeder Zylindergruppe beträgt vorzugsweise 2, so dass
jeder Knotenrechner in Verbrennungsmotoren eingebaut werden kann,
bei denen die Gesamtzahl der Zylinder durch die Zahl 2 teilbar
ist. Zum Beispiel werden in einem Sechszylinder-Reihenmotor drei
Knotenrechner, in einem Verbrennungsmotor mit 8 Zylindern
vier Knotenrechner verwendet etc. Auf diese Weise kann die Zahl
Varianten von Knotenrechnern gering gehalten werden. Bei bestimmten
Anwendungen genügt eine
einzige Variante für
Verbrennungsmotoren mit 4, 6, 8, 9, 12 und
auch 18 Zylindern, was die Kosten des Systems reduziert.
Der Betreiber des Verbrennungsmotors braucht dann nur einen oder
eine geringe Anzahl Knotenrechner für jeden Motor auf Lager zu
haben. Falls von dem Betreiber verschiedene Arten von Motoren verwendet
werden, kann der gleiche Knotenrechner für alle Motoren ohne Rücksicht
darauf verwendet werden, ob der Motor 6, 8, 12 oder 16 Zylinder
hat. Der Betreiber braucht folglich nur eine begrenzte Anzahl Knotenrechner
auf Lager zu haben und nahe jedem Motor nur einen oder zwei Knotenrechner
bereit zu halten, um einen schnellen Ersatz eines fehlerhaften Knotenrechners
zu ermöglichen.
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Einzelheiten
und weitere Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
ersichtlich; die in den Zeichnungen dargestellt sind. Darin zeigen
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1 das
Schema eines Steuersystems für einen
Verbrennungsmotor mit einem verteilten Rechnernetzwerk,
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2 die
in dem verteilten Rechnernetzwerk enthaltenen Knotenrechner und
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3 eine
weiterentwickelte Variante mit Schaltern, die in das Gehäuse des
Knotenrechners integriert sind.
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In 1 ist
eine Anordnung für
ein Steuersystem eines Verbrennungsmotors 10 mit sechs
Zylindern 11 bis 16 dargestellt; die Erfindung
kann aber vorteilhaft auch bei Verbrennungsmotoren mit weiteren,
durch die punktierten Linien 17 und 18 dargestellten
Zylindern, z. B. insgesamt 8, 12, 16 oder 18 Zylindern,
verwendet werden. Jedem Zylinder ist mindestens eine Kraftstoffeinspritzung 22 zugeordnet.
Bei dem dargestellten Motor sind für jeden Zylinder zwei Einspritzvorrichtungen 22 vorgesehen,
von denen jeweils eine einer Vorverbrennungskammer und die andere
Einspritzvorrichtung der Hauptverbrennungskammer Kraftstoff zuführt. Bei
dem dargestellten Verbrennungsmotor 10 enthält jeder
Zylinder eine Zündkerze 21.
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Die
Zündkerzen 21 werden
weggelassen, wenn der Verbrennungsmotor ein Dieselmotor ist, in dem
Kraftstoff selbst zündet.
Der Verbrennungsmotor kann also mit unterschiedlichen Kraftstoffen,
wie Benzin, Dieselöl,
Erdgas oder einem beliebigen anderen Gas betrieben werden.
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Um
die Anzahl elektrischer Leitungen zu verringern, ist das Steuersystem
ein verteiltes Rechnersystem, das mehrere Knotenrechner (Zylindersteuereinheiten)
CCU 1/ CCU 2/ CCU 3, die im Folgenden als
CCUs bezeichnet werden, enthält.
Jeder Knotenrechner CCU 1/ CCU 2/ CCU 3 bedient
einen Teil der Zylinder des Verbrennungsmotors. Das verteilte Rechnersystem
enthält
auch eine Übertragungsschleife 1 in
Form eines CAN-Busses, die an dem Motor so installiert ist, dass
die Knotenrechner CCU 1/ CCU 2/ CCU 3 in
Reihe geschaltet sind.
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Bei
Verwendung eines CAN-Busses können mit
diesem verschiedene Zusatzgeräte
verbunden werden, z. B. Datenerfassungseinheiten (DCU), die im folgenden
als DCUs bezeichnet werden. Die DCUs erfassen mehrere Motorparameter,
die für
einen einzelnen Zylinder nicht repräsentativ sind, aber die aus
Sicherheitsgründen
und zum Steuern verschiedener Unterstützungseinheiten, wie z. B.
einer Aufladeeinheit, überwacht
werden. Zu diesem Zweck sind an dem Motor mehrere Sensoren montiert,
zu denen ein Temperatursensor 23 für ein Kurbelwellenlager, ein Öldrucksensor 24,
ein Temperatursensor für
ein Kühlfluid
etc. gehören,
die über
eine Verdrahtung 6 die entsprechenden einzelnen Werte zu
den Dateneingängen 7 der
DCU übertragen.
An einem Motor mit 18 Zylindern können bis zu 6 DCUs
montiert sein, wobei jede DCU in der Lage ist, bis zu 30 verschiedene
Motorparameter zu erfassen. Jede DCU kann analoge Messwerte erfassen
und diese in eine digitale Darstellung umwandeln, d. h. eine A/D-Umwandlung
vornehmen. Die DCU enthält
auch eine Übertragungsschnittstelle,
die diese umgewandelten Werte auf den CAN-Bus übertragen kann. Die DCUs aktualisieren
erfasste Werte vergleichsweise langsam oder übertragen die Informationen
bei einer niedrigen Übertragungsfrequenz,
in der Größenordnung
von 1 Hertz, auf dem CAN-Bus, womit Parameter, welche die Menge
an Kraftstoff oder die Zündzeitpunkteinstellung
zwischen aufeinanderfolgenden Verbrennungen einstellen, durch die
DCUs nicht erfasst werden können.
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Mit
dem CAN-Bus ist ein Hauptrechner (Motorsteuereinheit), der im Folgenden
als ECU bezeichnet wird, verbunden, wodurch er die durch die Datenerfassungseinheiten
DCUs und jede CCU detektierten Motorparameter lesen kann. In der
ECU sind Steueralgorithmen ebenso gespeichert wie Kraftstoff und
Zündzeitpunkteinstellungskarten,
die zum Steuern der Menge an zugeführtem Kraftstoff und der Zündzeitpunkteinstellung
notwendig sind. Auf der Grundlage der detektierten Motorparameter
sendet die ECU auf dem CAN-Bus Signale, die der für die herrschenden
Bedingungen erforderlichen Grundmenge an Kraftstoff und Grundeinstellung
des Zündzeitpunktes
entsprechen.
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Für eine einzelne
Korrektur der Grundmenge an Kraftstoff und Grundeinstellung des
Zündzeitpunktes
jedes Zylinders empfängt
jede CCU eine zylinderspezifische Information von einem Temperatursensor 20,
der in jedem Zylinder oder in jedem einzelnen Auslasskanal jedes
Zylinders angeordnet ist. Der Wert der Zylindertemperatur wird über den
CAN-Bus zu der ECU gesandt, um alle möglichen Korrekturwerte für jeden
Zylinder zu berechnen. Falls beispielsweise die Temperatur zu hoch
wird, kann ein Korrekturwert für
eine Kraftstoffanreicherung zu der betreffenden CCU gesandt werden.
Die Kraftstoffanreicherung wird eingeleitet, um die Verbrennung
abzukühlen.
Die ECU sendet deshalb alle grundlegenden Steuerdaten, die für alle Zylinder
hinsichtlich Kraftstoffmenge und Zündpunkteinstellung gültig sind,
gefolgt von einem Korrekturwert davon für einen einzelnen Zylinder.
Falls beispielsweise die Last zunimmt, ändern sich die grundlegenden
Steuerdaten, aber der Korrekturwert oder Abweichungswert für den einzelnen
Zylinder bleibt unverändert.
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Die
ECU überwacht
die Last des Verbrennungsmotors entweder direkt oder über eine
DCU und bestimmt die für
alle Zylinder gültige
Grundmenge an Kraftstoff und Grundeinstellung des Zündzeitpunktes.
Die Last wird zum Beispiel in einem elektrischen Stromerzeuger durch
die elektrische Leistung eines vom Verbrennungsmotor angetriebenen
Generators dargestellt. Die Synchronisierung der Kraftstoff- und
Zündzeitpunkteinstellung
wird durch jede CCU ausschließlich
auf der Grundlage von Eingabedaten von einem Nockenwellensensor 26, 27 bewerkstelligt.
Dieser ist vorzugsweise so gestaltet, dass er zwei verschiedene
Sensoren 26, 27 enthält, die Zähne auf einer Codierscheibe
detektieren können,
die sich zusammen mit der Nockenwelle dreht. Diese Sensoren erzeugen
zwei verschiedene Arten von Impulsreihen derart, dass ein Sensor 26 einen oder
zwei Impulse pro Nockenwellendrehung erzeugt und der andere Sensor 27 ein
paar hundert Impulse pro Nockenwellendrehung erzeugt. Der Sensor 26 wird
folglich verwendet, um eine bestimmte Phasenlage im Arbeitszyklus
des Verbrennungsmotors zu bestimmen, worin der Impuls vorzugsweise
erzeugt wird, wenn sich ein oder mehrere Kolben nahe dem unteren
oder oberen Totpunkt befinden. Der Sensor 27 wird verwendet,
um die Motorgeschwindigkeit zu bestimmen, oder durch Anwendung einer
Gissung zum Bestimmen synchroner Ereignisse für eine Einspritz- oder Zündzeitpunkteinstellung
während
einer Umdrehung der Nockenwelle oder der Kurbelwelle. Die Sensoren 26 und 27 senden
die Impulse über Leitungen 26' und 27', die durch
jede CCU gezogen sind und somit von jeder CCU gelesen werden können. Damit
die ECU die Grundmenge an Kraftstoff und Grundeinstellung des Zündzeitpunktes
bestimmen kann, wird das Motorgeschwindigkeitssignal ebenfalls über den
CAN-Bus gesendet.
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Der
Temperatursensor 20 wird von jeder CCU genutzt, um den
Verbrennungsprozess zu überwachen,
einerseits zur Korrektur der Kraftstoffmenge und andererseits, um
detektieren zu können,
ob eine Verbrennung in dem Zylinder stattgefunden hat oder nicht.
Andere Arten von Zylindersensoren können ebenfalls verwendet und
mit jeder CCU verbunden werden um in jedem Zylinder den Verbrennungsprozess
zu überwachen
und die Verbrennung zu optimieren. Solche Sensoren können z.
B. ein Druck sensor oder Ionisationssensor mit einem Druckgeber sein,
wobei jeweils ein Messspalt innerhalb der Verbrennungskammer eingerichtet
ist.
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Bei
Inbetriebnahme des Steuersystems wird die ECU mit einer Spannungsquelle 2 über einen Schalter 3 verbunden.
Die ECU aktiviert danach ein Relais 4, das die DCU und
mindestens die Treiberstufen der CCUs mit der Spannungsquelle verbindet. Jede
ECU ist vorzugsweise in eine getrennte Treiberstufe und eine getrennte
mikroprozessorgestützte Steuereinheit
eingeteilt, und der Schalter 3 kann dann auch die Steuereinheit
jeder CCU mit der Spannungsquelle verbinden.
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Bei
Inbetriebnahme wird die Schaltererstellung der Schaltvorrichtungen 30 bis 32 in
jeder CCU von dieser gelesen. Wie in 2 ersichtlich,
werden die Schaltvorrichtungen 30 bis 32 von Drehschaltern 33,
vorzugsweise vom BCD-Typ (binärcodierte
Daten), gebildet. Die BCD-Schalter senden eine binäre 4-Bit-Darstellung
von Werten zwischen 0 und 9. Die BCD-Schalter sind in herkömmlicher
Weise mit einem Schlitz 35 versehen, der für einen
kleinen Schraubendreher geeignet ist, durch den der BCD-Schalter
auf verschiedene diskrete Stellungen von 0 bis 9 eingestellt werden
kann. Der BCD-Schalter ist gewöhnlich
mit Markierungen versehen, die um die Einstellungsschraube herum
von 0 bis 9 nummeriert sind, aber in 2 ist diese
nur durch das Anzeigefenster 34 dargestellt, das die gegenwärtig eingestellte
Stellung zeigt. Die BCD-Schalter sind als zwei zweckmäßig arbeitende
Schaltvorrichtungen ausgebildet, von denen die erste Schaltvorrichtung "#" einen BCD-Schalter 30 enthält und die
zweite Schaltvorrichtung 'TOT
CYL" zwei BCD-Schalter 31 und 32 enthält.
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Mit
der ersten Schaltvorrichtung 30 wird die vorliegende Knotennummer
für den
fraglichen Knoten eingestellt. In 2 ist die
Schaltvorrichtung 30 für
die CCU 1 auf "1" und für die CCU 2 auf " 2" eingestellt etc.
Mit der zweiten Schaltvorrichtung 31, 32 wird
die Gesamtzahl der Zylinder des Verbrennungsmotors eingestellt.
Die Knotenrechner in 2 sind für einen Sechszylindermotor
eingestellt, und der erste BCD-Schalter
der zweiten Schaltvorrichtung, der die Zehnerstellen anzeigt, ist
auf "0" und der zweite BCD-Schalter
der zweiten Schaltvorrichtung auf "6" eingestellt.
Mit einer Einstellung de BCD-Schalter, wie sie in 2 dargestellt
ist, kann ein Steuersystem, in dem jeder Knotenrechner zwei Zylinder
steuert, für
einen Verbrennungsmotor mit bis zu 18 Zylindern eingestellt
werden. Dies ist die obere Grenze aufgrund der Tatsache, dass die
erste Schaltvorrichtung den Einstellbereich begrenzt, d. h. auf
9 Einheiten von Knotenrechnern eingestellt werden kann.
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Als
Alternative zu BCD-Schaltern können HEX-Schalter
verwendet werden, die alle vier Bits derart nutzen, dass der Einstellbereich
für jeden Schalter
diskrete Schritte von 1 bis 16 umfasst. Die erste
Schaltvorrichtung kann daher ein HEX-Schalter sein, wobei die zweite
Schaltvorrichtung zwei BCD-Schalter aufweist. Auf diese Weise kann
ein Steuersystem, worin jeder Knotenrechner zwei Zylinder steuert,
für einen
Verbrennungsmotor mit bis zu 32 Zylindern eingestellt werden.
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Die
BCD-Schalter sind jedoch die bevorzugte Wahl, besonders falls die
größte Motorklasse
ein Motor mit 18 Zylinder ist.
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In
einer nicht dargestellten Ausführungsform kann
noch ein weiterer Schalter verwendet werden, um mögliche Varianten
einzustellen, z. B. Varianten von Sechszylindermotoren. Als Alternative
zu dem dargestellten BCD-Schalter kann ein DIP-Schalter verwendet
werden, worin jedes einzelne Bit des binären 4-Bit-Codes auf die gewünschte Stellung
eingestellt werden muss. Diese Variante ist jedoch weniger attraktiv
aufgrund der Tatsache, dass die Person, die einen Knotenrechner
einbauen oder ersetzen soll, mit einer Binärdarstellung von Zahlen vertraut
sein muss oder eine ausführlichen
Anleitung zum Einstellen der DIP-Schalter in der geeigneten Stellung
benötigt.
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Nachdem
die CCUs die Stellung der Schaltvorrichtungen gelesen haben, wird
eine Steuerung von der ECU begonnen. Die ECU macht über den CAN-Bus
eine Abfrage über
die Konfiguration jedes Knotenrechners. Wenn der erste Knotenrechner überprüft wird,
empfängt
die ECU eine erste Information hinsichtlich der vorliegenden Anzahl
von Zylindern aus der Einstellung der zweiten Schaltvorrichtung.
Die ECU kontrolliert dann, ob die eingestellte Anzahl von Zylindern
einem zulässigen
definierten Motortyp entspricht oder nicht. Falls dies nicht der Fall
ist, wird die ECU blockiert, was somit automatisch einen Start des
Motors verhindert. Die ECU fragt danach für eine Anzahl von Knoten, die
durch die vorliegende Anzahl von Zylindern gegeben ist, oder für eine Anzahl
von Knoten entsprechend dem größten definierten
Motortyp (z. B. einem Motor mit 18 Zylindern) Konfigurationsdaten
von den verbleibenden Knotenrechnern ab. Wenn alle Konfigurationsdaten
empfangen worden sind, wird überprüft, ob alle
Knoten ein und dieselbe Einstellung hinsichtlich der vorliegenden
Motorgröße aufweisen.
Danach wird überprüft, ob die
für die
vorliegende Motorgröße erforderliche
Anzahl Knoten geantwortet hat.
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Falls
jeder Knotenrechner die gleiche Vereinbarung/Einstellung der Motorgröße aufweist,
ist die ECU für
diese Motorgröße konfiguriert.
Falls auf der anderen Seite eini ge der Knotenrechner eine abweichende
Vereinbarung/Einstellung aufweisen, wird die ECU automatisch blockiert,
was einen Motorstart verhindert. Falls die für den vorliegenden Motortyp
erforderliche Anzahl Knoten geantwortet hat, z. B. 6 Knotenrechner
mit der Ordnungszahl von 1 bis 6 in einem Zwölfzylindermotor
geantwortet haben, wird die ECU ausgelöst, um einen Motorstart zuzulassen,
sofern nicht andere Überprüfungen einen
Motorstart blockiert haben. Falls z. B. zwei Knotenrechner auf die gleiche
Ordnungszahl eingestellt worden sind, wird eine Antwort von einem
Knotenrechner vermisst. Es soll dann nicht zugelassen werden, dass
der Motor gestartet wird, weil einer der Knotenrechner eine Kraftstoffeinspritzung
und/oder Zündung
bei einer nicht korrekten Zeiteinstellung für zwei Zylinder synchronisieren
würde,
was den Motor beschädigen könnte, falls
der Motor überhaupt
startet.
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Auf
diese Weise wird die ECU konfiguriert, wenn die Konfiguration der
Knotenrechner vorgenommen wird. Die ECU passt die Steuerung und
die Übertragungssignalgebung
auf dem CAN-Bus an die vorliegende Motorgröße an, und jede CCU hat einen Speicher 45,
in dem Programme für
alle Zylinder aller Motorgrößen gespeichert
sind. Die CCU enthält
für einen
Sechszylindermotor eine Information, die für das Auftreten der von dem
Nockenwellensensor bestimmten unteren und oberen Totpunktstellung
der Kolben in Bezug auf bestimmte Stellungen der Kurbelwelle für die Zylinder 1 bis 6 von
Bedeutung ist. Auf die gleiche Art und Weise sind die entsprechenden
Stellungen für
die unteren und oberen Totpunkte der Kolben anderer Motorgrößen gespeichert.
Eine etwaige, ungenutzte, zu große Speicherkapazität muss in
den CCUs nicht vorhanden sein, weil nur die relative Stellung der
unteren und oberen Totpunkte für
jeden Zylinder und jede Motorgröße benötigt wird.
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Bei
der in 3 dargestellten weiterentwickelten Ausführungsform
erhält
man eine automatische Konfiguration des Knotenrechners und Hauptrechners,
indem eine bestimmte Konstruktion des Gehäuses des Knotenrechners verwendet
wird. In diesem Fall besteht das Gehäuse des Knotenrechners aus
einem Deckel 50 und einem Bodenteil 54. Das Bodenteil 54 weist
ausgedehnte Seitenwände auf,
auf deren Oberseite der Deckel montiert ist. Die CCU ist in dem
Deckel 50 integriert, und der Bodenteil 54 enthält nur eine
Verbindungstafel 58. Der CAN-Bus, die verschiedenen Eingangs- und Ausgangsleitungen 20', 21', 22', 26', 27' und die Energieversorgungsleitung 5 sind
mit der Verbindungstafel verbunden, was mit Eingangs- und Ausgangskabelbäumen 55 bzw. 56 schematisch
angedeutet ist. Aufgrund der Tatsache, dass der Bodenteil 54 nur
mechanische Komponenten, elektrische Leiter etc. enthält, kann
dieser Bodenteil auf einem stationären Teil 59 des Motors
dauerhaft montiert sein. Falls der Knotenrechner beschädigt ist,
muss nur der Deckel 50 mit der integrierten CCU ersetzt
werden. Die Verbindung zwischen dem Deckel/CCU und der Verbindungstafel 58 wird
durch eine in dem Deckel integrierte Steckerbuchse 67 und
einen Stecker 68 an der Verbindungstafel (oder umgekehrt:
einen Stecker im Deckel und eine Steckerbuchse in dem Bodenteil) gebildet.
Die Konfiguration des Knotenrechners wird durch Schaltvorrichtungen 51, 52, 53,
die in dem Deckel 50 in Form von Kontakten 51a, 52a, 53a integriert
sind, und mit diesen Kontakten zusammenwirkende Kontakte 51b, 52b, 53b erhalten,
die in dem Bodenteil 54 integriert sind. Jeder Kontakt
enthält mehrere
Verbindungsglieder 61, 62, 63, 64,
die dem 4-Bit-Code des BCD-Schalters
entsprechen. Die Verbindungsglieder 61 bis 64 der
Verbindungstafel 58 können
mit der Energieversorgung über
Bruchglieder 66 verbunden sein. Durch Brechen von einem
oder mehreren der Bruchglieder 66 kann ein dem BCD-Code
entsprechender Code eingestellt und zu dem Knotenrechner in dem
Deckel 50 übertragen werden.
Die Einstellung der Codekontakte 51b, 52b, 53b des
Bodenteils 54 wird einmal vorgenommen und bildet dann eine
ständige
Einstellung, die nicht geändert
werden muss, solange der Bodenteil nicht ersetzt werden muss. Ein
Ersatz des Bodenteils 54 ist selten erforderlich, wenn
dieser Teil nur feste elektrische Leiter enthält. Die Bruchglieder 66 können beispielsweise
durch Stemmen mit einem kleinen Schraubendreher gebrochen werden.
In einer zu den Bruchgliedern 66 alternativen Ausführungsform
können
bestimmte Gatter elektrisch weggebrannt werden, wenn ein Gatterfeld
vom Halbleitertyp verwendet wird. Diese Lösung vermeidet ein manuelles
Einstellen der Schaltvorrichtung. In einer den BCD-Schaltern entsprechenden
Art und Weise kann die erste Schaltvorrichtung für die Ordnungszahl des Knotenrechners
aus einem ersten Kontakt 51a/51b bestehen, und
die zweite Schaltvorrichtung für
die Gesamtzahl von Zylindern besteht aus den Kontakten 52a/52b und 53a/53b.
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Die
beschriebene Anordnung wird vorzugsweise verwendet, wenn man modulartig
aufgebaute Verbrennungsmotoren herstellt, deren Zylinder ohne Rücksicht
darauf, ob es sich um Motoren mit 6, 8, 12, 16 oder 18 Zylinder
handelt, identisch sind. Die spezielle Motorgröße wird hergestellt, indem
einfach mehrere identische Zylinder zusammengefügt werden. Die Programmierung
der ECU ist somit infolge der Tatsache, dass die berechneten Grundmengen an
Kraftstoff für
jeden Zylinder die gleichen sein werden, sehr einfach. Die Anzahl
von durch die ECU zu steuernden Zylindern ist durch die zweite Schaltvorrichtung
der CCUs gegeben. Die ECU erhält
somit durch die Konfiguration der CCU eine einfache Konfiguration
der Größe des Motors
mit 6, 8, 12, 16 oder 18 Zylindern.
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Diese
modulartige Gestaltung wird vorteilhafter Weise für größere Motortypen
verwendet, die in kleinen Stückzahlen
hergestellt werden, wobei jeder Verbrennungsmotor an verschiedene
Anforderungen im Hinblick auf seine Nutzleistung durch Zusammenbau
der notwendigen Anzahl von Zylindern angepasst ist.
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In
einer nicht dargestellten Ausführungsform können die
Codekontakte aus einer gegenständlicher
Prägung
oder einem gebohrten Codebild auf der Oberfläche des Verbrennungsmotors
bestehen, auf der der Knotenrechner montiert ist. Die Prägung oder das
Codebild kann durch in dem Gehäuse
des Knotenrechners eingebaute Sensoren detektiert werden.