DE3807999C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bertrifft eine elektronische Regeleinrichtung für Kraftfahrzeuge mit Brennkraftmaschinen, insbesondere mit Dieselmotoren, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartigen Regeleinrichtungen werden verschiedene Betriebsgrößen des Motors und des Fahrzeuges, wie insbesondere die Motordrehzahl, die Motor- und Lufttemperatur, der Ladedruck, der Atmosphärendruck, und außerdem die Gaspedalstellung in Form von Signalen zugeführt. Der Parameterspeicher enthält Motorkenndaten, d. h. motorspezifische Daten, aber auch fahrzeugspezifische Parameter und stellt diese dem Regler zur Verfügung. Durch ständigen Vergleich der solcherart zugeführten Ist- und Sollwerte errechnet der Regler Ausgangssignale, deren wichtigstes ein Mengenstellglied-Ansteuersignal zur Verstellung einer Einspritzpumpe oder von Pumpedüsen ist. Der Regler ist an die Geber, Sensoren, Stellglieder und die Fahrzeugbatterie (Betriebsspannung) über eine mehrpolige Reglersteckverbindung angeschlossen.

Bei einer bekannten derartigen Regeleinrichtung (DE-Z: "Bosch Technische Berichte" 7, (1981), 3, S. 139 bis 150 oder Vortrag Dr. Ing. A. Seibt vom 10. Mai 1985 "Elektronische Regler für Dieselmotoren", 6. Internationales Wiener Motorensymposion, abgedruckt in VDI-Fortschrittsberichte, VDI Verlag) ist der Parameterspeicher ein Teil des Programm- und Datenspeichers (ROM) im Regler. Der Parameterspeicher ist also in den Regler integriert, unmittelbar mit dessen Rechen- und Regeleinheiten verbunden und in oder am Gehäuse des Reglers untergebracht.

Die bekannte Regeleinrichtung hat Nachteile bei einer Reparatur oder Wartung. Wenn z. B. infolge eines Defektes der Regler ausgetauscht wird, wird damit zwangsläufig auch der Parameterspeicher ausgetauscht, weil er mit dem Regler eine Einheit bildet. Dementsprechend muß dafür gesorgt werden, daß der Parameterspeicher des neuen Reglers die richtigen motorspezifischen Daten enthält. Dies ist für die Werktstatt sehr aufwendig, da die verschiedenen Motortypen und häufig sogar die verschiedenen Exemplare des gleichen Motortyps jeweils ihre eigenen motorspezifischen Daten erfordern. Die gleichen Probleme können sich bei einer Reparatur oder einem Austausch des Motors ergeben: der neue oder geänderte Motor benötigt andere motorspezifische Daten im Parameterspeicher als sein Vorgänger mit der Folge, daß bei der bekannten Regeleinrichtung auch ein Austausch des Reglers oder jedenfalls eine Umprogrammierung desselben notwendig ist. Selbst wenn der Parameterspeicher als ein eigenes elektronisches Bauteil innerhalb des Reglers verwirklicht ist, würde sich hierdurch an den geschilderten Wartungsproblemen nichts Wesentliches ändern. Auch dann müßte der gleichzeitige Austausch des Parameterspeichers bei einem Austausch des Reglers oder des Motors bedacht und organisiert werden. Das in bezug auf den Motor Gesagte gilt natürlich auch in bezug auf das Fahrzeug selber, wenn und insoweit der Parameterspeicher im Regler auch fahrzeugspezifische Daten, z. B. über das automatische Getriebe, enthält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß bei Reparatur- oder Austauscharbeiten an der Regeleinrichtung oder dem Motor oder gegebenenfalls dem Fahrzeug ein getrennter Austausch oder eine getrennte Anpassung des Parameterspeichers entfällt.

Diese Aufgabe wird durch die Regeleinrichtung gemäß dem Anspruch 1 gelöst, nämlich dadurch, daß der Parameterspeicher physisch von dem Regler und seinem Gehäuse getrennt wird und als separates Bauteil motor- oder fahrzeugseitig untergebracht wird, wobei die elektrische Verbindung mit dem Regler über die sowieso vorhandene Reglersteckverbindung hergestellt wird.

Mit der Erfindung werden die geschilderten Wartungsprobleme in überraschend einfacher Weise beseitigt. Bei einem etwaigen Austausch des Reglers verbleibt der Parameterspeicher am Motor oder Fahrzeug, so daß nach dem Austausch automatisch wieder der richtige Parameterspeicher zur Verfügung steht. Ebenso verhält es sich bei Arbeiten am Motor oder dem Fahrzeug selber. Wird z. B. der Motor ausgetauscht, geht damit zwangsläufig auch ein Austausch des Parameterspeichers einher, weil dieser motorseitig untergebracht ist. Ein Austauschmotor kann vom Hersteller sogleich mit dem richtigen, nämlich individuell angepaßten Parameterspeicher geliefert werden. Nach seinem Einbau in das Fahrzeug arbeitet die Regeleinrichtung automatisch mit den Werten aus dem neuen Parameterspeicher. Im Werkstattbereich sind besondere Maßnahmen am oder für den Parameterspeicher in keinem Falle notwendig.

Es werden Kosten sowohl bei der Herstellung der Fahrzeuge als auch bei deren Service gespart.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung samt ihren Vorteilen ist im folgenden näher beschrieben und in der beiliegenden Zeichnung veranschau­ licht, wobei die Zeichnung in schematischer Weise die Ver­ bindung eines Reglers mit dem Motor bzw. dem Fahrzeug zeigt.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist zur Steuerung und Re­ gelung eines Dieselmotors 1 ein elektronischer Regler 2 vor­ gesehen, bei dem in einem Gehäuse 3 in bekannter Weise ein oder mehrere Mikrorechner mit entsprechenden Eingabe/Ausgabeeinheiten und Speichern, Endstufen, Span­ nungsversorgungsstufen etc. untergebracht sind. Ein solcher Regler ist meist im Motorraum eines Kraftfahrzeuges unter­ gebracht und über zumindest eine Reglersteckverbindung 4 mit seiner "Außenwelt" verbindbar. Diese Steckverbindung weist eine reglerseitige Steckerleiste 4 a und eine fahrzeugseitige Steckerleiste 4 b auf.

Dem Regler werden die Spannung der Fahrzeugbatterie 5, das Ausgangssignal eines Gaspedalstellungsgebers 6, eines Mo­ tortemperatursensors 7, eines Ladedrucksensors 8 und eines Drehzahlgebers 9 zugeführt. Ausgangssignale des Reglers wer­ den Indikatoren 10, Betriebszustandsanzeiger 11 und den Men­ genstellgliedern von Pumpedüsen 12 zugeführt. Der Pumpenteil dieser Pumpedüsen 12, im vorliegenden Fall sechs, wird in nicht dargestellter Weise mechanisch von einer Nockenwelle, Kipphebeln etc. betätigt. Jede dieser Pumpedüsen 12 besitzt ein elektromechanisches Mengenstellglied, mit welchem die Kraftstoff-Einspritzmenge je Pumpenhub einstellbar ist. Bei einer einfachen Lösung kann ein einziges elektromechanisches Stellglied vorgesehen sein, welches die Mengenstellglieder aller Pumpedüsen gemeinsam, z.B. über eine Stange betätigt. Auch kann eine übliche zentrale Einspritzpumpe vorgesehen sein, deren Regelstange mittels eines elektromechanischen Stellgliedes verstellbar ist. Der Regler 2 kann im allgemei­ nen auch noch Signale zur Ansteuerung weiterer Stellglieder, z.B. für ein Abgasrückführventil, erarbeiten und abgeben und ist auch noch mit weiteren, nicht gezeigten Sensoren, wie z. B. Nadelhubsensoren, verbunden, die Informationen über den Motor und/oder Fahrzeugzustand liefern (vgl. hierzu die eingangs genannte Literaturstelle). Ausgangssignale des Reglers können auch zur Bestimmung des Einspritzzeitpunktes, des Zündzeitpunktes (bei Motoren mit Fremdzündung) oder zum Verstellen von Luft- und/oder Gemischmengenklappen herange­ zogen werden.

Der Regler 2 weist als Recheneinheiten z.B. zwei Mikrorech­ ner 13, 14, einen Speicher 15 oder Speicherbereich, minde­ stens eine Endstufe, im vorliegenden Fall sechs Endstufen 16 für die Ansteuerung der Pumpedüsen 12 und zumindest eine Schnittstelle 17 auf. Für den Informationsaustausch zwischen den Mikrorechnern 13, 14, dem Speicher 15 und der Schnitt­ stelle 17 ist ein Bus 18 vorgesehen. Der Speicher 15 enthält das Programm oder mehrere Programme und kann anfallende Da­ ten abspeichern.

Ein wesentlicher Teil eines elektronischen Reglers moderner Bauart ist ein Parameterspeicher, der i. a. als programmier­ barer Festwertspeicher (PROM, EPROM) ausgeführt ist und der sämtliche für die Regelung erforderlichen motor- und/oder fahrzeugspezifischen Daten und Kennfelder enthält. Ein sol­ cher Parameterspeicher 19 ist, von dem Reglergehäuse 3 völ­ lig getrennt, bei dem Ausführungsbeispiel in der fahrzeug­ seitigen Steckerleiste 4 b der Steckverbindung 4 unterge­ bracht und gegen unerlaubten Zugriff z.B. durch eine Plombe oder durch Eingießen in Kunstharz gesichert. Die Rechenein­ richtungen des Reglers 2 können über eine, beispielsweise serielle Schnittstelle, die Teil der Schnittstelle 17 ist, auf den Parameterspeicher 19 zugreifen, wodurch Leitungen (und Steckkontakte) eingespart werden. Es versteht sich, daß als Verbindungsleitungen nicht nur konventionelle Kabel son­ dern auch Lichtwellenleiter verwendbar sind. Damit die Daten des Parameterspeichers 19 dem Regler ständig - ohne Ein­ schränkung durch lange Zugriffszeiten - zur Verfügung ste­ hen, kann in dem Regler 2 ein Speicherbereich 20, in der Zeichnung strichliert angedeutet, vorgesehen sein, in dem eine Kopie der Daten des Parameterspeichers 19 abgelegt wer­ den kann. Zu Betriebsbeginn liest der Regler 2 alle Daten aus dem Parameterspeicher in den Speicherbereich 20. Während des Betriebes stehen dann diese Daten den Recheneinheiten des Reglers unmittelbar, d.h. ohne den zeitaufwendigen Umweg über die Schnittstelle 17 zur Verfügung. Sicherheitshalber kann der Regler 2 die Daten im Speicherbereich 20 mit jenen im Parameterspeicher 19 wiederkehrend vergleichen und bei Divergenzen die entsprechenden Korrekturen im Speicherbe­ reich 20 vornehmen. Der Speicherbereich 20 kann beliebig realisiert werden, bei einer praktischen Ausführungsform ist für diesen Zweck ein CMOS-RAM vorgesehen. Eine weitere, der Zeichnung nicht entnehmbare Variante sieht einen ersten Pa­ rameterspeicher für motorspezifische Daten und einen zweiten Parameterspeicher für fahrzeugspezifische Daten vor. Der er­ ste Parameterspeicher ist hierbei mechanisch fest an geeigne­ ter Stelle mit dem Motor verbunden, wogegen der zweite Para­ meterspeicher an irgendeiner Stelle der Fahrzeugkarosserie befestigt ist. Hierdurch ist auch bei Einbau eines anderen Motors sichergestellt, daß dem Regler die richtigen Parame­ ter zur Verfügung stehen.

Wie bereits erwähnt, muß bei oder vor dem Starten des Motors 1 der Inhalt des Parameterspeichers 19 in den Speicherbe­ reich 20 kopiert werden. Um die hierfür erforderliche Zeit bei weiteren Starts zu verkürzen, kann vorgesehen sein, daß der Regler 2 nach dem ersten Kopieren der Daten aus diesen unter Verwendung eines festen Algorithmus ein Codewort er­ rechnet und es an den Parameterspeicher 19 zurücksendet, wo es abgespeichert wird. Bei weiteren Fahrzeugstarts muß dann lediglich das Codewort aus dem Parameterspeicher 19 abgeru­ fen und mit dem aus dem Inhalt des Speicherbereiches 20 er­ rechneten Codewort verglichen werden. Bei Übereinstimmung erübrigt sich das Kopieren der Daten aus dem Parameterspei­ cher 19 in den Speicherbereich 20, da Identität vorliegt.

Da in dem Parameterspeicher 19 (oder in dem motorfesten er­ sten Parameterspeicher) alle motorspezifischen Daten enthal­ ten sind, ist beipielsweise sogar ein Übergang von einem Mo­ tor mit einzeln angesteuerten Pumpedüsen zu einem Motor mit einer Einspritzpumpe möglich, ohne einen anderen Reglertyp verwenden zu müssen, indem in dem Regler die Endstufen für die Einzelansteuerung parallel geschaltet und die entspre­ chenden Ausgänge der Steckverbindung miteinander verbunden werden, um den im allgemeinen höheren Strombedarf des elek­ tromechanischen Stellgliedes für die Reglerstange der Ein­ spritzpumpe gerecht zu werden. Dieses Parallelschalten kann reglerintern, auf entsprechende Daten des Parameterspeichers 19 hin, automatisch erfolgen. Selbstverständlich erfolgt auch ein Umschalten der anderen Ein- und Ausgänge, z.B. der Eingänge für Geber und Sensoren, je nach Art des Motors oder Fahrzeuges auf entsprechende, im Parameterspeicher enthalte­ ne Daten (Befehle) automatisch.

Bei der Verwendung eines "Einheitsreglers" für verschiedene Pumpen ist zu beachten, daß z.B. beim Übergang von Pumpedü­ sen auf eine Reihenpumpe, die nur ein Stellglied aufweist, aber einen sehr hohen Strom benötigt, auf der fahrzeugseiti­ gen Steckverbindung die sechs Stifte für die sechs Pumpedü­ sen (bei einem 6-Zylinder-Motor) und Stellglieder direkt elektrisch miteinander verbunden werden. Gleichzeitig muß der Regler über den Parameterspeicher dazu veranlaßt werden, alle sechs Ausgangstransistoren (Endstufen) parallel anzu­ steuern, wobei sich, sofern MOS-Transistoren verwendet wer­ den, die sechs Transistoren dann wie ein einziger, sechsmal leistungsfähigerer Transistor verhalten. Selbstverständlich beschränkt sich diese Lösung nicht auf die Ansteuerung von Mengenstellgliedern, da praktisch alle Stellglieder mit Aus­ nahme von Schrittmotoren in gleicher Weise von MOS- Leistungstransistoren mit tastverhältnismodulierten Signalen allerdings unterschiedlicher Frequenz angesteuert werden. Die Ausgangsstufen in einem Einheitsregler können als appli­ kationsneutral angesehen werden, es muß nur für die richtige Ansteuerung entsprechend der Applikation gesorgt werden.

Claims (12)

1. Elektronische Regeleinrichtung für Kraftfahrzeuge mit Brennkraftmaschinen, insbesondere mit Dieselmotoren, mit in einem Gehäuse angeordneten Rechen- und Regeleinheiten (Regler), die einen oder mehrere Mikrorechner samt Speichern für Programme, Daten etc. aufweisen, mittels mindestens einer Reglersteckverbindung am Gehäuse mit fahrzeug- bzw. motorfesten Gebern, Sensoren, Stellgliedern und der Betriebsspannung verbindbar sind, auf zumindest einen als eigenes Bauteil verwirklichten Parameterspeicher für motor- und/oder fahrzeugspezifische Daten zugreifen und zur Ermittlung und Abgabe von Stellgliedansteuersignalen und anderer Ausgangssignale in Abhängigkeit der zugeführten Signale der Geber und Sensoren unter Berücksichtigung der Daten des Parameterspeichers eingerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameterspeicher (19) von dem Gehäuse (3) des Reglers (2) getrennt fahrzeug- bzw. motorseitig untergebracht und über die Reglersteckverbindung (4) mit den Rechen- und Regeleinheiten (13-18) des Reglers (2) verbindbar ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Regler (2) und dem Parameterspeicher (19) über eine serielle Schnittstelle (17) aufgebaut ist.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Regler (2) ein Speicherbereich (20) eingerichtet ist, in welchen die Daten des Parameterspeichers (19) kopierbar sind.

4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (2) zum wiederkehrenden Vergleich der kopierten Daten mit den Originaldaten des Parameterspeichers (19) und zur entsprechenden Korrektur im Speicherbereich (20) eingerichtet ist.

5. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameterspeicher (19) ein (einmal)programmierbarer Festwertspeicher ist.

6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameterspeicher (19) sowohl motor- als auch fahrzeugspezifische Daten enthält und in einem fahrzeugseitigen Steckerteil (4 b) der Reglersteckverbindung untergebracht ist.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameterspeicher (19) in dem Gehäuse des Steckerteils (4 b) eingegossen ist.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Parameterspeicher (19) als mit dem Steckerteil verbindbares Steckmodul ausgebildet ist.

9. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Motor (1) mechanisch verbundener erster Parameterspeicher für motorspezifische Daten und ein mit dem Fahrzeug mechanisch verbundener zweiter Parameterspeicher für fahrzeugspezifische Daten vorgesehen sind.

10. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit n Leistungsendstufen für die Ansteuerung von Stellgliedern, z. B. von Pumpedüsenstellgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (2) zur Parallelschaltung einiger oder aller Leistungsendstufen (16) zur gemeinsamen Ansteuerung eines einzigen Stellgliedes, wie für die Regelstange einer Einspritzpumpe, in Abhängigkeit eines motorspezifischen, im Parameterspeicher (19) enthaltenen Befehls eingerichtet ist.

11. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (2) zur Umschaltung der Eingänge für die Geber und Sensoren in Abhängigkeit von im Parameterspeicher (19) enthaltenen Befehlen eingerichtet ist.

12. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Regler (2) nach dem erstmaligen Kopieren der Daten aus dem Parameterspeicher (19) in den Speicherbereich (20) aus den Daten ein Codewort nach einem vorgegebenen Algorithmus berechnet und in den Parameterspeicher (19) geschrieben wird und bei weiteren Inbetriebnahmen das Kopieren entfällt, sofern das aus dem Parameterspeicher (19) abgerufene Codewort mit dem errechneten übereinstimmt.