EP2274511A1 - Verfahren zur adressenzuweisung an injektoren - Google Patents
Verfahren zur adressenzuweisung an injektorenInfo
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- EP2274511A1 EP2274511A1 EP09726138A EP09726138A EP2274511A1 EP 2274511 A1 EP2274511 A1 EP 2274511A1 EP 09726138 A EP09726138 A EP 09726138A EP 09726138 A EP09726138 A EP 09726138A EP 2274511 A1 EP2274511 A1 EP 2274511A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- H04L61/5038—Address allocation for local use, e.g. in LAN or USB networks, or in a controller area network [CAN]
Definitions
- the invention relates to a method for address assignment to injectors, in which an electronic engine control unit assigns an individual address to each injector before starting and a correspondingly designed device for carrying out the method.
- a selected injector is activated before the starting process of the internal combustion engine, by the electronic engine control unit energized for a short time.
- the electronic engine control unit includes a first switch (high-side switch), whereby the positive potential of the supply voltage is applied via a line to the power supply to the injector.
- the electronic engine control unit includes a second switch (low-side switch), whereby the negative potential of the supply voltage, for example ground, via a control line at the injector is applied.
- an electronic component which comprises a comparator, a logic and a data circuit.
- the injector Due to the voltage pulse, the injector sends its permanently stored address to the electronic engine control unit, in that the electronic component influences the potential on the line to the power supply. After the electronic engine control unit has queried the addresses of all injectors, this knows the assignment of cylinder and address of the injector. Following this, the electronic engine control unit reads out the individual data of the individual injectors and enters the actual working mode, that is to say the injection mode. In this one-wire communication, the line for powering the injectors also forms a data bus.
- the invention is based on the object to develop a safe method and a device that are also suitable for high numbers of cylinders.
- the method is that the electronic engine control unit assigns an address to a selected injector via a serial or parallel data bus. For this purpose, before starting the electronic engine control unit selects a first injector by the first injector is activated via a first control line from the electronic engine control unit. Thereafter, the electronic engine control unit sets a first address value on the data bus to which the electronic engine control unit and all injectors are connected. Since only the first injector is activated, it recognizes the first address value as its assigned address. The first address value then takes over the first address as its assigned address and stores it in a permanent memory, for example in an EEPROM. Typically, an address value consists of a cylinder bank identifying value and a serial number for the injectors of that bank of cylinders.
- the receipt of the first address value is acknowledged by the first injector by setting an acknowledgment value on the data bus (positive acknowledge).
- the electronic engine control unit deactivates the first injector via the first control line. The procedure described above is then continued until all injectors have been assigned an individual address by the electronic engine control unit. Upon completion of the process, the injection system is ready to start.
- the device for carrying out the method comprises, in addition to the electronic engine control unit as a master and the injectors as a slave, a common serial or parallel data bus, for example a CAN bus, and in each case a control line between an injector and the electronic engine control unit.
- a control line Via the control line, an injector is activated or deactivated by the electronic engine control unit by activating the injector via the control line with the injector Reference potential of the supply voltage, for example ground, is connected.
- an electronic component which comprises at least one processor as a calculation unit, a data memory and optionally an energy store.
- the electronic module is temporarily supplied with energy via the energy store, for example in the injection breaks. The filling of the energy storage takes place for example during the injection of the injector.
- the energy store can be designed as a rechargeable battery or as a capacitor.
- the injectors within the cylinder bank, between the cylinder banks but also between different engines can be exchanged. Since the electronic engine control unit assigns the addresses to the injectors, software creation is simplified and process reliability is increased with a reduced possibility of error. By using an injector with a calculation unit together with energy storage, bidirectional communication can be realized, even in the injection breaks. In addition, the device is diagnosable because the selected injector acknowledges receipt of the address value.
- Figure 1 shows the device as a block diagram
- Figure 2 shows the method based on the information on the data bus.
- FIG. 1 shows the device as a block diagram with an electronic engine control unit 1 (ECU) and a cylinder bank 5 with four injectors 4.1 to 4.4.
- ECU electronic engine control unit
- a data bus 2 for example a CAN bus
- the electronic engine control unit 1 and the injectors 4.1 to 4.4 can communicate with one another.
- switches low-side switches
- the negative potential of the supply voltage for example the ground potential
- the power supply of the injectors can - as shown - via a line 3 done or via the data bus.
- a switch high-side switch
- an electronic component 6 which comprises a processor, a data memory (EEPROM) and optionally an energy store, for example a capacitor or rechargeable battery.
- an injector is activated via the corresponding control line, that is, the injector injects fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.
- the processor is supplied from the electrical energy storage with electrical energy, whereby a bidirectional communication between the electronic engine control unit 1 and the injectors is also in the injection breaks.
- An injector with a corresponding electronic component including an energy store is known from DE 10 2006 029 082 A1.
- FIG. 2 the data bus 2 is depicted as a flowchart with a chronological sequence of the data communication between the electronic engine control unit (ECU) and the injectors.
- ECU electronic engine control unit
- the actions are shown, which relate to the electronic engine control unit (ECU).
- the actions are shown, which relate to the injectors.
- the electronic engine control unit 1 After the operator has activated the electronic engine control unit 1, this selects an injector N at a cylinder bank M at S1. Due to the wiring, the electronic engine control unit 1 knows the assignment of the injector to the cylinder bank, for example, the first injector 4.1 to the cylinder bank 5.
- the injector is briefly activated by the injector with the negative potential of the supply voltage, for example Mass, is connected. For the aforementioned example, this is the first injector 4.1 via the first control line SL1.
- the activation of the injector takes place briefly, below the response threshold of the actuator.
- the activated injector goes into receive mode and waits for an address value, S3.
- the electronic engine control unit 1 sets the address value KN for the injector N to the cylinder bank M.
- the address value consists of a value indicative of the cylinder bank and a serial number for the injectors thereof cylinder bank. All injectors are connected to the data bus, therefore received all injectors this address KN, S5. But since only the injector N is activated at the cylinder bank M, only this recognizes the address value, S6, and accepts this as the assigned address.
- the selected injector confirms the receipt of the address value KN by setting an acknowledgment value ACK on the data bus in the form of a positive acknowledgment at S8. All data communication can take place via known data backup methods, for example RC.
- the address assignment is terminated for the injector N at the cylinder bank M. If the electronic engine control unit does not receive a positive acknowledgment within a specified time, the address assignment for this injector can be repeated, for example. The interference immunity is thereby improved. Following this, the process is then run through again with another injector, for example the second injector 4.2. The process is ended when the electronic engine control unit 1 has assigned an address to all injectors. After that, the injection system is ready to start.
- the injectors within the cylinder bank, between the cylinder banks but also between different engines are interchangeable, since the electronic engine control unit assigns the addresses to the injectors each time they are switched on;
- the rating of the electronic engine control unit is simplified and is more reliable
- the device is diagnosable, since the selected injector acknowledges receipt of the address value
- ECU electronic engine control unit
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Abstract
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Adressenzuweisung an Injektoren einer Brennkraftmaschine, bei dem vor dem Startvorgang ein elektronisches Motorsteuergerät (1) einen ersten Injektor auswählt, indem der erste Injektor (4.1) über eine erste Steuerleitung (SL1) vom elektronischen Motorsteuergerät (1) aktiviert wird, bei dem das elektronische Motorsteuergerät (1) auf einem Datenbus (2), an welchen das elektronische Motorsteuergerät (1) und alle Injektoren angeschlossen sind, einen ersten Adressenwert setzt und der erste Injektor (4.1) den ersten Adressenwert als die ihm zugewiesene Adresse übernimmt. Ebenfalls vorgeschlagen wird eine an das Verfahren angepasste Einrichtung.
Description
Verfahren zur Adressenzuweisung an Injektoren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Adressenzuweisung an Injektoren, bei dem ein elektronisches Motorsteuergerät vor dem Startvorgang jedem Injektor eine individuelle Adresse zuweist und eine entsprechend ausgebildete Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei dem aus der DE 101 17 809 A1 bekannten Verfahren wird vor dem Startvorgang der Brennkraftmaschine ein ausgewählter Injektor aktiviert, indem das elektronische Motorsteuergerät diesen für kurze Zeit bestromt. Hierzu schließt das elektronische Motorsteuergerät einen ersten Schalter (Highside-Schalter), wodurch das positive Potential der Versorgungsspannung über eine Leitung zur Spannungsversorgung am Injektor anliegt. Gleichzeitig schließt das elektronische Motorsteuergerät einen zweiten Schalter (Lowside-Schalter), wodurch das negative Potential der Versorgungsspannung, zum Beispiel Masse, über eine Steuerleitung am Injektor anliegt. Am Injektor angeordnet ist ein elektronischer Baustein, welcher einen Komparator, eine Logik und eine Datenschaltung umfasst. Auf Grund des Spannungsimpulses sendet der Injektor seine fest eingespeicherte Adresse an das elektronische Motorsteuergerät, indem der elektronische Baustein das Potential auf der Leitung zur Spannungsversorgung beeinflusst. Nachdem das elektronische Motorsteuergerät die Adressen aller Injektoren abgefragt hat, kennt dieses die Zuordnung von Zylinder und Adresse des Injektors. Im Anschluss daran liest das elektronische Motorsteuergerät die individuellen Daten der einzelnen Injektoren aus und geht in den eigentlichen Arbeitsmodus, das heißt den Einspritzbetrieb. Bei dieser Ein-Drahtkommunikation bildet die Leitung zur Spannungsversorgung der Injektoren zugleich einen Datenbus.
Die Umsetzung dieser Vorgehensweise auf einem Großdieselmotor mit zum Beispiel sechzehn Zylindern ist kritisch, da bei der Softwareerstellung für das elektronische
Motorsteuergerät die Adressen der Injektoren nicht bekannt sind und daher eine entsprechende Fehlerquelle darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein sicheres Verfahren und eine Einrichtung zu entwickeln, die auch für hohe Zylinderzahlen geeignet sind.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und einer entsprechend angepassten Einrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst. Die jeweiligen Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Das Verfahren besteht darin, dass das elektronische Motorsteuergerät über einen seriellen oder parallelen Datenbus einem ausgewählten Injektor eine Adresse zuweist. Hierzu wählt vor dem Startvorgang das elektronische Motorsteuergerät einen ersten Injektor aus, indem der erste Injektor über eine erste Steuerleitung vom elektronischen Motorsteuergerät aktiviert wird. Danach setzt das elektronische Motorsteuergerät einen ersten Adressenwert auf dem Datenbus, an welchen das elektronische Motorsteuergerät und alle Injektoren angeschlossen sind. Da nur der erste Injektor aktiviert ist, erkennt dieser den ersten Adressenwert als die ihm zugewiesene Adresse. Den ersten Adressenwert übernimmt der erste Injektor dann als die ihm zugewiesene Adresse und speichert diese in einem permanenten Speicher, zum Beispiel in einem EEPROM, ab. Typischerweise besteht ein Adressenwert aus einem die Zylinderbank kennzeichnenden Wert und einer laufenden Nummer für die Injektoren dieser Zylinderbank. Den Empfang des ersten Adressenwerts quittiert der erste Injektor, indem er einen Quittierungswert auf dem Datenbus setzt (positives Acknowledge). Nach Erhalt der Quittierung deaktiviert das elektronische Motorsteuergerät den ersten Injektor über die erste Steuerleitung. Das zuvor beschriebene Verfahren wird dann so lange fortgesetzt, bis allen Injektoren vom elektronischen Motorsteuergerät eine individuelle Adresse zugewiesen wurde. Mit Beendigung des Verfahrens ist das Einspritzsystem startbereit.
Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst neben dem elektronischen Motorsteuergerät als Master und den Injektoren als Slave einen gemeinsamen seriellen oder parallelen Datenbus, zum Beispiel einen CAN-Bus, und jeweils eine Steuerleitung zwischen einem Injektor und dem elektronischen Motorsteuergerät. Über die Steuerleitung wird ein Injektor vom elektronischen Motorsteuergerät aktiviert oder deaktiviert, indem zur Aktivierung des Injektors dieser über die Steuerleitung mit dem
Bezugspotential der Versorgungsspannung, zum Beispiel Masse, verbunden wird. Am Injektor angeordnet ist ein elektronischer Baustein, welcher zumindest einen Prozessor als Berechnungseinheit, einen Datenspeicher und optional einen Energiespeicher umfasst. Über den Energiespeicher wird der elektronische Baustein temporär mit Energie versorgt, zum Beispiel in den Einspritzpausen. Das Auffüllen des Energiespeichers erfolgt zum Beispiel während der Einspritzung des Injektors. Der Energiespeicher kann als Akku oder als Kondensator ausgeführt sein.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist von Vorteil, dass die Injektoren innerhalb der Zylinderbank, zwischen den Zylinderbänken aber auch zwischen verschiedenen Motoren getauscht werden können. Da das elektronische Motorsteuergerät den Injektoren die Adressen zuweist, wird die Softwareerstellung vereinfacht und bei reduzierter Fehlermöglichkeit die Prozesssicherheit erhöht. Durch die Verwendung eines Injektors mit einer Berechnungseinheit nebst Energiespeicher lässt sich eine bidirektionale Kommunikation, auch in den Einspritzpausen, verwirklichen. Zudem ist die Einrichtung diagnosefähig, da der ausgewählte Injektor den Empfang des Adressenwerts quittiert.
In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 die Einrichtung als Blockschaltbild und
Figur 2 das Verfahren an Hand der Informationen auf dem Datenbus.
Die Figur 1 zeigt die Einrichtung als Blockschaltbild mit einem elektronischen Motorsteuergerät 1 (ECU) und einer Zylinderbank 5 mit vier Injektoren 4.1 bis 4.4. Über einen Datenbus 2, zum Beispiel einem CAN-Bus, können das elektronische Motorsteuergerät 1 und die Injektoren 4.1 bis 4.4 miteinander kommunizieren. Im elektronischen Steuergerät 1 integriert sind Schalter (Lowside-Schalter), über welche das negative Potential der Versorgungsspannung, also zum Beispiel das Massepotential, via einer Steuerleitung an einen Injektor angelegt wird, beispielsweise über die erste Steuerleitung SL1 an den ersten Injektor 4.1 oder über eine zweite Steuerleitung SL2 an den zweiten Injektor 4.2. Die Spannungsversorgung der Injektoren kann - wie dargestellt - über eine Leitung 3 erfolgen oder über den Datenbus. Wird eine Leitung 3 zur Spannungsversorgung verwendet, so ist im elektronischen Motorsteuergerät 1 ein Schalter (Highside-Schalter) integriert, über
welchen das positive Potential der Versorgungsspannung UB, zum Beispiel 42V, via Leitung 3 an alle Injektoren 4.1 bis 4.4 angelegt wird. Am Injektor angeordnet ist ein elektronischer Baustein 6, welcher einen Prozessor, einen Datenspeicher (EEPROM) und optional einen Energiespeicher, zum Beispiel einen Kondensator oder Akku, umfasst. Im praktischen Motorbetrieb wird ein Injektor über die entsprechende Steuerleitung aktiviert, das heißt, der Injektor spritzt Kraftstoff in die Brennräume der Brennkraftmaschine ein. Während der Einspritzpause wird der Prozessor aus dem elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt, wodurch eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem elektronischen Motorsteuergerät 1 und den Injektoren auch in den Einspritzpausen erfolgt. Ein Injektor mit einem entsprechenden elektronischen Baustein einschließlich eines Energiespeichers ist aus der DE 10 2006 029 082 A1 bekannt.
Die weitere Beschreibung erfolgt gemeinsam mit der Figur 2, in welcher das Verfahren zur Adressenzuweisung von Injektoren über der Zeit dargestellt ist. Zur besseren Erklärung ist der Datenbus 2 als Ablaufdiagramm mit zeitlicher Abfolge der Datenkommunikation zwischen dem elektronischen Motorsteuergerät (ECU) und den Injektoren abgebildet. Auf einem Aktionspfad 7 sind die Aktionen dargestellt, welche sich auf das elektronische Motorsteuergerät (ECU) beziehen. Auf einem Aktionspfad 8 sind die Aktionen dargestellt, welche sich auf die Injektoren beziehen.
Nachdem der Bediener das elektronische Motorsteuergerät 1 aktiviert hat, wählt dieses bei S1 einen Injektor N an einer Zylinderbank M aus. Auf Grund der Verkabelung kennt das elektronische Motorsteuergerät 1 die Zuordnung des Injektors zur Zylinderbank, beispielsweise den ersten Injektor 4.1 an der Zylinderbank 5. Bei S2 wird der Injektor kurz aktiviert, indem über die entsprechende Steuerleitung der Injektor mit dem negativen Potential der Versorgungsspannung, zum Beispiel Masse, verbunden wird. Für das vorgenannte Beispiel ist dies der erste Injektor 4.1 über die erste Steuerleitung SL1. Die Aktivierung des Injektors erfolgt kurzzeitig, unterhalb der Ansprechschwelle des Aktuators. Der aktivierte Injektor geht in den Empfangsmodus und wartet auf einen Adressenwert, S3. Bei S4 setzt das elektronische Motorsteuergerät 1 den Adressenwert KN für den Injektor N an der Zylinderbank M. Beispeisweise den Adresswert 1011 für den ersten Injektor 4.1 an der Zylinderbank 5. Der Adressenwert besteht aus einem die Zylinderbank kennzeichnenden Wert und einer laufenden Nummer für die Injektoren dieser Zylinderbank. Am Datenbus sind alle Injektoren angeschlossen, daher empfangen
alle Injektoren diesen Adressenwert KN, S5. Da aber nur der Injektor N an der Zylinderbank M aktiviert ist, erkennt auch nur dieser den Adressenwert, S6, und übernimmt diesen als die ihm zugewiesene Adresse. Bei S7 bestätigt der ausgewählte Injektor den Empfang des Adressenwertes KN, indem er bei S8 einen Quittierungswert ACK auf dem Datenbus in Form eines positiven Acknowledge setzt. Die gesamte Datenkommunikation kann über bekannte Datensicherungsverfahren, zum Beispiel RC, stattfinden. Nachdem das elektronische Motorsteuergerät 1 bei S9 den Quittierungswert ACK erkannt hat, wird für den Injektor N an der Zylinderbank M die Adressenzuweisung beendet. Erhält das elektronische Motorsteuergerät innerhalb einer festgelegten Zeit kein positives Acknowledge, kann beispielsweise die Adressenzuweisung für diesen Injektor wiederholt werden. Die Störsicherheit wird hierdurch verbessert. Im Anschluss daran wird dann das Verfahren mit einem weiteren Injektor, zum Beispiel dem zweiten Injektor 4.2, erneut durchlaufen. Das Verfahren ist beendet, wenn das elektronische Motorsteuergerät 1 allen Injektoren eine Adresse zugewiesen hat. Danach ist das Einspritzsystem startbereit.
Aus der Beschreibung ergeben sich für die Erfindung folgende Vorteile:
- die Injektoren innerhalb der Zylinderbank, zwischen den Zylinderbänken aber auch zwischen verschiedenen Motoren sind tauschbar, da das elektronische Motorsteuergerät bei jedem Einschalten den Injektoren die Adressen zuweist;
- die Bedatung des elektronischen Motorsteuergerät wird vereinfacht und ist prozesssicherer;
- durch die Verwendung eines Injektors mit einer Berechnungseinheit nebst Energiespeicher lässt sich eine bidirektionale Kommunikation, auch in den Einspritzpausen, verwirklichen;
- die Einrichtung ist diagnosefähig, da der ausgewählte Injektor den Empfang des Adressenwerts quittiert;
- das Auslesen der injektorindividuellen Eigenschaften aus einem Datenspeicher am Injektor ist nach wie vor möglich.
Bezugszeichen
1 elektronisches Motorsteuergerät (ECU)
2 Datenbus
3 Leitung zur Spannungsversorgung
4.1 erster Injektor
4.2 zweiter Injektor
4.3 dritter Injektor
4.4 vierter Injektor
5 Zylinderbank
6 elektronischer Baustein
7 Aktionspfad (elektronisches Motorsteuergerät)
8 Aktionspfad (Injektor)
Claims
1. Verfahren zur Adressenzuweisung an Injektoren einer Brennkraftmaschine, bei dem vor dem Startvorgang ein elektronisches Motorsteuergerät (1) einen ersten Injektor auswählt, indem der erste Injektor (4.1) über eine erste Steuerleitung (SL1) vom elektronischen Motorsteuergerät (1) aktiviert wird, bei dem das elektronische Motorsteuergerät (1) auf einem Datenbus (2), an welchen das elektronische Motorsteuergerät (1) und alle Injektoren angeschlossen sind, einen ersten Adressenwert setzt und der erste Injektor (4.1) den ersten Adressenwert als die ihm zugewiesene Adresse übernimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Injektor (4.1) den Empfang des ersten Adressenwerts quittiert, indem der erste Injektor (4.1) auf dem Datenbus (2) einen Quittierungswert (ACK) setzt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Motorsteuergerät (1) nach Empfang der Quittierung die Adressenzuweisung beendet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Motorsteuergerät (1) einen zweiten Injektor (4.2) auswählt, indem der zweite Injektor (4.2) über eine zweite Steuerleitung (SL2) vom elektronischen Motorsteuergerät (1) aktiviert wird, das elektronische Motorsteuergerät (1) einen zweiten Adressenwert auf dem Datenbus (2) setzt und der zweite Injektor (4.2) den zweiten Adressenwert als die ihm zugewiesene Adresse übernimmt.
5. Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adressenwert sich aus einem die Zylinderbank (5) kennzeichnenden Wert und einer laufenden Nummer für die Injektoren dieser Zylinderbank zusammensetzt.
6. Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren beendet wird, nachdem allen Injektoren vom elektronischen Motorsteuergerät (1) eine individuelle Adresse zugewiesen wurde.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit Beendigung des Verfahrens das elektronische Motorsteuergerät (1) und das Einspritzsystem startbereit sind.
8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Motorsteuergerät (1) als Master und die Injektoren als Slave gemeinsam an einem Datenbus (2) angeschlossen sind, jeweils eine Steuerleitung einen Injektor mit dem elektronischen Steuergerät (1) verbindet, über welche der Injektor aktiviert oder deaktiviert wird, und am Injektor ein elektronischer Baustein (6) angeordnet ist, welcher zumindest einen Prozessor als Berechnungseinheit und einen Datenspeicher umfasst.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Injektor ein Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie angeordnet ist, der den elektronischen Baustein temporär mit Energie versorgt.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Injektoren gemeinsam an einer Leitung zur Spannungsversorgung (3) angeschlossen sind.
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