EP2640948A1 - Zündsystem und betriebsverfahren hierfür - Google Patents

Zündsystem und betriebsverfahren hierfür

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Publication number
EP2640948A1
EP2640948A1 EP11757287.5A EP11757287A EP2640948A1 EP 2640948 A1 EP2640948 A1 EP 2640948A1 EP 11757287 A EP11757287 A EP 11757287A EP 2640948 A1 EP2640948 A1 EP 2640948A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal transmission
evaluation unit
spark plug
signal
laser spark
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11757287.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Heinz Nuebel
Martin Weinrotter
Manfred Vogel
Frank Barth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2640948A1 publication Critical patent/EP2640948A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P23/00—Other ignition
    • F02P23/04—Other physical ignition means, e.g. using laser rays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P17/00—Testing of ignition installations, e.g. in combination with adjusting; Testing of ignition timing in compression-ignition engines
    • F02P17/12—Testing characteristics of the spark, ignition voltage or current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the invention relates to an ignition system, in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle, with a laser spark plug, with a pump module for supplying the laser spark plug with pump radiation, and with a
  • Optical fiber device for transmitting the pump radiation from the pump module to the laser spark plug.
  • the invention further relates to an operating method for such an ignition system.
  • Laser-based ignition systems of the aforementioned type generally require transmission of large optical powers by means of optical fibers.
  • Laser spark plug pump radiation used can take considerable benefits.
  • optical fiber devices which, in addition to optically conductive fibers, also have at least one metallic layer, by means of which the optical fibers are mechanically protected.
  • a cylinder head of an internal combustion engine are not verifiable by the known devices and methods, which runs counter to the laser safety of the known systems. Disclosure of the invention
  • Evaluation unit is provided which is adapted to each act on the signal transmission means with a test signal to evaluate a result of the respective test signal resulting response signal of the signal transmission means, and to close from the response signal to an operating state of the corresponding signal transmission means.
  • Optical waveguide device which could possibly result in the emergence of laser radiation from the optical waveguide device, as a rule, also at least impaired at least one of the signal transmission devices provided according to the invention, so that such an impairment of the affected components can be detected within the framework of the evaluation of the response signals obtained according to the invention.
  • This can be advantageous to damage the optical fiber device or at least the risk of imminent damage to the optical fiber device are closed, whereby the safety of the laser-based ignition system is significantly increased.
  • Signal transmission devices are preferably independent of one another and can therefore be monitored independently of one another.
  • Signal transmission at least a first electrical transmission path between the evaluation and a portion of a housing of the
  • Laser spark plug in a target system for example, a cylinder head of an internal combustion engine, is connected to an electrical reference potential of the target system.
  • the evaluation unit is particularly preferred in the region of
  • Evaluation unit according to the invention also be integrated into an existing pump module or a comparable control device of the ignition system.
  • Evaluation unit and a housing portion of the laser spark plug which can be placed on a defined reference potential or already with a defined reference potential as the ground potential of the
  • Reference potential of the target system In common embodiments, a reference potential of the evaluation unit will be identical to the reference potential of the
  • Target system for example, the ground potential of the motor vehicle, so that formed as voltage pulses test pulses from the evaluation to the first signal transmission device can be issued, and that is closed from the case flowing through the transmission line current to the integrity of the first signal transmission device.
  • the first electrical transmission path has an electrically conductive tube, which surrounds the optical fiber device, for example coaxially.
  • the electrically conductive hose is designed as a metal hose, resulting in a particularly high mechanical stability and associated protection of the optical fiber device from the outside
  • the aspect is also to protect the environment from escaping laser light when the optical fiber device e.g. consists of a fiber bundle, in which a few fibers are broken, from which then emerges high-energy light. If this light finds a gap in the protective tube and hits a human eye, it may go blind. This is effectively prevented by the metal tube.
  • the metal tube may e.g. be designed as a wound spiral tube or as a seamless corrugated tube, the second is to be preferred (risk of light leakage at the folds of the wound tube).
  • Signal transmission device at least a second electrical
  • the second electrical transmission path preferably comprises an insulated electrical conductor, which is arranged substantially along the light guide device and / or surrounding the light guide means electrically conductive tube.
  • Signal transmission device can also be the second electrical
  • End Trial be connected to the evaluation, while a second End Scheme of the second electrical transmission path electrically connected to the laser spark plug or an electrically conductive region of the
  • Target system for example, the cylinder head of an internal combustion engine, is formed.
  • the electrically conductive connection between the second electrical transmission path and the evaluation unit can be made simultaneously, so that advantageously determined by the test pulses provided according to the invention, whether the second signal transmission device properly with the cylinder head
  • the electrical design of the at least two signal transmission devices may also be an optical training
  • a further optical fiber may be provided between the evaluation device and the laser spark plug, which is arranged, for example, such that a first end region of the second optical fiber is optically connected to the evaluation unit, that the second optical fiber along the Optical fiber device is arranged to the laser spark plug, and that the second optical fiber continues from the installation of the laser spark plug in the direction of the evaluation to finally be optically connected to the evaluation again, resulting in an optical measuring loop through the second optical fiber.
  • Evaluation unit enable emitted optical sketchimpulsen in the same fiber to the evaluation.
  • test pulses are irradiated directly into the primary of the transmission of the pump radiation serving optical fiber device, and that in which the laser spark plug associated
  • Reflecting means for reflection of the test pulses are provided in the end region of the optical waveguide device, with corresponding reflections being provided at the
  • Evaluation unit assigned to the optical fiber device by itself known filter means are extractable and evaluated by the evaluation device.
  • Signal transmission device optionally received response signals, the evaluated result concerning the first signal transmission device can be advantageously plausibilized.
  • Signal transmission means a two-channel system for monitoring the integrity of the optical fiber device or a fiber optic device cable connection, which also - at least in sections - the signal transmission devices according to the invention contains realized, so that a redundant, dual-channel monitoring system can be provided.
  • At least one, but preferably all, signal transmission devices are arranged along the optical waveguide device and extend over at least 80% of a total length of the optical waveguide device, resulting in a particularly comprehensive monitoring or checking the integrity of the optical waveguide device over its Length results.
  • signal transmission devices are arranged along the optical waveguide device and extend over at least 80% of a total length of the optical waveguide device, resulting in a particularly comprehensive monitoring or checking the integrity of the optical waveguide device over its Length results.
  • Signal transmission device can at least one
  • Signal transmission device at least partially also a wireless, i. radio-based, have transmission link.
  • a wireless i. radio-based
  • a primary as an electrical
  • Signal transmission device designed signal transmission device over a first length range along the optical fiber device 130 a have a wired electrical transmission link such as a cable. Over a second length range, a radio link can be connected, which is formed by two mutually communicating transceiver, wherein one of the transceiver with the first portion of the signal transmission device, namely the wired electrical
  • the evaluation unit is designed to apply a plurality of signal transmission devices simultaneously or successively with test signals in order to conclude from an optical signal received from the response signals to an optical integrity of the optical fiber device.
  • the pump module can be deactivated if an error in the range of at least one
  • Signal transmission device has been determined to increase the laser safety of the ignition system.
  • Transmission function of the signal transmission device can be defined.
  • the provision of an electrical signal transmission device the
  • a predefinable change of an electrical resistance in particular the DC resistance
  • the change of an AC resistance or, in general, a spectral transmission characteristic can also be used as a monitoring criterion.
  • Method for operating an ignition system according to claim 12 specified.
  • an evaluation unit acts on the signal transmission means each with a test signal, evaluates a result of the respective test signal resulting response signal of the signal transmission means, and closes from the response signal to an operating state of the corresponding signal transmission means.
  • Figure 1 a schematically shows a first embodiment of a
  • Figure 1 b schematically another embodiment of the
  • Ignition system in an internal combustion engine
  • FIG. 2 schematically shows a further embodiment of the ignition system
  • FIG. 3 schematically shows a detailed view of a further embodiment of the invention
  • Figure 4 schematically shows a partial cross section of a
  • FIG. 5a shows a connection region of a further embodiment of the invention in the region of a laser spark plug
  • FIG. 5b shows a connection region of the embodiment according to FIG. 5a in the region of an evaluation unit
  • FIG. 6 shows a simplified electrical equivalent circuit diagram of FIG.
  • FIG. 7 schematically shows a further embodiment of a
  • FIG. 8 shows a simplified flowchart of an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 9 shows a detailed view of a laser device for the ignition system according to FIG. 1 b.
  • FIG. 10 shows a detailed view of a further embodiment
  • FIGS 12a to 12d further embodiments of the invention.
  • Figure 1 a shows schematically a first embodiment of a
  • Ignition system 100 which for the production of
  • Laser ignition pulses 24 is provided, which are used in an internal combustion engine to ignite an ignitable air / fuel mixture.
  • the ignition system 100 has a laser spark plug 110, which generates and radiates laser ignition pulses 24 in a manner known per se.
  • the ignition system 100 further has a pump module 120, which has at least one
  • the pump radiation 60 for optically pumping at least one component of the laser spark plug 110 generated.
  • a light guide device 130 between the pump module 120 and the laser spark plug 1 10 is provided.
  • Signal transmission devices 140, 150 are provided.
  • the signals transmission devices 140, 150 are provided.
  • Signal transmission devices 140, 150 are used in general
  • Signal transmission device 140, 150 can be closed. Since the signal transmission devices 140, 150 are arranged according to the invention at least partially along the optical waveguide device 130, in the case of an error detected by the evaluation unit 160 in the region of
  • Signal transmission devices 140, 150 usually also an error in
  • Area of the optical fiber device 130, in particular an interruption or violation of the optical fiber device 130 also includes the shell of
  • Fiber optic device to be closed.
  • a particularly comprehensive monitoring of the optical waveguide device 130 is advantageously possible if at least one of the
  • Signal transmission devices 140, 150 extends over a substantial part of the total length of the optical fiber device 130. This is at the
  • Signal transmission devices 140, 150 from a first
  • Connection region 130a of the optical fiber device 130 on the pump module 120 up to a second connection region 130b of the optical fiber device 130 on the laser spark plug 1 10 extend.
  • the evaluation unit 160 is designed to be the
  • Signal transmission devices 140, 150 each with a test signal apply, a resulting as a result of the respective test signal
  • Response signal of the signal transmission means 140, 150 evaluate, and from the response signal to an operating state of the corresponding
  • Fiber optic device 130 given.
  • FIG. 1 b shows the ignition system 100 according to FIG. 1 a in a corresponding arrangement in an internal combustion engine 10.
  • the internal combustion engine 10 is used, for example, to drive a motor vehicle (not shown) or is designed as a stationary gas engine or the like.
  • the internal combustion engine 10 comprises a plurality of cylinders, of which only one is designated by the reference numeral 12 in FIG. 1b.
  • a combustion chamber 14 of the cylinder 12 is limited by a piston 16.
  • Fuel enters the combustion chamber 14 directly through an injector 18, which is connected to a designated also as a rail fuel pressure accumulator 20.
  • Laser spark plug 1 10 is emitted into the combustion chamber 14.
  • the combustion chamber 14 the combustion chamber 14
  • the pumping module 120 is controlled by a control unit 32, which also controls the injector 18.
  • Signal transmission devices 140, 150 can be seen, which in turn are arranged along the light guide device 130.
  • the evaluation unit 160 can, as indicated in FIG. 1 b, be arranged, for example, in the pump module 120. Alternatively, it can also be arranged in the control unit 32 or designed as a separate external unit.
  • Figure 2 shows an embodiment of the ignition system 100 according to the invention, in which the first signal transmission device 140 as electrical
  • the second signal transmission device 150 which in principle can likewise be embodied electrically, optically or in any other way, is not shown in FIG. 2
  • Laser spark plug 1 10 has. Preferably, the extends
  • L> 0.8 x Lg.
  • the evaluation unit 160 has a reference potential GND ', which may be formed, for example, as a ground potential of the motor vehicle containing the ignition system 100 or the internal combustion engine.
  • GND ' which may be formed, for example, as a ground potential of the motor vehicle containing the ignition system 100 or the internal combustion engine.
  • the laser spark plug 110 which is shown in Figure 2 in its installed position in a cylinder head 11 of the internal combustion engine 10 ( Figure 1 b) is through this mounting position and thus the electrical
  • incorrect assembly eg laser candle not screwed in usually has an effect on both conductor devices 130, 140, so that an electrically detectable impairment of the first signal transmission device 140 can be evaluated, and that by the evaluation unit 160 from such an impairment of the first signal transmission device 140 also on an impairment of the optical integrity of the optical fiber device 130 can be closed.
  • FIG. 1 A simple electrical equivalent circuit diagram of an embodiment of the evaluation unit 160 according to the invention is shown in FIG.
  • the evaluation unit has a voltage source 162, for example a DC voltage source, which is connected as shown to the reference potential GND 'of the evaluation unit.
  • the first electrical transmission link 141 of the first signal transmission device 140 (FIG. 2) can optionally be connected to the voltage source 162 via a switch 166 which can be controlled by the control unit 160a of the evaluation unit 160, whereby a voltage pulse usable as a test signal is sent to the signal transmission device
  • Evaluation unit 160 detects the case by the electrical transmission path
  • Impairment of the first signal transmission device 140 and the first electrical transmission device 141 closed which is due to the
  • Evaluation unit 160 can be detected as a fault condition.
  • a current threshold can be specified, which serves in the context of the evaluation according to the invention, due to the voltage pulses adjusting response signals (current pulses) to
  • Signal transmission device 140 are closed while at
  • FIG. 8 shows a simplified flowchart of an embodiment of a method according to the invention.
  • Signal transmission device 140 with a test signal for example, a voltage pulse ( Figure 6) acted upon.
  • a second signal transmission device 150 (FIG. 1 a) which is likewise designed as an electrical signal transmission device.
  • a response signal resulting from the respective test signal (voltage pulse) is generated
  • Evaluation result can be closed advantageous to the state of the optical fiber device 130.
  • evaluation unit 160 only an optional, mutually exclusive connecting the evaluation unit 160
  • Transmission paths 141, 151 with the voltage source 162 is possible, the two transmission links 141, 151 thus only alternately with as
  • Voltage pulses trained test signals can be applied, can be provided in a further embodiment of the invention that both transmission paths 141, 151 or generally all transmission links of the ignition system can be acted upon simultaneously with a corresponding test signal.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention
  • Transmission path 141 ( Figure 2) of the first signal transmission device 140 advantageously as an electrically conductive hose 141 a formed.
  • the electrically conductive tube 141a may be particularly preferably formed as a metal tube and thus serves in addition to the realization of the electrical transmission path 141 at the same time for mechanical protection of the guided therein optical fiber device 130th
  • an electrical connection between the electrically conductive tube 141a and the evaluation unit 160 is arranged, compare the circuit node 141b.
  • Another electrically conductive connection 141 c is in the
  • Optical fiber device 130 is provided between the electrically conductive
  • Hose 141 a and the housing 112 of the laser spark plug 1 10, 10 due to the arrangement of the laser spark plug in the cylinder head 11 on the
  • Ground potential GND of a motor vehicle or the internal combustion engine 10 is located.
  • FIG. 4 shows a detailed view of a connection region 130a in the region of the pump module 120 in a further embodiment of the ignition system according to the invention.
  • the optical fiber device 130 is also in the present
  • Pump module 120 protruding end portion 142 of the metallic tube 141 a is connected via a latching connection 142 a with corresponding receptacles of the pumping module 120. This ensures that the hose 141 a only under the action of corresponding axial forces with the
  • Pump module 120 connectable and in particular is again detachable from this.
  • an electrical contact between the electrically conductive hose 141a and an evaluation unit 160 which is presently integrated in the pump module 120 and which is connected by means of e.g. ring-shaped or fork-shaped
  • Hose 141 a at its connection position shown in Figure 4 are introduced can.
  • An overlap or contact length of the end region 142 with the contact ring 121 is identified by the reference numeral d1.
  • the contact length d1 is so small compared to a length d2 of the connecting piece 142 or a corresponding receptacle for the connecting piece 142 of the pumping module 120 that a pulling out of the hose 141a or the
  • FIG. 5a shows a connection region 130b of a further embodiment of the invention, in which an electrically conductive tube 141a which surrounds the optical waveguide device 130 is provided.
  • the electrically conductive hose 141 a for example, as described above with reference to Figure 3 with the housing 1 12 of the laser spark plug 1 10 electrically connected.
  • Signal transmission device 150 is presently a second electrical
  • Transmission path 151 is provided, which is formed for example by an insulated electrical conductor 151 a.
  • the insulated electrical conductor 151 a is electrically connected to a lying on a reference potential GND area
  • FIG. 5 b shows a connection region 130 a of the configuration from FIG. 5 a in the region of the pump module 120.
  • the optical waveguide device 130 is connected to the
  • Optical fiber device 130 optically connected.
  • the electrically conductive hose 141a is also guided to the pump module 120 so that it encloses the optical fiber device 130 over its entire length Lg ( Figure 2).
  • Evaluation unit 160 is performed by the node 141 b. An electrical connection of the second electrical transmission path, which is formed by the insulated electrical conductor 151 a, takes place through the further node 151 b. In this way, the evaluation unit 160 both
  • Transmission lines 141 a, 151 a with test pulses according to the invention act to from the resulting current pulses on a proper connection to a reference potential GND or a
  • the electrically insulated conductor 151 a is in particular also electrically insulated from the electrically conductive tube 141 a, so that a two-channel measurement is made possible.
  • the components 130, 141 a, 151 a can be mechanically connected to one another particularly advantageously by the connecting means surrounding them, compare the reference numeral 132 in FIG. 5 b.
  • connection means can also be realized, for example, as a hose (not shown) which surrounds the components 141 a, 151 a, at least along the length of the electrical transmission path 151 a.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the invention, in which an electrically operating signal transmission device 170 is provided, which has an electrical transmission path 171a over a first length region L2.
  • the configuration of Figure 7 corresponds to the system of Figure 2.
  • the electrical transmission path 171a transitions into a radio transmission path 172, which is made possible by the connection of a corresponding transmitter or transceiver 171b to the electrical connection means 171a.
  • Transceiver 171 b is a, preferably bidirectional, radio link with a corresponding transponder 114, which is arranged in the region of the laser spark plug 110, allows so that emitted from the transceiver 171 b test pulses arrive as a radio signal 172 to the transponder 1 14. Similarly, the transponder 114 with proper function received test signals can radiate back to the transceiver 171 b, which by the transceiver 171 b again converted into wired electrical signals and the transmission line 171 a to the
  • Evaluation unit 160 are transmitted back.
  • the evaluation unit 160 can emit test pulses via the electrical connection means 171a to the transceiver 171b, for example, and receive response signals in the form of signals radiated back by the transponder 114 and returned to the evaluation unit 160 by the connection means 171a.
  • the principle according to the invention which is based on the provision of at least two
  • Signal transmission devices 140, 150 is based, advantageously allows a redundant monitoring of the mechanical or optical integrity of the optical fiber device 130.
  • Figure 9 shows a detailed view of the laser device 26, as shown in the
  • Laser spark plug 110 is integrated according to Figure 1 b.
  • the laser device 26 in addition to a laser-active solid 44, the laser device 26 also has a passive Q-switching circuit 46, so that the components 44, 46 together with a coupling-in mirror 42 and an output mirror 48 form a laser oscillator.
  • the basic mode of operation of the laser device 26 is the following:
  • Pumplicht 60 which is supplied to the laser device 26 via the optical fiber device 130, passes through the for a wavelength of the pumping light 60th
  • FIG. 10 shows a detailed view of a further embodiment of the invention, in which the electrical transmission path 141 (FIG. 2) of the first
  • Signal transmission device 140 is advantageously again formed as an electrically conductive tube 141 a.
  • FIG. 10 shows a connection region of the hose 141 a to the laser spark plug 110.
  • the electrical transmission path of the second signal transmission device 150 (FIG. 1a) is designed as an insulated signal conductor 151a in the embodiment depicted in FIG.
  • a hose 132 is disposed around the metal hose 141 a and the signal conductor 151 a and bundles these components
  • the isolated signal conductor 151a is up to a defined length coordinate L3 - measured along the light guide device 130 - parallel to the
  • a first end of the signal conductor 151 a which is not shown in FIG. 10 and is assigned to the evaluation unit 160, is electrically connected to the evaluation unit 160 analogously to the configuration shown in FIG. 5 b.
  • the signal conductor 151 a realized thus, a second channel for the monitoring principle according to the invention, while the metal tube 141 a forms the first monitoring channel.
  • a second end 151a 'of the signal conductor 151a arranged in the region of the laser spark plug 110 is electrically conductive with a ring cable lug 152
  • the ring cable lug 152 is advantageously arranged with one in the region of the cylinder head 11 after installation of the laser spark plug 110
  • Threaded part 11 a connected, in particular screwed, that thereby advantageously an electrically conductive connection to the vehicle ground GND (see also Fig. 5a) is produced, thus the signal transmission path between the evaluation unit 160 and the vehicle ground GND is completed.
  • an imposition protection cover 180 is provided for the laser spark plug 110 which, as can be seen in FIG. 10, is screwed to the cylinder head 11 via the laser spark plug 110 installed in the plug shaft (see threaded pieces 11a).
  • Imposition protection lid 180 advantageously prevents the shooting out of a laser spark plug 1 10, which may not be properly connected to the cylinder head 11.
  • Laser spark plug 1 10 a mechanical coding, which in such a way with an existing on the ring cable lug 152 mechanical coding
  • Ring lug 152 on the imposition protection cover 180 an electrically conductive contact between the ring terminal lug 152, the imposition protection cover 180 and the threaded part 11 a to the vehicle ground GND in the region of the cylinder head 11 is made.
  • the mechanical coding provides that the cable lug 152 is encapsulated with an electrically insulating plastic.
  • the plastic forms a ring 153, so that the cable shoe 152 placed on a flat surface does not make any electrical contact with the surface (eg cylinder head
  • the electrical contact can only arise via an elevated eye 181 in the lid 180.
  • the cover 180 may also be made of plastic, wherein the ground contact is then made via the fasteners 11 a or a cooperating nut 1 1 b.
  • the plastic lid 180 should preferably be mechanically stable so that it can intercept the candle 1 10 shooting out.
  • the configuration shown in FIG. 10 is a particularly safe one
  • Signal conductor 151 a of the second monitoring channel is properly attached to the cylinder head 1 1.
  • the proper mounting of the signal conductor 151a to the imposition protection lid 180 can also be checked by the evaluation unit 160.
  • FIGS. 11a to 11c described below show further advantageous embodiments of a second electrical transmission path 151 for use with the ignition system 100 according to the invention.
  • a first electrical transmission path 141 is realized via a metal tube 141a coaxially surrounding the optical waveguide device 130.
  • the variants according to FIG. 11a, 11b, 11c can in particular advantageously be combined with the configuration according to FIG. 10, ie the conductor 151a from FIG. 10 can advantageously be designed according to FIGS. 1a, 11b, 11c.
  • FIG. 1a shows a cable device in which the optical fiber device 130 is provided radially inward and the metal hose 141a surrounding it radially surrounds the first electrical transmission path 141.
  • an electrically insulating insulating tube 1410 is arranged around the metal tube 141 a.
  • the metal tube 141a may itself also have an electrical insulation of its radially outer surface, for example by means of a corresponding insulating layer.
  • the winding configuration of the signal conductor 151 a in the position on the protective tube 1410 is fixed.
  • the individual turns of the signal conductor 151 a must not touch, in order to avoid a short circuit.
  • the above-described configuration of the signal conductor 151a can advantageously also be used, in addition to the inventive diagnostic principle already described, to detect chafing of the optical waveguide casing 1422 or 1423.
  • the signal conductor 151 a may advantageously be formed, for example, as a copper enamel wire, so that it is possible to dispense with a separate insulating tube 1410 or an electrically insulating embodiment of the radially outer surface of the metal tube 141 a.
  • an additional, inner protective tube 1408 may be arranged around the light guide 130, which protects it against wear by friction inside, for example, the metallic outer tube 141 a. If the inner protective tube 1408 is designed to be light-tight for the laser radiation 60, it advantageously forms an additional barrier against unwanted leakage
  • test signal e.g. is coupled from the evaluation unit 160 in the signal conductor 151 a
  • Transmission line 151 realizing components may abut against a metallic motor part 10 a, which is at the ground potential GND of the motor 10. Thus, a contact in the region of the interruption 1422 a of the conductor 151 a would not be from a proper electrical contact over the
  • the error can be detected with a very high probability by triggering the evaluation unit 160 (for example, deactivating the pumping module 120) at the first interruption of the measuring loop 151 and also leaving the pumping module deactivated during a subsequent restoration of the connection to the ground potential GND.
  • the spiral of the signal conductor 151a of FIG. printed in the form of a conductive paint on the tube 1410 or embedded as a two-component component as a conductive plastic in the insulating plastic.
  • the signal conductor 151 a is at least partially wound in a non-spiral manner on the insulating tube 1410, but has a net-like effect to form a conductive tube 1500. This has the advantage that this mesh hose 1500 separated from the
  • Protective tube 1410 or 141 a manufactured and only in a later
  • the network of the hose 1500 should preferably be tightly enough from a single, preferably electrically insulated, wire 1510, so that the distances of the network nodes 1512 from one another are smaller than possible rubbing points 1422a (FIG.
  • the end 1520 of the mesh tube 1500 facing the laser spark plug 110 may be e.g. by a metal ring 1522 on the protective tube 1410, secured in position (i.e., fixed) and to the
  • Ring cable lug 152 may be connected.
  • Another sheath 1530 for fixation or the like i.a. of the ring 1522 may completely or partially surround the arrangement.
  • a further advantageous embodiment of the invention operates with resistance webs 1540 arranged on the insulating tube 1410, in particular printed on them, which preferably extend essentially in the longitudinal direction, that is to say along the light guide 130. According to a preferred
  • resistor tracks 1540 are electrically connected in parallel, e.g. through metal rings 1522 on the pump module side
  • the evaluation by the evaluation unit 160 provides in this variant of the invention that the resistance of the resistance paths 1540 is measured. As soon as one of the resistance paths 1540 is chafed through or otherwise damaged or changed, the heat resistance of the transmission path 151 changes and the pump module 120 is switched off.
  • Circumferentially on the tube 1410 chosen so that on the one hand a chafing 1422a ( Figure 1 1a) is detected safely by the evaluation of the invention.
  • a chafing 1422a ( Figure 1 1a) is detected safely by the evaluation of the invention.
  • a number of about 20 to about 100 resistive tracks 1540 may be provided.
  • the interruption of a single resistance path 1540 by way of evaluation of the resistance of the transmission path 151 should also be reliably detectable, i. the evaluation unit 160 must be at e.g. 100
  • Resistive tracks 1540 can safely detect a change of 1% of the resistance value. Furthermore, this 1% change must be significantly greater than possible changes in the resistance of the remaining transmission path 151 from the evaluation unit 160 to the cable lug 152, from there via the screw 11 a and the further ground wiring of the motor 10 back to the evaluation unit 160th Dies ist advantageous eg then the case when the Wderstand the individual Wderstandsbahnen 1540 in the kiloohm range.
  • FIG. 12 a shows a further embodiment of the present invention, in which the laser spark plug 110 is in its installed position in the cylinder head 1 1 of the internal combustion engine 10. Analogous to the embodiment according to FIG. 10, in the variant according to FIG. 12a an imposition protection cover 180 is provided above the plug shaft containing the laser spark plug 110.
  • the lid 180 has an opening 182 for the passage of the cable 510.
  • the cable 510 may preferably be the optical fiber device 130 as well as the
  • Signal transmission devices 140, 150 in particular also a
  • the lid 180 further includes at least one identification transmitter 184 configured to wirelessly
  • Evaluation unit 400 can for this purpose a suitably trained
  • the identification transmitter 184 is designed as a radio frequency identification, RFID, transponder and arranged in the region of the opening 182 on the lid 180.
  • the evaluation unit 400 may, for example, be integrated into the pump module 120 in a laser spark plug 110 that controls the laser spark plug 110 or, as shown in FIG. 12 a, and the RFI D read device 410 may be installed in the region of the cable 510 and / or the spark plug 1 10 be arranged and connected to this, in order to establish a radio link with the identification transmitter 184 can.
  • the identification transmitter 184 can also have magnetically conductive material, in particular a ferrite material, whereby detection of the identification transmitter using the induction principle is enabled.
  • Ignition device 100 is given by the fact that the cover 180 is impermeable to laser radiation, in particular the pump radiation 60. In this way, especially when a cable 510 or the optical fiber 130 is guided inside the spark plug shaft, laser radiation 60 is prevented exits the spark plug shaft into the environment.
  • the cover 180 may advantageously consist at least of plastic and / or metal and / or a magnetically conductive material, in particular ferrite material. Particularly preferably, the cover 180 - regardless of the material used for this purpose - mechanically designed so stable that he has a
  • the evaluation unit 400 is provided, which is designed to carry out wireless communication with the RFID identification transmitter 184 integrated in the cover 180.
  • the evaluation unit 400 is connected via a cable connection 412 with the RFID reader 410, which is presently arranged on the cable 510, in such a way that it in the correct installation position of the spark plug 1 10 in the
  • the cable connection 412 to the RFID reader 410 may, for example, comprise two individual cables 412a, 412b, which particularly preferably also include the cable 510 of the laser spark plug 110 to form an overall cable connection 512
  • Covering device 180 are properly arranged on the cylinder head 11, the evaluation unit 400 acts on the RFID reader 410 with a control command, which then emits an interrogation signal to the identification transmitter 184 of the cover 100. Trained as RFI D transponder identification transmitter 184 answers the interrogation signal in a conventional manner with an identification signal, which he sent to the RFID reader 410th
  • the RFID reader 410 After receiving the identification signal, the RFID reader 410 forwards dependent information to the evaluation unit 400.
  • the evaluation unit 400 compares the information received from the identification transmitter 184 with information stored preferably non-volatile in the evaluation unit 400, and only when a match or a positive association of the information has been determined to each other, the evaluation unit 400 is a control of the laser spark plug 1 10 free by the pumping module 120.
  • Spark plug 110 and the cable 510 with the RFID reader 410 is in proper mounting position with respect to the lid 180 and the identification transmitter 184 disposed therein. Moreover, by evaluating the output from the identification transmitter 184
  • Identification signal are also checked whether the spark plug 110 in a compatible target system 1 1, which is associated with the cover 180 and its identification transmitter 184 assigned.
  • Assembly advantageously also includes e.g. the ability to assign a particular code on the identification transmitter to a particular variant of the spark plug with certain properties. Thus, e.g. be checked whether the correct, engine-specific variant of the spark plug is installed in the right engine. This type of type coding is limited (number of
  • Geometry variants is small compared to the possibilities of one
  • the variant of the invention described above with reference to FIG. 12a may advantageously also be combined with the variants described above with reference to FIGS. 1a to 11c.
  • the RFID communication according to FIG. 12a can also be regarded as a further transmission path 140, 150 in the sense of the present invention.
  • the functionality of the evaluation unit 400 can also be integrated into the evaluation unit 160 (FIG. 1a).
  • Metal hose 141 a ( Figure 3) at the same time replace one of the cable connections 412a, 412b, which are required for the RFID communication. In this case, therefore, forms the metal tube 141 a, which in turn is part of a transmission path 140, a signal connection between a
  • Evaluation unit 160, 400 and the RFI D reader 410 for realizing the RFID communication.
  • FIG. 12b shows a further embodiment of a device according to the invention
  • Ignition device for an internal combustion engine.
  • the RFID reader 410 is now arranged in the evaluation unit 400, which is integrated in the housing 120 'of the pump module 120.
  • An RFID read signal or the interrogation signal according to the invention is transmitted to an antenna device 414c via the cable connection 414 having two individual conductors 414a, 414b, which in the region of the cover device 180 is arranged. That is, between the reading device 410 and the antenna device 414c, the transmission of the query signal according to the invention takes place by wire, namely via the cable connection 414.
  • the cable connection 414 is accordingly designed, for example, as a high-frequency suitable transmission cable, in particular as a coaxial cable. Only in the antenna device 414c is the interrogation signal transformed into a wireless signal and sent to the identification transmitter 184.
  • the antenna device 414c is further configured to be one of
  • Identification transmitter 184 emitted identification signal, for example in
  • the cable connection 414 can advantageously be combined with the cable 510 of the spark plug 110 to form a cable connection 512 '.
  • FIG. 12c shows a further embodiment of the invention
  • Ignition device in which a magnetic coil 415 in the region of
  • Covering device 180 is provided which cooperates with one of the cover 180 associated ferrite 186.
  • the magnet coil 415 is preferably arranged on the cable 510 and in particular on a special
  • Length coordinate which corresponds to the mounting distance between the lid 180 and the laser spark plug 1 10 fixed.
  • the magnetic coil 415 is provided by the evaluation unit 400 or the reading device 410 arranged therein with an operating voltage
  • Identification transmitter 186 occurs.
  • Identifier can also be combined with each other.
  • the Identifier can also be combined with each other.
  • the Identifier can also be combined with each other.
  • Cover device 180 have at least one configured as RFI D transponder first identification transmitter 184 and at least one ferrite material having second identification transmitter 186, wherein the evaluation unit 400 in a corresponding manner for the query both
  • Identifier 184, 186 is to be prepared.
  • the cable connections 414 'provided for driving the magnet coil 415 can advantageously be combined with the cable 510 of the laser spark plug 110 to form a cable network 512'.
  • FIG. 12 d shows a further embodiment of the invention
  • Ignition device in which an RFID reader 410 in the housing 120 'of the
  • a first RFID transponder 188a is arranged around the cable 510 of the laser spark plug 110 at a position defined relative to the cover device 180. Opposite the first RFI D transponder 188a is a second RFI D transponder 188b which, unlike the first transponder 188a, is not attached to the cable 510, but rather to the cover 180.
  • the two transponders 188a, 188b are coordinated so that only when both transponders are spatially close together do they form a resonant circuit that is configured to respond to the interrogation signal of the RFID reader 410 in an appropriate manner with an identification signal.
  • the evaluation unit 400 can in turn conclude that the laser spark plug 110 is properly installed and arranged with respect to the cover device 180. In this case, the evaluation unit 400 can enable the activation of the laser spark plug 110 by the pump module 120. However, if the two transponders 188a, 188b due to an improper arrangement of the laser spark plug 110 in the region of
  • Cylinder head 1 1 are not arranged sufficiently close together to respond to a query signal of the RFI D reader 410 as specified, the evaluation 400 concludes that there is no proper installation position of the laser spark plug 1 10 and does not release the control of the laser spark plug 1 10 ,
  • evaluation units 160, 400 are realized in a single evaluation unit, which can be integrated, for example, in the pump module 120 or in the control unit 32.
  • the cable connections used for the realization of an RFID communinkation can advantageously be used simultaneously for the realization of signal transmission devices 140, 150 or corresponding transmission paths.
  • the cables 412a, 412b supplying the RFID reader 410 in accordance with FIG. 12a can be connected to one another in the region of the RFI D reader 410 via a test resistor of a few kOhms. The exact resistance of the
  • Test resistor is chosen so that communication between the
  • Units 400, 410 is not affected. Outside of a regular
  • the activation of the pumping module 120 is e.g.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zündsystem (100), insbesondere für eine Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Laserzündkerze (110), mit einem Pumpmodul (120) zur Versorgung der Laserzündkerze (110) mit Pumpstrahlung (60), und mit einer Lichtleitereinrichtung (130) zur Übertragung der Pumpstrahlung (60) von dem Pumpmodul (120) zu der Laserzündkerze (110). Erfindungsgemäß sind mindestens zwei voneinander getrennte, sich jeweils zumindest teilweise entlang der Lichtleitereinrichtung (130) erstreckende Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) vorgesehen und eine Auswerteeinheit (160), die dazu ausgebildet ist, die Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) jeweils mit einem Prüfsignal zu beaufschlagen, ein sich infolge des jeweiligen Prüfsignals ergebendes Antwortsignal der Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) auszuwerten, und aus dem Antwortsignal auf einen Betriebszustand der entsprechenden Signalübertragungseinrichtung (140, 150) zu schließen.

Description

Beschreibung Titel
Zündsvstem und Betriebsverfahren hierfür
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Zündsystem, insbesondere für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Laserzündkerze, mit einem Pumpmodul zur Versorgung der Laserzündkerze mit Pumpstrahlung, und mit einer
Lichtleitereinrichtung zur Übertragung der Pumpstrahlung von dem Pumpmodul zu der Laserzündkerze.
Die Erfindung betrifft ferner ein Betriebsverfahren für ein derartiges Zündsystem.
Laserbasierte Zündsysteme der vorstehend genannten Art erfordern in der Regel eine Übertragung großer optischer Leistungen mittels Lichtleitfasern.
Insbesondere die für das optische Pumpen von Komponenten der
Laserzündkerze verwendete Pumpstrahlung kann beträchtliche Leistungen annehmen. Zur Steigerung der Lasersicherheit solcher Systeme ist es bereits bekannt, Lichtleitereinrichtungen zu verwenden, die neben optisch leitenden Fasern auch mindestens eine metallische Schicht aufweisen, durch die die optischen Fasern mechanisch geschützt werden.
Die ordnungsgemäße optische Verbindung zwischen dem Pumpmodul und der mit Pumpstrahlung zu versorgenden Laserzündkerze oder auch der
ordnungsgemäße Einbau der Laserzündkerze in ein Zielsystem, wie
beispielsweise einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, sind durch die bekannten Vorrichtungen und Verfahren jedoch nicht überprüfbar, was der Lasersicherheit der bekannten Systeme zuwiderläuft. Offenbarung der Erfindung
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Zündsystem und ein Betriebsverfahren für ein Zündsystem der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die vorstehenden Nachteile vermieden werden, und dass insbesondere eine effiziente und verlässliche Feststellung eines
Betriebszustands der Lichtleitereinrichtung, insbesondere einer optischen Integrität der Lichtleitereinrichtung, möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei dem Zündsystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens zwei voneinander getrennte, sich jeweils zumindest teilweise entlang der Lichtleitereinrichtung erstreckende Signalübertragungseinrichtungen vorgesehen sind, und dass eine
Auswertereinheit vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, die Signalübertragungseinrichtungen jeweils mit einem Prüfsignal zu beaufschlagen, ein sich infolge des jeweiligen Prüfsignals ergebenes Antwortsignal der Signalübertragungseinrichtungen auszuwerten, und aus dem Antwortsignal auf einen Betriebszustand der entsprechenden Signalübertragungseinrichtung zu schließen.
Die erfindungsgemäße Vorsehung von mindestens zwei voneinander getrennten Signalübertragungseinrichtungen ist besonders vorteilhaft, da hierdurch eine redundante und damit besonders zuverlässige Diagnosemöglichkeit gegeben ist. Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, dass eine Beschädigung der
Lichtleitereinrichtung, die möglicherweise ein Austreten von Laserstrahlung aus der Lichtleitereinrichtung zur Folge haben könnte, in der Regel auch zumindest eine Beeinträchtigung mindestens einer der erfindungsgemäß vorgesehenen Signalübertragungseinrichtungen bedingt, so dass im Rahmen der Auswertung der erfindungsgemäß erhaltenen Antwortsignale eine derartige Beeinträchtigung der betroffenen Komponenten feststellbar ist. Hieraus kann vorteilhaft auf eine Beschädigung der Lichtleitereinrichtung oder zumindest das Risiko einer bevorstehenden Schädigung der Lichtleitereinrichtung geschlossen werden, wodurch die Sicherheit des laserbasierten Zündsystems erheblich gesteigert wird. Die erfindungsgemäßen mindestens zwei voneinander getrennten
Signalübertragungseinrichtungen sind bevorzugt unabhängig voneinander, können mithin insbesondere unabhängig voneinander überwacht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste
Signalübertragung mindestens eine erste elektrische Übertragungsstrecke zwischen der Auswerteeinheit und einem Bereich eines Gehäuses der
Laserzündkerze aufweist, der bei einem ordnungsgemäßen Einbau der
Laserzündkerze in ein Zielsystem, zum Beispiel einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, mit einem elektrischen Bezugspotential des Zielsystems verbunden ist. Besonders bevorzugt wird die Auswerteeinheit im Bereich des
Pumpmoduls angeordnet, also entfernt von der Laserzündkerze, welche in das Zielsystem (Brennkraftmaschine) eingebaut wird. Alternativ kann die
erfindungsgemäße Auswertereinheit auch in ein bestehendes Pumpmodul oder eine vergleichbare Steuereinrichtung des Zündsystems integriert sein.
Die Vorsehung einer elektrischen Übertragungsstrecke zwischen der
Auswerteeinheit und einem Gehäusebereich der Laserzündkerze, der auf ein definiertes Bezugspotential gelegt werden kann beziehungsweise bereits mit einem definierten Bezugspotential wie dem Massepotential der
Brennkraftmaschine beziehungsweise des sie enthaltenden Kraftfahrzeugs verbunden ist, ermöglicht vorteilhaft die Ausbildung eines einfachen
Prüfstromkreises zwischen der Auswerteeinheit, über die erste elektrische Übertragungsstrecke, den Gehäusebereich der Laserzündkerze, zu dem
Bezugspotential des Zielsystems. Bei gängigen Ausführungsformen wird ein Bezugspotential der Auswerteeinheit identisch sein mit dem Bezugspotential des
Zielsystems, beispielsweise dem Massepotential des Kraftfahrzeugs, so dass als Spannungsimpulse ausgebildete Prüfimpulse von der Auswerteeinheit an die erste Signalübertragungseinrichtung abgegeben werden können, und dass aus dem hierbei durch die Übertragungsstrecke fließenden Strom auf die Integrität der ersten Signalübertragungseinrichtung geschlossen wird. Bei einer besonders vorteilhaften weiteren Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Zündsystems ist vorgesehen, dass die erste elektrische Übertragungsstrecke einen elektrisch leitenden Schlauch aufweist, der die Lichtleitereinrichtung, beispielsweise koaxial, umgibt.
Bei dieser Konfiguration ist vorteilhaft gleichzeitig ein mechanischer Schutz der in dem elektrisch leitenden Schlauch angeordneten Lichtleitereinrichtung gegeben, sowie die erste elektrische Übertragungsstrecke zwischen der Auswerteeinheit und der Laserzündkerze realisiert.
Besonders bevorzugt ist der elektrisch leitende Schlauch als Metallschlauch ausgebildet, wodurch sich eine besonders große mechanische Stabilität und ein damit einhergehender Schutz der Lichtleitereinrichtung vor äußeren
Einwirkungen ergibt. Noch wichtiger ist hierbei der Aspekt, auch die Umgebung vor austretendem Laserlicht zu schützen, wenn die Lichtleitereinrichtung z.B. aus einem Faserbündel besteht, bei dem einige wenige Fasern gebrochen sind, aus denen dann energiereiches Licht austritt. Findet dieses Licht eine Lücke im Schutzschlauch und trifft auf das Auge eines Menschen, kann dieser erblinden. Dies wird durch den Metallschlauch wirksam verhindert. Der Metallschlauch kann z.B. als gewickelter Spiralschlauch oder als nahtloser Wellschlauch ausgeführt sein, wobei der zweite zu bevorzugen ist (Risiko des Lichtaustritts an den Falzen des gewickelten Schlauchs).
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite
Signalübertragungseinrichtung mindestens eine zweite elektrische
Übertragungsstrecke zwischen der Auswerteeinheit und einem Anschlussbereich der Lichtleitereinrichtung an die Laserzündkerze aufweist, wobei die zweite elektrische Übertragungsstrecke bevorzugt einen isolierten elektrischen Leiter aufweist, der im Wesentlichen entlang der Lichtleitereinrichtung und/oder des die Lichtleitereinrichtung umgebenden elektrisch leitenden Schlauchs angeordnet ist.
Bei dieser Erfindungsvariante sind demnach die mindestens zwei
Signalübertragungseinrichtungen als elektrische
Signalübertragungseinrichtungen ausgebildet. Analog zu der ersten
Signalübertragungseinrichtung kann auch die zweite elektrische
Übertragungsstrecke der zweiten Signalübertragungseinrichtung in ihrem ersten
Endbereich mit der Auswerteeinheit verbunden sein, während ein zweiter Endbereich der zweiten elektrischen Übertragungsstrecke elektrisch verbindbar mit der Laserzündkerze oder einem elektrisch leitfähigen Bereich des
Zielsystems, beispielsweise des Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine, ausgebildet ist.
Auf diese Weise kann bei der Montage der Laserzündkerze in dem Zielsystem gleichzeitig die elektrisch leitende Verbindung zwischen der zweiten elektrischen Übertragungsstrecke und der Auswerteeinheit hergestellt werden, sodass durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Prüfimpulse vorteilhaft feststellbar ist, ob die zweite Signalübertragungseinrichtung ordnungsgemäß mit dem Zylinderkopf der
Brennkraftmaschine verbunden ist.
Alternativ oder ergänzend zu der elektrischen Ausbildung der mindestens zwei Signalübertragungseinrichtungen kann auch eine optische Ausbildung
mindestens einer Signalübertragungseinrichtung vorgesehen sein. In diesem Fall kann zusätzlich zu der Lichtleitereinrichtung beispielsweise eine weitere optische Faser zwischen der Auswerteeinrichtung und der Laserzündkerze vorgesehen sein, die beispielsweise so angeordnet ist, dass ein erster Endbereich der zweiten optischen Faser optisch verbunden ist mit der Auswerteeinheit, dass die zweite optische Faser entlang der Lichtleitereinrichtung zu der Laserzündkerze angeordnet ist, und dass die zweite optische Faser ab dem Einbauort der Laserzündkerze in Richtung der Auswerteeinheit weiterführt, um schließlich wieder mit der Auswerteeinheit optisch verbunden zu werden, wodurch sich eine optische Messschleife durch die zweite optische Faser ergibt.
Alternativ oder ergänzend kann eine optisch ausgebildete
Signalübertragungseinrichtung auch Reflektormittel im Bereich der
Laserzündkerze aufweisen, die eine Rückstrahlung von mittels der
Auswerteeinheit ausgesandten optischen Prüfimpulsen in der selben Faser an die Auswerteeinheit ermöglichen. Bei einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform kann ferner vorgesehen sein, dass Prüfimpulse direkt in die primär der Weiterleitung von Pumpstrahlung dienende Lichtleitereinrichtung eingestrahlt werden, und dass in dem der Laserzündkerze zugeordneten
Endbereich der Lichtleitereinrichtung widerrum Reflektormittel zu Reflexion der Prüfimpulse vorgesehen sind, wobei entsprechende Reflexionen an dem der
Auswerteeinheit zugeordneten Bereich der Lichtleitereinrichtung durch an sich bekannte Filtermittel extrahierbar und durch die Auswerteeinrichtung auswertbar sind.
Generell kann durch das erfindungsgemäße Prinzip eine redundante
Überwachung auf Unterbrechung der Signalübertragungseinrichtungen erfolgen.
Sofern nämlich bei einer elektrischen Signalübertragungseinrichtung kein Stromfluss detektierbar ist, kann auf eine vollständige Unterbrechung der entsprechenden elektrischen Übertragungsstrecke geschlossen werden, mithin auch auf eine Unterbrechung bzw. zumindestens Beschädigung der
Lichtleitereinrichtung. Durch die Auswertung der aus der weiteren
Signalübertragungseinrichtung gegebenenfalls erhaltenen Antwortsignale kann das ausgewertete Ergebnis betreffend die erste Signalübertragungseinrichtung vorteilhaft plausibilisiert werden.
Insgesamt kann durch die Vorsehung der mindestens zwei
Signalübertragungseinrichtungen ein zweikanaliges System zur Überwachung der Integrität der Lichtleitereinrichtung bzw. einer die Lichtleitereinrichtung enthaltenen Kabelverbindung, die auch - zumindest Abschnittsweise - die erfindungsgemäßen Signalübertragungseinrichtungen enthält, realisiert werden, sodass ein redundantes, zweikanaliges Überwachungssystem bereitgestellt werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass mindestens eine, vorzugsweise jedoch alle, Signalübertragungseinrichtungen entlang der Lichtleitereinrichtung angeordnet sind und sich über mindestens 80% einer Gesamtlänge der Lichtleitereinrichtung erstrecken, wodurch sich eine besonders umfassende Überwachungs- bzw. Überprüfungsmöglichkeit der Integrität der Lichtleitereinrichtung über ihre Länge ergibt. Alternativ oder ergänzend zu einer elektrischen oder optischen
Signalübertragungseinrichtung kann mindestens eine
Signalübertragungseinrichtung einer weiteren Ausführungsform zufolge zumindest teilweise auch eine drahtlose, d.h. funkbasierte, Übertragungsstrecke aufweisen. Beispielsweise kann eine primär als elektrische
Signalübertragungseinrichtung ausgelegte Signalübertragungseinrichtung über einen ersten Längenbereich entlang der Lichtleitereinrichtung 130 eine drahtgebundene elektrische Übertragungsstrecke wie beispielsweise ein Kabel aufweisen. Über einen zweiten Längenbereich kann sich eine Funkstrecke anschließen, die durch zwei miteinander kommunizierende Sendeempfänger gebildet ist, wobei einer der Sendeempfänger mit dem ersten Abschnitt der Signalübertragungseinrichtung, nämlich der drahtgebundenen elektrischen
Übertragungsstrecke, verbunden ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgeschlagen, dass mehrere gleichartige Signalübertragungseinrichtungen vorgesehen sind.
Bei noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, mehrere Signalübertragungseinrichtungen simultan oder nacheinander mit Prüfsignalen zu beaufschlagen, um aus hierbei erhaltenen Antwortsignalen auf eine optische Integrität der Lichtleitereinrichtung zu schließen.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Pumpmodul deaktivierbar ist, wenn ein Fehler im Bereich mindestens einer
Signalübertragungseinrichtung ermittelt worden ist, um die Lasersicherheit des Zündsystems zu steigern.
Als Fehler im Bereich mindestens einer Signalübertragungseinrichtung kann beispielsweise eine vorgebbare Abweichung von einer regulären
Übertragungsfunktion der Signalübertragungseinrichtung definiert werden. Bei der Vorsehung einer elektrischen Signalübertragungseinrichtung, die
beispielsweise eine einfache Stromschleife realisiert, kann bereits eine vorgebbare Änderung eines elektrischen Widerstandes, insbesondere des Gleichstromwiderstands, als Fehler im Sinne der vorliegenden Erfindung interpretiert werden. Die Änderung eines Wechselstromwiderstands oder generell einer spektralen Übertragungscharakteristik ist auch als Überwachungskriterium verwendbar.
Als eine weitere Lösung der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein
Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems gemäß Patentanspruch 12 angegeben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind mindestens zwei voneinander getrennte, sich jeweils zumindest teilweise entlang der Lichtleitereinrichtung erstreckende Signalübertragungseinrichtungen vorgesehen, und eine Auswerteeinheit beaufschlagt die Signalübertragungseinrichtungen jeweils mit einem Prüfsignal, wertet ein sich infolge des jeweiligen Prüfsignals ergebendes Antwortsignal der Signalübertragungseinrichtungen aus, und schließt aus dem Antwortsignal auf einen Betriebszustand der entsprechenden Signalübertragungseinrichtung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer
Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 a schematisch eine erste Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Zündsystems,
Figur 1 b schematisch eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Zündsystems in einer Brennkraftmaschine,
Figur 2 schematisch eine weitere Ausführungsform des Zündsystems,
Figur 3 schematisch eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
Figur 4 schematisch einen teilweisen Querschnitt eines
Anschlussbereichs einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündsystems in vergrößerter Darstellung, Figur 5a einen Anschlussbereich einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Bereich einer Laserzündkerze,
Figur 5b einen Anschlussbereich der Ausführungsform gemäß Figur 5a im Bereich einer Auswerteeinheit,
Figur 6 ein vereinfachtes elektrisches Ersatzschaltbild von
Komponenten einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit,
Figur 7 schematisch eine weitere Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Zündsystems,
Figur 8 ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 9 eine Detailansicht einer Lasereinrichtung für das Zündsystem gemäß Figur 1 b,
Figur 10 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform,
Figur 11 a bis H cverschiedene Ausführungsformen einer elektrischen
Übertragungsstrecke zur Verwendung mit dem Zündsystem gemäß Figur 1a, und
Figur 12a bis 12dweitere Ausführungsformen der Erfindung.
Figur 1 a zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Zündsystems 100, welches zur Erzeugung von
Laserzündimpulsen 24 vorgesehen ist, die bei einer Brennkraftmaschine dazu verwendet werden, ein zündfähiges Luft-/Kraftstoffgemisch zu entzünden.
Das Zündsystem 100 weist hierzu eine Laserzündkerze 1 10 auf, die in an sich bekannter weise Laserzündimpulse 24 erzeugt und abstrahlt. Das Zündsystem 100 verfügt ferner über ein Pumpmodul 120, welches mindestens eine
Pumplichtquelle (nicht gezeigt) aufweist, die Pumpstrahlung 60 zum optischen Pumpen mindestens einer Komponente der Laserzündkerze 110 erzeugt. Zur Übertragung der Pumpstrahlung 60 von dem Pumpmodul 120, das üblicherweise entfernt von der Laserzündkerze 110 angeordnet ist, an die Laserzündkerze 1 10 ist eine Lichtleitereinrichtung 130 zwischen dem Pumpmodul 120 und der Laserzündkerze 1 10 vorgesehen.
Um eine Überprüfung der Integrität der Lichtleitereinrichtung 130 insbesondere während des Betriebs des Zündsystems 100 zu ermöglichen, sind
erfindungsgemäß zwei voneinander getrennte, sich jeweils zumindest teilweise entlang der Lichtleitereinrichtung 130 erstreckende
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 vorgesehen. Die
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 dienen ganz allgemein der
Übertragung von Signalen mit dem Zweck, dass eine Unterbrechung oder Beeinträchtigung der Signalübertragung durch eine ebenfalls dem Zündsystem 100 zugeordnete Auswerteeinheit 160 auswertbar ist, wodurch auf ein Vorliegen eines Fehlers bzw. einer mechanischen Unterbrechung der
Signalübertragungseinrichtung 140, 150 geschlossen werden kann. Da die Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 erfindungsgemäß zumindest teilweise entlang der Lichtleitereinrichtung 130 angeordnet sind, kann bei einem durch die Auswerteeinheit 160 erkannten Fehler im Bereich der
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 in der Regel auch auf einen Fehler im
Bereich der Lichtleitereinrichtung 130, insbesondere eine Unterbrechung oder Verletzung der Lichtleitereinrichtung 130 (beinhaltet auch die Hülle der
Lichtleitereinrichtung), geschlossen werden. Eine besonders umfassende Überwachung der Lichtleitereinrichtung 130 ist vorteilhaft dann möglich, wenn sich zumindest eine der
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 über einen wesentlichen Teil der Gesamtlänge der Lichtleitereinrichtung 130 erstreckt. Dies ist bei der
vorliegenden Ausführungsform gemäß Figur 1a der Fall, da beide
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 sich von einem ersten
Anschlussbereich 130a der Lichtleitereinrichtung 130 an dem Pumpmodul 120 bis hin zu einem zweiten Anschlussbereich 130b der Lichtleitereinrichtung 130 an der Laserzündkerze 1 10 erstrecken.
Die Auswerteeinheit 160 ist dazu ausgebildet, die
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 jeweils mit einem Prüfsignal beaufschlagen, ein sich infolge des jeweiligen Prüfsignals ergebenes
Antwortsignal der Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 auszuwerten, und aus dem Antwortsignal auf einen Betriebszustand der entsprechenden
Signalübertragungseinrichtung 140, 150 zu schließen.
Durch die Vorsehung von mindestens zwei Signalübertragungseinrichtungen 140, 150, die getrennt, d.h. unabhängig, voneinander arbeiten, insbesondere die jeweiligen Prüfsignale übertragen, ist vorteilhaft eine redundante Überwachung der Komponenten 140, 150 und somit auch des Zustands der
Lichtleitereinrichtung 130 gegeben.
Figur 1 b zeigt das Zündsystem 100 gemäß Figur 1a in einer entsprechenden Anordnung in einer Brennkraftmaschine 10. Die Brennkraftmaschine 10 dient beispielsweise zum Antrieb eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugs oder ist als stationärer Gasmotor oder dergleichen ausgebildet. Die Brennkraftmaschine 10 umfasst mehrere Zylinder, von denen in Figur 1 b nur einer mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnet ist. Einen Brennraum 14 des Zylinders 12 wird von einem Kolben 16 begrenzt. Kraftstoff gelangt in den Brennraum 14 direkt durch einen Injektor 18, der an einen auch als Rail bezeichneten Kraftstoff-Druckspeicher 20 angeschlossen ist.
In den Brennraum 14 eingespritzter Kraftstoff 22 wird mittels eines Laserimpulses 24 entzündet, der von der eine Lasereinrichtung 26 aufweisenden
Laserzündkerze 1 10 in den Brennraum 14 abgestrahlt wird. Hierzu wird die
Lasereinrichtung 26 über die bereits vorstehend unter Bezugnahme auf Figur 1 a beschriebene Lichtleitereinrichtung 130 mit Pumpstrahlung 60 gespeist, welche von dem Pumpmodul 120 bereit gestellt wird. Das Pumpmodul 120 wird von einem Steuergerät 32 gesteuert, das auch den Injektor 18 ansteuert.
Aus Figur 1 b sind auch die bereits beschriebenen erfindungsgemäßen
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 ersichtlich, die wiederum entlang der Lichtleitereinrichtung 130 angeordnet sind. Die Auswerteeinheit 160 kann wie in Figur 1 b angedeutet beispielsweise in dem Pumpmodul 120 angeordnet sein. Alternativ kann sie auch in dem Steuergerät 32 angeordnet oder als separate externe Baueinheit ausgebildet sein. Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündsystems 100, bei der die erste Signalübertragungseinrichtung 140 als elektrische
Signalübertragungseinrichtung ausgebildet ist. Der Übersichtlichkeit halber ist die zweite Signalübertragungseinrichtung 150, die grundsätzlich ebenfalls elektrisch, optisch oder in sonstiger Weise ausgebildet sein kann, nicht in Figur 2
abgebildet.
Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, erstreckt sich die erste
Signalübertragungseinrichtung 140 mit ihrer elektrischen Übertragungsstrecke
141 , realisiert beispielsweise durch einen elektrisch isolierten leitfähigen
Schutzschlauch, über einen Längenabschnitt L entlang der Lichtleitereinrichtung 130, die eine Gesamtlänge Lg zwischen dem Pumpmodul 120 und der
Laserzündkerze 1 10 aufweist. Bevorzugt erstreckt sich die
Signalübertragungseinrichtung 140 möglichst über die gesamte Länge Lg der
Lichtleitereinrichtung 130, wobei insbesondere gilt L >= 0,8 x Lg. Dadurch ist eine besonders umfassende Überwachung der Integrität der Lichtleitereinrichtung 130 unter Verwendung der ersten Signalübertragungseinrichtung 140 möglich.
Dasselbe gilt für die zweite Signalübertragungseinrichtung 150 (Figur 1a).
Die Auswerteeinheit 160 weist ein Bezugspotential GND' auf, das beispielsweise als Massepotential des das Zündsystem 100 enthaltenden Kraftfahrzeugs oder der Brennkraftmaschine ausgebildet sein kann. Die Laserzündkerze 110, die in Figur 2 in ihrer Einbaulage in einem Zylinderkopf 11 der Brennkraftmaschine 10 (Figur 1 b) gezeigt ist, ist durch diese Einbaulage und damit den elektrischen
Kontakt zum Zylinderkopf 11 ebenfalls mit einem Massepotential GND, wie es durch den Zylinderkopf 11 gebildet wird, verbunden. Dadurch ergibt sich aufgrund der elektrischen Übertragungsstrecke 141 zwischen der
Auswerteeinheit 160 und der Laserzündkerze 1 10, insbesondere einem elektrisch leitfähigen Gehäuse 112 der Laserzündkerze 1 10, das wie aus Figur 2 ersichtlich elektrisch leitend mit dem Massepotential GND des Zylinderkopfes 11 verbunden ist, eine Stromschliefe zwischen der Auswerteeinheit 160 und der Laserzündkerze 110, die in Gestalt der Signalübertragungseinrichtung 140 einen wesentlichen Längenabschnitt L der optischen Lichtleitereinrichtung 130 abdeckt. Das bedeutet, eine mechanische Beschädigung der über den Längenbereich L im Wesentlichen nebeneinander angeordneten Leitereinrichtungen 130, 140 oder eine Fehlmontage (z.B. Laserkerze nicht eingeschraubt) wirkt sich in der Regel auf beide Leitereinrichtungen 130, 140 aus, so dass eine elektrisch detektierbare Beeinträchtigung der ersten Signalübertragungseinrichtung 140 auswertbar ist, und dass durch die Auswerteeinheit 160 aus einer solchen Beeinträchtigung der ersten Signalübertragungseinrichtung 140 auch auf eine Beeinträchtigung der optischen Integrität der Lichtleitereinrichtung 130 geschlossen werden kann.
Ein einfaches elektrisches Ersatzschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Auswerteeinheit 160 ist in Figur 6 angegeben.
Die Auswerteeinheit verfügt über eine Spannungsquelle 162, beispielsweise eine Gleichspannungsquelle, die wie dargestellt mit dem Bezugspotential GND' der Auswerteeinheit verbunden ist. Über einen durch die Steuereinheit 160a der Auswerteeinheit 160 steuerbaren Schalter 166 kann wahlweise die erste elektrische Übertragungsstecke 141 der ersten Signalübertragungseinrichtung 140 (Figur 2) mit der Spannungsquelle 162 verbunden werden, wodurch ein als Prüfsignal verwendbarer Spannungsimpuls an die Signalübertragungseinrichtung
140 abgegeben werden kann. Eine Strommesseinrichtung 164 der
Auswerteeinheit 160 erfasst den dabei durch die elektrische Übertragungsstrecke
141 zu der Laserzündkerze 110 und schließlich der Kraftfahrzeugmasse GND im Bereich des Zylinderkopfes 11 fließenden Strom. Sofern kein oder ein nur geringer Stromfluss erfasst wird, wird auf eine Unterbrechung bzw.
Beeinträchtigung der ersten Signalübertragungseinrichtung 140 bzw. der ersten elektrischen Übertragungseinrichtung 141 geschlossen, was durch die
Auswerteeinheit 160 als Fehlerzustand erkannt werden kann.
Vorteilhaft kann beispielsweise eine Stromschwelle vorgegeben werden, die im Rahmen der erfindungsgemäßen Auswertung dazu dient, sich infolge der Spannungsimpulse einstellende Antwortsignale (Stromimpulse) zu
unterscheiden. Bei dem Unterschreiten einer vorgebbaren Stromschwelle kann demgemäß auf einen Fehler im Bereich der ersten
Signalübertragungseinrichtung 140 geschlossen werden, während bei
Überschreiten der Stromschwelle auf eine hinreichend gute elektrisch leitende Verbindung im Bereich der elektrischen Übertragungsstrecke 141 und damit einen ordnungsgemäßen Betrieb der Signalübertragungseinrichtung 140 geschlossen wird. In diesem Fall wird durch die Auswerteeinheit 160 bevorzugt auch darauf geschlossen, dass die Lichtleitereinrichtung 130 unversehrt ist.
Figur 8 zeigt ein vereinfachtes Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt 200 wird die
Signalübertragungseinrichtung 140 mit einem Prüfsignal, beispielsweise einem Spannungsimpuls (Figur 6) beaufschlagt. In gleicher Weise kann für eine ebenfalls als elektrische Signalübertragungseinrichtung ausgebildete zweite Signalübertragungseinrichtung 150 (Figur 1 a) verfahren werden.
In einem zweiten Schritt 210 gemäß Figur 8 wird ein sich infolge des jeweiligen Prüfsignals (Spannungsimpuls) ergebenes Antwortsignal der
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 ausgewertet.
In einem weiteren Schritt 220 schließlich wird aus den zuvor erhaltenen
Antwortsignalen auf einen Betriebszustand der entsprechenden
Signalübertragungseinrichtung 140, 150 geschlossen. Aus diesem
Auswertungsergebnis kann vorteilhaft auf den Zustand der Lichtleitereinrichtung 130 geschlossen werden.
Während bei der in Figur 6 abgebildeten Ausführungsform der Auswerteeinheit 160 nur ein wahlweises, wechselseitig ausschließendes Verbinden der
Übertragungsstrecken 141 , 151 mit der Spannungsquelle 162 möglich ist, die beiden Übertragungsstrecken 141 , 151 mithin nur abwechselnd mit als
Spannungsimpulsen ausgebildeten Prüfsignalen beaufschlagt werden können, kann bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass beide Übertragungsstrecken 141 , 151 oder generell alle Übertragungsstrecken des Zündsystems simultan mit einem entsprechendem Prüfsignal beaufschlagbar sind.
Das vorstehend unter Bezugnahme auf Figur 6 erläuterte Messprinzip ist analog auch auf optische Übertragungseinrichtungen anwendbar, wobei anstelle eines elektrischen Stroms das Auftreten von Reflexionen ausgewertet wird, die durch im Bereich der Laserzündkerze 110 vorgesehene Reflektormittel in Reaktion auf durch die Auswerteeinheit 160 eingestrahlte Prüfimpulse erzeugt werden. Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Zündsystems im Detail. Bei dieser Ausführungsform ist die elektrische
Übertragungsstrecke 141 (Figur 2) der ersten Signalübertragungseinrichtung 140 vorteilhaft als elektrisch leitender Schlauch 141 a ausgebildet. Der elektrisch leitende Schlauch 141 a kann besonders bevorzugt als Metallschlauch ausgebildet sein und dient somit neben der Realisierung der elektrischen Übertragungsstrecke 141 gleichzeitig zum mechanischen Schutz der darin geführten Lichtleitereinrichtung 130.
In einem ersten Anschlussbereich 130a der Lichtleitereinrichtung 130 ist eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrisch leitenden Schlauch 141a und der Auswerteeinheit 160 angeordnet, vergleiche den Schaltungsknotenpunkt 141 b. Eine weitere elektrisch leitende Verbindung 141c ist in dem der
Laserzündkerze 1 10 zugewandten Anschlussbereich 130b der
Lichtleitereinrichtung 130 vorgesehen zwischen dem elektrisch leitenden
Schlauch 141 a und dem Gehäuse 112 der Laserzündkerze 1 10, das aufgrund der Anordnung der Laserzündkerze 1 10 in dem Zylinderkopf 11 auf dem
Massepotential GND eines Kraftfahrzeugs bzw. der Brennkraftmaschine 10 liegt.
Figur 4 zeigt eine Detailansicht eines Anschlussbereiches 130a im Bereich des Pumpmoduls 120 bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zündsystems. Wie bereits unter Bezugnahme auf Figur 3 vorstehend
beschrieben, ist die Lichtleitereinrichtung 130 auch bei der vorliegenden
Ausführungsform in einem metallischen Schlauch 141 a geführt. Ein in das
Pumpmodul 120 hineinragender Endbereich 142 des metallischen Schlauchs 141a ist über eine Rastverbindung 142a mit entsprechenden Aufnahmen des Pumpmoduls 120 verbunden. Dadurch ist gewährleistet, dass der Schlauch 141 a nur unter Beaufschlagung mit entsprechenden axialen Kräften mit dem
Pumpmodul 120 verbindbar und insbesondere wieder von diesem lösbar ist.
Besonders bevorzugt ist ein elektrischer Kontakt zwischen dem elektrisch leitenden Schlauch 141a und einer vorliegend in das Pumpmodul 120 integrierten Auswerteeinheit 160 durch ein z.B. ring- oder gabelförmiges
Kontaktelement 121 realisiert, in das der Endbereich 142 des elektrisch leitenden
Schlauchs 141 a bei seiner in Figur 4 gezeigten Anschlusslage eingeführt werden kann. Eine Überlappungs- bzw. Kontaktlänge des Endbereichs 142 mit dem Kontaktring 121 ist mit dem Bezugszeichen d1 gekennzeichnet. Die Kontaktlänge d1 ist im Vergleich zu einer Länge d2 des Anschlussstücks 142 bzw. einer entsprechenden Aufnahme für das Anschlussstück 142 des Pumpmoduls 120 so klein gewählt, dass ein Herausziehen des Schlauchs 141a bzw. des
Anschlussstücks 142 aus dem Pumpmodul 120 bereits nach einer axialen Bewegung des Schlauchs 141 a in Figur 4 nach links um die Länge d1 zu einem Verlust des elektrischen Kontakts zwischen dem Schlauch 141 a bzw. dem Kontaktstück 142 und der Auswerteeinheit 160 führt, also lange bevor das Verbindungsstück 142 vollständig aus der die Länge d2 > d1 aufweisenden
Aufnahme des Pumpmoduls 120 heraus bewegt wird. Dadurch ist sichergestellt, dass das erfindungsgemäße Detektionsprinzip die Unterbrechung des elektrischen Kontakts zwischen den Komponenten 142, 121 rechtzeitig feststellen kann, um das Pumpmodul 120 bzw. eine darin enthaltene
Pumplichtquelle zu deaktivieren, bevor aufgrund der axialen
Zugkraftbeaufschlagung der Schlauch 141 a bzw. das Endstück 142 vollständig aus dem Pumpmodul 120 bzw. der betreffenden Aufnahme herausgezogen ist, wodurch Pumpstrahlung 60 in die Umgebung des Pumpmoduls 120 austreten könnte.
Figur 5a zeigt einen Anschlussbereich 130b einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der widerum ein elektrisch leitender Schlauch 141a vorgesehen ist, der die Lichtleitereinrichtung 130 umgibt. Der elektrisch leitende Schlauch 141 a ist beispielsweise wie vorstehend unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben mit dem Gehäuse 1 12 der Laserzündkerze 1 10 elektrisch leitend verbunden. Zur Realisierung der zweiten erfindungsgemäßen
Signalübertragungseinrichtung 150 ist vorliegend eine zweite elektrische
Übertragungsstrecke 151 vorgesehen, welche beispielsweise durch einen isolierten elektrischen Leiter 151 a gebildet ist. Der isolierte elektrische Leiter 151 a ist elektrisch mit einem auf einem Bezugspotential GND liegenden Bereich
1 1 ' des Zylinderkopfes 1 1 (Figur 1 b) der Brennkraftmaschine 10 verbunden. Gegenüber dem elektrisch leitenden Schlauch 141 a ist der elektrische Leiter 151 a elektrisch isoliert, sodass keine Wechselwirkungen zwischen in den beiden elektrischen Leitern geführten Prüfimpulsen auftreten. Figur 5b zeigt einen Anschlussbereich 130a der Konfiguration aus Figur 5a im Bereich des Pumpmoduls 120. Die Lichtleitereinrichtung 130 ist mit dem
Pumpmodul 120 zur Einkopplung von Pumpstrahlung 60 in die
Lichtleitereinrichtung 130 optisch verbunden. Zur Realisierung eines
umfassenden mechanischen Schutzes für die Lichtleitereinrichtung 130 ist der elektrisch leitende Schlauch 141a ebenfalls bis zu dem Pumpmodul 120 geführt, so dass er die Lichtleitereinrichtung 130 über ihre gesamten Länge Lg (Figur 2) umschließt. Ein elektrischer Anschluss des elektrisch leitenden Schlauchs 141 a an die
Auswerteeinheit 160 erfolgt durch den Knotenpunkt 141 b. Ein elektrischer Anschluss der zweiten elektrischen Übertragungsstrecke, die durch den isolierten elektrischen Leiter 151 a gebildet ist, erfolgt durch den weiteren Knotenpunkt 151 b. Auf diese Weise kann die Auswerteeinheit 160 beide
Übertragungsstrecken 141 a, 151 a mit erfindungsgemäßen Prüfimpulsen beaufschlagen, um aus den sich dabei ergebenden Stromimpulsen auf eine ordnungsgemäße Verbindung zu einem Bezugspotential GND bzw. eine
Unterbrechung zu schließen.
Wie bereits vorstehend beschrieben, ist der elektrisch isolierte Leiter 151a insbesondere auch elektrisch isoliert gegenüber dem elektrisch leitenden Schlauch 141 a, damit eine zweikanalige Messung ermöglicht ist.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge können die Komponenten 130, 141 a, 151 a besonders vorteilhaft durch die sie umgebende Verbindungsmittel mechanisch miteinander verbunden sein, vergleiche das Bezugszeichen 132 in Figur 5b. Diese Verbindungsmittel können beispielsweise auch als Schlauch (nicht gezeigt) realisiert sein, der die Komponenten 141 a, 151a - zumindest entlang der Länge der elektrischen Übertragungsstrecke 151a - umgibt.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine elektrisch arbeitende Signalübertragungseinrichtung 170 vorgesehen ist, die über einen ersten Längenbereich L2 eine elektrische Übertragungsstrecke 171 a aufweist. Insoweit entspricht die Konfiguration aus Figur 7 dem System gemäß Figur 2. Im Bereich der Laserzündkerze 1 10 jedoch geht die elektrische Übertragungsstrecke 171 a in eine Funkübertragungsstrecke 172 über, was durch die Verbindung eines entsprechenden Senders bzw. Sendeempfängers 171 b mit den elektrischen Verbindungsmitteln 171 a ermöglicht ist. Durch den
Sendeempfänger 171 b ist eine, bevorzugt bidirektionale, Funkverbindung mit einem entsprechenden Transponder 114, der im Bereich der Laserzündkerze 110 angeordnet ist, ermöglicht, so dass von dem Sendeempfänger 171 b ausgesandte Prüfimpulse als Funksignal 172 zu dem Transponder 1 14 gelangen. Gleichermaßen kann der Transponder 114 bei ordnungsgemäßer Funktion empfangene Prüfsignale wieder an den Sendeempfänger 171 b abstrahlen, die durch den Sendeempfänger 171 b widerum in leitungsgebundene elektrische Signale gewandelt und über die Übertragungsstrecke 171 a an die
Auswerteeinheit 160 zurück übertragen werden. Die Auswerteeinheit 160 kann bei der in Figur 7 abgebildeten Konfiguration beispielsweise Prüfimpulse über die elektrischen Verbindungsmittel 171a an den Sendeempfänger 171 b aussenden und Antwortsignale in Form von durch den Transponder 114 zurückgestrahlten und die Verbindungsmittel 171 a an die Auswerteeinheit 160 zurückgeleiteten Signalen empfangen und erfindungsgemäß auswerten. Das erfindungsgemäße Prinzip, das auf der Vorsehung mindestens zweier
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 beruht, ermöglicht vorteilhaft eine redundante Überwachung der mechanischen bzw. optischen Integrität der Lichtleitereinrichtung 130. Figur 9 zeigt eine Detailansicht der Lasereinrichtung 26, wie sie in der
Laserzündkerze 110 gemäß Figur 1 b integriert ist. Wie aus Figur 9 ersichtlich ist, weist die Lasereinrichtung 26 neben einem laseraktiven Festkörper 44 auch eine passive Güteschaltung 46 auf, so dass die Komponenten 44, 46 zusammen mit einem Einkoppelspiegel 42 und einem Auskoppelspiegel 48 einen Laseroszillator bilden.
Die grundsätzliche Funktionsweise der Lasereinrichtung 26 ist folgende:
Pumplicht 60, das der Lasereinrichtung 26 über die Lichtleitereinrichtung 130 zugeführt wird, tritt durch den für eine Wellenlänge des Pumplichts 60
durchsichtigen Einkoppelspiegel 42 in den laseraktiven Festkörper 44 ein. Dort wird das Pumplicht 60 absorbiert, was zu einer Besetzungsinversion führt. Die zunächst hohen Transmissionsverluste der passiven Güteschaltung 46 verhindern eine Laser-Oszillation in der Lasereinrichtung 26. Mit steigender Pumpdauer steigt jedoch auch die Strahlungsdichte in dem Inneren des durch den laseraktiven Festkörper 44 und die passive Güteschaltung 46 sowie die Spiegel 42, 48 gebildeten Resonators. Ab einer gewissen Strahlungsdichte bleicht die passive Güteschaltung 46 beziehungsweise ein sättigbarer Absorber der passiven Güteschaltung 46 aus, so dass eine Laser-Oszillation in dem Resonator zustande kommt. Durch diesen Mechanismus wird ein Laserstrahl 24 in Form eines sog.
Riesenimpulses erzeugt, der durch den Auskoppelspiegel 48 hindurchtritt und als Laserzündimpuls verwendet wird. Anstelle der vorstehend beschriebenen passiven Güteschaltung 46 ist auch der Einsatz einer aktiven Güteschaltung denkbar.
Figur 10 zeigt eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die elektrische Übertragungsstrecke 141 (Figur 2) der ersten
Signalübertragungseinrichtung 140 vorteilhaft wiederum als elektrisch leitender Schlauch 141a ausgebildet ist. Figur 10 zeigt einen Anschlussbereich des Schlauchs 141 a an die Laserzündkerze 110.
Die elektrische Übertragungsstrecke der zweiten Signalübertragungseinrichtung 150 (Figur 1a) ist bei der in Figur 10 abgebildeten Ausführungsform als isolierter Signalleiter 151a ausgebildet. Ein Schlauch 132 ist um den Metallschlauch 141a und den Signalleiter 151 a herum angeordnet und bündelt diese Komponenten
141 a, 151a, um eine gemeinsame Handhabung der Anordnung 110, 141 a, 151 a zu vereinfachen.
Der isolierte Signalleiter 151 a ist bis zu einer definierten Längenkoordinate L3 - gemessen entlang der Lichtleitereinrichtung 130 - parallel zu dem
Schutzschlauch 141 a geführt, und wird durch den Schlauch 132 an diesem gehalten.
Ein in Figur 10 nicht abgebildetes, der Auswerteeinheit 160 zugeordnetes erstes Ende des Signalleiters 151 a ist analog zu der in Figur 5b gezeigten Konfiguration elektrisch mit der Auswerteeinheit 160 verbunden. Der Signalleiter 151 a realisiert somit einen zweiten Kanal für das erfindungsgemäße Überwachungsprinzip, während der Metallschlauch 141 a den ersten Überwachungskanal bildet.
Ein im Bereich der Laserzündkerze 1 10 angeordnetes zweites Ende 151 a' des Signalleiters 151a ist elektrisch leitend mit einem Ringkabelschuh 152
verbunden, beispielsweise mittels einer an sich bekannten Klemmverbindung 152a. Der Ringkabelschuh 152 wird nach dem Einbau der Laserzündkerze 1 10 vorteilhaft so mit einem im Bereich des Zylinderkopfes 11 angeordneten
Gewindestück 11 a verbunden, insbesondere verschraubt, dass hierdurch vorteilhaft eine elektrisch leitende Verbindung zur Fahrzeugmasse GND (vgl. auch Fig. 5a) hergestellt wird, mithin die Signalübertragungsstrecke zwischen der Auswerteeinheit 160 und der Fahrzeugmasse GND vollendet wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein Ausschießschutz-Deckel 180 für die Laserzündkerze 1 10 vorgesehen, der wie aus Figur 10 ersichtlich über der in den Kerzenschacht eingebauten Laserzündkerze 110 mit dem Zylinderkopf 11 verschraubt wird (vgl. Gewindestücke 11 a). Der
Ausschießschutz-Deckel 180 verhindert vorteilhaft ein Herausschießen einer möglicherweise nicht ordnungsgemäß mit dem Zylinderkopf 11 verbundenen Laserzündkerze 1 10.
Besonders vorteilhaft weist der Ausschießschutz-Deckel 180 für die
Laserzündkerze 1 10 eine mechanische Kodierung auf, die derart mit einer an dem Ringkabelschuh 152 vorhandenen mechanischen Kodierung
zusammenwirkt, dass nur bei einer ordnungsgemäßen Befestigung des
Ringkabelschuhs 152 an dem Ausschießschutz-Deckel 180 ein elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Ringkabelschuh 152, dem Ausschießschutz- Deckel 180 und dem Gewindestück 11 a zur Fahrzeugmasse GND im Bereich des Zylinderkopfes 11 hergestellt wird.
Dadurch wird u.a. verhindert, dass ein Massekontakt versehentlich bereits zwischen dem Signalleiter 151a und einem z.B. lose auf den Motor gelegten, nicht eingeschraubten Ringkabelschuh 152 erfolgt und das Pumpmodul 120 dadurch - nach einer entsprechenden Auswertung der
Signalübertragungsstrecke 150 durch die Auswerteeinheit 160 - versehentlich freigegeben wird. Besonders bevorzugt sieht die mechanische Kodierung vor, dass der Kabelschuh 152 mit einem elektrisch isolierenden Kunststoff umspritzt ist. Der Kunststoff bildet einen Ring 153, so dass der auf eine ebene Fläche gelegte Kabelschuh 152 in keiner Lage einen elektrischen Kontakt zu der Fläche (z.B. Zylinderkopf
1 1) herstellen kann. Der elektrische Kontakt kann nur über ein erhöhtes Auge 181 im Deckel 180 entstehen.
Der Deckel 180 kann dabei auch aus Kunststoff sein, wobei der Massekontakt dann über die Befestigungselemente 11 a oder eine damit zusammenwirkende Mutter 1 1 b hergestellt wird. Dabei sollte der Kunststoffdeckel 180 bevorzugt mechanisch so stabil sein, dass er die herausschießende Kerze 1 10 abfangen kann.
Durch die in Figur 10 gezeigte Konfiguration ist eine besonders sichere
Überwachung des Zündsystems 100 ermöglicht. Neben einer Unterbrechung der Lichtleitereinrichtung 130 bzw. der ihm zugeordneten Übertragungsstrecken 141 , 151 kann vorteilhaft auch eine Überprüfung daraufhin erfolgen, ob der
Signalleiter 151 a des zweiten Überwachungskanals ordnungsgemäß an dem Zylinderkopf 1 1 angebracht ist. Bei der Vorsehung eines eine mechanische Kodierung aufweisenden Ausschießschutz-Deckels 180 kann ferner die ordnungsgemäße Montage des Signalleiters 151a an dem Ausschießschutz- Deckel 180 (und damit das Vorhandensein des Ausschießschutz-Deckels 180) durch die Auswerteeinheit 160 überprüft werden.
Die nachstehend beschriebenen Figuren 1 1a bis 11 c zeigen weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer zweiten elektrischen Übertragungsstrecke 151 zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Zündsystem 100. Eine erste elektrische Übertragungsstrecke 141 ist bei diesen Ausführungsformen jeweils über einen die Lichtleitereinrichtung 130 koaxial umgebenden Metallschlauch 141 a realisiert. Die Varianten gemäß Figur 1 1a, 1 1 b, 1 1c können insbesondere vorteilhaft mit der Konfiguration gemäß Figur 10 kombiniert werden, d.h. der Leiter 151a aus Figur 10 kann vorteilhaft gemäß den Figuren 1 1a, 1 1 b, 1 1c ausgebildet sein. Figur 1 1a zeigt eine Kabelvorrichtung, bei der radial innen die Lichtleitereinrichtung 130 und sie radial umgebend der Metallschlauch 141a vorgesehen ist, der die erste elektrische Übertragungsstrecke 141 realisiert. Um den Metallschlauch 141 a ist ggf. ein elektrisch isolierender Isolierschlauch 1410 angeordnet. Alternativ oder ergänzend kann der Metallschlauch 141 a auch selbst eine elektrische Isolation seiner radial äußeren Oberfläche aufweisen, beispielsweise durch eine entsprechende Isolierschicht.
Auf den Isolierschlauch 1410 bzw. die isolierende Oberfläche des Schlauchs 141 a ist ein - vorliegend nicht selbst isolierter - metallischer Signalleiter 151 a mit einer definierten Steigung bzw. entsprechenden Windungsabständen d5 aufgewickelt.
Durch eine Hülle 1422 oder eine Umspritzung 1423 wird die Wickelkonfiguration des Signalleiters 151 a in der Lage auf dem Schutzschlauch 1410 fixiert. Die einzelnen Windungen des Signalleiters 151 a dürfen sich dabei nicht berühren, um einen Windungsschluss zu vermeiden.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration des Signalleiters 151a kann - zusätzlich zu dem bereits beschriebenen erfindungsgemäßen Diagnoseprinzip - vorteilhaft auch dazu eingesetzt werden, ein Durchscheuern der Lichtleiterhülle 1422 bzw. 1423 zu erkennen.
Wenn nämlich ein Teil des Schutzschlauchs 1422 während des Betriebs an z.B. einem Teil 10a des Motors 10 anliegt, kann im Lauf der Zeit Material von dem Schutzschlauch 1422 abgetragen werden. Dieser Materialabtrag 1422a unterbricht dann zuerst den Signalleiter 151a und löst - aufgrund der
Überwachung durch die Auswerteeinheit 160 mittels Prüfsignalen - eine
Sicherheitsabschaltung des Pumpmoduls 120 aus, bevor in der Hülle 141a um den Lichtleiter 130 selbst ein Loch entsteht und eine Gefährdung durch in die Umgebung austretendes Laserlicht 60 entsteht.
Der Signalleiter 151 a kann vorteilhaft z.B. auch als Kupferlackdraht ausgebildet sein, so dass auf einen separaten Isolierschlauch 1410 oder eine elektrisch isolierende Ausbildung der radial äußeren Oberfläche des Metallschlauchs 141 a verzichtet werden kann. Optional kann auch ein zusätzlicher, innerer Schutzschlauch 1408 um den Lichtleiter 130 angeordnet sein, der diesen vor Verschleiß durch Reibung innen an z.B. dem metallischen äußeren Schlauch 141 a schützt. Falls der innere Schutzschlauch 1408 lichtdicht für die Laserstrahlung 60 ausgeführt ist, bildet er vorteilhaft eine zusätzliche Barriere gegen unerwünschten Austritt der
Pumpstrahlung 60.
Für die Auswertung eines Prüfsignals, das z.B. von der Auswerteeinheit 160 in den Signalleiter 151a eingekoppelt wird, muss beachtet werden, dass die die
Übertragungsstrecke 151 realisierenden Komponenten an einem metallischen Motorteil 10a anliegen können, das auf dem Massepotential GND des Motors 10 liegt. Damit wäre ein Kontakt im Bereich der Unterbrechung 1422a des Leiters 151 a nicht von einem ordnungsgemäßen elektrischen Kontakt über den
Kabelschuh 152 (Figur 10) zu unterscheiden. Es ist jedoch aufgrund der
Vibrationen des Motors 10 extrem unwahrscheinlich, dass dieser Kontakt ständig anliegt. Daher kann der Fehler mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit detektiert werden, indem die Auswerteeinheit 160 bei der ersten Unterbrechung der Messschleife bzw. Übertragungsstrecke 151 auslöst (z.B. das Pumpmodul 120 deaktiviert) und auch bei einer nachfolgenden Wiederherstellung der Verbindung zum Massepotential GND das Pumpmodul deaktiviert lässt. Eine zusätzliche Steigerung der Präzision bei der Auswertung ergibt sich, wenn die elektrische Verbindung zwischen der Auswerteeinheit 160 und dem Massepotential GND im Bereich der Laserzündkerze 1 10 mit einer im Vergleich zur erwarteten
Vibrationsfrequenz des Systems 10, 11 größeren Abtastfrequenz, die
insbesondere mehr als doppelt so groß ist wie die Vibrationsfrequenzen, kontinuierlich überwacht wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Spirale des Signalleiters 151a nach Figur 1 1a z.B. in Form eines leitenden Lacks auf den Schlauch 1410 aufgedruckt oder als Zwei-Komponenten-Bauteil als leitender Kunststoff im isolierenden Kunststoff eingebettet.
In einer weiteren denkbaren Ausführungsform, vgl. Figur 11 b, ist der Signalleiter 151a zumindest abschnittsweise nicht spiralförmig auf den Isolierschlauch 1410 gewickelt, sondern netzartig zu einem leitfähigen Schlauch 1500 gewirkt. Dies hat den Vorteil, dass dieser Netzschlauch 1500 getrennt von dem
Schutzschlauch 1410 bzw. 141 a hergestellt und erst in einem späteren
Fertigungsschritt auf diesen aufgeschoben werden kann. Das Netzgeflecht des Schlauchs 1500 sollte dabei bevorzugt aus einem einzigen, bevorzugt elektrisch isolierten, Draht 1510 dicht genug gewirkt sein, so dass die Abstände der Netzknoten 1512 untereinander kleiner sind als mögliche Scheuerstellen 1422a (Figur 1 1a). Das der Laserzündkerze 110 zugewandte Ende 1520 des Netzschlauchs 1500 kann z.B. durch einen Metallring 1522 auf dem Schutzschlauch 1410, in der Lage gesichert (d.h., fixiert) und an den
Ringkabelschuh 152 angeschlossen sein. Eine weitere Hülle 1530 zur Fixierung bzw. Isolation u.a. des Rings 1522 kann die Anordnung ganz oder teilweise umgeben. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung arbeitet mit auf dem isolierenden Schlauch 1410 angeordneten, insbesondere aufgedruckten, Widerstandsbahnen 1540, die sich bevorzugt im wesentlichen in Längsrichtung, also entlang des Lichtleiters 130, erstrecken. Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform sind mehrere oder alle Widerstandsbahnen 1540 elektrisch parallel geschaltet, was z.B. durch Metallringe 1522 auf der Pumpmodulseite
(nicht gezeigt) und auf der Laserkerzenseite (Figur 1 1c), erzielbar ist.
Aus Figur 1 1c ist ersichtlich, dass ein die Wderstandsbahnen 1540
kontaktierender Metallring 1522 über die Leitung 151a mit dem Ringkabelschuh 152 mit dem Massepotential GND (vgl. Figur 10) verbunden ist. Die Auswertung durch die Auswerteeinheit 160 sieht bei dieser Erfindungsvariante vor, dass der Widerstand der Widerstandsbahnen 1540 gemessen wird. Sobald eine der Widerstandsbahnen 1540 durchgescheuert oder in sonstiger Weise beschädigt bzw. verändert wird, ändert sich der Wderstand der Übertragungsstrecke 151 , und das Pumpmodul 120 wird abgeschaltet.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der
Widerstandsbahnen 1540 und ihr gegenseitiger Abstand entlang einer
Umfangsrichtung auf dem Schlauch 1410 so gewählt, dass einerseits eine Scheuerstelle 1422a (Figur 1 1a) sicher durch die erfindungsgemäße Auswertung erfasst wird. Beispielsweise kann bei einem Durchmesser des Schlauchs 1410 von etwa 10mm ein Anzahl von etwa 20 bis etwa 100 Widerstandsbahnen 1540 vorgesehen sein.
Andererseits sollte die Unterbrechung einer einzelnen Widerstandsbahn 1540 im Wege der Auswertung des Wderstands der Übertragungsstrecke 151 auch noch sicher erkennbar sein, d.h. die Auswerteeinheit 160 muss bei z.B. 100
Widerstandsbahnen 1540 eine Änderung von 1 % des Widerstandswerts sicher erfassen können. Weiterhin muss diese 1 %-ige Änderung deutlich größer sein als mögliche Änderungen des Widerstands der restlichen Übertragungsstrecke 151 von der Auswerteeinheit 160 zu dem Kabelschuh 152, von dort über die Anschraubung 11 a und die weitere Masseverkabelung des Motors 10 zurück zur Auswerteeinheit 160. Dies ist vorteilhaft z.B. dann der Fall, wenn der Wderstand der einzelnen Wderstandsbahnen 1540 im Kiloohm-Bereich liegt.
Figur 12a zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Laserzündkerze 110 sich in ihrer Einbaulage in dem Zylinderkopf 1 1 der Brennkraftmaschine 10 befindet. Analog zu der Ausführungsform gemäß Figur 10 ist auch bei der Variante gemäß Figur 12a ein Ausschießschutz-Deckel 180 über dem die Laserzündkerze 1 10 beinhaltenden Kerzenschacht vorgesehen.
Der Deckel 180 weist eine Öffnung 182 zur Durchführung des Kabels 510 auf. Das Kabel 510 kann bevorzugt die Lichtleitereinrichtung 130 sowie die
Signalübertragungseinrichtungen 140, 150, insbesondere auch einen
Metallschlauch 141a (Figur 3) aufweisen, die in Figur 12a der Übersichtlichkeit halber nicht abgebildet sind.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Deckel 180 ferner mindestens einen Identifikationsgeber 184 auf, der dazu ausgebildet ist, drahtlos ein
Identifikationssignal an eine den Identifikationgsgeber 184 mit einem
Abfragesignal beaufschlagende Auswerteeinheit 400 zu übertragen. Die
Auswerteeinheit 400 kann hierzu eine in geeigneter Weise ausgebildete
Leseeinrichtung 410 aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Identifikationsgeber 184 als Radio Frequency Identification, RFID, Transponder ausgebildet und im Bereich der Öffnung 182 an dem Deckel 180 angeordnet. Die Auswerteeinheit 400 kann beispielsweise in eine die Laserzündkerze 110 ansteuernde Steuereinrichtung 32 bzw. - wie vorliegend in Figur 12a gezeigt - in das Pumpmodul 120 integriert sein, und die RFI D-Leseeinrichtung 410 kann im Bereich des Kabels 510 und/oder der Zündkerze 1 10 angeordnet und mit dieser verbunden sein, um eine Funkverbindung mit dem Identifikationsgeber 184 herstellen zu können.
Alternativ oder ergänzend zu der Ausbildung des Identifikationsgebers 184 als RFID-Transponder kann der Identifikationsgeber auch magnetisch leitfähiges Material, insbesondere ein Ferritmaterial, aufweisen, wodurch eine Erkennung des Identifikationsgebers unter Anwendung des Induktionsprinzips ermöglicht ist.
Eine weitere Steigerung der Betriebssicherheit der erfindungsgemäßen
Zündeinrichtung 100 ist dadurch gegeben, dass der Deckel 180 undurchlässig ausgebildet ist für Laserstrahlung, insbesondere die Pumpstrahlung 60. Auf diese Weise wird, insbesondere auch bei einem Bruch des Kabels 510 bzw. des darin geführten Lichtleiters 130 innerhalb des Zündkerzenschachts, verhindert, dass Laserstrahlung 60 aus dem Zündkerzenschacht in die Umgebung austritt.
Der Deckel 180 kann vorteilhaft zumindest aus Kunststoff und/oder Metall und/oder einem magnetisch leitfähigem Material, insbesondere Ferritmaterial, bestehen. Besonders bevorzugt ist der Deckel 180 - unabhängig von dem hierfür verwendeten Material - mechanisch so stabil ausgelegt, dass er eine
herausschießende Zündkerze 110 abfangen kann.
In dem Gehäuse 120' des gemäß Figur 12a entfernt von der Zündkerze 1 10 angeordneten Pumpmoduls 120 ist die Auswerteeinheit 400 vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, eine drahtlose Kommunikation mit dem in den Deckel 180 integrierten RFID Identifikationsgeber 184 auszuführen.
Hierzu ist die Auswerteeinheit 400 über eine Kabelverbindung 412 mit dem RFID-Leser 410 verbunden, der vorliegend an dem Kabel 510 angeordnet ist, und zwar so, dass er bei korrekter Einbaulage der Zündkerze 1 10 in dem
Zylinderkopf 11 im Bereich des Identifikationsgebers 184 des Deckels 180 zu liegen kommt. Die Kabelverbindung 412 zu dem RFID-Leser 410 kann beispielsweise zwei Einzelkabel 412a, 412b aufweisen, die besonders bevorzugt auch mit dem Kabel 510 der Laserzündkerze 1 10 zu einem Gesamtkabelverbund 512
zusammengefasst werden können.
Zur Überprüfung, ob die Laserzündkerze 110 beziehungsweise die
Abdeckvorrichtung 180 ordnungsgemäß an dem Zylinderkopf 11 angeordnet sind, beaufschlagt die Auswerteeinheit 400 den RFID-Leser 410 mit einem Steuerbefehl, der daraufhin ein Abfragesignal an den Identifikationsgeber 184 der Abdeckvorrichtung 100 aussendet. Der als RFI D-Transponder ausgebildete Identifikationsgeber 184 beantwortet das Abfragesignal in an sich bekannter Weise mit einem Identifikationssignal, das er an den RFID-Leser 410
zurücksendet.
Nach dem Empfang des Identifikationssignals leitet der RFID-Leser 410 hiervon abhängige Informationen an die Auswerteeinheit 400 weiter.
Die Auswerteeinheit 400 vergleicht die von dem Identifikationsgeber 184 erhaltenen Informationen mit bevorzugt nicht flüchtig in der Auswerteeinheit 400 gespeicherten Informationen, und erst dann, wenn eine Übereinstimmung beziehungsweise eine positive Zuordnung der Informationen zueinander festgestellt worden ist, gibt die Auswerteeinheit 400 eine Ansteuerung der Laserzündkerze 1 10 durch das Pumpmodul 120 frei.
Durch die vorstehende Auswertung der von dem Identifikationsgeber 184 erhaltenen Daten kann vorteilhaft einerseits festgestellt werden, ob die
Zündkerze 110 beziehungsweise das Kabel 510 mit dem RFID-Leser 410 sich in ordnungsgemäßer Einbaulage in Bezug auf den Deckel 180 beziehungsweise den darin angeordneten Identifikationsgeber 184 befindet. Darüberhinaus kann durch Auswertung des von dem Identifikationsgeber 184 ausgegebenen
Identifikationssignals auch überprüft werden, ob die Zündkerze 110 in einem kompatiblen Zielsystem 1 1 , das der Abdeckvorrichtung 180 beziehungsweise ihrem Identifikationsgeber 184 zugeordnet ist, zugewiesen ist. Die erfindungsgemäß ermöglichte Überprüfung einer ordnungsgemäßen
Montage umfasst vorteilhaft also auch z.B. die Möglichkeit, einer bestimmten Variante der Zündkerze mit bestimmten Eigenschaften einen besonderen Code auf dem Identifikationsgeber zuzuweisen. Damit kann z.B. geprüft werden, ob die richtige, motorspezifische Variante der Zündkerze im richtigen Motor verbaut ist. Diese Art der Typcodierung ist in begrenztem Umfang (Anzahl der
Geometrievarianten ist klein im Vergleich zu den Möglichkeiten einer
numerischen Kodierung mittels RFI D-Transponder) auch mit der induktiven Methode möglich.
Die vorstehend unter Bezugnahme auf Figur 12a beschrieben Erfindungsvariante kann vorteilhaft auch mit den vorstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 1a bis 1 1c beschriebenen Varianten kombiniert werden. Insbesondere kann die RFID-Kommunikation gemäß Figur 12a auch als weitere Übertragungsstrecke 140, 150 im Sinne der vorliegenden Erfindung angesehen werden. Demgemäß kann die Funktionalität der Auswerteeinheit 400 auch in die Auswerteeinheit 160 (Figur 1a) integriert sein.
Weiter vorteilhaft kann beispielsweise ein dem Kabel 512 zugeordneter
Metallschlauch 141 a (Figur 3) gleichzeitig auch eine der Kabelverbindungen 412a, 412b, die für die RFID-Kommunikation benötigt werden, ersetzen. In diesem Fall bildet also der Metallschlauch 141 a, der seinerseits Bestandteil einer Übertragungsstrecke 140 ist, eine Signalverbindung zwischen einer
Auswerteeinheit 160, 400 und dem RFI D-Leser 410 zur Realisierung der RFID- Kommunikation.
Figur 12b zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Zündeinrichtung für eine Brennkraftmaschine.
Im Unterschied zu der Konfiguration gemäß Figur 12a ist der RFID-Leser 410 nunmehr in der Auswerteeinheit 400 angeordnet, die in dem Gehäuse 120' des Pumpmoduls 120 integriert ist.
Über die zwei Einzelleiter 414a, 414b aufweisende Kabelverbindung 414 wird ein RFID-Lesesignal beziehungsweise das erfindungsgemäße Abfragesignal an eine Antenneneinrichtung 414c übertragen, die im Bereich der Abdeckvorrichtung 180 angeordnet ist. Das bedeutet, zwischen der Leseeinrichtung 410 und der Antenneneinrichtung 414c erfolgt die Übertragung des erfindungsgemäßen Abfragesignals drahtgebunden, nämlich über die Kabelverbindung 414. Die Kabelverbindung 414 ist dementsprechend beispielsweise als Hochfrequenz- taugliches Übertragungskabel, insbesondere als Koaxialkabel, ausgelegt. Erst in der Antenneneinrichtung 414c wird das Abfragesignal in ein drahtloses Signal transformiert und an den Identifikationsgeber 184 gesandt.
Die Antenneneinrichtung 414c ist ferner dazu ausgebildet, ein von dem
Identifikationsgeber 184 ausgesandtes Identifikationssignal, beispielsweise in
Reaktion auf ein Abfragesignal, zu empfangen, in ein drahtgebundenes
Informationssignal zu transformieren und an die Auswerteeinheit
beziehungsweise die darin angeordneten Leseeinheit 410 zu übermitteln. Der Auswertungsprozess ist vergleichbar zu den bereits vorstehend unter
Bezugnahme auf Figur 12a erläuterten Verfahrensschritten.
Auf die Kabelverbindung 414 kann vorliegend vorteilhaft mit dem Kabel 510 der Zündkerze 110 zu einem Kabelverbund 512' zusammengefasst werden.
Figur 12c zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zündeinrichtung, bei der eine Magnetspule 415 im Bereich der
Abdeckvorrichtung 180 vorgesehen ist, die mit einem der Abdeckvorrichtung 180 zugeordneten Ferritmaterial 186 zusammenwirkt. Die Magnetspule 415 ist bevorzugt an dem Kabel 510 angeordnet und insbesondere an einer speziellen
Längenkoordinate, die mit dem Einbauabstand zwischen dem Deckel 180 und der Laserzündkerze 1 10 korrespondiert, fixiert.
Die Magnetspule 415 wird von der Auswerteeinheit 400 beziehungsweise der darin angeordneten Leseeinrichtung 410 mit einer Betriebsspannung
beaufschlagt, wodurch sich ein magnetisches Feld im Bereich der Magnetspule 415 ausbildet, das in Wechselwirkung mit dem Ferritmaterial des
Identifikationsgebers 186 tritt.
Bei Abwesenheit des Ferrit-Identifikationsgebers 186 stellt sich eine andere Magnetfeldkonfiguration im Bereich der Magnetspule 415 ein, was durch Auswertung der durch die Kabelverbindung 414' übertragenen Ströme beziehungsweise Spannungen in an sich bekannter Weise detektierbar ist.
Die vorstehend beschriebenen Konfigurationen 184, 186 des
Identifikationsgebers sind auch miteinander kombinierbar. Insbesondere kann die
Abdeckvorrichtung 180 über mindestens einen als RFI D-Transponder ausgebildeten ersten Identifikationsgeber 184 und über mindestens einen Ferritmaterial aufweisenden zweiten Identifikationsgeber 186 verfügen, wobei die Auswerteeinheit 400 in entsprechender Weise für die Abfrage beider
Identifikationsgeber 184, 186 herzurichten ist.
Auf die zur Ansteuerung der Magnetspule 415 vorgesehenen Kabelverbindungen 414' können vorteilhaft mit dem Kabel 510 der Laserzündkerze 1 10 zu einem Kabelverbund 512' zusammengefasst werden.
Figur 12d zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Zündeinrichtung, bei der ein RFID-Leser 410 in dem Gehäuse 120' des
Pumpmoduls 120 angeordnet ist. Um das Kabel 510 der Laserzündkerze 110 ist an gegenüber der Abdeckvorrichtung 180 definierter Position ein erster RFID- Transponder 188a angeordnet. Gegenüber dem ersten RFI D-Transponder 188a ist ein zweiter RFI D-Transponder 188b angeordnet, der im Unterschied zu dem ersten Transponder 188a jedoch nicht an dem Kabel 510, sondern vielmehr an der Abdeckvorrichtung 180 befestigt ist. Die beiden Transponder 188a, 188b sind so aufeinander abgestimmt, dass nur dann, wenn beide Transponder räumlich dicht beeinander liegen, sie einen Schwingkreis bilden, der dazu konfiguriert ist, auf das Abfragesignal des RFID- Lesers 410 in geeigneter Weise mit einem Identifikationssignal zu antworten. Sofern die Transponder 188a, 188b also in ordnungsgemäßer Lage einander gegenüber angeordnet sind, kann die Auswerteeinheit 400 wiederum darauf schließen, dass die Laserzündkerze 1 10 ordnungsgemäß in Bezug auf die Abdeckvorrichtung 180 eingebaut und angeordnet ist. In diesem Fall kann die Auswerteeinheit 400 die Ansteuerung der Laserzündkerze 1 10 durch das Pumpmodul 120 freigeben. Sofern die beiden Transponder 188a, 188b jedoch aufgrund einer nicht ordnungsgemäßen Anordnung der Laserzündkerze 110 im Bereich des
Zylinderkopfes 1 1 nicht hinreichend dicht beeinander angeordnet sind, um wie vorgegeben auf ein Abfragesignal des RFI D-Lesers 410 zu antworten, schließt die Auswerteeinrichtung 400 darauf, dass keine ordnungsgemäße Einbaulage der Laserzündkerze 1 10 vorliegt und gibt die Ansteuerung der Laserzündkerze 1 10 nicht frei.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können vorteilhaft auch miteinander kombiniert werden. Insbesondere kann die
Funktionalität der Auswerteeinheiten 160, 400 in einer einzigen Auswerteeinheit realisiert werden, die beispielsweise in das Pumpmodul 120 oder auch in das Steuergerät 32 integrierbar ist.
Die zur Realisierung einer RFID-Kommuninkation (Ausführungsformen der Figuren 12a bis 12d) verwendeten Kabelverbindungen können vorteilhaft gleichzeitig zur Realisierung von Signalübertragungseinrichtungen 140, 150 bzw. entsprechenden Übertragungsstrecken verwendet werden. Beispielsweise können die den RFID-Leser 410 versorgenden Kabel 412a, 412b gemäß Figur 12a im Bereich des RFI D-Lesers 410 über einen Prüfwiderstand von einigen kOhm miteinander verbunden sein. Der genaue Widerstandswert des
Prüfwiderstands ist so gewählt, dass eine Kommunikation zwischen den
Einheiten 400, 410 nicht beeinträchtigt wird. Außerhalb einer regulären
Kommunikation zwischen den Einheiten 400, 410 kann die Auswerteeinheit 160 bzw. 400 zusätzlich vorteilhaft ein Prüfsignal (Spannungsimpuls) über die Leitungen 412a, 412b aussenden, das einen entsprechenden Stromfluß über den Prüfwiderstand hervorruft. Sofern kein entsprechender Stromfluss durch die Auswerteeinheit 160 bzw. 400 detektiert wird, kann auf eine Unterbrechung der durch die Leitungen 412a, 412b realisierten Übertragungsstrecke 140
geschlossen werden, und die Aktivierung des Pumpmoduls 120 wird z.B.
verhindert.
Weitere vorteilhafte Kombinationen der vorstehend beschriebenen
Erfidungsvarianten, insbesondere unter Mehrfachnutzung vorhandener Leitungen 412a, 412b usw. sind ebenfalls denkbar. Es ist ferner vorteilhaft möglich, das Kabel 512 gemäß den Ausführungsformen nach Figur 12a bis 12d außenseitig mit einem Signalleiter 151a bzw. einer Übertragungsstrecke 151 gemäß den Figuren 11 a bis 11 c zu versehen.

Claims

Ansprüche
Zündsystem (100), insbesondere für eine Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Laserzündkerze (1 10), mit einem Pumpmodul (120) zur Versorgung der Laserzündkerze (1 10) mit Pumpstrahlung (60), und mit einer Lichtleitereinrichtung (130) zur Übertragung der Pumpstrahlung (60) von dem Pumpmodul (120) zu der Laserzündkerze (1 10), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei voneinander getrennte, sich jeweils zumindest teilweise entlang der Lichtleitereinrichtung (130) erstreckende Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) vorgesehen sind, und dass eine Auswerteeinheit (160) vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist,
die Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) jeweils mit einem
Prüfsignal zu beaufschlagen,
ein sich infolge des jeweiligen Prüfsignals ergebendes Antwortsignal der Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) auszuwerten, und
aus dem Antwortsignal auf einen Betriebszustand der entsprechenden Signalübertragungseinrichtung (140, 150) zu schließen. 2. Zündsystem (100) nach Anspruch 1 , wobei die erste
Signalübertragungseinrichtung (140) mindestens eine erste elektrische Übertragungsstrecke (141) zwischen der Auswerteeinheit (160) und einem Bereich eines Gehäuses (1 12) der Laserzündkerze (1 10) aufweist, der bei einem ordnungsgemäßen Einbau der Laserzündkerze (110) in ein
Zielsystem (1 1), z.B. einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine (10), mit einem elektrischen Bezugspotential (GND) des Zielsystems (1 1) verbunden ist.
3. Zündsystem (100) nach Anspruch 2, wobei die erste elektrische
Übertragungsstrecke (141) einen elektrisch leitenden Schlauch (141a) aufweist, der die Lichtleitereinrichtung (130) umgibt. Zündsystem (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zweite Signalübertragungseinrichtung (150) mindestens eine zweite elektrische Übertragungsstrecke (151) zwischen der Auswerteeinheit (160) und einem Anschlussbereich (130b) der Lichtleitereinrichtung (130) an die Laserzündkerze (110) aufweist, wobei die zweite elektrische
Übertragungsstrecke (151) bevorzugt einen isolierten elektrischen Leiter (151 a) aufweist, der im wesentlichen entlang der Lichtleitereinrichtung (130) und/oder des die Lichtleitereinrichtung (130) umgebenden elektrisch leitenden Schlauchs (141a) angeordnet ist.
Zündsystem (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die
Auswerteeinheit (160) dazu ausgebildet ist, als Prüfsignal eine Spannung zwischen einem Bezugspotential (GND') der Auswerteeinheit (160) und der elektrischen Übertragungsstrecke (141 , 151) anzulegen, und wobei die Auswerteeinheit (160) dazu ausgebildet ist, als Antwortsignal der
Signalübertragungseinrichtung (140, 150) einen Strom auszuwerten, der infolge der angelegten Spannung durch die elektrische Übertragungsstrecke (141 , 151) der betreffenden Signalübertragungseinrichtung (140, 150) fließt.
Zündsystem (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine, vorzugsweise jedoch alle,
Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) entlang der
Lichtleitereinrichtung (130) angeordnet ist und sich über mindestens 80 Prozent einer Gesamtlänge (Lg) der Lichtleitereinrichtung (130) erstreckt.
Zündsystem (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Signalübertragungseinrichtung mindestens eine optische Übertragungsstrecke aufweist.
Zündsystem (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Signalübertragungseinrichtung (170) zumindest teilweise eine drahtlose Übertragungsstrecke (172) aufweist.
Zündsystem (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mehrere gleichartige Signalübertragungseinrichtungen (150) vorgesehen sind.
10. Zündsystem (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (160) dazu ausgebildet ist, mehrere
Signalübertragungseinrichtungen (140, 150, 170) simultan oder
nacheinander mit Prüfsignalen zu beaufschlagen, um aus hierbei erhaltenen Antwortsignalen auf eine optische Integrität der Lichtleitereinrichtung (130) zu schließen.
1. Zündsystem (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Pumpmodul (120) deaktivierbar ist, wenn ein Fehler im Bereich mindestens einer Signalübertragungseinrichtung (140, 150, 170) ermittelt worden ist.
2. Verfahren zum Betreiben eines Zündsystems (100), insbesondere für eine Brennkraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeugs, mit einer Laserzündkerze (1 10), mit einem Pumpmodul (120) zur Versorgung der Laserzündkerze (1 10) mit Pumpstrahlung (60), und mit einer Lichtleitereinrichtung (130) zur Übertragung der Pumpstrahlung (60) von dem Pumpmodul (120) zu der Laserzündkerze (1 10), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei voneinander getrennte, sich jeweils zumindest teilweise entlang der
Lichtleitereinrichtung (130) erstreckende Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) vorgesehen sind, und dass eine Auswerteeinheit (160)
die Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) jeweils mit einem Prüfsignal beaufschlagt (200),
ein sich infolge des jeweiligen Prüfsignals ergebendes Antwortsignal der Signalübertragungseinrichtungen (140, 150) auswertet (210), und
aus dem Antwortsignal auf einen Betriebszustand der entsprechenden Signalübertragungseinrichtung (140, 150) schließt (220). 13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Signalübertragungseinrichtung
(140) mindestens eine erste elektrische Übertragungsstrecke (141) zwischen der Auswerteeinheit (160) und einem Bereich eines Gehäuses (1 12) der Laserzündkerze (1 10) aufweist, der bei einem ordnungsgemäßen Einbau der Laserzündkerze (1 10) in ein Zielsystem (200), z.B. einen Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine, mit einem elektrischen Bezugspotential (GND) des
Zielsystems (200) verbunden ist, wobei die zweite
Signalübertragungseinrichtung (150) mindestens eine zweite elektrische Übertragungsstrecke (151) zwischen der Auswerteeinheit (160) und einem Anschlussbereich (130b) der Lichtleitereinrichtung (130) an die
Laserzündkerze (110) aufweist, wobei die zweite elektrische
Übertragungsstrecke (151) bevorzugt einen isolierten elektrischen Leiter (151 a) aufweist, der im wesentlichen entlang der Lichtleitereinrichtung (130) angeordnet ist, wobei die Auswerteeinheit (160) als Prüfsignal eine
Spannung zwischen einem Bezugspotential (GND') der Auswerteeinheit (160) und der elektrischen Übertragungsstrecke (141 , 151) anlegt, und wobei die Auswerteeinheit (160) als Antwortsignal der
Signalübertragungseinrichtung (140, 150) einen Strom auswertet, der infolge der angelegten Spannung durch die elektrische Übertragungsstrecke (141 , 151) der betreffenden Signalübertragungseinrichtung (140, 150) fließt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei die Auswerteeinheit (160) mehrere Signalübertragungseinrichtungen (140, 150, 170) simultan oder nacheinander mit Prüfsignalen beaufschlagt, um aus hierbei erhaltenen Antwortsignalen auf eine optische Integrität der Lichtleitereinrichtung (130) zu schließen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Pumpmodul (120) deaktiviert wird, wenn ein Fehler im Bereich mindestens einer Signalübertragungseinrichtung (140, 150, 170) ermittelt worden ist.
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