EP2748450A1 - Common-rail-system, brennkraftmaschine sowie einrichtung und verfahren zur steuerung und/oder regelung einer brennkraftmaschine - Google Patents

Common-rail-system, brennkraftmaschine sowie einrichtung und verfahren zur steuerung und/oder regelung einer brennkraftmaschine

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EP2748450A1
EP2748450A1 EP12746284.4A EP12746284A EP2748450A1 EP 2748450 A1 EP2748450 A1 EP 2748450A1 EP 12746284 A EP12746284 A EP 12746284A EP 2748450 A1 EP2748450 A1 EP 2748450A1
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EP
European Patent Office
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pressure
logic
injector
memory unit
memory
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EP2748450B1 (de
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Manuel Boog
Gerald Fast
Robby Gerbeth
Michael Walder
Ralf Speetzen
Jörg REMELE
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Rolls Royce Solutions GmbH
Original Assignee
MTU Friedrichshafen GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • F02M55/025—Common rails
    • 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
    • F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/26—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using computer, e.g. microprocessor
    • 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
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems

Definitions

  • the invention relates to a common rail system for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a rail connects a injector for injecting the fuel into a working chamber of an internal combustion engine via a high pressure guide for fuel, the high pressure guide comprising a high pressure component with a single component.
  • Memory has, having a pressure measuring device.
  • injection start and injection end are regulated as parameters of an electronic device.
  • injection start and injection end are regulated as parameters of an electronic device.
  • the problem that there is a time delay between the start of energization of the injector, the needle stroke of the injector and the actual injection start. The same applies to the injection end.
  • An inaccuracy in the control of the injection start and the injection end ultimately leads to an inaccuracy concerning the amount of fuel supplied to the internal combustion engine.
  • an aforementioned concept can lead to inaccuracies, for example due to injection behavior that varies with the life of the injectors.
  • the invention begins, whose task is to develop a common rail system of the type mentioned.
  • a detection and evaluation of injector sizes with individual memory should be possible in an improved manner.
  • this should be possible in the case of a pressure measuring device.
  • this should also be possible in the case of an aging or an interchanged injector.
  • the object concerning the common rail system is achieved with a common rail system of the type mentioned, in which the features of the characterizing part of claim 1 are provided according to the invention.
  • the pressure measuring device is coupled to a local logic and memory unit which is designed to locally evaluate and store injector data and / or rail data.
  • the invention is based on the consideration that the systems described so far in the prior art of the type described above can still be improved with central electronics. On the one hand, this applies to internal combustion engines with a comparatively small number of cylinders of perhaps 4 to 8 or 10 cylinders. In that case, it has indeed proven to be cost-effective-already locally-at each or every cylinder, to provide a logic and memory unit with a pressure measuring device which is designed, in particular, to locally evaluate and store data of an injector. Moreover, however, the concept of the invention may also be advantageous for engines with high numbers of cylinders, since thereby a more effective data function and safer evaluation or assignment of evaluated data to a particular cylinder is possible. Overall, the concept of the invention makes it possible to store individual data of a high-pressure component such as an injector or a single memory and / or the rail by means of the decentralized electronics thus realized and to carry out an evaluation already locally at the place of data creation.
  • a high-pressure component such as an injector or a single memory and / or
  • individual data such as manufacturer information, acceptance data, settings or other injector-individual data as well as diagnostic data for an injector can be decentrally recorded and stored or already evaluated.
  • the backup functionality for data can be adopted locally, which has advantages in a loss of data in the central electronics.
  • the invention provides a method of the type mentioned, according to the invention in the Characteristics of the characterizing part of claim 15 are provided.
  • the pressure of the individual accumulator is measured via a pressure measuring device on the individual accumulator immediately after or before a hydraulic resistance of the high-pressure guide and evaluated in a local logic and memory unit, wherein additionally only selected data is given to a bus to the central electronics.
  • the local logic and memory unit can already have an injector model for model-based injector control.
  • an evaluation of injector data can already be carried out locally.
  • the local logic and memory unit also has a diagnostic model for model-based diagnosis and / or evaluation of injector data. This may include, for example, parity equations, observer or parameter estimation techniques.
  • the pressure measuring device is formed in the form of a strain sensor.
  • the expansion sensor can be particularly preferably formed in the form of a strain gauge.
  • a strain gauge is preferably arranged on the outside of the single memory, wherein the individual memory, a hydraulic resistance is arranged upstream or downstream of the integration directly into the high-pressure line.
  • the memory unit can be separated from the logic unit.
  • This has the advantage that different or differently designed storage units can be available for a logic system of locally wedged local electronics in combination with central electronics.
  • it has proved to be advantageous that, when the logic unit and the memory unit are separated, the memory unit is designed to remain on a high-pressure component.
  • the aforementioned development has proved to be advantageous for the case of a high-pressure component in the form of an injector.
  • this measure can also prove to be advantageous for a high pressure component in the form of a single memory or a rail.
  • identification data and information and / or diagnostic data relevant to the high-pressure component are always carried along with the high-pressure component and are available; this in a particularly advantageous manner in the memory is replaced with the high-pressure component and can be connected to the local logic unit.
  • the replaceable local memory unit can thus be coupled to the logic system, as it were, with the relevant data for the high-pressure component, approximately in the form of an electronic thumbprint.
  • diagnostic data such as aging data, current behavior or the like with a replaced or substitute high-pressure component are available.
  • 1 is a schematic representation of an internal combustion engine with a common rail system and a high pressure component with a single memory and with a central electronics and a local logic and memory unit according to a particularly preferred embodiment
  • 2 is a block diagram of a method for measuring data acquisition and evaluation in a common rail system for an internal combustion engine with a central electronics and a local, d. H. distributed, number of logic and memory units according to a preferred embodiment.
  • the common rail system 100 comprises a low-pressure pump 2 for fuel delivery from a fuel tank 3, a first high-pressure pump 5 for conveying the fuel under pressure increase initially in a rail 6.
  • the fuel is further from the rail 6 in a provided for each cylinder of the internal combustion engine 1 single memory 7 for temporarily storing the prestressed fuel and finally in an injector 8 for Injecting the fuel into the cylinder or the combustion chamber of the internal combustion engine 1 further promoted.
  • the fuel in the individual memory 7 is sufficiently biased to ensure sufficient injection into the combustion chamber of the internal combustion engine 1.
  • a feedback of noise in the rail 6 is attenuated with appropriate design of the feed line from the rail 6 to the individual memory 7, d. H. the connecting line from the rail 6 to the individual memory 7 has a correspondingly high hydraulic resistance.
  • This system is controlled by an electronic control unit (ADEC or ECU) of central electronics 9 (with central logic 1 1) as well as by a distributed local electronics 12.
  • a locally distributed local electronics 12 comprises a number of each local -am the place of generstehung- formed logic and memory units ACR, AE, AI which are each connected to a respective sensor 10, 20, 30 directly on site.
  • the electronic control unit of the central electronics 9 includes components of a microcomputer system with a central logic 11 and input and output 9.1, 9.2 of the electronic control unit of the central electronics 9;
  • a microprocessor and buffers and memory devices EEPROM, RAM
  • I / O devices to form input 9.1 and output 9.2.
  • EEPROM, RAM electrically erasable programmable read-only memory
  • I / O devices to form input 9.1 and output 9.2.
  • a local measuring device is thus present, namely here a rail pressure sensor 10 and an individual accumulator pressure sensor 20 and an injector pressure sensor 30 to be understood as an option -
  • a local logic and memory unit ACR, AE and optionally AI- decentralized distributed local electronics 12 is coupled - namely a rail logic and memory unit ACR and a single storage and injector logic and storage unit AE, AI.
  • AI only one can be provided, so that one of both is optional.
  • the present embodiment provides only the single-storage logic and storage unit AE, so that the injector logic and storage unit AI shown in FIG. 1 is an option.
  • the logic and memory units ACR, AE are each designed to locally evaluate and store measurement data of the common rail system 100.
  • this is concretely the pressure data of a rail pressure pCR on the rail 6 and pressure data of a single accumulator pressure pE on the individual accumulator 7.
  • the evaluated measurement data A (pE) and A (pCR) are respectively output from the output of the local logic and storage units AE, ACR to the electronic control unit ( ADEC or ECU) of the central electronics 9 with the central logic 11 via the input 9.1 forwarded.
  • the local logic and memory unit AE is arranged integrally with the individual memory pressure sensor 20 in the form of a strain gauge on the individual memory 7.
  • the individual memory 7 may also be formed with the injector 8 in a single housing.
  • the local logic and storage unit ACR for the rail 6 with the rail pressure sensor 10 is integrated on the rail 6.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1 follows a general system, as shown schematically as a block diagram in FIG.
  • the common rail system 100 provides for an internal combustion engine 1 a combined control of the central electronics 9 and a distributed distributed local electronics 12 before.
  • the distributed distributed local electronics 12 is integrated in a construction of a number of measuring devices M1, M2 ... Mi and a number of directly with the measuring devices in an integrated form accommodated logic and memory units A1 / S1, A2 / S2 ... Ai / Si formed.
  • the measuring device M1, M2 is a pressure measuring device with an integrated memory and logic unit A1 / S1, A2 / S2 for measuring and evaluating a single memory pressure pE and a rail pressure pCR, which function as explained with reference to FIG. 1 and there with AE, ACR are designated.
  • the further measuring devices Mi may be of a different type, for example comprising a temperature measuring device or the like, and may likewise each be integrated with a local logic and memory unit Ai / Si.
  • a measuring device M1, M2 is designed to Mi to make a measurement on the common-rail system 100, for example on a single memory (7 in Fig Ig.1), referred to herein as component B1 is listed or on a rail (6 in Fig. 1) which is listed here as component B2 or another component Bi of the common rail system 100.
  • component B1 a single memory (7 in Fig Ig.1)
  • component B2 a rail (6 in Fig. 1) which is listed here as component B2 or another component Bi of the common rail system 100.
  • component B1 is listed or on a rail (6 in Fig. 1) which is listed here as component B2 or another component Bi of the common rail system 100.
  • component B1 is listed or on a rail (6 in Fig. 1) which is listed here as component B2 or another component Bi of the common rail system 100.
  • a local logic and memory unit A1 / S1, A2 / S2 ... Ai / Si integrated with the measuring device.
  • diagnostic data D can be distributed individually for each component B, decentralized detected and stored in a memory Si.
  • a last set of diagnostic data can be provided in a memory Si, which is designed as a ring memory.
  • an injector pressure sensor 30 is provided additionally or alternatively to the individual accumulator pressure sensor 20, which is very similar to a previously explained local logic and storage unit AE for the individual accumulator 7 or a local logic - And memory unit ACR for the rail 6 can be read.
  • a local logic and memory unit AI can be provided for the injector and the pressure sensor 30 provided on the injector, in the form of a strain gauge. Their interpretation can basically be done on the same principle as for the logic and memory unit AE and ACR.
  • the logic and memory unit AE and / or AI has a memory unit S and a logic unit A, wherein the memory unit S can be separated from the logic unit A.
  • the memory unit S is provided to remain on the injector or individual memory.
  • the memory unit S of the logic and memory unit AI can be exchanged with the injector 8 and the strain gauge 30 or the memory unit S of the logic and memory unit AE can be exchanged with the individual memory 7 and the strain gauge 20.
  • This may prove necessary in the context of aging of the injector 8 and / or individual memory 7.
  • Similar replacement processes as in the case of an injector 8 can thus take place when an individual accumulator 7 is aging by exchanging the individual accumulator 7 with pressure sensor 20 and accumulator S.
  • a similar replacement process can also be carried out for the rail 6 with pressure sensor 10 and memory S relating to the logic and memory unit ACR; this time by separating the memory S from the logic unit A of the logic and memory unit ACR.
  • a central electronics 9 and the locally distributed local electronics 12-for example, a logic and memory unit AI, AE or ACR with the central logic 1 1-- takes place in such a way that during operation of the common rail system 100th Measurement data such as the pressure curve at an injector 8 or at an individual memory 7 are transferred to the central electronics 9 under evaluation by the logic unit A, d. H. in evaluated form A (pI), A (pE), A (pCR).
  • the corresponding data or data relevant to the pressure history in the memory unit S of the high pressure component - e.g. stored in a memory unit S of the logic and memory unit AE and ACR and AI.
  • a high pressure component e.g. an injector 8 or a single memory 7 exchanged or set to another location, for example to another cylinder of the internal combustion engine
  • this high pressure component takes the relevant relevant for the injection process diagnostic data in the exchanged with memory unit S with. This also applies to a newly used high pressure component.
  • the logic system of locally distributed local electronics 12 and central electronics 9 thus also control and regulating aging-related developments descriptive, characteristic of the high-pressure component, individual measurement data available and can be used to control and regulate the overall system.
  • a time signal given by the central electronic unit 9 to the locally distributed local electronics 12 for initiating an injection process can also take place when high-pressure components are exchanged so that this is matched to the optionally individual properties of the injector 8 or the individual accumulator 7; whereby the individual characteristics can influence the pressure course.
  • the so implemented distributed distributed local electronics 12 from measuring device M1, M2 to Mi and local logic and memory unit A1 / S1, A2 / S2 ... Ai / Si for each of the components Bi has the advantage that comparatively short sensor lines between a sensor the measuring device Mi and a local logic and memory unit Ai / Si possible are. This allows z.
  • a high sampling frequency by the local logic and memory unit - namely in Figure 1, the AE, ACR-, here with A1 / S1, A2 / S2 are called, yet good signal quality.
  • a reduction in the signal quality (signal-to-noise ratio) due to a longer wiring harness is thus avoided.
  • a logic and memory unit Ai / Si, Aj / Sj a corresponding calculation model are stored with which a model-based block control, for. B. injector control or a corresponding diagnostic method is possible.
  • a model-based block control for. B. injector control or a corresponding diagnostic method is possible.
  • the implementation of parity equations, observer systems and parameter estimation methods are conceivable.
  • Signal-based diagnostic methods such as frequency analyzes or the like can also be implemented on the basis of the comparatively small sensor and actuator ratios.
  • the central electronics 9 and the injectors 8 or the rail 6, as symbolized by the components B1, B2, have the same time base sis.
  • the requirement of a precise knowledge of a crank angle, for example for an injector 8, a single memory 7 or a rail 6 is of lesser priority than heretofore.
  • pCR rail pressure E power-determining signal for example, an injection quantity nMot speed signal of the internal combustion engine

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Common-Rail-System (100) für eine Brennkraftmaschine (1), mit: einem Rail (6) für Kraftstoff und einem über eine Hochdruckführung fluidverbunden angeschlossenen Injektor (8) zur Injektion des Kraftstoffs in einen Arbeitsraum der Brennkraftmaschine (1), wobei die Hochdruckführung eine Hochdruckkomponente mit einem Einzelspeicher (7) aufweist, und die Hochdruckführung und/oder der Rail (6) eine Druckmesseinrichtung (10, 20, 30) aufweist. Erfindungsgemäss ist vorgesehen, dass die Druckmesseinrichtung mit einer lokalen Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) einer dezentral verteilten lokalen Elektronik (12) gekoppelt ist, die ausgebildet ist, Messdaten der Druckmesseinrichtung, insbesondere Injektordaten und/oder Raildaten, lokal auszuwerten und zu speichern, und die Druckmesseinrichtung unter Zwischenschaltung der lokalen Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) über einen Bus an die zentrale Elektronik (9) angeschlossen und die lokale Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) in Kombination mit der zentralen Elektronik (9) zur Steuerung und/oder Regelung des Common-Rail-System (100) für die Brennkraftmaschine (1) ausgelegt ist.

Description

Common-Rail-System, Brennkraftmaschine sowie Einrichtung und Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Common-Rail-System für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit einem Rail ist über eine Hochdruckführung für Kraftstoff ein Injektor zur Injektion des Kraftstoffs in einen Arbeitsraum einer Brennkraftmaschine verbunden, wobei die Hochdruckführung eine Hochdruckkomponente mit einem Einzel- Speicher hat, die eine Druckmesseinrichtung aufweist.
Mit einer solchen Druckmesseinrichtung ist beispielsweise in besonders verlässlicher Weise eine Druckbestimmung an einem Einzelspeicher bei einem Common-Rail-System möglich. Ein solches System ist beispielsweise in DE 10 2009 002 793 A1 oder in DE 10 2006 034 515 B3 der Anmelderin beschrieben worden; dabei kommen die Vorteile eines Common-Rail-Systems mit Einzelspeicher zum Tragen.
Darüberhinaus können grundsätzlich auch andere Messeinrichtungen an einer Hochdruckkomponente angeschlossen sein. Insgesamt dient das eingangs genannte System dazu, einen Spritzbeginn und ein Spritzende des Injektors und damit maßgeblich die Güte der Verbrennung und die Zusammensetzung des Abgases bei einer Brennkraftma- schine mit zu beeinflussen. Um die gesetzlichen Grenzwerte einzuhalten, werden unter anderem Spritzbeginn und Spritzende als Kenngrößen von einer elektronischen Einrichtung geregelt. In der Praxis tritt bei einer Brennkraftmaschine mit einem Common-Rail- Systems das Problem auf, dass zwischen dem Bestromungsbeginn des Injektors, dem Nadelhub des Injektors und dem tatsächlichen Spritzbeginn ein zeitlicher Versatz besteht. Für das Spritzende gilt Entsprechendes. Eine Ungenauigkeit in der Regelung des Spritzbeginns und des Spritzendes führt letztendlich zu einer Ungenauigkeit betreffend die der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge.
Trotz genauer Sensorik kann ein vorgenanntes Konzept zu Ungenauigkeiten führen, beispielsweise aufgrund von mit Lebensdauer der Injektoren veränderlichem Einspritzverhalten. Darüberhinaus ist es wünschenswert eine konkrete Diagnose von Ausfallursachen, Störungen oder sonstigen Drifts von Injektoren feststellen und verarbeiten zu können.
An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Common-Rail-System der eingangs genannten Art weiterzubilden. Insbesondere soll eine Erfassung und Auswertung von Injektorgrößen mit Einzelspeicher in verbesserter Weise möglich sein. Insbesondere soll dies für den Fall einer Druckmesseinrichtung möglich sein. Insbesondere soll dies auch für den Fall eines alternden oder einen ausgewechselten Injektor möglich sein.
Die Aufgabe betreffend das Common-Rail-System wird mit einem Common-Rail-System der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgesehen sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Druckmesseinrichtung mit einer lokalen Logik und Speichereinheit gekoppelt ist, die ausgebildet ist, Injektordaten und/oder Raildaten lokal auszuwerten und zu speichern.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die bisher im Stand der Technik der eingangs erläuterten Art beschriebenen Systeme mit zentraler Elektronik noch verbesserbar sind. Zum Einen betrifft dies Brennkraftmaschinen mit vergleichsweise kleiner Zylinderzahl von vielleicht 4 bis 8 oder 10 Zylindern. In dem Fall hat es sich in der Tat als kostenrentabel erwiesen -bereits lokal- an jedem oder für jeden Zylinder eine Logik- und Speichereinheit eine Druckmesseinrichtung vorzusehen, die ausgebildet ist insbesondere Daten eines Injektors lokal auszuwerten und zu speichern. Darüberhinaus kann das Konzept der Erfindung jedoch auch für Motoren mit hoher Zylinderzahl vorteilhaft sein, da dadurch eine effektivere Datenfunktion- und sicherere Auswertung bzw. Zuordnung von ausgewerteten Daten zu einem bestimmten Zylinder möglich ist. Insgesamt ermöglicht das Konzept der Erfindung individuelle Daten einer Hochdruckkomponente -wie beispielsweise einem Injektor oder einem Einzelspeicher- und/oder des Rails mittels der so realisierten dezentralen Elektronik zu speichern und eine Auswertung bereits lokal am Ort der Datenentstehung durchzuführen.
Insbesondere individuelle Daten wie Herstellerinformationen, Abnahmedaten, Einstellungen oder sonstige Injektor-individuelle Daten sowie Diagnosedaten für einen Injektor können so dezentral erfasst und gespeichert werden bzw. bereits ausgewertet werden. Auch kann die Sicherungsfunktionalität für Daten lokal übernommen werden, was bei einem Datenverlust in der zentralen Elektronik Vorteile hat. Insgesamt ergibt sich aufgrund des Konzepts der Erfindung und möglicher Weiterbildungen eine vergleichsweise gute Signalqualität für die lokale Logik- und Speichereinheit am Zylinder- bzw. Injektor bereits aufgrund kurzer Sensorleitungen und einer deshalb möglichen hohen Abtastfre- quenz. Eine verrauschte oder reduzierte Signalqualität, die oftmals bei einer Übertragung eines analogen Sensorsignals in längeren Leitungen entsteht, ist dadurch vermieden. Außerdem erfolgt eine effektivere und schnellere Datenübermittlung, da mit dem Konzept einer lokalen Logik- und Speichereinheit zusätzlich zu einer zentralen Logik- und Speichereinheit ein effizienterer Umgang mit Daten ermöglicht ist. Zudem führt dies zu einer Entlastung der zentralen Logik- und Speichereinheit hinsichtlich der Speicher- und Rechenkapazität. Vorteilhaft werden nur ausgewertete Daten von der dezentralen Logik- und Speichereinheit an die zentrale Logik- und Speichereinheit gesendet. Insgesamt ergibt sich so ein reduziertes Datenaufkommen mit Entlastung eines Datenbus, wie z. B. ein CAN-Bus, und auch ein Datenaufkommen verbesserter Qualität auf dem Datenbus. Das Konzept der Erfindung führt auch auf eine Brennkraftmaschine des Anspruchs 11 und eine Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13. Zur Lösung der Aufgabe betreffend das Verfahren sieht die Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art vor, bei dem erfindungsgemäß auch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 15 vorgesehen sind. Erfindungsgemäß wird der Druck des Einzelspeichers über eine Druckmesseinrichtung am Einzelspeicher unmittelbar nach oder vor einem hydraulischen Widerstand der Hochdruckführung gemessen und in einer lokalen Logik-und Speichereinheit ausgewertet, wobei zusätzlich nur ausgewählte Daten auf einen Bus zur zentralen Elektronik gegeben werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen weitere vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie weiterer Vorteile zu realisieren.
Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung kann die lokale Logik- und Speichereinheit bereits ein Injektormodell zu modellbasierten Injektorregelung aufweisen. So lässt sich bereits teilweise eine Auswertung von Injektordaten lokal vornehmen. Vorteilhaft weist die lokale Logik und Speichereinheit auch ein Diagnosemodell zur modellbasierten Diagnose und/oder Auswertung von Injektordaten auf. Dies kann beispielsweise Paritätsgleichungen, Beobachter- oder Parameterschätzverfahren umfassen. Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung hat es sich bewährt, die lokale Logik-und Speichereinheit an eine lokale Drucksensorik zu koppeln. Bevorzugt ist die Druckmesseinrichtung in Form eines Dehnungssensors gebildet. Der Dehnungssenor kann besonders bevorzugt in Form eines Dehnungsmessstreifens gebildet sein. Ein Dehnungsmessstreifen ist bevorzugt auf der Außenseite des Einzelspeichers angeordnet, wobei dem Einzelspeicher ein hydraulischer Widerstand unmittelbar zur Integration in die Hochdruckführung vorgeordnet oder nachgeordnet ist. Die Weiterbildung ist insbesondere bei einer Realisierung der Hochdruckführung mit einem Einzelspeicher und hydraulischem Widerstand zum Einzelspeicher mit ausreichend verlässlichen Rohdaten versehbar. Die Rohdaten haben -wie von der Weiterbildung erkannt- bereits eine derart hohe Signalqualität, dass eine lokale Logik- und Speichereinheit mit angemessenem Messaufwand bereits in die Lage versetzt ist, eine signifikante Auswertung vorzunehmen.
Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung des Common-Rail-Systems hat es sich bewährt, dass die Speichereinheit von der Logikeinheit trennbar ist. Dies hat den Vorteil, dass für ein Logiksystem einer dezentral verkeilten lokalen Elektronik in Kombina- tion mit einer zentralen Elektronik unterschiedliche bzw. unterschiedlich ausgelegte Speichereinheiten zur Verfügung stehen können. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass bei einer Trennung von Logikeinheit und Speichereinheit die Speichereinheit zum Verbleib an einer Hochdruckkomponente ausgebildet ist. Insbesondere hat sich die vorgenannte Weiterbildung als vorteilhaft erwiesen für den Fall einer Hochdruckkom- ponente in Form eines Injektors. Diese Maßnahme kann sich jedoch auch als vorteilhaft für eine Hochdruckkomponente in Form eines Einzelspeichers oder eines Rails erweisen. Im Rahmen dieser Weiterbildung wurde die Problematik erkannt, dass, insbesondere im Falle eines Injektors, gewisse Hochdruckkomponenten einer Alterung unterliegen und damit ihre Eigenschaften -die regelmässig für die Einspritzung relevant sind- verändern können. Derartige Veränderungen können über die lokale Logik- und Speichereinheit festgehalten und abgelegt werden. Dies kann vorteilhaft für ein sich auf die Alterung der Hochdruckkomponente einstellendes adaptives Elektroniksystem mit zentraler Elektronik und dezentral verteilter lokaler Elektronik genutzt werden. Problematisch ist darüber hinaus jedoch, wenn bei einer gealterten Hochdruckkomponente -wie einem Injektor oder einem Einzelspeicher oder gar einem Rail— ein Austausch erforderlich wird. In diesem Fall würden beispielsweise in einem Ringspeicher der lokalen Logik- und Speichereinheit für die Hochdruckkomponente noch diejenigen Daten vorliegen, welche für die gealterte Hochdruckkomponente relevant sind, wenn der Ringspeicher nicht mit ausgetauscht würde. Im Rahmen dieser Weiterbildung wurde erkannt, dass es besonders vorteilhaft ist, wenn für die Hochdruckkomponente relevante Identifikationsdaten und Informations- und/oder Diagnosedaten immer mit der Hochdruckkomponente mitgeführt und zur Verfügung stehen; dies in besonders vorteilhafter Weise im Speicher der mit der Hochdruckkomponente ausgewechselt wird und an die lokale Logikeinheit angeschlossen werden kann. Die auswechselbare lokale Speichereinheit kann also quasi mit den relevanten Daten für die Hochdruckkomponente -etwa in der Form eines elektronischen Daumenabdrucks— an das Logiksystem angekoppelt werden. So stehen Diagnosedaten wie Alterungsdaten, Stromverhalten oder dergleichen mit einer ausgewechselten oder eingewechselten Hochdruckkomponente zur Verfügung. Im Falle einer Auswechselung der Hochdruckkomponente -beispielsweise im Falle einer Auswechselung des Injektors oder des Einzelspeichers— kann dann dennoch für den vom Austausch betroffenen Zylinder ein auf die ausgetauschte Komponente abgestimmtes Einspritzverhalten adaptiert werden. Beispielsweise hat dies den Vorteil, dass problemlos ein Injektor von einem ersten Zylinder auf einen zweiten Zylinder getauscht werden kann, wobei die ausgetauschte Hochdruckkomponente dabei das für das Einspritzverhalten relevante Datenmaterial mitnimmt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschrei- bung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprü- chen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeich- nung; diese zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine mit einem Com- mon-Rail-System und einer Hochdruckkomponente mit einem Einzelspeicher sowie mit einer zentralen Elektronik und einer lokalen Logik-und Speichereinheit gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform; Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Verfahrens zur Messdatenermittlung und Auswertung bei einem Common-Rail-System für eine Brennkraftmaschine mit einer zentralen Elektronik und einer lokalen, d. h. dezentral verteilten, Anzahl von Logik-und Speichereinheiten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt beispielhaft ein im Wesentlichen analog zur eingangs genannten DE 10 2006 034 515 B3 ausgebildetes Common-Rail-System 100 mit einer elektronisch gesteuerten Brennkraftmaschine 1. Das Common-Rail-System 100 umfasst eine Niederdruckpumpe 2 zur Kraftstoffförderung aus einem Kraftstofftank 3, eine Saugdrossel 4 zur Festlegung eines Volumenstroms, eine Hochdruckpumpe 5 zur Förderung des Kraftstoffs unter Druckerhöhung zunächst in ein Rail 6. Der Kraftstoff wird vom Rail 6 weiter in einen für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine 1 vorgesehenen Einzelspeicher 7 zum Zwischenspeichern des vorgespannten Kraftstoffs gegeben und schließlich in einen Injektor 8 zum Einspritzen des Kraftstoffs in den Zylinder bzw. den Brennraum der Brennkraftmaschine 1 weiter gefördert.
Bei einem hier gezeigten System ist der Kraftstoff im Einzelspeicher 7 ausreichend vorgespannt, um eine ausreichende Einspritzung in den Brennraum der Brennkraftmaschine 1 zu gewährleisten. Auch ist eine Rückkopplung von Störfrequenzen in das Rail 6 mit entsprechender Auslegung der Zulaufleitung vom Rail 6 zum Einzelspeicher 7 gedämpft, d. h. die Verbindungsleitung vom Rail 6 zum Einzelspeicher 7 besitzt einen entsprechend hohen hydraulischen Widerstand. Dieses System wird durch ein elektronisches Steuergerät (ADEC oder ECU) einer zentralen Elektronik 9 (mit einer zentralen Logik 1 1) als auch durch eine dezentral verteilte, lokale Elektronik 12 geregelt. Eine dezentral verteilte lokale Elektronik 12 umfasst eine Anzahl von jeweils lokal -am Ort der Datenentstehung- gebildeten Logik- und Speichereinheiten ACR, AE, AI die jeweils an jeweils einen Sensor 10, 20, 30 unmittelbar vor Ort angeschlossen sind.
Beispielhaft ist dazu das Common-Rail-System 00 der Fig.1 erläutert. Das elektronische Steuergerät der zentralen Elektronik 9 beinhaltet Bestandteile eines Mikrocomputersystems mit einer zentralen Logik 11 sowie Eingang und Ausgang 9.1 , 9.2 des elektronischen Steuergerätes der zentralen Elektronik 9; beispielsweise zur Bildung der zentralen Logik 11 einen Mikroprozessor sowie Puffer und Speicherbausteine (EEPROM, RAM) und I/O Bausteine zur Bildung von Eingang 9.1 und Ausgang 9.2. In den Speicherbau- steinen sind die für den Betrieb der Brennkraftmaschine 1 relevanten Betriebsdaten in Kennfeldern/Kennlinien appliziert. Über diese berechnet das elektronische Steuergerät der zentralen Elektronik 9 in der zentralen Logik 11 aus den am Eingang 9.1 anliegenden Eingangsgrößen EIN die am Ausgang 9.2 anliegenden Ausgangsgrößen AUS. In Fig. 1 sind exemplarisch folgende Eingangsgrößen dargestellt:
- ein bereits ausgewerteter Raildruck A(pCR), der mittels eines Rail-Drucksensors 10 gemessen und in einer lokalen Logik- und Speichereinheit ACR ausgewertet wurde,
- ein Drehzahlsignal nMot der Brennkraftmaschine 1 ,
- bereits ausgewertete Drucksignale A(pE) der Einzelspeicher 7, wobei Drucksignale pE der Einzelspeicher 7 bereits von diesen vor Ort zugeordneten jeweils lokalen Logik- und Speichereinheiten AE ausgewertet wurden.
Darüberhinaus gibt es in der hier beschriebenen Ausführungsform weitere Eingangsgrößen wie beispielsweise den Ladeluftdruck eines Turboladers und die Temperaturen der Kühl-/Schmiermittel und des Kraftstoffes sowie weitere Ausgangsgrößen, die nicht im Einzelnen dargestellt und pauschal unter EIN und AUS zu fassen sind. Konkret ist als Ausgangsgröße des elektronischen Steuergeräts der zentralen Elektronik 9 ein Signal PWM zur Steuerung der Saugdrossel 4 und ein leistungsbestimmendes Signal vE - beispielsweise eine Einspritzmenge zur Darstellung eines Sollmoments bei einer momentenbasierten Regelung- dargestellt. Die Ausgangsgröße AUS steht stellvertretend für die weiteren Stellsignale zur Steuerung und Regelung der Brennkraftmaschine 1.
Im Unterschied zur vorbekannten Common-Rail-Systemen wie sie zum Beispiel in DE 10 2006 034 515 B3 beschrieben ist, ist vorliegend somit eine lokale Messeinrichtung, nämlich hier ein Rail-Drucksensor 10 und ein Einzelspeicherdrucksensor 20 -und ein als Option zu verstehender Injektordrucksensor 30- jeweils mit einer lokalen Logik- und Speichereinheit ACR , AE -und optional AI- der dezentral verteilten lokalen Elektronik 12 gekoppelt—nämlich einer Rail-Logik- und Speichereinheit ACR und einer Einzelspeicherund Injektor-Logik- und Speichereinheit AE, AI. Von den Logik- und Speichereinheiten AE, AI kann nur eine vorgesehen sein, sodass eine von beiden optional ist. Die vorlie- gende Ausführungsform sieht nur die Einzelspeicher-Logik- und Speichereinheit AE vor, sodass die in Fig. 1 gezeigte Injektor-Logik- und Speichereinheit AI als Option zu verstehen ist. Die Logik- und Speichereinheiten ACR, AE sind jeweils ausgebildet, Messdaten des Common-Railsystems 100 lokal auszuwerten und zu speichern.
Vorliegend sind das konkret die Druckdaten eines Raildrucks pCR am Rail 6 sowie Druckdaten eines Einzelspeicherdrucks pE am Einzelspeicher 7. Die ausgewerteten Messdaten A(pE) und A(pCR) werden jeweils vom Ausgang der lokalen Logik und Speichereinheiten AE, ACR an das elektronische Steuergerät (ADEC oder ECU) der zentralen Elektronik 9 mit der zentralen Logik 11 über dessen Eingang 9.1 weitergeleitet.
In einer hier nicht gezeigten abgewandelten Ausführungsform ist es auch möglich, von einer lokalen Logik- und Speichereinheiten AI bereits ausgewertete Drucksignale A(pl) des Injektors 8 auf den Datenbus 13 zu geben, d.h. vom Ausgang der lokalen Logik und Speichereinheiten AI das elektronische Steuergerät (ADEC oder ECU) der zentralen Elektronik 9 mit der zentralen Logik 11 über dessen Eingang 9.1 weiterzuleiten.
Dem folgend ist die lokale Logik- und Speichereinheit AE integral mit dem Einzelspei- cherdrucksensor 20 in Form eines Dehnungsmessstreifens am Einzelspeicher 7 angeordnet. In einer Variante kann der Einzelspeicher 7 auch mit dem Injektor 8 in einem einzigen Gehäuse gebildet sein. Auch in dem Fall ist es vorgesehen, den Einzelspeicher- drucksensor 20 in Form eines Dehnungsmessstreifens direkt mit einer lokalen Logik- und Speichereinheit AE in integrierter Bauweise am Einzelspeicher 7 des Injektors vorzusehen. Analog ist die lokale Logik- und Speichereinheit ACR für das Rail 6 mit dem Raildrucksensor 10 am Rail 6 integriert.
Die in Fig. 1 dargestellte beispielhafte Ausführungsform folgt einem generellen System, wie es schematisch als Blockschaltbild in Fig. 2 dargestellt ist. Das Common-Railsystem 100 sieht für eine Brennkraftmaschine 1 eine kombinierte Steuerung aus der zentralen Elektronik 9 und einer dezentralen verteilten lokalen Elektronik 12 vor. Die dezentral verteilte lokale Elektronik 12 ist in integrierter Bauweise aus einer Anzahl von Messeinrichtungen M1 , M2 ... Mi und einer Anzahl von unmittelbar mit den Messeinrichtungen in integrierter Form untergebrachten Logik- und Speichereinheiten A1/S1 , A2/S2 ... Ai/Si gebildet. Beispielhaft ist wenigstens die Messeinrichtung M1 , M2 eine Druckmesseinrichtung mit einer integrierten Speicher- und Logikeinheit A1/S1 , A2/S2 zur Messung und Auswertung eines Einzelspeicherdrucks pE und eines Raildrucks pCR, die wie anhand von Fig. 1 erläutert funktionieren und dort mit AE, ACR bezeichnet sind. Die weiteren Messeinrichtungen Mi können anderer Art sein, beispielsweise eine Temperaturmesseinrichtung oder dergleichen umfassen und können ebenso jeweils mit einer lokalen Logik- und Speichereinheit Ai/Si integriert werden.
Der Systematik der Fig. 2 ist zu entnehmen, dass eine Messeinrichtung M1 , M2 bis Mi ausgelegt ist, eine Messung am Common-Rail-System 100 vorzunehmen, beispielsweise an einem Einzelspeicher (7 in F'ig.1), der hier als Komponente B1 aufgeführt ist oder an einem Rail (6 in Fig. 1) der hier als Komponente B2 aufgeführt ist oder einer anderen Komponente Bi des Common-Rail-Systems 100. Vorliegend ist in jedem Fall unmittelbar am Ort der Messeinrichtung M1 , M2 ... Mi eine lokale Logik- und Speichereinheit A1/S1 , A2/S2 ... Ai/Si mit der Messeinrichtung integriert. Die Logik- und Speichereinheit A1/S1 , A2/S2 ... Ai/Si ist jeweils bereits in der Lage, ein von jeder der Messeinrichtungen M1 , M2 bis Mi geliefertes Messsignal auszuwerten und zu speichern.
Beispielsweise können -im Falle eines Speichers S1 oder S2- Injektor- oder Rail- individuelle Daten wie z. B. Herstellerinformation, Abnahmedaten und Einstellungen im lokalen Speicher S1 , S2 gespeichert werden und zur weiteren Auswertung durch die Logikeinheit A1 , A2 herangezogen werden. Solche und andere Informationen I können für jede der Komponenten Bi des Common-Rail-Systems 100 zur Verfügung stehen. Darüberhinaus können Diagnosedaten D individuell für jeden Komponenten B, dezentral erfasst und in einem Speicher Si gespeichert werden. Insbesondere in einem Fehlerfall kann ein letzter Satz von Diagnosedaten in einen Speicher Si -etwa als Ringspeicher ausgebildet— bereitgestellt werden. So kann auf vergleichsweise einfache Weise eine Datenlogger-Funktion L über die Betriebszeit einer Komponente Bi zur Verfügung gestellt werden.
In Bezug auf das konkret in Fig. 1 dargestellte System ist im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung zusätzlich oder alternativ zum Einzelspeicherdrucksensor 20 ein Injektordrucksensor 30 vorgesehen, der ganz ähnlich wie eine zuvor erläuterte lokale Logik- und Speichereinheit AE für den Einzelspeicher 7 oder eine lokale Logik- und Speichereinheit ACR für den Rail 6 ausgelesen werden kann. Im Folgenden kann für den Injektor und den am Injektor vorgesehenen Drucksensor 30, in Form eines Dehnungsmessstreifens, eine lokale Logik- und Speichereinheit AI vorgesehen sein. Deren Auslegung kann grundsätzlich nach dem gleichen Prinzip erfolgen wie für die Logik- und Speichereinheit AE und ACR.
Vorliegend weist die Logik- und Speichereinheit AE und/oder AI eine Speichereinheit S und eine Logikeinheit A auf, wobei die Speichereinheit S von der Logikeinheit A getrennt werden kann. Die Speichereinheit S ist dazu zum Verbleib am Injektor bzw. Einzelspeicher vorgesehen. D. h. die Speichereinheit S der Logik- und Speichereinheit AI kann mit dem Injektor 8 und dem Dehnungsmessstreifen 30 ausgewechselt werden bzw. die Speichereinheit S der Logik- und Speichereinheit AE kann mit dem Einzelspeicher 7 und dem Dehnungsmessstreifen 20 ausgewechselt werden . Dies kann sich im Rahmen einer Alterung des Injektors 8 und/oder Einzelspeichers 7 als erforderlich erweisen. Ähnliche Austauschvorgänge wie bei einem Injektor 8 können also bei Alterung eines Einzelspeichers 7 durch Austausch des Einzelspeichers 7 mit Drucksensor 20 und Speicher S erfolgen. Ein ähnlicher Austauschvorgang kann auch für das Rail 6 mit Drucksensor 10 und Speicher S betreffend die Logik- und Speichereinheit ACR erfolgen; diesmal unter Trennung des Speichers S von der Logikeinheit A der Logik- und Speichereinheit ACR.
Dies hat den Vorteil, dass mit einer ausgetauschten Hochdruckkomponente, d.h. vorliegend mit einem ausgetauschten Injektor 8 (oder einem ausgetauschten Einzelspeicher 7 oder einem ausgetauschten Rail 6) auch die das Einspritzverhalten mitbestimmenden Daten für Alterungsvorgänge und Stromverhalten der entsprechenden Hochdruckkomponente in den an der Hochdruckkomponente vorhandenen Speicher S mit ausgetauscht bzw. mit eingetauscht werden. D. h. die Hochdruckkomponente wird mit dem dort vor- handenen Sensor 10, 20, 30 und Speicher S an das Logiksystem aus dezentral verteilter lokaler Elektronik 12 und zentraler Elektronik 11 angeschlossen. In dem Fall kann das Logiksystem somit unmittelbar mit den aktuellen Diagnosedaten D der Hochdruckkomponente arbeiten. Das Common-Rail-System 100 erweist sich somit als adaptiv; dies selbst im Falle, dass Hochdruckkomponenten wie ein Injektor 8, ein Einzelspeicher 7 oder ein Rail 6 ausgetauscht werden.
Die Kommunikation zwischen einer zentralen Elektronik 9 und der dezentral verteilten lokalen Elektronik 12 -beispielsweise einer Logik- und Speichereinheit AI, AE oder ACR mit der zentralen Logik 1 1-- erfolgt dabei in der Weise, dass bei Betrieb des Common- Rail-Systems 100 Messdaten wie der Druckverlauf an einem Injektor 8 oder an einem Einzelspeicher 7 an die zentrale Elektronik 9 unter Auswertung durch die Logikeinheit A übergeben werden, d. h. in ausgewerteter Form A(pl), A(pE), A(pCR). Gleichermaßen werden die entsprechenden Daten oder für den Druckverlauf relevante Daten in der Speichereinheit S der Hochdruckkomponente - also z.B. in einer Speichereinheit S der Logik- und Speichereinheit AE und ACR und AI abgelegt.
Wird nun eine Hochdruckkomponente z.B. ein Injektor 8 oder ein Einzelspeicher 7 ausgetauscht oder an einen anderen Ort, beispielsweise an einen anderen Zylinder der Brennkraftmaschine gesetzt, nimmt diese Hochdruckkomponente die relevanten für den Einspritzvorgang maßgeblichen Diagnosedaten in der mit ausgetauschten Speichereinheit S mit. Dies gilt auch für eine neu eingesetzte Hochdruckkomponente. Nach dem Einsetzen stehen dem Logiksystem aus dezentral verteilter lokaler Elektronik 12 und zentraler Elektronik 9 somit zur Steuerung und Regelung auch alterungsbedingte Entwicklungen beschreibende, für die Hochdruckkomponente charakteristische, individuelle Messdaten zur Verfügung und können zur Steuerung und Regelung des Gesamtsystems genutzt werden. Insbesondere kann ein von der zentralen Elektronik 9 an die dezentral verteilte lokale Elektronik 12 gegebenes Zeitsignal zur Initiierung eines Einspritzvorgangs auch beim Austausch von Hochdruckkomponenten so erfolgen, dass dieses auf die gegebenenfalls individuellen Eigenschaften des Injektors 8 oder des Einzelspeichers 7 abgestimmt ist; wobei die individuellen Eigenschaften den Druckverlauf beeinflussen können.
Die so realisierte dezentral verteilte lokale Elektronik 12 aus Messeinrichtung M1 , M2 bis Mi und lokaler Logik- und Speichereinheit A1/S1 , A2/S2 ... Ai/Si für jede der Komponenten Bi hat den Vorteil, dass vergleichsweise kurze Sensorleitungen zwischen einem Sensor der Messeinrichtung Mi und einer lokalen Logik- und Speichereinheit Ai/Si mög- lich sind. Dies erlaubt z. B. eine hohe Abtastfrequenz durch die lokale Logik- und Speichereinheit -nämlich in Fig.1 die AE, ACR-, die hier mit A1/S1 , A2/S2 bezeichnet sind, bei dennoch guter Signalqualität. Eine Reduzierung der Signalqualität (Signal- Rauschabstand) aufgrund eines längeren Kabelbaums ist damit vermieden. Erst ein ausgewertetes und entsprechend aufbereitetes Signal der dezentral verteilten lokalen Elektronik 12 -wie beispielsweise ein ausgewerteter Einzelspeicherdruck A(pE) oder ein ausgewerteter Raildruck A(pCR)- werden an die zentrale Elektronik 9, bzw. deren Steuergerät (ECU oder ADEC) gesendet. Dies hat den Vorteil, dass eine Datenlast auf dem Datenbus 13 reduziert ist. Umgekehrt ermöglicht das vorliegende System auch auf der Ausgangsseite des elektronischen Steuergeräts der zentralen Elektronik 9 mit der zentralen Logik 1 1 eine dem gleichen Prinzip folgenden Realisierung einer dezentral verteilten lokalen Elektronik 12. Dies kann beispielsweise auch für ein leistungsbestimmendes Signal vE realisiert werden, das zunächst in einer lokalen Logik- und Speichereinheit Aj/Sj aufbereitet wird und dann über einen Aktuator j der Komponente Systembaustein Bi zugeführt wird.
Beispielsweise kann einer Logik-und Speichereinheit Ai/Si , Aj/Sj ein entsprechendes Rechenmodell hinterlegt werden, mit dem eine modellbasierte Bausteinregelung, z. B. Injektorregelung oder ein entsprechendes Diagnoseverfahren möglich ist. Denkbar sind beispielsweise die Implementierung von Paritätsgleichungen, Beobachtersystemen und Parameterschätzverfahren etc. Auch lassen sich aufgrund den vergleichsweise geringen Sensor- und Aktuatorleltungen signalbasierte Diagnoseverfahren wie Frequenzanalysen oder dergleichen realisieren.
Insgesamt lässt sich mit der anhand von Fig. 2 erläuterten allgemeinen Systematik eine zylinderindividuelle Erfassung von Kraftstoffmengen, Einspritzverläufen, Leckagen, Temperaturen, Einspritzzeiten, Spritzbeginn und Spritzende mit höherer Signal- und Auswertequalität sowie zylinderindividuell mit hoher Verlässlichkeit realisieren.
Eine kombinierte Architektur von elektronischem Steuergerät (ADEC, ECU) -als zentrale Elektronik 9 mit zentraler Logik 11 und dezentral verteilter lokaler Elektronik 12 beispielsweise mit den genannten lokalen Logik- und Speichereinheiten ACR, AE , Al-ermöglicht so eine verbesserte zeitliche Synchronisierung des Common-Rail-Systems 100 auf die Brennkraftmaschine 1. So haben u.a. die zentrale Elektronik 9 und die Injektoren 8 oder das Rail 6, wie sie durch die Komponenten B1 , B2, symbolisiert sind, die gleiche Zeitba- sis. Das Erfordernis einer genauen Kenntnis eines Kurbelwinkels beispielsweise für einen Injektor 8, einen Einzetspeicher 7 oder ein Rail 6 ist dabei von geringerer Priorität als bisher.
Bezugszeichenliste
1 Brennkraftmaschine
2 Niederdruckpumpe
3 Kraftstofftank
4 Saugdrossel
5 Hochdruckpumpe
6 Rail
7 Einzelspeicher
8 Injektor
9 zentrale Elektronik mit Steuergerät (Advanced Diesel Engine Control oder Electronic Control Ljnit
9.1 , 9.2 Eingang, Ausgang des elektronischen Steuergeräts der zentralen
Elektronik
10 Rail-Drucksensor
11 zentrale Logik der zentralen Elektronik
12 dezentral verteilte, lokale Elektronik
13 Datenbus
20 Einzelspeicherdrucksensor
30 Injektordrucksensor
100 Common-Railsystem zur Kraftstoffeinspritzung
AE lokale Logik- und Speichereinheit für Einzelspeicher
ACR lokale Logik- und Speichereinheit für Rail
AI lokale Logik- und Speichereinheit für Injektor
pE Einzelspeicherdruck
pl Injektordruck
pCR Raildruck E leistungsbestimmendes Signal, beispielsweise eine Einspritzmenge nMot Drehzahlsignal der Brennkraftmaschine
A(pE) ausgewerteter Einzelspeicherdruck
A(pl) ausgewerteter Injektordruck
A(pCR) ausgewerteter Raildruck
A1. A2 Speicher
I Informationen
D Diagnosedaten
L Datenlogger
Mi Messeinrichtung
Mj Aktuator
B1 , B2, Bi, Bj Komponenten des Systems
S, Si Speichereinheit
A, Ai Logikeinheit

Claims

Ansprüche
1. Common-Rail-System (100) für eine Brennkraftmaschine (1), mit:
- einem Rail (6) für Kraftstoff und einem über eine Hochdruckführung fluid- verbunden angeschlossenen Injektor (8) zur Injektion des Kraftstoffs in einen
Arbeitsraum der Brennkraftmaschine (1 ), wobei die Hochdruckführung eine Hochdruckkomponente mit einem Einzelspeicher (7) aufweist, und
- die Hochdruckführung und/oder der Rail (6) eine Druckmesseinrichtung (10, 20, 30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Druckmesseinrichtung mit einer lokalen Logik- und Speichereinheit (AE,
ACR, AI) einer dezentral verteilten lokalen Elektronik (12) gekoppelt ist, die ausgebildet ist, Messdaten der Druckmesseinrichtung, insbesondere Injektordaten und/oder Raildaten, lokal auszuwerten und zu speichern, und
- die Druckmesseinrichtung unter Zwischenschaltung der lokalen Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) über einen Bus an die zentrale Elektronik (9) angeschlossen und die lokale Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) in Kombination mit der zentralen Elektronik (9) zur Steuerung und/oder Regelung des Common-Rail-System (100) für die Brennkraftmaschine (1 ) ausgelegt ist.
2. Common-Rail-System (100) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmesseinrichtung eine Anzahl von Drucksensoren (10, 20, 30) aufweist, wobei jeweils einem Drucksensor (10, 20, 30) jeweils eine lokale Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) zugeordnet ist und die Anzahl von lokalen Logik- und Speichereinheiten über einen Datenbus (13) an die zentrale Elektronik (9) ange- schlössen ist.
3. Common-Rail-System (100) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) einen Ringspeicher aufweist, der ausgebildet ist, jeweils letzte Injektordaten vor einem Fehlerfall permanent, insbesondere bis zu einer Freigabe nach dem Fehlerfail, zu sichern.
Common-Rail-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine erste lokale Logik- und Speichereinheit (AE, AI) ein Injektormodell zur modellbasierten Injektorregelung und/oder eine zweite lokale Logik- und Speichereinheit (ACR) ein Railmodell zur modellbasierten Railregelung vorsieht.
Common-Rail-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass eine lokale Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) ein Diagnosemodell zur modellbasierten Diagnose und/oder Auswertung von Messdaten, insbesondere eines Einzelspeichers (7), Injektors (8) und/oder Rails (6) vorsieht.
Common-Rail-System (100) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Diagnosemodell eine oder mehrere der Verfahrenskomponenten enthält, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Signal- oder modellbasierten Diagnoseverfahren, insbesondere Paritätsgleichungen, Beobachterverfahren oder Parameterschätzverfahren.
Common-Rail-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) ausgebildet ist, ein signalbasiertes Auswerte- und/oder Diagnoseverfahren durchzuführen, insbesondere eine Frequenzanalyse eines Messsignals.
Common-Rail-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (10, 20, 30) als ein Dehnungssensor, insbesondere in Form eines Dehnungsmessstreifens gebildet ist.
Common-Rail-System (100) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Drucksensor (AE) auf der Außenseite einer Wandung eines Einzelspeichers (7), und/oder
ein zweiter Drucksensor auf der Außenseite einer Wandung eines Injektors (8), und/oder
ein dritter Drucksensor (ACR) auf der Außenseite einer Wandung des Rails (6) angeordnet ist, insbesondere wobei dem Einzelspeicher (7) ein hydraulischer Widerstand unmittelbar zur Integration in die Hochdruckführung vorgeordnet oder nachgeordnet ist.
10. Common-Rail-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckkomponente in Form eines Injektors (8) oder eines Einzelspeichers (7) oder eines Injektors (8) mit integriertem Einzelspeicher (7) gebildet ist.
1 1. Common-Rail-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) eine Logikeinheit (A, Ai, Aj) und eine Speichereinheit (S, Si, Sj) aufweist, wobei die Speichereinheit (S, Si, Sj) von der Logikeinheit (A, Ai, Aj) trennbar ist.
12. Common-Rail-System (100) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinheit (S, Si, Sj) bei einer Trennung von der Logikeinheit (A, Ai, Aj) zum Verbleib an der Hochdruckkomponente ausgebildet ist, insbesondere mit der Hochdruckkomponente auswechselbar ausgebildet ist.
13. Brennkraftmaschine (1 ) mit einem Common-Rail-System (100), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einer elektronischen Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Brennkraftmaschine (1), welche eine zentrale Elektronik (9) und eine lokale Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) aufweist, die über einen Datenbus (13) verbunden sind, wobei die zentrale Elektronik (9) zum Empfang eines Auswertesignals für bereits von der lokalen Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) ausgewerteten Messdaten eines Drucksensors (10, 20, 30) ausgelegt ist.
14. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass eine erste lokale Logik- und Speichereinheit (AE) einen Signal-Eingang aufweist, der mit einem Signal-Ausgang eines Drucksensors (20) am Einzelspeicher (7) signalverbunden ist, wobei der Drucksensor (20) zur Messung des Drucks des Einzelspeichers (7) ausgelegt ist, und/oder
eine zweite lokale Logik- und Speichereinheit (AI) einen Signal-Eingang aufweist, der mit einem Signal-Ausgang eines Drucksensors (30) an einem Injektor (8) signalverbunden ist, wobei der Drucksensor (30) zur Messung des Drucks des Injektors (8) ausgelegt ist, und/oder
eine dritte lokale Logik- und Speichereinheit (ACR) einen Signal-Eingang aufweist, der mit einem Signal-Ausgang eines Drucksensors (10) am Rail (6) signalverbunden ist, wobei der Drucksensor (10) zur Messung des Drucks des Rails (6) ausgelegt ist.
15. Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine (1 ), insbesondere nach Anspruch 13 oder 14, welche Einrichtung sowohl zur lokalen Verarbeitung von Messdaten einer Druckmesseinrichtung für den Druck eines Einzelspeichers (7) und/oder Injektors (8) und/oder Rails (6) unter Bildung wenigstens eines Auswertesignals und zum zentralen Empfang des wenigstens einen Auswertesignals (A(pE), A(pCR)) für bereits ausgewertete Messdaten der Druckmesseinrichtung ausgelegt ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 15 gekennzeichnet durch eine zentrale Elektronik (9) mit einem Signal-Eingang, der über einen Datenbus (13) zur Signalverbindung mit einem Signal-Ausgang einer lokalen Logik- und Speichereinheit (AE, ACR) verbunden ist, wobei die lokale Logik- und Speichereinheit (AE, ACR) mit dem Drucksensor (10, 20) gekoppelt ist.
17. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine (1), mit einem Common-Rail-System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mittels einer elektronischen Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung, wobei während eines Messintervalls ein Druck des Einzelspeichers (7) und/oder Injek- tors (8) und/oder Rails (6) erfasst und gespeichert wird und eine signifikante Änderung des Drucks zur Steuerung eines Einspritzbeginns oder eines Einspritzendes verwendet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Druck des Einzelspeichers (7) und/oder Injektors (8) und/oder Rails (6) über jeweils einen Drucksensor (10, 20, 30), insbesondere am Einzelspeicher (7), unmittelbar nach oder vor einem hydraulischen Widerstand der Hochdruckführung, gemessen wird und
- in jeweils einer mit dem Drucksensor (10, 20, 30) gekoppelten lokalen Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) einer dezentral verteilten lokalen Elektronik (12) ausgewertet wird, und
- nur ausgewertete Daten auf den Datenbus (13) zu einer Logik (11) einer zentralen Elektronik (9) der elektronischen Einrichtung gegeben werden.
18. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Tausch einer Hochdruck- komponente, insbesondere eines Einzelspeichers (7) und/oder einer Injektors (8) und/oder eines Rails (6), eine von einer Logikeinheit (A, Ai, Aj) trennbare Spei- chereinheit (S, Si, Sj) der Logik- und Speichereinheit (AE, ACR, AI) an der Hochdruckkomponente, insbesondere am Einzelspeicher (7) und/oder am Injektor (8) und/oder am Rail (6), verbleibt.
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