WO2016128011A1 - Cylinder pressure module for an internal combustion engine, internal combustion engine, and method for operating an internal combustion engine - Google Patents

Cylinder pressure module for an internal combustion engine, internal combustion engine, and method for operating an internal combustion engine Download PDF

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WO2016128011A1
WO2016128011A1 PCT/EP2015/002402 EP2015002402W WO2016128011A1 WO 2016128011 A1 WO2016128011 A1 WO 2016128011A1 EP 2015002402 W EP2015002402 W EP 2015002402W WO 2016128011 A1 WO2016128011 A1 WO 2016128011A1
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cylinder
cylinder pressure
internal combustion
combustion engine
pressure module
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PCT/EP2015/002402
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Albrecht Debelak
Aron Toth
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Mtu Friedrichshafen Gmbh
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    • F02D2041/285Interface circuits between sensors and control unit the sensor having a signal processing unit external to the engine control unit

Definitions

  • Cylinder pressure module for an internal combustion engine, internal combustion engine and
  • the invention relates to a cylinder pressure module for an internal combustion engine, a
  • Modern internal combustion engines have a multiplicity of different control devices, in particular a central engine control unit, as well as a plurality of individual control units set up for specific tasks and functions.
  • This may be, for example, a knock module for knock detection, a separate pressure analysis module for
  • Combustion chamber pressure analysis as well as a separate control device for recording characteristics for a classification act.
  • controllers are typically connected via a data bus to the central controller.
  • sensors which are operatively connected to the corresponding control units.
  • each cylinder of an internal combustion engine may be assigned a thermocouple, which may be used for cylinder failure detection.
  • knock sensors are also included in the control units.
  • Combustion chamber pressure analysis using a central, common to all cylinders control unit can be performed only with great technical and economic effort, provided that all cylinders must be recorded simultaneously and over a measuring window of 720 ° KW and evaluated.
  • the variety of control devices and sensors is costly and expensive, in particular, a cabling effort is immense.
  • the invention has for its object to provide a cylinder pressure module, an internal combustion engine and a method for operating such an internal combustion engine, said disadvantages do not occur.
  • the object is achieved by providing the subject matters of the independent claims.
  • Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
  • a cylinder pressure module for a
  • cylinder pressure module is arranged to be arranged in the region of a cylinder pressure module associated with the cylinder
  • the cylinder pressure module has a pressure detection device, which is set up for the time and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder.
  • the cylinder pressure module has a pressure detection device, which is set up for the time and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder.
  • Pressure course analysis device which is set up to analyze the detected
  • the cylinder pressure module has, in particular, a network device which is set up to connect the cylinder pressure module to a control unit of the
  • the cylinder pressure module it is possible by the cylinder pressure module to reduce the variety of ECUs and cabling overhead on a Brenrikraftmaschine. This is because the cylinder pressure module itself has a pressure curve analysis device, so that it can independently analyze a detected combustion chamber pressure for the cylinder assigned to it. So it does not require a central controller for the pressure curve analysis.
  • Network device it is particularly possible to assign each cylinder of an internal combustion engine, a separate cylinder pressure module, the cylinder pressure modules can be preferably connected to each other to form a network.
  • Each of the cylinder pressure modules is arranged to provide a combustion chamber pressure analysis for its associated cylinder
  • Pressure course analysis module can be omitted. Since each of the cylinder pressure modules only performs a pressure curve analysis for the cylinder assigned to it, it is readily possible to increase the pressure during the entire working cycle of the cylinder, in particular above 720 ° crank angle in a four-stroke engine - with 720 ° crank angle per cycle analyze and evaluate. Based on the recorded and analyzed
  • Combustion chamber pressure can be obtained a variety of information and / or diagnostics on the cylinder, in particular a very accurate cylinder failure detection and also very accurate knock detection can be performed. Therefore, you can
  • Cylinder pressure modules transmitted to the central control unit data can be used in the central control unit.
  • the cylinder pressure module can contribute to a constant power of the internal combustion engine over its lifetime, a consumption optimization, a motor protection function, a diagnosis and / or a fault detection. Since the cylinder pressure module can replace a plurality of sensors and controllers, assembly of the internal combustion engine is simplified, and cabling work is drastically reduced.
  • the decentralization of the calculation steps performed by the cylinder pressure module, in particular the pressure profile analysis, has the advantage that the computing power of the
  • Cylinder pressure modules do not have to be shared with other cylinders. Thus, the full computing power and the full memory of a cylinder pressure module are available only for the one, this cylinder pressure module specifically assigned cylinder. This allows a full record of the working cycle of the cylinder, that is, in particular over 720 ° crank angle in a four-stroke engine. This has the advantage that the central control unit and / or the engine management system, for example, can respond immediately to critical events such as knocking work cycles.
  • a particular advantage also results in the following manner: Depending on the operating state of the internal combustion engine - for example, start, idle, normal operation, overspeed - the central controller can only request those calculated from the combustion chamber pressure characteristics of the individual cylinder pressure modules, the current and in particular
  • the cylinder pressure module calculates all relevant values, wherein optionally a selection of values can be interrogated by the control device, in particular operating point-dependent.
  • Internal combustion engine has only eight cylinders, a device can be used, which is also adapted for an internal combustion engine with twenty cylinders. It is obvious that with the aid of the cylinder pressure module, in particular smaller internal combustion engines with a smaller number of cylinders can now be represented less expensively than is possible with a central control unit for pressure profile analysis.
  • the cylinder pressure module is also configured to pass a
  • the cylinder pressure module preferably has an individual storage pressure interface to a corresponding individual storage pressure sensor or an integrated one
  • the pressure curve analysis device - which is preferably designed generally as a computing device - is in this case also set up for the detection and evaluation of the measured by means of the single accumulator pressure sensor
  • the cylinder pressure module is preferably used for all types of internal combustion engines, in particular for diesel engines, gas engines, dual-fuel engines (BiFuel or dual-fuel) and other engine types. In a preferred embodiment of the cylinder pressure module is provided that this can be arranged on a cylinder head of an internal combustion engine, in particular mountable. Alternatively or additionally, it is preferably provided that the cylinder pressure module in the cylinder head of the internal combustion engine can be arranged, in particular mountable. In this way it is possible to arrange the cylinder pressure module in the immediate spatial vicinity of the cylinder assigned to it, in particular on the cylinder assigned to it.
  • Single storage pressure sensor can then be very short and thus made immune to interference.
  • the cylinder pressure module is set up for the time and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure means, in particular, that it is set up to detect the combustion chamber pressure as a function of a time parameter, a crankshaft angle, also referred to as crank angle, and / or a camshaft angle, also referred to as cam angle , It is possible that a time value or time parameter is predetermined by the central control unit of the internal combustion engine and transmitted to the cylinder pressure module.
  • Clutch angle is preferably detected by a crankshaft sensor, transmitted by the latter to the central control unit, and in turn from the central control unit to the
  • a cam angle is preferably by a
  • the cylinder pressure module is configured to detect the combustion chamber pressure as a function of the crank angle. It is possible for the cylinder pressure module to be configured to detect the combustion chamber pressure as a function of the cam angle if the crank angle signal can no longer be detected or received due to a technical defect. In this respect, the cylinder pressure module is preferably set up to be dependent on a crank angle
  • the pressure curve analysis device is preferably designed as a computing device, wherein the computing device is in particular configured to analyze the detected combustion chamber pressure.
  • the Computing device is set up for other functions, for example, for a single memory pressure detection, in particular for detecting a start of injection, a
  • the cylinder pressure module-in particular the pressure curve analysis device- is preferably set up to evaluate a combustion course and / or a heating course of the cylinder. Additionally or alternatively, the cylinder pressure module - in particular the pressure curve analysis device - is preferably set up for knock detection on the basis of the detected combustion chamber pressure, to one
  • failure detection of the cylinder and / or to a torque calculation It is possible that the analysis of the detected combustion chamber pressure additionally or alternatively includes further evaluations.
  • the network device preferably has a data interface, in particular a standardized interface and preferably a uniform system interface, which is in particular configured for connecting a communication line.
  • a data interface in particular a standardized interface and preferably a uniform system interface, which is in particular configured for connecting a communication line.
  • This may be, for example, a standardized data bus. That's the way it is
  • Cylinder pressure module readily usable with a variety of different control devices, especially if they also have a uniform and / or standardized interface for connection to the communication line.
  • An embodiment of the cylinder pressure module is preferred, which is characterized in that the pressure detection device is a pressure signal interface to a
  • Pressure sensor has.
  • the pressure sensor is preferably separate from the
  • the pressure detection device has a standardized pressure signal interface, which is provided with a plurality of different
  • Pressure sensors in particular with pressure sensors from different manufacturers, can be used. Such pressure sensors are typically calibrated internally, so there is no specific one
  • the pressure detection device has a built-in pressure sensor electronics in the cylinder pressure module. In this case that is
  • Cylinder pressure module preferably operatively connected to a simple pressure measuring cell, the self has no electronics for the evaluation of the measured pressure signal. Rather, then this electronics part of the pressure detection device.
  • Cylinder head are screwed, which can be operatively connected to each other when screwing the cylinder pressure module behind the pressure sensor, in particular by a plug connection is realized.
  • An exemplary embodiment of the cylinder pressure module is also preferred, which is characterized in that the pressure curve analysis device is set up to analyze the combustion chamber pressure, which is detected by time and / or angle, over an entire cycle of the associated cylinder.
  • the pressure curve analysis device is set up to analyze the time and / or angle dependent detected combustion chamber pressure curve over 720 ° crank angle in a four-stroke engine.
  • the pressure-course analysis device is preferably set up for selecting a measurement window for the pressure profile and / or an evaluation window for evaluating the pressure profile.
  • smaller crank angle ranges than the total operating cycle of the cylinder for detecting and / or analyzing the combustion chamber pressure profile can be selected.
  • the pressure curve analysis device is preferably set up for setting a sampling frequency for the detection of the combustion chamber pressure profile.
  • An embodiment of the cylinder pressure module is preferred, which is characterized in that the network device is set up to assign its own address for the cylinder pressure module.
  • the cylinder pressure module is particularly preferred
  • an identical address in which they can all be parameterized in particular by the central control unit.
  • the cylinder pressure modules Only after this common parameterization, in which the cylinder pressure modules from the central control unit global parameters of Receive internal combustion engine received received, the cylinder pressure modules preferably perform a Zünd Technologypositionsbetician for their associated cylinders and then assign themselves to the position corresponding node number. With this node number, each specific cylinder pressure module now has its own address under which it can send data to the central control unit and via the central control unit
  • a Zünd Heidelbergpositionsbeige is preferably carried out at each engine start.
  • the central control unit checks whether the initial parameters in the individual cylinder pressure modules have changed. Any exchange of cylinder pressure modules on the internal combustion engine can be detected.
  • An embodiment of the cylinder printing module is also preferred, which is characterized by an analysis interface which is set up for connecting a peripheral
  • Analyzer in particular an indexing system and / or an oscilloscope.
  • Analysis interface is provided in addition to the network device, so that a
  • Cylinder pressure module with a communication line in particular with a central control unit and / or with other cylinder pressure modules, can be set.
  • This additional analysis interface is very advantageous because the cylinder pressure module can thus be used in particular as a sensor on a test bench, without additional, more expensive test bench sensors must be provided for evaluation by an indexing system. Thus, otherwise conventional charge amplifiers can be omitted.
  • the analysis interface offers the following advantages: No further, very complicated to be constructed indexing holes in the cylinder head are required, and an elaborate and interference-prone wiring, which would be necessary without the analysis interface by splitting the combustion chamber pressure signal, can be dispensed with. The splitting had so far with all the resulting disadvantages in cylinder heads with only one
  • Test bench applications is sufficient so that it requires no more accurate test bench sensors.
  • an oscilloscope directly to the cylinder pressure module is particularly beneficial for service employees in the field of application.
  • the Cylinder pressure signals can be directly displayed with minimal effort and evaluated by the service employee.
  • an oscilloscope can also be connected to the analysis interface on a test bench, in particular if no
  • the analysis interface is preferably an analog interface. This enables a particularly simple connection of external devices such as an indexing system and / or an oscilloscope. In this case, the
  • Analysis interface preferably two contacts, namely a signal contact and a ground contact.
  • the object is also achieved by providing an internal combustion engine with at least one cylinder, wherein the at least one cylinder is associated with a cylinder pressure module according to one of the previously described embodiments.
  • the cylinder pressure module is in particular designed for arrangement in the region of the cylinder of the internal combustion engine assigned to it, wherein it has a pressure detection device, configured for time and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder and a pressure curve analysis device, configured for analyzing the detected combustion chamber pressure, and also a network device which is set up to connect the cylinder pressure module with a control unit of the internal combustion engine and / or with a further cylinder pressure module.
  • the at least one cylinder pressure module is by means of
  • the control unit of the internal combustion engine is preferably a central one
  • Engine control unit also referred to as engine control unit (ECU).
  • ECU engine control unit
  • An internal combustion engine having at least two cylinders is also preferred, wherein each of the cylinders is assigned a separate cylinder pressure module.
  • the cylinder pressure modules of the cylinders are preferably connected to one another by means of their network devices and to the control unit of the internal combustion engine.
  • An exemplary embodiment of the internal combustion engine is preferred, which is characterized in that the at least one cylinder pressure module and the control unit are connected to one another via a communication line.
  • the communication line preferably has a data bus, a time and / or angle signal bus and at least one supply line for supplying the cylinder pressure modules with electrical power.
  • the internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating engine.
  • the internal combustion engine is used to drive in particular heavy land or water vehicles, such as mine vehicles, trains, the internal combustion engine is used in a locomotive or a railcar, or ships. It is also possible to use the internal combustion engine to drive a defense vehicle, for example a tank.
  • An embodiment of the internal combustion engine is preferably also stationary, for example, for stationary
  • the internal combustion engine in this case preferably drives a generator.
  • Internal combustion engine in the field of promotion of fossil raw materials and in particular fuels, for example oil and / or gas possible. It is also possible to use the internal combustion engine in the industrial sector or in the field of construction, for example in a construction or construction machine, for example in a crane or an excavator.
  • Internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine, as a gasoline engine, as a gas engine for operation with natural gas, biogas, special gas or other suitable gas.
  • the internal combustion engine when designed as a gas engine, it is suitable for use in a cogeneration plant for stationary power generation.
  • the object is also achieved by a method for operating an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine according to one of the previously described
  • Embodiments wherein an internal combustion engine is operated with at least one cylinder, the at least one cylinder is associated with a cylinder pressure module according to one of the embodiments described above, wherein the at least one cylinder pressure module by means of its network device with the control unit of
  • Bennennkraftmaschine is connected, wherein by the at least one cylinder pressure module, a BTennraumdruck in the at least one cylinder is detected and analyzed, wherein data, Parameter and / or characteristic values are exchanged between the at least one cylinder pressure module and the central control unit.
  • An embodiment of the method is preferred in which an internal combustion engine is operated with at least two cylinders, wherein each of the cylinders is a separate one
  • Cylinder pressure module according to one of the embodiments described above is assigned, wherein the cylinder pressure modules are connected by means of their network devices with each other and with the control unit of the internal combustion engine, wherein the cylinder pressure modules separately each a combustion chamber pressure in the associated cylinder is detected and analyzed, wherein data, parameters and / or Characteristic values are exchanged between the cylinder pressure modules and the central control unit. It is preferably provided that the at least one cylinder pressure module of the
  • Controller receives a time and / or angle parameters, in particular a crank angle signal and / or a cam angle signal receives, where it determines the combustion chamber pressure profile in the associated cylinder in dependence on the time and / or angle parameters, in particular the crank angle and / or the cam angle.
  • the at least one cylinder pressure module automatically carries out an analysis of the detected combustion chamber pressure profile and transmits at least one result resulting from the analysis to the central one
  • the at least one cylinder pressure module is supplied by the central control unit with a supply voltage.
  • An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that at least one parameter that is characteristic of the internal combustion engine is transmitted to the at least one cylinder pressure module, in particular all cylinder pressure modules, from the control unit. This has the advantage that the cylinder pressure modules can be configured completely independently of the specific internal combustion engine in which they are used.
  • Internal combustion engine and an initialization of the central control unit is preferably a - especially unique - parameter download for all cylinder pressure modules, making them suitable for use in the specific internal combustion engine in which they are installed, be set up. Such an initialization is then preferably carried out again for the first time when a cylinder printing module is replaced or during a new installation.
  • the cylinder pressure modules automatically perform a recognition of a position of their associated cylinder in a firing order of the internal combustion engine and assign an address in the network formed by the cylinder pressure modules in dependence on the detected position.
  • the cylinder printing modules are able to automatically build a network, without the need for a central specification by the controller.
  • the cylinder pressure modules preferably detect, depending on the crank angle, the combustion chamber pressure profile of the cylinder assigned to them, in particular receiving an ignition table from the central control unit as parameters characteristic of the internal combustion engine. A pressure maximum occurring in the detected combustion chamber pressure curve can then be assigned to a current crank angle, wherein the
  • Cylinder pressure modules based on the ignition table can determine which cylinder within the firing order they are arranged. It is then easily possible that the
  • Cylinder pressure modules which otherwise initially preferably all have the same address, assign a separate node number for specifying their address.
  • This assignment preferably takes place initially during a first start of the internal combustion engine. Incidentally, it is preferably checked - in particular at a start of the internal combustion engine - on the basis of a healthy test lob, whether something has changed in the assignment of the cylinder pressure modules. Only if this check returns a change will a new one occur
  • Cylinder pressure module or reinstall the case.
  • the at least one parameter which the at least one cylinder pressure module receives from the control unit is preferably selected from a group comprising a piston diameter, a cylinder stroke, a connecting rod length, a compression ratio, a polytropic exponent, a crank angle gap to top dead center of the first
  • Cylinder in the firing order a scaling of cylinder pressure sensors, in particular given in pressure per electrical voltage, a thermodynamic loss angle, which is needed for the determination of top dead center, a measurement window - preferably in degrees I crank angle (° CA) - for a start and an end the combustion chamber pressure detection and / or the combustion chamber analysis, a resolution - preferably in degrees crank angle (° CA) - for a Brennraum horrer linear and / or a combustion chamber pressure analysis, a sampling frequency - preferably in kHz - for the combustion chamber pressure detection, a limit from which a certain function of the cylinder pressure module is to be triggered, and a Zündtabelle, in particular for determining and assigning a specific node number for the
  • Cylinder pressure modules Additionally or alternatively it can be transmitted as a parameter, which sales points to calculate and / or to be transmitted, for example 10%, 50% or 75%.
  • the at least one parameter is preferred after application of the operating voltage (ignition-on) and a start-up of the central control unit - and in particular before starting the internal combustion engine - from the central control unit to all of the
  • Cylinder pressure modules preferably calculate one-time from the transmitted parameters, in particular a cylinder volume and a stroke volume.
  • An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the at least one cylinder pressure module stores at least one cylinder-specific characteristic value in a non-volatile memory.
  • the characteristic value is preferably selected from a group consisting of a maximum peak pressure, an indicated mean pressure, a KJopfintenstician, a peak pressure gradient, and a number of load changes. These values are particularly interesting for maintenance or possibly occurring damage to the internal combustion engine.
  • the at least one individual cylinder characteristic value is stored in a non-volatile memory of the cylinder pressure module, for example, an aging of the individual cylinders are recorded, such data are retained, even if the central controller has a fault or is defective and
  • the at least one characteristic value is exchanged with the control unit, particularly preferably transmitted to a non-volatile memory of the control unit, so that it is present both in the control unit and in the cylinder pressure module.
  • the value is retained even if the cylinder pressure module, but not the control unit, has a defect and / or must be replaced.
  • a learning characteristic map of the central control unit is preferably used with the aid of the cylinder pressure module, so that the internal combustion engine can continue to be operated when a cylinder pressure module and / or the communication line to the central control unit fails.
  • the invention also includes a construction kit for an internal combustion engine, wherein the modular system has a cylinder pressure module, in particular a cylinder pressure module according to one of the embodiments described above.
  • the cylinder pressure module is uniform for all
  • Cylinder pressure module preferably uniform for all types of internal combustion engines, such as gas engines, diesel engines, dual-fuel engines, and other engines, as well as uniform for all injection systems, diesel injection systems, in particular for common rail systems, pump line-nozzle systems, and further preferably uniform for all gas systems.
  • the result is an extremely simple logistics, because the specific parameters for individual series on the parameters of the engine management determined and in particular are transmitted from the central control unit to the cylinder pressure modules. All cylinder pressure modules have only one
  • cylinder pressure module The description of the cylinder pressure module, the internal combustion engine, the modular box on the one hand and the method on the other hand are to be understood complementary to each other.
  • Cylinder pressure module the internal combustion engine and / or the kit.
  • Method steps which have been described explicitly or implicitly in connection with the cylinder pressure module, the internal combustion engine and / or the modular system are preferably individually or combined with one another Steps of a preferred embodiment of the method. This is preferably characterized by at least one method step, which is characterized by at least one feature of
  • Cylinder pressure module, the internal combustion engine and / or the kit is conditional.
  • Cylinder pressure module, the internal combustion engine and / or the kit draw / stands out preferably by at least one feature, which is due to at least one process step of a preferred embodiment of the method.
  • Figure 1 is a schematic detail of an embodiment of a
  • Figure 2 is a schematic representation of an embodiment of a
  • Figure 3 is a schematic representation of an embodiment of the method.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a
  • Cylinder pressure module 1 for a schematically indicated internal combustion engine 3, wherein the cylinder pressure module 1 is arranged to be arranged in the region of a
  • Cylinder pressure module 1 associated cylinder of the internal combustion engine 3, in particular on or in a cylinder head thereof.
  • the cylinder pressure module 1 has a
  • Pressure detection device 5 which is adapted to the time- and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder of the internal combustion engine 3.
  • time and / or angle-dependent detection means that the
  • Combustion chamber pressure can be detected by the pressure detection device 5 depending on a time and / or angle parameters, a crank angle and / or a cam angle of the internal combustion engine 3.
  • the cylinder pressure module 1 also has a pressure curve analysis device 7, which is set up to analyze the detected combustion chamber pressure.
  • the pressure curve analysis device 7 is set up to analyze the detected combustion chamber pressure.
  • the pressure curve analysis device 7 is alternatively or additionally preferably designed to a Knock detection and / or a cylinder failure detection for the cylinder pressure module 1 associated cylinder of the internal combustion engine 3 perform.
  • the cylinder pressure module 1 furthermore has a network device 9, which is set up to connect the cylinder pressure module 1 to a control unit 11 of the internal combustion engine 3, wherein the network device 9 is additionally set up here for connecting the
  • Cylinder pressure module 1 with at least one further, not shown in Figure 1
  • the control unit 11 is preferably set up as a central engine control unit (ECU).
  • ECU central engine control unit
  • the network device 9 preferably has an interface 13 for connection to the control unit 11 and preferably with at least one further cylinder pressure module.
  • the interface 13 is preferably set up for connection to a communication line 15, which may in particular have a standardized data bus.
  • Communication line 15 the cylinder pressure module 1 preferably by the control unit 1 1 with a supply voltage 17 and provided for the time and / or angle-dependent detection of the combustion chamber pressure, generalized time signal 19, which may be in particular an angle signal, preferably a crank angle or a
  • Cam angle represents or transmitted, supplied.
  • the cylinder pressure module 1 has a housing 23, in which at least the
  • Network device 9 - in particular compact - are arranged.
  • the housing 23 With the housing 23, the cylinder pressure module 1 on the cylinder, and in particular on the cylinder head of
  • Internal combustion engine 3 can be arranged, in particular fastened.
  • the pressure detection device 5 has a pressure signal interface 25 to a pressure sensor 27, which is adapted to detect the combustion chamber pressure in the cylinder, which is assigned to the cylinder pressure module 1.
  • the pressure sensor 27 is designed as a cylinder pressure sensor. It is also possible that the electronics of the pressure sensor 27 in the
  • Cylinder pressure module 1 is integrated, wherein the pressure sensor 27 may be formed in this case as a simple pressure measuring cell.
  • the data course analysis device 7 is preferably set up to analyze the time-dependent and / or angle-dependent detected combustion chamber pressure over an entire cycle of the associated Cylinder. Alternatively, however, other measurement and / or evaluation windows can also be selected.
  • the pressure detecting device 5 is also configured to detect the combustion chamber pressure over the entire working cycle of the associated cylinder.
  • the network device 9 is set up to assign the cylinder printing module 1 its own address. In this case, the cylinder pressure module 1 is in particular configured to detect the position of the associated cylinder within a firing order of the internal combustion engine 3, wherein it is further configured to automatically assign a node number depending on this position of the cylinder.
  • the cylinder pressure module 1 can be made very compact and can be arranged with little space on the cylinder head. Since via the network device 9, a parameterization of the cylinder pressure module 1 can be made to the specific parameters of the internal combustion engine 3 of the control unit 11 via the communication line 15, the
  • the pressure sensor 27 is connected via the pressure signal interface 25 with the cylinder pressure module 1, an exchange of the pressure sensor 27 is readily possible, in which case it requires no recalibration of the cylinder pressure module 1.
  • a standardized pressure signal interface 25 is preferably used, which - regardless of the specific choice of the pressure sensor 27 - receives standardized signals from the pressure sensor 27.
  • each cylinder pressure module 1 can use its entire computing power available for evaluating the data of the cylinder assigned to it, so that detection and evaluation of a combustion chamber pressure over an entire working cycle of the associated cylinder, in particular over 720 ° CA, is readily possible.
  • the cylinder pressure module 1 preferably has an analysis interface 29, in particular analogous, which is set up to connect a peripheral analyzer 3 1 to the cylinder pressure module 1.
  • the peripheral analyzer 31 is preferably an indexing system - in particular on a test bench - and / or one
  • Oscilloscope in particular a handheld oscilloscope, as it is used by service employees in the field of application of the internal combustion engine 3. It is possible, the peripheral analyzer 31 simultaneously with the controller 11 and / or with others
  • the peripheral analyzer 31 for example by means of an indexing system or a handheld oscilloscope.
  • the internal combustion engine 3 which has at least one cylinder, in this case preferably at least two cylinders, in which case three cylinders 33, 33 ', 33 "are shown concretely schematically.
  • the internal combustion engine 3 is preferably designed as a reciprocating piston engine.
  • Each of the cylinders 33, 33 ', 33 is associated with a separate cylinder pressure module 1, wherein the cylinder pressure modules 1 by means of their network devices not shown here. 9
  • crankshaft 35 and a camshaft 37 Shown schematically here are also a crankshaft 35 and a camshaft 37, wherein the internal combustion engine 3 has a crankshaft sensor 39 for detecting a crank angle and a camshaft sensor 41 for detecting a cam angle.
  • the detected crank angle and the detected cam angle are registered in the controller 11, wherein Preferably, the crank angle is forwarded via the communication line 15 to the cylinder modules 1.
  • the crank angle is forwarded via the communication line 15 to the cylinder modules 1.
  • Cylinder pressure modules 1 so that it can then be switched to a cam angle-dependent detection of the combustion chamber pressure. But it is also possible that the control unit 11 the
  • control device 11 here also controls injectors 43 in order to introduce defined amounts of fuel into the combustion chambers of the cylinders 33, 33 ', 33 "at defined times.
  • the cylinder pressure modules 1 are preferably identical. It is readily possible to use an identical cylinder pressure module 1 for each of the cylinders 33, 33 ', 33 ", whereby they form a network via the communication line 15. Initially, upon initial activation, they also have an identical address, from Control unit 1 1 initially basic parameters of the internal combustion engine 3 are transmitted to all cylinder pressure modules 1. The cylinder pressure modules 1 are therefore not pre-parameterized, but after their installation and their connection to the communication line 15 and after a startup of the controller 11, but preferably before the start of the Internal combustion engine 3 is automatically parameterized by the control unit 11. It can therefore be used for a large number of different internal combustion engines 3. The initially common address ensures that initially all the cylinder pressure modules 1 have the same parameters
  • Controller 11 received received.
  • the cylinder pressure modules 1 then automatically recognize a position of the cylinders 33, 33 ', 33 "assigned to them in a firing order of the internal combustion engine 3, and point
  • Form control unit 11 The address in the network depends on the location of the assigned cylinder 33, 33 ', 33 "in the firing order of the internal combustion engine 3. In particular, the ignition modules 1 are doing a corresponding node number.
  • the cylinder pressure modules 1 are also preferably set up to store at least one cylinder-specific characteristic value of the cylinders 33, 33 ', 33 "assigned to them in a non-volatile memory, showing that information about the cylinders 33, 33' is available even in the event of failure of the control device 11.
  • 33 "remain, for example, information about their aging, a maximum peak pressure, an indicated mean pressure, a knock intensity, a peak pressure gradient and / or a number of load changes.
  • cylinder pressure modules 1 it is practically possible to provide a construction kit for internal combustion engines 3, wherein the cylinder pressure modules 1 are uniform for all internal combustion engines that can be realized with the modular system. This significantly reduces the logistical costs associated with the internal combustion engines 3.
  • all cylinder pressure modules 1 may have a single software, which is the same for all types of internal combustion engines 3.
  • the cylinder printing modules 1 require only a single item number.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of an embodiment of a method for
  • FIG. 3 on the left, two time axes-indicated by a time parameter t-are drawn, namely a left time axis for the control unit 11 and a right time axis for the cylinder pressure modules 1 of the internal combustion engine 3.
  • time and / or are parallel to the time axes recorded angle-dependent pressure curves for here exemplary four cylinders of the internal combustion engine 3, which are designated by AI, A2, A3 and A4.
  • AI exemplary four cylinders of the internal combustion engine 3
  • the pressure curve DA2 for the second cylinder A2 is shown dotted
  • the third pressure curve DA3 for the third cylinder A3 is shown in dashed lines
  • the fourth pressure curve DA4 for the fourth cylinder dash-dotted lines shown.
  • the pressure curve curves are plotted against the crank angle in ° KW as a generalized time parameter.
  • the parameter is preferably selected from a group consisting of a piston diameter, a piston stroke, a connecting rod length, a
  • Compression ratio a Polytropenexponenten, a crankshaft gap to the top dead center of the first cylinder AI, a scale of the cylinder pressure sensors 27, a tliermodynamischen loss angle for determining a top dead center, a starting value and / or a final value for a measuring window for detecting the combustion chamber pressure, a
  • a plurality of these parameters - in particular all these parameters - are transmitted to the cylinder pressure modules 1. All cylinder pressure modules 1 calculate once from the above values in particular a cylinder volume and a stroke volume for their associated cylinder.
  • the cylinder pressure modules 1 detect the pressure profiles in the cylinders assigned to them by means of the pressure sensors 27 and calculate a pressure profile analysis.
  • the cylinder pressure module 1 of the first cylinder AI detects a maximum pressure at a time t A i, at the same time receiving the instantaneous crank angle by the control unit 11. Based on the ignition table, the cylinder pressure module 1 can then determine the position of its associated cylinder AI in the firing order, and a corresponding
  • the cylinder pressure module 1 associated with the third cylinder A3 detects a maximum pressure at a time tA 3 and has a node number on the basis of the ignition table. In a completely analogous manner, this also applies to the cylinder pressure module 1 assigned to the fourth cylinder A4 at a time ⁇ 4 and to the cylinder pressure module assigned to the second cylinder A2 at a time tA2.
  • Node numbers and preferably other data, in particular the evaluation of the detected pressure profiles, to the controller 11 transmit.
  • Node numbers for the cylinder printing modules 1 is preferably carried out only once initially, wherein the cylinder printing modules 1 then firmly retain their node numbers and also the initial transmitted parameters.
  • restarting the internal combustion engine 3 is preferably checked via a test number, if changes have occurred, for example, if at least one of the cylinder pressure modules 1 has been exchanged. If it is determined that no change has taken place, it requires no retransmission of parameters and no new determination of a position in the firing order and assignment of a new
  • Node number Only if it is determined that a change has occurred, for example by replacing at least one of the cylinder pressure modules 1, is the procedure shown in FIG. 3 preferably repeated. However, in the case of an exchange of only one cylinder pressure module 1, it is also possible for the control unit 11 to detect the presence of the remaining cylinder pressure modules 1 and to assign the remaining node number based on this determination to the exchanged, new cylinder pressure module 1. Overall, it is shown that with the help of the cylinder pressure modules 1 a simple, cheap and very accurate possibility for combustion chamber pressure detection and pressure profile analysis for the internal combustion engine 3 is given.

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Abstract

The invention relates to a cylinder pressure module (1) for an internal combustion engine (3), wherein the cylinder pressure module (1) is designed to be arranged in the region of a cylinder (33, 33', 33") of an internal combustion engine (3), said cylinder being associated with the cylinder pressure module (1), comprising a pressure-sensing device (5) designed to sense a combustion chamber pressure in the associated cylinder (33, 33', 33") in dependence on time and/or angle, a pressure progression analysis device (7) designed to analyze the sensed combustion chamber pressure, and a network device (9) designed to connect the cylinder pressure module (1) to a control unit (11) of an internal combustion engine (3) and/or to a further cylinder pressure module (1).

Description

MTU Friedrichshafen GmbH  MTU Friedrichshafen GmbH
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Zylinderdruckmodul für eine Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Cylinder pressure module for an internal combustion engine, internal combustion engine and
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine Method for operating an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft ein Zylinderdruckmodul für eine Brennkraftmaschine, eine The invention relates to a cylinder pressure module for an internal combustion engine, a
Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine. Internal combustion engine and a method for operating an internal combustion engine.
Moderne Brennkraftmaschinen weisen eine Vielzahl verschiedener Steuergeräte auf, insbesondere ein zentrales Motorsteuergerät, sowie eine Mehrzahl von einzelnen, für spezielle Aufgaben und Funktionen eingerichteten Steuergeräten. Dabei kann es sich beispielsweise um ein Klopfmodul zur Klopferkennung, ein separates Druckanalysemodul zur Modern internal combustion engines have a multiplicity of different control devices, in particular a central engine control unit, as well as a plurality of individual control units set up for specific tasks and functions. This may be, for example, a knock module for knock detection, a separate pressure analysis module for
Brennraumdruckanalyse, sowie ein separates Steuergerät zur Erfassung von Kennwerten für eine Klassifikation handeln. Diese Steuergeräte sind typischerweise über einen Datenbus mit dem zentralen Steuergerät verbunden. Ebenso existiert eine Vielzahl von Sensoren, welche mit den entsprechenden Steuergeräten wirkverbunden sind. Beispielsweise kann jedem Zylinder einer Brennkraftmaschine ein Thermoelement zugeordnet sein, welches für eine Zylinder- Ausfallerkennung verwendet werden kann. Weiterhin sind Klopfsensoren,  Combustion chamber pressure analysis, as well as a separate control device for recording characteristics for a classification act. These controllers are typically connected via a data bus to the central controller. Likewise, there are a plurality of sensors, which are operatively connected to the corresponding control units. For example, each cylinder of an internal combustion engine may be assigned a thermocouple, which may be used for cylinder failure detection. Furthermore, knock sensors,
Einzelspeicherdrucksensoren, sowie Brennraumdrucksensoren üblich. Diese Vielzahl von Sensoren und Steuergeräten überwacht und regelt den Zustand der Brennkraftmaschine. Dabei sind viele der Sensoren jeweils einem Zylinder zugeordnet, wobei Signale der Sensoren zentral von einem der verschiedenen Steuergeräte erfasst werden, und wobei dort die von den Sensoren kommenden Signale weiterverarbeitet werden. Es zeigt sich auch, dass eine Single storage pressure sensors, and combustion chamber pressure sensors usual. This multitude of sensors and control devices monitors and regulates the state of the internal combustion engine. In this case, many of the sensors are each assigned to a cylinder, wherein signals of the sensors are detected centrally by one of the various control devices, and where the signals coming from the sensors are further processed there. It also turns out that one
Brennraumdruckanalyse mithilfe eines zentralen, allen Zylindern gemeinsamen Steuergeräts nur mit hohem technischem und wirtschaftlichem Aufwand durchgeführt werden kann, sofern alle Zylinder gleichzeitig und über ein Messfenster von 720 °KW erfasst sowie ausgewertet werden müssen. Die Vielzahl von Steuergeräten und Sensoren ist kostspielig und aufwändig, wobei insbesondere ein Verkabelungsaufwand immens ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zylinderdruckmodul, eine Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Brennkraftmaschine zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten. Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Combustion chamber pressure analysis using a central, common to all cylinders control unit can be performed only with great technical and economic effort, provided that all cylinders must be recorded simultaneously and over a measuring window of 720 ° KW and evaluated. The variety of control devices and sensors is costly and expensive, in particular, a cabling effort is immense. The invention has for its object to provide a cylinder pressure module, an internal combustion engine and a method for operating such an internal combustion engine, said disadvantages do not occur. The object is achieved by providing the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Zylinderdruckmodul für eine The object is achieved in particular by a cylinder pressure module for a
Brennkraftmaschine geschaffen wird, wobei das Zylinderdruckmodul eingerichtet ist zur Anordnung im Bereich eines dem Zylinderdruckmodul zugeordneten Zylinders einer Internal combustion engine is provided, wherein the cylinder pressure module is arranged to be arranged in the region of a cylinder pressure module associated with the cylinder
Brennkraftmaschine. Das Zylinderdruckmodul weist eine Druckerfassungseinrichtung auf, die eingerichtet ist zur zeit- und/oder winkelabhängigen Erfassung eines Brennraumdrucks in dem zugeordneten Zylinder. Weiter weist das Zylinderdruckmodul eine  Internal combustion engine. The cylinder pressure module has a pressure detection device, which is set up for the time and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder. Next, the cylinder pressure module has a
Druckverlaufsanalyseeinrichtung auf, die eingerichtet ist zur Analyse des erfassten Pressure course analysis device, which is set up to analyze the detected
Brennraumdrucks. Das Zylinderdruckmodul weist insbesondere eine Netzwerkeinrichtung auf, die eingerichtet ist zur Verbindung des Zylinderdruckmoduls mit einem Steuergerät der Combustion chamber pressure. The cylinder pressure module has, in particular, a network device which is set up to connect the cylinder pressure module to a control unit of the
Brennkraftmaschine und/oder mit einem weiteren Zylinderdruckmodul. In Zusammenhang mit dem Zylinderdruckmodul ergeben sich Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik. Internal combustion engine and / or with another cylinder pressure module. In connection with the cylinder pressure module there are advantages compared to the prior art.
Insbesondere ist es durch das Zylinderdruckmodul möglich, die Steuergerätevielfalt und den Verkabelungsaufwand an einer Brenrikraftmaschine zu reduzieren. Dies liegt daran, dass das Zylinderdruckmodul selbst eine Druckverlaufsanalyseeinrichtung aufweist, sodass es einen erfassten Brennraumdruck für den ihm zugeordneten Zylinder selbstständig analysieren kann. Es bedarf also keines zentralen Steuergeräts für die Druckverlaufsanalyse. Durch die In particular, it is possible by the cylinder pressure module to reduce the variety of ECUs and cabling overhead on a Brenrikraftmaschine. This is because the cylinder pressure module itself has a pressure curve analysis device, so that it can independently analyze a detected combustion chamber pressure for the cylinder assigned to it. So it does not require a central controller for the pressure curve analysis. By the
Netzwerkeinrichtung ist es insbesondere möglich, jedem Zylinder einer Brennkraftmaschine ein eigenes Zylinderdruckmodul zuzuordnen, wobei die Zylinderdruckmodule vorzugsweise untereinander zu einem Netzwerk verbunden sein können. Jedes der Zylinderdruckmodule ist eingerichtet, um für den ihm zugeordneten Zylinder eine Brennraumdruckanalyse Network device, it is particularly possible to assign each cylinder of an internal combustion engine, a separate cylinder pressure module, the cylinder pressure modules can be preferably connected to each other to form a network. Each of the cylinder pressure modules is arranged to provide a combustion chamber pressure analysis for its associated cylinder
durchzuführen. Die so gewonnenen Daten können unmittelbar einem zentralen Steuergerät der Brennkraftmaschine übermittelt werden, mit welchem die Zylinderdruckmodule vorzugsweise verbunden sind. Es ist offensichtlich, dass auf diese Weise ein zentrales perform. The data thus obtained can be transmitted directly to a central control unit of the internal combustion engine with which the cylinder pressure modules are preferably connected. It is obvious that in this way a central
Druckverlaufsanalysemodul entfallen kann. Da jedes der Zylinderdruckmodule nur genau für den ihm zugeordneten Zylinder eine Druckverlaufsanalyse durchführt, ist es ohne weiteres möglich, den Druckverlauf während des gesamten Arbeitsspiels des Zylinders, insbesondere über 720° Kurbelwinkel bei einem Viertaktmotor - mit 720° Kurbelwinkel pro Arbeitsspiel -, zu analysieren und auszuwerten. Auf der Grundlage des erfassten und analysierten Pressure course analysis module can be omitted. Since each of the cylinder pressure modules only performs a pressure curve analysis for the cylinder assigned to it, it is readily possible to increase the pressure during the entire working cycle of the cylinder, in particular above 720 ° crank angle in a four-stroke engine - with 720 ° crank angle per cycle analyze and evaluate. Based on the recorded and analyzed
Brennraumdrucks können vielfältige Informationen und/oder Diagnosen über den Zylinder erhalten werden, insbesondere können eine sehr genaue Zylinder- Ausfallerkennung sowie eine ebenfalls sehr genaue Klopferkennung durchgeführt werden. Daher können Combustion chamber pressure can be obtained a variety of information and / or diagnostics on the cylinder, in particular a very accurate cylinder failure detection and also very accurate knock detection can be performed. Therefore, you can
Einzeltemperatursensoren oder Thermoelemente an den Zylindern entfallen, und auch separate Klopfsensoren sind nicht länger erforderlich. Dementsprechend bedarf es auch keines separaten Klopfmoduls zur Klopferkennung. Vielmehr kann das Zylinderdruckmodul selbst eine Single temperature sensors or thermocouples on the cylinders are eliminated, and separate knock sensors are no longer required. Accordingly, there is no need for a separate knock module for knock detection. Rather, the cylinder pressure module itself a
Klopferkennung anhand des erfassten und analysierten Druckverlaufs durchführen. Auch eine Gleichstellung verschiedener Zylinder kann auf der Grundlage der Druckverlaufsanalyse der Zylinderdruckmodule durchgeführt werden. Hierzu können insbesondere die von den Perform knock detection on the basis of the recorded and analyzed pressure curve. Also, equality of different cylinders can be performed based on the pressure history analysis of the cylinder pressure modules. In particular, those of the
Zylinderdruckmodulen an das zentrale Steuergerät übermittelten Daten in dem zentralen Steuergerät verwendet werden. Somit kann das Zylinderdruckmodul zu einer konstanten Leistung der Brennkraftmaschine über deren Lebensdauer, einer Verbrauchsoptimierung, einer Motorschutzfunktion, einer Diagnose und/oder einer Fehlerfeststellung beitragen. Da das Zylinderdruckmodul eine Mehrzahl von Sensoren und Steuergeräten ersetzen kann, vereinfacht sich eine Montage der Brennkraftmaschine, und ein Verkabelungsaufwand wird drastisch reduziert. Cylinder pressure modules transmitted to the central control unit data can be used in the central control unit. Thus, the cylinder pressure module can contribute to a constant power of the internal combustion engine over its lifetime, a consumption optimization, a motor protection function, a diagnosis and / or a fault detection. Since the cylinder pressure module can replace a plurality of sensors and controllers, assembly of the internal combustion engine is simplified, and cabling work is drastically reduced.
Die Dezentralisierung der durch das Zylinderdruckmodul durchgeführten Rechenschritte, insbesondere der Druckverlaufsanalyse, hat den Vorteil, dass die Rechenleistung der The decentralization of the calculation steps performed by the cylinder pressure module, in particular the pressure profile analysis, has the advantage that the computing power of the
Zylinderdruckmodule nicht mit anderen Zylindern geteilt werden muss. Somit stehen die volle Rechenleistung und der volle Speicher eines Zylinderdruckmoduls nur für den einen, diesem Zylinderdruckmodul konkret zugeordneten Zylinder zur Verfügung. Dies ermöglicht eine Erfassung des Arbeitsspiels des Zylinders in vollem Umfang, das heißt insbesondere über 720° Kurbelwinkel bei einem Viertaktmotor. Dies hat den Vorteil, dass das zentrale Steuergerät und/oder das Motormanagementsystem beispielsweise auf kritische Ereignisse wie klopfende Arbeitsspiele sofort reagieren kann.  Cylinder pressure modules do not have to be shared with other cylinders. Thus, the full computing power and the full memory of a cylinder pressure module are available only for the one, this cylinder pressure module specifically assigned cylinder. This allows a full record of the working cycle of the cylinder, that is, in particular over 720 ° crank angle in a four-stroke engine. This has the advantage that the central control unit and / or the engine management system, for example, can respond immediately to critical events such as knocking work cycles.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich auch in folgender Weise: Je nach Betriebszustand der Brennkraftmaschine - beispielsweise Start, Leerlauf, normaler Betrieb, Überdrehzahl - kann das zentrale Steuergerät nur diejenigen aus dem Brennraumdruck berechneten Kennwerte von den einzelnen Zylinderdruckmodulen anfordern, die momentan und insbesondere A particular advantage also results in the following manner: Depending on the operating state of the internal combustion engine - for example, start, idle, normal operation, overspeed - the central controller can only request those calculated from the combustion chamber pressure characteristics of the individual cylinder pressure modules, the current and in particular
betriebspunktabhängig besonders wichtig sind. Somit werden beispielsweise bei kritischen Betriebszuständen wie Überdrehzahl - bei sehr kurzen zeitlichen Abständen zwischen zwei Einspritzungen - nur die notwendigsten Daten an das zentrale Steuergerät übertragen. Das Risiko von Kollisionen auf einer Datenverbindung zwischen den Zylinderdruckmodulen und dem zentralen Steuergerät - aufgrund großer Datenmengen - wird somit verringert. Operating point dependent are particularly important. Thus, for example, in critical operating conditions such as overspeed - at very short time intervals between two Injections - transfer only the most necessary data to the central control unit. The risk of collisions on a data link between the cylinder pressure modules and the central control unit - due to large amounts of data - is thus reduced.
Vorzugsweise berechnet das Zylinderdruckmodul alle relevanten Werte, wobei durch das Steuergerät gegebenenfalls - insbesondere betriebspunktabhängig - eine Auswahl von Werten abgefragt werden kann. Preferably, the cylinder pressure module calculates all relevant values, wherein optionally a selection of values can be interrogated by the control device, in particular operating point-dependent.
Es kommt hinzu, dass die Kosten für das Zylinderdruckmodul ausschließlich von der It should be added that the costs for the cylinder pressure module exclusively from the
Zylinderzahl der Brennkraftmaschine abhängen. Dabei kann insbesondere für jede Depend on cylinder number of the internal combustion engine. It can be especially for each
Brennkraftmaschine - unabhängig von der Zylinderzahl - stets dasselbe Zylinderdruckmodul verwendet werden, wobei nur die Anzahl der eingesetzten Zylinderdruckmodule mit der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine variiert. Bei zentralen Druckverlaufsanalyseeinrichtungen muss dagegen stets - aus logistischen Gründen - eine maximale Anzahl an möglichen Zylindern einer Baureihe von Brennkraftmaschinen, für welche das zentrale System vorgesehen sein muss, berücksichtigt und vorgehalten werden. Beispielsweise muss auch dann, wenn eine Internal combustion engine - regardless of the number of cylinders - always the same cylinder pressure module are used, with only the number of cylinder pressure modules used varies with the number of cylinders of the internal combustion engine. On the other hand, in the case of central pressure curve analysis devices, it is always necessary - for logistical reasons - to take into account and maintain a maximum number of possible cylinders of a series of internal combustion engines for which the central system must be provided. For example, even if a
Brennkraftmaschine nur acht Zylinder aufweist, ein Gerät verwendete werden, welches auch für eine Brennkraftmaschine mit zwanzig Zylindern eingerichtet ist. Es ist offensichtlich, dass rnithilfe des Zylinderdruckmoduls nun insbesondere kleinere Brennkraftmaschinen mit einer geringeren Anzahl von Zylindern kostengünstiger dargestellt werden können, als dies mit einem zentralen Steuergerät zur Druckverlaufsanalyse möglich ist.  Internal combustion engine has only eight cylinders, a device can be used, which is also adapted for an internal combustion engine with twenty cylinders. It is obvious that with the aid of the cylinder pressure module, in particular smaller internal combustion engines with a smaller number of cylinders can now be represented less expensively than is possible with a central control unit for pressure profile analysis.
Vorzugsweise ist das Zylinderdruckmodul auch eingerichtet zum Durchfuhren einer Preferably, the cylinder pressure module is also configured to pass a
Einzelspeicherdruckanalyse. Insbesondere wenn Injektoren mit Einzelspeichern verwendet werden, können diesen Drucksensoren zur Erfassung eines Einzelspeicherdrucks zugeordnet sein. Das Zylinderdruckmodul weist vorzugsweise eine Einzelspeicherdruckschnittstelle zu einem entsprechenden Einzelspeicherdrucksensor oder einen integrierten Single memory pressure analysis. In particular, when injectors are used with individual memories, these pressure sensors can be assigned to detect a single storage pressure. The cylinder pressure module preferably has an individual storage pressure interface to a corresponding individual storage pressure sensor or an integrated one
Einzelspeicherdrucksensor auf, wobei die Druckverlaufsanalyseeinrichtung - die vorzugsweise allgemein als Recheneinrichtung ausgebildet ist - in diesem Fall auch eingerichtet ist zur Erfassung und Auswertung des mittels des Einzelspeicherdrucksensors gemessenen Single accumulator pressure sensor, wherein the pressure curve analysis device - which is preferably designed generally as a computing device - is in this case also set up for the detection and evaluation of the measured by means of the single accumulator pressure sensor
Einzelspeicherdrucks. Somit können mit dem Zylinderdruckmodul nicht nur den Brennverlauf charakterisierende Parameter eines Zylinders erfasst werden, sondern auch Einspritzgrößen desselben, wie beispielsweise Spritzbeginn, Spritzende und/oder Spritzdauer, wodurch sich Synergieeffekte ergeben. Das Zylinderdruckmodul ist vorzugsweise für alle Typen von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmotoren, Gasmotoren, Zweistoffmotoren (BiFuel oder Dual-Fuel) und aridere Motortypen einsetzbar. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Zylinderdruckmoduls ist vorgesehen, dass dieses an einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine anordenbar, insbesondere montierbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass das Zylinderdruckmodul in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine anordenbar, insbesondere montierbar ist. Auf diese Weise ist es möglich, das Zylinderdruckmodul in unmittelbarer räumlicher Nähe des ihm zugeordneten Zylinders, insbesondere an dem ihm zugeordneten Zylinder anzuordnen. Eine gegebenenfalls vorgesehene Verkabelung mit einem Zylinderdrucksensor und/oder einem Single memory pressure. Thus, with the cylinder pressure module not only the combustion process characterizing parameters of a cylinder can be detected, but also injection quantities thereof, such as injection start, injection end and / or injection duration, resulting in synergy effects. The cylinder pressure module is preferably used for all types of internal combustion engines, in particular for diesel engines, gas engines, dual-fuel engines (BiFuel or dual-fuel) and other engine types. In a preferred embodiment of the cylinder pressure module is provided that this can be arranged on a cylinder head of an internal combustion engine, in particular mountable. Alternatively or additionally, it is preferably provided that the cylinder pressure module in the cylinder head of the internal combustion engine can be arranged, in particular mountable. In this way it is possible to arrange the cylinder pressure module in the immediate spatial vicinity of the cylinder assigned to it, in particular on the cylinder assigned to it. An optionally provided wiring with a cylinder pressure sensor and / or a
Einzelspeicherdrucksensor kann dann sehr kurz und dadurch störunempfindlich ausgebildet sein. Single storage pressure sensor can then be very short and thus made immune to interference.
Dass das Zylinderdruckmodul eingerichtet ist zur zeit- und/oder winkelabhängigen Erfassung eines Brennraumdrucks bedeutet insbesondere, dass es zur Erfassung des Brennraumdrucks abhängig von einem Zeitparameter, einem Kurbelwellenwinkel, kurz auch Kurbelwinkel genannt, und/oder einem Nockenwellenwinkel, kurz auch Nockenwinkel genannt, eingerichtet ist. Dabei ist es möglich, dass ein Zeitwert oder Zeitparameter durch das zentrale Steuergerät der Brennkraftmaschine vorgegeben und an das Zylinderdruckmodul übermittelt wird. Ein That the cylinder pressure module is set up for the time and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure means, in particular, that it is set up to detect the combustion chamber pressure as a function of a time parameter, a crankshaft angle, also referred to as crank angle, and / or a camshaft angle, also referred to as cam angle , It is possible that a time value or time parameter is predetermined by the central control unit of the internal combustion engine and transmitted to the cylinder pressure module. One
KLurbelwinkel wird vorzugsweise durch einen Kurbelwellensensor erfasst, von diesem an das zentrale Steuergerät übermittelt, und wiederum von dem zentralen Steuergerät an das Clutch angle is preferably detected by a crankshaft sensor, transmitted by the latter to the central control unit, and in turn from the central control unit to the
Zylinderdruckmodul weitergegeben. Ein Nockenwinkel wird vorzugsweise durch einen Cylinder pressure module passed. A cam angle is preferably by a
N ockenwellensensor erfasst, vorzugsweise an das zentrale Steuergerät übermittelt und von diesem bevorzugt an das Zylinderdruckmodul weitergegeben. Besonders bevorzugt ist das Zylinderdruckmodul eingerichtet zur Erfassung des Brennraumdrucks in Abhängigkeit von dem Kurbelwinkel. Es ist möglich, dass das Zylinderdruckmodul eingerichtet ist zur Erfassung des Brennraumdrucks in Abhängigkeit von dem Nockenwinkel, wenn das Kurbelwinkelsignal aufgrund eines technischen Defekts nicht mehr erfasst oder empfangen werden kann. Insofern ist das Zylinderdruckmodul bevorzugt eingerichtet, um von einer kurbelwinkelabhängigen N ockenwellensensor detected, preferably transmitted to the central control unit and passed from this preferably to the cylinder pressure module. Particularly preferably, the cylinder pressure module is configured to detect the combustion chamber pressure as a function of the crank angle. It is possible for the cylinder pressure module to be configured to detect the combustion chamber pressure as a function of the cam angle if the crank angle signal can no longer be detected or received due to a technical defect. In this respect, the cylinder pressure module is preferably set up to be dependent on a crank angle
Erfassung des Brennraumdrucks umzuschalten auf eine nockenwinkelabhängige Erfassung. Detection of the combustion chamber pressure to switch to a cam angle-dependent detection.
Die Druckverlaufsanalyseeinrichtung ist vorzugsweise als Recheneinrichtung ausgebildet, wobei die Recheneinrichtung insbesondere eingerichtet ist zur Analyse des erfassten Brennraumdrucks. Darüber hinaus ist es aber bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel möglich, dass die Recheneinrichtung für weitere Funktionen eingerichtet ist, beispielsweise für eine Einzelspeicherdruckerfassung, insbesondere zur Erfassung eines Spritzbeginns, eines The pressure curve analysis device is preferably designed as a computing device, wherein the computing device is in particular configured to analyze the detected combustion chamber pressure. In addition, however, it is possible in a preferred embodiment that the Computing device is set up for other functions, for example, for a single memory pressure detection, in particular for detecting a start of injection, a
Spritzendes und/oder einer Spritzdauer für den dem Zylinderdruckmodul zugeordneten Zylinder. Bezüglich der Analyse des erfassten Brennraumdrucks ist das Zylinderdruckmodul - insbesondere die Druckverlaufsanalyseeinrichtung - vorzugsweise eingerichtet zur Auswertung eines Brennverlaufs und/oder eines Heizverlaufs des Zylinders. Zusätzlich oder alternativ ist das Zylinderdruckmodul - insbesondere die Druckverlaufsanalyseeinrichtung - bevorzugt eingerichtet zur Klopferkennung anhand des erfassten Brennraumdrucks, zu einer Injecting and / or an injection duration for the cylinder associated with the cylinder pressure module. With regard to the analysis of the detected combustion chamber pressure, the cylinder pressure module-in particular the pressure curve analysis device-is preferably set up to evaluate a combustion course and / or a heating course of the cylinder. Additionally or alternatively, the cylinder pressure module - in particular the pressure curve analysis device - is preferably set up for knock detection on the basis of the detected combustion chamber pressure, to one
Ausfallerkennung des Zylinders und/oder zu einer Momentenberechnung. Es ist möglich, dass die Analyse des erfassten Brennraumdrucks zusätzlich oder alternativ weitere Auswertungen einschließt. Failure detection of the cylinder and / or to a torque calculation. It is possible that the analysis of the detected combustion chamber pressure additionally or alternatively includes further evaluations.
Die Netzwerkeinrichtung weist vorzugsweise eine Datenschnittstelle, insbesondere eine standardisierte Schnittstelle und bevorzugt eine einheitliche Systemschnittstelle auf, die insbesondere eingerichtet ist zum Anschließen einer Kommunikationsleitung. Dabei kann es sich beispielsweise um einen standardisierten Datenbus handeln. Auf diese Weise ist das The network device preferably has a data interface, in particular a standardized interface and preferably a uniform system interface, which is in particular configured for connecting a communication line. This may be, for example, a standardized data bus. That's the way it is
Zylinderdruckmodul ohne weiteres mit einer Vielzahl verschiedener Steuergeräte verwendbar, insbesondere wenn auch diese eine einheitliche und/oder standardisierte Schnittstelle zur Verbindung mit der Kommunikationsleitung aufweisen. Cylinder pressure module readily usable with a variety of different control devices, especially if they also have a uniform and / or standardized interface for connection to the communication line.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Zylinderdruckmoduls bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Druckerfassungseinrichtung eine Drucksignalschnittstelle zu einem An embodiment of the cylinder pressure module is preferred, which is characterized in that the pressure detection device is a pressure signal interface to a
Drucksensor aufweist. In diesem Fall ist der Drucksensor vorzugsweise separat von dem Pressure sensor has. In this case, the pressure sensor is preferably separate from the
Zylinderdruckmodul vorgesehen. Vorzugsweise weist die Druckerfassungseinrichtung eine standardisierte Drucksignalschnittstelle auf, die mit einer Mehrzahl verschiedener Cylinder pressure module provided. Preferably, the pressure detection device has a standardized pressure signal interface, which is provided with a plurality of different
Drucksensoren, insbesondere mit Drucksensoren verschiedener Hersteller, verwendbar ist. Dabei sind solche Drucksensoren typischerweise intern kalibriert, sodass es keiner spezifischen Pressure sensors, in particular with pressure sensors from different manufacturers, can be used. Such pressure sensors are typically calibrated internally, so there is no specific one
Anpassung des Zylinderdruckmoduls an den konkret verwendeten Zylinderdrucksensor bedarf. Vielmehr genügt eine Herstellung einer Wirkverbindung über die Drucksignalschnittstelle. Adaptation of the cylinder pressure module to the cylinder pressure sensor used concretely required. Rather, it suffices to produce an operative connection via the pressure signal interface.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Druckerfassungseinrichtung eine in das Zylinderdruckmodul integrierte Drucksensor-Elektronik aufweist. In diesem Fall ist das Alternatively or additionally, it is possible that the pressure detection device has a built-in pressure sensor electronics in the cylinder pressure module. In this case that is
Zylinderdruckmodul bevorzugt mit einer einfachen Druckmesszelle wirkverbunden, die selbst keine Elektronik zur Auswertung des gemessenen Drucksignals aufweist. Vielmehr ist dann diese Elektronik Teil der Druckerfassungseinrichtung. Cylinder pressure module preferably operatively connected to a simple pressure measuring cell, the self has no electronics for the evaluation of the measured pressure signal. Rather, then this electronics part of the pressure detection device.
Es ist möglich, dass ein Drucksensor und ein Zylinderdruckmodul hintereinander in den It is possible that a pressure sensor and a cylinder pressure module in succession in the
Zylinderkopf eingeschraubt werden, wobei diese beim Einschrauben des Zylinderdruckmoduls hinter den Drucksensor miteinander wirkverbunden werden können, insbesondere, indem eine Steckverbindung verwirklicht wird. Cylinder head are screwed, which can be operatively connected to each other when screwing the cylinder pressure module behind the pressure sensor, in particular by a plug connection is realized.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Zylinderdruckmoduls bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Druckverlaufsanalyseeinrichtung eingerichtet ist zur Analyse des zeit- und/oder winkelabhängig erfassten Brennraumdrucks über ein gesamtes Arbeitsspiel des zugeordneten Zylinders. Insbesondere ist die Druckverlaufsanalyseeinrichtung eingerichtet zur Analyse des zeit- und/oder winkel abhängig erfassten Brennraumdruckverlaufs über 720° Kurbelwinkel bei einem Viertaktmotor. Somit ist es möglich, den vollständigen An exemplary embodiment of the cylinder pressure module is also preferred, which is characterized in that the pressure curve analysis device is set up to analyze the combustion chamber pressure, which is detected by time and / or angle, over an entire cycle of the associated cylinder. In particular, the pressure curve analysis device is set up to analyze the time and / or angle dependent detected combustion chamber pressure curve over 720 ° crank angle in a four-stroke engine. Thus, it is possible to complete the
Brennraumdruckverlauf des Zylinders zu erfassen und eine vielfältige und sehr genaue Analyse in Hinblick auf verschiedene Kennwerte, Parameter und/oder Fehler durchzuführen. To detect combustion chamber pressure profile of the cylinder and perform a varied and very accurate analysis with regard to different characteristics, parameters and / or errors.
Die Druckverlaufsanalyseeinrichtung ist bevorzugt eingerichtet zur Auswahl eines Messfensters für den Druckverlauf und/oder eines Auswertefensters zur Auswertung des Druckverlaufs. Dabei können insbesondere kleinere Kurbelwinkel-Bereiche als das gesamte Arbeitsspiel des Zylinders zur Erfassung und/oder Analyse des Brennraumdruckverlaufs ausgewählt werden. The pressure-course analysis device is preferably set up for selecting a measurement window for the pressure profile and / or an evaluation window for evaluating the pressure profile. In particular, smaller crank angle ranges than the total operating cycle of the cylinder for detecting and / or analyzing the combustion chamber pressure profile can be selected.
Weiterhin ist die Druckverlaufsanalyseeinrichtung bevorzugt eingerichtet zur Einstellung einer Abtastfrequenz für die Erfassung des Brennraumdruckverlaufs. Furthermore, the pressure curve analysis device is preferably set up for setting a sampling frequency for the detection of the combustion chamber pressure profile.
Es wird ein Ausführungsbeispiel des Zylinderdruckmoduls bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die Netzwerkeinrichtung eingerichtet ist zur Zuweisung einer eigenen Adresse für das Zylinderdruckmodul. Dabei ist das Zylinderdruckmodul besonders bevorzugt An embodiment of the cylinder pressure module is preferred, which is characterized in that the network device is set up to assign its own address for the cylinder pressure module. The cylinder pressure module is particularly preferred
eingerichtet, um eine Position des ihm zugeordneten Zylinders in einer Zündfolge der arranged to a position of its associated cylinder in a firing order of
Brennkraftmaschine zu erkennen, wobei es weiter eingerichtet ist, sich eine dieser Position entsprechende Knotennummer zuzuweisen. Initial weisen die Zylinderdruckmodule Recognize internal combustion engine, wherein it is further set to assign a node corresponding to this position number. Initial indicate the cylinder pressure modules
vorzugsweise eine identische Adresse auf, wobei sie insbesondere alle gemeinsam durch das zentrale Steuergerät parametriert werden können. Erst nach dieser gemeinsamen Parametrierung, bei welcher die Zylinderdruckmodule von dem zentralen Steuergerät globale Parameter der Brennkraftmaschine übermittelt erhalten, führen die Zylinderdruckmodule vorzugsweise eine Zündfolgenpositionsbestimmung für die ihnen zugeordneten Zylinder durch und weisen sich dann selbst eine der Position entsprechende Knotennummer zu. Mit dieser Knotennummer weist nun jedes spezifische Zylinderdruckmodul eine ihm eigene Adresse auf, unter der es Daten an das zentrale Steuergerät senden kann, und über die es von dem zentralen Steuergerät Preferably, an identical address, in which they can all be parameterized in particular by the central control unit. Only after this common parameterization, in which the cylinder pressure modules from the central control unit global parameters of Receive internal combustion engine received received, the cylinder pressure modules preferably perform a Zündfolgenpositionsbestimmung for their associated cylinders and then assign themselves to the position corresponding node number. With this node number, each specific cylinder pressure module now has its own address under which it can send data to the central control unit and via the central control unit
angesprochen und unterschieden werden kann. Eine Zündfolgenpositionsbestimmung erfolgt bevorzugt bei jedem Motorstart. Außerdem wird im zentralen Steuergerät überprüft, ob sich die initialen Parameter in den einzelnen Zylinderdruckmodulen geändert haben. Ein beliebiger Tausch von Zylinderdruckmodulen an der Brennkraftmaschine kann erkannt werden. can be addressed and distinguished. A Zündfolgenpositionsbestimmung is preferably carried out at each engine start. In addition, the central control unit checks whether the initial parameters in the individual cylinder pressure modules have changed. Any exchange of cylinder pressure modules on the internal combustion engine can be detected.
Es wird auch ein Ausführungsbeispiel des Zylinderdruckmoduls bevorzugt, das sich durch eine Analyseschnittstelle auszeichnet, die eingerichtet ist zum Anschließen eines peripheren An embodiment of the cylinder printing module is also preferred, which is characterized by an analysis interface which is set up for connecting a peripheral
Analysegeräts, insbesondere eines Indiziersystems und/oder eines Oszilloskops. Die Analyzer, in particular an indexing system and / or an oscilloscope. The
Analyseschnittstelle ist zusätzlich zu der Netzwerkeinrichtung vorgesehen, sodass eine Analysis interface is provided in addition to the network device, so that a
Verbindung mit dem peripheren Analysegerät unabhängig von einer Verbindung des Connection to the peripheral analyzer independent of a connection of the
Zylinderdruckmoduls mit einer Kommunikationsleitung, insbesondere mit einem zentralen Steuergerät und/oder mit weiteren Zylinderdruckmodulen, eingerichtet werden kann. Diese zusätzliche Analyseschnittstelle ist sehr vorteilhaft, weil das Zylinderdruckmodul somit insbesondere als Sensorik auf einem Prüfstand verwendet werden kann, ohne dass zusätzliche, teurere Prüfstandssensoren zur Auswertung durch ein Indiziersystem vorgesehen werden müssen. Somit können auch ansonsten übliche Ladungsverstärker entfallen.  Cylinder pressure module with a communication line, in particular with a central control unit and / or with other cylinder pressure modules, can be set. This additional analysis interface is very advantageous because the cylinder pressure module can thus be used in particular as a sensor on a test bench, without additional, more expensive test bench sensors must be provided for evaluation by an indexing system. Thus, otherwise conventional charge amplifiers can be omitted.
Zusätzlich ergeben sich durch die Analyseschnittstelle folgende Vorteile: Es werden keine weiteren, sehr aufwendig zu konstruierenden Indizierbohrungen im Zylinderkopf benötigt, und auf eine aufwändige und störanfällige Verkabelung, die ohne die Analyseschnittstelle durch das Splitten des Brennraumdrucksignals nötig wäre, kann verzichtet werden. Das Splitten musste bisher mit allen sich daraus ergebenden Nachteilen bei Zylinderköpfen mit nur einer In addition, the analysis interface offers the following advantages: No further, very complicated to be constructed indexing holes in the cylinder head are required, and an elaborate and interference-prone wiring, which would be necessary without the analysis interface by splitting the combustion chamber pressure signal, can be dispensed with. The splitting had so far with all the resulting disadvantages in cylinder heads with only one
Indizierbohrung je Zylinder angewandt werden. Es hat sich gezeigt, dass eine Genauigkeit des Zylinderdruckmoduls für typische Indexing hole per cylinder can be applied. It has been found that an accuracy of the cylinder pressure module for typical
Prüfstandsanwendungen ausreichend ist, sodass es keiner genaueren Prüfstandssensoren bedarf.  Test bench applications is sufficient so that it requires no more accurate test bench sensors.
Die Möglichkeit, ein Oszilloskop direkt an das Zylinderdruckmodul anzuschließen, ist insbesondere für Servicemitarbeiter im Anwendungsfeld günstig. Somit können die Zylinderdrucksignale mit äußerst geringem Aufwand direkt angezeigt und durch den Servicemitarbeiter ausgewertet werden. Selbstverständlich kann auch an einem Prüfstand ein Oszilloskop an die Analyseschnittstelle angeschlossen werden, insbesondere falls kein The option of connecting an oscilloscope directly to the cylinder pressure module is particularly beneficial for service employees in the field of application. Thus, the Cylinder pressure signals can be directly displayed with minimal effort and evaluated by the service employee. Of course, an oscilloscope can also be connected to the analysis interface on a test bench, in particular if no
Indiziersystem zur Verfügung steht. Bei der Analyseschnittstelle handelt es sich bevorzugt um eine analoge Schnittstelle. Diese ermöglicht einen besonders einfachen Anschluss externer Geräte wie eines Indiziersystems und/oder eines Oszilloskops. Dabei weist die Indexing system is available. The analysis interface is preferably an analog interface. This enables a particularly simple connection of external devices such as an indexing system and / or an oscilloscope. In this case, the
Analyseschnittstelle bevorzugt zwei Kontakte auf, nämlich einen Signalkontakt und einen Massekontakt. Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder geschaffen wird, wobei dem wenigstens einen Zylinder ein Zylinderdruckmodul nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zugeordnet ist. Das Zylinderdruckmodul ist insbesondere eingerichtet zur Anordnung im Bereich des ihm zugeordneten Zylinders der Brennkraftmaschine, wobei es eine Druckerfassungseinrichtung, eingerichtet zur zeit- und/oder winkelabhängigen Erfassung eines Brennraumdrucks in dem zugeordneten Zylinder und eine Druckverlaufsanalyseeinrichtung, eingerichtet zur Analyse des erfassten Brennraumdrucks aufweist, sowie weiterhin eine Netzwerkeinrichtung, die eingerichtet ist zur Verbindung des Zylinderdruckmoduls mit einem Steuergerät der Brennkraftmaschine und/oder mit einem weiteren Zylinderdruckmodul. Das wenigstens eine Zylinderdruckmodul ist mittels der Analysis interface preferably two contacts, namely a signal contact and a ground contact. The object is also achieved by providing an internal combustion engine with at least one cylinder, wherein the at least one cylinder is associated with a cylinder pressure module according to one of the previously described embodiments. The cylinder pressure module is in particular designed for arrangement in the region of the cylinder of the internal combustion engine assigned to it, wherein it has a pressure detection device, configured for time and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder and a pressure curve analysis device, configured for analyzing the detected combustion chamber pressure, and also a network device which is set up to connect the cylinder pressure module with a control unit of the internal combustion engine and / or with a further cylinder pressure module. The at least one cylinder pressure module is by means of
Netzwerkeinrichtung mit dem Steuergerät der Brennkraftmaschine verbunden. Auf diese Weise wird bevorzugt ein Netzwerk verwirklicht, wobei für den wenigstens einen Zylinder vollständige und hochgenaue Druckverlaufsanalysen möglich sind. Die Zahl der Steuergeräte und der Sensoren der Brennkraftmaschine kann reduziert werden, sodass auch ein Verkabelungsaufwand sinkt. Insbesondere verwirklichen sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Zylinderdruckmodul erläutert wurden. Das Steuergerät der Brennkraftmaschine, mit welchem das wenigstens eine Zylinderdruckmodul verbunden ist, ist vorzugsweise ein zentrales Network device connected to the control unit of the internal combustion engine. In this way, a network is preferably realized, wherein for the at least one cylinder complete and highly accurate pressure curve analyzes are possible. The number of control devices and the sensors of the internal combustion engine can be reduced, so that a cabling effort is reduced. In particular, the advantages that have already been explained in connection with the cylinder pressure module are realized. The control unit of the internal combustion engine, with which the at least one cylinder pressure module is connected, is preferably a central one
Motorsteuergerät, das auch als Engine Control Unit (ECU) bezeichnet wird. Engine control unit, also referred to as engine control unit (ECU).
Es wird auch eine Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Zylindern bevorzugt, wobei jedem der Zylinder ein separates Zylinderdruckmodul zugeordnet ist. Die Zylinderdruckmodule der Zylinder sind vorzugsweise mittels ihrer Netzwerkeinrichtungen miteinander und mit dem Steuergerät der Brennkraftmaschine verbunden. Es wird ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das wenigstens eine Zylinderdruckmodul und das Steuergerät über eine Kommunikationsleitung miteinander verbunden sind. Die Kommunikationsleitung weist vorzugsweise einen Datenbus, einen Zeit- und/oder Winkelsignalbus sowie wenigstens eine Versorgungsleitung zur Versorgung der Zylinderdruckmodule mit elektrischer Leistung auf. An internal combustion engine having at least two cylinders is also preferred, wherein each of the cylinders is assigned a separate cylinder pressure module. The cylinder pressure modules of the cylinders are preferably connected to one another by means of their network devices and to the control unit of the internal combustion engine. An exemplary embodiment of the internal combustion engine is preferred, which is characterized in that the at least one cylinder pressure module and the control unit are connected to one another via a communication line. The communication line preferably has a data bus, a time and / or angle signal bus and at least one supply line for supplying the cylinder pressure modules with electrical power.
Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Hubkolbenmotor ausgebildet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dient die Brennkraftmaschine dem Antrieb insbesondere schwerer Land- oder Wasserfahrzeuge, beispielsweise von Minenfahrzeugen, Zügen, wobei die Brennkraftmaschine in einer Lokomotive oder einem Triebwagen eingesetzt wird, oder von Schiffen. Auch ein Einsatz der Brennkraftmaschine zum Antrieb eines der Verteidigung dienenden Fahrzeugs, beispielsweise eines Panzers, ist möglich. Ein Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise auch stationär, beispielsweise zur stationären The internal combustion engine is preferably designed as a reciprocating engine. In a preferred embodiment, the internal combustion engine is used to drive in particular heavy land or water vehicles, such as mine vehicles, trains, the internal combustion engine is used in a locomotive or a railcar, or ships. It is also possible to use the internal combustion engine to drive a defense vehicle, for example a tank. An embodiment of the internal combustion engine is preferably also stationary, for example, for stationary
Energieversorgung im Notstrombetrieb, Dauerlastbetrieb oder Spitzenlastbetrieb eingesetzt, wobei die Brennkraftmaschine in diesem Fall vorzugsweise einen Generator antreibt. Auch eine stationäre Anwendung der Brennkraftmaschine zum Antrieb von Hilfsaggregaten, beispielsweise von Feuerlöschpumpen auf Bohrinseln, ist möglich. Weiterhin ist eine Anwendung der Energy supply used in emergency power, continuous load operation or peak load operation, the internal combustion engine in this case preferably drives a generator. A stationary application of the internal combustion engine for driving auxiliary equipment, such as fire pumps on oil rigs, is possible. Furthermore, an application of the
Brennkraftmaschine im Bereich der Förderung fossiler Roh- und insbesondere Brennstoffe, beispielswiese Öl und/oder Gas, möglich. Auch eine Verwendung der Brennkraftmaschine im industriellen Bereich oder im Konstruktionsbereich, beispielsweise in einer Konstruktions- oder Baumaschine, zum Beispiel in einem Kran oder einem Bagger, ist möglich. Die Internal combustion engine in the field of promotion of fossil raw materials and in particular fuels, for example oil and / or gas possible. It is also possible to use the internal combustion engine in the industrial sector or in the field of construction, for example in a construction or construction machine, for example in a crane or an excavator. The
Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Internal combustion engine is preferably designed as a diesel engine, as a gasoline engine, as a gas engine for operation with natural gas, biogas, special gas or other suitable gas.
Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet. In particular, when the internal combustion engine is designed as a gas engine, it is suitable for use in a cogeneration plant for stationary power generation.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine nach einem der zuvor beschriebenen The object is also achieved by a method for operating an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine according to one of the previously described
A.usführungsbeispiele, geschaffen wird, wobei eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Zylinder betrieben wird, wobei dem wenigstens einen Zylinder ein Zylinderdruckmodul nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zugeordnet ist, wobei das wenigstens eine Zylinderdruckmodul mittels seiner Netzwerkeinrichtung mit dem Steuergerät der Embodiments, is provided, wherein an internal combustion engine is operated with at least one cylinder, the at least one cylinder is associated with a cylinder pressure module according to one of the embodiments described above, wherein the at least one cylinder pressure module by means of its network device with the control unit of
BTennkraftmaschine verbunden ist, wobei durch das wenigstens eine Zylinderdruckmodul ein BTennraumdruck in dem wenigstens einen Zylinder erfasst und analysiert wird, wobei Daten, Parameter und/oder Kennwerte zwischen dem wenigstens einen Zylinderdruckmodul und dem zentralen Steuergerät ausgetauscht werden. Im Rahmen des Verfahrens verwirklichen sich die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Zylinderdruckmodul und der Bennennkraftmaschine is connected, wherein by the at least one cylinder pressure module, a BTennraumdruck in the at least one cylinder is detected and analyzed, wherein data, Parameter and / or characteristic values are exchanged between the at least one cylinder pressure module and the central control unit. In the context of the method, the advantages realized already in connection with the cylinder pressure module and the
Brennkraftmaschine erläutert wurden. Internal combustion engine have been explained.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei der eine Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Zylindern betrieben wird, wobei jedem der Zylinder ein separates An embodiment of the method is preferred in which an internal combustion engine is operated with at least two cylinders, wherein each of the cylinders is a separate one
Zylinderdruckmodul nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele zugeordnet ist, wobei die Zylinderdruckmodule mittels ihrer Netzwerkeinrichtungen miteinander und mit dem Steuergerät der Brennkraftmaschine verbunden sind, wobei durch die Zylinderdruckmodule separat jeweils ein Brennraumdruck in dem zugeordneten Zylinder erfasst und analysiert wird, wobei Daten, Parameter und/oder Kennwerte zwischen den Zylinderdruckmodulen und dem zentralen Steuergerät ausgetauscht werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Zylinderdruckmodul von dem Cylinder pressure module according to one of the embodiments described above is assigned, wherein the cylinder pressure modules are connected by means of their network devices with each other and with the control unit of the internal combustion engine, wherein the cylinder pressure modules separately each a combustion chamber pressure in the associated cylinder is detected and analyzed, wherein data, parameters and / or Characteristic values are exchanged between the cylinder pressure modules and the central control unit. It is preferably provided that the at least one cylinder pressure module of the
Steuergerät einen Zeit- und/oder Winkelparameter, insbesondere ein Kurbelwinkelsignal und/oder ein Nockenwinkelsignal übermittelt erhält, wobei es den Brennraumdruckverlauf in dem zugeordneten Zylinder in Abhängigkeit von dem Zeit- und/oder Winkelparameter, insbesondere dem Kurbelwinkel und/oder dem Nockenwinkel ermittelt. Das wenigstens eine Zylinderdruckmodul führt selbsttätig eine Analyse des erfassten Brennraumdruckverlaufs durch und übermittelt wenigstens ein aus der Analyse resultierendes Ergebnis an das zentrale Controller receives a time and / or angle parameters, in particular a crank angle signal and / or a cam angle signal receives, where it determines the combustion chamber pressure profile in the associated cylinder in dependence on the time and / or angle parameters, in particular the crank angle and / or the cam angle. The at least one cylinder pressure module automatically carries out an analysis of the detected combustion chamber pressure profile and transmits at least one result resulting from the analysis to the central one
Steuergerät. Vorzugsweise wird das wenigstens eine Zylinderdruckmodul von dem zentralen Steuergerät mit einer Versorgungsspannung versorgt. Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass dem wenigstens einen Zylinderdruckmodul, insbesondere allen Zylinderdruckmodulen, von dem Steuergerät wenigstens ein Parameter übermittelt wird, der für die Brennkraftmaschine charakteristisch ist. Dies hat den Vorteil, dass die Zylinderdruckmodule völlig unabhängig von der konkreten Brennkraftmaschine ausgestaltet sein können, in welcher sie eingesetzt werden. Beim Einschalten der Versorgungsspannung und insbesondere bei einem Erststart der Control unit. Preferably, the at least one cylinder pressure module is supplied by the central control unit with a supply voltage. An embodiment of the method is preferred, which is characterized in that at least one parameter that is characteristic of the internal combustion engine is transmitted to the at least one cylinder pressure module, in particular all cylinder pressure modules, from the control unit. This has the advantage that the cylinder pressure modules can be configured completely independently of the specific internal combustion engine in which they are used. When switching on the supply voltage and in particular at a first start the
Brennkraftmaschine und einer Initialisierung des zentralen Steuergeräts erfolgt bevorzugt ein - insbesondere einmaliger - Parameter-Download für alle Zylinderdruckmodule, wodurch diese für die Verwendung in der konkreten Brennkraftmaschine, in welcher sie verbaut sind, eingerichtet werden. Eine solche Initialisierung wird dann bevorzugt erstmals wieder bei einem Tausch eines Zylinderdruckmoduls oder bei einer Neuinstallation vorgenommen. Internal combustion engine and an initialization of the central control unit is preferably a - especially unique - parameter download for all cylinder pressure modules, making them suitable for use in the specific internal combustion engine in which they are installed, be set up. Such an initialization is then preferably carried out again for the first time when a cylinder printing module is replaced or during a new installation.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zylinderdruckmodule selbsttätig eine Erkennung einer Position der ihnen zugeordneten Zylinder in einer Zündfolge der Brennkraftmaschine durchführen und sich eine Adresse in dem durch die Zylinderdruckmodule gebildeten Netzwerk in Abhängigkeit von der erkannten Position zuweisen. Dadurch sind die Zylinderdruckmodule in der Lage, selbsttätig ein Netzwerk aufzubauen, ohne dass es einer zentralen Vorgabe durch das Steuergerät bedarf. Die Zylinderdruckmodule erfassen dabei bevorzugt kurbelwinkelabhängig den Brennraumdruckverlauf des ihnen zugeordneten Zylinders, wobei sie von dem zentralen Steuergerät als für die Brennkraftmaschine charakteristischen Parameter insbesondere eine Zündtabelle erhalten. Ein in dem erfassten Brennraumdruckverlauf auftretendes Druckmaximum kann dann einem momentanen Kurbelwinkel zugeordnet werden, wobei die It is preferably provided that the cylinder pressure modules automatically perform a recognition of a position of their associated cylinder in a firing order of the internal combustion engine and assign an address in the network formed by the cylinder pressure modules in dependence on the detected position. As a result, the cylinder printing modules are able to automatically build a network, without the need for a central specification by the controller. In this case, the cylinder pressure modules preferably detect, depending on the crank angle, the combustion chamber pressure profile of the cylinder assigned to them, in particular receiving an ignition table from the central control unit as parameters characteristic of the internal combustion engine. A pressure maximum occurring in the detected combustion chamber pressure curve can then be assigned to a current crank angle, wherein the
Zylinderdruckmodule anhand der Zündtabelle ermitteln können, an welchem Zylinder innerhalb der Zündfolge sie angeordnet sind. Es ist dann ohne weiteres möglich, dass sich die Cylinder pressure modules based on the ignition table can determine which cylinder within the firing order they are arranged. It is then easily possible that the
Zylinderdruckmodule, die ansonsten initial bevorzugt alle die gleiche Adresse aufweisen, eine eigene Knotennummer zur Spezifizierung ihrer Adresse zuweisen.  Cylinder pressure modules, which otherwise initially preferably all have the same address, assign a separate node number for specifying their address.
Diese Zuweisung erfolgt bevorzugt initial bei einem Erststart der Brennkraftmaschine. Im Übrigen wird vorzugsweise - insbesondere bei einem Start der Brennkraftmaschine - anhand edner Prüfhummer geprüft, ob sich in der Zuordnung der Zylinderdruckmodule etwas geändert hat. Lediglich dann, wenn diese Prüfung eine Änderung zurückgibt, erfolgt eine neue This assignment preferably takes place initially during a first start of the internal combustion engine. Incidentally, it is preferably checked - in particular at a start of the internal combustion engine - on the basis of a healthy test lob, whether something has changed in the assignment of the cylinder pressure modules. Only if this check returns a change will a new one occur
Initialisierung. Dies kann insbesondere bei einem Tausch von wenigstens einem Initialization. This can be the case in particular if there is at least one exchange
Zylinderdruckmodul oder bei einer Neuinstallation der Fall sein. Cylinder pressure module or reinstall the case.
Der wenigstens eine Parameter, welchen das wenigstens eine Zylinderdruckmodul von dem Steuergerät übermittelt erhält, ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem Kolben-Durchmesser, einem Zylinderhub, einer Pleuellänge, einem Verdichtungsverhältnis, einem Polytropenexponent, einer Kurbelwinkel-Lücke zum oberen Totpunkt des ersten The at least one parameter which the at least one cylinder pressure module receives from the control unit is preferably selected from a group comprising a piston diameter, a cylinder stroke, a connecting rod length, a compression ratio, a polytropic exponent, a crank angle gap to top dead center of the first
Zylinders in der Zündfolge, einer Skalierung von Zylinderdrucksensoren, insbesondere angegeben in Druck pro elektrischer Spannung, ein thermodynamischer Verlustwinkel, der zur Bestimmung des oberen Totpunkts benötigt wird, ein Messfenster - vorzugsweise in Grad I urbelwinkel (°KW) - für einen Start und ein Ende der Brennraumdruckerfassung und/oder der Brennraumanalyse, einer Auflösung - vorzugsweise in Grad Kurbelwinkel (°KW) - für eine Brennraumdruckerfassung und/oder eine Brennraumdruckanalyse, einer Abtastfrequenz - vorzugsweise in kHz - für die Brennraumdruckerfassung, einem Grenzwert, ab welchem eine bestimmte Funktion des Zylinderdruckmoduls ausgelöst werden soll, und einer Zündtabelle, insbesondere zur Ermittlung und Zuweisung einer spezifischen Knotennummer für die Cylinder in the firing order, a scaling of cylinder pressure sensors, in particular given in pressure per electrical voltage, a thermodynamic loss angle, which is needed for the determination of top dead center, a measurement window - preferably in degrees I crank angle (° CA) - for a start and an end the combustion chamber pressure detection and / or the combustion chamber analysis, a resolution - preferably in degrees crank angle (° CA) - for a Brennraumdruckerfassung and / or a combustion chamber pressure analysis, a sampling frequency - preferably in kHz - for the combustion chamber pressure detection, a limit from which a certain function of the cylinder pressure module is to be triggered, and a Zündtabelle, in particular for determining and assigning a specific node number for the
Zylinderdruckmodule. Zusätzlich oder alternativ kann als Parameter übermittelt werden, welche Umsatzpunkte zu berechnen und/oder zu übermitteln sind, beispielsweise 10 %, 50 % oder 75 %. Cylinder pressure modules. Additionally or alternatively it can be transmitted as a parameter, which sales points to calculate and / or to be transmitted, for example 10%, 50% or 75%.
Der wenigstens eine Parameter wird bevorzugt nach einem Anlegen der Betriebsspannung (Zündung-Ein) und einem Hochfahren des zentralen Steuergeräts - und insbesondere vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine - von dem zentralen Steuergerät an alle an dieThe at least one parameter is preferred after application of the operating voltage (ignition-on) and a start-up of the central control unit - and in particular before starting the internal combustion engine - from the central control unit to all of the
ommunikationsleitung angeschlossenen Zylinderdruckmodule übermittelt. Die  Communication line connected cylinder printing modules transmitted. The
Zylinderdruckmodule berechnen vorzugsweise einmalig aus den übermittelten Parametern insbesondere ein Zylindervolumen sowie ein Hubvolumen. Es wird auch eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das wenigstens eine Zylinderdruckmodul wenigstens einen zylinderindividuellen Kennwert in einem nicht-flüchtigen Speicher ablegt. Der Kennwert ist bevorzugt ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem maximalen Spitzendruck, einem indizierten Mitteldruck, einer KJopfintensität, einem Spitzendruckgradient, und einer Anzahl an Lastwechseln. Diese Werte sind insbesondere interessant für eine Wartung oder bei eventuell auftretenden Schäden an der Brennkraftmaschine. Dadurch, dass der wenigstens eine zylinderindividuelle Kennwert in einem nicht-flüchtigen Speicher des Zylinderdruckmoduls abgelegt wird, kann beispielsweise eine Alterung für die individuellen Zylinder aufgezeichnet werden, wobei solche Daten erhalten bleiben, auch wenn das zentrale Steuergerät einen Fehler aufweist oder defekt ist und Cylinder pressure modules preferably calculate one-time from the transmitted parameters, in particular a cylinder volume and a stroke volume. An embodiment of the method is also preferred, which is characterized in that the at least one cylinder pressure module stores at least one cylinder-specific characteristic value in a non-volatile memory. The characteristic value is preferably selected from a group consisting of a maximum peak pressure, an indicated mean pressure, a KJopfintensität, a peak pressure gradient, and a number of load changes. These values are particularly interesting for maintenance or possibly occurring damage to the internal combustion engine. Characterized in that the at least one individual cylinder characteristic value is stored in a non-volatile memory of the cylinder pressure module, for example, an aging of the individual cylinders are recorded, such data are retained, even if the central controller has a fault or is defective and
ausgetauscht werden muss. Bevorzugt wird der wenigstens eine Kennwert mit dem Steuergerät ausgetauscht, besonders bevorzugt in einen nicht-flüchtigen Speicher des Steuergeräts übertragen, sodass er sowohl in dem Steuergerät als auch in dem Zylinderdruckmodul vorhanden ist. In diesem Fall bleibt der Wert auch erhalten, wenn das Zylinderdruckmodul, nicht jedoch das Steuergerät, einen Defekt aufweist und/oder getauscht werden muss. must be replaced. Preferably, the at least one characteristic value is exchanged with the control unit, particularly preferably transmitted to a non-volatile memory of the control unit, so that it is present both in the control unit and in the cylinder pressure module. In this case, the value is retained even if the cylinder pressure module, but not the control unit, has a defect and / or must be replaced.
Mithilfe des Zylinderdruckmoduls wird im Übrigen bevorzugt ein Lernkennfeld des zentralen Steuergeräts bedatet, sodass die Brennkraftmaschine weiter betrieben werden kann, wenn ein Zylinderdruckmodul und/oder die Kommunikationsleitung zum zentralen Steuergerät ausfallt. Insoweit ist die dauerhafte Verwendung des Zylinderdruckmoduls über eine erste, initiale Zylindergleichstellung hinaus insbesondere für eine optimale Leistungsauslegung und Incidentally, a learning characteristic map of the central control unit is preferably used with the aid of the cylinder pressure module, so that the internal combustion engine can continue to be operated when a cylinder pressure module and / or the communication line to the central control unit fails. In that regard, the permanent use of the cylinder pressure module via a first, initial Cylinder equalization addition, in particular for optimal performance design and
Momentenberechnung wichtig, wobei die Brennkraftmaschine jedoch mittels des Lernkennfelds auch bei ausgefallenem Zylinderdruckmodul - dann allerdings nicht unbedingt mit optimaler Leistungsauslegung - weiter betrieben werden kann. Im Übrigen wird bevorzugt über die Zylinderdruckmodule eine Ausfallerkennung mechanischer Teile sowie eine Moment calculation important, but the internal combustion engine can still be operated by means of the learning map even with failed cylinder pressure module - but then not necessarily with optimal performance design. Incidentally, it is preferred via the cylinder pressure modules failure detection of mechanical parts and a
Kompressionsdruckerfassung durchgeführt. Compression pressure detection performed.
Zur Erfindung gehört auch ein Baukasten für eine Brennkraftmaschine, wobei der Baukasten ein Zylinderdruckmodul aufweist, insbesondere ein Zylinderdruckmodul nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Das Zylinderdruckmodul ist einheitlich für alle The invention also includes a construction kit for an internal combustion engine, wherein the modular system has a cylinder pressure module, in particular a cylinder pressure module according to one of the embodiments described above. The cylinder pressure module is uniform for all
Brennkraftmaschinen, die mit dem Baukasten verwirklichbar sind. Insbesondere ist das Internal combustion engines that can be realized with the modular system. In particular, that is
Zylinderdruckmodul bevorzugt einheitlich für alle Brennkraftmaschinentypen, beispielsweise Gasmotoren, Dieselmotoren, Dual-Fuel Motoren, und andere Motoren, sowie einheitlich für alle Einspritzsysteme, Diesel-Einspritzsysteme, insbesondere für Common-Rail Systeme, Pumpe- Leitung-Düse-Systeme, sowie weiterhin bevorzugt einheitlich für alle Gassysteme. Es ergibt sich eine äußerst einfache Logistik, weil die für einzelne Baureihen spezifischen Parameter über die Parameter des Motormanagements bestimmt und insbesondere von dem zentralen Steuergerät an die Zylinderdruckmodule übertragen werden. Alle Zylinderdruckmodule haben nur eine Cylinder pressure module preferably uniform for all types of internal combustion engines, such as gas engines, diesel engines, dual-fuel engines, and other engines, as well as uniform for all injection systems, diesel injection systems, in particular for common rail systems, pump line-nozzle systems, and further preferably uniform for all gas systems. The result is an extremely simple logistics, because the specific parameters for individual series on the parameters of the engine management determined and in particular are transmitted from the central control unit to the cylinder pressure modules. All cylinder pressure modules have only one
Software, die für alle Motortypen und Zylindervarianten gleich ist. Somit ist auch nur eine Sachnummer für die Zylinderdruckmodule nötig. Software that is the same for all engine types and cylinder variants. Thus, only a part number for the cylinder printing modules is necessary.
Die Beschreibung des Zylinderdruckmoduls, der Brennkraftmaschine, des Baukastens einerseits und des Verfahrens andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale des Zylinderdruckmoduls, der Brennkraftmaschine und des Baukastens, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, sind bevorzugt einzeln oder The description of the cylinder pressure module, the internal combustion engine, the modular box on the one hand and the method on the other hand are to be understood complementary to each other. Features of the cylinder pressure module, the internal combustion engine and the building block, which have been explicitly or implicitly described in connection with the method, are preferably individually or
miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Combined features of a preferred embodiment of the
Zylinderdruckmoduls, der Brennkraftmaschine und/oder des Baukastens. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Zylinderdruckmodul, der Brennkraftmaschine und/oder dem Baukasten beschrieben wurde, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen Verfahrensschritt aus, der durch wenigstens ein Merkmal des Cylinder pressure module, the internal combustion engine and / or the kit. Method steps which have been described explicitly or implicitly in connection with the cylinder pressure module, the internal combustion engine and / or the modular system are preferably individually or combined with one another Steps of a preferred embodiment of the method. This is preferably characterized by at least one method step, which is characterized by at least one feature of
Zylinderdruckmoduls, der Brennkraftmaschine und/oder des Baukastens bedingt ist. Das Cylinder pressure module, the internal combustion engine and / or the kit is conditional. The
Zylinderdruckmodul, die Brennkraftmaschine und/oder der Baukasten zeichnen/zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Verfahrensschritt einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist. Cylinder pressure module, the internal combustion engine and / or the kit draw / stands out preferably by at least one feature, which is due to at least one process step of a preferred embodiment of the method.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Showing:
Figur 1 eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Figure 1 is a schematic detail of an embodiment of a
Brennkraftmaschine mit einem Zylinderdruckmodul;  Internal combustion engine with a cylinder pressure module;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Figure 2 is a schematic representation of an embodiment of a
Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylinderdruckmodulen, und  Internal combustion engine with a plurality of cylinder pressure modules, and
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens. Figure 3 is a schematic representation of an embodiment of the method.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a
Zylinderdruckmoduls 1 für eine schematisch angedeutete Brennkraftmaschine 3, wobei das Zylinderdruckmodul 1 eingerichtet ist zur Anordnung im Bereich eines dem Cylinder pressure module 1 for a schematically indicated internal combustion engine 3, wherein the cylinder pressure module 1 is arranged to be arranged in the region of a
Zylinderdruckmodul 1 zugeordneten Zylinders der Brennkraftmaschine 3, insbesondere an oder in einem Zylinderkopf derselben. Das Zylinderdruckmodul 1 weist eine Cylinder pressure module 1 associated cylinder of the internal combustion engine 3, in particular on or in a cylinder head thereof. The cylinder pressure module 1 has a
Druckerfassungseinrichtung 5 auf, die eingerichtet ist zur zeit- und/oder winkelabhängigen Erfassung eines Brennraumdrucks in dem zugeordneten Zylinder der Brennkraftmaschine 3. Dabei bedeutet der Begriff„zeit- und/oder winkelabhängige Erfassung", dass der Pressure detection device 5, which is adapted to the time- and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder of the internal combustion engine 3. The term "time and / or angle-dependent detection means that the
Brennraumdruck durch die Druckerfassungseinrichtung 5 abhängig von einem Zeit- und/oder Winkelparameter, einem Kurbelwinkel und/oder einem Nockenwinkel der Brennkraftmaschine 3 erfassbar ist. Combustion chamber pressure can be detected by the pressure detection device 5 depending on a time and / or angle parameters, a crank angle and / or a cam angle of the internal combustion engine 3.
Das Zylinderdruckmodul 1 weist außerdem eine Druckverlaufsanalyseeinrichtung 7 auf, die eingerichtet ist zur Analyse des erfassten Brennraumdrucks. Insbesondere ist die The cylinder pressure module 1 also has a pressure curve analysis device 7, which is set up to analyze the detected combustion chamber pressure. In particular, the
Druckverlaufsanalyseeinrichtung 7 eingerichtet, um aus dem erfassten Brennraumdruck einen Brenn verlauf, einen Heizverlauf, und/oder ein aktuelles Moment der Brennkraftmaschine 3, sowie gegebenenfalls weitere Merkmale zu ermitteln, insbesondere zu berechnen, wobei die Druckverlaufsanalyseeinrichtung 7 alternativ oder zusätzlich bevorzugt ausgebildet ist, um eine Klopferkennung und/oder eine Zylinder- Ausfallerkennung für den dem Zylinderdruckmodul 1 zugeordneten Zylinder der Brennkraftmaschine 3 durchzuführen. Das Zylinderdruckmodul 1 weist weiterhin eine Netzwerkeinrichtung 9 auf, die eingerichtet ist zur Verbindung des Zylinderdruckmoduls 1 mit einem Steuergerät 11 der Brennkraftmaschine 3, wobei die Netzwerkeinrichtung 9 hier zusätzlich eingerichtet ist zur Verbindung des Druckverlaufsanalyseeinrichtung 7 set to from the detected combustion chamber pressure a firing course, a heating curve, and / or a current torque of the internal combustion engine 3, and optionally to determine other features, in particular to calculate, the pressure curve analysis device 7 is alternatively or additionally preferably designed to a Knock detection and / or a cylinder failure detection for the cylinder pressure module 1 associated cylinder of the internal combustion engine 3 perform. The cylinder pressure module 1 furthermore has a network device 9, which is set up to connect the cylinder pressure module 1 to a control unit 11 of the internal combustion engine 3, wherein the network device 9 is additionally set up here for connecting the
Zylinderdruckmoduls 1 mit wenigstens einem weiteren, in Figur 1 nicht dargestellten Cylinder pressure module 1 with at least one further, not shown in Figure 1
Zylinderdruckmodul. Das Steuergerät 11 ist vorzugsweise als zentrales Motorsteuergerät (Engine Control Unit - ECU) eingerichtet. Cylinder pressure module. The control unit 11 is preferably set up as a central engine control unit (ECU).
Die Netzwerkeinrichtung 9 weist vorzugsweise eine Schnittstelle 13 zur Verbindung mit dem Steuergerät 11 und vorzugsweise mit wenigstens einem weiteren Zylinderdruckmodul auf. Dabei ist die Schnittstelle 13 bevorzugt eingerichtet zur Verbindung mit einer Kommunikationsleitung 15, wobei diese insbesondere einen standardisierten Datenbus aufweisen kann. Über die The network device 9 preferably has an interface 13 for connection to the control unit 11 and preferably with at least one further cylinder pressure module. In this case, the interface 13 is preferably set up for connection to a communication line 15, which may in particular have a standardized data bus. About the
Kommunikationsleitung 15 wird das Zylinderdruckmodul 1 vorzugsweise durch das Steuergerät 1 1 mit einer Versorgungsspannung 17 und mit einem für die zeit- und/oder winkelabhängige Erfassung des Brennraumdrucks vorgesehenen, generalisierten Zeitsignal 19, das insbesondere eine Winkelsignal sein kann, wobei es vorzugsweise einen Kurbelwinkel oder einen Communication line 15, the cylinder pressure module 1 preferably by the control unit 1 1 with a supply voltage 17 and provided for the time and / or angle-dependent detection of the combustion chamber pressure, generalized time signal 19, which may be in particular an angle signal, preferably a crank angle or a
Nockenwinkel repräsentiert oder übermittelt, versorgt. Weiterhin tauschen das Cam angle represents or transmitted, supplied. Continue to swap
Zylinderdruckmodul 1 sowie das Steuergerät 11 über die Kommunikationsleitung 15 Daten 21 aus. Das Zylinderdruckmodul 1 weist ein Gehäuse 23 auf, in dem zumindest die Cylinder pressure module 1 and the controller 11 via the communication line 15 data 21 off. The cylinder pressure module 1 has a housing 23, in which at least the
Druckverlaufsanalyseeinrichtung 7, die Druckerfassungseinrichtung 5 und die Pressure course analysis device 7, the pressure detection device 5 and the
Netzwerkeinrichtung 9 - insbesondere kompakt - angeordnet sind. Mit dem Gehäuse 23 ist das Zylinderdruckmodul 1 an dem Zylinder, und insbesondere am Zylinderkopf der Network device 9 - in particular compact - are arranged. With the housing 23, the cylinder pressure module 1 on the cylinder, and in particular on the cylinder head of
Brennkraftmaschine 3, anordenbar, insbesondere befestigbar. Internal combustion engine 3, can be arranged, in particular fastened.
Die Druckerfassungseinrichtung 5 weist eine Drucksignalschnittstelle 25 zu einem Drucksensor 27 auf, der eingerichtet ist zur Erfassung des Brennraumdrucks in dem Zylinder, welcher dem Zylinderdruckmodul 1 zugeordnet ist. Der Drucksensor 27 ist als Zylinderdrucksensor ausgebildet. Es ist auch möglich, dass die Elektronik des Drucksensors 27 in das The pressure detection device 5 has a pressure signal interface 25 to a pressure sensor 27, which is adapted to detect the combustion chamber pressure in the cylinder, which is assigned to the cylinder pressure module 1. The pressure sensor 27 is designed as a cylinder pressure sensor. It is also possible that the electronics of the pressure sensor 27 in the
Zylinderdruckmodul 1 integriert ist, wobei der Drucksensor 27 in diesem Fall als einfache Druckmesszelle ausgebildet sein kann. Cylinder pressure module 1 is integrated, wherein the pressure sensor 27 may be formed in this case as a simple pressure measuring cell.
Die Datenverlaufsanalyseeinrichtung 7 ist bevorzugt eingerichtet zur Analyse des zeit- und/oder winkelabhängig erfassten Brennraumdrucks über ein gesamtes Arbeitsspiel des zugeordneten Zylinders. Alternativ sind allerdings auch andere Mess- und/oder Auswertefenster wählbar. Selbstverständlich ist dabei auch die Druckerfassungseinrichtung 5 eingerichtet zur Erfassung des Brennraumdrucks über das gesamte Arbeitsspiel des zugeordneten Zylinders. Die Netzwerkeinrichtung 9 ist eingerichtet, um dem Zylinderdruckmodul 1 eine eigene Adresse zuzuweisen. Dabei ist das Zylinderdruckmodul 1 insbesondere eingerichtet zum Erkennen der Position des ihm zugeordneten Zylinders innerhalb einer Zündfolge der Brennkraftmaschine 3, wobei es weiter eingerichtet ist, um sich abhängig von dieser Position des Zylinders selbsttätig eine Knotennummer zuzuweisen. The data course analysis device 7 is preferably set up to analyze the time-dependent and / or angle-dependent detected combustion chamber pressure over an entire cycle of the associated Cylinder. Alternatively, however, other measurement and / or evaluation windows can also be selected. Of course, the pressure detecting device 5 is also configured to detect the combustion chamber pressure over the entire working cycle of the associated cylinder. The network device 9 is set up to assign the cylinder printing module 1 its own address. In this case, the cylinder pressure module 1 is in particular configured to detect the position of the associated cylinder within a firing order of the internal combustion engine 3, wherein it is further configured to automatically assign a node number depending on this position of the cylinder.
Es zeigt sich, dass das Zylinderdruckmodul 1 sehr kompakt ausgebildet sein und mit geringem Bauraum am Zylinderkopf angeordnet werden kann. Da über die Netzwerkeinrichtung 9 eine Parametrierung des Zylinderdruckmoduls 1 auf die konkreten Parameter der Brennkraftmaschine 3 von dem Steuergerät 11 über die Kommunikationsleitung 15 erfolgen kann, kann das It turns out that the cylinder pressure module 1 can be made very compact and can be arranged with little space on the cylinder head. Since via the network device 9, a parameterization of the cylinder pressure module 1 can be made to the specific parameters of the internal combustion engine 3 of the control unit 11 via the communication line 15, the
Zylinderdruckmodul 1 für alle Zylinder aller Brennkraftmaschinen zumindest einer Baureihe und/oder insgesamt alle Brennkraftmaschinen einer Art oder eines Herstellers, oder einer noch größeren Auswahl von Brennkraftmaschinen, identisch ausgebildet sein. Es ist somit ein einfacher Tausch des Zylinderdruckmoduls 1 ohne externe Parametrierung möglich. Insbesondere dann, wenn der Drucksensor 27 über die Drucksignalschnittstelle 25 mit dem Zylinderdruckmodul 1 verbunden ist, ist auch ein Tausch des Drucksensors 27 ohne weiteres möglich, wobei es hierbei keiner Neukalibrierung des Zylinderdruckmoduls 1 bedarf. Vielmehr wird bevorzugt eine standardisierte Drucksignalschnittstelle 25 verwendet, welche - unabhängig von der konkreten Wahl des Drucksensors 27 - standardisierte Signale von dem Drucksensor 27 erhält. Cylinder pressure module 1 for all cylinders of all internal combustion engines at least one series and / or a total of all internal combustion engines of a type or manufacturer, or an even larger selection of internal combustion engines to be identical. It is thus a simple exchange of the cylinder pressure module 1 without external parameterization possible. In particular, when the pressure sensor 27 is connected via the pressure signal interface 25 with the cylinder pressure module 1, an exchange of the pressure sensor 27 is readily possible, in which case it requires no recalibration of the cylinder pressure module 1. Rather, a standardized pressure signal interface 25 is preferably used, which - regardless of the specific choice of the pressure sensor 27 - receives standardized signals from the pressure sensor 27.
Mithilfe der Druckerfassungseinrichtung 5 und der Druckverlaufsanalyseeinrichtung 7 kann eine dezentrale Berechnung wesentlicher Daten für den Betrieb der Brennkraftmaschine 3 erfolgen, insbesondere für jeden Zylinder separat. Dies führt zu einer Reduzierung der Zahl der By means of the pressure detection device 5 and the pressure curve analysis device 7, a decentralized calculation of essential data for the operation of the internal combustion engine 3 can take place, in particular for each cylinder separately. This leads to a reduction in the number of
Steuergeräte in der Brennkraftmaschine 3 und zu einer Reduzierung der Verkabelung. Ferner kann jedes Zylinderdruckmodul 1 seine gesamte, ihm zur Verfügung stehende Rechenleistung zur Auswertung der Daten des ihm zugeordneten Zylinders verwenden, sodass ohne weiteres eine Erfassung und Auswertung eines Brennraumdrucks über ein gesamtes Arbeitsspiel des zugeordneten Zylinders, insbesondere über 720° KW möglich ist. Vorzugsweise weist das Zylinderdruckmodul 1 eine - insbesondere analoge - Analyseschnittstelle 29 auf, die eingerichtet ist zur Verbindung eines peripheren Analysegeräts 3 1 mit dem Zylinderdruckmodul 1. Bei dem peripheren Analysegerät 31 handelt es sich bevorzugt um ein Indiziersystem - insbesondere auf einem Prüfstand - und/oder um ein Control devices in the internal combustion engine 3 and to reduce the wiring. Furthermore, each cylinder pressure module 1 can use its entire computing power available for evaluating the data of the cylinder assigned to it, so that detection and evaluation of a combustion chamber pressure over an entire working cycle of the associated cylinder, in particular over 720 ° CA, is readily possible. The cylinder pressure module 1 preferably has an analysis interface 29, in particular analogous, which is set up to connect a peripheral analyzer 3 1 to the cylinder pressure module 1. The peripheral analyzer 31 is preferably an indexing system - in particular on a test bench - and / or one
Oszilloskop, insbesondere um ein Handheld-Oszilloskop, wie es von Servicemitarbeitern im Anwendungsfeld der Brennkraftmaschine 3 verwendet wird. Dabei ist es möglich, das periphere Analysegerät 31 gleichzeitig mit dem Steuergerät 11 und/oder mit weiteren Oscilloscope, in particular a handheld oscilloscope, as it is used by service employees in the field of application of the internal combustion engine 3. It is possible, the peripheral analyzer 31 simultaneously with the controller 11 and / or with others
Zylinderdruckmodulen 1 an das Zylinderdruckmodul 1 anzuschließen, und so parallel zu einem normalen Betrieb der Brennkraftmaschine 3 eine Analyse mit dem peripheren Analysegerät 31 durchzuführen, beispielsweise mittels eines Indiziersystems oder eines Handheld-Oszilloskops. Damit ist es auf dem Prüfstand möglich, teure Prüfstandsensorik einzusparen, weil vielmehr o>hne weiteres direkt das Zylinderdruckmodul 1 verwendet werden kann. Im Anwendungsfeld kann sich ein Servicemitarbeiter schnell über die Bedingungen in den Zylindern informieren, indem er ein Oszilloskop an die Analyseschnittstelle 29 anschließt, wobei dies parallel zu einem niormalen Betrieb der Brennkraftmaschine 3 erfolgen kann. Cylinder pressure modules 1 to connect to the cylinder pressure module 1, and so parallel to a normal operation of the internal combustion engine 3 perform an analysis with the peripheral analyzer 31, for example by means of an indexing system or a handheld oscilloscope. Thus, it is possible on the test bench to save expensive test bench sensors, because on the contrary, directly further cylinder pressure module 1 can be used. In the field of application, a service employee can quickly find out about the conditions in the cylinders by connecting an oscilloscope to the analysis interface 29, wherein this can be done in parallel to a normal operation of the internal combustion engine 3.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Brennkraftmaschine 3 , die wenigstens einen, hier vorzugsweise wenigstens zwei Zylinder aufweist, wobei hier konkret schematisch drei Zylinder 33, 33', 33" dargestellt sind. Die Brennkraftmaschine 3 ist bevorzugt als Hubkolbenmotor ausgebildet. 2 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of the internal combustion engine 3 which has at least one cylinder, in this case preferably at least two cylinders, in which case three cylinders 33, 33 ', 33 "are shown concretely schematically. The internal combustion engine 3 is preferably designed as a reciprocating piston engine.
Jedem der Zylinder 33, 33', 33" ist ein separates Zylinderdruckmodul 1 zugeordnet, wobei die Zylinderdruckmodule 1 mittels ihrer hier nicht dargestellten Netzwerkeinrichtungen 9 Each of the cylinders 33, 33 ', 33 "is associated with a separate cylinder pressure module 1, wherein the cylinder pressure modules 1 by means of their network devices not shown here. 9
miteinander und auch mit dem Steuergerät 11 , insbesondere über die Kommunikationsleitung 15, z u einem Netzwerk verbunden sind. with each other and with the control unit 11, in particular via the communication line 15, z u connected to a network.
Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. The same and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description.
Schematisch dargestellt sind hier auch eine Kurbelwelle 35 sowie eine Nockenwelle 37, wobei die Brennkraftmaschine 3 einen Kurbelwellensensor 39 zur Erfassung eines Kurbelwinkels und einen Nockenwellensensorn 41 zur Erfassung eines Nockenwinkels aufweist. Der erfasste Kurbelwinkel sowie der erfasste Nocken winkel werden in dem Steuergerät 11 registriert, wobei bevorzugt der Kurbelwinkel über die Kommunikationsleitung 15 an die Zylindermodule 1 weitergeleitet wird. Diese erfassen dann den Brennraumdruck in den Zylindern 33, 33', 33" in Abhängigkeit von dem Kurbel winkel. Insbesondere dann, wenn ein Defekt bei der Erfassung des Kurbelwinkels, insbesondere ein Defekt des Kurbelwellensensors 39, auftreten sollte, ist das Steuergerät 11 eingerichtet zur Weiterleitung des Nockenwinkels über die Kommunikationsleitung 15 an die Shown schematically here are also a crankshaft 35 and a camshaft 37, wherein the internal combustion engine 3 has a crankshaft sensor 39 for detecting a crank angle and a camshaft sensor 41 for detecting a cam angle. The detected crank angle and the detected cam angle are registered in the controller 11, wherein Preferably, the crank angle is forwarded via the communication line 15 to the cylinder modules 1. These then detect the combustion chamber pressure in the cylinders 33, 33 ', 33 "as a function of the crank angle, in particular when a defect in the detection of the crank angle, in particular a defect of the crankshaft sensor 39, should occur Forwarding of the cam angle via the communication line 15 to the
Zylinderdruckmodule 1, sodass dann umgestellt werden kann auf eine nockenwinkelabhängige Erfassung des Brennraumdrucks. Es ist aber auch möglich, dass das Steuergerät 11 den Cylinder pressure modules 1, so that it can then be switched to a cam angle-dependent detection of the combustion chamber pressure. But it is also possible that the control unit 11 the
Nockenwinkel in einen Kurbel winkel umrechnet, und diesen dann über die Cam angle converted into a crank angle, and then this over the
Kommunikationsleitung 15 an die Zylinderdruckmodule 1 übermittelt. Communication line 15 transmitted to the cylinder pressure modules 1.
Es zeigt sich noch, dass das Steuergerät 11 hier auch Injektoren 43 ansteuert, um zu definierten Zeiten definierte Mengen an Brennstoff in die Brennräume der Zylinder 33, 33', 33" einzubringen. It can also be seen that the control device 11 here also controls injectors 43 in order to introduce defined amounts of fuel into the combustion chambers of the cylinders 33, 33 ', 33 "at defined times.
Die Zylinderdruckmodule 1 sind vorzugsweise identisch ausgebildet. Es ist dabei ohne weiteres möglich, für jeden der Zylinder 33, 33', 33" ein identisches Zylinderdruckmodul 1 zu verwenden, wobei diese über die Kommunikationsleitung 15 ein Netzwerk bilden. Dabei weisen sie initial bei erstmaligem Aktivieren auch eine identische Adresse auf, wobei vom Steuergerät 1 1 initial grundlegende Parameter der Brennkraftmaschine 3 an alle Zylinderdruckmodule 1 übermittelt werden. Die Zylinderdruckmodule 1 sind also nicht vorparametriert, sondern werden nach ihrem Einbau und ihrer Verbindung mit der Kommunikationsleitung 15 sowie nach einem Hochfahren des Steuergeräts 11, jedoch bevorzugt vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine 3 automatisch von dem Steuergerät 11 parametriert. Sie können daher für eine Vielzahl verschiedener Brennkraftmaschinen 3 eingesetzt werden. Die initial gemeinsame Adresse stellt dabei sicher, dass anfänglich alle Zylinderdruckmodule 1 dieselben Parameter von dem The cylinder pressure modules 1 are preferably identical. It is readily possible to use an identical cylinder pressure module 1 for each of the cylinders 33, 33 ', 33 ", whereby they form a network via the communication line 15. Initially, upon initial activation, they also have an identical address, from Control unit 1 1 initially basic parameters of the internal combustion engine 3 are transmitted to all cylinder pressure modules 1. The cylinder pressure modules 1 are therefore not pre-parameterized, but after their installation and their connection to the communication line 15 and after a startup of the controller 11, but preferably before the start of the Internal combustion engine 3 is automatically parameterized by the control unit 11. It can therefore be used for a large number of different internal combustion engines 3. The initially common address ensures that initially all the cylinder pressure modules 1 have the same parameters
Steuergerät 11 übermittelt erhalten. Die Zylinderdruckmodule 1 erkennen danach selbsttätig eine Position der ihnen zugeordneten Zylinder 33, 33', 33" in einer Zündfolge der Brennkraftmaschine 3, und weisen sich Controller 11 received received. The cylinder pressure modules 1 then automatically recognize a position of the cylinders 33, 33 ', 33 "assigned to them in a firing order of the internal combustion engine 3, and point
entsprechend eine Adresse in einem Netzwerk zu, welches sie miteinander und mit dem according to an address in a network, which they together and with the
Steuergerät 11 bilden. Dabei hängt die Adresse in dem Netzwerk von der Position des zugeordneten Zylinders 33, 33', 33" in der Zündfolge der Brennkraftmaschine 3 ab. Insbesondere weisen die Zündmodule 1 sich dabei eine entsprechende Knotennummer zu. Form control unit 11. The address in the network depends on the location of the assigned cylinder 33, 33 ', 33 "in the firing order of the internal combustion engine 3. In particular, the ignition modules 1 are doing a corresponding node number.
Die Zylinderdruckmodule 1 sind außerdem bevorzugt eingerichtet, um wenigstens einen zylinderindividuellen Kennwert der ihnen zugeordneten Zylinder 33, 33', 33" in einem nichtflüchtigen Speicher abzulegen. Dabei zeigt sich, dass selbst bei einem Ausfall des Steuergeräts 11 Informationen über die Zylinder 33, 33', 33" erhalten bleiben, beispielsweise Informationen über deren Alterung, über einen maximalen Spitzendruck, einen indizierten Mitteldruck, eine Klopfintensität, einen Spitzendruckgradient und/oder eine Anzahl von Lastwechseln. The cylinder pressure modules 1 are also preferably set up to store at least one cylinder-specific characteristic value of the cylinders 33, 33 ', 33 "assigned to them in a non-volatile memory, showing that information about the cylinders 33, 33' is available even in the event of failure of the control device 11. , 33 "remain, for example, information about their aging, a maximum peak pressure, an indicated mean pressure, a knock intensity, a peak pressure gradient and / or a number of load changes.
Es zeigt sich außerdem, dass mithilfe der Zylinderdruckmodule 1 quasi ein Baukasten für Brennkraftmaschinen 3 bereitgestellt werden kann, wobei die Zylinderdruckmodule 1 einheitlich für alle Brennkraftmaschinen sind, die mit dem Baukasten verwirklichbar sind. Dies verringert die logistischen Kosten in Zusammenhang mit den Brennkraftmaschinen 3 erheblich. Darüber hinaus können alle Zylinderdruckmodule 1 eine einzige Software aufweisen, welche für alle Typen von Brennkraftmaschinen 3 gleich ist. Außerdem benötigen die Zylinderdruckmodule 1 nur eine einzige Sachnummer. It also appears that with the aid of the cylinder pressure modules 1, it is practically possible to provide a construction kit for internal combustion engines 3, wherein the cylinder pressure modules 1 are uniform for all internal combustion engines that can be realized with the modular system. This significantly reduces the logistical costs associated with the internal combustion engines 3. In addition, all cylinder pressure modules 1 may have a single software, which is the same for all types of internal combustion engines 3. In addition, the cylinder printing modules 1 require only a single item number.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Fig. 3 shows a schematic representation of an embodiment of a method for
Betreiben der Brennkraftmaschine 3. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei sind in Figur 3 links zwei Zeitachsen - gekennzeichnet durch einen Zeitparameter t - eingezeichnet, nämlich eine linke Zeitachse für das Steuergerät 11 und eine rechte Zeitachse für die Zylinderdruckmodule 1 der Brennkraftmaschine 3. In der Bildmitte sind parallel zu den Zeitachsen zeit- und/oder winkelabhängig erfasste Druckverläufe für hier exemplarisch vier Zylinder der Brennkraftmaschine 3 aufgezeichnet, die mit AI, A2, A3 und A4 bezeichnet sind. Die durch die den Zylindern AI, A2, A3, A4 zugeordneten Zylinderdruckmodule 1 Operation of the internal combustion engine 3. The same and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. In FIG. 3, on the left, two time axes-indicated by a time parameter t-are drawn, namely a left time axis for the control unit 11 and a right time axis for the cylinder pressure modules 1 of the internal combustion engine 3. In the center of the image, time and / or are parallel to the time axes recorded angle-dependent pressure curves for here exemplary four cylinders of the internal combustion engine 3, which are designated by AI, A2, A3 and A4. The by the cylinders AI, A2, A3, A4 associated cylinder pressure modules. 1
beziehungsweise die entsprechend zugeordneten Drucksensoren 27 erfassten or the correspondingly assigned pressure sensors 27 detected
Druckverlaufskurven sind in entsprechender Weise mit DA1, DA2, DA3 und DA4 Pressure curves are similar to DA1, DA2, DA3 and DA4
gekennzeichnet. Dabei ist die Druckverlaufskurve DA1 für den ersten Zylinder AI characterized. In this case, the pressure curve DA1 for the first cylinder AI
durchgezogen dargestellt, die Druckverlaufskurve DA2 für den zweiten Zylinder A2 ist punktiert dargestellt, die dritte Druckverlaufskurve DA3 für den dritten Zylinder A3 ist gestrichelt dargestellt, und die vierte Druckverlaufskurve DA4 für den vierten Zylinder strichpunktiert dargestellt. Die Druckverlaufskurven sind aufgetragen gegen den Kurbelwinkel in °KW als generalisierten Zeitparameter. shown in solid lines, the pressure curve DA2 for the second cylinder A2 is shown dotted, the third pressure curve DA3 for the third cylinder A3 is shown in dashed lines, and the fourth pressure curve DA4 for the fourth cylinder dash-dotted lines shown. The pressure curve curves are plotted against the crank angle in ° KW as a generalized time parameter.
Es zeigt sich nun Folgendes: Beim Hochfahren des Steuergeräts 11 und vorzugsweise vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine 3 wird bevorzugt zunächst geprüft, ob wenigstens ein neues Zylinderdruckmodul 1 vorhanden ist, dem noch keine separate Adresse oder Knotennummer zugewiesen wurde. Insbesondere bei einem Erststart der Brennkraftmaschine 3 mit neuen Zylinderdruckmodulen 1 weisen diese initial alle dieselbe Adresse auf. In diesem Fall wird zrunächst durch das Steuergerät 11 wenigstens ein für die Brennkraftmaschine 3 The following is now apparent: When starting up the control unit 11 and preferably before starting the internal combustion engine 3, it is preferably first checked whether at least one new cylinder pressure module 1 is present, to which no separate address or node number has yet been assigned. In particular, at a first start of the internal combustion engine 3 with new cylinder pressure modules 1, these initially all have the same address. In this case, at least one of the internal combustion engine 3 will be provided by the control unit 11 at first
charakteristischer Parameter an alle Zylinderdruckmodule 1 übermittelt, was hier durch einen Pfeil Pi dargestellt ist. Der Parameter ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem Kolbendurchmesser, einem Kolbenhub, einer Pleuellänge, einem characteristic parameter to all cylinder pressure modules 1 transmitted, which is shown here by an arrow Pi. The parameter is preferably selected from a group consisting of a piston diameter, a piston stroke, a connecting rod length, a
Verdichtungsverhältnis, einem Polytropenexponenten, einer Kurbelwellen-Lücke zum oberen Totpunkt des ersten Zylinders AI, einer Skalierung der Zylinderdrucksensoren 27, einem tliermodynamischen Verlustwinkel zur Bestimmung eines oberen Totpunkts, einem Startwert und/oder einem Endwert für ein Messfenster zur Erfassung des Brennraumdrucks, einer Compression ratio, a Polytropenexponenten, a crankshaft gap to the top dead center of the first cylinder AI, a scale of the cylinder pressure sensors 27, a tliermodynamischen loss angle for determining a top dead center, a starting value and / or a final value for a measuring window for detecting the combustion chamber pressure, a
Auflösung und/oder einer Abtastfrequenz zur Erfassung des Brennraumdrucks, einer Angabe zu b erechnender Umsatzpunkte, einem Grenzwert und/oder einer Limitüberwachung, ab welchem/welcher bestimmte Funktionen getriggert werden sollen, und einer Zündtabelle zur Ermittlung der Zündposition des zugeordneten Zylinders und zur Zuweisung einer separaten Adresse, insbesondere einer separaten Knotennummer. Vorzugsweise werden eine Mehrzahl dieser Parameter - insbesondere alle diese Parameter - an die Zylinderdruckmodule 1 übermittelt. Alle Zylinderdruckmodule 1 berechnen einmalig aus den obengenannten Werten insbesondere ein Zylindervolumen sowie ein Hubvolumen für den ihnen zugeordneten Zylinder. Resolution and / or a sampling frequency for detecting the combustion chamber pressure, an indication to be converted sales points, a limit and / or limit monitoring, from which / which certain functions to be triggered, and an ignition table for determining the ignition position of the associated cylinder and assigning a separate address, in particular a separate node number. Preferably, a plurality of these parameters - in particular all these parameters - are transmitted to the cylinder pressure modules 1. All cylinder pressure modules 1 calculate once from the above values in particular a cylinder volume and a stroke volume for their associated cylinder.
Danach wird ein Anlasser der Brennkraftmaschine 3 betätigt, und diese wird gestartet. In der Folge erfassen die Zylinderdruckmodule 1 mittels der Drucksensoren 27 die Druckverläufe in den ihnen zugeordneten Zylindern und berechnen eine Druckverlaufsanalyse. Dabei erkennt beispielsweise das Zylinderdruckmodul 1 des ersten Zylinders AI zu einem Zeitpunkt tAi ein Druckmaximum, wobei es zugleich durch das Steuergerät 11 den momentanen Kurbelwinkel erhält. Anhand der Zündtabelle kann das Zylinderdruckmodul 1 dann die Position des ihm zugeordneten Zylinders AI in der Zündfolge ermitteln, und sich eine entsprechende Thereafter, a starter of the engine 3 is operated, and this is started. As a result, the cylinder pressure modules 1 detect the pressure profiles in the cylinders assigned to them by means of the pressure sensors 27 and calculate a pressure profile analysis. In this case, for example, the cylinder pressure module 1 of the first cylinder AI detects a maximum pressure at a time t A i, at the same time receiving the instantaneous crank angle by the control unit 11. Based on the ignition table, the cylinder pressure module 1 can then determine the position of its associated cylinder AI in the firing order, and a corresponding
Knotennummer zuweisen. Entsprechend erkennt das dem dritten Zylinder A3 zugeordnete Zylinderdruckmodul 1 zu einem Zeitpunkt tA3 ein Druckmaximum und weist sich anhand der Zündtabelle eine Knotennummer zu. In völlig analoger Weise trifft dies auch für das dem vierten Zylinder A4 zugeordnete Zylinderdruckmodul 1 zu einem Zeitpunkt ΪΑ4 und für das dem zweiten Zylinder A2 zugeordnete Zylinderdruckmodul zu einem Zeitpunkt tA2 zu. Assign node number. Accordingly, the cylinder pressure module 1 associated with the third cylinder A3 detects a maximum pressure at a time tA 3 and has a node number on the basis of the ignition table. In a completely analogous manner, this also applies to the cylinder pressure module 1 assigned to the fourth cylinder A4 at a time ΪΑ 4 and to the cylinder pressure module assigned to the second cylinder A2 at a time tA2.
Es ist hier eine Zündfolge gegeben, bei welcher der erste Zylinder AI seinen oberen Totpunkt im Arbeitstakt an der Position 0 °KW aufweist, wobei als zweites der dritte Zylinder A3 seinen entsprechenden oberen Totpunkt an der Position 180 °KW aufweist, wobei als drittes der vierte Zylinder A4 seinen entsprechenden oberen Totpunkt an der Position 360 °KW aufweist, und wobei schließlich als letztes der zweite Zylinder A2 seinen entsprechenden oberen Totpunkt an der Position 540 °KW aufweist. It is given here a firing order, in which the first cylinder AI has its top dead center in the power stroke at the position 0 ° CA, wherein second, the third cylinder A3 has its corresponding top dead center at the position 180 ° KW, with the third as the fourth Cylinder A4 has its corresponding top dead center at the position 360 ° CA, and finally, finally, the second cylinder A2 has its corresponding top dead center at the position 540 ° CA last.
Schematisch ist hier durch Pfeile P2 dargestellt, dass die Zylinderdruckmodule ihre Schematically shown here by arrows P 2 that the cylinder pressure modules their
Knotennummern sowie bevorzugt andere Daten, insbesondere die Auswertung der erfassten Druckverläufe, an das Steuergerät 11 übermitteln. Node numbers and preferably other data, in particular the evaluation of the detected pressure profiles, to the controller 11 transmit.
Die Zylinderdruckmodule 1 bilden gemeinsam mit dem Steuergerät 11 hier ein autoadaptives System, welches geeignet ist zur automatisierten Parameterübermittlung und Knotenvergabe. The cylinder pressure modules 1 together with the control unit 11 here form an auto-adaptive system which is suitable for automated parameter transmission and node assignment.
Die in Figur 3 dargestellte Vorgehensweise zur Ermittlung der separaten Adressen oder The procedure shown in Figure 3 for determining the separate addresses or
Knotennummern für die Zylinderdruckmodule 1 wird bevorzugt lediglich einmalig initial durchgeführt, wobei die Zylinderdruckmodule 1 dann ihre Knotennummern und auch die initial übermittelten Parameter fest beibehalten. Bei einem Neustart der Brennkraftmaschine 3 wird bevorzugt über eine Prüfnummer geprüft, ob Änderungen eingetreten sind, beispielsweise ob wenigstens eines der Zylinderdruckmodule 1 getauscht wurde. Wird dabei festgestellt, dass keine Änderung stattgefunden hat, bedarf es keiner erneuten Übermittlung von Parametern und auch keiner neuen Ermittlung einer Position in der Zündfolge sowie Zuweisung einer neuen Node numbers for the cylinder printing modules 1 is preferably carried out only once initially, wherein the cylinder printing modules 1 then firmly retain their node numbers and also the initial transmitted parameters. When restarting the internal combustion engine 3 is preferably checked via a test number, if changes have occurred, for example, if at least one of the cylinder pressure modules 1 has been exchanged. If it is determined that no change has taken place, it requires no retransmission of parameters and no new determination of a position in the firing order and assignment of a new
Knotennummer. Nur dann, wenn festgestellt wird, dass eine Änderung eingetreten ist, beispielsweise indem wenigstens eines der Zylinderdruckmodule 1 getauscht wurde, wird die in Figur 3 dargestellte Vorgehensweise bevorzugt wiederholt. Dabei ist es allerdings bei einem Austausch von nur einem Zylinderdruckmodul 1 auch möglich, dass das Steuergerät 11 die Anwesenheit der übrigen Zylinderdruckmodule 1 erkennt und anhand dieser Feststellung dem getauschten, neuen Zylinderdruckmodul 1 die verbleibende Knotennummer zuweist. Insgesamt zeigt sich, dass mithilfe der Zylinderdruckmodule 1 eine zugleich einfache, günstige und sehr genaue Möglichkeit zur Brennraumdruckerfassung und Druckverlaufsanalyse für die Brennkraftmaschine 3 gegeben ist. Node number. Only if it is determined that a change has occurred, for example by replacing at least one of the cylinder pressure modules 1, is the procedure shown in FIG. 3 preferably repeated. However, in the case of an exchange of only one cylinder pressure module 1, it is also possible for the control unit 11 to detect the presence of the remaining cylinder pressure modules 1 and to assign the remaining node number based on this determination to the exchanged, new cylinder pressure module 1. Overall, it is shown that with the help of the cylinder pressure modules 1 a simple, cheap and very accurate possibility for combustion chamber pressure detection and pressure profile analysis for the internal combustion engine 3 is given.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Zylinderdruckmodul (1) für eine Brennkrafrmaschine (3), wobei 1. Cylinder pressure module (1) for a Brennkrafrmaschine (3), wherein
- das Zylinderdruckmodul (1) eingerichtet ist zur Anordnung im Bereich eines dem Zylinderdruckmodul (1) zugeordneten Zylinders (33,33 ',33") einer  - The cylinder pressure module (1) is arranged for arrangement in the region of a cylinder pressure module (1) associated with the cylinder (33,33 ', 33 ") one
Brennkraftmaschine (3), mit  Internal combustion engine (3), with
- einer Druckerfassungseinrichtung (5), eingerichtet zur zeit- und/oder  - A pressure detection device (5), set up for time and / or
winkelabhängigen Erfassung eines Brennraumdrucks in dem zugeordneten Zylinder (33,33',33"),  angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder (33, 33 ', 33 "),
- einer Druckverlaufsanalyseeinrichtung (7), eingerichtet zur Analyse des erfassten Brennraumdrucks, und mit  - A pressure curve analysis device (7), adapted for the analysis of the detected combustion chamber pressure, and with
- einer Netzwerkeinrichtung (9), eingerichtet zur Verbindung des  - a network device (9), set up to connect the
Zylinderdruckmoduls (1) mit einem Steuergerät (11) einer Brennkraftmaschine (3) und/oder mit einem weiteren Zylinderdruckmodul ( 1 ).  Cylinder pressure module (1) with a control unit (11) of an internal combustion engine (3) and / or with a further cylinder pressure module (1).
2. Zylinderdruckmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 2. Cylinder pressure module (1) according to claim 1, characterized in that the
Druckerfassungseinrichtung (5) eine Drucksignalschnittstelle (25) zu einem Drucksensor (27), und/oder eine in das Zylinderdruckmodul (1) integrierte Drucksensor-Elektronik (27) aufweist.  Pressure detection device (5) has a pressure signal interface (25) to a pressure sensor (27), and / or in the cylinder pressure module (1) integrated pressure sensor electronics (27).
3. Zylinderdruckmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 3. Cylinder pressure module (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Druckverlaufsanalyseeinrichtung (7) eingerichtet ist zur Analyse des zeit- und/oder winkelabhängig erfassten Brennraumdrucks über ein gesamtes  in that the pressure-course analysis device (7) is set up to analyze the combustion chamber pressure, which is recorded as a function of time and / or angle, over a whole
Arbeitsspiel des zugeordneten Zylinders (33,33',33").  Working cycle of the associated cylinder (33, 33 ', 33 ").
4. Zylinderdruckmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 4. Cylinder pressure module (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Netzwerkeinrichtung (9) eingerichtet ist zur Zuweisung einer eigenen Adresse für das Zylinderdruckmodul (1).  in that the network device (9) is set up to assign its own address for the cylinder pressure module (1).
5. Zylinderdruckmodul ( 1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 5. Cylinder pressure module (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Zylinderdruckmodul (1) eine Analyseschnittstelle aufweist, die eingerichtet ist zum Anschließen eines peripheren Analysegeräts (31). Brennkraftmaschine (3) mit wenigstens einem Zylinder (33,33',33"), wobei jedem Zylinder (33,33 ',33") ein Zylinderdruckmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zugeordnet ist, wobei das wenigstens eine Zylinderdruckmodul (1) mittels der Netzwerkeinrichtung (9) mit einem Steuergerät (11) der Brennkraftmaschine (3) verbunden ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Zylinderdruckmodule (1) mittels der Netzwerkeinrichtung (9) zusätzlich miteinander verbunden sind, wenn die Brennkraftmaschine (3) mehr als einen Zylinder (33,33',33") aufweist. characterized in that the cylinder pressure module (1) has an analysis interface which is set up for connecting a peripheral analyzer (31). Internal combustion engine (3) with at least one cylinder (33, 33 ', 33 "), wherein each cylinder (33, 33', 33") is assigned a cylinder pressure module (1) according to one of claims 1 to 5, wherein the at least one cylinder pressure module (1) by means of the network device (9) with a control unit (11) of the internal combustion engine (3) is preferably provided that the cylinder pressure modules (1) by means of the network device (9) are additionally interconnected when the internal combustion engine (3 ) has more than one cylinder (33, 33 ', 33 ").
Brennkraftmaschine (3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Zylinderdruckmodul (1) und das Steuergerät (11), und vorzugsweise die mehreren Zylinderdruckmodule (1) miteinander, über eine Kommunikationsleitung (15) verbunden sind. Internal combustion engine (3) according to claim 6, characterized in that the at least one cylinder pressure module (1) and the control unit (11), and preferably the plurality of cylinder pressure modules (1) with each other, via a communication line (15) are connected.
Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (3), insbesondere einer Method for operating an internal combustion engine (3), in particular a
Brennkraftmaschine (3) nach einem der Ansprüche 6 und 7, wobei die Brennkraftmaschine wenigstens einen Zylinder aufweist, wobei jedem Zylinder (33,33 ',33") ein Internal combustion engine (3) according to one of claims 6 and 7, wherein the internal combustion engine has at least one cylinder, wherein each cylinder (33,33 ', 33 ") a
Zylinderdruckmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zugeordnet ist, wobei das wenigstens eine Zylinderdruckmodul (1) mittels der Netzwerkeinrichtung (9) mit einem Steuergerät (11) der Brennkraftmaschine (3) verbunden ist, wobei durch das wenigstens eine Zylinderdruckmodul (1) ein Brennraumdruck in dem zugeordneten Zylinder (33,33 ',33") erfasst und analysiert wird, wobei Daten, Parameter und/oder Kennwerte zwischen dem wenigstens einen Zylinderdruckmodul (1) und dem Steuergerät (11) der Brennkraftmaschine (3) ausgetauscht werden, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Zylinderdruckmodule (1) mittels der Netzwerkeinrichtung (9) zusätzlich miteinander verbunden sind, wenn die Brennkraftmaschine (3) mehr als einen Zylinder (33,33',33") aufweist. Cylinder pressure module (1) according to one of claims 1 to 5 is assigned, wherein the at least one cylinder pressure module (1) by means of the network device (9) with a control unit (11) of the internal combustion engine (3) is connected, wherein by at least one cylinder pressure module (1 ) a combustion chamber pressure in the associated cylinder (33,33 ', 33 ") is detected and analyzed, wherein data, parameters and / or characteristic values between the at least one cylinder pressure module (1) and the control unit (11) of the internal combustion engine (3) are exchanged , wherein it is preferably provided that the cylinder pressure modules (1) by means of the network device (9) are additionally connected to each other when the internal combustion engine (3) has more than one cylinder (33,33 ', 33 ").
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) wenigstens zwei Zylinder (33,33',33") aufweist, wobei den Zylinderdruckmodulen (1) von dem Steuergerät (11) wenigstens ein Parameter übermittelt wird, der für die A method according to claim 8, characterized in that the internal combustion engine (1) at least two cylinders (33,33 ', 33 "), wherein the cylinder pressure modules (1) from the control unit (11) at least one parameter is transmitted, which for the
Brennkraftmaschine (3) charakteristisch ist, wobei die Zylinderdruckmodule (1) selbsttätig eine Erkennung einer Position der ihnen zugeordneten Zylinder (33,33 ',33") in einer Zündfolge der Brennkraftmaschine (3) durchführen und sich eine Adresse in Abhängigkeit von der erkannten Position zuweisen. Internal combustion engine (3) is characteristic, wherein the cylinder pressure modules (1) automatically perform a recognition of a position of their associated cylinder (33,33 ', 33 ") in a firing order of the internal combustion engine (3) and an address depending on the detected position to assign.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Zylinderdruckmodul (1) wenigstens einen zylinderindividuellen Kennwert in einem nicht-flüchtigen Speicher ablegt. 10. The method according to any one of claims 8 and 9, characterized in that the at least one cylinder pressure module (1) stores at least one individual cylinder characteristic value in a non-volatile memory.
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