AT515056A2 - Motorsteuergerät - Google Patents

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AT515056A2
AT515056A2 ATA750/2014A AT7502014A AT515056A2 AT 515056 A2 AT515056 A2 AT 515056A2 AT 7502014 A AT7502014 A AT 7502014A AT 515056 A2 AT515056 A2 AT 515056A2
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Harald Wellenkötter
Christian Huchel
Stefan Kern
Denis Kovalev
Fabian Huslik
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Abstract

Motorsteuergerät (16) einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer mit Diesel oder mit Schweröl oder mit Gas betriebenen Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine eine Kraftstoffversorgungsanlage, insbesondere eine Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage, mit Magnetaktuatoren aufweist, wobei das Motorsteuergerät (16) Mittel (17, 18, 19) umfasst, um im Stillstand der Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage automatisch einen Istwert mindestens einer magnetischen Kenngröße mindestens eines Magnetaktuators (15) zu ermitteln und derart auszuwerten, dass'das Motorsteuergerät (16) dann, wenn der jeweilige Istwert von einem entsprechenden Sollwert um weniger als einen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf einen ordnungsgemäß arbeitenden Magnetaktuator schließt, wohingegen das Motorsteuergerät (16) dann, wenn der jeweilige Istwert vom entsprechenden Sollwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf einen nicht ordnungsgemäß arbeitenden Magnetaktuator schließt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer aus dem Stand der Technikbekannten Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine.Dieser Aufbau ist aus der DE 101 57 135 B4 bekannt. So umfasst die Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage der Fig. 1 je Zylinder der Brennkraftmaschinejeweils mindestens einen Injektor 1. Über die Injektoren 1 ist in jeden der Zylinderder Brennkraftmaschine Kraftstoff einspritzbar. Die Common-RailKraftstoffversorgungsanlage umfasst weiterhin eine mindestens eineNiederdruckpumpe 5, mindestens eine Hochdruckpumpe 2 und einenHochdruckpumpenspeicher 8 aufweisende Pumpeinrichtung 3, um Kraftstoff voneinem Niederdruckbereich 4 der Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage ineinen Hochdruckbereich 6 derselben zu fördern, wobei im Hochdruckbereich 6zwischen der Pumpeinrichtung 3 und den Injektoren 1 ein permanent unterHochdruck stehendes Druckspeichersystem 7 vorgesehen ist. Das permanentunter Hochdruck stehende Druckspeichersystem 7, welches auch als Common-Rail bezeichnet wird, weist mehrere Speichereinheiten 9 auf. DieSpeichereinheiten 9 sind mit der Pumpeinrichtung 3 sowie untereinander überpermanent unter Hochdruck stehende Hochdruckleitungen 10 verbunden. DasDruckspeichersystem 7, nämlich die Speichereinheiten 9, sind weiterhin überabhängig vom Einspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehendeHochdruckleitungen 11 mit den Injektoren 1 verbunden. Den abhängig vomEinspritztakt zeitweise unter Hochdruck stehenden Hochdruckleitungen 11, welchedie Injektoren 1 mit den Speichereinheiten 9 verbinden, sind Schaltventile 12 zu¬geordnet, die abhängig vom Einspritztakt den Injektoren 1 Kraftstoffzuleiten. Einerder Speichereinheiten 9 des Druckspeichersystems 7 ist einDruckbegrenzungsventil 13 und ein Spülventil 14 zugeordnet.
Als Aktuatoren kommen in solchen Common-Rail-Kraftstoffversorgungsanlagenzunehmend Magnetaktuatoren zum Einsatz. So zeigt Fig. 1, dass die Injektoren 1der Kraftstoffversorgungsanlage über Magnetaktuatoren 15 angesteuert werden.Ferner können im Bereich der Niederdruckpumpe 5, der Hochdruckpumpe 2 sowieim Bereich der Ventile 12, 13 und 14 derartige Magnetaktuatoren verbaut sein.
Eine Motorsteuerungseinrichtung 16 steuert die Magnetaktuatoren 15 im Betrieban.
Bislang besteht keine Möglichkeit, Magnetaktuatoren im an derBrennkraftmaschine bzw. im in der Kraftstoffversorgungsanlage verbautenZustand zu überprüfen. Vielmehr muss zur Überprüfung solcher Magnetaktuatorenauf die Kraftstoffversorgungsanlage derart zugegriffen werden, dass eine spezielleMessvorrichtung an die Magnetaktuatoren gekoppelt wird, um dieselben einerFunktionsüberprüfung zu unterziehen. Dies ist allerdings nur dann möglich, wennan einer Brennkraftmaschine ohnehin Wartungsarbeiten ausgeführt werden.
Daher besteht die Gefahr, dass ein Magnetaktuator im Betrieb außerhalb derregulären Wartungsintervalle der Brennkraftmaschine ausfällt und es somit zueinem ungewünschten Motorstopp der Brennkraftmaschine und damit zukosten intensiven Ausfallzeiten derselben kommt.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einneuartiges Motorsteuergerät zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch einMotorsteuergerät nach Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß umfasst dasMotorsteuergerät Mittel, um im Stillstand der Brennkraftmaschine bei druckloserKraftstoffversorgungsanlage automatisch einen Istwert mindestens einermagnetischen Kenngröße mindestens eines Magnetaktuators zu ermitteln undderart auszuwerten, dass das Motorsteuergerät dann, wenn der jeweilige Istwertvon einem entsprechenden Sollwert um weniger als einen vorbestimmten Betragabweicht, automatisch auf einen ordnungsgemäß arbeitenden Magnetaktuatorschließt, wohingegen das Motorsteuergerät dann, wenn der jeweilige Istwert vomentsprechenden Sollwert um mehr als einen vorbestimmten Betrag abweicht,automatisch auf einen nicht ordnungsgemäß arbeitenden Magnetaktuator schließt.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals vorgeschlagen, dass in dasMotorsteuergerät einer Brennkraftmaschine Mittel integriert sind, um im Stillstandder Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage automatischeine Funktionsüberprüfung von Magnetaktuatoren der
Kraftstoffversorgungsanlage auszuführen. Hierzu ermittelt das Motorsteuergerätautomatisch einen Istwert mindestens einer magnetischen Kenngröße mindestenseines Magnetaktuators und wertet denselben automatisch derart aus, dass dann,wenn der jeweilige Istwert von einem entsprechenden Sollwert um weniger alseinen vorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf ein ordnungsgemäßarbeitenden Magnetaktuator geschlossen wird. Dann hingegen, wenn der jeweiligeIstwert vom entsprechenden Sollwert um mehr als den vorbestimmten Betragabweicht, schließt das Motorsteuergerät automatisch auf einen nichtordnungsgemäß arbeitenden Magnetaktuator.
Mit der Erfindung ist es möglich, außerhalb der regulären Wartungsarbeiten aneiner Brennkraftmaschine und damit außerhalb der regulären Wartungsintervalleim Stillstand der Brennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlageautomatisch ohne manuellen Zugriff und ohne diesbezügliche Arbeiten an derKraftstoffversorgungsanlage bzw. an der Brennkraftmaschine dieMagnetaktuatoren der Kraftstoffversorgungsanlage automatisch einerFunktionsüberprüfung zu unterziehen. Hierdurch ist es möglich, rechtzeitig aufeinen fehlerhaft arbeitenden Magnetaktuator zu schließen und rechtzeitig eineindividuelle Wartung bzw. einen Austausch desselben zu veranlassen, um soeinen ungeplanten Motorstopp infolge eines Ausfalls eines Magnetaktuators zuvermeiden.
Vorzugsweise weist das Motorsteuergerät Schnittstellen auf, um dieMagnetaktuatoren anzusteuern und mit denselben Daten auszutauschen, ebensohardwareseitige Baugruppen zur automatischen Ermittlung des Istwerts der oderjeder magnetischen Kenngröße der Magnetaktuatoren und softwareseitigeBaugruppen zur automatischen Auswertung des Istwerts der oder jedermagnetischen Kenngröße der Magnetaktuatoren.
Eine derartige Ausgestaltung des Motorsteuergeräts ist bevorzugt und erlaubt einevollautomatische Funktionsüberprüfung der Magnetaktuatoren einerKraftstoffversorgungsanlage.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus denUnteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele derErfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung nähererläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1: eine schematisierte Darstellung einer Common-Rail
Kraftstoffversorgungsanlage einer Brennkraftmaschine zusammen miteinem Motorsteuergerät.
Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät einerBrennkraftmaschine, insbesondere einer mittelschnell laufenden Vier-Takt-Brennkraftmaschine, die als Kraftstoff Diesel oder Schweröl oder Gas nutzt.
Bei einer solchen Brennkraftmaschine handelt es sich vorzugsweise um einenSchiffsmotor.
Eine solche Brennkraftmaschine verfügt typischerweise über eine Common-Rail-Kraftstoffversorgungsanlage, deren grundsätzlicher Aufbau dem hierangesprochenen Fachmann geläufig ist und bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1beschrieben wurde. Eine solche Kraftstoffversorgungsanlage weistMagnetaktuatoren 15 auf, die vom Motorsteuergerät 16 angesteuert werdenkönnen. In Fig. 1 sind derartige Magnetaktuatoren 15 im Bereich der Injektoren 1geziegt.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass dasMotorsteuergerät 16 Mittel umfasst, um im Stillstand der Brennkraftmaschine beidruckloser Kraftstoffversorgungsanlage automatisch einen Istwert mindestenseiner magnetischen Kenngröße der in der Kraftstoffversorgungsanlage verbautenMagnetaktuatoren 15 zu ermitteln und derart auszuwerten, dass dasMotorsteuergerät 16 dann, wenn der jeweilige Istwert von einem entsprechendenSollwert, der in dem Motorsteuergerät 16 hinterlegt ist, um weniger als einenvorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf ein ordnungsgemäß arbeitendenMagnetaktuator 15 schließt, wohingegen das Motorsteuergerät 16 dann, wenn der jeweilige Istwert von dem entsprechenden Sollwert um mehr als einenvorbestimmten Betrag abweicht, automatisch auf einen nicht ordnungsgemäßarbeitenden Magnetaktuator 15 schließt.
Die obigen Mittel sind ins Motorsteuergerät 16 integriert, sodass demnach ohnemanuellen Zugriff auf die Kraftstoffversorgungsanlage im Stillstand derBrennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage dieFunktionsüberprüfung der Magnetaktuatoren 15 derselben automatisch außerhalbregulärer Wartungsintervalle der Brennkraftmaschine bzw. derKraftstoffversorgungsanlage erfolgen kann.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Mittel, die erfindungsgemäßin das Motorsteuergerät 16 zur automatischen Funktionsüberprüfung derMagnetaktuatoren 15 integriert sind, dem hier angesprochenen Fachmanngeläufig sind. So offenbart die DE 10 2005 011 227 A1, auf derenOffenbarungsgehalt hier durch Verweis vollumfänglich Bezug genommen wird,eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Ermittlung von magnetischenKenngrößen fertig montierter Elektromagnete bzw. Magnetaktuatoren, dieerfindungsgemäß in das Motorsteuergerät 16 integriert sein können. So ist es ausdiesem Stand der Technik bekannt, die Funktionsüberprüfung fertig montierterElektromagnete ausschließlich mit einer Erregerspule durchzuführen, wobei zurMessung einer Ist-Kennlinie die in der Erregerspule induzierte Gegenspannungmesstechnisch erfasst wird.
Dies kann mit der in der DE 10 2005 011 227 A1 offenbarten Vorrichtung erfolgen,die eine Brückenschaltung enthält und dann erfindungsgemäß in dasMotorsteuergerät 16 integriert ist bzw. Bestandteil desMotorsteuergeräts 16 ist.Hinsichtlich des konkreten Aufbaus und der Funktionsweise einer solchenVorrichtung sei auf die DE 10 2005 011 227 A1 verwiesen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Motorsteuergerät 16aus dem Istwert jeder erfassten magnetischen Größe eines Magnetaktuators 15für den jeweiligen Magnetaktuator 15 eine Ist-Arbeitskennlinie ermittelt und dieselbe mit einer im Motorsteuergerät 16 gespeicherten Soll-Arbeitskennlinievergleicht.
Aus der Abweichung zwischen der Ist-Arbeitskennlinie und der Soll-Arbeitskennlinie bestimmt dann das Motorsteuergerät 16 automatisch einenVerschleißzustand und/oder eine Restlebensdauer des jeweiligenMagnetaktuators 15, um für jeden Magnetaktuator 15 ein variables bzw.individuelles Wartungsintervall zu generieren. Hierdurch kann die Gefahr minimiertwerden, dass ein Magnetaktuator 15 im regulären Betrieb der Brennkraftmaschineunerwartet ausfällt und sich somit ein ungeplanter Motorstopp ereignet.
Wie bereits ausgeführt, umfasst das Motorsteuergerät 16 Mittel zur automatischenFunktionsüberprüfung der Magnetaktuatoren 15 im Stellstand derBrennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage.
Hierbei handelt es sich zumindest um Schnittstellen 17, um die Magnetaktuatoren15 anzusteuern, um mit demselben Daten auszutauschen.
Ferner handelt es sich bei diesen Mitteln um hardwareseitige Baugruppen 18, wiesie aus der DE 10 2005 011 227 A1 bekannt sind, sowie um softwareseitigeBaugruppen 19.
Mit der hier vorliegenden Erfindung wird demnach vorgeschlagen, dass in einMotorsteuergerät 16 einer Brennkraftmaschine Mittel integriert sind, um eineSelbstdiagnose und Funktionsüberprüfung an in der Kraftstoffversorgungsanlageverbauten Magnetaktuatoren 15 automatisch durchzuführen. Hiermit kannfrühzeitig erkannt werden, ob mit einem Ausfall eines Magnetaktuators 15 zurechnen ist. Gegebenenfalls kann eine Wartung bzw. ein Austausch einesMagnetaktuators 15 initiiert werden. Für die Magnetaktuatoren 15 können variablebzw. individuelle Wartungsintervalle realisiert werden.
Bezugszeichenliste 1 Injektor 2 Hochdruckpumpe 3 Pumpeinrichtung 4 Niederdruckbereich 5 Niederdruckpumpe 6 Hochdruckbereich 7 Druckspeichersystem 8 Hochdruckpumpenspeicher 9 Speichereinheit 10 Hochdruckleitung 11 Hochdruckleitung 12 Schaltventil 13 Druckbegrenzungsventil 14 Spülventil 15 Magnetaktuator 16 Motorsteuergerät 17 Schnittstellen 18 hardwareseitige Baugruppen 19 softwareseitige Baugruppen

Claims (5)

  1. Ansprüche 1. Motorsteuergerät (16) einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer mitDiesel oder mit Schweröl oder mit Gas betriebenen Brennkraftmaschine,wobei die Brennkraftmaschine eine Kraftstoffversorgungsanlage,insbesondere eine Common-Rail Kraftstoffversorgungsanlage, mitMagnetaktuatoren aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dasMotorsteuergerät (16) Mittel (17, 18, 19) umfasst, um im Stillstand derBrennkraftmaschine bei druckloser Kraftstoffversorgungsanlage automatischeinen Istwert mindestens einer magnetischen Kenngröße mindestens einesMagnetaktuators (15) zu ermitteln und derart auszuwerten, dass dasMotorsteuergerät (16) dann, wenn der jeweilige Istwert von einementsprechenden Sollwert um weniger als einen vorbestimmten Betragabweicht, automatisch auf einen ordnungsgemäß arbeitenden Magnetaktuatorschließt, wohingegen das Motorsteuergerät (16) dann, wenn der jeweiligeIstwert vom entsprechenden Sollwert um mehr als einen vorbestimmtenBetrag abweicht, automatisch auf einen nicht ordnungsgemäß arbeitendenMagnetaktuator schließt.
  2. 2. Motorsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dasMotorsteuergerät (16) Schnittstellen (17) aufweist, um die Magnetaktuatorenanzusteuern und mit denselben Daten auszutauschen.
  3. 3. Motorsteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dasMotorsteuergerät (16) hardwareseitige Baugruppen (18) zur automatischenErmittlung des Istwerts der oder jeder magnetischen Kenngröße derMagnetaktuatoren (15) und softwareseitige Baugruppen (19) zurautomatischen Auswertung des Istwerts der oder jeder magnetischenKenngröße der Magnetaktuatoren (15) aufweist.
  4. 4. Motorsteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass das Motorsteuergerät (16) aus dem Istwert der oder jeder magnetischenKenngröße eines Magnetaktuators (15) für den jeweiligen Magnetaktuator (15) eine Ist-Arbeitskennlinie ermittelt, dieselbe mit einer Soll-Arbeitskennlinievergleicht und aus der Abweichung zwischen der Ist-Arbeitskennlinie und derSoll-Arbeitskennlinie einen Verschleißzustand und/oder eine Restlebensdauerdes jeweiligen Magnetaktuators (15) bestimmt.
  5. 5. Motorsteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dasMotorsteuergerät (16) abhängig von der Abweichung zwischen der Ist-Arbeitskennlinie und der Soll-Arbeitskennlinie ein für den jeweiligenMagnetaktuator (15) individuelles Wartungsintervall bestimmt.
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