VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR STEUERUNG EINER BRENNKRAFTMASCHINE

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Steuereinheiten.

[0002] Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eine r Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Steuereinheiten ist aus der DE 198 54 304 bekannt. Bei dem dort dargestellten System handelt es sich um eine Brennkraftmaschine mit acht Zylindern, wobei jeweils vier Zylinder einer Bank zugeordnet werden und von einem Steuergerät mit Ansteuersignalen, insbesondere zur Steuerung der Kraftstoffzumessung, beaufschlagt werden.

[0003] Bei einer solchen Anordnung erfolgt nach einer Drehung der Kurbelwellen um 90° eine Kraftstoffeinspritzung und damit eine Zündung. Üblicherweise lassen sich die Einspritzungen bzw. Zündungen nicht immer gleichmäßig auf die beiden Steuergeräte aufteilen. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Einspritzung in den ersten, vierten, sechsten und siebten Zylinder von einem ersten Steuergerät und die Einspritzung in den zweiten, dritten, fünften und achten Zylinder von einem zweiten Steuergerät gesteuert wird.

[0004] Um kostengünstige Steuergeräte bereitzustellen, sollte es möglich sein, die Steuergeräte sowohl für Brennkraftmaschinen mit vier Zylindern, als auch für Brennkraftmaschinen mit acht Zylindern zu verwenden. D. h. bei einer Achtzylinder-Brennkraftmaschine sollen zwei Steuergeräte, die üblicherweise für Vierzylinder-Brennkraftmaschinen verwendet werden, eingesetzt werden. Dabei sollen sich die Steuergeräte möglichst wenig voneinander unterscheiden, d. h. es sollte sowohl beim Einsatz bei vier, als auch bei acht Zylindern die gleiche Hardware des Steuergeräts als auch die gleiche Software des Steuergeräts verwendbar sein.

[0005] Lediglich im Bereich der Ansteuerdaten sollten geringfügige Unterschiede bei den beiden Steuergeräten erforderlich sein. Die üblichen Applikationsdaten sollten allenfalls nur in geringem Umfang verändert werden.

Vorteile der Erfindung

[0006] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs mit wenigstens zwei Steuereinheiten, eine Motorumdrehung in eine vorgegebene Anzahl von Subsegmenten mit gleicher Länge aufgeteilt ist. Jeweils ein oder mehrere Subsegmente sind zu einem Segment zusammenfassbar. Ansteuerdaten werden in allen Subsegmenten einmal oder ruchtmals berechnet. Die Steuereinheit gibt die Ansteuerdaten einmal pro Segment aus. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Motorumdrehung in zwei Arten von Segmenten aufgeteilt werden, die als Segmente bzw. als Subsegmente bezeichnet werden. Dabei werden die Aktionen, die die bei herkömmlichen Steuereinheiten jeweils in einem Segment durchgeführt werden zum einen jeweils in einem Subsegment und zum anderen in einem Segment durchgeführt werden. Vorzugsweise werden wenigstens bei einem Segment zwei Subsegmente zu einem Segment zusammengefaßt.

[0007] Eine besonders einfache Realisierung ergibt sich, wenn bei einer ersten Steuereinheit die Ausgabe der Ansteuerdaten in jedem Segment jeweils in dem ersten Subsegment erfolgt und/oder wenn bei einer zweiten Steuereinheit die Ausgabe der Ansteuerdaten in einem ersten Segment jeweils in einem vorgebbaren Subsegment und/oder in den übrigen Segmenten jeweils in dem ersten Subsegment erfolgt. Dies bedeutet, die Ausgabe der Steuerdaten erfolgt in der Regel im ersten Subsegment eines jeden Segments. Lediglich das erste Segment einer Steuereinheit bildet eine Ausnahme. Hier kann die Ausgabe der Ansteuerdaten in einem beliebigen Subsegment erfolgen.

[0008] Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zeichnung

[0009] Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Blockdiagramm zweier Steuergeräte und Figur 2 verschiedene Signale über der Zeit aufgetragen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0010] In Figur 1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs mit zwei Steuereinheiten dargestellt. Eine erste Steuereinheit ist mit 100 bezeichnet. Diese beinhaltet im Wesentlichen einen Rechner 110, der mit einem Datenspeicher 124 und einem Programmspeicher 126 in Verbindung steht. Desweiteren wird die Steuereinheit 100 von Sensoren 120 mit Signalen beaufschlagt. Der Rechner 110 beaufschlagt Endstufen 130, 131, 132 und 133 mit Ansteuersignalen. Die Endstufen wiederum beaufschlagen Stellelemente 140, 141, 142 und 143 mit Ansteuersignalen. Bei den Stellelementen handelt es sich vorzugsweise um Magnetventile und/oder Piezoaktoren, mit denen die Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine steuerbar ist.

[0011] Desweiteren ist eine zweite Steuereinheit 200 vorgesehen, die im Wesentlichen dieselben Bauelemente aufweist Die zweite Steuereinheit beinhaltet im Wesentlichen einen Rechner 210, der mit einem Datenspeicher 224 und einem Programmspeicher 226 in Verbindung steht. Desweiteren wird die Steuereinheit 200 von Sensoren 220 mit Signalen beaufschlagt. Der Rechner 210 beaufschlagt Endstufen 230, 231, 232 und 233 mit Ansteuersignalen. Die Endstufen wiederum beaufschlagen Stellelemente 240, 241, 242 und 243 mit Ansteuersignalen.

[0012] Die erste und zweite Steuereinheit tauschen über eine Leitung 150 Daten aus. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein Bussystem, insbesondere um einen sogenannten CAN-Bus. Über dieses Bussystem können auch mit anderen nicht dargestellten Systemen Daten ausgetauscht werden.

[0013] Bei der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine Brennkraftmaschine mit acht Zylindern. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist nicht auf die Zahl der Stellelemente beschränkt. Diese Vorgehensweise kann auch bei Brennkraftmaschinen mit anderer Anzahlen von Sellelementen eingesetzt werden. So kann beispielsweise bei einer Zwölfzylinder-Brennkraftmaschine, entsprechend vorgegangen werden. In diesem Fall sind dann drei Steuereinheiten mit vier anzusteuernden Stellelementen bzw. zwei Steuereinheiten mit je sechs anzusteuernden Stellelementen vorzusehen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass pro Steuereinheit lediglich zwei oder drei Stellelemente angesteuert werden.

[0014] In dem Programmspeicher 126 ist das Programm abgelegt, mit dem der Rechner 110 die Signale zur Ansteuerung der Endstufen 130 bis 133 berechnet. Hierzu verwendet der Rechner in dem Datenspeicher 124 abgelegte Daten sowie die von den Sensoren 120 erfassten Signale.

[0015] Ausgehend von Signalen, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine, des Fahrzeugs oder Umweltbedingungen charakterisieren und denn im Datenspeicher 124 abgelegten Daten berechnet die Rechnereinheit 110 unter Verwendung des im Programmspeicher 126 abgelegten Programms Ansteuerdaten zur Ansteuerung verschiedener Steller. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden Ansteuersignale für Einspritzventile 140 bis 143 berechnet.

[0016] Bei diesen Ansteuersignalen handelt es sich vorzugsweise um Winkelpositionen, bei denen der Stromfluss durch das Magnetventil beginnen bzw. enden soll. Diese Winkelgrößen sind vorzugsweise für jedes Magnetventil in einem Speicherelement abgelegt.

[0017] D. h. für alle Einspritzventile sind mehrere Speicherelemente vorgesehen, in denen die Ansteuerdaten abgelegt sind. Vorzugsweise ist für den Einspritzbeginn und für das Einspritzende jeweils ein Speicherelement vorgesehen. Sind mehrere Teileinspritzungen vorgesehen, sind für jede Teileinspritzung jeweils wenigstens zwei Speicherelemente vorgesehen.

[0018] Üblicherweise ist vorgesehen, dass eine Motorumdrehung in eine Vielzahl von Subsegmenten aufgeteilt ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder Einspritzung wenigstens ein Subsegment zugeordnet ist. Das heißt die Anzahl der Subsegmente entspricht einem ganzzahligen Vielfachen der Zylinderzahl. Ist jedem Zylinder genau ein Subsegment zugeordnet, so erfolgt die Berechnung der Ansteuerdaten, deren Ausgabe und die Ansteuerung des Stellelements genau einmal pro Subsegment. Bei einer Brennkraftmaschine mit vier Zylindern entspricht ein Segment 180°.

[0019] Mit der ersten Steuereinheit 100 oder mit der zweiten Steuereinheit 200 läßt sich jeweils eine Vierzylinderbrennkraftmaschine steuern. Soll eine Achtzylinder-Brennkraftmaschine angesteuert werden, so werden vorzugsweise zwei identische Steuergeräte verwendet. Diese tauschen dann über die Leitung 150 entsprechende Signale aus.

[0020] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die beiden Steuergeräte ohne wesentliche Abwandlungen sowohl für Vierzylinder-Brennkraftmaschinen, als auch bei Verwendung zweier Steuergeräte für Achtzylinder-Brennkraftmaschinen geeignet sind. Insbesondere sollen bei der Verwendung bei einer Achtzylinder-Brennkraftmaschine gegenüber einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine die Daten in dem Programmspeicher 126 nicht geändert werden. Es ist lediglich vorgesehen sein, dass sehr wenige Daten des Datenspeichers 124 geändert werden. Dadurch ist eine Abwärtskompatibilität zum normalen üblichen Vierzylinder-Steuergerät möglich.

[0021] Werden die Einspritzungen immer abwechselnd von dem ersten oder dem zweiten Steuergerät berechnet, so kann ohne weiteres die bisherige Software verwendet werden. Problematisch ist es, wenn eine beliebige Zündreihenfolge der Zylinder gewünscht wird. Dies kann bisher nur durch ein kompliziertes Interruptschema und gewisse Kunstgriffe im Bereich der Steuerung realisiert werden.

[0022] Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise ist dies ohne größeren Aufwand möglich. So müssen lediglich sehr wenige Applikationsdaten geändert werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Segmente jeweils in verschiedene Subsegmente aufgeteilt bzw. verschiedene Subsegmente zu Segmenten zusammengefaßt werden.

[0023] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Berechnung der Ansteuerdaten in jedem Subsegment durchgeführt werden. Dadurch ist gewährleistet, dass die Berechnungen immer in festen Abständen durchgeführt werden. Ferner ist vorgesehen, dass in jedem Segment jeweils eine Einspritzung erfolgt. D. h. es werden in jedem Segment die Ansteuerdaten ein oder mehrmals berechnet. Die Ausgabe der Ansteuerdaten bzw. die Ansteuerung der Stellelemente erfolgt nur einmal pro Segment. Dadurch ist gewährleisten, dass die Datenausgaben und Überwachungensroutinen, die einmal pro Segment durchgeführt werden, weiterhin einmal pro Segment durchgeführt werden.

[0024] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass alle Subsegmente gleich lang sind und dass die Anzahl der Subsegmente der Anzahl der Zylinder, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Zahl Acht, entspricht. Die Länge eines Segments entspricht dabei der Anzahl der Subsegmente multipliziert mit der Länge des Subsegments. Die Anzahl der Subsegmente pro Segment ist dabei beliebig. Durch geeignete Aufteilung der Segmente in Subsegmente bzw. durch geeignete Zusammenfassung der Subsegmente zu Segmenten ist nahezu jede beliebige Zündreihenfolge möglich.

[0025] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass alle Subsegmente die gleiche Länge aufweisen. Da ferner in jedem Subsegment die Berechnung der Ansteuerdaten erfolgt, ist gewährleistet, dass alle Berechnungen regelmäßig in festen Winkelabständen durchgeführt werden. Die Berechnungen werden einmal pro Subsegment durchgeführt.

[0026] Wird das Steuergerät für eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine verwendet, so wird die Zahl der Subsegmengte gleich der Zahl der Segmente gewählt, d. h. ein Subsegment entspricht einem Segment.

[0027] Prinzipiell ist die Vorgehensweise auch bei anderen Zylinderzahlen möglich. So kann beispielsweise bei Zwölfzylinder-Brennkraftmaschinen vorgesehen sein, dass zwölf Subsegmente vorgesehen sind und drei Steuergeräte die Ansteuerung übernehmen. Bei Dreizylinder-Brennkraftmschinen wird ein Steuergerät mit drei Endstufen verwendet, bei sechs Zylindern können dann entsprechend zwei Steuergeräte eingesetzt werden, bei denen drei Segmente und sechs Subsegmente vorgesehen sind.

[0028] In Figur 2 ist beispielhaft die Aufteilung der Subsegmente für das erste Steuergerät S1 und das zweite Steuergerät S2 dargestellt. Mit langen senkrechten Strichen sind die Segmente gekennzeichnet, die beim ersten Zylinder als S11, S12, S13 und S14 und beim die beim zweiten Zylinder als S21, S22, S23 und S24 bezeichnet sind. Das erste Segment S11 des ersten Zylinders ist in drei Subsegmente, die mit kleinen senkrechten Linien markiert sind, aufgeteilt. Das zweite Segment S12 ist in zwei, das dritte Segment S13 in ein Subsegment und das vierte Segment S14 in zwei Subsegmente aufgeteilt. Das erste Segment S21 des zweiten Zylinders ist in zwei Subsegmente aufgeteilt. Das zweite Segment S22 ist in zwei, das dritte Segment S23 in drei Subsegmente und das vierte Segment S24 in ein Subsegment aufgeteilt.

[0029] Bei der ersten Steuereinheit erfolgt die Berechnung und Einspritzung jeweils in dem ersten Subsegment eines jeden Segmentes. Bei der zweiten Steuereinheit S2 erfolgt die Berechnung und die Ausgabe in dem ersten Segment in vorgebbaren Subsegment, in dem dargestellten Beispiel ist es das zweite Subsegment, und bei den übrigen Segmenten jeweils in dem ersten Subsegment.

[0030] Im Rahmen der Applikation ist bei den Steuereinheiten die Gesamtzahl und Anzahl der Subsegmente pro Segment sowie das Subsegment festzulegen, bei dem die Ausgabe der Ansteuerdaten im ersten Segment durch die zweite Steuereinheit erfolgt. Beim Einsatz als übliche Steuereinheit für eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern wird die Gesamtzahl der Subsegmente auf vier und die Anzahl der Subsegmente pro Segment auf eins gesetzt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Steuereinheiten, wobei eine Motorumdrehung in eine vorgegebene Anzahl von Subsegmenten mit gleicher Länge aufgeteilt ist, wobei mehrere Subsegmente jeweils zu einem Segment zusammengefasst sind, wobei Ansteuerdaten in allen Subsegmenten ein oder mehrmals berechnet werden und wobei jede Steuereinheit die Ansteuerdaten einmal pro Segment ausgibt, wobei bei einer ersten Steuereinheit die Ausgabe der Ansteuerdaten in jedem Segment jeweils in dem ersten Subsegment erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer zweiten Steuereinheit die Ausgabe der Ansteuerdaten in einem ersten Segment jeweils in einem vorgebbaren Subsegment erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabe der Ansteuerdaten in den übrigen Segmenten jeweils in dem ersten Subsegment erfolgt.

4. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Steuereinheiten, wobei eine Motorumdrehung in eine vorgegebene Anzahl von Subsegmenten mit gleicher Länge aufgeteilt ist, wobei mehrere Subsegmente jeweils zu einem Segment zusammenfassbar sind, wobei die Steuereinheiten die Ansteuerdaten in allen Subsegmenten berechnen und wobei jede Steuereinheit die Ansteuerdaten einmal pro Segment ausgibt, wobei eine erste Steuereinheit die Ansteuerdaten in jedem Segment jeweils in dem ersten Subsegment ausgibt.

Claims

1. Method for controlling an internal combustion engine with at least two control units, wherein one rotation of the engine is divided into a predefined number of subsegments of the same length, wherein a plurality of subsegments are each combined to form one segment, wherein actuation data in all the subsegments are calculated once or repeatedly, and wherein each control unit outputs the actuation data once per segment, wherein at a first control unit the outputting of the actuation data in each segment is respectively carried out in the first subsegment.

2. Method according to Claim 1, characterized in that at a second control unit the outputting of the actuation data in a first segment is respectively carried out in a predefinable subsegment.

3. Method according to one of Claims 1 or 2, characterized in that the outputting of the actuation data in the other segments is respectively carried out in the first subsegment.

4. Device for controlling an internal combustion engine having at least two control units, wherein one rotation of the engine is divided into a predefined number of subsegments of the same length, wherein a plurality of subsegments can be respectively combined to form one segment, wherein the control units calculate the actuation data in all the subsegments, and wherein each control unit outputs the actuation data once per segment, wherein a first control unit respectively outputs the actuation data in the first subsegment in each segment.

Revendications

1. Procédé de commande d'un moteur à combustion interne qui présente au moins deux unités de commande, dans lequel
un tour du moteur est divisé en un nombre prédéterminé de sous-segments de même longueur,
plusieurs sous-segments sont rassemblés en un segment,
des données de commande sont calculées une ou plusieurs fois dans chacun des sous-segments et chaque unité de commande délivre les données de commande une fois par segment,
la première unité de commande délivre les données de commande dans le premier sous-segment de chaque segment.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une deuxième unité de commande délivre les données de commande dans un sous-segment prédéterminé de chaque premier segment.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les données de commande sont délivrées dans le premier sous-segment de chacun des autres segments.

4. Dispositif de commande d'un moteur à combustion interne qui présente au moins deux unités de commande, dans lequel :

un tour du moteur est divisé en un nombre prédéterminé de sous-segments de même longueur,

plusieurs sous-segments peuvent être rassemblés en un segment,

les unités de commande calculent les données de commande dans tous les sous-segments et chaque unité de commande délivre les données de commande une fois par segment,

une première unité de commande délivre les données de commande dans le premier sous-segment de chaque segment.

Zeichnung