專利名稱：用于控制內(nèi)燃機的裝置的制作方法
用于控制內(nèi)燃機的裝置 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求l前序部分的用于控制內(nèi)燃機的裝置。
背景技術(shù)：
由實踐已知用于控制內(nèi)燃機的方法和裝置，其中控制器從數(shù)據(jù)載 體中讀出數(shù)據(jù)，并用于控制。其中數(shù)據(jù)載體配屬于至少一個執(zhí)行器， 并含有標識該執(zhí)行器的數(shù)據(jù)。因此例如噴射器一其根據(jù)控制信號將燃 料配量給內(nèi)燃機一具有含有校正值的數(shù)據(jù)載體，通過這些校正值可以 補償在各個噴射器的公差范圍內(nèi)的偏差。這些校正數(shù)據(jù)在噴射器的制 造結(jié)束時被求得，并被讀入到數(shù)據(jù)載體內(nèi)。數(shù)據(jù)載體可以通過不同的 方式來構(gòu)建，例如構(gòu)建為條型碼或只讀的存儲元件。
DE 102 13 349 Al公開了 一種用于采集信息的系統(tǒng)，其中一種用 于存儲部件信息的裝置是一種設(shè)置在該部件上的數(shù)據(jù)應(yīng)答器。要求將 數(shù)據(jù)應(yīng)答器直接設(shè)置在部件上具有如下優(yōu)點，即它可以特別過程可靠 地被讀出。特別是它不受外部影響，諸如油/臟物等。由此還可以避 免部件/閱讀器的接口的接觸問題，接觸問題會導(dǎo)致誤編程。
存儲在數(shù)據(jù)栽體或存儲裝置上的信息在控制器的首次初始化時 被讀入，并在以后工作中用于控制內(nèi)燃機。其中控制器具有不同的功 能，這些功能同樣求得配屬于噴射器的校正值。這種功能例如是所謂 的零流量校正(NuUfliengenkanbrierung)。其中數(shù)據(jù)通常只存儲在 控制器中，并用于控制內(nèi)燃機。
此外在多個測試點檢測噴射器的單獨的噴油量。其中求得相應(yīng)的 噴油量與給定值的偏差。這些數(shù)據(jù)在噴射器制造時以合適的形式設(shè)在 噴射器上，或者例如存儲在前述的應(yīng)答器中。在馬達安裝和/或在汽 車裝配時，這些數(shù)據(jù)通過合適的系統(tǒng)，例如通過攝像機系統(tǒng)或通過診 斷接口或通過合適的用于讀出應(yīng)答器的讀出系統(tǒng)被傳輸。
在更換控制器時，存儲在噴射器上的數(shù)據(jù)必須重新通過診斷接口 或攝像機系統(tǒng)或另一讀取系統(tǒng)被讀入。在這種情況下，已經(jīng)由控制器 求得的其它校正值必須從舊的控制器中讀出，并被傳輸?shù)叫碌目刂破?br> 中。為此又必需診斷接口的和/或控制器的和/或維修測試器的特殊功
能。為了將此處產(chǎn)生的成本降到最低，DE 102 44 091 Al提出，在噴 射器上構(gòu)建數(shù)據(jù)載體，從而控制器將數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)載體中。由此在 出現(xiàn)故障時可以容易地更換控制器。特別有益的是，在無需使用特殊 的取決于制造商的工具或測試器的情況下即可毫無問題地更換部件， 特別是更換控制器。
在為了實現(xiàn)盡可能最佳的數(shù)據(jù)傳輸而進行設(shè)置時，應(yīng)答器設(shè)置在 部件外部。但由于暴露的位置，特別是在該部件是使用條件比較惡劣 的用于噴入燃料的噴射器時，存在損壞應(yīng)答器的危險。
此外，這種系統(tǒng)要求天線，通過天線數(shù)據(jù)從應(yīng)答器中讀出。由此 需要額外的部件和引向該部件的引線，這會引起額外的安裝代價和額 外的成本。最后天線自身也會受到干擾，這些干擾妨礙數(shù)據(jù)讀出。
此外將電子元件集成到噴射器的插接連接器中也是公知的。其中 該元件的值用于噴射器的分類。電氣值被控制器中的或編程裝置中的 電路讀出。其中不利的是，需要至少一個附加的插接頭針，以便不會 不利地妨礙噴射器的原來的功能。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，進一步簡化用于控制內(nèi)燃機的裝置，從 而在安裝代價很小的情況下實現(xiàn)在控制器和執(zhí)行器，例如用于將燃料 噴入到內(nèi)燃機的燃燒室中的噴射器，之間的防干擾的雙向數(shù)據(jù)傳輸。
該任務(wù)通過具有權(quán)利要求l的特征的裝置實現(xiàn)。
本發(fā)明的基本構(gòu)思是，通過一個電氣振蕩回路來進行在控制器和 執(zhí)行器，例如用于燃料噴射的噴射器，之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸，其中振 蕩回路的元件，電感、電容等設(shè)置在控制器和/或執(zhí)行器中，即例如只 設(shè)置在控制器中或只設(shè)置在執(zhí)行器中或被分布地設(shè)置在控制器和執(zhí)行 器上。特別是由此可以以最佳的方式實現(xiàn)關(guān)于噴射器特性的數(shù)據(jù)或被 存儲到噴射器的數(shù)據(jù)存儲元件中的其它數(shù)據(jù)向控制器的傳輸和相反地 數(shù)據(jù)由控制器向噴射器的數(shù)據(jù)存儲元件傳輸。
該裝置的有益的改進是從引用權(quán)利要求l的從屬權(quán)利要求的主 題。因此特別有益的是，振蕩回路產(chǎn)生一個被調(diào)制的交流電壓信號， 該信號通過執(zhí)行器的電源線來傳輸。由此無需附加的數(shù)據(jù)線、插接腳
等。而且非常有益地通過例如用于燃料噴入的噴射器的電源線進行數(shù) 據(jù)傳輸。
其中通過交流電壓信號的調(diào)制來進行數(shù)據(jù)傳輸。交流電壓信號的 調(diào)制可以通過不同的方式來進行，例如通過幅度調(diào)制、頻率調(diào)制或者 通過相位調(diào)制。
當(dāng)多個執(zhí)行器，即例如多個噴射器通過一條共同的信號線路與控 制器連接時，交流電壓信號可以附加地具有選擇元件，通過這些選擇 元件來響應(yīng)噴射器中的選擇電路。同樣在噴射器所發(fā)出的數(shù)據(jù)傳輸信 號中含有識別碼，例如串行數(shù)等。
當(dāng)執(zhí)行器，例如噴射器在其極中的一個極上電氣連接，且相應(yīng)的 其它極被引到控制器內(nèi)部或外部的開關(guān)元件上，例如引到交換輸出級 中，那么可以通過所述開關(guān)元件或與其并聯(lián)設(shè)置的其它開關(guān)元件來選 擇執(zhí)行器，利用該執(zhí)行器應(yīng)進行數(shù)據(jù)通信。
此外設(shè)有在最大程度上減小整流效應(yīng)的電路裝置。在很多情況 下，控制器具有輸出級拓樸結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)具有一個或多個自振蕩二 極管，用于實現(xiàn)執(zhí)行器的磁場能量的緩慢的和/或快速的自振蕩，旨在 電流調(diào)節(jié)或能量回收。而且，在一些類型的晶體管，例如金屬氧化物
半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Mosfet)中的寄生的反并聯(lián)二極管，或者在具 有絕緣柵雙極晶體管(IGBT)(其用于所采用的正弦狀的大多數(shù)情況 下處于高頻范圍內(nèi)的交流電壓信號)的電路中的附加存在的離散的反 并聯(lián)二極管用作整流器，并且以不利的方式使得信號的曲線形狀變 形。此點會導(dǎo)致誤動作和由于在非正弦狀的信號中所含有的高次諧波 而發(fā)出不希望的高頻干擾。例如可以通過如下方式來實現(xiàn)避免所述整 流效應(yīng)的電路，即有針對性地利用對于信號來說足夠的偏壓使前述二 極管線路在截止方向上工作。所述偏壓可以與總供電電壓成比率地產(chǎn) 生，從而實現(xiàn)信號幅值可以達到一個足夠大的值，以便改善數(shù)據(jù)傳輸 可靠性和確保下面還將詳細說明的旨在為執(zhí)行器中的電路裝置準備供 電的能量傳輸。
優(yōu)選當(dāng)例如在噴射器中無噴射過程發(fā)生時的時間段內(nèi)進行數(shù)據(jù)傳
輸。通過i種-^在數(shù)據(jù)傳輸期^不會妨礙執(zhí)行器，'例如噴射器的功 能。而且不會產(chǎn)生電磁干擾，所述電磁干擾可能會超過法定的極限值。
由此還可以非常有利地避免不經(jīng)意地接通用作負載的執(zhí)行器。
振蕩回路的元件優(yōu)選根據(jù)所使用的執(zhí)行器設(shè)置在控制器中或配屬 于執(zhí)行器的電路中。振蕩回路的部分電路可以容性地和/或通過電子的 或機電的開關(guān)與控制器的已有的輸出級電路耦合。由此不會妨礙輸出 級的和執(zhí)行器，例如用于燃料噴射的噴射器的工作方式。
在最簡單的情況下也可以為數(shù)據(jù)傳輸采用兩個離散的正弦頻率，
或者使用振蕩器的啟閉鍵控(Ein-Aus-Tastung)。才艮據(jù)一種有益的實 施方式，也可以按照所謂的"頻率跳動"方法進行數(shù)據(jù)傳輸。其中按 照一種傳輸協(xié)議固定地或動態(tài)地使用至少兩個離散的頻率。在這種情 況下，分析電路只需對以數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)奏改變的兩個或多個頻率的存 在或頻率的啟閉鍵控進行分析。
因為執(zhí)行器與其它電子元件一起通常形成一個品質(zhì)因數(shù)非常小的 振蕩回路，所以通過頻率調(diào)制，特別是通過兩個頻率之間的跳動進行 數(shù)據(jù)傳輸是特別有益的，因為為此只需要一個簡單的成本低廉的能量 消耗很小的電路裝置。
在純原理上，可以給不同類型的執(zhí)行器進行數(shù)據(jù)傳輸，這些執(zhí)行 器是電感負載、電容負載或電阻負載。在一種有益的實施方式中，其 中執(zhí)行器是一個具有壓電執(zhí)行機構(gòu)的噴射器，規(guī)定執(zhí)fr機構(gòu)的電容本 身構(gòu)成振蕩回路的一個部件，其中在這種情況下所述振蕩回路的電感 設(shè)置在控制器中。
特別是當(dāng)執(zhí)行器是具有電磁閥的噴射器時，該電磁回路的電感構(gòu) 成振蕩回路的一個部件。才艮據(jù)該實施例，振蕩回路的電容設(shè)置在控制
器中和/或負載中。
在執(zhí)行器是電阻負載時，需要一個優(yōu)選設(shè)置在控制器中的附加電 感和一個優(yōu)選設(shè)置在負載中的電容，用于實現(xiàn)振蕩回路。
特別有益的是，除了數(shù)據(jù)傳輸之外，通過交流電壓信號還可以實 現(xiàn)給配屬于執(zhí)行器的電路和振蕩器的部件供應(yīng)能量。這通過對交流電 壓信號的整流來實現(xiàn)。為了實現(xiàn)最佳的能量供應(yīng)，優(yōu)選交流電壓信號 處于執(zhí)行器的響應(yīng)閾值下面附近的穩(wěn)定的水平上。此外對經(jīng)整流的交 流電壓信號進行放大的電路裝置可以設(shè)置在執(zhí)行器中。在電壓通過筒 單的整流不足以給數(shù)據(jù)傳輸電路和其它電路，例如負載中的用于數(shù)據(jù) 處理、數(shù)據(jù)存儲和控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈⒖刂破鞴╇姇r，始終都需要這種
電路裝置。其中可以通過電壓倍增，例如無源地通過二極管或有源地 通過受控的有源開關(guān)來增大電壓值。此外還可以設(shè)有用于放大電壓的 變壓器。在這種情況下變壓器的電感構(gòu)成振蕩回路的總電感的組成部 分，并且影響著其頻率。
振蕩回路的頻率和/或振蕩回路的產(chǎn)生振蕩的能力對于診斷控制 器，特別是控制器的輸出級和/或執(zhí)行器的功能能力來說也是非常有益 的。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征是下面對照附圖對實施例的說明的主題。
附圖為本發(fā)明的裝置的示意方框圖。
具體實施例方式
如圖所示，用于控制內(nèi)燃機的裝置具有控制器100。控制器100包 括控制單元110，控制單元110又具有多種功能。這些功能另外還是所 謂的流量補償調(diào)節(jié)112和/或零流量校正114。控制單元通過電源線 130， 140與執(zhí)行器200相連接。
為了將數(shù)據(jù)以及能量由控制器100向執(zhí)行器200傳輸或者相反，設(shè) 有振蕩回路300，其元件分配到控制器100和執(zhí)行器200上。由此在控制 器100中設(shè)有振蕩回路300的第一組件150，在執(zhí)行器200中設(shè)有振蕩回 路300的第二組件250。控制器100中的第一組件150例如可以由電容和/ 或電感來形成。執(zhí)行器200中的第二組件250可以以相應(yīng)的方式通過電 感或電容或者也通過電阻負載來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)向執(zhí)行器200中的電路260 傳輸，電路260對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行存儲和/或處理。通過被調(diào)制的交 流電壓信號進行數(shù)據(jù)傳輸，其中可以采用多種不同的調(diào)制種類。幅度 調(diào)制和頻率調(diào)制是易于待產(chǎn)生和分析的調(diào)制種類。也可以采用不同的 電信領(lǐng)域本已公知的相位調(diào)制種類。
在最簡單的情況下采用兩個離散的正弦頻率用于數(shù)據(jù)傳輸，或者 采用振蕩器300的啟閉鍵控。另外可以根據(jù)所謂的"頻率跳動，，法進行 數(shù)據(jù)傳輸。其中根據(jù)傳輸協(xié)議固定地或動態(tài)地使用至少兩個離散頻 率。在這種情況下，分析電路必須只對改變數(shù)據(jù)傳輸節(jié)奏的兩個或多 個頻率的存在或者頻率的啟閉鍵控進行分析。
試驗表明頻率調(diào)制，特別是兩個頻率之間的跳動特別有益。因為
振蕩回路300通常具有小的品質(zhì)因數(shù)，所以頻率調(diào)制可以實現(xiàn)小的能量 消耗和簡單的且成本低廉的電路設(shè)置。為了產(chǎn)生頻率調(diào)制， 一個電抗， 優(yōu)選一個電容器通過一個電氣開關(guān)在控制器100或執(zhí)行器200中與振蕩 回路300并聯(lián)(未示出)。
利用鑒頻器通過計數(shù)出在可預(yù)先給定的信號閾值的過零點或超過 點之間的時間進行頻率變化的分析，這些鑒頻器是電路260的部分。特 別地，電路260具有一個微控制器。相應(yīng)地也適合于控制單元IIO。其 中規(guī)定，控制單元110同時又對所發(fā)出的數(shù)據(jù)進行解調(diào)，即接收，以便 得到關(guān)于所發(fā)出的信息的品質(zhì)因數(shù)的信息。
此外可以規(guī)定，控制器電路260將接收的數(shù)據(jù)或諸如橫排代碼和等 其它信息發(fā)回到控制單元IIO，以便由此通過雙向傳輸路徑向控制器 IOO發(fā)出信息。如果不能向執(zhí)行器200建立數(shù)據(jù)傳輸，特別是當(dāng)振蕩器 300不能形成能夠振蕩的構(gòu)成(Gebilde)時或者出現(xiàn)很大的頻率誤差 時，可以斷定執(zhí)行器200發(fā)生了故障。由此還可以對執(zhí)行器200的故障 進行間接檢測。
特別有益的是，交流電壓信號還可以用于給振蕩器300的設(shè)置在執(zhí) 行器200中的組件250以及配屬于執(zhí)行器200的電路260供應(yīng)能量。為此 以合適的方式對交流電壓信號進行整流，必要時將其放大。如圖所示， 整流和放大電路270例如是電路260的一部分。
也可以規(guī)定，振蕩器300的組件150例如容性地和/或通過電子開關(guān) 或機電開關(guān)與控制單元110的已有的輸出級電路耦合(未示出)。由此 確保不會妨礙輸出級的和執(zhí)行器200的正常功能。
為了避免對控制器100的輸出級的斷開的半導(dǎo)體的整流效應(yīng)，可以 以公知的方式在截止方向設(shè)置輔助電流源或用于產(chǎn)生偏壓的上拉電 阻，該偏壓同時用于具有壓電負載的執(zhí)行器，以便防止其壓電陶資變 形。
所產(chǎn)生的交流電壓信號是不含有諧波的正弦信號。頻率或調(diào)制時 所產(chǎn)生的頻率處于在可能的干擾的無線電頻帶或數(shù)據(jù)傳輸頻帶之外的 頻率范圍內(nèi)?？梢钥紤]100KHz至140KHz的范圍作為可能的頻率范圍。 該范圍處于德國長波范圍之下和Mainf lingen發(fā)射臺時間信號發(fā)送器
之上。也可以聯(lián)想到其它頻率范圍。這些頻率范圍與執(zhí)行器相適配。 需要強調(diào)的是，這些頻率無須保持得非常穩(wěn)定。它們只需處于可供使
用的頻帶的預(yù)先給定的界限之內(nèi)。出于這個原因，振蕩回路300的電容 通過便宜的公差為± 10%的陶瓷電容器來實現(xiàn)。
此外，前述用于雙向地將數(shù)據(jù)從控制器100向執(zhí)行器200傳輸?shù)难b 置還可以用于執(zhí)行器200的診斷，特別是用于執(zhí)行器的輸出級(其是控 制單元110的一部分)的診斷，和/或執(zhí)行器200的診斷。為此在控制單 元110中分析振蕩回路300的頻率，和/或考慮振蕩回路300的產(chǎn)生振蕩 的能力，以便診斷控制單元110的功能能力，特別是診斷輸出級(其是 該控制單元110的一部分)的功能能力，或診斷執(zhí)行器200的功能能力。 當(dāng)頻率偏離于可預(yù)先給定的值或者振蕩回路300不產(chǎn)生振蕩時，要歸因 于控制器100和/或執(zhí)行器200的故障。
權(quán)利要求
1.一種用于控制內(nèi)燃機的裝置，其中控制器(100)從數(shù)據(jù)載體中讀出數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)寫入到所述數(shù)據(jù)載體中并且用于控制，其中所述數(shù)據(jù)載體配屬于至少一個執(zhí)行器(200)，并且所述執(zhí)行器(200)含有特征數(shù)據(jù)，其特征在于，通過振蕩回路(300)從所述數(shù)據(jù)載體中讀出數(shù)據(jù)或?qū)⑺鰯?shù)據(jù)寫入到所述數(shù)據(jù)載體中，所述振蕩回路的部件(150，250)設(shè)置在所述控制器(100)內(nèi)和/或設(shè)置在配屬于所述執(zhí)行器(200)的電路內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述振蕩回路(300 ) 產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的交流電壓信號，該信號通過所述執(zhí)行器(200 )的供電線(120， 140)來傳輸。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述交流電壓信號的 調(diào)制通過幅度調(diào)制、頻率調(diào)制、相位調(diào)制中的一種或多種調(diào)制形式來 實現(xiàn)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述交流電壓信 號具有至少兩個離散的頻率，優(yōu)選正弦頻率。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸通過頻 率為〖動來實現(xiàn)。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，通過所述 交流電壓信號給配屬于所述執(zhí)行器(200 )的電路(260 )供應(yīng)能量。
7. 如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述執(zhí)行 器(200 )是用于將燃料噴入到所述內(nèi)燃機中的噴射器。
8. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述噴射器具有壓電 執(zhí)行機構(gòu)，所述執(zhí)行機構(gòu)構(gòu)成所述振蕩回路(300 )的電容，所述振蕩 回路的電感設(shè)置在所述控制器(100)和/或所述執(zhí)行器(200 )中。
9. 如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述噴射器具有電磁 閥，所述電磁閥構(gòu)成所述振蕩回路(300 )的電感，所述振蕩回路的電 容設(shè)置在所述控制器(100)和/或所述執(zhí)行器(200 )中。
10. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 執(zhí)行器(200 )是電阻負載，該電阻負載與優(yōu)選設(shè)置在所述負載中的電 容和優(yōu)選設(shè)置在所述控制器(IOO)中的電感一起構(gòu)成振蕩回路(300 )。
11. 如權(quán)利要求1至10中任一項所述的裝置，其特征在于，所述 構(gòu)成所述振蕩回路(300 )的部件(150， 250 )構(gòu)成自由振蕩的振蕩器。 12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的裝置，其特征在于，為了 診斷所述控制器(100)和/或所述執(zhí)行器(200 )的功能能力，在所述 控制機單元(110)中對所述振蕩回路的頻率和/或所述振蕩回路(300 ) 的產(chǎn)生振蕩的能力進行分析。
全文摘要
一種用于控制內(nèi)燃機的裝置，其中一個控制器(100)從一個數(shù)據(jù)載體中讀出數(shù)據(jù)和/或?qū)?shù)據(jù)寫入到所述數(shù)據(jù)載體中并且用于控制，其中所述數(shù)據(jù)載體配屬于至少一個執(zhí)行器(200)，并且所述執(zhí)行器(200)含有特征數(shù)據(jù)，通過一個振蕩回路(300)從所述數(shù)據(jù)載體中讀出數(shù)據(jù)或?qū)⑺鰯?shù)據(jù)寫入到所述數(shù)據(jù)載體中，所述振蕩回路的部件(150，250)設(shè)置在所述控制器(100)內(nèi)和/或設(shè)置在配屬于所述執(zhí)行器(200)的電路內(nèi)。
文檔編號F02D41/20GK101099035SQ200580046472
公開日2008年1月2日 申請日期2005年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者B·瓦羅赫, H·許勒 申請人:羅伯特·博世有限公司