DE102015009202A1

DE102015009202A1 - Cylinder pressure module for an internal combustion engine, internal combustion engine and method for operating an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102015009202A1
Application number: DE102015009202.2A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Debelak; Aron Toth
Original assignee: MTU Friedrichshafen GmbH
Current assignee: Rolls Royce Solutions GmbH
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2016-08-18
Also published as: WO2016128011A1; DE102015009201A1; WO2016128012A1; DE102015009201B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zylinderdruckmodul (1) für eine Brennkraftmaschine (3), wobei das Zylinderdruckmodul (1) eingerichtet ist zur Anordnung im Bereich eines dem Zylinderdruckmodul (1) zugeordneten Zylinders (33, 33', 33'') einer Brennkraftmaschine (3), mit einer Druckerfassungseinrichtung (5), eingerichtet zur zeit- und/oder winkelabhängigen Erfassung eines Brennraumdrucks in dem zugeordneten Zylinder (33, 33', 33''), einer Druckverlaufsanalyseeinrichtung (7), eingerichtet zur Analyse des erfassten Brennraumdrucks, und mit einer Netzwerkeinrichtung (9), eingerichtet zur Verbindung des Zylinderdruckmoduls (1) mit einem Steuergerät (11) einer Brennkraftmaschine (3) und/oder mit einem weiteren Zylinderdruckmodul (1).The invention relates to a cylinder pressure module (1) for an internal combustion engine (3), wherein the cylinder pressure module (1) is arranged for arrangement in the region of a cylinder (33, 33 ', 33' ') of an internal combustion engine (3) assigned to the cylinder pressure module (1). , with a pressure detection device (5), adapted for the time- and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder (33, 33 ', 33' '), a pressure curve analysis device (7), arranged for analyzing the detected combustion chamber pressure, and with a Network device (9), set up 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

Die Erfindung betrifft ein Zylinderdruckmodul für eine Brenkraftmaschine, eine Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a cylinder pressure module for a Brenkraftmaschine, an 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 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, 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 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.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 unit for recording characteristic values for a classification. 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 to be assigned a thermocouple, which can be used for a cylinder failure detection. Furthermore, knock sensors, individual storage pressure sensors, and combustion chamber pressure sensors are common. 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 has also been shown that a combustion chamber pressure analysis with the aid of a central control unit common to all cylinders can only be carried out with great technical and economic effort, provided that all cylinders must be recorded and evaluated simultaneously and over a 720 ° CA measurement window. The variety of control devices and sensors is costly and expensive, in particular, a cabling effort is immense.

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.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.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.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 Brennkraftmaschine geschaffen wird, wobei das Zylinderdruckmodul eingerichtet ist zur Anordnung im Bereich eines dem Zylinderdruckmodul zugeordneten Zylinders einer 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 Druckverlaufsanalyseeinrichtung auf, die eingerichtet ist zur Analyse des erfassten Brennraumdrucks. Das Zylinderdruckmodul weist insbesondere eine Netzwerkeinrichtung auf, die eingerichtet ist zur Verbindung des Zylinderdruckmoduls mit einem Steuergerät der Brennkraftmaschine und/oder mit einem weiteren Zylinderdruckmodul. In Zusammenhang mit dem Zylinderdruckmodul ergeben sich Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik. Insbesondere ist es durch das Zylinderdruckmodul möglich, die Steuergerätevielfalt und den Verkabelungsaufwand an einer Brennkraftmaschine 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 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 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 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 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 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 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 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.The object is achieved in particular by providing a cylinder pressure module for an internal combustion engine, wherein the cylinder pressure module is set up for arrangement in the region of a cylinder of an internal combustion engine assigned to the cylinder pressure module. 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. Furthermore, the cylinder pressure module has a pressure curve analysis device that is set up to analyze the detected combustion chamber pressure. The cylinder pressure module has, in particular, 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. In connection with the cylinder pressure module there are advantages compared to the prior art. In particular, it is possible by the cylinder pressure module to reduce the variety of ECUs and the cabling effort on an internal combustion engine. 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. The network device makes it possible, in particular, to assign each cylinder of an internal combustion engine its own cylinder pressure module, wherein the cylinder pressure modules can preferably be connected to one another within a network. Each of the cylinder pressure modules is arranged to perform a combustion chamber pressure analysis for its associated cylinder. 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 pressure profile analysis module can be dispensed with. Since each of the cylinder pressure modules only performs a pressure curve analysis for its associated cylinder, it is readily possible to analyze the pressure curve during the entire working cycle of the cylinder, in particular over 720 ° crank angle in a four-stroke engine - with 720 ° crank angle per cycle - and evaluate. On the basis of the detected and analyzed combustion chamber pressure various information and / or diagnoses can be obtained via the cylinder, in particular a very accurate cylinder failure detection and also a very accurate knock detection can be performed. Therefore, single temperature sensors or thermocouples on the cylinders can be 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 can perform a knock detection based on the detected and analyzed pressure curve. Also, equality of different cylinders can be performed based on the pressure history analysis of the cylinder pressure modules. For this purpose, in particular, the data transmitted by the cylinder pressure modules to the central control unit in the central control unit can be used. 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 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.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 does 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 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. Vorzugsweise berechnet das Zylinderdruckmodul alle relevanten Werte, wobei durch das Steuergerät gegebenenfalls – insbesondere betriebspunktabhängig – eine Auswahl von Werten abgefragt werden kann.Depending on the operating state of the internal combustion engine - for example start, idle, normal operation, overspeed - the central control unit can request only those calculated from the combustion chamber pressure characteristics of the individual cylinder pressure modules, which currently and in particular operating point dependent particularly important are. Thus, for example, in critical operating conditions such as overspeed - with very short time intervals between two injections - only the most necessary data is transmitted 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. 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 Zylinderzahl der Brennkraftmaschine abhängen. Dabei kann insbesondere für jede 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 Brennkraftmaschine nur acht Zylinder aufweist, ein Gerät verwendete werden, welches auch für eine Brennkraftmaschine mit zwanzig Zylindern eingerichtet ist. Es ist offensichtlich, dass mithilfe 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.It should be added that the costs for the cylinder pressure module depend exclusively on the number of cylinders of the internal combustion engine. In this case, regardless of the number of cylinders, the same cylinder pressure module can always be used for each internal combustion engine, with only the number of cylinder pressure modules used varying 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 an internal combustion engine has only eight cylinders, an apparatus which is also equipped for a twenty-cylinder engine must be used. 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 be represented more cost-effectively than is possible with a central control device for pressure curve analysis.

Vorzugsweise ist das Zylinderdruckmodul auch eingerichtet zum Durchführen einer 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 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 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.Preferably, the cylinder pressure module is also configured to perform a single accumulator 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 accumulator pressure interface to a corresponding individual accumulator pressure sensor or an integrated individual accumulator pressure sensor, wherein the pressure profile analyzer - which is preferably designed generally as a computing device - is in this case also configured to detect and evaluate the individual accumulator pressure measured by the single accumulator pressure sensor. 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.

Das Zylinderdruckmodul ist vorzugsweise für alle Typen von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Dieselmotoren, Gasmotoren, Zweistoffmotoren (BiFuel oder Dual-Fuel) und andere Motortypen einsetzbar.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.

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 Einzelspeicherdrucksensor kann dann sehr kurz und dadurch störunempfindlich ausgebildet sein.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 single accumulator pressure sensor can then be made very short and thus insensitive 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 Kurbelwinkel wird vorzugsweise durch einen Kurbelwellensensor erfasst, von diesem an das zentrale Steuergerät übermittelt, und wiederum von dem zentralen Steuergerät an das Zylinderdruckmodul weitergegeben. Ein Nockenwinkel wird vorzugsweise durch einen Nockenwellensensor 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 Erfassung des Brennraumdrucks umzuschalten auf eine nockenwinkelabhängige Erfassung.That the cylinder pressure module is set up for time- and / or angle-dependent detection A combustion chamber pressure means in particular that it is designed to detect the combustion chamber pressure as a function of a time parameter, a crankshaft angle, also referred to as crank angle for short, 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. A crank angle is preferably detected by a crankshaft sensor, transmitted by the latter to the central control unit, and in turn forwarded by the central control unit to the cylinder pressure module. A cam angle is preferably detected by a camshaft sensor, preferably transmitted to the central control unit and forwarded by the latter 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 switch over from a crank angle-dependent detection of the combustion chamber pressure 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 Spritzendes und/oder einer Spritzdauer für den dem Zylinderdruckmodul zugeordneten Zylinder.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 further functions, for example for a single memory pressure detection, in particular for detecting an injection start, an injection end and / or an injection duration for the cylinder pressure module associated cylinder.

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 Ausfallerkennung des Zylinders und/oder zu einer Momentenberechnung. Es ist möglich, dass die Analyse des erfassten Brennraumdrucks zusätzlich oder alternativ weitere Auswertungen einschließt.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 - preferably configured for knock detection based on the detected combustion chamber pressure, to a 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 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.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. In this way, the cylinder pressure module is 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 Drucksensor aufweist. In diesem Fall ist der Drucksensor vorzugsweise separat von dem Zylinderdruckmodul vorgesehen. Vorzugsweise weist die Druckerfassungseinrichtung eine standardisierte Drucksignalschnittstelle auf, die mit einer Mehrzahl verschiedener Drucksensoren, insbesondere mit Drucksensoren verschiedener Hersteller, verwendbar ist. Dabei sind solche Drucksensoren typischerweise intern kalibriert, sodass es keiner spezifischen Anpassung des Zylinderdruckmoduls an den konkret verwendeten Zylinderdrucksensor bedarf. Vielmehr genügt eine Herstellung einer Wirkverbindung über die Drucksignalschnittstelle.An embodiment of the cylinder pressure module is preferred, which is characterized in that the pressure detection device has a pressure signal interface to a pressure sensor. In this case, the pressure sensor is preferably provided separately from the cylinder pressure module. Preferably, the pressure detection device has a standardized pressure signal interface which can be used with a plurality of different pressure sensors, in particular with pressure sensors from different manufacturers. In this case, such pressure sensors are typically calibrated internally, so that there is no need for any specific adaptation of the cylinder pressure module to the specific cylinder pressure sensor used. 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 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.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, the cylinder pressure module is preferably operatively connected to a simple pressure measuring cell, which itself 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 Zylinderkopf eingeschraubt werden, wobei diese beim Einschrauben des Zylinderdruckmoduls hinter den Drucksensor miteinander wirkverbunden werden können, insbesondere, indem eine Steckverbindung verwirklicht wird.It is possible for a pressure sensor and a cylinder pressure module to be screwed one behind the other into the cylinder head, wherein these can be operatively connected to one another when the cylinder pressure module is screwed in behind the pressure sensor, in particular by a plug connection being 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 Brennraumdruckverlauf des Zylinders zu erfassen und eine vielfältige und sehr genaue Analyse in Hinblick auf verschiedene Kennwerte, Parameter und/oder Fehler durchzuführen.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 detect the complete combustion chamber pressure curve of the cylinder and to carry out a varied and very precise analysis with regard to various parameters, 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 eingerichtet, um eine Position des ihm zugeordneten Zylinders in einer Zündfolge der Brennkraftmaschine zu erkennen, wobei es weiter eingerichtet ist, sich eine dieser Position entsprechende Knotennummer zuzuweisen. Initial weisen die Zylinderdruckmodule 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 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.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. In this case, the cylinder pressure module is particularly preferably set up to detect a position of its associated cylinder in a firing order of the internal combustion engine, wherein it is further set up to assign a node number corresponding to this position. Initially, the cylinder pressure modules preferably have an identical address, in which case they can all be parameterized in common by the central control unit. Only after this common parameterization, in which receive the cylinder pressure modules from the central control unit global parameters of the internal combustion engine, 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 which it can be addressed and distinguished by the central control unit. 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 Analysegeräts, insbesondere eines Indiziersystems und/oder eines Oszilloskops. Die Analyseschnittstelle ist zusätzlich zu der Netzwerkeinrichtung vorgesehen, sodass eine Verbindung mit dem peripheren Analysegerät unabhängig von einer Verbindung des 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.An exemplary embodiment of the cylinder pressure 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. The analysis interface is provided in addition to the network device, so that a connection to the peripheral analyzer can be set up independently of a connection of the cylinder pressure module with a communication line, in particular with a central control unit and / or with further cylinder pressure modules. 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 Analyseschittstelle 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 Indizierbohrung je Zylinder angewandt werden.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 a complex and fault-prone wiring, which would be necessary without the analysis interface by splitting the combustion chamber pressure signal, can be dispensed with. The splitting had previously been applied with all the resulting disadvantages in cylinder heads with only one indexing hole per cylinder.

Es hat sich gezeigt, dass eine Genauigkeit des Zylinderdruckmoduls für typische Prüfstandsanwendungen ausreichend ist, sodass es keiner genaueren Prüfstandssensoren bedarf.Accuracy of the cylinder pressure module has been found to be sufficient for typical test bench applications so that no more accurate test bench sensors are required.

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 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 Analyseschnittstelle bevorzugt zwei Kontakte auf, nämlich einen Signalkontakt und einen Massekontakt.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 displayed directly with very little 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 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 analysis interface preferably has two contacts, namely a signal contact and a ground contact.

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 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 Motorsteuergerät, das auch als Engine Control Unit (ECU) bezeichnet wird.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 network device with the control unit of Internal combustion engine connected. 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 engine control unit, which is 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.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.

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 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 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 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 Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Dieselmotor, als Benzinmotor, als Gasmotor zum Betrieb mit Erdgas, Biogas, Sondergas oder einem anderen geeigneten Gas, ausgebildet. Insbesondere wenn die Brennkraftmaschine als Gasmotor ausgebildet ist, ist sie für den Einsatz in einem Blockheizkraftwerk zur stationären Energieerzeugung geeignet.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 exemplary embodiment of the internal combustion engine is preferably also stationary, for example, used for stationary power supply in emergency operation, 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 internal combustion engine in the field of promoting 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 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 another suitable gas. 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 Ausführungsbeispiele, 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 Brennkraftmaschine verbunden ist, wobei durch das wenigstens eine Zylinderdruckmodul ein Brennraumdruck 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 Brennkraftmaschine erläutert wurden.The object is also achieved by providing a method for operating an internal combustion engine, in particular an internal combustion engine according to one of the embodiments described above, wherein an internal combustion engine is operated with at least one cylinder, wherein the at least one cylinder, a cylinder pressure module according to one of the embodiments described above wherein the at least one cylinder pressure module is connected by means of its network device with the control unit of the internal combustion engine, wherein a combustion chamber pressure in the at least one cylinder is detected and analyzed by the at least one cylinder pressure module, wherein data, parameters and / or characteristic values between the at least one cylinder pressure module and be exchanged with the central control unit. In the context of the method, the advantages that have already been explained in connection with the cylinder pressure module and the internal combustion engine are realized.

Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, bei der eine Brennkraftmaschine mit wenigstens zwei Zylindern betrieben wird, wobei jedem der Zylinder ein separates 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.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 assigned a separate cylinder pressure module according to one of the embodiments described above, wherein the cylinder pressure modules are connected to each other and to the control unit of the internal combustion engine by means of their network devices , wherein in each case a combustion chamber pressure in the associated cylinder is separately detected and analyzed by the cylinder pressure modules, wherein data, parameters and / or characteristic values are exchanged between the cylinder pressure modules and the central control unit.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Zylinderdruckmodul von dem 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 Steuergerät. Vorzugsweise wird das wenigstens eine Zylinderdruckmodul von dem zentralen Steuergerät mit einer Versorgungsspannung versorgt.It is preferably provided that the at least one cylinder pressure module receives from the control unit a time and / or angle parameter, in particular a crank angle signal and / or a cam angle signal, wherein the combustion chamber pressure profile in the associated cylinder is dependent on the time and / or angle parameter, in particular the crank angle and / or the cam angle determined. The at least one cylinder pressure module automatically performs an analysis of the detected combustion chamber pressure profile and transmits at least one result resulting from the analysis to the central control unit. Preferably, the at least one cylinder pressure module is supplied by the central control unit with a supply voltage.

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 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. 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 of the internal combustion engine and an initialization of the central control unit is preferably a - especially unique - parameter download for all cylinder pressure modules, whereby they are set up for use in the specific internal combustion engine in which they are installed. 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 Zylinderdruckmodule anhand der Zündtabelle ermitteln können, an welchem Zylinder innerhalb der Zündfolge sie angeordnet sind. Es ist dann ohne weiteres möglich, dass sich die Zylinderdruckmodule, die ansonsten initial bevorzugt alle die gleiche Adresse aufweisen, eine eigene Knotennummer zur Spezifizierung ihrer Adresse zuweisen.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 maximum pressure occurring in the detected combustion chamber pressure curve can then be assigned to a current crank angle, wherein the cylinder pressure modules can use the ignition table to determine which cylinder within the firing sequence they are arranged on. It is then readily possible that the cylinder printing modules, which otherwise initially have preferably all the same address, assign their own 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 einer Prüfnummer geprüft, ob sich in der Zuordnung der Zylinderdruckmodule etwas geändert hat. Lediglich dann, wenn diese Prüfung eine Änderung zurückgibt, erfolgt eine neue Initialisierung. Dies kann insbesondere bei einem Tausch von wenigstens einem Zylinderdruckmodul oder bei einer Neuinstallation der Fall sein.This assignment preferably takes place initially during a first start of the internal combustion engine. Incidentally, it is preferably-in particular when starting the internal combustion engine-checked by means of a test number whether something has changed in the assignment of the cylinder pressure modules. Only then, if this check returns a change, a new initialization takes place. This may be the case, in particular when exchanging at least one cylinder pressure module or during a new installation.

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 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 Kurbelwinkel (°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 Zylinderdruckmodule. Zusätzlich oder alternativ kann als Parameter übermittelt werden, welche Umsatzpunkte zu berechnen und/oder zu übermitteln sind, beispielsweise 10%, 50% oder 75%.The at least one parameter which the at least one cylinder pressure module receives from the control unit is preferably selected from a group consisting of 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 required for the determination of top dead center, a measurement window - preferably in degrees crank angle (° CA) - for a start and an end of Brennraumdruckerfassung and / or the combustion chamber analysis, a resolution - preferably in degrees crank angle (° CA) - for a combustion chamber pressure detection and / or combustion chamber pressure analysis, a sampling frequency - preferably in kHz - for the combustion chamber pressure detection, a limit from which a certain F tion of the cylinder pressure module to be triggered, and an ignition table, in particular for the determination and assignment of 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%.

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 die Kommunikationsleitung angeschlossenen Zylinderdruckmodule übermittelt. Die Zylinderdruckmodule berechnen vorzugsweise einmalig aus den übermittelten Parametern insbesondere ein Zylindervolumen sowie ein Hubvolumen.The at least one parameter is preferably transmitted to all of the cylinder pressure modules connected to the communication line 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. The cylinder pressure modules preferably calculate one time from the transmitted parameters, in particular a cylinder volume and a stroke volume.

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 Klopfintensität, 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 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.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 knock intensity, 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 an error or is defective and are replaced got to. Preferably, the at least one characteristic value is exchanged with the control unit, more preferably transmitted to a non-volatile memory of the control unit, so that it is both in the control unit and is present 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 ausfällt. Insoweit ist die dauerhafte Verwendung des Zylinderdruckmoduls über eine erste, initiale Zylindergleichstellung hinaus insbesondere für eine optimale Leistungsauslegung und 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 Kompressionsdruckerfassung durchgeführt.Incidentally, with the aid of the cylinder pressure module, a learning map of the central control device is preferably loaded, 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 beyond a first, initial cylinder equalization addition, in particular for optimal performance design and torque calculation is important, but the internal combustion engine by means of the learning map even with failed cylinder pressure module - but then not necessarily with optimal performance interpretation - can continue to operate. Incidentally, a failure detection of mechanical parts and a compression pressure detection is preferably carried out via the cylinder pressure modules.

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 Brennkraftmaschinen, die mit dem Baukasten verwirklichbar sind. Insbesondere ist das 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 Software, die für alle Motortypen und Zylindervarianten gleich ist. Somit ist auch nur eine Sachnummer für die Zylinderdruckmodule nötig.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 internal combustion engines that can be realized with the kit. In particular, the cylinder pressure module is 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 furthermore 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 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 miteinander kombiniert Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des 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 Zylinderdruckmoduls, der Brennkraftmaschine und/oder des Baukastens bedingt ist. Das 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.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 combined features of a preferred embodiment of the 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 due to at least one feature of the cylinder pressure module, the internal combustion engine and / or the modular system. The cylinder pressure module, the internal combustion engine and / or the modular system draw / preferably characterized by at least one feature, which is due to at least one method 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:

1 eine schematische Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinderdruckmodul; 1 a schematic detail of an embodiment of an internal combustion engine having a cylinder pressure module;

2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Brennkraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylinderdruckmodulen, und 2 a schematic representation of an embodiment of an internal combustion engine having a plurality of cylinder pressure modules, and

3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Verfahrens. 3 a schematic representation of an embodiment of the method.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Zylinderdruckmoduls 1 für eine schematisch angedeutete Brennkraftmaschine 3, wobei das Zylinderdruckmodul 1 eingerichtet ist zur Anordnung im Bereich eines dem Zylinderdruckmodul 1 zugeordneten Zylinders der Brennkraftmaschine 3, insbesondere an oder in einem Zylinderkopf derselben. Das Zylinderdruckmodul 1 weist eine 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 Brennraumdruck durch die Druckerfassungseinrichtung 5 abhängig von einem Zeit- und/oder Winkelparameter, einem Kurbelwinkel und/oder einem Nockenwinkel der Brennkraftmaschine 3 erfassbar ist. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a cylinder pressure module 1 for a schematically indicated internal combustion engine 3 , where the cylinder pressure module 1 is arranged for arrangement in the region of the 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 on, which is set up for 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 combustion chamber pressure by the pressure detection device 5 depending on a time and / or angle parameter, a crank angle and / or a cam angle of the internal combustion engine 3 is detectable.

Das Zylinderdruckmodul 1 weist außerdem eine Druckverlaufsanalyseeinrichtung 7 auf, die eingerichtet ist zur Analyse des erfassten Brennraumdrucks. Insbesondere ist die Druckverlaufsanalyseeinrichtung 7 eingerichtet, um aus dem erfassten Brennraumdruck einen Brennverlauf, 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.The cylinder pressure module 1 also has a pressure history analyzer 7 which is set up to analyze the detected combustion chamber pressure. In particular, the pressure curve analysis device 7 configured to from the detected combustion chamber pressure a combustion history, a heating profile, and / or a current moment of the internal combustion engine 3 , as well as possibly to determine further features, in particular to calculate, wherein the pressure curve analysis device 7 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.

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 Zylinderdruckmoduls 1 mit wenigstens einem weiteren, in 1 nicht dargestellten Zylinderdruckmodul. Das Steuergerät 11 ist vorzugsweise als zentrales Motorsteuergerät (Engine Control Unit – ECU) eingerichtet. The cylinder pressure module 1 also has a network device 9 which is set up to connect the cylinder pressure module 1 with a control unit 11 the internal combustion engine 3 , wherein the network device 9 here is additionally set up to connect the cylinder pressure module 1 with at least one other, in 1 not shown 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 Kommunikationsleitung 15 wird das Zylinderdruckmodul 1 vorzugsweise durch das Steuergerät 11 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 Nockenwinkel repräsentiert oder übermittelt, versorgt. Weiterhin tauschen das Zylinderdruckmodul 1 sowie das Steuergerät 11 über die Kommunikationsleitung 15 Daten 21 aus.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. Here is the interface 13 preferably set up for connection to a communication line 15 in particular, this may have a standardized data bus. About the communication line 15 becomes the cylinder pressure module 1 preferably by the control unit 11 with a supply voltage 17 and with an intended for the time and / or angle-dependent detection of the combustion chamber pressure, generalized time signal 19 in particular, which may be an angle signal, preferably representing or transmitting a crank angle or a cam angle. Continue to exchange the cylinder pressure module 1 as well as the control unit 11 over the communication line 15 dates 21 out.

Das Zylinderdruckmodul 1 weist ein Gehäuse 23 auf, in dem zumindest die Druckverlaufsanalyseeinrichtung 7, die Druckerfassungseinrichtung 5 und die Netzwerkeinrichtung 9 – insbesondere kompakt – angeordnet sind. Mit dem Gehäuse 23 ist das Zylinderdruckmodul 1 an dem Zylinder, und insbesondere am Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 3, anordenbar, insbesondere befestigbar.The cylinder pressure module 1 has a housing 23 in which at least the pressure curve analysis device 7 , the pressure detection device 5 and the network device 9 - In particular compact - are arranged. With the housing 23 is the cylinder pressure module 1 on the cylinder, and in particular on the cylinder head of the 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 Zylinderdruckmodul 1 integriert ist, wobei der Drucksensor 27 in diesem Fall als einfache Druckmesszelle ausgebildet sein kann.The pressure detection device 5 has a pressure signal interface 25 to a pressure sensor 27 configured to detect the combustion chamber pressure in the cylinder corresponding to the cylinder pressure module 1 assigned. 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, with the pressure sensor 27 in this case can be designed 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.The data history analyzer 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, this is also the pressure detection device 5 configured to detect the combustion chamber pressure over the entire working cycle of the associated cylinder.

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 network device 9 is set up to the cylinder pressure module 1 to assign an own address. Here is the cylinder pressure module 1 in particular adapted for detecting the position of the associated cylinder within a firing order of the internal combustion engine 3 wherein it is further adapted 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 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.It turns out that the cylinder pressure module 1 be very compact and can be arranged with little space on the cylinder head. Da over the network device 9 a parameterization of the cylinder pressure module 1 on the specific parameters of the internal combustion engine 3 from the controller 11 over the communication line 15 can take place, the cylinder pressure module 1 For all cylinders of all internal combustion engines of at least one series and / or in total all internal combustion engines of one kind or a manufacturer, or an even larger selection of internal combustion engines, be designed identically. It is thus a simple exchange of the cylinder pressure module 1 possible without external parameterization.

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.In particular, when the pressure sensor 27 via the pressure signal interface 25 with the cylinder pressure module 1 is connected, is also a replacement of the pressure sensor 27 readily possible, in which case there is no recalibration of the cylinder pressure module 1 requirement. Rather, a standardized pressure signal interface is preferred 25 used, which - regardless of the concrete choice of the pressure sensor 27 - standardized signals from the pressure sensor 27 receives.

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 fuhrt zu einer Reduzierung der Zahl der 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.Using the pressure detector 5 and the pressure course analysis device 7 can be a decentralized calculation of essential data for the operation of the internal combustion engine 3 take place, in particular for each cylinder separately. This leads to a reduction in the number of control devices in the internal combustion engine 3 and to a reduction of the wiring. Furthermore, each cylinder pressure module 1 use his entire computing power available to evaluate the data of the associated cylinder, so that a detection and evaluation of a combustion chamber pressure over an entire working cycle of the associated cylinder, in particular 720 ° KW is readily possible.

Vorzugsweise weist das Zylinderdruckmodul 1 eine – insbesondere analoge – Analyseschnittstelle 29 auf, die eingerichtet ist zur Verbindung eines peripheren Analysegeräts 31 mit dem Zylinderdruckmodul 1. Bei dem peripheren Analysegerät 31 handelt es sich bevorzugt um ein Indiziersystem – insbesondere auf einem Prüfstand – und/oder um ein 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 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 ohne 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 normalen Betrieb der Brennkraftmaschine 3 erfolgen kann.Preferably, the cylinder pressure module 1 a - in particular analog - analysis interface 29 which is adapted to connect a peripheral analyzer 31 with the cylinder pressure module 1 , In the peripheral analyzer 31 it is preferably an indexing system - in particular on a test bench - and / or a Oscilloscope, in particular a handheld oscilloscope, as it of service employees in the field of application of the internal combustion engine 3 is used. It is possible to use the peripheral analyzer 31 simultaneously with the control unit 11 and / or with further cylinder pressure modules 1 to the cylinder pressure module 1 connect, and so in parallel with normal operation of the internal combustion engine 3 an analysis with the peripheral analyzer 31 perform, for example by means of an indexing system or a handheld oscilloscope. This makes it possible on the test bench to save expensive test bench sensors, because rather directly the cylinder pressure module 1 can be used. In the application field, a service employee can quickly find out about the conditions in the cylinders by sending an oscilloscope to the analysis interface 29 connects, this being parallel to normal operation of the internal combustion engine 3 can be done.

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 embodiment of the internal combustion engine 3 , which has at least one, here preferably at least two cylinders, in which case schematically three cylinders 33 . 33 ' . 33 '' are shown. The internal combustion engine 3 is preferably designed as a reciprocating engine.

Jedem der Zylinder 33, 33', 33'' ist ein separates Zylinderdruckmodul 1 zugeordnet, wobei die Zylinderdruckmodule 1 mittels ihrer hier nicht dargestellten Netzwerkeinrichtungen 9 miteinander und auch mit dem Steuergerät 11, insbesondere über die Kommunikationsleitung 15, zu einem Netzwerk verbunden sind.Each of the cylinders 33 . 33 ' . 33 '' is a separate cylinder pressure module 1 assigned, wherein the cylinder pressure modules 1 by means of their network devices not shown here 9 with each other and with the control unit 11 , in particular via the communication line 15 , connected to a network.

Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.Identical 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 Nockenwinkel 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 Kurbelwinkel.Schematically represented here are also a crankshaft 35 and a camshaft 37 , wherein the internal combustion engine 3 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 in the control unit 11 registered, wherein preferably the crank angle via the communication line 15 to the cylinder modules 1 is forwarded: These then capture the combustion chamber pressure in the cylinders 33 . 33 ' . 33 '' depending on the crank angle.

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 Zylinderdruckmodule 1, sodass dann umgestellt werden kann auf eine nockenwinkelabhängige Erfassung des Brennraumdrucks. Es ist aber auch möglich, dass das Steuergerät 11 den Nockenwinkel in einen Kurbelwinkel umrechnet, und diesen dann über die Kommunikationsleitung 15 an die Zylinderdruckmodule 1 übermittelt.In particular, if a defect in the detection of the crank angle, in particular a defect of the crankshaft sensor 39 , should occur, is the controller 11 configured for forwarding the cam angle via the communication line 15 to the cylinder pressure modules 1 , so that it can then be changed over to a cam angle-dependent detection of the combustion chamber pressure. But it is also possible that the control unit 11 convert the cam angle into a crank angle, and then this over the communication line 15 to the cylinder pressure modules 1 transmitted.

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 still shows that the control unit 11 here also injectors 43 controls to defined at defined times quantities of fuel in the combustion chambers of the cylinder 33 . 33 ' . 33 '' contribute.

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 11 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 Steuergerät 11 übermittelt erhalten.The cylinder pressure modules 1 are preferably identical. It is readily possible for each of the cylinders 33 . 33 ' . 33 '' an identical cylinder pressure module 1 using these over the communication line 15 to form a network. In this case, they also initially have an identical address when activated for the first time, whereby the controller 11 initially basic parameters of the internal combustion engine 3 to all cylinder pressure modules 1 be transmitted. The cylinder pressure modules 1 So they are not pre-parameterized, but after their installation and their connection to the communication line 15 and after booting up the controller 11 , but preferably before starting the internal combustion engine 3 automatically from the controller 11 parameterized. You can therefore for a variety of different internal combustion engines 3 be used. The initial common address ensures that initially all cylinder printing modules 1 the same parameters from the controller 11 received received.

Die Zylinderdruckmodule 1 erkennen danach selbsttätig eine Position der ihnen zugeordneten Zylinder 33, 33', 33'' in einer Zündfolge der Brennkraftmaschine 3, und weisen sich entsprechend eine Adresse in einem Netzwerk zu, welches sie miteinander und mit dem 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.The cylinder pressure modules 1 then automatically recognize a position of the cylinders assigned to them 33 . 33 ' . 33 '' in a firing order of the internal combustion engine 3 , and correspondingly allocate an address in a network, which they communicate with each other and with the control unit 11 form. The address in the network depends on the position of the assigned cylinder 33 . 33 ' . 33 '' in the firing order of the internal combustion engine 3 from. In particular, have the ignition modules 1 itself 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 Moreover, they are preferably set up to have at least one cylinder-specific characteristic value of the cylinders assigned to them 33 . 33 ' . 33 '' store in a non-volatile memory. It turns out that even in the event of a failure of the controller 11 Information about the cylinders 33 . 33 ' . 33 '' For example, information about their aging, about 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 shows that using the cylinder pressure modules 1 almost a building block for Internal combustion engines 3 can be provided, wherein the cylinder pressure modules 1 are uniform for all internal combustion engines, which are feasible with the kit. This reduces the logistical costs associated with the internal combustion engines 3 considerably. In addition, all cylinder pressure modules 1 have a single software, which for all types of internal combustion engines 3 is equal to. In addition, the cylinder pressure modules need 1 only a single item number.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben der Brennkraftmaschine 3. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Dabei sind in 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 A1, A2, A3 und A4 bezeichnet sind. Die durch die den Zylindern A1, A2, A3, A4 zugeordneten Zylinderdruckmodule 1 beziehungsweise die entsprechend zugeordneten Drucksensoren 27 erfassten Druckverlaufskurven sind in entsprechender Weise mit DA1, DA2, DA3 und DA4 gekennzeichnet. Dabei ist die Druckverlaufskurve DA1 für den ersten Zylinder A1 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. 3 shows a schematic representation of an embodiment of a method for operating the internal combustion engine 3 , Identical and functionally identical elements are provided with the same reference numerals, so that reference is made to the preceding description. Here are in 3 on the left two time axes - marked by a time parameter t - drawn, namely a left time axis for the controller 11 and a right time axis for the cylinder pressure modules 1 the internal combustion engine 3 , In the middle of the picture, pressure profiles which are recorded in a time- and / or angle-dependent manner parallel to the time axes are exemplarily four cylinders of the internal combustion engine 3 recorded A1, A2, A3 and A4. The cylinder pressure modules associated with the cylinders A1, A2, A3, A4 1 or the correspondingly assigned pressure sensors 27 detected pressure curve curves are marked in a corresponding manner with DA1, DA2, DA3 and DA4. The pressure curve DA1 for the first cylinder A1 is 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 shown in phantom. 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 zunächst durch das Steuergerät 11 wenigstens ein für die Brennkraftmaschine 3 charakteristischer Parameter an alle Zylinderdruckmodule 1 übermittelt, was hier durch einen Pfeil P₁ dargestellt ist. Der Parameter ist vorzugsweise ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus einem Kolbendurchmesser, einem Kolbenhub, einer Pleuellänge, einem Verdichtungsverhältnis, einem Polytropenexponenten, einer Kurbelwellen-Lücke zum oberen Totpunkt des ersten Zylinders A1, einer Skalierung der Zylinderdrucksensoren 27, einem thermodynamischen Verlustwinkel zur Bestimmung eines oberen Totpunkts, einem Startwert und/oder einem Endwert für ein Messfenster zur Erfassung des Brennraumdrucks, einer Auflösung und/oder einer Abtastfrequenz zur Erfassung des Brennraumdrucks, einer Angabe zu berechnender 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.It now shows the following: When booting the controller 11 and preferably before starting the internal combustion engine 3 is preferably first checked whether at least a new cylinder pressure module 1 exists that has not yet been assigned a separate address or node number. 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, first through the control unit 11 at least one for the internal combustion engine 3 characteristic parameter to all cylinder pressure modules 1 transmitted, which is shown here by an arrow P ₁ . The parameter is preferably selected from a group consisting of a piston diameter, a piston stroke, a connecting rod length, a compression ratio, a polytropic exponent, a crankshaft gap to the top dead center of the first cylinder A1, a scaling of the cylinder pressure sensors 27 , a thermodynamic 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 resolution and / or a sampling frequency for detecting the combustion chamber pressure, an indication of turnover points to be calculated, a limit value and / or limit monitoring from which / which certain functions are to be triggered, and an ignition table for determining the ignition position of the associated cylinder and for assigning a separate address, in particular a separate node number. Preferably, a plurality of these parameters - in particular all these parameters - to the cylinder pressure modules 1 transmitted. 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 A1 zu einem Zeitpunkt t_A1 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 A1 in der Zündfolge ermitteln, und sich eine entsprechende Knotennummer zuweisen.Thereafter, a starter of the internal combustion engine 3 pressed, and this is started. As a result, the cylinder pressure modules detect 1 by means of the pressure sensors 27 the pressure curves in their associated cylinders and calculate a pressure curve analysis. It detects, for example, the cylinder pressure module 1 of the first cylinder A1 at a time t _{A1 is} a maximum pressure, wherein it is at the same time by the control unit 11 receives the current crank angle. Based on the ignition table, the cylinder pressure module 1 then determine the position of its associated cylinder A1 in the firing order, and assign a corresponding node number.

Entsprechend erkennt das dem dritten Zylinder A3 zugeordnete Zylinderdruckmodul 1 zu einem Zeitpunkt t_A3 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 t_A4 und für das dem zweiten Zylinder A2 zugeordnete Zylinderdruckmodul zu einem Zeitpunkt t_A2 zu.Accordingly, the cylinder pressure module assigned to the third cylinder A3 recognizes 1 At a time t _A3, a maximum pressure and assigns to the ignition table a node number. In a completely analogous manner, this also applies to the cylinder pressure module assigned to the fourth cylinder A4 1 at a time t _A4 and for the second cylinder A2 associated cylinder pressure module at a time t _A2 .

Es ist hier eine Zündfolge gegeben, bei welcher der erste Zylinder A1 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 here given a firing order in which the first cylinder A1 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 Knotennummern sowie bevorzugt andere Daten, insbesondere die Auswertung der erfassten Druckverläufe, an das Steuergerät 11 übermitteln.Arranged schematically by arrows P _{2 here} is that the cylinder pressure modules transmit their node numbers as well as preferably other data, in particular the evaluation of the recorded pressure profiles, to the control unit 11 to transfer.

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 form together with the control unit 11 Here an auto-adaptive system, which is suitable for automated parameter transmission and node assignment.

Die in 3 dargestellte Vorgehensweise zur Ermittlung der separaten Adressen oder 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 Knotennummer. Nur dann, wenn festgestellt wird, dass eine Änderung eingetreten ist, beispielsweise indem wenigstens eines der Zylinderdruckmodule 1 getauscht wurde, wird die in 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.In the 3 illustrated procedure for determining the separate addresses or node numbers for the cylinder printing modules 1 is preferably carried out only once initially, the cylinder pressure modules 1 then keep their node numbers and also the initially transmitted parameters firmly. At a restart of 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 was exchanged. If it is determined that no change has taken place, there is no need to retransmit parameters and also 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 at least one of the cylinder pressure modules 1 was exchanged, the in 3 illustrated approach preferably repeated. It is, however, in an exchange of only one cylinder pressure module 1 also possible that the control unit 11 the presence of the remaining cylinder pressure modules 1 recognizes and on the basis of this statement the swapped, new cylinder pressure module 1 assigns the remaining node number.

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.Overall, it turns out that using the cylinder pressure modules 1 an at the same time simple, cheap and very accurate option for combustion chamber pressure detection and pressure curve analysis for the internal combustion engine 3 given is.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: ZylinderdruckmodulCylinder Pressure Module
33: BrennkraftmaschineInternal combustion engine
55: DruckerfassungseinrichtungPressure sensing device
77: DruckverlaufsanalyseeinrichtungPressure course analyzer
99: NetzwerkeinrichtungNetwork Setup
1111: Steuergerätcontrol unit
1313: Schnittstelleinterface
1515: Kommunikationsleitungcommunication line
1717: Versorgungsspannungsupply voltage
1919: generalisiertes Zeitsignalgeneralized time signal
2121: Datendates
2323: Gehäusecasing
2525: DrucksignalschnittstellePressure signal interface
2727: Drucksensorpressure sensor
2929: AnalyseschnittstelleAnalysis interface
3131: peripheres Analysegerätperipheral analyzer
3333: Zylindercylinder
3535: Kurbelwellecrankshaft
3737: Nockenwellecamshaft
3939: Kurbelwellensensorcrankshaft sensor
4141: Nockenwellensensorcamshaft position sensor
4343: Injektorinjector
33', 33''33 ', 33' ': Zylindercylinder
A1A1: Zylindercylinder
A2A2: Zylindercylinder
A3A3: Zylindercylinder
A4A4: Zylindercylinder
DATHERE: DruckverlaufskurvePressure curve
DA2DA2: DruckverlaufskurvePressure curve
DA3DA3: DruckverlaufskurvePressure curve
DA4DA4: DruckverlaufskurvePressure curve
tt: Zeitparametertime parameters
t_A1 t _A1: Zeitpunkttime
t_A2 t _A2: Zeitpunkttime
t_A3 t _A3: Zeitpunkttime
t_A4 t _A4: Zeitpunkttime
P₁ P ₁: Pfeilarrow
P₂ P ₂: Pfeilarrow

Claims

Cylinder pressure module ( 1 ) for an internal combustion engine ( 3 ), where - the cylinder pressure module ( 1 ) is arranged for arrangement in the region of the cylinder pressure module ( 1 ) associated cylinder ( 33 . 33 ' . 33 '' ) an internal combustion engine ( 3 ), with - a pressure detecting device ( 5 ) arranged for time and / or angle-dependent detection of a combustion chamber pressure in the associated cylinder ( 33 . 33 ' . 33 '' ), - a pressure curve analysis device ( 7 ) arranged for analyzing the detected combustion chamber pressure, and comprising - a network device ( 9 ), set up to connect the cylinder pressure module ( 1 ) with a control device ( 11 ) an internal combustion engine ( 3 ) and / or with another cylinder pressure module ( 1 ).

Cylinder pressure module ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pressure detecting device ( 5 ) a pressure signal interface ( 25 ) to a pressure sensor ( 27 ), and / or into the cylinder pressure module ( 1 ) integrated pressure sensor electronics ( 27 ) having.

Cylinder pressure module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure curve analysis device ( 7 ) is set up to analyze the combustion space pressure, which is recorded in dependence on time and / or angle, over an entire working cycle of the associated cylinder ( 33 . 33 ' . 33 '' ).

Cylinder pressure module ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the network device ( 9 ) is set up to assign its own address for the cylinder pressure module ( 1 ).

Cylinder pressure module ( 1 ) according to one of the preceding claims, 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 '' ), each cylinder ( 33 . 33 ' . 33 '' ) 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 device ( 11 ) of the internal combustion engine ( 3 ), 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 ) more than one cylinder ( 33 . 33 ' . 33 '' ) having.

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.

Method for operating an internal combustion engine ( 3 ), in particular an internal combustion engine ( 3 ) according to one of claims 6 and 7, wherein the internal combustion engine has at least one cylinder, each cylinder ( 33 . 33 ' . 33 '' ) 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 device ( 11 ) of the internal combustion engine ( 3 ), wherein the 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 ), 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 ) more than one cylinder ( 33 . 33 ' . 33 '' ) having.

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 controller ( 11 ) at least one parameter is transmitted, which for the internal combustion engine ( 3 ) is characteristic, wherein the cylinder pressure modules ( 1 ) automatically detecting a position of their associated cylinder ( 33 . 33 ' . 33 '' ) in a firing order of the internal combustion engine ( 3 ) and assign an address depending on the detected position.

Method according to 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.