DE10115262C2 - Verfahren zur Ermittlung der Drehlage der Nockenwelle einer Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Phasenlage einer Verbrennungskraftmaschine.

Technisches Gebiet

Bei Kraftstoffeinspritzsystemen, zum Beispiel Benzindirekteinspritzsystemen werden rücklauffreie Hochdruckkraftstoffsysteme eingesetzt. Es werden Einzylinder-Hochdruck­ pumpen eingesetzt, die den für die Einspritzung notwendigen Kraftstoffhochdruck von bis zu 120 bar erzeugen. Der Kraftstoffdruck wird über einen Drucksensor überwacht, der ein Steuersignal für die Einstellung des Kraftstoffdruckes mittels eines Magnetventils liefert. Die Hochdruckpumpe sitzt auf der Nockenwelle der Verbrennungskraftmaschine und wird über die Nockenwelle angetrieben. In Zukunft werden verstärkt Kraftstoffeinspritzsysteme mit einer Einlaß- und/oder Auslaßnockenwellensteuerung zum Einsatz kommen.

Stand der Technik

Aus DE 42 30 616 A1 ist ein System zur Ermittlung der Phasenlage einer Verbrennungs­ kraftmaschine bekannt, bei dem ein zweiter Aufnehmer oder ein zweiter Sensor vorgese­ hen ist, der eine mit der Nockenwelle in Verbindung stehende Geberscheibe, die an ihrer Oberfläche eine Bezugsmarke aufweist, abtastet. Da sich die Nockenwelle nur einmal wäh­ rend eines Arbeitsspieles dreht, kann das Steuergerät aus dem vom Nockenwellensensor gelieferten Signal mit einem einzigen Impuls pro Arbeitsspiel die Phasenlage der Brenn­ kraftmaschine erkennen und eine Synchronisation durchführen.

Aus DE 44 18 578 A1 geht eine Einrichtung zur Erkennung der Phasenlage einer Verbren­ nungskraftmaschine hervor, die ohne zweiten Sensor in Form eines Nockenwellensensors auskommt, in dem unter bestimmten Bedingungen eine Überprüfung der Phasenlage durch­ geführt wird, wobei diese Bedingung vorteilhafterweise das Wiedereinsetzen der sequenti­ ellen Kraftstoffeinspritzung nach der Schubabschaltung ist. Im einzelnen wird dabei über einen Segmentzeitvergleich ermittelt, ob die Drehzahl einzelner eingespritzter Zylinder in der erwarteten Winkellage kommen und daraus auf richtige oder falsche Phasenlage ge­ schlossen wird, wobei unter Segmentzeit eine Zeit zu verstehen ist, die verstreicht, wäh­ rend sich die Kurbelwelle um einen Winkel dreht, der im allgemeinen als Segment be­ zeichnet wird.

Aus DE 199 34 112 A1 ist eine Einrichtung und ein Verfahren zur Erkennung und Beein­ flussung der Phasenlage einer Brennkraftmaschine bekannt. Mittels der Einrichtung zur Steuerung bzw. zur Regelung einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle sowie einer Kurbelwelle wird die Winkelstellung der Kurbelwelle mittels eines Aufnehmers und einer Geberscheibe mit Bezugsmarke fortlaufend ermittelt. Über Kraftstoffeinspritzventile wird der Kraftstoff direkt in die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt; dabei wird in den einzelnen Kraftstoffeinspritzventilen der Kraftstoff über eine Elektrokraftstoff­ pumpe zugeführt. Die Versorgung der Kraftstoffeinspritzventile mit Kraftstoff erfolgt über eine Verteilerschiene. Durch ein Steuergerät werden die Ausgangssignale des Aufnehmers zur Bestimmung der Winkelstellung und zur Ermittlung der Drehzahl ausgewertet, wobei das Steuergerät abhängig von der Winkelstellung Einspritz- und/oder Zündimpulse auslöst. Gemäß der in DE 199 34 112 A1 vorgeschlagenen Lösung ist zur Erkennung der Phasenla­ ge der Brennkraftmaschine ein Drucksensor vorgesehen, dessen Drucksignal einen cha­ rakteristischen Lauf aufweist, wenn Kraftstoff-Luftgemisch durch den Kompressionsge­ gendruck im Brennraum bei einer um 360° kurbelwinkelversetzten, falschen Phasenlage von Zündung und Einspritzung zurückgeblasen wird. Dies führt beim Drucksensorsignal zu einer signifikanten Erhöhung, was mittels des Steuergerätes detektiert wird, worauf dieses eine Umsynchronisation von Zündung und Einspritzung um 360° Kurbelwinkel auslöst.

DE 199 47 764 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen des Ar­ beitszustands eines Zylinders einer 6-Zylinder- oder einer 12-Zylinder-Verbrennungs­ kraftmaschine. Ein mit einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine gekoppelter Ge­ ber gibt pro Kurbelwellenumdrehung ein Gebersignal aus, welches dem Arbeitszustand des ersten oder vierten bzw. des ersten oder des siebten Zylinders zugeordnet werden kann. Eine insbesondere kurbelwellengekoppelt bzw. kurbelwellensynchronisiert antreibbare Förderpumpe, insbesondere eine Förderpumpe eines Common-Rail-Einspritzsystems wird in einem ersten Betriebszustand mit einer der Zylinderzahl entsprechenden Taktzahl und in einem zweiten Betriebszustand mit einer der halben Zylinderzahl entsprechenden Taktzahl betrieben.

Die Entwicklungstendenz bei modernen Brennkraftmaschinen verläuft dahingehend, daß zunehmend Systeme eingesetzt werden, die eine Einlaß- und/oder Auslaßnockenwellenver­ stellung ermöglichen. Die jeweilige Stellung der Einlaß- und der Auslaßventile an der Ver­ brennungskraftmaschine ist zu ermitteln, um eine korrekte Füllungserfassung der einzelnen Brennräume vornehmen zu können. Dies geschieht heute vorzugsweise mit einem oder mehreren Phasensensoren, die entweder mechanisch mit der Nockenwelle verbunden sind bzw. mit der Nockenwelle mitdrehen.

Angesichts des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Ver­ zicht auf einer Nockenwelle zugeordnete. Phasensensoren die Drehlage der Nockenwelle zu erfassen.

Die Aufgabe wird gelöst gemäß den Merkmalen nach Patentanspruch 1.

Darstellung der Erfindung

Die Vorteile der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung liegen vor allem darin, daß durch Auswertung des Kraftstoffdrucksignals einer über die Nockenwelle angetriebenen Kraftstoffpumpe auf die Drehlage der Nockenwelle unter Verzicht auf Phasengeber zu­ rückgeschlossen werden kann, wobei insbesondere bei Verstellung der Drehlage der Noc­ kenwelle eine Verschiebung des Zeitpunktes einer Druckänderung im Förderraum der Hochdruckpumpe relativ zur Stellung der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine detektiert wird. Damit besteht einerseits die Möglichkeit, auf einen separaten Phasengeber zu verzichten, andererseits ist es möglich, bereits existierende Phasengeber an der Ver­ brennungskraftmaschine durch die redundante Auswertung des Kraftstoffdrucksignals ständig auf ihre Funktionstüchtigkeit zu überwachen.

Bei Einsatz einer Ein-Zylinder-Kraftstoffpumpe einer Brennkraftmaschine ist einmal pro Umdrehung der Nockenwelle ein charakteristischer Druckanstieg zu beobachten. Aufgrund der starren Kopplung zwischen Kraftstoffpumpe und Nockenwelle kann anhand des Zeit­ punkts des Einsetzens des Druckanstiegs die Nockenwellenstellung ermittelt werden. Bei Systemen mit Nockenwellenverstellmöglichkeit ändert sich nach Vornahme einer Verstel­ lung auch der Zeitpunkt des Druckanstiegs in bezug auf die Stellung der Kurbelwelle und damit auch relativ zur Zahnlücke zum Beispiel eines 60-2-Geberrades, die an Verbren­ nungskraftmaschinen häufig eingesetzt werden.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 die Komponenten eines rücklauffreien Hochdruckkraftstoffsystems zur Ben­ zindirekteinspritzung für eine Brennkraftmaschine,

Fig. 2 eine 3-Zylinder-Hochdruckpumpe mit Pulsationscharakteristik des geförderten Volumenstromes,

Fig. 3 eine 1-Zylinder-Hochdruckpumpe mit Pulsationscharakteristik des entspre­ chenden Förderstromes,

Fig. 4.1 den Verlauf des Förderraumdruckes einer Hochdruckpumpe, aufgetragen über der Zeitachse,

Fig. 4.2 den Druckverlauf in einer Verteilerschiene bei nicht verstellter Nockenwelle sowie bei einer 30°-Nockenwellenverstellung,

Fig. 4.3 die Impulsverläufe am Steuermagnetventil und den Verlauf des Kolbenhubes der Hochdruckpumpe und

Fig. 4.4 die Einspritzimpulse der Kraftstoffventile einer 4-Zylinder- Brennkraftmaschine.

Ausführungsvarianten

Der Darstellung gemäß Fig. 1 sind die Komponenten eines Kraftstoffeinspritzsystems für rücklauffreie Benzindirekteinspritzung in die Brennräume einer Verbrennungskraftmaschi­ ne zu entnehmen.

Das rücklauffreie Hochdruckkraftstoff-Einspritzsystem für die Direkteinspritzung von Benzin umfaßt einen hier schematisch angedeuteten Tank, in welchen eine Ansaugöffnung 2 einer Elektrokraftstoffpumpe 3 hineinragt. An ihrer Saugseite 4 saugt die Elektrokraft­ stoffpumpe 3 Kraftstoff aus dem Tank 1 an und führt diesen an ihrer Druckseite 5 einem der Elektrokraftstoffpumpe 3 nachgeschalteten Filter 6 zu. Vom Filter 6 aus erstreckt sich ein Zuleitungssystem zu einem Magnetventil 8. Zwischen dem Magnetventil 8 und dem Kraftstoff-Filter 6, welcher der Elektrokraftstoffpumpe 3 nachgeordnet ist, ist ein Nieder­ druckregler 7 vorgesehen, der gleichfalls mit dem Tank 1 des Kraftfahrzeugs in Verbin­ dung steht.

Das Magnetventil 8 ist zwischen einer Öffnungsstellung 8.1 und einer Schließstellung 8.2 hin- und her schaltbar. In Öffnungsstellung 8.1 des Magnetventils 8 ist das Pumpenmodul 9 mit der Elektrokraftstoffpumpe 3 und dem darin anstehenden unter Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt, während in der Schließstellung 8.2 das Hochdruckpumpenmodul 9 von der Kraftstoffzuleitung über die Elektrokraftstoffpumpe 3 abgeriegelt ist.

Im Hochdruckpumpenmodul 9 ist eine hier in schematischer Wiedergabe dargestellte Hochdruckpumpe 10 enthalten, deren Förderrichtung durch den mit Bezugszeichen 20 ge­ kennzeichneten Pfeil wiedergegeben ist. Das Hochdruckpumpenmodul 9 gemäß der Dar­ stellung in Fig. 1 umfaßt ein der Hochdruckpumpe 10 nachgeordnetes Rückschlagventil 11. Eingangs- und ausgangsseitig des Hochdruckpumpenmoduls 9 sind die Anschlüsse einer Bypass-Leitung 12 vorgesehen, in der ein Überdruckventil 13 aufgenommen ist. Mittels der Bypass-Leitung 12 können die im Hochdruckpumpenmodul 9 aufgenommenen Komponenten Hochdruckpumpe 10 sowie Rückschlagventil 11 vor unzulässig hohen Be­ triebsdrücken geschützt werden.

Dem Hochdruckpumpenmodul 9 nachgeschaltet, umfaßt das rücklauffreie Hochdruckkraft­ stoffsystem zur Benzindirekteinspritzung in die Brennräume von Verbrennungskraftma­ schinen eine mit Bezugszeichen 14 gekennzeichnete Verteilerschiene, der ein Drucksensor 15 zur Überwachung des in der Verteilerschiene 14 herrschenden Druckniveaus zugeordnet ist. Von der Verteilerschiene 14 aus werden die einzelnen, den Brennräumen einer Ver­ brennungskraftmaschine zugeordneten Einspritzventile 16, 17, 18 und 19 mit unter hohem Druck stehenden Kraftstoff beaufschlagt. Bei Systemen mit Verteilerschiene 14 zur Di­ rekteinspritzung von Benzin in gemischverdichtende Verbrennungskraftmaschinen liegen in der Verteilerschiene 14 Drücke im Bereich von 100 bis 150 bar an. Anstelle der in Fig. 1 über die Verteilerschiene 14 versorgten vier Einspritzventile 16, 17, 18 und 19 können bei V-Motoren zwei Verteilerschienen 14 vorgesehen sein, die die Zylinderbänke von V- Motoren, seien es 6-Zylinder-V-Motoren, 8-Zylinder-V-Motoren oder 12-Zylinder-V- Motoren, jeweils mit Kraftstoff versorgen. In der Darstellung gemäß Fig. 1 wurde auf die Darstellung mehrerer zu versorgender Zylinderbänke verzichtet. Dort ist beispielhaft le­ diglich eine Verteilerschiene 14 dargestellt, über welche die vier Einspritzventile 16, 17, 18 und 19 einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine mit Kraftstoff versorgt werden.

Der Darstellung gemäß Fig. 2 ist eine 3-Zylinder-Hochdruckkraftstoffpumpe mit Pulsati­ onscharakteristik des erzeugten Volumenstromes zu entnehmen.

An einer Exzenterwelle 23 ist ein Exzenternocken 22 ausgebildet, der Stirnseiten einzelner Förderkolben 24 der 3-Zylinder-Hochdruckpumpe 21 in diesen zugeordneten Förderräu­ men 25 translatorisch hin- und herbewegt. Durch die translatorische Hin- und Herbewe­ gung der Kolben 24 in den jeweiligen Förderräumen 25 der 3-Zylinder-Hochdruckpumpe 21 wird ein Förderstrom 26 erzeugt, der mit einer geringen Schwankung 27 behaftet, auf annähernd konstantem Niveau verbleibt. Bei Antrieb einer 3-Zylinder-Hochdruckpumpe 21 gemäß der schematischen Darstellung in Fig. 2 durch die Nockenwelle 23 läßt sich das durch die translatorische Bewegung der Kolben 24 in den entsprechenden Förderräumen 25 generierte Drucksignal zur Ermittlung der Phasenlage der Nockenwelle 23 heranziehen.

In der Darstellung gemäß Fig. 3 ist eine 1-Zylinder-Hochdruckpumpe mit Pulsationscha­ rakteristik des Förderstroms, aufgetragen über der Phasenlage der Nockenwelle wiederge­ geben.

Gemäß der Auslegung einer Hochdruckpumpe 10 als 1-Zylinder-Hochdruckpumpe 36 ge­ mäß der Darstellung in Fig. 3 wird der Förderraum 25 der 1-Zylinder-Hochdruckpumpe 36 über einen Kolben 24 beaufschlagt. Die translatorische Förderbewegung des Kolbens 24 in bzw. aus dem Förderraum 25 der 1-Zylinder-Hochdruckpumpe 36 erfolgt durch eine Nockenwelle 30, an der das in der Verteilerschiene 14 (vgl. Darstellung in Fig. 1) er­ zeugte Druckniveau 2 × pro Nockenwellenumdrehung erzeugt wird. Während einer voll­ ständigen Umdrehung der Nockenwelle 30 um deren Rotationsachse um den Phasenwinkel von 360°, stellen sich zwei Förderphasen 32 und zwei Förderpausen 33 nacheinander ein. Die Förderphase 32 der 1-Zylinder-Hochdruckpumpe 36 gemäß der schematischen Dar­ stellung in Fig. 3 ist durch einen parabelförmigen Druckanstiegsverlauf 34 und einen spiegelbildlich zum Druckanstiegsverlauf 34 verlaufenden Druckabfall 35 gekennzeichnet. Nach vollständigem Druckabfall 35 tritt über 90° Phasenwinkel der Nockenwelle 30 eine Förderpause 33 ein, an welche sich bei 180° Phasenwinkel der Nockenwelle 30 eine zweite Förderphase 32 anschließt, ebenfalls gekennzeichnet durch einen parabelförmig verlaufen­ den Druckanstieg 34 und einen parabelförmig verlaufenden Druckabfall 35 über die För­ derphase. An die weitere Förderphase 32 schließt sich eine weitere Förderpause 33 an.

Der Darstellung gemäß Fig. 4.1 ist der Verlauf des Förderraumdruckes einer Hochdruck­ pumpe zu entnehmen, aufgetragen über die Zeitachse. Entsprechend des Verlaufes der Drehung der Nockenwelle über der Zeitachse 41 entsteht bei Auftreffen eines Nockens 29 der Nockenwelle 30 an einer Stirnseite des Kolbens 24 eine Einfahrbewegung des entspre­ chenden Kolbens 24 in den Förderraum 25 der 1-Zylinder-Hochdruckpumpe 36. Dadurch kommt es zu einem mit Bezugszeichen 42 gekennzeichneten Druckanstieg im Förderraum 25. Über einen bestimmten Zeitraum wird das erzielbare Höchstdruckniveau 43 entspre­ chend einer plateauförmigen Abflachung des Kurvenzuges gemäß Fig. 4.1 gehalten, be­ vor ein abrupter Druckabfall 44 auftritt. Der Druckabfall 44 rührt daher, daß sich der die Einfahrbewegung des Kolbens 24 in den Förderraum 25 bewirkende Nockenabschnitt 29 der Nockenwelle 30 außer Eingriff mit der auf der Nockenfläche der Nockenwelle 30 ab­ laufenden Stirnseite des Kolbens 24 wegbewegt hat. Nach einer entsprechend der Drehlage der Nocken 29 an der Nockenwelle 30 verstrichenen Zeitspanne folgt erneut ein Druckan­ stieg 42 - bewirkt durch die Einfahrbewegung des Kolbens 24 in den Förderraum 25 der 1- Zylinder-Hochdruckpumpe 36 - und eine sich daran anschließende Ausbildung eines Druckplateaus 43 und analog zur ersten Förderphase ein abrupter Druckabfall, der durch Bezugszeichen 44 gekennzeichnet ist.

Handelt es sich bei der Nockenwelle, über welche die Kolben 24 in Förderräume 25 von Hochdruckpumpen translatorisch ein- und ausgefahren werden können, um solche Nockenwellen 30, deren Drehlage verstellbar ist, so kann nach Vornahme einer Nockenwellen­ verstellung beispielsweise um 30°, dargestellt durch das Bezugszeichen 52 in Fig. 4.1, eine Verzögerung des Druckanstiegs 42' erreicht werden. Durch die Verzögerung des Druckanstiegs 42' verschiebt sich auch die Lage des plateauförmig ausgebildeten Höchst­ druckverlaufes 43' und der abrupt einsetzende Druckabfall 44' entsprechend der vorge­ nommenen Nockenwellenverstellung hier 30° auf der Zeitachse 41 weiter nach hinten. Gleiches gilt für die zweite Förderphase, die in dem Diagramm gemäß Fig. 4.1 lediglich in Bezug auf die um 30° verschobene Förderphase teilweise dargestellt ist.

Fig. 4.2 zeigt den Druckverlauf in der Verteilerschiene einer Verbrennungskraftmaschine im unverstellten bzw. um 30° Nockenwellenwinkel verstellten Zustand.

Mit Bezugszeichen 50 ist der Druckverlauf in der Verteilerschiene 14 (vgl. Darstellung in Fig. 1) bezeichnet, dessen Verlauf über die Zeitachse 41 aufgetragen ist. Analog zum Druckverlauf im Förderraum 25 einer 1-Zylinder-Hochdruckpumpe 36 (vgl. Darstellung in Fig. 3), tritt in der Verteilerschiene 14 ein steiler Druckanstieg 51 während der Einfahr­ bewegung des Kolbens 24 in den Förderraum 25 der 1-Zylinder-Hochdruckpumpe 36 auf. An die in der Verteilerschiene 14 auftretende Druckspitze schließt sich ein starker Druck­ abfall an, der jedoch auf einem etwa die Hälfte des Höchstdruckes entsprechenden Druck­ niveau verharrt, bevor der Druck auf das Ausgangsdruckniveau der 1-Zylinder- Hochdruckpumpe 36 abfällt. Die Maximalamplitude zwischen Ausgangsdruckniveau und Spitzendruckniveau in der Verteilerschiene 14 ist durch die Druckamplitude 53 bezeichnet. Ist die 1-Zylinder-Kraftstoffhochdruckpumpe 36, um einen Beispiel zu nennen, durch eine Nockenwelle 30 angetrieben, die eine Nockenwellenverstellmöglichkeit bietet, so läßt sich durch Verstellung der Nockenwelle in ihrer Drehlage um einen Verstellbereich 52 (30° Nockenwellenwinkel) eine Verzögerung des Druckanstieges 51 bei nicht verstellter Noc­ kenwelle 30 auf einen dazu entsprechend der Nockenwellenwinkelverstellung 52 später erfolgenden Druckanstieg 51' realisieren. Wird die Nockenwelle 30 um einen 30°-Winkel 52 verstellt, so ändert sich auch der Zeitpunkt des Druckanstieges 51 relativ gesehen zur Kurbelwellenstellung der Verbrennungskraftmaschine und damit zur Zahnlücke des an dieser vorzugsweise eingesetzten 60-2-Geberrades.

Wird eine Nockenwellenverstellung an der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt, so muß diese überwacht bzw. gemessen werden. Dazu sind verstellbare Nockenwellen in der Regel mit Schnellstartgeberrädern ausgestattet, die mehrere Segmente aufweisen, die mittels ei­ nes Induktiv- oder eines Hallsensors abgetastet werden. Zur Kontrolle bzw. Diagnose die­ ser Sensorsignale kann das Kraftstoffdrucksignal 42 bzw. das Drucksignal 15 in der Ver­ teilerschiene 14 der Brennkraftmaschine herangezogen werden, vorausgesetzt, daß die eingesetzte 1-Zylinder-Hochdruckpumpe 36 bzw. die 3-Zylinder-Hochdruckpumpe 21 von der verstellbaren Nockenwelle 30 direkt angetrieben ist. Damit lassen sich bereits an der Ver­ brennungskraftmaschine eingesetzte Phasensensoren zur Detektion der Drehlage der Ver­ brennungskraftmaschine wirkungsvoll redundant überwachen.

Der Darstellung gemäß Fig. 4.3 sind die Impulsverläufe des Steuermagnetventils und der Kolbenhubweg der 1-Zylinder-Hochdruckpumpe zu entnehmen.

Mit Bezugszeichen 60 ist der Hub- bzw. der Impulsverlauf über die Zeitachse 41 aufgetra­ gen. Die Impulse des Steuermagnetventils 8 sind mit Bezugszeichen 61 bezeichnet und dauern eine vorgebbare Impulsdauer 62 an. Während dieser Zeit ist gemäß der Darstellung in Fig. 1 die Hochdruckpumpe 10 des Hochdruckpumpenmoduls 9 über die Elektrokraft­ stoffpumpe 3 mit unter Druck stehendem Kraftstoff beaufschlagt, der entsprechend des Kolbenhubes 63 der Kolben 24, die translatorisch in den Förderraum 25 der 1-Zylinder- Hochdruckpumpe 36 einfahren, auf ein erhöhtes Druckniveau gebracht wird.

Unterhalb der Darstellung gemäß Fig. 4.3 sind in Fig. 4.4 die Einspritzimpulse der Kraftstoffventile einer 4-Zylinder-Brennkraftmaschine dargestellt. Die einzelnen Ein­ spritzimpulse 70 sind über die Zeitachse 41 aufgetragen. Der Einspritzimpuls 71 entspricht dem Impuls des Einspritzventils 17 am Zylinder 2, der Impuls 72 entspricht dem Impuls am Einspritzventil 18 am Zylinder 3, der Impuls 73 entspricht dem Einspritzimpuls am Einspritzventil 19, d. h. am Zylinder 4 und der Einspritzimpuls 74 ist der Impuls am Ein­ spritzventil 16 des Zylinders 1 einer exemplarisch herausgegriffenen 4-Zylinder­ gemischverdichtenden Brennkraftmaschine.

Der in Fig. 4.1 wiedergegebene pro Nockenwellenumdrehung 2 × auftretende Druckan­ stieg 42 bzw. der verschoben auftretende Druckanstieg 42' kann sowohl mittels einer Bandpaßfilterung oder auch die Auswertung des positiven Änderungsgradienten erkannt werden. Zur Absicherung gegen ein- oder mehrmalig auftretende Störereignisse (wie zum Beispiel sporadische Druckerhöhung in der Verteilerschiene 14) kann der Bandpaßfilterung bzw. der Auswertung des positiven Änderungsgradienten eine weitere Filterung nachge­ schaltet werden. Dies führt zwar dazu, daß erst nach mehreren Umdrehungen der Nocken­ welle 23 bzw. 30 deren Phasenlage sicher erkannt werden kann. Für Diagnosezwecke ist diese Zeitspanne bis zur tatsächlichen Erkennung der Phasenlage ausreichend.

Anstelle des durch einen positiven Änderungsgradienten charakterisierten Druckanstiegs 42, 42' bzw. 51, 51' gemäß der Darstellungen in Fig. 4.1 bzw. 4.2 kann auch der definiert zeitlich versetzt auftretende Druckabfall 44 bzw. 44' zur Auswertung des Kraftstoffdrucksignals herangezogen werden. Bei der Auswertung des Kraftstoffdrucksignals aufgrund des auftretenden Druckabfalls 44 bzw. 44' bei verstellter Nockenwelle 30 ist jedoch zu berück­ sichtigen, daß die einzelnen Einspritzimpulse 71, 72, 73 und 74 der Einspritzventile 16, 17, 18 und 19 auch zu jeweiligen Druckabfällen führen, die bei der Auswertung des Druckab­ falls 44 bzw. 44' oder des Druckabfalls in der Verteilerschiene 14 zu berücksichtigen sind.

Bezugszeichenliste

1

Tank

2

Ansaugöffnung

3

Elektrokraftstoffpumpe

4

Saugseite

5

Druckseite

6

Filter

7

Niederdruckregler

8

Magnetventil

8.1

Öffnungsstellung

8.2

Schließstellung

9

Hochdruckpumpenmodul

10

Hochdruckpumpe

11

Rückschlagventil

12

Bypass-Leitung

13

Überdruckventil

14

Verteilerschiene

15

Drucksensor

16

Einspritzventil

17

Einspritzventil

18

Einspritzventil

19

Einspritzventil

20

Förderrichtung

21

3-Zylinder-Hochdruckpumpe

22

Exzenternocken

23

Nockenwelle

24

Kolben

25

Förderraum

26

Förderstrom

27

Förderstromschwankung

28

Drehverlauf

29

Doppelnocken

30

Nockenwelle

31

Symmetrieachse

32

Förderphase

33

Förderpause

34

Druckanstiegsphase

35

Druckabfallphase

36

1-Zylinder-Hochdruckpumpe

40

Druckverlauf Förderraum

41

Zeitachse

42

Druckanstieg

42

' verschobener Druckanstieg

43

Plateau

43

' verschobenes Plateau

44

Druckabfall

44

' verschobener Druckabfall

50

Druckverlauf Verteilerschiene

51

Druckanstieg

51

' verschobener Druckanstieg

52

30°-Nockenwellenverstellung

53

Druckamplitude

60

Hub-/Impulsverlauf

61

Impulsmagnetventil

62

Impulsdauer

63

Kolbenhub

70

Einspritzimpulse

71

Impuls Zylinder

2

72

Impuls Zylinder

3

73

Impuls Zylinder

4

74

Impuls Zylinder

1

Claims (8)

1. Verfahren zur Erkennung der Phasenlage einer Verbrennungskraftmaschine, die eine Kurbelwelle sowie eine Nockenwelle (23, 30) umfaßt und die Nockenwelle (23, 30) eine Hochdruckpumpe (10) antreibt, die einen die Einspritzventile (16, 17, 18 und 19) ver­ sorgenden Verteiler (14) mit Kraftstoff beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Druckänderung (42, 42', 44, 44', 51, 51') in einem oder mehreren Förderräumen (25) einer Hochdruckpumpe (21, 36) die Drehlage der Nockenwelle (23, 30) be­ stimmt wird und bei Verstellung (52) der Drehlage der Nockenwelle (23, 30) eine Ver­ schiebung des Zeitpunktes der Druckänderung (42, 42', 44, 44', 51, 51') im Förder­ raum (25) relativ zur Stellung der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine detek­ tiert wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckänderung (42, 42', 44, 44', 51, 51') durch Bandpaßfilterung erkannt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckänderung (42, 42', 44, 44', 51, 51') durch eine Auswertung des positiven Änderungsgradienten er­ kannt wird.

4. Verfahren gemäß der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Erkennung der Druckänderung (42, 42', 44, 44', 51, 51') zur Ausschaltung von Störereignissen ei­ ne weitere Filterung nachgeschaltet ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erkennung einer Druckänderung (44, 44') mit negativem Änderungsgradienten Einspritzimpulse (71, 72, 73 und 74) von Einspritzventilen (16, 17, 18, 19) berücksichtigt werden.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nockenwellen (23, 30) ohne Nockenwellenverstellmöglichkeit als Hochdruckpumpen (10) 1-Zylinder- Förderpumpen (36) eingesetzt werden.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatz einer 1- Zylinder-Hochdruckkraftstoffpumpe (36) ein Druckanstieg (51, 51') im Verteiler (14) 2 × pro Umdrehung der Nockenwelle (23, 30) detektiert wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Phasengeber Induktiv- oder Hall-Sensoren eingesetzt werden, deren Phasensignale über die Auswertung des Kraftstoffdrucksignals (42, 42', 44, 44', 51, 51') überwacht werden.