DE102008036120B4 - Verfahren zur Steuerung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Steuerung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe eines Common-Rail-Einspritzsystems, die ein elektrisch ansteuerbares elektromechanisches, im stromlosen Zustand unabhängig von den Druckverhältnissen geschlossenes und durch die Kraft einer Feder im geschlossenen Zustand gehaltenes Einlassventil (2), ein Auslassventil (5) und einen Verdränger (6) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– das Einlassventil (2) nach dem Vorliegen eines Startbefehles in einer selbststeuernden Betriebsart betrieben wird,
– während der selbststeuernden Betriebsart eine Ermittlung der Phasenlage des Verdrängers (6) erfolgt und
– nach Ermittlung der Phasenlage des Verdrängers auf eine nicht selbststeuernde Betriebsart des Einlassventils (2) umgeschaltet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, wie sie beispielsweise im Zusammenhang mit Common-Rail-Einspritzsystemen verwendet werden kann.
  • Common-Rail-Einspritzsysteme sind bereits bekannt. Es handelt sich dabei um Einspritzsysteme für Verbrennungsmotoren, bei denen eine Hochdruckpumpe den Kraftstoff auf ein hohes Druckniveau bringt. Der unter Druck stehende Kraftstoff füllt ein Rohrleitungssystem, welches bei Motorbetrieb ständig unter Druck steht.
  • Ein derartiges Common-Rail-Einspritzsystem ist aus der DE 10 2006 023 470 A1 bekannt. Das dort beschriebene System weist eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff, einen an die Hochdruck-Kraftstoffpumpe angeschlossenen Hochdruckkraftstoffspeicher zum Speichern von Kraftstoff unter einem Einspritzdruck gegenüber der Umgebung des Common-Rail-Einspritzsystems, mindestens einen an den Hochdruckkraftstoffspeicher angeschlossenen Injektor zum Abgeben von Kraftstoff in mindestens einen Brennraum, eine Rückleitung zum Rückleiten von Kraftstoff vom Injektor zur Hochdruck-Kraftstoffpumpe unter einem Rückleitdruck gegenüber der Umgebung des Common-Rail-Einspritzsystems und ein Einstellmittel zum Einstellen des Rückleitdruckes auf.
  • Ein weiteres Common-Rail-Einspritzsystem ist aus der DE 10 2006 026 928 A1 bekannt. Das dort beschriebene System enthält einen Kraftstofftank, eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, eine Rail-Leitung, einen Druckspeicher, einen Injektor und eine digitale Steuerung. In der Zuführleitung zwischen dem Kraftstofftank und der Hochdruck-Kraftstoffpumpe ist ein Volumenstromregelventil angeordnet, welches von der digitalen Steuerung über eine Volumenstromregelventilansteuerleitung ange steuert wird. Die Hochdruck-Kraftstoffpumpe weist mindestens eine Verdrängereinheit auf. Sie liefert im Betrieb des Einspritzsystems einen in der Rail-Leitung an dem Injektor anliegenden Einspritzdruck.
  • Zum Stand der Technik gehören des weiteren mit elektrisch betätigten Einlassventilen ausgestattete phasenanschnittgesteuerte Pumpen, bei denen das Einlassventil im stromlosen Zustand geöffnet ist.
  • Ferner sind bereits mit elektrisch betätigten Einlassventilen ausgestatte phasenanschnittgesteuerte Pumpen bekannt, bei denen das Einlassventil im stromlosen Zustand geschlossen ist. Dabei wird das Einlassventil durch eine Feder geschlossen gehalten. Ohne elektrische Ansteuerung sind derartige Pumpen durch die Federauslegung und die Druckverhältnisse vor und hinter dem Einlassventil selbststeuernd. Als Hochdruckpumpe ist eine derartige Pumpe wenig geeignet, da die genannte Selbststeuerung im Falle eines Ansteuerungsausfalles, der beispielsweise durch das Abfallen eines Steckers verursacht werden kann, in unerwünschter Weise zu einer Vollförderung der Pumpe führt. Bei derartigen Pumpen ist es bereits bekannt, ein Überdruckventil zu verwenden, um zu verhindern, dass auf Grund der genannten Vollförderung der Pumpe das hydraulische System zum Bersten kommt.
  • Bei mit elektrisch betätigten Einlassventilen ausgestatteten phasenanschnittgesteuerten Pumpen, bei denen das Ventil stromlos geschlossen ist und die Federkraft größer ist als die Kraft aus der Druckdifferenz (Druck vor und hinter dem Ventil), kann die Pumpe nicht ohne eine elektrische Ansteuerung des Einlassventils pumpen. Dies hat zur Folge, dass nach einem Anlassen des Verbrennungsmotors, d. h. nach dem Vorliegen eines Startsignals, zunächst eine Erkennung der Phasenlage des Plungers der Pumpe erfolgen muss, um eine Synchronisation der elektrischen Ansteuerung des Einlassventils mit der Drehung der Kurbelwelle vornehmen zu können. Dies wiederum hat zur Folge, dass der Druckaufbau und damit auch der Motor start verzögert erfolgen. Solche Pumpenkonfigurationen sind zum Beispiel aus den Dokumenten DE 10 2004 056 665 A1 und EP 1 249 599 A2 bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Weg aufzuzeigen, wie die vorstehend beschriebenen Nachteile beseitigt werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Erfindungsgemäß wird bei einem Verfahren zur Steuerung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die ein elektrisch ansteuerbares elektromechanisches, im stromlosen Zustand geschlossenes und durch die Kraft einer Feder im geschlossenen Zustand gehaltenes Einlassventil, ein Auslassventil und einen Verdränger aufweist, das Einlassventil nach dem Vorliegen eines Startbefehles zunächst in einer selbststeuernden Betriebsart betrieben, während welcher eine Ermittlung der Phasenlage des Verdrängers erfolgt, und nach erfolgter Ermittlung der Phasenlage des Verdrängers auf eine nichtselbststeuernde Betriebsart des Einlassventils umgeschaltet.
  • In der selbststeuernden Betriebsart wird das Einlassventil in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem in einem Niederdruckkanal und dem in einer Druckaufbaukammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe herrschenden Druck gesteuert. Diese Druckdifferenz wird in vorteilhafter Weise durch eine Bewegung des Verdrängers oder durch den von einer Vorförderpumpe hervorgerufenen Druck erzeugt.
  • Um das Einlassventil nach dem Vorliegen eines Startbefehles in die selbststeuernde Betriebsart zu bringen, wird mittels einer auf einen Aktuator wirkenden Kraft das Einlassventil derart angesteuert, dass die das Einlassventil im geschlossenen Zustand haltende Federkraft kompensiert wird. Dies hat zur Folge, dass bereits vergleichsweise geringe Druckunterschiede ausreichen, um das Einlassventil vom geschlossenen in den geöffneten Zustand und umgekehrt zu bringen.
  • Während dieses Betriebes des Einlassventils in der selbststeuernden Betriebsart erfolgt eine Ermittlung der zum Zeitpunkt der Eingabe des Startbefehles noch unbekannten Phasenlage des Verdrängers. Dies geschieht vorzugsweise durch eine Auswertung des während der Verdrängerbewegung auftretenden Druckverlaufes in der Hochdruckkammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Dabei werden in vorteilhafter Weise Übergänge der Druckkennlinie von einem ansteigenden Verlauf zu einem flachen Verlauf und von einem flachen Verlauf zu einem ansteigenden Verlauf detektiert.
  • In vorteilhafter Weise wird mittels eines Drucksensors im Hochdruckbereich des Systems (z. B. Rail) überprüft, ob der dort auftretende Druck einen vorgegebenen Maximaldruck übersteigt. Ist dies der Fall, dann erfolgt ein Schließen des Eingangsventils.
  • In der nicht selbststeuernden Betriebsart wird das Einlassventil in Abhängigkeit von der Phasenlage des Verdrängers elektrisch gesteuert. Vorzugsweise ist dabei das Einlassventil geöffnet, wenn sich der Verdränger nach unten bewegt. Bewegt sich der Verdränger nach oben, dann ist das Einlassventil vorzugsweise geschlossen und das Auslassventil geöffnet.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Hochdruck-Kraftstoffpumpe Kraftstoff fördert, sobald sich die Kurbelwelle aufgrund einer Betätigung des Anlassers dreht. Eine bereits zu diesem Zeitpunkt erfolgende Erkennung des Pumpenkurbelwinkels, d. h. der Pumpenphase, ist nicht notwendig. Somit wird eine Vollförderung begünstigt und folglich ein schnellstmöglicher Druckaufbau ermöglicht. Dies gilt auch im Falle einer Nichterkennung der Pumpenphase, da in diesem Fall beim Überschreiten einer festlegbaren Druckschwelle die Ansteuerung des Einlassventils derart erfolgen kann, dass eine Kraftstoffförderung unterbunden wird. Ist die Pumpenphase erkannt, dann wird auf einen nicht selbststeuernden Betrieb umgeschaltet, in welchem das Einlassventil rein elektrisch angesteuert wird und in welchem das Einlassventil bei fehlender elektrischer Ansteuerung durch die Kraft einer Feder im geschlossenen Zustand gehalten wird, d. h. durch Druckdifferenzen zwischen dem Druck im Niederdruckkanal und dem Druck in der Druckaufbaukammer nicht geöffnet werden kann. Eine derartige Auslegung der Federkraft ist vorteilhaft, da im Falle eines auf einem Defekt beruhenden Ansteuerausfalls bei hoher Drehzahl ein Bersten des Systems verhindert wird bzw. da ein eventuelles zusätzliches Überdruckventil eingespart wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere auch dann von Vorteil, wenn die Hochdruck-Kraftstoffpumpe in einem Übersetzungsverhältnis ungleich 1:1 zur Kurbelwelle eingebaut ist. In diesem Fall käme es zu einer noch größeren Verzögerung beim Druckaufbau, da in diesem Falle zur Erkennung der Pumpenphasenlage das Raildruckverhalten gemessen und analysiert werden müsste, wobei es aber erst dann zu einem Druckaufbau käme, wenn das Einlassventil sinnvoll angesteuert werden kann, also bei geeigneter Pumpenphasenlage.
  • In Systemen, bei denen die Hochdruck-Kraftstoffpumpe zwar in einem Verhältnis von 1:1 zur Kurbelwelle, aber nicht gephast eingebaut ist, ist beim ersten Start am Produktionsbandende durch die selbstansaugende Wirkung in der selbststeuernden Betriebsart eine Detektion der Pumpenphase durch eine Analyse des Druckaufbaus im Common-Rail möglich. Hierbei wird ein Sattelpunkt der Druckaufbaukennlinie, d. h. ein Übergang zwischen einem ansteigenden Verlauf und einem flachen Verlauf der Druckkennlinie, dem oberen Totpunkt der Pumpenkolbenbewegung gleichgesetzt. Die ermittelte Phasenlage wird gespeichert und bei jedem weiteren Start als Adaptionswert aufgerufen.
  • In Systemen, bei denen die Hochdruck-Kraftstoffpumpe in einem Verhältnis ungleich 1:1 zur Kurbelwelle eingebaut ist, ist bei jedem Neustart eine Erkennung der Pumpenphasenlage notwendig. Sie kann in der anfänglichen selbststeuernden Betriebsart, vorgenommen werden.
  • Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt
  • 1 eine erste Skizze zur Erläuterung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 eine zweite Skizze zur Erläuterung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3 eine dritte Skizze zur Erläuterung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
  • 4 Diagramme zur Erläuterung der Detektion der Phasenlage des Plungers.
  • Die 1 zeigt eine erste Skizze zur Erläuterung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die dargestellte Vorrichtung weist eine Steuereinheit 9 auf. Diese stellt an ihrem Ausgang ein Steuersignal s zur Verfügung, welches zur Ansteuerung eines Schalters 8 vorgesehen ist. Als Eingangssignal, in dessen Abhängigkeit die Steuereinheit 9 das Steuersignal s ermittelt, empfängt die Steuereinheit 9 eine Information über den Pumpenkurbel Winkel ω der Pumpenkurbelwelle. Der Schalter 8 ist vorzugsweise in Form eines Feldeffekttransistors realisiert. Ein Anschluss des Schalters 8 ist mit Masse verbunden. Der masseferne Anschluss des Schalters 8 ist mit einer Aktorspule 7 verbunden. Der masseferne Anschluss des Schalters 8 ist des weiteren über eine Zenerdiode 10 mit Masse verbunden.
  • Des Weiteren weist die dargestellte Vorrichtung eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe 1 auf. Diese ist mit einem Einlassventil 2, einem Niederdruckkanal 3, einem Zylinder 4, einem Auslassventil 5 und einem Verdränger 6 versehen. Bei dem Verdränger 6 handelt es sich vorzugsweise um einen Plunger.
  • Bei dem Einlassventil 2 handelt es sich um ein elektromechanisches Ventil, zu welchem ein Verschlusselement 2a, eine Feder 2b und ein Aktuator 2c gehören. Der Aktuator 2c wirkt mit der Aktorspule 7 zusammen und wird bei einem Stromfluss durch die Aktorspule 7 in der 1 nach rechts gedrückt, so dass das Einlassventil 2 geöffnet ist. Fließt kein Strom durch die Aktorspule 7, dann befindet sich das Einlassventil 2 im geschlossenen Zustand. Die Kennlinie der Feder 2b und/oder deren Federvorspannung ist derart gewählt, dass das Einlassventil bei fehlendem Stromfluss durch die Aktorspule 7 im geschlossenen Zustand gehalten wird, und zwar unabhängig von den Druckverhältnissen im Niederdruckkanal 3 und der Druckaufbaukammer 4a der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 1. Der Eingang 3a des Niederdruckkanals 3 ist mit einem nicht gezeichneten Kraftstofftank verbunden, aus welchem der Hochdruck-Kraftstoffpumpe über eine Vorförderpumpe Kraftstoff zugeführt wird. Der Ausgang 3b des Niederdruckkanals 3 ist beispielsweise mit einem Druckbegrenzungsventil verbunden.
  • Der Zylinder 4 weist die Druckaufbaukammer 4a und eine Hochdruckkammer 4b auf. Zwischen der Druckaufbaukammer 4a und der Hochdruckkammer 4b ist das Auslassventil 5 angeordnet, so dass bei geöffnetem Auslassventil 5 Kraftstoff aus der Druckaufbaukammer 4a in die Hochdruckkammer 4b, und somit in das Common-Rail des Einspritzsystems, befördert wird. Innerhalb der Druckaufbaukammer 4a ist der Plunger 6 beweglich gelagert. Durch eine Bewegung des Plungers 6 nach unten wird der Druck in der Druckaufbaukammer 4a erniedrigt. Bei einer Bewegung des Plungers 6 nach oben, d. h. in Förderrichtung, wird der Druck in der Druckaufbaukammer 4a erhöht. Der Plunger 6 wirkt in bekannter Weise mit der Pumpenkurbelwelle zusammen. Die momentane Position des Plungers 6, d. h. dessen Phasenlage, wird durch den Pumpenkurbelwinkel ω beschrieben. Eine Information über den momentanen Pumpenkurbelwinkel ω wird der Steuereinheit 9 als Eingangssignal zugeführt.
  • Bei dem Auslassventil 5 handelt es sich um ein mechanisches Ventil, welches ein Verschlusselement 5a und eine Feder 5b aufweist. Dieses Ventil wird geöffnet, wenn der Druck in der Druckaufbaukammer 4a des Zylinders 4 größer wird als die Summe der durch die Feder 5b verursachten Schließkraft des Auslassventils 5 und der Kraft, die durch den in der Hochdruckkammer 4b herrschenden Druck verursacht wird, und wieder geschlossen, wenn der Druck in der Druckaufbaukammer 4a wieder kleiner wird als die genannte Summe.
  • In der 1 ist das Einlassventil 2 im geöffneten Zustand dargestellt, wobei dieser geöffnete Zustand von der Steuereinheit 9 durch Ausgabe des Steuersignals s in die Wege geleitet wurde. In diesem geöffneten Zustand wird – wie es durch den in der Druckaufbaukammer 4a gezeichneten Pfeil angedeutet ist – Kraftstoff aus dem Niederdruckkanal 3 in die Druckaufbaukammer 4a befördert. Der Plunger 6 bewegt sich dabei – wie es durch den Pfeil unterhalb des Plungers 6 angedeutet ist – nach unten, so dass der Druck in der Druckaufbaukammer 4a erniedrigt und Kraftstoff aus dem Niederdruckkanal 3 in die Druckaufbaukammer 4a gesaugt wird.
  • Hat der Plunger 6 seinen unteren Totpunkt erreicht, dann wird dies der Steuereinheit 9 signalisiert, die daraufhin die Ausgabe des Steuersignals s beendet. Dies hat zur Folge, dass der Schalter 8 in seinen geschlossenen Zustand gebracht wird, so dass auch der Stromfluss durch die Aktorspule 7 beendet wird. Dies wiederum bewirkt, dass der Aktuator 3, bei dem es sich beispielsweise um einen Solenoid handelt, nach links bewegt wird, so dass das Einlassventil 2 in seinen geschlossenen Zustand gebracht wird.
  • Durch die Beschaltung des massefernen Anschlusses des Schalters 8 mit der Zenerdiode 10 wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass der Aktuator 2c bei der Umschaltung vom Aktorspulenzustand „bestromt” in den Aktorspulenzustand „unbestromt” durch die Avalanchespannung der Zenerdiode 10 einem umgekehrten Spannungspotential ausgesetzt ist. Dies hat zur Folge, dass das Magnetfeld schneller zusammenbricht.
  • Die 2 zeigt eine zweite Skizze zur Erläuterung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
  • Die dargestellte Vorrichtung unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten Vorrichtung dadurch, dass sich das Einlassventil 2 im geschlossenen Zustand und das Auslassventil 5 im geöffneten Zustand befindet. Des Weiteren befindet sich der Plunger 6 in seiner Aufwärtsbewegung, d. h. in Förderrichtung. Dies ist in der 2 durch den Pfeil unterhalb des Plungers 6 veranschaulicht. Durch den sich nach oben bewegenden Plunger 6 wird der Druck in der Druckaufbaukammer 4a erhöht. Wird dieser Druck größer als die Summe der durch die Feder 5b verursachten Schließkraft und der Kraft, die durch den in der Hochdruckkammer 4b herrschenden Druck verursacht wird, dann wird das Auslassventil 5 geöffnet und es wird Kraftstoff aus der Druckaufbaukammer 4a in die Hochdruckkammer 4b des Zylinders 4 und somit in das Common-Rail des Einspritzsystems gedrückt, wie es durch den Pfeil in der Druckaufbaukammer 4a veranschaulicht ist.
  • Die anhand der 1 und 2 beschriebene Vorrichtung hat den Vorteil, dass das Einlassventil nicht im Sinne einer Selbststeuerung durch die Druckverhältnisse im Niederdruckkanal 3 und der Druckaufbaukammer 4a geöffnet und geschlossen wird, sondern ausschließlich durch eine elektrische Ansteuerung, die von der Steuereinheit 9 ausgeht. Die Steuereinheit 9 öffnet und schließt das Einlassventil 2 in Abhängigkeit von der momentanen Position des Plungers 6, d. h. in Abhängigkeit vom Pumpenkurbelwinkel ω. Sie kann in den Grenzen der maximal möglichen Fördermenge und des genannten Pumpenkurbelwinkels ω die geförderte Kraftstoffmenge in Abhängigkeit von jeweils vorliegenden Erfordernissen regeln. Insbesondere kann sie den Förderbeginn und das Förderende durch eine geeignete Ansteuerung des Schalters 8 in Abhängigkeit von jeweils vorliegenden Erfordernissen verändern und dadurch die Kraftstofffördermenge und den Druck im System regeln.
  • Im Allgemeinen wird das Ende des Ansaugens von Kraftstoff aus dem Niederdruckkanal 3 in die Druckaufbaukammer 4 durch das Schließen des Einlassventils 2 herbeigeführt. Wird dann der in der Druckaufbaukammer herrschende Druck so weit erhöht, dass er größer ist als die Summe der durch die Feder 5b verursachten Schließkraft und der Kraft, die durch den in der Hochdruckkammer 4b herrschenden Druck verursacht wird, dann wird das Auslassventil 5 geöffnet, um Kraftstoff aus der Druckaufbaukammer 4a in die Hochdruckkammer 4b zu drücken.
  • Um die elektrische Ansteuerung des Einlassventils vornehmen zu können, bedarf es nach dem Vorliegen eines Startbefehles zunächst einer Detektion der Phasenlage des Plungers 6, d. h. einer Erfassung des Pumpenkurbelwinkels ω, um die oben beschriebene elektrische Ansteuerung in einer geeigneten Phasenlage des Plungers vornehmen zu können.
  • Um die durch diese Erfassung des Pumpenkurbelwinkels ω bedingte Zeitverzögerung des Druckaufbaus und damit des Motorstarts zu verhindern, wird bei der vorliegenden Erfindung das Einlassventil 2 nach dem Vorliegen eines Startbefehles zunächst solange in einer selbststeuernden Betriebsart betrieben, bis der Pumpenkurbelwinkel ω, d. h. die Phasenlage des Plungers 6, ermittelt ist. Erst dann erfolgt eine Umschaltung auf eine nicht selbststeuernde Betriebsart des Einlassventils, bei welcher das Einlassventil 2, so wie es oben beschreiben wurde, ausschließlich elektrisch und in Abhängigkeit vom Pumpenkurbelwinkel ω angesteuert wird.
  • Um nach einem Vorliegen eines Startbefehles die selbststeuernde Betriebsart durchführen zu können, wird das Einlassventil 2 derart elektrisch angesteuert, dass die Kraft, mittels welcher der Aktuator 2c des Einlassventils 2 gegen die das Einlassventil 2 geschlossen haltende Kraft der Feder 2b arbeitet, die Kraft der Feder 2b ausgleicht. Dies ist in der 3 veranschaulicht, in welcher die Kraft des Aktuators 2c mit F1 und die Kraft der Feder 2b mit F2 bezeichnet ist.
  • Die vorstehend beschriebene elektrische Ansteuerung hat zur Folge, dass nach dem Vorliegen eines Startbefehles das Öffnen und Schließen des Einlassventils 2 in Abhängigkeit von der zwischen dem Druck im Niederdruckkanal 3 und dem Druck in der Druckaufbaukammer 4a herrschenden Druckdifferenz Δp erfolgt. Ist der Druck im Niederdruckkanal 3 größer als der Druck in der Druckaufbaukammer 4a, dann wird das Einlassventil 2 durch diese Druckdifferenz geöffnet. Diese vorstehend genannte Druckdifferenz Δp kann dadurch herbeigeführt werden, dass der Kraftstoff aus dem nicht gezeichneten Kraftstofftank mit einem von einer ebenfalls nicht gezeichneten Vorförderpumpe verursachten höheren Druck in den Niederdruckkanal gedrückt wird. Die genannte Druckdifferenz Δp kann auch dadurch herbeigeführt werden, dass sich der Plunger 6 in der Druckaufbaukammer 4a nach unten bewegt, wie es durch den in der 1 unterhalb des Plungers 6 gezeichneten Pfeil veranschaulicht ist.
  • Ist der Druck in der Druckaufbaukammer 4a größer als der Druck im Niederdruckkanal 3, dann wird das Einlassventil 2 geschlossen.
  • Nach alledem erfolgt nach dem Vorliegen eines Startbefehles zunächst ein Betreiben des Einlassventils 2 in einer selbststeuernden Betriebsart. Während dieser selbststeuernden Betriebsart erfolgt eine Ermittlung der Phasenlage des Plungers 6. Ist diese Ermittlung der Phasenlage des Plungers 6 abgeschlossen, dann erfolgt eine Umschaltung in eine nicht selbststeuernde Betriebsart des Einlassventils 2, in welcher das Einlassventil 2 ausschließlich elektrisch und in Abhängigkeit von der Phasenlage des Plungers 6 angesteuert wird.
  • Die 4 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Detektion der Phasenlage des Plungers 6, wie sie nach Eingabe eines Startbefehls zunächst durchgeführt wird. Im oberen Diagramm ist längs der Ordinate der sich in der Hochdruckkammer 4b und somit im Common-Rail aufbauende Druck P und längs der Abszis se die Zeit t und im unteren Diagramm die Bewegung des Plungers 6 in Abhängigkeit vom Pumpenkurbelwinkel ω veranschaulicht. Aus dem oberen Diagramm ist ersichtlich, dass die mittels eines nicht gezeichneten Drucksensors im Common-Rail gemessene Druckkennlinie zunächst einen linear ansteigenden Bereich B1 hat, dann einen Übergang Ü1 vom linear ansteigenden Bereich B1 in einen flachen Bereich B2 und dann wieder einen Übergang Ü2 vom flachen Bereich B2 in einen wiederum linear ansteigenden Bereich B3 aufweist. Im Bereich des Übergangs Ü1 befindet sich der obere Totpunkt der Plungerbewegung. Im Bereich des Übergangs Ü2 befindet sich der untere Totpunkt der Plungerbewegung. Durch diese Messung der Druckkennlinie und die Erkennung der Übergänge Ü1 und Ü2 kann die Phasenlage des Plungers 6 und damit der Pumpenkurbelwinkel ω detektiert werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Steuerung einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe eines Common-Rail-Einspritzsystems, die ein elektrisch ansteuerbares elektromechanisches, im stromlosen Zustand unabhängig von den Druckverhältnissen geschlossenes und durch die Kraft einer Feder im geschlossenen Zustand gehaltenes Einlassventil (2), ein Auslassventil (5) und einen Verdränger (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Einlassventil (2) nach dem Vorliegen eines Startbefehles in einer selbststeuernden Betriebsart betrieben wird, – während der selbststeuernden Betriebsart eine Ermittlung der Phasenlage des Verdrängers (6) erfolgt und – nach Ermittlung der Phasenlage des Verdrängers auf eine nicht selbststeuernde Betriebsart des Einlassventils (2) umgeschaltet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (2) in der selbststeuernden Betriebsart in Abhängigkeit von der Druckdifferenz (Δp) zwischen dem in einem Niederdruckkanal (3) und dem in einer Druckaufbaukammer (4a) der Hochdruck-Kraftstoffpumpe (1) herrschenden Druck gesteuert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz (Δp) durch eine Bewegung des Verdrängers (6) und gegebenenfalls durch den von einer Vorförderpumpe hervorgerufenen Druck erzeugt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (2) in der selbststeuernden Betriebsart mittels einer auf einen Aktuator (2c) wirkenden Kraft derart angesteuert wird, dass die das Einlassventil (2) im geschlossenen Zustand haltende Federkraft kompensiert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (2) in der selbststeuernden Betriebsart unabhängig von der Phasenlage des Verdrängers gesteuert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Phasenlage durch eine Auswertung des während der Bewegung des Verdrängers auftretenden Druckverlaufes P im Common-Rail des Einspritzsystems erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Auswertung des Druckverlaufes ein Übergang (Ü1) der Druckkennlinie von einem ansteigendem Verlauf (B1) zu einem flachen Verlauf (B2) detektiert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Auswertung des Druckverlaufes ein Übergang (Ü2) der Druckkennlinie von einem flachen Verlauf (B2) zu einem ansteigendem Verlauf (B3) detektiert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (2) in der selbststeuernden Betriebsart geschlossen wird, wenn ein Drucksensor im Common-Rail des Einspritzsystems einen, einen vorgegebenen Maximaldruck übersteigenden, Druckwert erfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (2) in der nicht selbststeuernden Betriebsart in Abhängigkeit von der Phasenlage des Verdrängers gesteuert wird.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8965667B2 (en) * 2012-06-27 2015-02-24 GM Global Technology Operations LLC Engine startup method
DE102012218370B4 (de) * 2012-10-09 2015-04-02 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Ventils
DE102015218258B4 (de) * 2015-09-23 2017-08-24 Continental Automotive Gmbh Verfahren zur Raildruckregelung eines Einspritzsystems
FR3043141B1 (fr) 2015-10-29 2017-11-03 Continental Automotive France Procede de verification de la fonctionnalite d'un systeme d'alimentation en carburant haute pression d'un moteur a combustion interne
DE102016204410A1 (de) * 2016-03-17 2017-09-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ermitteln eines Sollwertes für eine Stellgröße zur Ansteuerung einer Niederdruckpumpe

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249599A2 (de) * 2001-04-12 2002-10-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hochdruckkraftstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschine
DE102004056665A1 (de) * 2004-11-24 2006-06-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschien, sowie Brennkraftmaschine
DE102006023470A1 (de) * 2006-05-18 2007-11-22 Siemens Ag Common-Rail-Einspritzsystem
DE102006026928A1 (de) * 2006-06-09 2007-12-13 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Softwareprodukt

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4321127A1 (de) 1993-06-25 1995-01-05 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Ansteuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers
EP0816672B1 (de) * 1996-07-05 2003-04-09 Nippon Soken, Inc. Hochdruckpumpe
DE19644915A1 (de) * 1996-10-29 1998-04-30 Bosch Gmbh Robert Hochdruckpumpe
US6694950B2 (en) * 1999-02-17 2004-02-24 Stanadyne Corporation Hybrid control method for fuel pump using intermittent recirculation at low and high engine speeds
JP2001041128A (ja) * 1999-07-28 2001-02-13 Toyota Motor Corp 高圧燃料ポンプ
JP2002115623A (ja) * 2000-10-05 2002-04-19 Mitsubishi Electric Corp 可変吐出量燃料供給装置
JP4627603B2 (ja) * 2001-03-15 2011-02-09 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料供給装置
EP1425506A4 (de) * 2001-09-10 2005-08-10 Stanadyne Corp Hybride bedarfsabhängige steuerung für hydraulikpumpe
DE10155247B4 (de) * 2001-11-09 2006-08-24 Siemens Ag Einspritzanlage mit Notlauffunktion
DE10162989C1 (de) 2001-12-20 2003-10-09 Siemens Ag Schaltungsanordnung zum Regeln einer regelbaren Kraftstoffpumpe, Verfahren zum Regeln einer Förderleistung und Verfahren zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit einer regelbaren Kraftstoffpumpe
JP3855861B2 (ja) * 2002-06-28 2006-12-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の高圧燃料供給装置
ITBO20020498A1 (it) * 2002-07-30 2004-01-30 Magneti Marelli Powertrain Spa Impianto di iniezione di carburante di tipo common rail con pompa a portata variabile
JP4110065B2 (ja) * 2003-09-01 2008-07-02 三菱電機株式会社 内燃機関の燃料供給制御装置
JP4164021B2 (ja) * 2003-12-12 2008-10-08 株式会社日立製作所 エンジンの高圧燃料ポンプ制御装置
DE10360332A1 (de) * 2003-12-20 2005-07-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines Förderintervalls einer Hochdruckpumpe
JP4106663B2 (ja) * 2004-03-26 2008-06-25 株式会社デンソー 内燃機関の燃料供給装置
ITBO20040322A1 (it) * 2004-05-20 2004-08-20 Magneti Marelli Powertrain Spa Metodo ed impianto per l'iniezione diretta di carburante in un motore a combustione interna
JP4199705B2 (ja) * 2004-07-12 2008-12-17 ヤンマー株式会社 蓄圧式燃料噴射装置を備えた内燃機関
DE102004045738B4 (de) * 2004-09-21 2013-05-29 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer Brennkraftmaschine
DE102004062613B4 (de) 2004-12-24 2014-02-20 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoffversorgung von Verbrennungsmotoren
DE102005043684A1 (de) 2005-09-14 2007-03-15 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffdruckregelung bei Schubabschaltung
JP2008215321A (ja) * 2007-03-08 2008-09-18 Hitachi Ltd 内燃機関の高圧燃料ポンプ制御装置
ATE460582T1 (de) * 2007-09-26 2010-03-15 Magneti Marelli Spa Verfahren zur steuerung eines common-rail- direkteinspritzungsystems mit einer hochdruckkraftstoffpumpe

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1249599A2 (de) * 2001-04-12 2002-10-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hochdruckkraftstoffversorgungssystem für Brennkraftmaschine
DE102004056665A1 (de) * 2004-11-24 2006-06-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren, Computerprogramm und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschien, sowie Brennkraftmaschine
DE102006023470A1 (de) * 2006-05-18 2007-11-22 Siemens Ag Common-Rail-Einspritzsystem
DE102006026928A1 (de) * 2006-06-09 2007-12-13 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines Einspritzsystems einer Brennkraftmaschine, Brennkraftmaschine und Softwareprodukt

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