DE102017200182A1 - Method for determining a mounting position angle of a high-pressure pump - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Anbaulagewinkels einer Hochdruckpumpe mit einem elektrischen Saugventil in Bezug zu einer rotierenden Welle einer Brennkraftmaschine, bei der die Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich über einen Förderraum der Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher verwendet wird, wobei das elektrische Saugventil bei verschiedene Werten eines Ansteuerwinkels (φ), bezogen auf die rotierende Welle, angesteuert wird, und wobei für jeden Wert jeweils überprüft wird, ob eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher auftritt, wobei in einer ersten Stufe durch Ansteuerung bei verschiedenen Werten iterativ ein Bereich (Δφ), der höchstens eine vorgebbare erste Winkeldifferenz (Δφ) umfasst und zwischen zwei Werten liegt, von denen bei genau einem eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher auftritt, ermittelt wird, wobei in einer zweiten Stufe durch Ansteuerung mit schrittweiser Veränderung der Werte, von denen wenigstens einer in dem ermittelten Bereich (Δφ) liegt, um jeweils eine vorgebbare zweite Winkeldifferenz, die geringer als die Länge des ermittelten Bereichs (Δφ) ist, ein Wert ermittelt wird, bei dem eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher während der zweiten Stufe erstmals auftritt oder erstmals nicht auftritt, und wobei basierend auf dem ermittelten Wert der Anbaulagewinkel ermittelt wird.The invention relates to a method for determining a mounting position angle of a high-pressure pump with an electric suction valve with respect to a rotating shaft of an internal combustion engine, wherein the high-pressure pump for conveying fuel from a low-pressure region via a pumping chamber of the high pressure pump is used in a high-pressure accumulator, wherein the electric suction valve is controlled at different values of a drive angle (φ) with respect to the rotating shaft, and wherein it is checked for each value whether a delivery of fuel into the high-pressure accumulator occurs, wherein in a first stage by driving at different values iteratively an area (Δφ), which comprises at most a predefinable first angular difference (Δφ) and is between two values, of which at exactly one occurs delivery of fuel in the high-pressure accumulator is determined, wherein in a second stage by driving with gradual changes tion of the values, at least one of which is in the determined range (Δφ) to each a predeterminable second angular difference, which is less than the length of the determined range (Δφ), a value is determined, in which a promotion of fuel in the High-pressure accumulator occurs during the second stage for the first time or does not occur for the first time, and based on the determined value of the mounting position angle is determined.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Anbaulagewinkels einer Hochdruckpumpe sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.The present invention relates to a method for determining a mounting position angle of a high pressure pump and a computing unit and a computer program for its implementation.
Stand der TechnikState of the art
Saugventile mit einem frei beweglichen Ventilkolben können in Kombination mit Kolbenpumpen als Hochdruckpumpen eingesetzt werden, um Kraftstoff bis zu einem gewünschten Druckwert, dem sog. Raildruck, zu verdichten und in einen Hochdruckspeicher (Common-Rail) weiterzuleiten. Das Saugventil öffnet im Saughub des Kolbens und lässt Kraftstoff nachfließen und kann im Kompressionshub des Kolbens so angesteuert werden, dass es schließt, um den Kraftstoff nicht in den Niederdruck abfließen zu lassen.Suction valves with a freely movable valve piston can be used in combination with piston pumps as high-pressure pumps to compress fuel to a desired pressure value, the so-called rail pressure, and forward it to a high-pressure accumulator (common rail). The suction valve opens in the suction stroke of the piston and allows fuel to flow and can be controlled in the compression stroke of the piston so that it closes in order not to drain the fuel into the low pressure.
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Ermitteln eines Anbaulagewinkels einer Hochdruckpumpe sowie eine Recheneinheit und ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a method for determining a mounting position angle of a high-pressure pump and a computing unit and a computer program for carrying it out with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Ermitteln eines Anbaulagewinkels einer Hochdruckpumpe mit einem elektrischen Saugventil in Bezug zu einer rotierenden Welle einer Brennkraftmaschine, bei der die Hochdruckpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Niederdruckbereich über einen Förderraum der Hochdruckpumpe in einen Hochdruckspeicher verwendet wird. Bei der rotierenden Welle kann es sich insbesondere um eine Nockenwelle handeln, mittels welcher die Hochdruckpumpe in der Regel angetrieben wird. Denkbar ist jedoch auch die Kurbelwelle.An inventive method is used to determine a mounting position angle of a high-pressure pump with an electric suction valve with respect to a rotating shaft of an internal combustion engine, in which the high-pressure pump for conveying fuel from a low-pressure region via a pumping chamber of the high-pressure pump is used in a high-pressure accumulator. The rotating shaft may in particular be a camshaft, by means of which the high-pressure pump is usually driven. However, the crankshaft is also conceivable.
Dabei ist bei dem Saugventil in der Regel eine Wegbegrenzung für einen Ventilkolben, der den Niederdruckbereich von dem Förderraum der Hochdruckpumpe trennt, mittels eines Elektromagneten zwischen einer ersten Stellung, bei der der Ventilkolben nicht schließbar ist, und einer zweiten Stellung, bei der der Ventilkolben schließbar ist, verstellbar.In this case, in the suction valve usually a travel limit for a valve piston which separates the low pressure region from the delivery chamber of the high pressure pump, by means of an electromagnet between a first position, wherein the valve piston is not closable, and a second position, wherein the valve piston closable is, adjustable.
Bei einem solchen Saugventil besteht in der Regel keine mechanische Verbindung zwischen der Wegbegrenzung, bei der es sich beispielsweise um einen Magnetanker handeln kann, und dem Ventilkolben. Eine mechanische Feder kann eine mechanische Federkraft auf den Magnetanker ausüben und hält diesen in einer Grundposition. Durch Ansteuerung des elektrischen Saugventils und damit durch Bestromen des Elektromagneten wird eine Position des Magnetankers relativ zu dem Elektromagneten verändert, insbesondere entgegen der Federkraftwirkung der mechanischen Feder, so dass die Wegbegrenzung von der ersten Stellung zur zweiten Stellung wechselt. Dies bedeutet, dass das Saugventil im stromlosen Zustand in der Regel geöffnet ist und nur im bestromten Zustand ein vollständiges Schließen möglich ist, sofern ein Druck auf den Ventilkolben ausgeübt wird. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass zwar bei einer Ansaugphase der Hochdruckpumpe Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich in das Fördervolumen der Hochdruckpumpe gesaugt wird, jedoch Kraftstoff dann während einer Kompressionsphase vom Förderraum in den Hochdruckspeicher gefördert wird, wenn das Saugventil vollständig geschlossen ist. Andernfalls wird während einer Kompressionsphase Kraftstoff zurück in den Niederdruckbereich gefördert.In such a suction valve is usually no mechanical connection between the travel limit, which may be, for example, a magnetic armature, and the valve piston. A mechanical spring can exert a mechanical spring force on the armature and keeps it in a basic position. By controlling the electric suction valve and thus by energizing the electromagnet, a position of the magnet armature is changed relative to the electromagnet, in particular against the spring force effect of the mechanical spring, so that the path limit changes from the first position to the second position. This means that the suction valve is usually open when de-energized and only in the energized state, a complete closing is possible, provided that a pressure is exerted on the valve piston. In this way it can be achieved that, although in a suction phase of the high-pressure pump fuel from the low pressure area is sucked into the delivery volume of the high-pressure pump, but then fuel is conveyed during a compression phase from the pumping chamber into the high-pressure accumulator when the suction valve is fully closed. Otherwise, during a compression phase, fuel is pumped back into the low pressure range.
Nachteilig bei einer solchen Hochdruckpumpe kann nun jedoch sein, dass der Anbaulagewinkel nicht bei jeder Brennkraftmaschine gleich sein muss. Unter einem Anbaulagewinkel kann hierbei ein solcher Winkel der rotierenden Welle (also insbesondere Nockenwellenwinkel oder Kurbelwellenwinkel) verstanden werden, bei dem die maximale Förderung also Vollförderung der Hochdruckpumpe auftritt, wenn das elektrische Saugventil bei diesem Winkel angesteuert wird. Es kann jedoch auch ein solcher Winkel darunter verstanden werden, bei dem gerade keine Förderung mehr auftritt oder ein anderweitig versetzter Winkel. Relevant ist an dieser Stelle lediglich der Versatz zwischen Welle bzw. Kolbenposition in der Hochdruckpumpe und der rotierenden Welle, von welcher der Winkel erfasst werden kann.However, a disadvantage of such a high-pressure pump can be that the mounting position angle does not have to be the same for every internal combustion engine. In this case, an attachment angle can be understood as meaning an angle of the rotating shaft (ie in particular the camshaft angle or crankshaft angle) in which the maximum delivery, ie full delivery of the high-pressure pump, occurs when the electric intake valve is actuated at this angle. However, it can also be understood as an angle at which just no promotion occurs or another offset angle. Only the offset between the shaft or piston position in the high-pressure pump and the rotating shaft, from which the angle can be detected, is relevant at this point.
Dies kann beispielsweise an Bauteiltoleranzen oder an der Fertigung oder am Einbau liegen. Um jedoch einen Druck im Hochdruckspeicher gezielt einstellen oder regeln zu können, sollte mit dem erwähnten elektrischen Saugventil die Förderung von Kraftstoff während einer Kompressionsphase gezielt eingestellt werden können, indem beispielsweise bei einem bestimmten Winkel der rotierenden Welle das Saugventil geschlossen wird. Hierzu ist jedoch die Kenntnis über den genauen Anbaulagewinkel nötig, da andernfalls weniger oder mehr Kraftstoff als gewollt gefördert bzw. verdichtet wird.This may, for example, be due to component tolerances or to production or installation. However, in order to be able to set or regulate a pressure in the high-pressure accumulator specifically, the delivery of fuel during a compression phase should be able to be specifically adjusted with the aforementioned electric intake valve, for example by closing the intake valve at a certain angle of the rotating shaft. For this purpose, however, the knowledge of the exact mounting angle is necessary because otherwise less or more fuel than desired is promoted or compressed.
Das vorgeschlagene Verfahren nutzt nun einen zweistufen Vorgang, um den Anbaulagewinkel möglichst genau zu bestimmen. Dabei wird das Saugventil in jeder von zwei Stufen bei verschiedene Werten eines Ansteuerwinkels, bezogen auf die rotierende Welle, angesteuert, wobei für jeden Wert jeweils überprüft wird, ob eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher auftritt.The proposed method now uses a two-step process to perform the To determine attachment angle as accurately as possible. In this case, the suction valve in each of two stages at different values of a drive angle, based on the rotating shaft, driven, wherein it is checked for each value in each case whether a delivery of fuel in the high-pressure accumulator occurs.
In einer ersten Stufe wird durch Ansteuerung bei verschiedenen Werten iterativ ein Bereich, der höchstens eine vorgebbare erste Winkeldifferenz umfasst und zwischen zwei Werten liegt, von denen bei genau einem eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher auftritt, ermittelt. Mit anderen Worten wird in einem iterativen Vorgang der gesamte Winkelbereich, also 360°, auf einen kleinen Bereich eingeschränkt, in dem ein Wert liegt, bei dem ein Wechsel zwischen Förderung und keiner Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher auftritt.In a first stage, by triggering at various values iteratively determines an area which comprises at most a predefinable first angular difference and lies between two values, of which at exactly one delivery of fuel into the high-pressure accumulator occurs. In other words, in an iterative process, the entire angular range, ie 360 °, is restricted to a small range in which there is a value at which a change occurs between production and no delivery of fuel into the high-pressure accumulator.
In einer zweiten Stufe wird dann durch Ansteuerung mit schrittweiser Veränderung, insbesondere Erhöhung oder Reduzierung, der Werte, von denen wenigstens einer in dem ermittelten Bereich liegt, um jeweils eine vorgebbare zweite Winkeldifferenz, die geringer als die Länge des ermittelten Bereichs ist, ein Wert ermittelt, bei dem eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher während der zweiten Stufe erstmals auftritt oder erstmals nicht auftritt. Basierend auf dem ermittelten Wert kann dann der Anbaulagewinkel ermittelt werden.In a second stage, a value is then determined by triggering with incremental change, in particular increasing or reducing, the values, of which at least one lies in the determined range, in each case by a predefinable second angular difference, which is shorter than the length of the determined range in which a delivery of fuel into the high-pressure accumulator during the second stage first occurs or does not occur for the first time. Based on the determined value, the mounting position angle can then be determined.
Das vorgeschlagene Verfahren nutzt also in der ersten Stufe eine grobe Einschränkung des gesamten Winkelbereichs, beginnend beispielsweise bei einem beliebigen Wert, auf einen kleinen Bereich, in dem ein Wert liegt, bei dem der Wechsel zwischen Förderung und keiner Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher auftritt. Hier kann eine einfach und schnell durchzuführende Iteration verwendet werden. Zweckmäßig ist es dabei, wenn eine Winkeldifferenz zwischen einem aktuellen und einem als nächstes einzustellenden Wert geringer ist als zwischen dem aktuellen und einem zuletzt vor dem aktuellen Wert eingestellten Wert. Bevorzugt ist hierbei, wenn die Winkeldifferenz zwischen dem aktuellen und dem als nächstes einzustellenden Wert zwischen 25 und 75%, insbesondere zwischen 40 und 60%, weiter insbesondere 50%, der Winkeldifferenz zwischen dem aktuellen und dem zuletzt vor dem aktuellen Wert eingestellten Wert beträgt. Damit ist eine schnelle Auffindung des gesuchten Bereichs möglich.Thus, in the first stage, the proposed method uses a rough restriction of the entire angular range, starting, for example, at an arbitrary value, to a small range in which there is a value at which the change between delivery and no delivery of fuel into the high-pressure accumulator occurs. Here an easy and fast iteration can be used. It is expedient here if an angular difference between a current value and a value to be set next is smaller than between the current value and a value last set before the current value. In this case, it is preferable if the angular difference between the current value and the value to be adjusted next is between 25 and 75%, in particular between 40 and 60%, more particularly 50%, of the angular difference between the current value and the value set last before the current value. This makes it possible to find the desired area quickly.
Als erste Winkeldifferenz kann vorzugsweise eine Winkeldifferenz zwischen 25 und 75%, insbesondere zwischen 40 und 60%, weiter insbesondere 50%, eines Quotienten aus 360° und einer Anzahl von vollen Förderphasen der Hochdruckpumpe pro Umdrehung einer einen Kolben der Hochdruckpumpe betätigenden Welle, gewählt werden. Bei einer üblichen Hochdruckpumpe mit zwei vollen Förderphasen pro Umdrehung kann also beispielsweise mit einer Winkeldifferenz von 90° gestartet werden. Die erste Stufe kann dann beendet werden, sobald eine zuletzt eingestellte Winkeldifferenz die vorgebbare erste Winkeldifferenz erreicht oder unterschreitet. Diese erste Winkeldifferenz kann dabei je nach gewünschter Schnelligkeit des Verfahrens vorgegeben werden. Sie kann dabei aber auch von der in der zweiten Stufe verwendeten zweiten Winkeldifferenz abhängig gemacht werden.The first angular difference may preferably be an angle difference between 25 and 75%, in particular between 40 and 60%, more particularly 50%, of a quotient of 360 ° and a number of full delivery phases of the high-pressure pump per revolution of a piston of the high-pressure pump actuated shaft , In a conventional high pressure pump with two full delivery phases per revolution so can be started, for example, with an angular difference of 90 °. The first stage can then be terminated as soon as a last set angular difference reaches or falls below the predefinable first angular difference. This first angular difference can be specified depending on the desired speed of the process. However, it can also be made dependent on the second angular difference used in the second stage.
Um in der ersten Stufe möglichst schnell den gesuchten Bereich zu finden, kann bevorzugt bei einer als nächstes einzustellenden Winkeldifferenz gegenüber der vorhergehende Winkeldifferenz ein Vorzeichen beibehalten werden, wenn bei einem aktuellen und einem zuletzt vor dem aktuellen Wert eingestellten Wert jeweils eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher aufgetreten ist oder jeweils nicht aufgetreten ist. Entsprechen kann das Vorzeichen gewechselt werden, wenn bei einem aktuellen Wert eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher aufgetreten ist und bei einem zuletzt vor dem aktuellen Wert eingestellten Wert keine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher aufgetreten ist oder umgekehrt, also wenn bei einem aktuellen Wert keine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher aufgetreten ist und bei einem zuletzt vor dem aktuellen Wert eingestellten Wert eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher aufgetreten ist. Auf diese Weise kann die Iteration möglichst schnell in Richtung des Wechsels zwischen Förderung und keiner Förderung von Kraftstoff in die Hochdruckpumpe gebracht werden.In order to find the sought-after area as quickly as possible in the first stage, a sign can preferably be maintained with an angle difference to be set next to the previous angle difference, if in each case a delivery of fuel into the current value and a value set last before the current value High-pressure accumulator has occurred or has not occurred in each case. Correspondingly, the sign can be changed if, at a current value, a delivery of fuel has occurred in the high-pressure accumulator and no delivery of fuel into the high-pressure accumulator has occurred at a value set last before the current value or vice versa, ie if no value is present at a current value Promotion of fuel has occurred in the high-pressure accumulator and at a last value set before the current value, a promotion of fuel has occurred in the high-pressure accumulator. In this way, the iteration can be brought as quickly as possible in the direction of the change between promotion and no promotion of fuel in the high-pressure pump.
Vorteilhafterweise wird anhand eines Druckverlaufs in dem Hochdruckspeicher ermittelt, ob eine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher auftritt oder nicht. Hierzu kann ein Drucksensor am Hochdruckspeicher verwendet werden. Damit ist eine besonders einfache und schnelle Erkennung, ob eine Förderung auftritt oder nicht, möglich, da bei einer Förderung der Druck im Hochdruckspeicher ansteigt. Eine genaue Ermittlung des Drucks hingegen ist nicht nötig.Advantageously, it is determined based on a pressure curve in the high-pressure accumulator, whether a promotion of fuel in the high-pressure accumulator occurs or not. For this purpose, a pressure sensor can be used on the high-pressure accumulator. This is a particularly simple and quick detection of whether a promotion occurs or not, possible because increases in a promotion of pressure in the high-pressure accumulator. A precise determination of the pressure, however, is not necessary.
Das vorgeschlagene Verfahren ist dabei insbesondere auch vor Auslieferung eines Fahrzeugs mit der Brennkraftmaschine bzw. dessen erster regulärer Verwendung möglich. Beispielsweise kann unter Verwendung eines geeigneten Prüf- oder Testgeräts der Anbaulagewinkel bereits auf einem Prüfstand ermittelt und dann entsprechend hinterlegt werden. Denkbar ist jedoch auch, dass der Anbaulagewinkel direkt in der Motorsteuerung selbst, beispielsweise bei deren erster Verwendung ermittelt wird. Ebenso kann in bestimmten zeitlichen Abständen der Anbaulagewinkel auf diese Weise überprüft oder nachjustiert werden.The proposed method is possible in particular before delivery of a vehicle with the internal combustion engine or its first regular use. For example, using a suitable test or test device, the mounting position angle can already be determined on a test bench and then deposited accordingly. However, it is also conceivable that the mounting position angle is determined directly in the engine control itself, for example, at its first use. Likewise, at certain time intervals of the mounting position angle can be checked or readjusted in this way.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit, z.B. ein Steuergerät eines Kraftfahrzeugs oder ein Prüf- oder Testgerät, ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. An arithmetic unit according to the invention, for example a control unit of a motor vehicle or a test or test device, is, in particular programmatically, adapted to carry out a method according to the invention.
Auch die Implementierung des Verfahrens in Form eines Computerprogramms ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Geeignete Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.Also, the implementation of the method in the form of a computer program is advantageous because this causes very low costs, especially if an executive controller is still used for other tasks and therefore already exists. Suitable data carriers for providing the computer program are in particular magnetic, optical and electrical memories, such as e.g. Hard drives, flash memory, EEPROMs, DVDs, etc. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to an embodiment in the drawing and will be described below with reference to the drawing.
Figurenlistelist of figures
-
1 zeigt schematisch ein Kraftstoffeinspritzsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Hochdruckpumpe mit einem Saugventil, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.1 schematically shows a fuel injection system of an internal combustion engine with a high pressure pump with a suction valve, in which a method according to the invention is feasible. -
2 zeigt schematisch eine Hochdruckpumpe mit Saugventil, bei der ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.2 schematically shows a high-pressure pump with suction valve, in which a method according to the invention can be carried out. -
3 zeigt schematisch einen Ablauf einer ersten Stufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens in bevorzugter Ausführungsform.3 schematically shows a sequence of a first stage of a method according to the invention in a preferred embodiment. -
4 zeigt schematisch einen Ablauf einer zweiten Stufe eines erfindungsgemäßen Verfahrens in bevorzugter Ausführungsform.4 schematically shows a sequence of a second stage of a method according to the invention in a preferred embodiment.
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
In
Die Hochdruckpumpe
Weiterhin ist eine als Steuergerät ausgebildete Recheneinheit
In
Insbesondere ist die Nockenbewegung durch eine zweckmäßige Anbindung (z.B. über die Nockenwelle) an die Brennkraftmaschine angebunden.In particular, the cam movement is connected to the internal combustion engine through a suitable connection (for example via the camshaft).
Weiterhin weist die Hochdruckpumpe
Das elektrische Saugventil
Weiterhin weist das elektrische Saugventil
In unbestromtem Zustand des Elektromagneten
In der ersten Stellung S1 kann der Ventilkolben
Wird die Spule
In der zweiten Stellung S2 kann der Ventilkolben
Im Folgenden soll nun kurz die Funktionsweise der Hochdruckpumpe
In einem Saughub bzw. einer Ansaugphase der Hochdruckpumpe
In einem Förderhub bzw. einer Kompressionsphase der Hochdruckpumpe
Wird nun, beispielsweise noch während der Kompressionsphase, die Spule
Wie anhand der Figur weiterhin auch zu erkenn ist, gibt es einen Winkel der den Nocken
In
Wie an dem Verlauf zu sehen ist, tritt eine maximale Förderung auf, wenn der Ansteuerwinkel einen bestimmten Wert, hier mit UT für unteren Totpunkt bezeichnet, annimmt. Mit zunehmendem Wert des Ansteuerwinkels sinkt die geförderte Menge dann, da - wie anhand von
Die geförderte Menge ist dann vor einem hier mit OT für oberen Totpunkt bezeichneten Wert bis auf Null abgesunken. Der obere Totpunkt ist dabei um den eines vollen Kolbenhubs entsprechenden Winkel gegenüber dem unteren Totpunkt versetzt. Bei der in
Die erste Stufe soll nun anhand von zwei verschiedenen ersten Werten für den Ansteuerwinkel, hier φS und φ'S, näher erläutert werden. Für den Fall von φS als erster einzustellender Wert für den Ansteuerwinkel tritt keine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher auf. Als nächstes wird dann eine Winkeldifferenz von hier beispielhaft +90° gewählt und der nächste Wert wird eingestellt. Hier tritt nun eine Förderung auf.The first stage will now be explained in more detail with reference to two different first values for the drive angle, here φ S and φ ' S. In the case of φ S as the first drive angle value to be set, no delivery of fuel into the high pressure accumulator occurs. Next, an angle difference of + 90 ° is selected here as an example, and the next value is set. Here is now a promotion.
Entsprechend dem oben erläuterten Vorgehen und dem hier gezeigten Diagramm folgen für die nächsten Winkeldifferenzen, um die nachfolgenden Werte einzustellen, -45°, +22,5°, -11,25° und +5,625°. Hier soll beispielhaft eine erste Winkeldifferenz Δφ1 = 6° vorgegeben sein, bei dessen Erreichen oder Unterschreiten die erste Stufe beendet wird. Hier wird die erste Stufe also mit einem Bereich einer Länge von 5,625° beendet. In diesem Bereich liegt damit ein Wechsel zwischen Förderung und keiner Förderung.According to the above-explained procedure and the diagram shown here, for the next angle differences to set the following values, -45 °, + 22.5 °, -11.25 ° and +5, 625 °. Here, by way of example, a first angular difference Δφ 1 = 6 ° should be specified, at which point the first stage is ended when it is reached or not reached. Here, the first stage is thus terminated with a length of 5.625 °. In this area there is thus a change between promotion and no promotion.
Für den Fall von φ'S als erster einzustellender Wert für den Ansteuerwinkel tritt keine Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher auf. Als nächstes wird dann eine Winkeldifferenz von hier beispielhaft +90° gewählt und der nächste Wert wird eingestellt. Hier tritt wiederum keine Förderung auf.In the case of φ ' S as the first drive angle value to be set, no delivery of fuel into the high pressure accumulator occurs. Next, an angle difference of + 90 ° is selected here as an example, and the next value is set. Here, again, no promotion occurs.
Entsprechend dem oben erläuterten Vorgehen und dem hier gezeigten Diagramm folgen für die nächsten Winkeldifferenzen, um die nachfolgenden Werte einzustellen, +45°, -22,5°, -11,25° und -5,625°. Auch hier soll beispielhaft eine erste Winkeldifferenz Δφ1 = 6° vorgegeben sein, bei dessen erreichen oder Unterschreiten die erste Stufe beendet wird. Hier wird die erste Stufe also mit einem Bereich einer Länge von 5,625° beendet. In diesem Bereich liegt damit ein Wechsel zwischen Förderung und keiner Förderung.According to the above-explained procedure and the diagram shown here, for the next angle differences to set the following values, + 45 °, -22.5 °, -11.25 ° and -5.625 ° follow. Here again, by way of example, a first angular difference Δφ 1 = 6 ° should be predetermined, at which point the first step is reached or fallen short of. Here, the first stage is thus terminated with a length of 5.625 °. In this area there is thus a change between promotion and no promotion.
Der Vollständigkeit halber sei angemerkt, dass die hier genannten Winkeldifferenzen nur beispielhaft gewählt wurden, ebenso könnten diese jeweils größer oder kleiner gewählt werden. Auch die Veränderung gegenüber der jeweils vorhergehenden Winkeldifferenz kann anders gewählt werden. Ebenso kann es vorkommen, dass durch dieses Vorgehen nicht ein Bereich um den unteren Totpunkt, sondern um den oberen Totpunkt gefunden wird. Aus dem unteren Totpunkt lässt sich aber sehr einfach der obere Totpunkt ermittelt und umgekehrt. Entsprechendes gilt für die ermittelten Bereiche.For the sake of completeness, it should be noted that the angle differences mentioned here have been chosen only as an example, and these could each be selected to be larger or smaller. The change from the previous angle difference can be chosen differently. It may also happen that this procedure does not find an area around bottom dead center, but around top dead center. From the bottom dead center but can be very easily determined the top dead center and vice versa. The same applies to the identified areas.
In
Im hier gezeigten Fall ist im oberen Diagramm ein Strom I, der in der Spule fließt, über der Zeit t dargestellt. Damit sind also die entsprechenden Ansteuerungen des elektrischen Saugventils gezeigt. Weiterhin ist in diesem Diagramm der Bereich ΔφB gezeigt, in dem der in
Im mittleren Diagramm ist der Ansteuerwinkel φ über der Zeit t gezeigt. Der Ansteuerwinkel wird nun schrittweise, beginnend bei einem Wert, der beispielsweise kurz vor dem ermittelten Bereich ΔφB liegt, um jeweils eine zweite Winkeldifferenz Δφ2 erhöht. Die Verstellung des Ansteuerwinkels entspricht auch einer Verschiebung in zeitlicher Hinsicht, wie an einem Vergleich zwischen dem oberen und dem mittleren Diagramm zu sehen ist. Auf diese Weise kann also der gesamte ermittelte Bereich ΔφB in Stufen von Δφ2 durchfahren werden, bis ein Ausbleiben der Förderung von Kraftstoff in den Hochdruckspeicher erkannt wird.In the middle diagram, the drive angle φ is shown over the time t. The drive angle is now increased stepwise, starting at a value which is, for example, shortly before the determined range Δφ B , by a respective second angular difference Δφ 2 . The adjustment of the drive angle also corresponds to a shift in time, as can be seen in a comparison between the upper and the middle diagram. In this way, therefore, the entire determined range Δφ B can be traversed in stages of Δφ 2 , until a failure of the delivery of fuel is detected in the high-pressure accumulator.
Im unteren Diagramm ist der zugehörige Verlauf des Drucks p im Hochdruckspeicher über der Zeit t dargestellt. Während bei einem Ansteuerwinkel kurz vor dem oberen Totpunkt noch eine gewisse Druckerhöhung auftritt, so bleiben die Druckerhöhung und damit die Förderung von Kraftstoff aus, sobald der obere Totpunkt erreicht oder überschritten ist.In the lower diagram, the associated course of the pressure p in the high pressure accumulator over the time t is shown. While at a drive angle just before the top dead center still a certain pressure increase occurs, the pressure increase and thus the promotion of fuel remain as soon as the top dead center is reached or exceeded.
Der Wert für den Ansteuerwinkel, bei dem die Förderung ausbleibt, hier φA, entspricht dann in etwa dem oberen Totpunkt. Dieser kann dann beispielsweise als Anbaulagewinkel verwendet werden.The value for the drive angle, at which the promotion is omitted, here φ A , then corresponds approximately to the top dead center. This can then be used for example as mounting angle.
Die Genauigkeit, mit welcher der Anbaulagewinkel dabei ermittelt werden kann, hängt insbesondere von der zweiten Winkeldifferenz Δφ2 ab. Je geringer diese gewählt wird bzw. gewählt werden kann, desto genauer kann der Anbaulagewinkel ermittelt werden.The accuracy with which the mounting position angle can be determined depends in particular on the second angular difference Δφ 2 . The lower this is selected or can be selected, the more accurate the mounting angle can be determined.
Basierend auf diesem Anbaulagewinkel kann dann beispielsweise eine Vorgabe oder eine Regelung des Drucks im Hochdruckspeicher erfolgen.Based on this mounting angle then, for example, a specification or a regulation of the pressure in the high-pressure accumulator can be done.
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