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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2015 214 598 ist ein Verfahren zur Ermittlung einer Anbaulage einer Hochdruckpumpe mit einem elektrischen Saugventil bekannt. Dazu wird beim Schließen des elektrischen Saugventils eine elektrische Größe ausgewertet und aus dem Verlauf der elektrischen Größe ein Schließen des elektrischen Saugventils erkannt. Dieser Zeitpunkt, bei dem das elektrische Saugventil schließt, ist eng mit dem unteren Totpunkt der Hochdruckpumpe korreliert. Dieser Schließzeitpunkt tritt nach einer festen Zeitdauer bzw. Winkeldauer nach dem unteren Totpunkt auf. Daher wird dieser Schließzeitpunkt zur Ermittlung des tatsächlichen unteren Totpunkts der Hochdruckpumpe verwendet.
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Nachteilig bei dieser Vorgehensweise ist, dass zur Ermittlung des Schließzeitpunkts eine spezielle Bestromung des Magnetventils erfolgen muss, diese spezielle Art der Bestromung erfolgt während des normalen Betriebs des elektrischen Saugventils und der Hochdruckpumpe nicht. Daher muss zur Ermittlung der Anbaulage ein besonderer Betriebszustand ausgewählt und dort das Verfahren durchgeführt werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass es auch im laufenden Betrieb durchgeführt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird zum Ermitteln einer Anbaulage einer Hochdruckpumpe mit einem elektrischen Saugventil in Bezug auf die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, eine Reaktionszeit des elektrischen Saugventils ausgewertet und der Verlauf der Reaktionszeit zur Ermittlung der Anbaulage der Hochdruckpumpe verwendet. Vorzugsweise wird hierbei der Verlauf der Reaktionszeit in Abhängigkeit des Förderbeginnwinkels bzw. des Ansteuerzeitpunkts des elektrischen Saugventils ausgewertet.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird ausgehend von der Lage, bei der eine Änderung der Reaktionszeit auftritt, auf die Anbaulage der Hochdruckpumpe geschlossen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ausgehend von der Lage des lokalen Maximums der Reaktionszeit auf die Anbaulage der Hochdruckpumpe geschlossen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Reaktionszeit die Ventilschließzeit des elektrischen Saugventils verwendet wird. Diese Ventilschließzeit ist einfach zu ermitteln.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen neuen Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, insbesondere Sourcecode mit Compilier- und/oder Verlinkungsanweisungen, wobei der Programmcode das Computerprogramm zur Ausführung aller Schritte eines der beschriebenen Verfahren ergibt, wenn er gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt wird, also insbesondere kompiliert und/oder verlinkt wird. Dieser Programmcode kann insbesondere durch Quellcode gegeben sein, welche beispielsweise von einem Server im Internet herunterladbar ist.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein Blockdiagramm eines Kraftstoffzumesssystems und
- 2 verschiedene, über der Zeit aufgetragene Signale.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der 1 sind die wesentlichen Elemente eines Kraftstoffzumesssystems dargestellt. Mit 100 ist eine Hochdruckpumpe bezeichnet. Diese fördert Kraftstoff in ein Rail 110. Der Hochdruckpumpe 100 wird über ein elektrisches Saugventil 120 Kraftstoff von einer Vorförderpumpe 130 zugeführt. Ein Steuergerät 150 steuert das elektrische Saugventil 120 und wertet verschiedene Signale aus.
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Das elektrische Saugventil ist in der
DE 10 2015 214 598 A1 detailliert dargestellt. Das elektrische Saugventil ist am Zulauf der Hochdruckpumpe
100 angeordnet. Die Hochdruckpumpe wird von einem Nocken auf der Nockenwelle angetrieben. Im unbestromten Zustand ist das elektrische Saugventil
120 geöffnet. Dies hat zur Folge, dass der Kraftstoff von der Hochdruckpumpe
100 nicht verdichtet wird. Bewegt sich der Nocken der Hochdruckpumpe vom oberen Totpunkt in Richtung des unteren Totpunkts, so vergrößert sich das Volumen in der Hochdruckpumpe
100 und es wird Kraftstoff von der Vorförderpumpe
130 in die Hochdruckpumpe
100 angesaugt. Bewegt sich der Nocken der Hochdruckpumpe vom unteren Totpunkt in Richtung des oberen Totpunkts, wird dieser Kraftstoff wieder in den Niederdruckbereich zurück befördert. Diese Phase wird als Kompressionsphase bezeichnet.
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Wird nun das elektrische Saugventil 120 während der Kompressionsphase geschlossen, so wird der Kraftstoff von der Hochdruckpumpe komprimiert und gelangt in das Rail 110. Dabei ist vorgesehen, dass das elektrische Saugventil zu einer Winkelstellung der Antriebswelle der Hochdruckpumpe bestromt wird, die so gewählt ist, dass die Hochdruckpumpe 100 eine bestimmte Kraftstoffmenge verdichtet, die notwendig ist, um den gewünschten Druck im Rail 110 aufzubauen. Dabei ist vorgesehen, dass das elektrische Saugventil 120 zum geeigneten Ansteuerzeitpunkt bzw. zur geeigneten Winkelstellung bestromt wird, damit dieses zum vorgegebenen Zeitpunkt bzw. Winkelstellung schließt.
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Befindet sich das Saugventil in seiner geschlossenen Position und ein Druckaufbau erfolgt, so kann die Bestromung beendet werden, da das elektrische Saugventil 120 aufgrund des Kraftstoffdrucks in seiner geschlossenen Position verbleibt.
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Mit Erreichen des oberen Totpunkts geht die Hochdruckpumpe in die Dekompressionsphase über. D. h. die Hochdruckpumpe bewegt sich vom oberen Totpunkt in Richtung des unteren Totpunkts. Dabei fällt der Druck in der Hochdruckpumpe 100 ab und das elektrische Saugventil öffnet, um wieder Kraftstoff aus dem Niederdruckbereich anzusaugen. Dieser Zeitpunkt, bei dem das elektrische Saugventil 120 öffnet, liegt zu einem bestimmten Winkel bzw. Zeitdauer nach dem oberen Totpunkt der Hochdruckpumpe. Diese Zeitdauer bzw. Winkelstellung ist in erster Näherung unabhängig vom Betriebszustand der Pumpe und des angetriebenen Fahrzeugs. D. h. üblicher Weise erfolgt dieser Öffnungszeitpunkt in einem festen Abstand zum oberen Totpunkt.
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Bei einer ideal eingebauten Pumpe ohne Toleranzen ist zu jeder Drehzahl ein Förderbeginnwinkel zu einer gewünschten Fördermenge definiert. Bei einer realen Pumpe ist sowohl der obere Totpunkt als auch der Förderbeginnwinkel in einen Toleranzbereich eingebettet, dessen Breite neben anderen Faktoren durch die Toleranz des Anbauwinkels der Pumpe bestimmt wird.
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Je größer die Fördermenge sein soll, desto näher liegt der Schließzeitpunkt des elektrischen Saugventils am unteren Totpunkt (UT) der Pumpe. In der Nähe des unteren Totpunkts ist Ventilschließzeit länger als in den übrigen Bereichen. Das ergibt sich daraus, dass die Flüssigkeitssäule noch nicht in Richtung oberer Totpunkt beschleunigt ist. Es fehlt die hydraulische Unterstützung, die bei kleineren Förderbeginnwinkeln zu einem schnelleren Schließen des Ventils führt.
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Die Ventilschließzeit entspricht der Differenz zwischen dem Beginn der Ansteuerung des Ventils und dem tatsächlichen Schließen des Ventils. Das Schließen des Ventils und damit die Ventilschließzeit kann durch auswerten von verschiedenen Größen sehr leicht ermittelt werden. Zahlreiche Verfahren zur Ermittlung der Schließzeit eines Ventils sind bekannt. Diese beruhen darauf, dass sich mit dem Schließen die Induktivität der Spule des Ventils ändert. Dies kann an Hand der Frequenz des Stromsignals oder ausgehend vom Verlauf des Stroms und/oder Spannung einfach ermittelt werden.
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Bei einer realen Pumpe, deren oberer Totpunkt später liegt, als mit der idealen Pumpe als Grundlage erwartet, wird das elektrische Saugventil zu früh geschlossen und die geförderte Menge ist zu groß. Liegt der ausgerechnete Förderbeginnwinkel vor dem realen unteren Totpunkt, kann auch der Fall eintreten, dass das elektrische Saugventil noch in der Ansaugphase nicht mehr bestromt wird. Es kann dann durch hydraulische Kräfte nicht wieder aufgeschoben werden, die geförderte Menge ist dann Null.
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Ist der reale obere Totpunkt zu früh, können drei Fälle auftreten:
Das elektrische Saugventil wird zu spät geschlossen, die geförderte Menge ist zu klein. Das elektrische Saugventil wird zu früh geschlossen, die geförderte Menge ist dann Null, wenn das Stromprofil des elektrische Saugventil soweit in die Ansaugphase geschoben wird, dass zwischen Bestromungsende und realem unteren Totpunkt noch genug Zeit ist, um das elektrische Saugventil wieder zu öffnen. Wenn zwischen Bestromungsende und realem unteren Totpunkt nicht mehr genug Zeit ist, um das elektrische Saugventil zu öffnen, kommt es zur Vollförderung während der Kompressionsphase. Entscheidend für eine definierte Menge und damit für einen definierten Raildruckaufbau ist es also, die Lage der Pumpe genau zu bestimmen.
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Die Winkelstellung ab der der Pumpe die hydraulische Unterstützung fehlt liegt in der Nähe des unteren Totpunktes UT.
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Erfindungsgemäß wird in einem Betriebspunkt, in dem große Mengen gefördert werden soll, die Ventilschließzeit ermittelt. Dann wird der Förderbeginnwinkel verschoben, bis eine Änderung der Ventilschließzeit auftritt. Die Differenz zwischen dieser Winkelstellung, bei der die Änderung der Ventilschließzeit auftritt und dem Unteren Totpunkt ist bei einer exakt montierten Pumpe bekannt. Ergibt sich für den Förderbeginnwinkel, bei der eine Änderung der Ventilschließzeit auftritt eine Abweichung vom bekannten Wert, so entspricht diese Abweichung dem Winkel um den die Pumpe fehlerhaft montiert wird. Um diesen Wert weicht die Anbaulage der Hochdruckpumpe vom exakten Wert ab.
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Alternativ kann an Stelle der Winkelstellung, bei der die Ventilschließzeit sich ändert, auch die Winkelstellung verwendet werden, bei der die Ventilschließzeit ein Maximum aufweist, wenn man den Ventilschließzeitpunkt über den Förderbeginnwinkel aufträgt.
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In der 2 ist die Ventilschließzeit über den Förderbeginnwinkel aufgetragen. Der Verlauf ist nur schematisch dargestellt. In der Nähe des unteren Totpunktes weist der Verlauf der Ventilschließzeit über dem Förderbeginnwinkel ein lokales Maximum auf. Dieses ist mit t2 bezeichnet. Der Zeitpunkt, bei dem sich der Ventilschließzeitpunkt ändert ist mit t1 bezeichnet. Beide Zeitpunkte haben bei optimal montierten Pumpe einen bekannten Abstand zum unteren Totpunkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015214598 [0002]
- DE 102015214598 A1 [0011]
