DE19947890A1 - Verfahren zum Ermitteln oder Steuern eines Betriebsparameters einer Pumpe - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Ermitteln oder Steuern eines Betriebsparameters einer Pumpe beschrieben, bei der die durch den Pumpvorgang der Pumpe erzeugten Druckspitzen in einem Kraftstoffspeicher gemessen werden und die Winkelposition der Druckspitze zum Ermitteln eines Betriebsparameters oder zum Steuern der Pumpe verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln oder Steu­ ern eines Betriebsparameters einer Pumpe gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Bei Common-Rail-Einspritzanlagen wird Kraftstoff von einer Vorförderpumpe aus einem Tank entnommen und einer Hochdruck­ pumpe zugeführt. Die Hochdruckpumpe versorgt einen Kraft­ stoffspeicher, das sogenannte Common-Rail, mit Kraftstoff. An den Kraftstoffspeicher sind Einspritzventile angeschlossen, die von einem Steuergerät gesteuert werden und entsprechend der Steuerung Kraftstoff in eine Brennkraftmaschine einsprit­ zen. Bei einer volumenstromgeregelten Hochdruckpumpe wird die Menge des Kraftstoffs, die in den Hochdruckspeicher von der Hochdruckpumpe gepumpt wird, durch ein Volumenstromregelven­ til im Ansaugbereich der Hochdruckpumpe festgelegt. Überflüs­ siger Kraftstoff wird aus dem Kraftstoffspeicher über ein Druckregelventil zum Tank zurückgeführt. Beim Entspannen er­ wärmt sich der Kraftstoff, so daß auch die Temperatur des Kraftstoffs im Kraftstofftank zunimmt. Zudem wird für die Verdichtung des Kraftstoffs durch die Hochdruckpumpe relativ viel Energie benötigt, so daß überflüssiger Kraftstoff, der über das Druckregelventil abgeführt wird, eine Verlustlei­ stung darstellt.

Für eine geringe Verlustleistung und eine geringe Erwärmung des Kraftstoffs im Kraftstofftank ist eine genaue Steuerung und dazu eine genaue Ermittlung der Betriebsparameter der Hochdruckpumpe notwendig.

Die Aufgabe der Erfindung beruht darin, ein Verfahren zum Er­ mitteln oder Steuern eines Betriebsparameters einer Pumpe be­ reitzustellen, das eine verbesserte Betriebsweise der Pumpe ermöglicht.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Ein Vorteil der Erfindung beruht darin, daß die Lage von Druckextrema während eines Verdichtungsvorgangs der Pumpe in dem Volumen ermittelt wird, in das die Pumpe Medium pumpt und daß anhand der zeitlichen Position und/oder Winkelposition der Druckextrema ein Betriebsparameter der Pumpe ermittelt und/oder die Pumpe gesteuert wird.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er­ läutert; es zeigt Fig. 1 einen Aufbau einer Einspritzanlage,

Fig. 2 eine Radialkolbenpumpe,

Fig. 3A und Fig. 3 Meßdiagramme bei Voll- bzw. Teilförderung,

Fig. 4 ein Diagramm, das die Position eines Druckminima bezo­ gen auf einen Pumpenwinkel und einen Fördergrad einer Drei­ kolben-Hochdruckpumpe zeigt,

Fig. 5 ein Verfahren zum Steuern einer Pumpe,

Fig. 6 ein Verfahren zum Steuern eines Volumenstromregelven­ tils, und

Fig. 7 ein Verfahren zum Steuern des Volumenstromes zur Pum­ pe.

Fig. 1 zeigt einen Kraftstofftank 1, aus dem eine Vorförder­ pumpe 2 Kraftstoff entnimmt und über ein Volumenstromregel­ ventil 3 und einer Zuleitung 19 einer Hochdruckpumpe 4 zu­ führt. Die Hochdruckpumpe 4 verdichtet den zugeführten Kraft­ stoff und gibt den verdichteten Kraftstoff über eine Ablei­ tung 20 an einen Kraftstoffspeicher 5 weiter. An den Kraft­ stoffspeicher 5 sind Einspritzventile 6 angeschlossen, die über eine dritte Steuerleitung 16 von einem Steuergerät 8 ge­ steuert werden. Entsprechend der Steuerung durch das Steuer­ gerät 8 geben die Einspritzventile 6 Kraftstoff vom Kraft­ stoffspeicher 5 in die Brennkraftmaschine 17 ab.

An den Kraftstoffspeicher 5 bzw. an die Hochdruckpumpe 4 ist ein Druckregelventil 7 angeschlossen, das über eine Ausgangs­ leitung mit dem Kraftstofftank 1 in Verbindung steht. Das Druckregelventil 7 steht über eine zweite Steuerleitung 12 mit dem Steuergerät 8 in Verbindung. Weiterhin ist ein Druck­ sensor 14 am Kraftstoffspeicher 5 angeordnet, der über eine zweite Datenleitung 13 mit dem Steuergerät 8 in Verbindung steht. Der Brennkraftmaschine 17 sind Sensoren 15 zugeordnet, die über eine vierte Datenleitung 18 an das Steuergerät 8 an­ geschlossen sind. Das Steuergerät 8 steht zudem über eine er­ ste Datenleitung 10 mit einem Datenspeicher 9 in Verbindung. Weiterhin ist das Steuergerät 8 über eine erste Steuerleitung 11 an das Volumenstromregelventil 3 angeschlossen.

Die Vorförderpumpe 2 und die Hochdruckpumpe 4 werden mecha­ nisch von der Brennkraftmaschine 17 angetrieben. Die Drehzahl der Vorförderpumpe 2 und die Drehzahl der Hochdruckpumpe 4 sind proportional zur Drehzahl der Brennktaftmaschine 17. Die Hochdruckpumpe 4 ist beispielsweise eine Radialkolbenpumpe mit drei Kolben 22, wie in Fig. 2 dargestellt.

Fig. 2 zeigt schematisch die Kolbenanordnung einer Radialkol­ benpumpe mit drei Kolben. Jeder Kolben 22 ist über ein erstes Rückschlagventil 23 im Zulauf und über ein zweites Rück­ schlagventil 25 im Ablauf mit der Zuleitung 19 bzw. mit der Ableitung 20 verbunden. Die Kolben 22 der Radialkolbenpumpe sind sternförmig um eine Drehwelle 21 der Hochdruckpumpe 4 angeordnet, die von der Brennkraftmaschine 17 angetrieben wird. Die Drehwelle 21 ist von einem Exzenterring 26 umgeben, der die exzentrische Rotationsbewegung der Drehwelle 21 in eine radiale Hubbewegung der Kolben 22 umsetzt.

Der Kolben 22 wird während einer ganzen Umdrehung um 360° der Drehwelle 21 von seinem unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt und anschließend vom oberen Totpunkt wieder zurück zum unteren Totpunkt bewegt.

Während eines Ansaugvorgangs wird der Kolben 22 vom oberen Totpunkt zum unteren Totpunkt bewegt und über ein erstes Rückschlagventil 23 Kraftstoff aus der Zuleitung 19 in die Zylinderkammer 24 gesaugt. Der Kolben 22 ist zwangsgeführt, so daß er unabhängig von der Kraftstoffmenge, die über das erste Rückschlagventil 23 angesaugt wird, sich immer vom un­ teren Totpunkt zum oberen Totpunkt und anschließend zum unte­ ren Totpunkt während einer Umdrehung der Drehwelle 21 bewegt. Das erste Rückschlagventil 23 ist durch eine Feder 27 vorge­ spannt. Die Feder 27 sorgt dafür, daß ein Unterdruck immer in der Zylinderkammer 24 und nicht in der Zuleitung 19 entsteht. Unterdruck kann beispielsweise dann entstehen, wenn vom Volu­ menstromregelventil 3 weniger Kraftstoff dem Kolben 22 zuge­ führt wird, als aufgrund der Größe der Zylinderkammer 24 bei einem Ansaugvorgang zwischen dem oberen Totpunkt und dem un­ teren Totpunkt vom Kolben 22 angesaugt werden könnte.

Der Füllgrad der Zylinderkammer 24 nach einem Ansaugvorgang, bei dem sich der Kolben 22 am unteren Totpunkt befindet, wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch den Öffnungs­ querschnitt des Volumenstromregelventils 3 eingestellt.

Bei einem Verdichtungsvorgang wird der Kolben 22 vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt verschoben. Dabei wird der Kraftstoff, der sich in einer Zylinderkammer 24 befindet, vom Kolben 22 über das zweite Rückschlagventil 25 zur Ableitung 20 und in den Kraftstoffspeicher 5 gepumpt.

Der Füllgrad der Zylinderkammer 24 legt die vom Kolben 22 während eines Verdichtungsvorganges geförderte Kraftstoffmen­ ge fest. Der Kolben 22 schiebt bei einem Verdichtungsvorgang jeweils die Menge Kraftstoff in die Ableitung 20, die während des Ansaugvorgangs in die Zylinderkammer 24 eingesaugt wurde. Bei jedem Verdichtungsvorgang eines der drei Kolben 22 der Hochdruckpumpe 4 wird durch das Ausschieben von Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher 5 eine Druckwelle im Kraftstoffspei­ cher 5 erzeugt.

Die von den drei Kolben 22 erzeugten Druckwellen sind auf­ grund der Phasenverschiebung der Bewegungen der drei Kolben 22 bei gleicher Fördermenge der drei Kolben um jeweils 120° versetzt.

Der Zeitpunkt und damit die Winkelposition, zu der die Druck­ welle eines Kolbens 22 im Kraftstoffspeicher 5 erzeugt wird, hängt vom Füllgrad der Zylinderkammer 24 ab. Fig. 3A und Fig. 3B zeigen den Fördervolumenstrom V des Kolbens 22 in Abhän­ gigkeit vom Drehwinkel α der Drehwelle 21 für unterschiedli­ che Füllgrade. Der Kolben 22 bewegt sich dabei vom unteren Totpunkt UT zum oberen Totpunkt OT. Weiterhin ist in Fig. 3A und Fig. 3B das vom Steuergerät 8 über den Drucksensor 14 ge­ messene Drucksignal p für den Kolben 22 dargestellt. Grund­ sätzlich gilt, daß dann, wenn mehr Kraftstoff aus dem Kraft­ stoffspeicher 5 abfließt als von der Hochdruckpumpe 4 in den Kraftstoffspeicher gefördert wird, der Druck im Kraft­ stoffspeicher abfällt, da die Massenbilanz negativ ist. Im Gegensatz dazu steigt der Druck im Kraftstoffspeicher 5 bei einer positiven Massenbilanz, d. h. wenn mehr Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher gefördert wird als daraus abfließt, an. In Fig. 3A und Fig. 3B ist jeweils der Fördervolumenstrom V des Kolbens 22 strichliert eingezeichnet, bei dem der mitt­ lere Zufluß in den Kraftstoffspeicher 5 dessen mittleren Ab­ fluß entspricht. Im Vergleich zum wirklichen Förderstrom sind dann mit N die Bereiche einer negativen Massenbilanz und da­ mit eines Druckabfalls im Kraftstoffspeicher bzw. mit P die Bereiche einer positiven Druckbilanz und damit eines Druckan­ stiegs im Kraftstoffspeicher 5 gekennzeichnet.

In Fig. 3A ist der Förderstrom des Kolbens 22 bei einem Füll­ grad F der Zylinderkammer 24 von 100% dargestellt, d. h., daß das Volumenstromregelventil 3 vom Steuergerät 8 soweit geöff­ net wird, daß während des Ansaugvorgangs des Kolbens 22 die Zylinderkammer 24 vollständig mit Kraftstoff gefüllt wird. Wie Fig. 3A zeigt, steigt der Fördervolumenstrom V des Kol­ bens 22 vom unteren Totpunkt UT aus zuerst an, um dann bis zum oberen Totpunkt OT hin wieder abzufallen. Aufgrund dieses Verlaufs des Fördervolumenstroms ist die Massenbilanz im Kraftstoffspeicher 5 zuerst negativ, dann positiv und zum Schluß wieder negativ. Diese Schwankungen der Massenbilanz führen über die Pumpenbewegung des Kolbens 22 vom unteren Totpunkt UT zum oberen Totpunkt OT zu einem etwa sinusförmi­ gen Verlauf des Drucksignals p im Kraftstoffspeicher 5, mit einem Druckminimum und einem Druckmaximum jeweils am Übergang von der negativen zur positiven bzw. von der positiven zur negativen Massenbilanz.

Das in Fig. 3B dargestellte Meßdiagramm entspricht einem Füllgrad F der Zylinderkammer 24 von 25%. Dies bedeutet, daß das Volumenstromregelventil 3 vom Steuergerät 8 soweit geöff­ net wird, daß während des Ansaugvorgangs des Kolbens 22 die Zylinderkammer 24 nur zu 25% mit Kraftstoff gefüllt wurde. Wie der Verlauf des Fördervolumenstroms V des Kolbens 22 zeigt, sind die Punkte einer ausgeglichenen Massenbilanz beim Übergang von der negativen Massenbilanz N zur positiven Mas­ senbilanz P und von der positiven Massenbilanz P wieder zur negativen Massenbilanz N über die Pumpbewegung des Kolbens 22 vom unteren Totpunkt UT zum oberen Totpunkt OT in Richtung auf den oberen Totpunkt hin verschoben. Hierdurch ergibt sich dann, wie der Verlauf des Drucksignals p im Kraftstoffspei­ cher 5 zeigt, auch eine Verschiebung der Druckextrema in Richtung auf den oberen Totpunkt OT. Aus der Verschiebung der Druckextrema läßt sich somit auf den Füllgrad der Zylinder­ kammer 24 in der Hochdruckpumpe 4 schließen.

Bei Mehrkolbenpumpen kommt es zu einer Überlagerung der För­ derströme der einzelnen Kolben, wobei jedoch die in Fig. 3A und Fig. 3B gezeigten Schwankungen in der Massenbilanz und damit im Druck des Kraftstoffspeichers 5 erhalten bleiben. Auch bei Mehrkolbenpumpen verschiebt sich die Position der Druckextrema bei unterschiedlichem Füllgrad der Zylinderkam­ mern. In Fig. 4 ist die Verschiebung des Druckmaximums für eine Dreikolbenpumpe simuliert, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Der Graphik ist deutlich zu entnehmen, daß sich die Lage des Druckmaximums bei abnehmendem Fördergrad und damit abneh­ mendem Füllgrad der Zylinderkammern hin zu größeren Pumpen­ winkeln und damit in Richtung auf den oberen Totpunkt OT ver­ schiebt.

Entsprechend verschiebt sich die Lage des Druckminimums in Richtung auf den oberen Totpunkt OT.

In Fig. 5 wird ein Verfahren zum Betreiben einer Pumpe nach den Fig. 1 und 2 beschrieben. Bei Programmpunkt 40 startet die Brennkraftmaschine 17 durch einen Anlasser und dreht da­ bei die Vorförderpumpe 2 und die Hochdruckpumpe 4 mit vorge­ gebenen Anfangsdrehzahlen. Zudem öffnet das Steuergerät 8 das Volumenstromregelventil 3 auf einen Querschnitt, der für den Startvorgang im Datenspeicher 9 abgelegt ist. Im allgemeinen wird der Öffnungsquerschnitt des Volumenstromregelventils 3 beim Starten der Brennkraftmaschine 17 möglichst groß ge­ wählt, damit die Hochdruckpumpe 4 möglichst schnell einen für den Betrieb der Brennkraftmaschine 17 erforderlichen Kraft­ stoffdruck im Kraftstoffspeicher 5 aufbaut. Nach dem Start­ vorgang werden die Vorförderpumpe 2 und die Hochdruckpumpe 4 von der Brennkraftmaschine 17 angetrieben.

Anschließend bestimmt bei Programmpunkt 41 das Steuergerät 8 die Winkelposition der Druckspitze in Bezug auf die Drehposi­ tion der Drehwelle 21. Der untere und der obere Totpunkt UT, OT des Kolbens 22 sind vorgegebenen Winkelwerten der Drehwel­ le 21 zugeordnet. Aus der Winkelposition der Druckspitze bei Programmpunkt 42 ermittelt das Steuergerät 8 die Winkeldiffe­ renz zum oberen Totpunkt des Kolbens 22, von dem die Druck­ spitze erzeugt wurde. Die Winkelposition der Druckspitze kann also auch direkt aus der Auswertung einer Amplituden- und ei­ nes Phasenganges des Druckverlaufs gewonnen werden. Bei Pro­ grammpunkt 43 berechnet das Steuergerät 8 aus der Winkelposi­ tion der Druckspitze das von dem Kolben 22 geförderte Kraft­ stoffvolumen. Dazu ist im Datenspeicher 9 eine Tabelle abge­ legt, in der für die Kolben 22 der Hochdruckpumpe 4 Werte für das geförderte Kraftstoffvolumen in Abhängigkeit von der Win­ kelposition der Druckspitze abgelegt sind.

Diese Daten werden in entsprechenden Versuchsreihen experi­ mentell ermittelt. Durch entsprechende Versuche wird eine Ab­ hängigkeit zwischen der Winkelposition, bei der die Druck­ spitze im Kraftstoffspeicher 5 auftritt, und dem Füllgrad der Zylinderkammer 24 experimentell ermittelt und im Datenspei­ cher 9 abgelegt. Zudem wird das Fördervolumen eines Kolbens 22 in Abhängigkeit von der Winkelposition der im Druckspei­ cher 5 erzeugten Druckspitze experimentell gemessen und als Funktion der Winkelposition der Druckspitze, d. h. des Druck­ maximums bzw. des Druckminimums im Datenspeicher 9 abgelegt.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Fördervolumen der Pumpe 4 pro Umdrehung der Drehwelle 21 in Abhängigkeit von den Winkelpositionen der im Druckspeicher 5 erzeugten Druck­ spitzen während einer Umdrehung der Drehwelle 21 gemessen und als Funktion der Winkelpositionen der Druckspitze im Daten­ speicher 9 abgelegt. Dazu werden die Druckspitzen der drei Kolben 22 der Pumpe 4 ausgewertet, die während einer Umdre­ hung der Drehwelle 21 erzeugt werden. Dazu werden nach einer Berechnungsart die Winkelpositionen der Druckspitzen gemit­ telt, die während einer Umdrehung der Drehwelle 21 erzeugt werden. Anhand der gemittelten Winkelposition wird eine mitt­ lere Fördermenge aus der Tabelle aus dem Datenspeicher 9 aus­ gelesen, die mit der Anzahl drei der Kolben multipliziert wird und somit die Fördermenge der Hochdruckpumpe 4 pro Um­ drehung der Drehwelle 21 berechnet wird.

In einer weiteren Berechnungsmethode wird für jeden Kolben 22 die Winkelposition der Druckwelle gemessen und anhand der drei Winkelpositionen jeweils die Fördermenge der Kolben be­ rechnet, die während einer Umdrehung der Drehwelle 21 Kraft­ stoff fördern. Aus der Summe der drei Fördermengen wird die Fördermenge der Hochdruckpumpe 4 für eine Umdrehung berech­ net.

Bei der Ermittlung der Tabelle für die Festlegung des Förder­ volumens in Abhängigkeit von der Winkelposition der Druck­ spitze wird vom Steuergerät 8 das Volumenstromregelventil 3 nach vorbestimmten Werten in der Weise geöffnet, daß festge­ legte Fördervolumen erzeugt werden. In Abhängigkeit von dem Fördervolumen werden die Winkeldifferenzen, die die Druck­ spitzen zum oberen Totpunkt OT aufweisen, vom Steuergerät 8 gemessen. Entsprechend den Versuchen wird eine Tabelle im Da­ tenspeicher 9 abgelegt, die das vom Kolben 22 geförderte Kraftstoffvolumen in Abhängigkeit von der Winkeldifferenz der Druckspitze zum oberen Totpunkt OT festlegt.

Der von dem Steuergerät ermittelte Wert für das durch den Kolben 22 bzw. die Pumpe 4 geförderte Kraftstoffvolumen wird im Datenspeicher 9 abgelegt. Anschließend wird nach Programm­ punkt 41 zurückverzweigt.

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 5 be­ ruht darin, daß die von der Hochdruckpumpe 4 geförderte Kraftstoffmenge K mit Hilfe einer analytisch oder empirisch bestimmten Formel in Echtzeit berechnet wird:

K = n.V.F bzw.
K = n.V.f(W),

wobei mit K die geförderte Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit,
mit n die Drehzahl der Drehwelle 21 pro Zeiteinheit,
mit V das Hubvolumen der Zylinderkammer,
mit F der Fördergrad der Hochdruckpumpe 4 und
mit f eine Förderfunktion bezeichnet ist, die abhängig von der Winkelposition W der Druckspitze den Fördergrad der Pumpe angibt.

In Fig. 6 ist ein Verfahren zum Erkennen eines Defektes in der Einspritzanlage dargestellt. Bei Programmpunkt 50 liest das Steuergerät 8 die Winkelposition der Druckextrema aus dem Datenspeicher 9 aus, die zuvor entsprechend dem Verfahren nach Fig. 5 ermittelt wurden. Aus der Winkelposition wird dann in Programmpunkt 51 entsprechend der im Datenspeicher 9 abgelegten Tabelle die von der Pumpe 4 geförderte Kraftstoff­ menge bestimmt.

Anschließend wird bei Programmpunkt 52 vom Steuergerät 8 die über die Kraftstoffeinspritzventile 6 abgegebene Kraftstoff­ menge ermittelt. Bei Programmpunkt 52 wird die von der Hoch­ druckpumpe 4 über einen bestimmten Zeitraum geförderte Kraft­ stoffmenge ermittelt und die über den gleichen Zeitraum von den Einspritzventilen 6 abgegebene Kraftstoffmenge ermittelt. Dazu wird aus dem Kraftstoffdruck, der während der Einspritz­ vorgänge im Kraftstoffspeicher 5 herrschte und den Öffnungs­ zeiten der Einspritzventile 6, die von Einspritzventilen 6 während des festgelegten Zeitraums abgegebene Kraftstoffmenge berechnet.

Bei Programmpunkt 53 vergleicht das Steuergerät die über den Zeitraum von der Hochdruckpumpe 4 zum Kraftstoffspeicher 5 geförderte Kraftstoffmenge mit der über die Einspritzventile 6 über den gleichen Zeitraum abgegebene Kraftstoffmenge und überprüft, ob sich der Druck im Kraftstoffspeicher 5 entspre­ chend der Differenz erhöht oder erniedrigt hat. Stimmt die Veränderung des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffspeicher 5 nicht mit der über die Hochdruckpumpe 4 geführte und über die Einspritzventile 6 abgeführte Kraftstoffmenge überein, so wird ein Defekt wie z. B. erhöhte Leckage in der Einspritzan­ lage erkannt.

Fig. 7 zeigt ein Verfahren zum Steuern des Volumenstromregel­ ventils 3 in Abhängigkeit von der Winkelposition der Druck­ spitzen, die durch die Kolben 22 im Kraftstoffspeicher 5 er­ zeugt werden. Bei Programmpunkt 60 ermittelt das Steuergerät 8 die Winkelposition der Druckextrema des Kolbens 22. Aus der Tabelle im Datenspeicher 9 berechnet das Steuergerät 8 die entsprechend von der Hochdruckpumpe 4 in den Kraftstoffspei­ cher 5 geförderte Kraftstoffmenge. Die geförderte Kraftstoff­ menge vergleicht das Steuergerät 8 bei Programmpunkt 61 mit einer von einem Steuerprogramm vorgegebenen Sollfördermenge.

Weicht die geförderte Menge von der Sollfördermenge ab, so ändert das Steuergerät 8 bei Programmpunkt 62 entsprechend den Öffnungsquerschnitt des Volumenstromregelventils 3, so daß die der Hochdruckpumpe zugeführte und damit die von der Hochdruckpumpe 4 geförderte Kraftstoffmenge an die Sollför­ dermenge angepaßt wird. Auf diese Weise wird das Volumen­ stromregelventil 3 in Abhängigkeit von der Winkelposition der Druckspitze gesteuert.

Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 7 beruht dar­ in, daß das Volumenstromregelventil anhand einer von einem Steuerprogramm vorgegebenen Sollwinkelposition für die Druck­ spitze gesteuert wird. Das Steuerprogramm gibt dazu abhängig von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine eine Sollwin­ kelposition für die Druckspitze an. Das Steuergerät 8 mißt über den Drucksensor 14 die Position der Druckspitze und ver­ gleicht die gemessene Position mit der Sollposition der Druckspitze.

Liegt die gemessene Winkelposition der Druckspitze im Ver­ gleich zur Sollwinkelposition zu nahe am oberen Totpunkt des fördernden Kolbens, dann wird der Öffnungsquerschnitt des Volumenstromregelventils 3 um einen vorgegebenen Wert ver­ größert. Vorzugsweise ist der vorgegebene Wert proportional zu dem Differenzwinkel zwischen der Sollwinkelposition und der gemessenen Winkelposition der Druckspitze.

Liegt die gemessene Winkelposition der Druckspitze im Ver­ gleich zur Sollwinkelposition zu weit weg vom oberen Tot­ punkt, dann wird der Öffnungsquerschnitt des Volumenstromre­ gelventils um einen vorgegebenen Wert verkleinert. Vorzugs­ weise ist der vorgegebene Wert proportional zu dem Differenz­ winkel zwischen der Sollwinkelposition und der gemessenen Winkelposition der Druckspitze.

Auf diese Weise wird eine direkte Regelung des Öffnungsquer­ schnitts des Volumenstromregelventils in Abhängigkeit von der Winkelposition der Druckspitze ermöglicht.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 7 beruht darin, daß das Steuergerät 8 die Winkelposition der Druckspitzen mindestens zweier nacheinander fördernder Kolben 22 ermittelt und die Winkelposition der Druckspitzen dazu verwendet, um das Volumenstromregelventil 3 in der Weise zu steuern, daß die Winkelpositionen der nacheinander fördernden Kolben 22 identisch sind, so daß eine Gleichförderung durch die Kolben 22 erreicht wird. Damit wird eine gleich große Fördermenge durch die Kolben 22 der Hochdruckpumpe 4 dadurch erreicht, daß das Volumenstromregelventil 3 in der Weise ge­ steuert wird, daß die Winkelpositionen der Druckspitzen der verschiedenen Kolben 22 gleich sind. Diese Vorgehensweise er­ laubt ein einfaches Verfahren zur Steuerung der Gleichförde­ rung mehrerer Kolben 22 einer Hochdruckpumpe 4.

Das beschriebene Verfahren ist auf jede Art von Pumpe anwend­ bar und nicht auf das beschriebene System beschränkt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Ermitteln oder Steuern eines Betriebsparame­ ters einer Pumpe,
wobei der Pumpe Pumpmedium zugeführt wird, und
wobei wenigstens ein Verdrängerelement von einer Drehwelle der Pumpe angetrieben wird, das während eines Verdichtungs­ vorgangs Pumpmedium in ein Volumen pumpt, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lage eines Druckextremums in dem Volumen (20, 5) wäh­ rend des Pumpvorgangs ermittelt wird, und
daß abhängig von der zeitlichen Position und/oder Winkelposi­ tion des Druckextremums ein Betriebsparameter der Pumpe (4) ermittelt und/oder ein Betriebsparameter der Pumpe (4) ge­ steuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ab­ hängig von der zeitlichen Position und/oder Winkelposition des Druckextremums die von wenigstens einem Verdrängerelement (22) in das Volumen (20, 5) geförderte Menge an Pumpmedium bestimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die der Pumpe (4) zugeführte Menge an Pumpmedium eingestellt wird, oder daß der Winkelbereich, in dem das Verdrängerele­ ment (22) während des Verdichtungsvorganges Pumpmedium in das Volumen (20, 5) pumpt, abhängig von der Menge des zugeführten Pumpmediums eingestellt wird,
daß die Winkelposition des Druckextremums erfaßt wird, und
daß in Abhängigkeit von der Winkelposition des Druckextrema die vom Verdrängerelement (22) in das Volumen (20, 5) gepump­ te Menge an Pumpmedium ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß von abhängig von der zeitlichen Position und/oder Winkelposition des Druckextremums die Zufuhr an Pumpmedium zur Pumpe (4) gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die der Pumpe (4) zugeführte Menge an Pumpmedium eingestellt wird, oder daß der Winkelbereich, in dem das Verdrängerele­ ment (22) während des Verdichtungsvorganges Pumpmedium in das Volumen (20, 5) pumpt, abhängig von der Menge des zugeführten Pumpmediums eingestellt wird,
daß die Winkelposition des Druckextrema erfaßt wird, und
daß abhängig von der Winkelposition des Druckextremums die der Pumpe zugeführte Menge an Pumpmedium eingestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Tabelle verwendet wird, in der abhängig von der Winkelpo­ sition des Druckextremums die Fördermenge des Verdrängerele­ mentes abgelegt ist, und
daß anhand der Werte in der Tabelle die Fördermenge des Ver­ drängerelementes (22) bestimmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermenge der Pumpe (4) abhängig von der Drehzahl der Pumpe (4), abhängig vom Hubvolumen der Pumpe (4) pro Umdrehung der Drehwelle (21) und abhängig von der Winkelposition der Druckextrema berechnet wird, wobei eine Tabelle verwendet wird, in der das Fördervolumen der Pumpe (4) abhängig von der Win­ kelposition der Druckextrema abgelegt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die zeitlichen Positionen und/oder die Winkelpositionen der Druck­ extrema zweier beliebiger aufeinanderfolgender Verdränger­ elemente (22) der Pumpe (4) bestimmt werden, und
daß die der Pumpe (4) zugeführte Menge an Pumpmedium in Ab­ hängigkeit von der Winkelposition der zwei Druckextrema in der Weise so eingestellt wird, daß die zwei Verdrängerelemen­ te eine nahezu gleich große Menge an Medium in das Volumen (20, 5) pumpen.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Pumpe (4) eine Kraftstoffpumpe verwendet wird, wobei an das als Leitung (20) und Kraftstoffspeicher (5) ausgebildete Vo­ lumen ein Einspritzventil (6) angeschlossen ist,
daß die während eines Vergleichszeitraums vom Einspritzventil (6) abgegebene Kraftstoffmenge ermittelt wird,
daß die abgegebene Kraftstoffmenge mit dem Fördervolumen ver­ glichen wird, und
daß aufgrund des Vergleichs eine Aussage über die Funktions­ weise der Einspritzanlage getroffen wird.