WO2018054553A1 - Verfahren zum betreiben einer hochdruckpumpe eines hochdruck- einspritzsystems eines kraftfahrzeugs sowie steuervorrichtung und kraftfahrzeug - Google Patents

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Tet Kong Brian Chia
Dmitriy KOGAN
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a high-pressure pump of a high-pressure injection system of a motor vehicle ⁇ .
  • fuel can be conveyed into an internal combustion engine of the motor vehicle.
  • the invention also includes a control device for a high-pressure injection system and a
  • the fuel pressure as generated by a high-pressure pump of the high-pressure injection system is regulated to a target pressure.
  • An actuator of this pressure control is an electromagnet of the intake valve. It is a Digital Inlet Valve (DIV) whose closing time during a high pressure pump discharge phase decides how much of the pumped fluid is expelled or pushed or pumped through the fuel pump's outlet valve into the high pressure area (rail). In other words, the delivery rate of the high-pressure pump is dependent on the activation time of the solenoid of the intake valve. Since a spring presses the intake valve permanently toward an open position, no fuel is supplied through the exhaust valve without energizing the solenoid.
  • DIV Digital Inlet Valve
  • the inlet valve By activating a drive profile for the coil current of the electromagnet (the so-called peak-and-hold current profile), the inlet valve is closed by means of the electromagnet.
  • the fuel within the compression chamber or pump chamber can be compressed by the piston of the high-pressure pump and conveyed through the outlet valve into the high-pressure region.
  • the adjustment of the flow rate and thus of the target pressure is only possible in a precise manner if the control during the grain Pression phase or ejection phase (delivery phase) of the high ⁇ pressure pump takes place, even while the piston is moved from bottom dead center to the top dead center of its cyclic piston movement. Therefore, it is necessary to know the timing of the top dead center of the high-pressure pump piston so as to be able to adjust the fuel pressure to the target pressure at all.
  • a time is not necessarily meant to indicate a time.
  • the piston is usually driven by an engine shaft, for example the crankshaft of the internal combustion engine, which by means of the high-pressure injection system with
  • the top dead center can be described accordingly by the corresponding rotational position of the motor shaft be ⁇ .
  • the rotational position of the motor shaft at top dead center of the piston is referred to here as dead center rotational position.
  • the invention has for its object to determine the dead center rotational position in a driven by a motor shaft high-pressure pump of a high-pressure injection system.
  • the invention provides a method for operating a high-pressure pump of a high-pressure injection system of a motor vehicle.
  • a piston is the High pressure pump driven by a motor shaft of the motor vehicle in a conventional manner.
  • the piston thereby moves in a pump room or displacement or compression space of the high-pressure pump cyclically between a bottom dead center (lowest compression) and a top dead center (largest
  • the coil current is switched on again alternatively, that is, the solenoid is again charged with a coil current.
  • the coil current in time been considered by a ⁇ estimated or a default value (default value) for the dead-center rotational position can be.
  • Inlet valve meets a predetermined change criterion. For example, a current intensity of the coil current is determined and its time course is checked to see if the change criterion is met. Thus, it is the movement that performs the intake valve from the closed position into the ⁇ Of fengnagna, detected on the basis of the temporal course of the coil current.
  • the beginning of movement is important, ie the starting time at which the inlet valve moves out of the closed position.
  • the dead center rotational position of the motor shaft is determined, in which therefore the piston is in top dead center.
  • Said start time, which is detected may itself be indicated as a value of the rotational position of the motor shaft. Thus, no time measurement is necessary, but all the values determined can be specified as the rotational position value of the motor shaft.
  • the invention there is the advantage that for the determination of the top dead center no complex position measurement of the piston by means of a separate sensor is necessary.
  • the Tot ⁇ point rotational position is determined indirectly from the time course of the coil current. For this purpose, the coil current after the Close the intake valve continues to be maintained or turned on again.
  • the invention also includes advantageous developments, the characteristics of which provide additional advantages.
  • the change criterion is checked in the manner described.
  • This change criterion provides in particular that the effective coil current increases.
  • the opening movement of the inlet valve is detected by inducing an induction voltage in the electrical coil of the electromagnet and this leads to an additional induction current which is superimposed on the set coil current and thus causes a larger effective coil current.
  • an average value of the coil current is preferably determined at certain measuring times, that is to say cyclically, for example at intervals in a range from 1 ms to 100 ms.
  • the measured values of the coil current in a range of the last millisecond up to the last 200 ms can be combined to the respective mean value.
  • Start time is that measurement time at which the average value is greater than the average value at the immediately vo ⁇ reaching measuring time. In other words, if the sequence of measurement times increases or increases with the current mean value, this is determined as the start time.
  • the intake valve By energizing the intake valve, as provided for determining the dead center rotational position, the intake valve may not be kept closed, as this would otherwise prevent the opening movement starts at all. To ensure this, it is preferably provided that a current intensity of the coil current during and / or after exceeding the top dead center is set to be smaller than is necessary to close the inlet valve. It is therefore not a coil current to close the inlet valve, but a measuring current.
  • a closing force caused by the coil current is smaller than a spring force of the valve spring, which presses the inlet valve toward the open position. This ensures that is relaxed, at least for the case where the fluid is completely relaxed, so the A ⁇ let pressure in the inlet or low pressure area of the high-pressure pump, the inlet valve opens secure or reliable.
  • the relaxation or expansion of the fluid also has an influence on the starting time at which the inlet valve opens, that is to say the opening movement begins or begins, being offset in time from the top dead center. Because the intake valve does not open already when the piston exceeds the top dead center, but at a later time when the piston has moved away from top dead center and the fluid is so relaxed that the spring force of the valve spring and the pressure force of the inlet pressure together are greater than the pressure of the fluid in the compression chamber.
  • the dead center rotational position is preferably accurately estimated by starting from a rotational position of the motor shaft to the start ⁇ time when, therefore, the intake valve starts or begins to open, is calculated back by a piston stroke is determined, which is necessary to the fluid starting from the top dead center to relax or expand so far that the movement start of the opening movement of the intake valve results.
  • the expansion of the fluid is taken into account.
  • the fluid is still elastically compressed in such a way that it keeps the inlet valve closed even when the piston continues to move.
  • This required piston stroke up to the beginning of the movement need not be recalculated for every piston movement or every movement cycle.
  • Predefined calculation values can be used for this purpose.
  • the described back calculation can be done for example by means of a table or a map.
  • the recalculation is carried out as a function of a temperature and / or a pressure of the fluid.
  • the current elastic modulus (modulus of elasticity) of the fluid can be taken into account, which changes with the temperature and / or the pressure of the fluid. This makes the determination of the dead-center rotational position more precise.
  • a control device for a high-pressure injection system of a motor vehicle is provided according to the invention.
  • the STEU ⁇ ervoriques has a processor device is set to, depending on a rotational signal of a motor shaft which can drive the piston of a high pressure pump of the high ⁇ pressure injection system, to set an intake valve of the high pressure pump to switch a current of Elekt ⁇ romagneten or adjust.
  • the solenoid is activated on the one hand to close the inlet valve and thereby to conduct the ejected fluid through the outlet valve in the manner described.
  • the inlet valve is then re-opened depending on the spring force of the valve spring and the pressure conditions in the inlet valve.
  • the control device can also adjust the said measuring current.
  • the processor device is set up to act on the electromagnet in the ejection phase of the high-pressure pump during and / or after exceeding the top dead center of the piston of the high-pressure pump with a coil current which represents the measuring current.
  • the control device is configured to detect a start time at which the coil current satisfies the change criterion due to a start of movement of an opening movement of the intake valve.
  • the processor input Direction determines the dead center rotational position of the motor shaft, in which the piston is at top dead center.
  • the invention also includes a motor vehicle with the control device according to the invention.
  • the motor vehicle is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention.
  • a piston of a high-pressure pump of a high-pressure injection system of the motor vehicle is driven so that it is cyclically moved back and forth between the bottom dead center and top dead center in the compression chamber.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the motor vehicle according to the invention
  • Fig. 2 is a diagram illustrating a sequence of
  • Fig. 3 is a diagram illustrating a sequence of a
  • Fig. 4 is a schematic representation of the high-pressure pump of
  • FIG. 5 diagrams for illustrating a method for
  • Fig. 1 shows a motor vehicle 10, which may be, for example, a motor vehicle, such as a passenger car or truck.
  • the motor vehicle 10 may include an internal combustion engine 11 which may be coupled to a fuel tank 12 via a high pressure injection system 13 by which a fluid 14 contained in the fuel tank 12, eg, a fuel such as diesel or gasoline, is delivered to the engine 11 can be.
  • the high-pressure injection system 13 may have a high-pressure pump 15 with an inlet valve 16 and a control device 17 for controlling an electromagnet 18 of the inlet valve 16.
  • the control device 17 may adjust a coil current 19 flowing through an electric coil 18 'of the electromagnet 18.
  • the controller 17 may adjust the coil current 19 in response to a rotational position signal 20 that a rotational position of a motor shaft 21 of the motor vehicle 10 describes or signaled ⁇ Siert.
  • the motor shaft 21 may, for example, be coupled to a crankshaft of the internal combustion engine 11.
  • the motor shaft 21 may also be the crankshaft itself.
  • a pin 27 of the inlet valve 16 is thereby moved by means of the coil current 19 by energizing the coil 18 'of the electromagnet 18.
  • a valve spring 28 counteracts the magnetic force of the electromagnet 18 and pushes the pin 27 thereby to an open position, as shown in Fig. 1.
  • the spring force of the Ven ⁇ spring spring 28 is overcome and a valve 29 with the attached pin 27 is moved against the spring force of the valve spring 28 and thereby the inlet valve 16 is closed.
  • FIG. 2 illustrates how this leads to the conveyance of the fluid 14.
  • the intake valve is opened and the piston 22 is moved from a top dead center 31 (see FIG. 1) to the bottom dead center 32.
  • the inlet valve 16 Through the inlet valve 16, the fluid 14 flows into the compression space 33.
  • the piston 22 is moved between a top dead center 31 and a bottom dead center 32 in a compression chamber 33 back and forth.
  • a subsequent ejection phase 34 the piston 22 is moved by the piston movement 23, starting from the bottom dead center 32 toward the top dead center 31 (see FIG. 1).
  • the inlet valve 16 is still open, and the piston 22 thereby expels fluid 14 from the compression space 33 back through the inlet valve 16 (return flow 35).
  • the control device 17 energizes the electromagnet 18 if the rotational position signal 20 of the motor shaft 21 has a corresponding value. As a result, the electromagnet 18 is energized or turned on and the on ⁇ let valve 16 is closed.
  • FIG. 3 again illustrates this process as a function of the rotational position of the motor shaft 21 signaled by the rotational position signal 20, it being assumed here that the sequence of the inlet phase 30 and the ejection phase 34 with the reflux 35 is twice the same for each complete revolution of the motor shaft 21 and the pumping process 36 takes place.
  • Fig. 4 illustrates how in the closed position shown in Fig. 4, the pin 27 is held even when no coil current 19 flows.
  • the piston 22 must first a predetermined intermediate position 39 reach between the top dead center 31 and the bottom dead center 32, so that the fluid 14 in the compression chamber 33 is sufficiently relaxed, so that the pressure in the compression space 33, a compressive force 37 ⁇ results, which is small enough to the pin 27 from the in 4 to the open position shown in Fig. 1 by means of the spring force 38 and the low pressure 37 to move.
  • Fig. 5 shows how, on the one hand, the start of movement of this opening movement of the inlet valve 16, i. whose pin 27 can be detected by the control device 17 and how, on the other hand, starting from this value of the rotational position signal 20 of the motor shaft 21 can be calculated back, which results when the piston 22 is at top dead center 31.
  • Fig. 5 illustrates this with respect to time t on the one hand the flow of fluid F
  • the rotational position signal 20 can be generated by a Drehla ⁇ gegeber 47, for example, as a pulse train, and a temporal course of the coil current 19.
  • the inlet valve by adjusting a current profile 40 is closed for the coil current 19.
  • the coil current 19 may be switched off in a switching pause 41.
  • the coil current 19 can be switched on again with a measuring profile 42 by the control device 17, wherein a current intensity I results from the measuring profile 42 which is smaller than the current intensity I of the current profile 40 Closing the Inlet Valve 16.
  • a mean value 43 of the current I of the coil current 19 remains constant or within a predetermined tolerance until a start of movement of the opening movement of the pin 27 of the inlet valve 16 becomes a start time 44 occurs.
  • start time 44 a balance of forces is compensated as described in FIG. 4.
  • the inlet valve 16 opens at the start time 44. This occurs when the pressure in the compression space 33, ie in its free dead volume, has degraded by the piston movement 23 toward the bottom dead center 32 (intermediate position 39).
  • the movement of the pin 27 and the armature 29 induces in the electrical coil 18 ⁇ an additional induction current, which leads to an increase 45 of the RMS value or mean 43.
  • the beginning of this increase 45 represents a change criterion.
  • the start time 44 can be detected by the control device 17. Taking into account the current modulus of elasticity of the fluid 14, the dead center rotational position 46 of the motor shaft 21 can be determined, at which the piston 22 was at top dead center 31 or also in the next pumping cycle. The following is a calculation example for the recalculation of
  • a current increase in the reduced measuring profile 42 is the natural opening point of the inlet valve (NOP). NOP occurs to BEWE ⁇ supply the beginning of the valve. Before that, the inlet valve remains closed because there is a pressure inside the compression chamber 33 which prevents opening of the inlet valve. The valve will only move when the spring force and the resulting force from the pressure on the low-pressure side become greater than the hydraulic force prevailing in the compression chamber. This can only happen if the pressure in the compression chamber is reduced by the piston movement in the direction of the bottom dead center:
  • valve can only move when the compaction ⁇ processing chamber pressure is below 0.88Mpa.
  • the piston In order to achieve the smallest compression chamber pressure, the piston must complete a certain lifting height in the direction of bottom dead center, so are 39 to the intermediate position.
  • volume (actual high-pressure side high pressure - minimum compression chamber pressure) / modulus * dead volume
  • volume (actual high-pressure side high pressure - minimum compression chamber pressure) / modulus * dead volume
  • the Detection of top dead center 31 of the high-pressure pump in particular solved by software. This is not only a cost effective solution, but also more accurate than previously available solutions with a position sensor for the piston 22.
  • the example shows how an upper dead center can be detected by the invention in a high-pressure pump of a high-pressure injection system.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe (15) eines Hochdruckeinspritzsystems (13), wobei ein Kolben (22) durch eine Motorwelle (21) angetrieben und zu einem oberen Totpunkt (31) und darüber hinaus bewegt wird und hierdurch ein Fluid (14) aus einem Verdichtungsraum (33) ausgestoßen wird und während der Bewegung (23) des Kolbens (22) hin zum oberen Totpunkt (31) das Einlassventil (16) durch Bestromen eines Elektromagneten (18) geschlossen und das Fluid (14) durch ein Auslassventil (26) ausgestoßen wird. Die Erfindung sieht vor, dass durch die Steuervorrichtung (17) während und/oder nach dem Überschreiten des oberen Totpunkts (31) der Elektromagnet (18) mit einem Spulenstrom (19) beaufschlagt und ein Startzeitpunkt (44) detektiert wird, zu welchem der Spulenstrom (19) aufgrund einer Öffnungsbewegung des Einlassventils (16) ein vorbestimmtes Veränderungskriterium (45) erfüllt, und in Abhängigkeit von dem Startzeitpunkt (44) eine Totpunkt-Drehlage (46) der Motorwelle (21) ermittelt wird, bei welcher sich der Kolben (22) im oberen Totpunkt (31) befindet.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe eines Hochdruckeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs sowie Steuervorrichtung und Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe eines Hochdruckeinspritzsystems eines Kraft¬ fahrzeugs. Mittels des Hochdruckeinspritzsystems kann Kraft- Stoff in eine Verbrennungskraftmaschine des Kraftfahrzeugs gefördert werden. Zu der Erfindung gehören auch eine Steuervorrichtung für ein Hochdruckeinspritzsystem sowie ein
Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung. Bei einem Hochdruckeinspritzsystem wird der Kraftstoffdruck, wie er durch eine Hochdruckpumpe des Hochdruckeinspritzsystems erzeugt wird, auf einen Solldruck geregelt. Ein Stellglied dieser Druckregelung ist ein Elektromagnet des Einlassventils. Es handelt sich um ein digitales Einlassventil (DIV - Digital Inlet Valve) , dessen Schließzeitpunkt während einer Ausstoßphase der Hochdruckpumpe darüber entscheidet, wie viel des gepumpten Fluids durch das Auslassventil der Kraftstoffpumpe in den Hochdruckbereich (Rail) ausgestoßen oder gedrückt oder gepumpt wird. Mit anderen Worten ist der Fördergrad der Hochdruckpumpe abhängig vom Ansteuerzeitpunkt des Elektromagneten des Einlassventils. Da eine Feder das Einlassventil dauerhaft hin zu einer Offenstellung drückt, wird ohne Bestromen des Elektromagneten kein Kraftstoff durch das Auslassventil gefördert. Durch Aktivieren eines Ansteuerprofils für den Spulenstrom des Elektromagneten (das sogenannte Peak-and-hold-Stromprofil ) wird das Einlassventil mittels des Elektromagneten geschlossen. Dadurch kann der Kraftstoff innerhalb des Verdichtungsraumes oder Pumpenraumes vom Kolben der Hochdruckpumpe komprimiert und durch das Auslassventil in den Hochdruckbereich gefördert werden.
Das Einstellen der Fördermenge und damit des Solldrucks ist nur dann präzise möglich, wenn die Ansteuerung während der Korn- pressionsphase oder Ausstoßphase (Delivery Phase) der Hoch¬ druckpumpe erfolgt, und zwar noch während der Kolben vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt seiner zyklischen Kolbenbewegung bewegt wird. Deshalb ist es notwendig, den Zeitpunkt des oberen Totpunkts des Kolbens der Hochdruckpumpe zu kennen, um überhaupt den Kraftstoffdruck auf den Solldruck einregeln zu können. Mit einem Zeitpunkt ist hierbei aber nicht unbedingt eine Zeitangabe gemeint. Der Kolben wird in der Regel durch eine Motorwelle, beispielsweise die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ange- trieben, der mittels des Hochdruckeinspritzsystems mit
Kraftstoff versorgt wird. Der obere Totpunkt kann entsprechend auch durch die korrespondierende Drehlage der Motorwelle be¬ schrieben sein. Die Drehlage der Motorwelle im oberen Totpunkt des Kolbens hier als Totpunkt-Drehlage bezeichnet ist.
Aufgrund von Fertigungstoleranzen und/oder durch Variationen der Geometrie der beteiligten Bauteile im Fahrbetrieb ist der Zusammenhang zwischen der Drehlage der Motorwelle und dem oberen Totpunkt durch Kalibrierung zu ermitteln.
Ist die Totpunkt-Drehlage ungenau geschätzt, kann dies zur Folge haben, dass die Kraftstoffpumpe unerwünscht kleine Mengen des zu pumpenden Fluids fördert und einen im Vergleich zur Optimum geringen Wirkungsgrad aufweist. Im schlimmsten Fall tritt gar keine Förderung des zu fördernden oder pumpenden Fluids ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Totpunkt-Drehlage bei einer durch eine Motorwelle angetriebenen Hochdruckpumpe eines Hochdruckeinspritzsystems zu ermitteln.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er¬ findung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
Die Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe eines Hochdruckeinspritzsystems eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. In der beschriebenen Weise wird ein Kolben der Hochdruckpumpe durch eine Motorwelle des Kraftfahrzeugs in an sich bekannter Weise angetrieben. Der Kolben bewegt sich hierdurch in einem Pumpenraum oder Hubraum oder Verdichtungsraum der Hochdruckpumpe zyklisch zwischen einem unteren Totpunkt (geringste Verdichtung) und einem oberen Totpunkt (größte
Verdichtung) . In der sogenannten Einlassphase wird der Kolben dabei zu dem unteren Totpunkt hin bewegt. Währenddessen strömt über ein Einlassventil ein Fluid, zum Beispiel ein Kraftstoff, insbesondere Diesel-Kraftstoff oder Benzin, in den Verdich- tungsraum ein . In der anschließenden Ausstoßphase wird der Kolben ausgehend vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt hin bewegt . Die Ausstoßphase soll hierbei auch die Bewegung des Kolbens über den oberen Totpunkt hinaus umfassen. Denn wie im Weiteren noch erläutert wird, bedeutet die Bewegung über den oberen Totpunkt hinaus nicht, dass gleich wieder neues Fluid in den Verdich¬ tungsraum einströmt. Der Übergang zwischen der Ausstoßphase und der nachfolgenden Einlassphase ergibt sich erst, wenn das Einlassventil sich wieder öffnet. In der Ausstoßphase wird das in den Verdichtungsraum eingeströmte Fluid aus dem Verdichtungsraum wieder ausgestoßen. Bei offenem Einlassventil erfolgt dies durch das Einlassventil (Rückfluss) . Während der Bewegung des Kolbens zum oberen Totpunkt wird dabei das Einlassventil in der beschriebenen Weise z.B. abhängig von einem einzuregelnden Solldruck von einer Steuervorrichtung durch Bestromen eines Elektromagneten geschlossen. Daraufhin wird ein Rückfluss des Fluids durch das Einlassventil gestoppt.
Stattdessen wird das Fluid daraufhin von dem Kolben durch ein Auslassventil ausgestoßen. Für das Geschlossen-Halten des Einlassventils ist der Spulenstrom dabei nicht mehr nötig ist. Nach dem Schließen bleibt das Einlassventil nämlich aufgrund des steigenden Drucks in der dem Verdichtungsraum selbstständig geschlossen . Bei diesem Vorgang muss nun geschätzt werden, bei welcher Drehlage der Motorwelle sich der Kolben im oberen Totpunkt befindet, um den besagten Schließzeitpunkt des Einlassventils in Abhängigkeit vom Solldruckwert festlegen zu können. Erfin- dungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass durch die Steuervor¬ richtung in der Ausstoßphase während und/oder nach dem Überschreiten des oberen Totpunkts der Elektromagnet weiter mit einem Spulenstrom beaufschlagt bleibt. Falls der Elektromagnet nach dem Schließen des Einlassventils ausgeschaltet wurde (also der Spulenstrom unterbrochen wurde) , wird alternativ dazu der Spulenstrom erneut eingeschaltet, also der Elektromagnet erneut mit einem Spulenstrom beaufschlagt. Um den Spulenstrom rechtzeitig einzuschalten, kann von einer geschätzten oder einem Standardwert (Default-Wert) für die Totpunkt-Drehlage ausge¬ gangen werden.
Während nun der Spulenstrom durch den Elektromagneten fließt, wird ein StartZeitpunkt detektiert, zu welchem der Spulenstrom aufgrund eines Bewegungsanfangs einer Öffnungsbewegung des
Einlassventils ein vorbestimmtes Veränderungskriterium erfüllt . Zum Beispiel wird eine Stromstärke des Spulenstroms ermittelt und deren zeitlicher Verlauf daraufhin überprüft, ob das Veränderungskriterium erfüllt. Es wird also die Bewegung, die das Einlassventil aus der Geschlossenstellung heraus in die Of¬ fenstellung durchführt, anhand des zeitlichen Verlaufs des Spulenstroms detektiert. Hierbei ist der Bewegungsanfang wichtig, also der Startzeitpunkt, zu welchem das Einlassventil sich aus der Geschlossenstellung herausbewegt. In Abhängigkeit von dem ermittelten StartZeitpunkt wird die Totpunkt-Drehlage der Motorwelle ermittelt, bei welcher also sich der Kolben in dem oberen Totpunkt befindet. Der besagte Startzeitpunkt, der detektiert wird, kann selber als einen Wert der Drehlage der Motorwelle angegeben sein. Es ist dann also keine Zeitmessung nötig, sondern alle ermittelten Werte können als Drehlagewert der Motorwelle angegeben sein.
Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass zur Bestimmung des oberen Totpunkts keine aufwendige Positionsmessung des Kolbens mittels eines separaten Sensors nötig ist. Die Tot¬ punkt-Drehlage wird indirekt aus dem zeitlichen Verlauf des Spulenstroms ermittelt. Hierzu wird der Spulenstrom nach dem Schließen des Einlassventils weiter aufrechterhalten oder erneut eingeschaltet werden.
Zu der Erfindung gehören auch vorteilhafte Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
Um den Bewegungsanfang der Öffnungsbewegung zu erkennen, wird in der beschriebenen Weise das Veränderungskriterium geprüft. Dieses Veränderungskriterium sieht insbesondere vor, dass der effektive Spulenstrom ansteigt. Mit anderen Worten wird die Öffnungsbewegung des Einlassventils daran erkannt, dass eine Induktionsspannung in der elektrischen Spule des Elektromagneten induziert wird und dies zu einem zusätzlichen Induktionsstrom führt, welcher dem eingestellten Spulenstroms überlagert ist und somit einen größeren effektiven Spulenstrom bewirkt.
Um einen Anstieg des effektiven Spulenstroms zu detektieren, also den zusätzlichen induzierten Strom, wird bevorzugt zu bestimmten Messzeitpunkten, also beispielsweise zyklisch, zum Beispiel in Zeitabständen in einem Bereich von 1 ms bis 100 ms, jeweils ein Mittelwert des Spulenstromes ermittelt. Hierbei können zum Beispiel die Messwerte des Spulenstroms in einem Bereich der letzten Millisekunde bis hin zu den letzten 200 ms zu dem jeweiligen Mittelwert kombiniert werden. Das Veränderungs- kriterium sieht bei dieser Ausführungsform vor, dass der
StartZeitpunkt derjenige Messzeitpunkt ist, zu welchem der Mittelwert größer ist als der Mittelwert zum unmittelbar vo¬ rangegangenen Messzeitpunkt. In anderen Worten ist vorgesehen, falls die Folge der Messzeitpunkte mit dem aktuellen Mittelwert ansteigt oder größer wird, so wird dies als der StartZeitpunkt festgelegt .
Durch das Bestromen des Einlassventils, wie es zum Ermitteln der Totpunkt-Drehlage vorgesehen ist, darf das Einlassventil aber nicht geschlossen gehalten werden, da dies ansonsten verhindern würde, dass die Öffnungsbewegung überhaupt beginnt. Um dies zu gewährleisten, ist bevorzugt vorgesehen, dass eine Stromstärke des Spulenstroms während und/oder nach dem Überschreiten des oberen Totpunkts kleiner eingestellt wird als zum Schließen des Einlassventils mindestens notwendig ist. Es handelt sich somit nicht um einen Spulenstrom zum Schließen des Einlassventils, sondern um einen Messstrom.
Insbesondere ist vorgesehen, dass eine durch den Spulenstrom bewirkte Schließkraft kleiner ist als eine Federkraft der Ventilfeder, welche das Einlassventil zu der Offenstellung hin drückt. Somit ist sichergestellt, dass zumindest für den Fall, dass das Fluid vollständig entspannt ist, also auf den Ein¬ lassdruck im Einlass oder Niederdruckbereich der Hochdruckpumpe entspannt ist, das Einlassventil sicher oder zuverlässig öffnet.
Das Entspannen oder die Expansion des Fluids hat auch einen Einfluss darauf, dass der Startzeitpunkt, zu welchem sich das Einlassventil öffnet, also die Öffnungsbewegung anfängt oder beginnt, zeitlich versetzt zu dem oberen Totpunkt ist. Denn das Einlassventil öffnet sich nicht bereits, wenn der Kolben den oberen Totpunkt überschreitet, sondern zu einem späteren Zeitpunkt, wenn der Kolben sich vom oberen Totpunkt entfernt hat und das Fluid so weit entspannt ist, dass die Federkraft der Ventilfeder und die Druckkraft des Einlassdrucks zusammen größer sind als der Druck des Fluids im Verdichtungsraum. Entsprechend wird bevorzugt die Totpunkt-Drehlage genauer geschätzt, indem sie ausgehend von einer Drehlage der Motorwelle zum Start¬ zeitpunkt, wenn sich also das Einlassventil beginnt oder anfängt zu öffnen, rückgerechnet wird, indem ein Kolbenhub ermittelt wird, der nötig ist, um das Fluid ausgehend von dem oberen Totpunkt soweit zu entspannen oder expandieren, dass sich der Bewegungsanfang der Öffnungsbewegung des Einlassventils ergibt. Mit anderen Worten wird die Expansion des Fluids mit berücksichtigt. Im oberen Totpunkt ist das Fluid noch derart elastisch komprimiert, dass es auch bei Weiterbewegen des Kolbens das Einlassventil weiterhin geschlossen hält. Dieser nötige Kol- benhub bis zum Bewegungsanfang muss nicht für jede Kolbenbewegung oder für jeden Bewegungszyklus neu berechnet werden. Es können hierzu vorgefertigte Berechnungswerte verwendet werden. Das beschriebene Zurückrechnen kann z.B. mittels einer Tabelle oder eines Kennfelds erfolgen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Zurückrechnen in Abhängigkeit von einer Temperatur und/oder eines Drucks des Fluids durchgeführt wird. Hierdurch kann das aktuelle Elastizitätsmodul (E-Modul) des Fluids berücksichtigt werden, das sich mit der Temperatur und/oder dem Druck des Fluids ändert. Dies macht das Ermitteln der Totpunkt-Drehlage präziser.
Um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, ist erfindungsgemäß eine Steuervorrichtung für ein Hochdruckeinspritzsystem eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Die Steu¬ ervorrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, dazu ein- gerichtet ist, in Abhängigkeit von einem Drehlagesignal einer Motorwelle, welche den Kolben einer Hochdruckpumpe des Hoch¬ druckeinspritzsystems antreiben kann, zum Stellen eines Einlassventils der Hochdruckpumpe eine Stromstärke eines Elekt¬ romagneten zu schalten oder einzustellen. Durch Einstellen der Stromstärke wird der Elektromagnet einerseits aktiviert, um das Einlassventil zu schließen und hierdurch in der beschriebenen Weise das ausgestoßene Fluid durch das Auslassventil zu leiten. Durch Abstellen oder Blockieren oder Beenden des Spulenstroms wird das Einlassventil dann in Abhängigkeit von der Federkraft der Ventilfeder und den Druckverhältnissen im Einlassventil wieder geöffnet.
Die Steuervorrichtung kann aber auch den besagten Messstrom einstellen. Hierzu ist die Prozessoreinrichtung dazu einge- richtet, in der Ausstoßphase der Hochdruckpumpe während und/oder nach dem Überschreiten des oberen Totpunkts des Kolbens der Hochdruckpumpe den Elektromagneten mit einem Spulenstrom zu beaufschlagen, der den Messstrom darstellt. Des Weiteren ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, einen StartZeitpunkt zu detektieren, zu welchen der Spulenstrom aufgrund eines Bewegungsanfangs einer Öffnungsbewegung des Einlassventils das Veränderungskriterium erfüllt. In Abhängigkeit von dem ermittelten StartZeitpunkt wird dann durch die Prozessorein- richtung die Totpunkt-Drehlage der Motorwelle ermittelt, bei welcher sich der Kolben im oberen Totpunkt befindet.
Zu der Erfindung gehört schließlich auch ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung. Insgesamt ist das Kraftfahrzeug dazu eingerichtet, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Somit wird also mittels einer Motorwelle ein Kolben einer Hochdruckpumpe eines Hochdruckeinspritzsystems des Kraftfahrzeugs angetrieben, damit dieser zyklisch im Verdichtungsraum zwischen dem unteren Totpunkt und im oberen Totpunkt hin und her bewegt wird.
Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs
Fig. 2 eine Skizze zur Veranschaulichung eine Abfolge von
Ventilstellungen eines Einlassventils ein Ness
Hochdruckeinspritzsystems des Kraftfahrzeugs von Fig. 1;
Fig. 3 eine Skizze zur Veranschaulichung eine Abfolge einer
Einlassphase und einer Ausstoßphase in einer zyklischen
Bewegung eines Kolbens der Hochdruckpumpe;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Hochdruckpumpe des
Kraftfahrzeugs von Fig. 1 während sich deren Kolben vom oberen Totpunkt weg bewegt und eine Öffnungsbewegung des Einlassventils beginnt; und
Fig. 5 Diagramme zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum
Ermitteln der Totpunkt-Drehlage einer Motorwelle des Kraftfahrzeugs .
Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar. In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, bei dem es sich zum Beispiel um einen Kraftwagen, wie zum Beispiel einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, handeln kann. Das Kraftfahrzeug 10 kann einen Verbrennungsmotor 11 aufweisen, der mit einem Kraftstofftank 12 über ein Hochdruckeinspritzsystem 13 gekoppelt sein kann, mittels welchem ein in dem Kraftstofftank 12 enthaltenes Fluid 14, also z.B. ein Kraftstoff, wie zum Beispiel Diesel oder Benzin, zu dem Verbrennungsmotor 11 gefördert werden kann. Hierzu kann das Hochdruckeinspritzsystem 13 eine Hochdruckpumpe 15 mit einem Einlassventil 16 und einer Steuervorrichtung 17 zum Steuern eines Elektromagneten 18 des Einlassventils 16 aufweisen. Die Steuervorrichtung 17 kann einen Spulenstroms 19, der durch eine elektrische Spule 18' des Elektromagneten 18 fließt, einstellen. Die Steuervorrichtung 17 kann den Spulenstrom 19 in Abhängigkeit von einem Drehlagesignal 20 einstellen, dass eine Drehlage einer Motorwelle 21 des Kraftfahrzeugs 10 beschreibt oder signali¬ siert. Die Motorwelle 21 kann beispielsweise mit einer Kur- belwelle des Verbrennungsmotors 11 gekoppelt sein. Es kann sich bei der Motorwelle 21 auch um die Kurbelwelle selbst handeln. Durch die Motorwelle 21 wird auch ein Kolben 22 der Hochdruckpumpe 15 zu einer Kolbenbewegung 23 angetrieben. Durch die Kolbenbewegung 23 des Kolbens 22 in einem Verdichtungsraum 33 wird das Fluid 14 von einer Niederdruckseite 24 der Hochdruckpumpe 15 zu einer Hochdruckseite 25 gefördert. Hierbei fließt das Fluid 14 durch das Einlassventil 16 und ein Auslassventil 26. Ein Stifts 27 des Einlassventils 16 wird hierbei mittels des Spulenstroms 19 durch Bestromen der Spule 18' des Elektromagneten 18 bewegt. Eine Ventilfeder 28 wirkt dabei der Magnetkraft des Elektromagneten 18 entgegen und drückt den Stift 27 hierdurch hin zu einer Offenstellung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Durch Einstellen des Spulenstromes 19 wird die Federkraft der Ven¬ tilfeder 28 überwunden und eine Armatur 29 mit dem daran befestigten Stift 27 entgegen der Federkraft der Ventilfeder 28 bewegt und hierdurch das Einlassventil 16 geschlossen.
Fig. 2 veranschaulicht, wie es hierdurch zum Fördern des Fluids 14 kommt. In einer Einlassphase 30 ist das Einlassventil geöffnet und der Kolben 22 wird von einem oberen Totpunkt 31 (siehe Fig. 1) in zum unteren Totpunkt 32 hin bewegt. Durch das Einlassventil 16 strömt das Fluid 14 in den Verdichtungsraum 33.
Durch die Kolbenbewegung 23 wird der Kolben 22 zwischen einem oberen Totpunkt 31 und einem unteren Totpunkt 32 in einem Verdichtungsraum 33 hin und her bewegt.
In einer anschließenden Ausstoßphase 34 wird durch die Kolbenbewegung 23 der Kolben 22 ausgehend von der unteren Totpunkt 32 hin zum oberen Totpunkt 31 bewegt (siehe Fig. 1) . Das Einlassventil 16 ist weiterhin offen und der Kolben 22 stößt hierdurch Fluid 14 aus dem Verdichtungsraum 33 zurück durch das Einlassventil 16 (Rückfluss 35) . In Abhängigkeit von einem vorgegebenen Solldruck PO bestromt die Steuervorrichtung 17 den Elektromagneten 18, falls das Drehlagesignal 20 der Motorwelle 21 einen entsprechenden Wert aufweist. Hierdurch wird der Elektromagnet 18 bestromt oder eingeschaltet und das Ein¬ lassventil 16 geschlossen. Der Kolben 22 bewegt sich weiter zum oberen Totpunkt hin und verdichtet hierdurch das Fluid 14 in dem Verdichtungsraum 33, bis der Druck im Verdichtungsraum 33 groß genug ist, um das Auslassventil 26 zu öffnen und das Fluid 14 durch das Auslassventil 26 in die Hochdruckseite 25 auszustoßen (Pumpvorgang 36) . Fig. 3 veranschaulicht diesen Vorgang noch einmal in Abhängigkeit von der durch das Drehlagesignal 20 signalisierten Drehlage der Motorwelle 21, wobei hier davon ausgegangen ist, dass pro vollständige Umdrehung der Motorwelle 21 zweimal die Abfolge aus der Einlassphase 30 und der Ausstoßphase 34 mit dem Rückfluss 35 und dem Pumpvorgang 36 stattfindet.
Nachdem der Kolben 22 den oberen Totpunkt 31 erreicht hat, wird er durch die Drehbewegung der Motorwelle 21 wieder zum unteren Totpunkt 32 bewegt. Hierbei öffnet sich das Einlassventil 16 aber nicht sofort, selbst wenn der Spulenstrom 19 abgeschaltet ist. In Fig. 3 ist dies durch eine Schraffur symbolisiert.
Fig. 4 veranschaulicht, wie in der in Fig. 4 dargestellten Geschlossenstellung der Stift 27 selbst dann gehalten wird, wenn kein Spulenstroms 19 fließt. Grund dafür ist, dass der Nie¬ derdruck 37 zusammen mit der Federkraft 38 der Ventilfeder 28 selbst nach Überschreiten des oberen Totpunkts 31 kleiner ist als die Druckkraft 37 λ des komprimierten Fluids 14 im Verdich- tungsraum 33. Der Kolben 22 muss zunächst eine vorbestimmte Zwischenstellung 39 zwischen dem oberen Totpunkt 31 und dem unteren Totpunkt 32 erreichen, damit das Fluid 14 im Verdichtungsraum 33 weit genug entspannt ist, so dass der Druck im Verdichtungsraum 33 eine Druckkraft 37 λ ergibt, die klein genug ist, um den Stift 27 aus der in Fig. 4 gezeigten geschlossenen Stellung hin zur in Fig. 1 gezeigten Offenstellung mittels der Federkraft 38 und des Niederdrucks 37 zu bewegen.
Fig. 5 zeigt, wie zum einen der Bewegungsanfang dieser Öff- nungsbewegung des Einlassventils 16, d.h. dessen Stift 27, durch die Steuervorrichtung 17 erkannt werden kann und wie zum anderen ausgehend hiervon auf denjenigen Wert des Drehlagesignals 20 der Motorwelle 21 zurückgerechnet werden kann, der ergibt, wenn sich der Kolben 22 im oberen Totpunkt 31 befindet.
Fig. 5 veranschaulicht hierbei über der Zeit t zum einen den Fluidfluss F, das Drehlagesignal 20, das durch einen Drehla¬ gegeber 47 beispielsweise als Pulsfolge erzeugt werden kann, und einen zeitlichen Verlauf des Spulenstroms 19. Bei dem in Fig. 5 veranschaulicht Beispiel ist davon ausgegangen, dass es keinen Rückfluss 35 geben soll, sondern im unteren Totpunkt 32 das Einlassventil durch Einstellen eines Stromprofils 40 für den Spulenstrom 19 geschlossen wird. Nach Beenden des Stromprofils 40 kann der Spulenstroms 19 in einer Schaltpause 41 abgeschaltet sein. Auf Grundlage beispielsweise eines Standardwerts oder einer zuvor geschätzten Totpunkt-Drehlage kann durch die Steuervorrichtung 17 der Spulenstrom 19 mit einem Messprofil 42 wieder eingeschaltet werden, wobei sich durch das Messprofil 42 eine Stromstärke I ergibt, die kleiner ist als die Stromstärke I des Stromprofils 40 zum Schließen des Einlassventils 16. Nach dem der obere Totpunkt 31 vom Kolben 22 passiert wurde, bleibt ein Mittelwert 43 der Stromstärke I des Spulenstroms 19 so lange konstant oder innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs, bis ein Bewegungsanfang der Öffnungsbewegung des Stift 27 des Einlassventils 16 zu einen StartZeitpunkt 44 eintritt. Zum StartZeitpunkt 44 ist eine Kräftebilanz wie in Fig. 4 beschrieben ausgeglichen. Mit anderen Worten öffnet das Einlassventil 16 zum StartZeitpunkt 44, wenn die Federkraft 38 und die hydraulische Kraft des Niederdrucks 37 in der Summe größer ist als die hydraulische Druckkraft 37 λ im Verdichtungsraum 33. Dies tritt dann auf, wenn sich der Druck im Verdichtungsraum 33, d.h. in dessen freien Totvolumen, durch die Kolbenbewegung 23 in Richtung zum unteren Totpunkt 32 abgebaut hat (Zwischenstellung 39) .
Die Bewegung des Stifts 27 und der Armatur 29 induziert in der elektrischen Spule 18 λ einen zusätzlichen Induktionsstrom, der zu einer Steigerung 45 des Effektivwerts oder Mittelwerts 43 führt. Der Beginn dieser Steigerung 45 stellt ein Veränderungskriterium dar. Durch Vergleichen der Mittelwerte 43 aufeinanderfolgen der Zeitpunkte kann durch die Steuervorrichtung 17 der StartZeitpunkt 44 detektiert werden. Unter Berücksichtigung des aktuellen Elastizitätsmoduls des Fluids 14 kann die Totpunkt-Drehlage 46 der Motorwelle 21 ermittelt werden, zu welcher sich der Kolben 22 im oberen Totpunkt 31 befand oder auch im nächsten Pumpzyklus befindet. Im Folgenden ist ein Rechenbeispiel zum Rückrechnen vom
StartZeitpunkt 44 auf die Totpunkt-Drehlage 46 angegeben. Ein Stromanstieg im reduzierten Messprofil 42 ist der natürliche Öffnungspunkt des Einlassventils (NOP) . NOP tritt zum Bewe¬ gungsanfang des Ventils auf. Davor bleibt das Einlassventil geschlossen, da innerhalb des Verdichtungsraumes 33 ein Druck herrscht, der das Öffnen des Einlassventils verhindert. Das Ventil wird sich erst dann bewegen, wenn die Federkraft und die resultierende Kraft aus dem Druck auf der Niederdruckseite grösser werden als die im Verdichtungsraum herrschende Hydraulikkraft. Dies kann nur dann geschehen, wenn der Druck im Verdichtungsraum durch die Kolbenbewegung in Richtung des unteren Totpunktes abgebaut ist:
(Federkraft beim geschlossenen Ventil + hydraulische kraft im Niederdruckseite) > (Hydraulische Kraft im Verdichtungsraum 33) => Einlassventil 16 kann sich bewegen
Minimum Verdichtungsraumdruck = (Federkraft beim geschlossenen Ventil + hydraulische Kraft auf Niederdruckseite) /Fläche
Zum Beispiel bei einem Verbrennungsmotor im Leerlauf (Vor- druck: 5bar; Diesel)
(14,25N + ( 500000 Pa * 1.6578415 x 10"5 m2) ) / 2.55xl0"5m2 = 883882Pa oder 0.88Mpa Das heißt, das Ventil kann erst bewegen wenn die Verdich¬ tungsraumdruck unter 0.88Mpa ist.
Um den kleinsten Verdichtungsraumdruck zu erreichen, muss der Kolben eine bestimmte Hubhöhe in die Richtung des unteren Totpunktes absolvieren, also bist zur Zwischenstellung 39.
Den dazu notwendigen Kolbenhub kann man mit Gleichung von Bernoulli berechnen: Volumen = (Aktueller Hochdruck der Hochdruckseite - Minimum Verdichtungsraumdruck) /E-Modul * Totvolumen Zum Beispiel beim Motorleerlauf (Hochdruck : 20Mpa; Kraftstofftemperatur : 40°C; Diesel; Pumpe-zu-Motor-Verhältnis : 1:1):
(20000000Pa - 383882Pa) / 13555xl05Pa * 0,10461ml = 0,001475 ml
Minimaler Kolbenweg = Weg-Volumen-Verhältnis (als Wertetabelle oder Kennlinie bereitstellbar) = 3,28° Kurbelwelle (KW)
Das heißt, der Druck im Verdichtungsraum wird durch ein Kolbenweg von 3,28°KW auf den „Minimum Verdichtungsraumdruck" entspannt.
Den oberen Totpunkt 31 der Hochdruckpumpe kann man dann somit berechnen zu: Oberer Totpunkt = NOP-Position ( StartZeitpunkt 44) minus den minimalen Kolbenweg (3,28°KW)
Zum Beispiel: Wenn die NOP-Position ist 7° KW (Drehlagesignal 20 weist für den StartZeitpunkt 44 den Drehlagewert 7°KW auf) z.B. in Bezug auf einen oberen Totpunkt 48 des Verbrennungsmotors 11 selbst, so ergibt sich der obere Totpunkt 31 der Hochdruckpumpe zu: 7° - 3,28° = 3,72° KW nach dem oberen Totpunkt des Verbrennungsmotors 11. Bei dem beschriebenen Verfahren wird die Erkennung des oberen Totpunkts 31 der Hochdruckpumpe insbesondere über Software gelöst. Dies ist nicht nur eine kostengünstige Lösung, sondern auch genauer als die bisher verfügbare Lösungen mit einem Positionssensor für den Kolben 22.
Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung bei einer Hochdruckpumpe eines Hochdruckeinspritzsystems ein oberer Totpunkt erkannt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Hochdruckpumpe (15) eines Hochdruckeinspritzsystems (13) eines Kraftfahrzeugs (10), wobei ein in einem Verdichtungsraum (33) angeordneter Kolben (22) der Hochdruckpumpe (15) durch eine Motorwelle (21) des Kraft¬ fahrzeugs (10) angetrieben wird und hierbei in einer Einlassphase (30) zu einem unteren Totpunkt (32) bewegt wird und währenddessen über ein Einlassventil (16) ein Fluid (14) in den Verdich- tungsraum (33) einströmt und in einer anschließenden Ausstoßphase (34) der Kolben (22) zu einem oberen Totpunkt (31) und darüber hinaus bewegt wird und hierdurch das eingeströmte Fluid (14) aus dem Verdichtungsraum (33) ausgestoßen wird und während der Bewegung (23) des Kolbens (22) hin zum oberen Totpunkt (31) das Einlassventil (16) von einer Steuervorrichtung (17) durch Bestromen eines Elektromagneten (18) geschlossen und daraufhin das Fluid (14) von dem Kolben (22) durch ein Auslassventil (26) ausgestoßen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass durch die Steuervorrichtung (17) in der Ausstoßphase (34) während und/oder nach dem Überschreiten des oberen Totpunkts (31) der Elektromagnet (18) weiter oder erneut mit einem Spulenstrom (19) beaufschlagt wird und ein StartZeitpunkt (44) detektiert wird, zu welchem der Spulenstrom (19) aufgrund eines Bewe¬ gungsanfangs einer Öffnungsbewegung des Einlassventils (16) ein vorbestimmtes Veränderungskriterium (45) erfüllt, und in Ab¬ hängigkeit von dem ermittelten StartZeitpunkt (44) eine Tot¬ punkt-Drehlage (46) der Motorwelle (21) ermittelt wird, bei welcher sich der Kolben (22) im oberen Totpunkt (31) befindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Veränderungskriterium (45) vorsieht, dass der effektive Spulenstrom ansteigt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei zu vorbestimmten Messzeitpunkten jeweils ein Mittelwert (43) des Spulenstromes (19) ermittelt wird und das Veränderungskriterium (45) vorsieht, dass der StartZeitpunkt (44) derjenige Messzeitpunkt ist, zu welchem der Mittelwert (43) größer ist als der Mittelwert (43) zum unmittelbar vorangegangenen Messzeitpunkt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Stromstärke (I) des Spulenstroms (19) während und/oder nach dem Überschreiten des oberen Totpunkts (31) kleiner eingestellt wird zum Schließen des Einlassventils (16) mindestens notwendig ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine durch den Spulenstrom (19) bewirkte Schließkraft kleiner ist als eine Federkraft (38) einer Ventilfeder (28), welche das Ein¬ lassventil (16) zu einer Offenstellung hin drückt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Totpunkt-Drehlage (46) ausgehend von einer Drehlage der Mo¬ torwelle (21) zum StartZeitpunkt (44) rückgerechnet wird, indem ein Kolbenhub ermittelt wird, der nötig ist, um das Fluid (14) ausgehend von dem oberen Totpunkt (31) soweit zu entspannen, dass sich der Bewegungsanfang der Öffnungsbewegung des Einlassventils (16) ergibt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Rückrechnen in Ab- hängigkeit von einer Temperatur und/oder eines Drucks des Fluids durchgeführt wird.
8. Steuervorrichtung (17) für ein Hochdruckeinspritzsystem (13) eines Kraftfahrzeugs (10), wobei eine Prozessoreinrichtung der Steuervorrichtung (17) dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem Drehlagesignal (20) einer Motorwelle (21) eine Stromstärke (I) eines Elektromagneten (18) zum Stellen eines Einlassventils (16) einer Hochdruckpumpe (15) des Hochdruck¬ einspritzsystems (13) zu bestromen, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass die Prozessoreinrichtung dazu eingerichtet ist, in einer Ausstoßphase (34) der Hochdruckpumpe (15) während und/oder nach dem Überschreiten eines oberen Totpunkts (31) eines Kolbens (22) der Hochdruckpumpe (15) den Elektromagneten (18) mit einem Spulenstrom (19) zu beaufschlagen und einen StartZeitpunkt (44) zu detektieren, zu welchem der Spulenstrom (19) aufgrund eines Bewegungsanfangs einer Öff¬ nungsbewegung des Einlassventils (16) ein vorbestimmtes Ver¬ änderungskriterium (45) erfüllt, und in Abhängigkeit von dem ermittelten StartZeitpunkt (44) eine Totpunkt-Drehlage (46) der Motorwelle (21) zu ermitteln, bei welcher sich der Kolben (22) im oberen Totpunkt (31) befindet.
9. Kraftfahrzeug (10) mit einer Steuervorrichtung (17) nach Anspruch 8, wobei das Kraftfahrzeug (10) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
PCT/EP2017/054941 2016-09-26 2017-03-02 Verfahren zum betreiben einer hochdruckpumpe eines hochdruck- einspritzsystems eines kraftfahrzeugs sowie steuervorrichtung und kraftfahrzeug WO2018054553A1 (de)

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