Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Druckspeichers, insbesondere für Common-Rail-Einspritzsysteme in der Kfz- Technik

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektrotechnik und des Maschinenbaus und befasst sich mit Vorrichtungen und Verfah- ren zum Betreiben eines Druckspeichers, insbesondere für Com- mon-Rail-Systeme der Kraftfahrzeugtechnik. Konkreter beschäftigt sich die Erfindung mit der Notwendigkeit, in einem derartigen Druckspeicher einen steuerbaren Fluiddruck aufrechtzuerhalten, insbesondere auch dann, wenn Fluid dem Druckspei- eher gewollt oder ungewollt entweicht und neues Fluid unter hohem Druck eingebracht werden muss.

Üblicherweise wird bei Hochdruckeinspritzsystemen in der Automobiltechnik der Kraftstoffdruck im Druckspeicher auf einen Solldruck geregelt. Das Regelsystem umfasst üblicherweise ei ^¬ nen Hochdrucksensor im Hochdrucksystem, der den Istdruck er- fasst und an die Regelung weitergibt. Ist ein derartiger Hochdrucksensor defekt, so funktioniert die Regelung nicht mehr, und ergibt sich ein Systemüber- oder -unterdruck.

Aufgrund der modernen Hochdrucksysteme mit geringer Leckage können sich aufgrund der weitgehenden Optimierung bei Ausfällen besonders leicht falsche Druckniveaus einstellen. Dadurch ergibt sich insbesondere dann eine Gefahr, wenn in dem System kein Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist. Der Einsatz von Druckbegrenzungsventilen bedeutet jedoch eine Investition, die gegebenenfalls vermieden werden kann, wenn es möglich wird, einen ausfallenden Hochdrucksensor im Notfall zu ersetzen .

Besonders hohe Anforderungen an die Funktion der Regelung ergeben sich bei modernen Systemen insbesondere auch dann, wenn entsprechende Druckabbauventile nicht als analoge Ventile vorgesehen, sondern als digitale Druckabbauventile in die Re ^¬ gelung aktiv mit einbezogen sind.

Bisher ist zum Abfangen des Ausfalls eines Hochdruckventils lediglich ein Notbetrieb über eine Vorsteuerung bekannt, bei dem eventuell auftretender Überdruck über eine Systemleckage mittels eines analogen Druckregelventils abgeführt wird. Auch hier kann versucht werden, ohne ein Druckbegrenzungsventil dennoch Systemüberdruck zu vermeiden.

Üblich sind bei Druckspeichern, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich bei Kraftstoffeinspritzsystemen, Regelungssysteme, bei denen eine Hochdruckpumpe Kraftstoff in den Druck ^¬ speicher fördert und mittels einer Stellgröße angesteuert wird. Üblicherweise wird die geförderte Kraftstoffmenge durch ein Zumessventil im Zulauf der Hochdruckpumpe gesteuert.

Derartige Einspritzsysteme sind beispielsweise aus der DE 101 11 293 AI und aus der DE 10 2007 059 116 AI bekannt. Übli- cherweise sind solche Regelsysteme noch mit Druckabbauventi ^¬ len kombiniert, die den Abbau von Überdruck im Druckspeicher erlauben, was im Zuführungszweig des Kraftstoffs nicht mög ^¬ lich ist. Ein derartiges System ist beispielsweise aus der DE 101 08 202 AI bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt im Zusammenhang mit Druckspeichersystemen im Allgemeinen vor dem Hintergrund des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Druckspeichers zu schaffen, die eine hohe Betriebssicherheit bei einem möglichst geringen konstruktiven und verfahrenstechnischen Aufwand verbinden und es erlauben, den Druck im Druckspeicher möglichst zuverlässig in einem Zielbereich zu halten. Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Erfindung gemäß Pa ^¬ tentanspruch 1 durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Er- findung an. Der Patentanspruch 11 bezieht sich auf findungsgemäße Vorrichtung zur Lösung der Aufgabe.

Demgemäß bezieht sich der Patentanspruch 1 auf ein Verfahren zum Betreiben eines Druckspeichers, bei dem eine Pumpe perio ^¬ disch während einer Kompressionsphase in einem Pumpraum den Druck eines dort befindlichen Fluids erhöht und Fluid unter hohem Druck mittels eines differenzdruckgesteuerten Ausstoßventils vom Pumpraum in den Druckspeicher eingelassen wird und bei dem während einer auf eine Kompressionsphase folgen ^¬ den Dekompressionsphase mittels eines steuerbaren Ansaugven ^¬ tils Fluid aus einem Fluidreservoir in den Pumpraum eingelassen wird. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird in diesem Zusammenhang dadurch gelöst, dass der Fluiddruck im Druckspeicher mittels einer Druckbestimmung im Pumpraum ermittelt wird.

Üblicherweise ist die Sollgröße, die bei einem derartigen Druckspeicher eingehalten werden muss, der Solldruck des Fluids im Druckspeicher. Das Fluid kann dabei sowohl eine Flüssigkeit als auch ein Gas sein. Der Druckspeicher kann beispielsweise ein Druckspeicher für die Wasserversorgung oder auch besonders vorteilhaft ein Druckspeicher eines Com- mon-Rail-Systems im Rahmen eines Kraftstoffeinspritzsystems der Automobiltechnik sein.

Üblicherweise sind zur Regelung des Drucks im Druckspeicher Hochdrucksensoren vorgesehen, die den Druck unmittelbar im Druckspeicher selbst erfassen und eine Regelung auf eine Sollgröße zulassen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch der Druck im Druckspeicher mittelbar durch eine Druckbestimmung im Pumpraum ermittelt.

Der Druck im Pumpraum ist üblicherweise größeren periodischen genau definierten Druckschwankungen unterworfen, da in dem Pumpraum üblicherweise das zu fördernde Fluid zunächst auf einem niedrigen Druckniveau eingebracht und dort einer Kom ^¬ pression oder anderen Maßnahmen zur Druckerhöhung unterworfen wird. Erst wenn der Druck im Pumpraum den Solldruck im Druckspeicher erreicht hat, wird Fluid aus dem Pumpraum in den Druckspeicher eingelassen. Danach wird die Verbindung zwischen dem Pumpraum und dem Druckspeicher unterbrochen, und die Pumpe durchläuft einen weiteren Zyklus, in dem Fluid auf geringerem Druckniveau in den Pumpraum eingelassen wird.

Üblicherweise wird bei der Ausleitung des Fluids vom Pumpraum in den Druckspeicher so lange Fluid geliefert, bis der Druck im Pumpraum unter den Druck im Druckspeicher fällt. Wird darauf das Ventil (Ausstoßventil) geschlossen, welches den Pumpraum mit dem Druckspeicher verbindet, so kann aus dem im Pumpraum verbleibenden Fluiddruck der zu diesem Zeitpunkt im Druckspeicher herrschende Druck geschlossen werden.

Wenn darauffolgend in dem Pumpraum thermodynamisch nachvollziehbare Maßnahmen, wie beispielsweise eine Dekompression durch Umkehr eines Pumpkolbens, getroffen werden, so lässt sich auch aus einem abgesunkenen Druck im Pumpraum später noch der Maximaldruck berechnen, sofern die entsprechenden Maßnahmen, beispielsweise der zurückgelegte Weg des Pumpkol ^¬ bens und damit die Volumenexpansion im Pumpraum, bekannt sind. Somit kann durch eine Druckmessung im Pumpraum auf den Druck im Fluidraum zurückgeschlossen werden, ohne dass im Druckspeicher unmittelbar ein funktionierender Drucksensor vorgesehen sein muss. Dies kann z.B. verwendet werden, wenn ein Drucksensor im Druckspeicher gar nicht vorhanden oder ausgefallen ist oder überprüft werden soll.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann hierzu vorsehen, dass der Druck im Pumpraum zu einem Zeitpunkt zwischen dem Schließen des Ausstoßventils und dem darauffolgenden Einlass von Fluid in den Pumpraum gemessen wird. Es wird somit aus dem veränderten Druckniveau im Pumpraum nach dem Abfließen des Fluids in den Druckspeicher in der Folge beispielsweise einer zyklischen Dekompressionsphase bei einer Kolbenpumpe der Druck im Pumpraum bestimmt und auf den Druck zum Zeitpunkt des Schließens des Ausstoßventils zurückgerech ^¬ net .

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Druck im Pumpraum zum Zeitpunkt der Öffnung des Ansaugventils, insbesondere durch die Ermittlung der Position des Pumpkolbens zu diesem Zeitpunkt, bestimmt wird.

Beim Öffnen des Ansaugventils ist üblicherweise die Druckdif- ferenz der Drücke im Pumpraum und in dem Fluidreservoir außerhalb des Pumpraums durch ein Ventil zu überwinden. Ein solches Ansaugventil kann beispielsweise als Differenzdruck ^¬ ventil ausgebildet sein, das beispielsweise öffnet, sobald die Druckniveaus auf beiden Seiten des Ventils übereinstimmen oder sich um einen definierten Wert unterscheiden. Ein solches Ventil kann auch eine gewisse Vorspannung, beispielswei ^¬ se mittels einer in Öffnungs- oder Schließrichtung vorgespannten Feder, aufweisen, so dass eine bestimmte Druckdiffe ^¬ renz zwischen beiden Räumen vorhanden sein muss, damit das Ansaugventil öffnet. Zudem kann auch die Kraft, die durch ei ^¬ nen Ventilstößel zum Öffnen des Ventils aufgebracht werden muss, gemessen und berücksichtigt werden. In jedem dieser Fälle ist es jedoch möglich, sofern der Druck im Fluidreservoir bekannt ist, zum Zeitpunkt der Öffnung des Ansaugventils hieraus auf den Druck im Pumpraum zu schließen. Ist zudem der Zeitpunkt der Öffnung des Ansaugventils im Betriebszyklus der Pumpe bekannt, so kann hieraus auf die Position eines Pump ^¬ kolbens zum Zeitpunkt der Öffnung des Ansaugventils und damit auf ein Kompressionsverhältnis bzw. eine Druckänderung seit dem Zeitpunkt der höchsten Komprimierung / Schließung des

Ausstoßventils geschlossen werden. Hierdurch kann auf den maximal zum Beginn des Dekomprimierungsvorgangs erzielten Druck im Pumpraum geschlossen werden, der üblicherweise dem Druck im Druckspeicher entspricht, da im Bereich des Maximaldrucks im Pumpraum dieser mit dem Druckspeicher durch Öffnen des entsprechenden Ausstoßventils verbunden ist. Wird das Ansaugventil elektronisch betätigt, so kann aus der aufzubringenden Kraft zum Öffnen des Ventils, oder, falls das Ventil stromlos offen gehalten wird aus dem Zeitpunkt der Öffnung im Pumpzyklus auf den Differenzdruck und damit bei Bekanntsein des Drucks im Fluidreservoir auf den momentanen Druck im Pumpraum geschlossen werden. Auch in diesem Fall kann, wenn der Zeitpunkt der Öffnung des Ansaugventils be ^¬ kannt ist, auf den Druck im Pumpraum vor Beginn der Dekompression zurückgerechnet werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht somit vor, dass aus dem Zeitpunkt der Öffnung des Ansaugventils, insbesondere aus der Zeitdifferenz zwischen dem Öffnungszeit ^¬ punkt des Ansaugventils und dem Zeitpunkt der Maximalkompres- sion der Pumpe oder des Schließens des Ausstoßventils, der

Druck im Pumpraum zum Schließzeitpunkt des Ausstoßventils in der vorangegangenen Kompressionsphase ermittelt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass die Position eines den Pumpraum begrenzenden, antreibbaren Pumpkolbens zum Öffnungszeitpunkt des Ansaugven ^¬ tils, insbesondere unter Berücksichtigung der Pumpgeschwindigkeit, ermittelt wird. Aus der Pumpgeschwindigkeit kann beispielsweise durch rechnerische Ermittlung oder auch durch Ermittlung in einer Referenzliste in einer Auswerteeinrichtung festgestellt werden, in welcher Position sich ein Pumpkolben der Pumpe zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet, zu dem eine Druckmessung im Pumpraum möglich ist, beispielsweise zum Zeitpunkt der Öffnung des Ansaugventils. Die Erfassung der Pumpengeschwindigkeit erlaubt somit gemeinsam mit der

Zeiterfassung des Zeitpunkts der Druckbestimmung eine zuverlässige Ermittlung des Drucks im Pumpraum bei einer beliebi ^¬ gen anderen Kolbenstellung des Pumpkolbens und somit auch im Bereich des Übergangs von der Kompressionphase in die Dekomp- ressionsphase, wenn der Druck im Pumpraum gerade unter den Druck im Druckspeicher sinkt. Insofern ist es ein vorteilhafter Aspekt des erfindungsgemä ^¬ ßen Verfahrens, dass aus der Position des Pumpkolbens zum Öffnungszeitpunkt des Ansaugventils ein Kompressionsverhält ^¬ nis ermittelt wird.

Die Erfindung kann zudem dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, dass das Ansaugventil elektromagnetisch mittels eines eine Magnetspule durchfließenden Stroms und eines durch das Feld der Magnetspule antreibbaren Ankers steuerbar ist. Der Anker kann beispielsweise mit einem Stößel des Ansaugventils verbunden sein, an dessen Ende ein Ventilverschlusselement vorgesehen ist, das gegen eine Ventilöffnung schließbar ist. Mit einer bestimmten durch das Magnetfeld der Magnetspule erzeugbaren auf den Anker wirkenden Kraft kann dann das Ven- til beispielsweise geöffnet werden. Aus dem Strom, mit dem die Magnetspule beaufschlagt werden muss, um eine Bewegung des Ankers zu erzeugen, kann die Kraft ermittelt werden, die in dem Ansaugventil zur Öffnung zu überwinden ist. Diese kann beispielsweise durch einen Differenzdruck erzeugt sein, der auf beiden Seiten des Ventils wirkt, oder durch eine Anpress ^¬ kraft, die durch eine Anpressfeder im Ventil wirkt und das Ventil beispielsweise in der geschlossenen Stellung hält, bis sie durch einen Differenzdruck und/oder die Kraft des Ankers überwunden wird. Das Ventil kann aber auch stromlos offen ge- halten sein, beispielsweise durch eine zusätzliche, in Öff ^¬ nungsrichtung wirkende Feder.

Die Erfindung kann zudem vorteilhaft dadurch ausgestaltet werden, dass der die Magnetspule durchfließende Strom bezüg- lieh der Stromstärke überwacht wird.

Es kann zudem vorgesehen sein, dass ein durch eine Öffnungsbewegung des Ansaugventils und des Ankers in der Magnetspule verursachtes Stromsignal des durch die Magnetspule fließenden Stroms erfasst und diesem ein Öffnungszeitpunkt des Ansaug ^¬ ventils zugeordnet wird. Damit ist der Zeitpunkt genau be ^¬ stimmbar, zu dem der Anker sich im Feld der Magnetspule zu bewegen beginnt, und damit der Zeitpunkt, zu dem die Öffnung des Ansaugventils einsetzt. Gleichzeitig ist mit der die Mag ^¬ netspule zu diesem Zeitpunkt durchfließenden Stromstärke auch die Kraftwirkung bestimmbar, die in Summe auf den Anker wirkt, und damit bei Bekanntsein der Konstruktion des Ven- tils, beispielsweise auch vorhandener Vorspannfedern, auch der Druck, der im Pumpraum herrscht, bzw. der Differenzdruck zwischen dem Druck im Pumpraum auf der einen Seite des Ventils und dem Druck im Fluidreservoir auf der anderen Seite des Ventils. Der Zeitpunkt dieser Druckmessung ist, wie oben beschrieben, durch das Stromsignal bestimmt, das sich durch den Bewegungsbeginn des Ankers und damit durch die plötzliche Änderung der magnetischen Eigenschaften des aus Magnetspule und Anker bestehenden Systems bemerkbar macht. Es ergibt sich eine induktive Wirkung, die beispielsweise als Strommaximum oder Knick in der Stromverlaufskurve erkennbar ist. Ein derartiges Signal kann elektronisch diskriminiert werden, und damit kann der Öffnungszeitpunkt des Ansaugventils genau be ^¬ stimmt werden.

Die induktive Wirkung der Bewegung des Ankers kann auch als Indikator für die Öffnungsbewegung genutzt werden, wenn keine Öffnungskraft durch die Magnetspule erzeugt wird und das Ven ^¬ til stromlos durch eine Feder offen gehalten wird. Es kann ein minimaler Strom durch die Magnetspule geschickt werden, der praktisch keine Kraft auf den Anker erzeugt, aber die Er- kennung der Induktion auf der Stromkurve einfach ermöglicht.

Die Erfindung bezieht sich außer auf ein Verfahren zum Betreiben eines Druckspeichers auch auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Fluiddrucks in einem Druckspeicher mit einer Pumpe, die einen durch einen antreibbaren Pumpkolben begrenzten Pumpraum aufweist, wobei der Pumpraum einerseits mittels eines differenzdruckgesteuerten Ausstoßventils mit dem Druckspeicher und andererseits mittels eines steuerbaren Ansaug ^¬ ventils mit einem Fluidreservoir verbindbar ist, sowie mit einer Ansteuereinrichtung, die mittels einer

strombeaufschlagbaren Magnetspule und eines durch das Feld der Magnetspule antreibbaren Ankers das Ansaugventil steuert, und mit einer Messeinrichtung, die den die Magnetspule durch- fließenden Strom bezüglich der Stromstärke erfasst und auf ein Stromsignal überwacht, das durch eine Bewegung des Ankers im Feld der Magnetspule erzeugt wird.

Eine derartige Vorrichtung erlaubt durch die Messeinrichtung, die den die Magnetspule durchfließenden Strom bezüglich der Stromstärke erfasst und auf ein Stromsignal überwacht, das durch eine Bewegung des Magnetankers erzeugt wird, eine ge ^¬ naue Erfassung des Öffnungszeitpunktes des Ansaugventils und damit, wie oben beschrieben, eine Ermittlung des Drucks im Pumpraum beim Schließen des Ausstoßventils zum Druckspeicher. Damit kann auch ohne einen funktionierenden Drucksensor im Druckspeicher der Druck dort mit einer vertretbaren Genauigkeit ermittelt und überwacht werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei ^¬ spiels in Figuren einer Zeichnung gezeigt und nachfolgend er ^¬ läutert. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch eine Übersicht über eine erfindungs ^¬ gemäße Vorrichtung zum Erzeugen eines Fluiddrucks in einem Druckspeicher,

Fig. 2 zwei typische Stromstärkenverläufe des Stroms

durch die Magnetspule, durch die das Ansaugventil gesteuert wird,

Fig. 3 den Verlauf des Pumpzyklus, gegen die Zeit aufge ^¬ tragen, gemeinsam mit einer Darstellung des

Stromverlaufs in der Magnetspule, die mittels ei ^¬ nes Ankers das Ansaugventil ansteuert, sowie

Fig. 4 ein Verfahrensablaufdiagramm zur Bestimmung des

Drucks im Druckspeicher.

Figur 1 zeigt schematisch einen Druckspeicher 1, der z.B. durch einen Common-Rail-Druckspeicher in einem Kraftstoffein- spritzsystem eines Fahrzeugs gebildet sein kann. Am unteren Teil des Druckspeichers 1 sind Auslässe 2, 3 dargestellt, wo üblicherweise Einspritzventile angeordnet sind. Diese sind der Übersichtlichkeit halber in der vorgelegten Zeichnung weggelassen .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu vorgesehen, Fluid, also im vorliegenden Fall eine Flüssigkeit in Form von Kraft ^¬ stoff, unter hohem Druck, typischerweise vielen hundert Bar, im Druckspeicher bereitzustellen bzw. in den Druckspeicher zu befördern. Dazu ist ein Pumpraum 4 vorgesehen, der im Fluid- einlassbereich durch eine erste Wand 6, im Fluidauslassbe- reich durch eine zweite Wand 7 und zusätzlich durch einen Pumpkolben 5 begrenzt ist. Die erste Wand 6 weist eine Öffnung 6a auf, durch die Fluid von einem Fluidreservoir 8 in den Pumpraum 4 strömen kann. Die Öffnung 6a ist mittels eines ersten Verschlusskörpers 9, beispielsweise in Form eines Kegels, unter Ausbildung eines Ansaugventils derart verschließbar, dass kein Fluid durch die Öffnung 6a hindurchströmen kann. Durch eine erste Druckfeder 11 wird dazu der erste Verschlusskörper 9 von dem Rand der Öffnung 6a, der einen Ventilsitz bildet, weggedrückt, das heißt, die Feder 11 wirkt in Öffnungsrichtung des Ventils. Die Feder 11 kann entgegen der in Fig. 1 vereinfachten Dar- stellungsweise, außerhalb des Pumpraums, beispielsweise im Bereich der Magnetspule 15, am Stößel 13 angreifen.

Da üblicherweise der Druck im Fluidreservoir 8 gering ist, insbesondere geringer als im Pumpraum 4, beispielsweise bei Atmosphärendruck, bedarf es während einer Kompressionsphase einer Betätigung oder Ansteuerung des die erste Wand 6 verschließenden Ventils 6a, 9, 11, um dieses zu schliessen. Zu diesem Zweck ist der Ventilstößel 13 vorgesehen, der den Verschlusskörper 9 an die Öffnung 6a und den Ventilsitz heran ziehen kann. Der Ventilstößel 13 ist mit einem Magnetanker 14 verbunden, der sich im Feld der Magnetspule 15 bewegt und durch Strombeaufschlagung der Magnetspule 15 antreibbar ist. Die Magnetspule 15 kann somit derart mit einem Strom beauf- schlagt werden, dass das Ventil 6a, 9, 11 geschlossen wird. Hierzu muss mittels der Magnetspule 15 und des Ankers 14 eine so große Kraft aufgebracht werden, dass die Federkraft sowie gegebenenfalls der Differenzdruck zwischen dem Pumpraum 4 und dem Fluidreservoir 8, überwunden werden. Der Stößel 13 kann vom Verschlusskörper 9 getrennt oder mit diesem insbesondere einstückig verbunden sein. Die Feder am Verschlußkörper 9 ist nur symbolisch dargestellt und kann außerhalb des Pumpraums, beispielsweise innerhalb der Magnetspule mit dem Stößel ver- bunden sein.

Der Strom durch die Magnetspule wird durch eine Stromquelle 16 geliefert und mittels eines Strommessgeräts 17 überwacht. Aus dem die Magnetspule 15 durchfließenden Strom kann die auf den Stößel 13 und damit auf den Verschlusskörper 9 wirkende Magnet-Kraft bestimmt werden.

Der Pumpkolben 5 im Pumpraum 4 oder genauer gesagt an der Begrenzungsfläche des Pumpraums 4 wird mittels eines Antriebs ^¬ pleuels 18 und eines Antriebsarms 19 eines Pumpenmotors 20 zyklisch angetrieben. Die durchgezogenen Linien in Figur 1 zeigen den Pumpkolben in etwa bei der größten Kompression im Pumpraum 4, d.h. in der am weitesten oben liegenden Position in Figur 1. Der Pumpkolben 5 wird von dort aus unter Vergrößerung des Pumpraums 4, also bei einem Dekompressionsvorgang, bis in die untere, gestrichelt gezeigte Position gezogen und von dort zyklisch wieder nach oben bewegt, um eine weitere Kompression zu durchlaufen.

Der Kraftstoff fließt während der gesamten Abwärtsbewegung (mit Beginn Ansaugventilöffnung) des Kolbens in den Pumpraum. Das Ventil 6a, 9, 11 ist stromlos offen und es kann Fluid vom Fluidreservoir 8 in den Pumpraum 4 überströmen. Gleichzeitig ist das Ventil, das den Pumpraum 4 mit dem Druckspeicher 1 verbindet und das im Wesentlichen durch die Öffnung 7a, den zweiten Verschlusskörper 10 und die zweite Druckfeder 12 gebildet ist, geschlossen. Der ständig hohe Druck im Druckspei ^¬ cher 1 drückt den Verschlusskörper 10 gegen die Öffnung 7a in der zweiten Wand 7 und verhindert somit das Ausströmen des Fluids aus dem Druckspeicher 1 in den Pumpraum und umgekehrt.

Im Zuge der Aufwärtsbewegung des Pumpkolbens 5 im Pumpraum 4 wird das Ventil 6a, 9, 13, 14 durch Bestromen der Spule 15 geschlossen, wird und der Pumpraum 4 ist eine Zeitlang allseitig abgeschlossen. Der Druck kann bis zu einer oberen Extremposition des Kolbens 5 steigen, wobei zu einem bestimmten Zeitpunkt ein derart hoher Druck im Pumpraum 4 erreicht wird, dass der Verschlusskörper 10 gegen die Kraft der zweiten Druckfeder 12 von der Öffnung 7a in der zweiten Wand 7 weggeschoben und der Druckspeicher 1 mit dem Pumpraum 4 verbunden wird. Zu diesem Zeitpunkt kann Fluid vom Pumpraum 4 in den Druckspeicher 1 überströmen und somit im Fall eines Common- Rail-Druckspeichers Kraftstoff nachgeliefert werden. Ist der Druck zwischen dem Pumpraum 4 und dem Druckspeicher 1 ausgeglichen und bewegt sich der Pumpkolben 5 unter Einleitung eines Dekompressionsvorgangs nach unten, so wird der Ver ^¬ schlusskörper 10 wieder gegen die Öffnung 7a gedrückt, und das in den Druckspeicher 1 eingeleitete Fluid verbleibt dort.

Üblicherweise wird der Strom durch die Magnetspule 15 derart angesteuert, dass durch den Schliesszeitpunkt des Ventils 6a, 9, 11, 13 das während der Saugphase vom Fluidspeicher 8 durch das Ventil in den Pumpraum 4 bewegte Fluid v, 13 im Pumpraumein genau festgelegtes Volumen einnimmt. Im Anschluss an die Kompression wird bei einer Ausgleichsbewegung des komprimierten Mediums aus dem Pumpraum 4 in den Druckspeicher 1 Druckausgleich zwischen den 2 Kammern erreicht. In der anschliessenden Dekompressionsphase (Druckspeicher 1 bereits durch Ventil 7a, 10, 12 geschlossen) muss das bereits zuvor komprimierte Medium auf ein im Fluidspeicher 8 niedrigeren Druck dekomprimiert werden um ein anschliessendes Einsaugen von neuem Medium zu ermöglichen. Erst dann wird das Ventil 6a, 9, 13 sich öffnen können. Um die Ventilbewegung während dieses Öffnungsvorgangs erfassbar und auswertbar zu machen wird üblicherweise ein kleiner Strom durch die Magnetspule 15 angesteuert, der ursächlich noch keine Betätigung des Ventils bewirkt. Dieser Strom sowie die Rückwirkung einer Bewegung des Magnetankers auf den Strom kann messtechnisch erfasst werden und damit kann auf den Zeitpunkt der Ventilöffnung geschlossen werden. Je nachdem von welchem durch die Kompressionsphase erreichten Druck dekomprimiert werden muss, ist eine frühere oder spätere Ventilöffnung im Stromverlauf sichtbar. Der Zeitpunkt der Ventilöffnung kann zu der zyklischen Bewegung des Pumpkolbens oder des Pumpenmotors in Beziehung ge ^¬ setzt werden. Sinkt der Druck im Druckspeicher 1, so muss tendenziell mehr Fluid nachgeliefert werden, und das Ventil 6a, 9, 11 öffnet in der anschliessenden Dekompressionsphase zu einem früheren Zeitpunkt als bei einem höheren Druck im Druckraum. Der Zeitpunkt der Ventilöffnung erlaubt somit indirekt die Ermittlung des Drucks im Druckraum 1. Üblicherweise wird der Druckaufbau und die Nachlieferung von Fluid in den Druckspeicher einer Regelung unterworfen, wobei als Sollgröße der überwachte Druck im Druckspeicher 1 dient. Dieser Druck wird üblicherweise mittels eines Hochdrucksen ^¬ sors 21 im Druckspeicher überwacht. Fällt ein solcher Hoch- drucksensor 21 aus oder soll oder kann er vorübergehend nicht benutzt werden, so kann durch das erfindungsgemäße Verfahren mittels einer indirekten Messung des Drucks im Pumpraum 4 der Druck im Druckspeicher 1 bestimmt werden. In Figur 2 ist schematisch dargestellt, dass der Strom I durch die Magnetspule 15, gemessen durch das Strommessgerät 17, über die Zeit verändert wird. In der oberen Kurve 22 ist bei Ansteuerung der Magnetspule 15 ein Anstieg der Stromstärke im Zeitbereich 23 dargestellt. Nach Durchlaufen eines Ma- ximums sinkt der Strom aufgrund der Induktionswirkung asymptotisch ab, wobei die Magnetfeldwirkung in der Spule konstant bleibt. Zum Zeitpunkt t ₂ ist der Druck im Pumpraum 4 so weit abgesunken, dass die auf den Stößel 13 wirkende Federkraft eine Bewegung des Verschlusskörpers 9 gegen den Differenz- druck bewirken kann. Es bewegt sich somit zum Zeitpunkt t ₂ der Stößel 13 und damit auch der Magnetanker 14 im Feld der Magnetspule 15. Dies bewirkt eine induktive Rückwirkung auf den Strom, die durch einen Knick 24 in der Stromkurve bemerk- bar ist und somit auch bei Überwachung der Stromstärke in ei ^¬ ner Überwachungseinrichtung 36 nachgewiesen werden kann, die auch mit dem Pumpenmotor in Verbindung steht. Über eine De- tektion eines derartigen Knickpunktes kann somit der Zeit- punkt t ₂ festgestellt werden, zu dem die auf den Verschluss ^¬ körper 9 wirkende in Öffnungsrichtung wirkende Kraft die durch den Differenzdruck wirkende Verschlusskraft des Ventils übersteigt Im unteren Bereich der Figur 2 ist eine weitere Stromkurve 25 dargestellt, die ein entsprechendes, etwas anders ausgepräg ^¬ tes Stromsignal in Form eines kleinen Strommaximums zeigt, anhand dessen nachweisbar ist, dass in diesem Fall zum Zeitpunkt ti der Magnetanker 14 gemeinsam mit dem Stößel 13 seine Öffnungsbewegung begonnen hat.

In Figur 3 ist schematisch im unteren Bereich die Amplitude der Bewegung des Pumpkolbens 5 in der Kurve 26 dargestellt. Die oberen Bögen der sinusartigen Kurve zeigen die Zustände, in denen der Pumpkolben 5 sich im Zuge einer Verkleinerung des Pumpraums 4 in Figur 1 nach oben bewegt und eine Kompres ^¬ sion bewirkt. Die Kurve 26 beginnt somit in dem Diagramm in einer Phase höchster Kompression. Zum Zeitpunkt t3 bewegt der Kolben 5 sich im Zuge einer Dekompression nach unten, und der Druck sinkt zunächst bis zum Zeitpunkt t ₄ . Zum Zeitpunkt t ₄ hat der Kolben eine Position erreicht, in der in dem dargestellten Beispiel der Druck im Pumpraum 4 so weit abgesunken ist, dass das Ventil 6a, 9, 11 zum Fluidreservoir 8 öffnet. Der Ansaugzeitraum des Ansaugventils ist in dem Diagramm der Figur 3 mit 27 bezeichnet und reicht bis ts>. In dem Zeitraum 27 ist also ein Überströmen von Fluid vom Fluidreservoir 8 in den Pumpraum 4 möglich.

Nachdem der Pumpkolben 5 seinen unteren Umkehrpunkt durchlau- fen hat und erneut eine Aufwärtsbewegung beginnt, wird zum Zeitpunkt ts das Ventil 6a, 9, 13 geschlossen, und der

Pumpraum ist allseits verschlossen und damit die Kompressi ^¬ onsphase eingeleitet. Die Kurve 26 steigt an, und der Druck im Pumpraum 4 wird erhöht. Ist ein Maximaldruck zum Zeitpunkt te erreicht, so öffnet das Ventil 7a, 10, 12 zwischen dem Pumpraum 4 und dem Druckspeicher 1, und über eine Öffnungszeit 28 kann Fluid unter hohem Druck vom Pumpraum in den Druckspeicher 1 überströmen.

Im oberen Bereich des Diagramms der Figur 3 ist ein Stromverlauf zyklisch dargestellt, der die Stromstärke durch die Mag ^¬ netspule 15 darstellt. Im Bereich der Dekompressionsbewegung des Pumpkolbens 5 nach dem Zeitpunkt t3 wird der Strom durch die Magnetspule leicht erhöht um eine Ventilbewegung besser zu erfassen. Zum Zeitpunkt t ₄ entspricht der in dem Fluidre- servoir 8 herrschende Druck nahezu dem in dem Pumpraum 4 bereits dekomprimierten Druck, und das Ventil 6a, 9, 13 (An- Säugventil) öffnet nachfolgend mit Magnetkraftunterstützung. Dies zeigt sich an dem durch Induktion bei Bewegung des Magnetankers entstehenden Stromanstieg 29, der als Signal zur Rückmeldung der Ventilöffnung verwendet werden kann. Nach Durchlaufen der Öffnungszeit 27 des Ansaugventils kann der Strom durch die Magnetspule 15 abgeschaltet werden. Zum Zeitpunkt t5 wird das Magnetventil mit einem sogenannten Schliesspuls 50 beaufschlagt der das Ventil 6a, 9, 13 (An ^¬ saugventil) schliesst und somit die Kompressionsphase einlei ^¬ tet. Der Öffnungsvorgang ist im Diagramm ein zweites Mal im Bereich der Kurve 30 mit dem entsprechenden Stromsignal 31 zum Zeitpunkt ts gezeigt.

Aus den erfassten Ventil-Öffnungs-Zeitpunkten t ₄ , ts im Zyklus der Pumpenbewegung 26 im Bezug auf den jeweils vorherigen OT (oberer Totpunkt) der Pumpe kann jeweils bestimmt werden, zu welchem Zeitpunkt der Druck im Pumpraum sich nach der vorherigen Kompressionphase wieder abgebaut hat. Der Druck zum Ende der Kompressionsphase kann durch eine vorher bekannte und beispielsweise in einer Speichereinrichtung abgespeicher- te Korrelation zwischen Ventil-Öffnungszeitpunkt und Druck ermittelt werden. Es ist auch das Kompressionsverhältnis im Pumpraum zwischen der zum Zeitpunkt t ₄ , ts erreichten Positi ^¬ on des Pumpkolbens und der maximalen Vorschubposition des Pumpkolbens, bei der eine Maximalkompression erreicht ist, bekannt. Somit kann auf den Druck im Bereich der Maximalkompression zurückgeschlossen werden, der aufgrund der Öffnung des Ventils 7a, 10, 12 in diesem Zeitbereich genau dem Druck im Druckspeicher 1 entspricht. Dies kann jeweils durch Be ^¬ rechnung des Kompressionsverhältnisses erreicht werden; es kann jedoch auch eine Korrelationsliste von Zeitpunkten t ₄ , ts, zu denen eine Öffnung des Ansaugventils beginnt, und ent ^¬ sprechenden durch eine Eichmessung gewonnenen Maximaldrücken im Pumpraum erreicht werden.

Figur 4 zeigt schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Ablaufdiagramm, wobei ein erster Schritt 32 die Identifikation eines Stromsignals 29, 31 einschließ- lieh der Identifizierung des Zeitpunkts des Stromsignals be ^¬ deutet. Im zweiten Schritt 33 wird dieser Zeitpunkt zum Ver ^¬ lauf der Pumpkolbenbewegung in Beziehung gesetzt, so dass aus dem bekannten Zeitpunkt des Stromsignals der Ort berechenbar ist, an dem das Ventil 6a, 9, 13 (Ansaugventil) aufgeht. Aus dem bekannten Zeitpunkt des OT's (Oberer Totpunkt) der Pumpe und dem der Ventilöffnung, ermittelt durch den messbaren Stromanstieg (z.B. 29 u 30) kann auf die Dauer der Dekompres- sionsphase und damit auf den vorher im Pumpraum 4 und dem mit diesem kommunizierenden Druckspeicher 1 herrschenden Druck geschlossen werden. Hieraus lässt sich mittels der bekannten Pumpenparameter, insbesondere des Weges, den der Pumpkolben bis zur Maximalposition zurücklegt, oder der bekannten Volumenverhältnisse bei der Position des Pumpkolbens, zu der das Ansaugventil öffnet, einerseits und zum Zeitpunkt der größten Kompression andererseits, das Verhältnis der Drücke zum Zeit ^¬ punkt der Öffnung des Ansaugventils einerseits und zum Zeit ^¬ punkt des Schließens des Ausstoßventils 7a, 10, 12 anderer ^¬ seits und damit der Druck im Pumpraum und im Druckspeicher beim Schließen des Ausstoßventils berechnen. Dies geschieht in einem vierten Berechnungsschritt 35.

Das Verfahren, das aus den Schritten 32 bis 35 besteht, kann beispielsweise unmittelbar ausgeführt werden, sobald festge- stellt wird, dass ein Drucksensor im Druckspeicher defekt ist. Zudem kann das Verfahren mit den Schritten 32 bis 35 parallel zu einer Druckmessung mit einem Hochdrucksensor im Druckspeicher ausgeführt werden, um das erfindungsgemäße Ver- fahren zu eichen.