DE10127516A1 - Operating internal combustion engine involves switching on additional electrically driven fuel pump at least for starting process to feed fuel directly to common fuel rail at raised pressure - Google Patents
Operating internal combustion engine involves switching on additional electrically driven fuel pump at least for starting process to feed fuel directly to common fuel rail at raised pressureInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffsystem mit einem Kraftstoffbehälter, mit mindestens einer Kraftstoffpumpe, welche von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, mit einer Kraftstoff-Sammelleitung, welche mit einem Auslass der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftstoffpumpe verbunden ist, und mit mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, welche an die Kraftstoff-Sammelleitung angeschlossen ist.The invention initially relates to a method for operating an internal combustion engine, with a fuel system a fuel tank, with at least one Fuel pump, which from the internal combustion engine is driven with a fuel manifold, which with an outlet from the internal combustion engine driven fuel pump is connected, and with at least one fuel injection device which the fuel rail is connected.
Ein solches Verfahren ist aus der DE 198 18 421 A1 bekannt. In dieser wird ein Kraftstoffsystem beschrieben, welches Kraftstoffventile aufweist, die direkt in den Brennraum einer Brennkraftmaschine einspritzen. Um den für die Kraftstoffversorgung solcher direkt-einspritzenden Kraftstoffventile erforderlichen Druck erzeugen zu können, ist eine erste elektrische Kraftstoffpumpe vorgesehen, welche den Kraftstoff aus einem Kraftstoffvorratsbehälter zu einer motorgetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe fördert. Von dieser gelangt der Kraftstoff zu den Einspritzventilen. Such a method is known from DE 198 18 421 A1. In this a fuel system is described, which Has fuel valves directly in the combustion chamber inject an internal combustion engine. To the for the Fuel supply of such direct-injection Fuel valves to be able to generate the required pressure a first electric fuel pump is provided, which takes the fuel from a fuel tank to a motor-driven high-pressure fuel pump promotes. From there the fuel reaches the Injectors.
Aus der DE 198 18 421 A1 ist das Problem bekannt, dass es beim Abstellen der heißen Brennkraftmaschine und dem aus Sicherheitsgründen erforderlichen Absenken des Drucks zwischen Hochdruck-Kraftstoffpumpe und Einspritzventilen zur Bildung von Dampfblasen im Kraftstoffsystem kommt, die das Wiederanlassen der heißen Brennkraftmaschine erschweren. Hierzu wird vorgeschlagen, dass für das Starten der Brennkraftmaschine die elektrische Kraftstoffpumpe mit erhöhter Förderleistung fördert. Beispielsweise durch eine Erhöhung der Drehzahl der elektrischen Kraftstoffpumpe kann so einerseits die Fördermenge und andererseits der Förderdruck erhöht werden, was die Kondensation der Dampfblase bewirkt.The problem is known from DE 198 18 421 A1 that it when turning off the hot engine and that Lowering the pressure required for safety reasons between high pressure fuel pump and injectors the formation of vapor bubbles in the fuel system occurs restarting the hot internal combustion engine difficult. For this it is suggested that for starting the internal combustion engine with the electric fuel pump promotes increased output. For example, by a May increase the speed of the electric fuel pump so on the one hand the flow rate and on the other hand the Delivery pressure can be increased, which is the condensation of the Steam bubble causes.
Es wurde jedoch festgestellt, dass es mitunter auch beim Anlassen der kalten Brennkraftmaschine zu Anlassproblemen kommt. Diese rühren daher, dass die von der Brennkraftmaschine angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine zunächst nicht im Betrieb ist und daher der Druck vor den Einspritzventilen nur von der elektrischen Kraftstoffpumpe aufgebracht wird. Der Druck liegt dabei im Allgemeinen bei 3-5 bar. Bei einem derart niedrigen Druck wird der Kraftstoff von den Einspritzventilen jedoch nur relativ schlecht zerstäubt, so dass von den Einspritzventilen teilweise mehr als die zehnfache Menge der Volllast-Einspritzmenge eingespritzt werden muss, um ein zündfähiges Gemisch erzeugen zu können. Eine derartig hohe Einspritzmenge hat jedoch den Nachteil eines schlechten Abgasverhaltens des Motors und kann dazu führen, dass der Schmierölfilm an der Zylinderinnenwand von der übermäßigen Kraftstoffmenge abgewaschen wird.However, it has been found that it sometimes occurs with the Starting the cold engine to start problems comes. These stem from the fact that the Internal combustion engine driven high pressure fuel pump when the internal combustion engine is switched off, initially not in Operation and therefore the pressure upstream of the injectors is only applied by the electric fuel pump. The pressure is generally 3-5 bar. at at such a low pressure, the fuel from the Injectors, however, atomized only relatively poorly, so that some of the injectors are more than that injected ten times the amount of full load injection must be in order to be able to produce an ignitable mixture. However, such a high injection quantity has the disadvantage poor exhaust behavior of the engine and can do so cause the film of lubricating oil on the inside wall of the cylinder the excessive amount of fuel is washed off.
Die vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit ihm die Brennkraftmaschine sicher gestartet werden kann und gleichzeitig die Brennkraftmaschine auch beim Start ein gutes Abgasverhalten zeigt.The present invention therefore has the task of a To further develop methods of the type mentioned at the beginning that the internal combustion engine can be started safely with it can and at the same time the internal combustion engine Start shows good exhaust behavior.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei einem Verfahren der eingangs genannten Art eine Anlass-Anforderung der Brennkraftmaschine erkannt und bei Vorliegen einer solchen Anlass-Anforderung eine zusätzliche, elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe mindestens für die Dauer des Anlassvorgangs eingeschaltet wird, welche direkt zur Kraftstoff-Sammelleitung hin fördert und einen erhöhten Förderdruck bereitstellt.This object is achieved in that with one method of the type mentioned at the outset Internal combustion engine recognized and if such Reason request an additional, electrical driven fuel pump for at least the duration of the Starting process is turned on, which goes directly to the Fuel manifold promotes and an increased Provides delivery pressure.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat zunächst den Vorteil, dass durch die direkte Verbindung zwischen der zusätzlichen Kraftstoffpumpe und der Kraftstoff-Sammelleitung Druckverluste minimiert werden. Unter dem Begriff "direkt" ist vorliegend zu verstehen, dass die Förderung in die Kraftstoff-Sammelleitung nicht über den Umweg von mehr oder weniger still stehenden Pumpen erfolgt. Ferner kann die zusätzliche Kraftstoffpumpe speziell für den von ihr bereitzustellenden erhöhten Förderdruck ausgelegt werden. Sie arbeitet daher für diesen Zweck mit optimalem Wirkungsgrad. Dabei kann die zusätzliche Kraftstoffpumpe relativ klein und preiswert sein, da sie nur für die Dauer des Anlassvorgangs, also jeweils wenige Sekunden, eingeschaltet wird. Da von ihr nur jener Kraftstoff gefördert werden muss, welcher zum Anlassen der Brennkraftmaschine benötigt wird, ist die von ihr zu erbringende Fördermenge sehr gering.The method according to the invention initially has the advantage that through the direct connection between the additional Fuel pump and the fuel rail Pressure losses can be minimized. Under the term "direct" is to be understood in the present case that the funding in the Fuel manifold does not take the detour of more or less stationary pumps. Furthermore, the additional fuel pump especially for that of her to be provided increased delivery pressure. It therefore works with optimal for this purpose Efficiency. The additional fuel pump be relatively small and inexpensive as they are only for the duration the starting process, i.e. a few seconds each, is switched on. Since only that fuel from her must be promoted, which for starting the Internal combustion engine is needed, the one from it too yield very low.
Durch die direkte Förderung des Kraftstoffes von der zusätzlichen elektrischen Kraftstoffpumpe zur Kraftstoff- Sammelleitung können darüber hinaus die anderen Kraftstoffverbindungen unverändert bleiben, da in diesen eine Druckerhöhung nicht stattfindet. Somit wird der erforderliche Zusatzaufwand auf ein Minimum reduziert, und gleichzeitig wird durch den erhöhten Förderdruck sichergestellt, dass der Kraftstoff bereits während des Anlassvorganges der Brennkraftmaschine so zerstäubt, dass diese sicher starten kann. Darüber hinaus kann auf eine übermäßig große Einspritzmenge während des Startvorganges der Brennkraftmaschine verzichtet werden, was das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine verbessert und die Gefahr eines Abwaschens des Schmierölfilms an der Innenwand des Zylinders reduziert.By direct fuel delivery from the additional electric fuel pump for fuel The others can also collect Fuel connections remain unchanged because of these a pressure increase does not take place. Thus the required additional effort reduced to a minimum, and at the same time due to the increased delivery pressure ensures that the fuel is already in use Starting process of the internal combustion engine is atomized in such a way that this can start safely. In addition, a Excessively large injection quantity during the starting process the engine can be dispensed with, what that Improved exhaust gas behavior of the internal combustion engine and the Danger of washing off the lubricating oil film on the inner wall of the cylinder reduced.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffsystem, mit einem Kraftstoffbehälter, mit mindestens einer elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe, die aus dem Kraftstoffbehälter fördert, mit mindestens einer Kraftstoffpumpe, welche von der Brennkraftmaschine angetrieben wird und deren Einlass mit dem Auslass der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe verbunden ist, mit einer Kraftstoff-Sammelleitung, welche mit dem Auslass der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftstoffpumpe verbunden ist, und mit mindestens einer Kraftstoff- Einspritzvorrichtung, welche an die Kraftstoff- Sammelleitung angeschlossen ist.The invention also relates to a method for operating an internal combustion engine, with a fuel system, with a fuel tank, with at least one electric powered fuel pump coming from the Fuel tank promotes, with at least one Fuel pump, which from the internal combustion engine is driven and its inlet with the outlet of the electrically powered fuel pump is connected to a fuel rail, which is connected to the outlet of the fuel pump driven by the internal combustion engine is connected, and with at least one fuel Injection device, which is connected to the fuel Bus is connected.
Bei einem solchen Kraftstoffsystem kann das eingangs genannte Problem alternativ zu der oben vorgeschlagenen Lösung auch dadurch gelöst werden, dass eine Anlass- Anforderung für die Brennkraftmaschine erkannt und bei Vorliegen einer solchen Anlass-Anforderung der Förderdruck der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe mindestens für die Dauer des Anlassvorgangs der Brennkraftmaschine erhöht wird, ohne dass die Fördermenge erhöht wird.In the case of such a fuel system, this can initially alternative to the problem mentioned above Solution can also be solved by Requirement for the internal combustion engine recognized and at There is such a request for delivery pressure the electrically driven fuel pump at least for the duration of the starting process of the internal combustion engine is increased without increasing the output.
Dieses Verfahren funktioniert also auch dann, wenn keine zusätzliche Kraftstoffpumpe vorgesehen ist. Um den für eine ordnungsgemäße Zerstäubung erforderlichen Druck aufbauen zu können, wird ganz bewusst auf die beispielsweise mit einer Drehzahlerhöhung einhergehende Erhöhung der Fördermenge verzichtet. Gegebenenfalls kann die Drehzahl und hierdurch auch die Fördermenge der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe gegenüber ihrer normalen Drehzahl und Fördermenge sogar absinken, da zum Anlassen der Brennkraftmaschine ja nur eine geringe Fördermenge erforderlich ist. Zwar müssen die Kraftstoffleitungen zwischen der elektrisch und der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftstoffpumpe auf die entsprechend erhöhten Drücke ausgelegt werden, ansonsten ist das Verfahren jedoch bei einem unveränderten Kraftstoffsystem durchführbar.So this procedure works even if none additional fuel pump is provided. To the one proper atomization build up necessary pressure can, for example with a Increase in speed associated increase in delivery rate waived. If necessary, the speed and thereby also the flow rate of the electrically driven Fuel pump versus their normal speed and Delivery rate even decrease because of starting the Internal combustion engine only a small delivery rate is required. The fuel lines do between the electric and that of the internal combustion engine driven fuel pump to the correspondingly increased Pressures are designed, but otherwise the procedure is feasible with an unchanged fuel system.
Wird auf eine zusätzliche Kraftstoffpumpe verzichtet, besteht eine einfache Möglichkeit, den Förderdruck zu erhöhen, darin, dass eine Druckbegrenzungseinrichtung, welche den Förderdruck der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe normalerweise begrenzt, fluidisch von der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe getrennt wird und die Kraftstoff-Einspritzvorrichtung zunächst geschlossen bleibt. Die elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe arbeitet somit gegen ein geschlossenes System, was bereits bei sehr geringen Fördermengen zu einer deutlichen Druckerhöhung führt.If an additional fuel pump is dispensed with, there is an easy way to increase the discharge pressure increase in that a pressure limiting device, which the delivery pressure of the electrically driven Fuel pump normally limited, fluidly by the electrically powered fuel pump is disconnected and the fuel injector is initially closed remains. The electrically driven fuel pump thus works against a closed system, which already at very low delivery rates to a clear one Pressure increase leads.
Die erfindungsgemäßen Vorteile sind bereits ab einem Förderdruck von ungefähr 20 bar spürbar. Um eine optimale -Zerstäubung des Kraftstoffs herbeiführen zu können, wird jedoch bevorzugt, dass der erhöhte Förderdruck ungefähr 40-60 bar, vorzugsweise ungefähr 45-55 bar, beträgt.The advantages of the invention are from one Delivery pressure of about 20 bar noticeable. To an optimal - Being able to atomize the fuel will however preferred that the increased delivery pressure be approximate 40-60 bar, preferably about 45-55 bar.
Die Möglichkeit, entweder durch Erhöhen des Förderdrucks der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe oder durch das Einschalten einer zusätzlichen Kraftstoffpumpe den Förderdruck zu erhöhen, kann auch für jenen Fall benutzt werden, in dem durch einen Ausfall der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Kraftstoffpumpe der normale Betrieb der Brennkraftmaschine beeinträchtigt ist. Daher wird auch vorgeschlagen, dass ein Ausfall der motorgetriebenen Kraftstoffpumpe erfasst und auch in diesem Fall der erhöhte Kraftstoffdruck bereitgestellt wird.The possibility, either by increasing the discharge pressure the electrically powered fuel pump or by that Switch on an additional fuel pump Increasing discharge pressure can also be used for that case in which a failure of the Internal combustion engine driven fuel pump normal operation of the internal combustion engine is impaired. Therefore, it is also proposed that a failure of the motor-driven fuel pump recorded and also in this In case the increased fuel pressure is provided.
Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogramm, welches zur Durchführung des obigen Verfahrens geeignet ist, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird. Dabei wird besonders bevorzugt, dass das Computerprogramm auf einem Speicher, insbesondere auf einem Flash-Memory, abgespeichert ist.The invention further relates to a computer program which is suitable for performing the above method if it is running on a computer. It becomes special preferred that the computer program on a memory, is stored in particular on a flash memory.
Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, welches einen Speicher umfasst, auf dem ein Computerprogramm der obigen Art abgespeichert ist.Furthermore, the invention also relates to a control and / or Control device for operating an internal combustion engine, which comprises a memory on which a computer program above type is stored.
Teil der Erfindung ist auch ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffbehälter, mit mindestens einer Kraftstoffpumpe, welche von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, mit einer Kraftstoff- Sammelleitung, welche mit einem Auslass der motorgetriebenen Kraftstoffpumpe verbunden ist, und mit mindestens einer Kraftstoff-Einspritzvorrichtung, welche an die Kraftstoff-Sammelleitung angeschlossen ist.Part of the invention is also a fuel system for a Internal combustion engine with a fuel tank, with at least one fuel pump, which by the Internal combustion engine is driven with a fuel Manifold, which with an outlet of the motor-driven fuel pump is connected, and with at least one fuel injection device which the fuel rail is connected.
Um das Anlassverhalten einer mit diesem Kraftstoffsystem ausgestatteten Brennkraftmaschine insbesondere bei kalter Brennkraftmaschine verbessern zu können, ohne Veränderungen am üblichen Kraftstoffsystem vornehmen zu müssen, wird vorgeschlagen, dass eine zusätzliche, elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe vorhanden ist, deren Auslass direkt mit der Kraftstoff-Sammelleitung verbunden ist und welche einen gegenüber der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe erhöhten Förderdruck bereitstellt. To the starting behavior of this fuel system equipped internal combustion engine, especially when cold To be able to improve the internal combustion engine without changes to have to make on the usual fuel system suggested that an additional, electric powered fuel pump is present, its outlet is directly connected to the fuel rail and which one compared to the electrically driven Fuel pump provides increased delivery pressure.
Im Hinblick auf die Vorteile eines solchen Kraftstoffsystems wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.With regard to the advantages of such Fuel system is based on the above directed.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines solchen Kraftstoffsystems zeichnet sich dadurch aus, dass der Einlass der zusätzlichen Kraftstoffpumpe mit dem Kraftstoffbehälter verbunden ist. Die zusätzliche Kraftstoffpumpe fördert also direkt aus dem Kraftstoffbehälter, was die Möglichkeit bietet, diese auch im Bereich des Kraftstoffbehälters unterzubringen.An advantageous embodiment of such Fuel system is characterized in that the Intake of the additional fuel pump with the Fuel tank is connected. The additional Fuel pump delivers directly from the Fuel tanks, which offers the possibility of this too to accommodate in the area of the fuel tank.
Bei einem Kraftstoffsystem mit zwei seriell geschalteten Kraftstoffpumpen ist es möglich, den Einlass der zusätzlichen Kraftstoffpumpe mit einem Auslass der ersten seriellen Kraftstoffpumpe zu verbinden, sofern die erste serielle Kraftstoffpumpe elektrisch angetrieben wird.In a fuel system with two series connections It is possible for fuel pumps to admit the additional fuel pump with an outlet of the first connect serial fuel pump, provided the first serial fuel pump is electrically powered.
In diesem Fall muss die zusätzliche Kraftstoffpumpe nicht die ganze Kompressionsarbeit zur Kompression des Kraftstoffes vom Umgebungsdruck auf den geforderten Einspritzdruck erbringen, sondern nur jene Druckdifferenz zwischen dem Auslass der ersten seriellen Kraftstoffpumpe und dem gewünschten Einspritzdruck. Die zusätzliche Kraftstoffpumpe kann in diesem Fall etwas kleiner bauen und preiswerter aufgebaut sein. In jedem Falle bietet die zusätzliche Kraftstoffpumpe jedoch den Vorteil, dass die bestehende erste serielle Kraftstoffpumpe unverändert bleiben kann und auch die Kraftstoffleitungen ausgangsseitig dieser Kraftstoffpumpe nicht geändert werden müssen.In this case, the additional fuel pump does not have to all the compression work to compress the Fuel from the ambient pressure to the required Provide injection pressure, but only that pressure difference between the outlet of the first serial fuel pump and the desired injection pressure. The additional In this case, fuel pump can build a little smaller and be built cheaper. In any case, the additional fuel pump, however, has the advantage that existing first serial fuel pump unchanged can stay and also the fuel lines not be changed on the output side of this fuel pump have to.
Darüber hinaus kann die zusätzliche Kraftstoffpumpe für eine geringe Lebensdauer ausgelegt sein, da sie jeweils nur sehr kurz für die Anlassphase der Brennkraftmaschine verwendet wird. Ferner muss von ihr nur eine geringe Kraftstoffmenge gefördert werden können, so dass sie relativ klein und einfach bauen kann.In addition, the additional fuel pump for be designed for a short lifespan as they only each very short for the starting phase of the internal combustion engine is used. Furthermore, it only needs a small amount of it Amount of fuel can be promoted so that it can be built relatively small and simple.
Besonders bevorzugt ist jene Weiterbildung, bei der die erste serielle Kraftstoffpumpe und die zusätzliche Kraftstoffpumpe Teil einer modularen Tankeinbaueinheit sind. Hierdurch können die Kosten bei der Installation der beiden Kraftstoffpumpen reduziert werden.The further training in which the first serial fuel pump and the additional one Fuel pump part of a modular tank installation unit are. This can reduce the cost of installing the two fuel pumps can be reduced.
Anstelle einer zusätzlichen Kraftstoffpumpe ist es bei einem Kraftstoffsystem der obigen Art mit zwei seriellen Kraftstoffpumpen aber auch möglich, einen elektrischen Antrieb und eine schaltbare Kupplung vorzusehen, welche den elektrischen Antrieb mit der motorgetriebenen Kraftstoffpumpe verbinden und die motorgetriebene Kraftstoffpumpe von dem mechanischen Antrieb trennen kann. Bei diesem Kraftstoffsystem ist also keine zusätzliche Kraftstoffpumpe vorgesehen. Stattdessen wird zum Anlassen der Brennkraftmaschine die zweite Kraftstoffpumpe, welche ja ohnehin als Hochdruck-Kraftstoffpumpe ausgelegt ist, elektrisch angetrieben.Instead of an additional fuel pump, it is at a fuel system of the above type with two serial Fuel pumps but also possible to use an electric one Provide drive and a switchable clutch, which the electric drive with the motor-driven Connect the fuel pump and the motor driven Can separate fuel pump from the mechanical drive. So there is no additional one with this fuel system Fuel pump provided. Instead, it starts the internal combustion engine, the second fuel pump, which is designed as a high-pressure fuel pump anyway, electrically powered.
Hierzu wird die normalerweise vorhandene Verbindung zwischen der Brennkraftmaschine und der zweiten Kraftstoffpumpe von der Kupplung unterbrochen und stattdessen ein Elektromotor mit ihr verbunden. Das Vorsehen einer schaltbaren Kupplung bedeutet zwar einen gewissen zusätzlichen Aufwand, andererseits kann das übrige Kraftstoffsystem gegenüber einem üblichen Kraftstoffsystem unverändert bleiben. Dennoch wird auch bei diesem Kraftstoffsystem ein sicheres Anlassen der Brennkraftmaschine bei gleichzeitig gutem Emissionsverhalten gewährleistet.This is the normally existing connection between the internal combustion engine and the second Fuel pump interrupted by the clutch and instead an electric motor connected to it. The Providing a switchable clutch means one certain additional effort, on the other hand, the rest Fuel system versus a common fuel system remain unchanged. Nevertheless, this too Safe starting of the fuel system Internal combustion engine with good at the same time Guaranteed emission behavior.
Eine andere Alternative bei einem Kraftstoffsystem mit zwei seriellen Kraftstoffpumpen, von denen eine elektrisch und die andere von der Brennkraftmaschine angetrieben wird, besteht darin, die elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe so auszubilden, dass sie mindestens für einen bestimmten Zeitraum einen erhöhten Förderdruck bereitstellen kann, ohne dass die Fördermenge erhöht wird. Auf diese Weise wird die Leistung der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe im Wesentlichen dafür verwendet, den Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoff-Sammelleitung zu erhöhen, so dass auch bei diesem Kraftstoffsystem der für eine optimale Zerstäubung des Kraftstoffs durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung erforderliche Kraftstoffdruck erhalten wird.Another alternative for a dual fuel system serial fuel pumps, one of which is electric and the other is driven by the internal combustion engine, is the electrically powered fuel pump train them so that they are at least for a specific one Period can provide an increased delivery pressure, without increasing the output. That way the power of the electrically driven fuel pump essentially used for the pressure of the fuel increase in the fuel rail so that too with this fuel system for an optimal one Atomization of the fuel by the fuel Get injector required fuel pressure becomes.
Dabei wird besonders bevorzugt, dass eine Einrichtung vorgesehen ist, welche den Förderdruck der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe im Normalbetrieb begrenzt, und eine Einrichtung vorhanden ist, welche bei einer erfassten Anlass-Anforderung mindestens für einen bestimmten Zeitraum die Druckbegrenzungseinrichtung fluidisch von der elektrisch angetriebenen Kraftstoffpumpe trennt. In diesem Fall wird der Förderdruck, den die elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe erzeugen kann, im Wesentlichen nur noch durch die Leckagen in der Kraftstoffpumpe selbst bzw. im Kraftstoffsystem bestimmt. Daher kann auf relativ einfache Art und Weise der für ein sicheres Anlassen erforderliche erhöhte Kraftstoffdruck bereitgestellt werden.It is particularly preferred that a device is provided, which is the discharge pressure of the electrical driven fuel pump limited in normal operation, and a facility is available, which at a recorded event request for at least one certain time the pressure limiting device fluidically from the electrically driven fuel pump separates. In this case, the discharge pressure that the can generate electrically driven fuel pump in Essentially only through the leaks in the Fuel pump itself or in the fuel system determined. Therefore, the one for a safe starting required increased fuel pressure to be provided.
Um den erhöhten Kraftstoffdruck erzeugen zu können, muss die elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe einen Antriebsmotor aufweisen, welcher bei einer erfassten Anlass-Anforderung ein erhöhtes Drehmoment erzeugt. Da beim Anlassen nur eine geringe Fördermenge erforderlich ist, kann dieses erhöhte Drehmoment auch mit einem Drehzahlabfall einhergehen. To be able to generate the increased fuel pressure, the electrically driven fuel pump one Have drive motor, which at a detected Starting request generates an increased torque. Since at Starting only a small amount is required can this increased torque with a Drop in speed.
Die Zerstäubung des Kraftstoffes durch die Kraftstoff- Einspritzvorrichtung ist bereits ab einem erhöhten Förderdruck von 20 bar verbessert, erreicht jedoch bei einem erhöhten Förderdruck zwischen 40 und 60 bar, vorzugweise zwischen 45 und 55 bar, eine im Wesentlichen optimale Qualität.The atomization of the fuel by the fuel Injector is already raised from a Delivery pressure improved by 20 bar, but reached at an increased delivery pressure between 40 and 60 bar, preferably between 45 and 55 bar, essentially one optimal quality.
Der optimale Betrieb des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystems wird dann gewährleistet, wenn es ein Steuer- und/oder Regelgerät der obigen Art umfasst.The optimal operation of the invention Fuel system is guaranteed when there is one Control and / or regulating device of the above type includes.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below Reference to the attached drawing in detail explained. The drawing shows:
Fig. 1: ein schematisches Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine; FIG. 1 shows a schematic block diagram of a first embodiment of a fuel system of an internal combustion engine;
Fig. 2: ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zeigt, nach dem das Kraftstoffsystem von Fig. 1 betrieben wird; Fig. 2 is a flowchart showing the method by which the fuel system of Fig. 1 is operated;
Fig. 3: eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine; Fig. 3 is a representation similar to Figure 1 of a second embodiment of a fuel system of an internal combustion engine;.
Fig. 4: eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines dritten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoff-Systems einer Brennkraftmaschine; Fig. 4 is a representation similar to Figure 1 of a third embodiment of a fuel system of an internal combustion engine;.
Fig. 5: ein Flussdiagramm, in dem das Verfahren gezeigt ist, nach dem das Kraftstoffsystem von Fig. 4 betrieben wird; FIG. 5 is a flowchart showing the method by which the fuel system of FIG. 4 is operated;
Fig. 6: eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines vierten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoffsystems einer Brennkraftmaschine; und . Fig. 6 is a representation similar to Figure 1 of a fourth embodiment of a fuel system of an internal combustion engine; and
Fig. 7: ein Flussdiagramm, welches das Verfahren zeigt, nach dem das Kraftstoffsystem von Fig. 6 betrieben wird. FIG. 7 is a flow chart showing the procedure by which the fuel system of Figure 6 is operated..
In Fig. 1 trägt ein Kraftstoffsystem insgesamt das Bezugszeichen 10. Es umfasst einen Kraftstoffbehälter 12, welcher mit einem Einlass 14 einer elektrischen Kraftstoffpumpe 16 verbunden ist. Ein Auslass 18 der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 ist über eine Kraftstoffleitung 20 mit dem Einlass 22 einer Hochdruck- Kraftstoffpumpe 24 verbunden. Diese wird auf nicht näher dargestellte Art und Weise mechanisch von einer Brennkraftmaschine angetrieben.In Fig. 1, a fuel system bears the overall reference number 10 . It comprises a fuel tank 12 , which is connected to an inlet 14 of an electric fuel pump 16 . An outlet 18 of the electric fuel pump 16 is connected to the inlet 22 of a high-pressure fuel pump 24 via a fuel line 20 . This is mechanically driven by an internal combustion engine in a manner not shown.
Ein Auslass 26 der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 ist über ein Rückschlagventil 28 mit einer Kraftstoff-Sammelleitung 30 verbunden. Diese wird gemeinhin auch als "Rail" bezeichnet. An die Kraftstoff-Sammelleitung 30 sind in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt vier Kraftstoff-Einspritzvorrichtungen 32 angeschlossen. Bei diesen handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um Hochdruck-Einspritzventile bzw. Injektoren. Diese sind an einem in der Fig. 1 nicht dargestellten Motorblock befestigt und spritzen den Kraftstoff direkt in einen ebenfalls nicht dargestellten Brennraum ein.An outlet 26 of the high pressure fuel pump 24 is connected to a fuel rail 30 via a check valve 28 . This is commonly referred to as "rail". In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, a total of four fuel injection devices 32 are connected to the fuel collecting line 30 . In the present exemplary embodiment, these are high-pressure injection valves or injectors. These are attached to an engine block, not shown in FIG. 1, and inject the fuel directly into a combustion chamber, also not shown.
Der Auslass 18 der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 ist mit dem Einlass 14 der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 über eine Kraftstoffleitung 34 verbunden. In dieser ist ein Druckbegrenzungsventil 36 angeordnet. Vom Auslass 26 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 24 führt ebenfalls eine Kraftstoffleitung 38 zurück zum Einlass 22 der Kraftstoff- Hochdruckpumpe 24. In der Kraftstoffleitung 38 ist ein Mengensteuerventil 40 angeordnet.The outlet 18 of the electric fuel pump 16 is connected to the inlet 14 of the electric fuel pump 16 via a fuel line 34 . A pressure relief valve 36 is arranged in this. A fuel line 38 likewise leads from the outlet 26 of the high-pressure fuel pump 24 back to the inlet 22 of the high-pressure fuel pump 24 . A quantity control valve 40 is arranged in the fuel line 38 .
Von der Kraftstoff-Sammelleitung 30 führt eine Kraftstoffleitung 42 zum Einlass 22 der Kraftstoff- Hochdruckpumpe 24 zurück. In dieser Kraftstoffleitung 42 ist ein Druckbegrenzungsventil 43 angeordnet. Durch dieses wird der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 auf 120 bar begrenzt. An diese Kraftstoffleitung 42 ist ein Einlass 44 einer zusätzlichen elektrischen Kraftstoffpumpe 46 angeschlossen. Deren Auslass 48 führt wiederum über ein Rückschlagventil 50 direkt zur Kraftstoff-Sammelleitung 30.A fuel line 42 leads back from the fuel collecting line 30 to the inlet 22 of the high-pressure fuel pump 24 . A pressure relief valve 43 is arranged in this fuel line 42 . This limits the pressure in the fuel rail 30 to 120 bar. An inlet 44 of an additional electric fuel pump 46 is connected to this fuel line 42 . The outlet 48 in turn leads directly to the fuel collecting line 30 via a check valve 50 .
Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 wird von einem Sensor 52 erfasst. Dieser liefert Signale an ein Steuer- und Regelgerät 54. Letzteres erhält auch Signale von einem Stellungsgeber 56 eines Zündschlosses (nicht dargestellt) und von einem Drehzahlsensor 58, der die Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abgreift. Ausgangsseitig steuert das Steuer- und Regelgerät 54 die beiden elektrischen Kraftstoffpumpen 16 und 46 sowie das Mengensteuerventil 40 an.The pressure in the fuel rail 30 is detected by a sensor 52 . This delivers signals to a control and regulating device 54 . The latter also receives signals from a position transmitter 56 of an ignition lock (not shown) and from a speed sensor 58 which taps the speed of the crankshaft of the internal combustion engine. On the output side, the control and regulating device 54 controls the two electric fuel pumps 16 and 46 as well as the quantity control valve 40 .
Die elektrische Kraftstoffpumpe 16, die Kraftstoffleitung 34 und das Druckbegrenzungsventil 36 sind insgesamt in eine sogenannte Tankeinbaueinheit 60 integriert. Die Hochdruck- Kraftstoffpumpe 24, die zusätzliche elektrische Kraftstoffpumpe 46 sowie das Mengensteuerventil 40 sind dagegen in einer Motorraumeinheit 62 integriert.The electric fuel pump 16 , the fuel line 34 and the pressure relief valve 36 are integrated overall into a so-called tank installation unit 60 . The high-pressure fuel pump 24 , the additional electric fuel pump 46 and the quantity control valve 40 , on the other hand, are integrated in an engine compartment unit 62 .
Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine wird der Kraftstoff von der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 aus dem Kraftstoffbehälter 12 angesaugt und auf ca. 4 bar vorverdichtet. Dieser Druck wird durch das Druckbegrenzungsventil 36 eingestellt. Der Kraftstoff wird dann von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 auf einen Druck von bis zu 120 bar weiterverdichtet. Mit diesem Druck wird der Kraftstoff von der Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 in die Kraftstoff-Sammelleitung 30 gefördert. Die Fördermenge wird dabei durch das Mengensteuerventil 40 eingestellt. Von der Kraftstoff-Sammelleitung 30 gelangt der Kraftstoff zu den Injektoren 32, welche den Kraftstoff aufgrund des hohen vorliegenden Druckes sehr fein zerstäubt in den Brennraum einspritzen, so dass er dort emissions- und verbrauchsoptimal verbrennen kann.In normal operation of the internal combustion engine, the fuel is drawn from the fuel tank 12 by the electric fuel pump 16 and precompressed to approximately 4 bar. This pressure is set by the pressure relief valve 36 . The fuel is then further compressed by the high-pressure fuel pump 24 to a pressure of up to 120 bar. With this pressure, the fuel is pumped from the high-pressure fuel pump 24 into the fuel rail 30 . The delivery rate is set by the volume control valve 40 . From the fuel manifold 30 , the fuel reaches the injectors 32 , which spray the fuel very finely atomized into the combustion chamber due to the high pressure present, so that it can burn there in an optimal manner in terms of emissions and consumption.
Aus Sicherheitsgründen wird der hohe Druck nach dem Ende des Betriebs der Brennkraftmaschine aus der Kraftstoff- Sammelleitung 30 abgelassen. Hierdurch soll verhindert werden, dass beispielsweise durch eine Leckage eines Injektors 32 bei abgestellter Brennkraftmaschine eine unerwünschte Menge an Kraftstoff in den Brennraum gelangt. Der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 sinkt dabei bis auf Umgebungsdruck ab. Würde nun versucht werden, die Brennkraftmaschine anzulassen, und würde nicht nach dem weiter unten beschriebenen Verfahren vorgegangen werden, dann würde zunächst in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 maximal der durch das Druckbegrenzungsventil 36 eingestellte Druck von 4 bar vorliegen.For safety reasons, the high pressure is released from the fuel rail 30 after the end of the operation of the internal combustion engine. This is to prevent, for example, an undesired amount of fuel from entering the combustion chamber due to a leakage of an injector 32 when the internal combustion engine is switched off. The pressure in the fuel rail 30 drops to ambient pressure. If an attempt were now made to start the internal combustion engine and the procedure described below would not be followed, the fuel manifold 30 would initially have a maximum pressure of 4 bar set by the pressure relief valve 36 .
Der Grund hierfür ist, dass die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 direkt von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Ist diese jedoch nicht im Betrieb, ist auch die Hochdruck- Kraftstoffpumpe 24 nicht im Betrieb und kann somit den im Normalbetrieb erzielbaren Druck in der Kraftstoff- Sammelleitung 30 nicht zur Verfügung stellen. Wenn jedoch in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 nur ein Druck von ungefähr 4 bar vorliegen würde, könnten die Injektoren 32 den Kraftstoff nicht optimal zerstäubt in den Brennraum einspritzen. Dies müsste durch eine erhöhte Menge an eingespritztem Kraftstoff kompensiert werden, was einerseits das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine beeinträchtigt und andererseits zu der Gefahr führt, dass die übermäßige Kraftstoffmenge den Ölfilm an der Zylinderinnenwand abwäscht und hierdurch die Reibung zwischen Kolben und Zylinderinnenwand erhöht wird.The reason for this is that the high-pressure fuel pump 24 is driven directly by the internal combustion engine. However, if this is not in operation, the high-pressure fuel pump 24 is also not in operation and therefore cannot provide the pressure that can be achieved in normal operation in the fuel collecting line 30 . However, if only a pressure of approximately 4 bar were present in the fuel manifold 30 , the injectors 32 could not inject the fuel into the combustion chamber in an optimally atomized manner. This would have to be compensated for by an increased amount of injected fuel, which on the one hand affects the exhaust gas behavior of the internal combustion engine and on the other hand leads to the risk that the excessive amount of fuel washes off the oil film on the cylinder inner wall and thereby increases the friction between the piston and the cylinder inner wall.
Um dies zu verhindern, wird bei dem Kraftstoffsystem 10 von Fig. 1 nach dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren vorgegangen. Das Verfahren ist als Computerprogramm in einem Speicher des Steuer- und Regelgeräts 54 abgelegt.To prevent this, the fuel system 10 of FIG. 1 operates according to the method shown in FIG. 2. The method is stored as a computer program in a memory of the control and regulating device 54 .
Nach einem Startblock 64 wird in einem Block 66 geprüft, ob eine Startsequenz für die Brennkraftmaschine angefordert wurde. Die entsprechenden Signale erhält das Steuer- und Regelgerät 54 vom Stellungssensor 56 des Zündschlüssels. Ist die Antwort ja, wird im Block 68 geprüft, ob der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 niedriger ist als ein Druck von 40 bar (dieser Druck und auch nachfolgende Druckwerte gelten für das vorliegende Ausführungsbeispiel; in anderen Fällen sind andere Druckwerte möglich). Dieser Druck entspricht einem Niveau, bei dem die Injektoren 32 gerade noch einen zufriedenstellend zerstäubten Kraftstoffnebel im Brennraum erzeugen können. Gut für die Zerstäubung des Kraftstoffs beim Anlassen der Brennkraftmaschine ist ein Druck von 45-55 bar. Der Wert für den Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoff- Sammelleitung 30 wird dem Steuer- und Regelgerät 54 vom Drucksensor 52 bereitgestellt.After a start block 64 , it is checked in a block 66 whether a start sequence for the internal combustion engine has been requested. Control and regulating device 54 receives the corresponding signals from position sensor 56 of the ignition key. If the answer is yes, it is checked in block 68 whether the pressure in the fuel rail 30 is lower than a pressure of 40 bar (this pressure and also subsequent pressure values apply to the present exemplary embodiment; other pressure values are possible in other cases). This pressure corresponds to a level at which the injectors 32 can just still produce a satisfactorily atomized fuel mist in the combustion chamber. A pressure of 45-55 bar is good for atomizing the fuel when starting the internal combustion engine. The value for the pressure of the fuel in the fuel rail 30 is provided to the control and regulating device 54 by the pressure sensor 52 .
Wenn eine Start- bzw. Anlasssequenz für die Brennkraftmaschine angefordert wurde und der Druck niedriger ist als 40 bar, dann wird im Block 70 die zusätzliche elektrische Kraftstoffpumpe 46 eingeschaltet. Diese ist so ausgelegt, dass sie den von der Kraftstoffpumpe 16 auf ca. 4 bar vorverdichteten Kraftstoff bei relativ geringer Fördermenge von ungefähr 5-10 l/h auf ca. 50 bar komprimieren kann. Außerdem wird im Block 72 der Ablauf der Startsequenz initiiert, d. h. es wird beispielsweise der Anlasser betätigt, die Zündung eingeschaltet usw. Vom Drucksensor 52 wird weiterhin der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 überwacht.If a starting or starting sequence for the internal combustion engine has been requested and the pressure is lower than 40 bar, the additional electric fuel pump 46 is switched on in block 70 . This is designed in such a way that it can compress the fuel pre-compressed by the fuel pump 16 to approximately 4 bar with a relatively low delivery rate of approximately 5-10 l / h to approximately 50 bar. In addition, the sequence of the start sequence is initiated in block 72 , ie the starter is actuated, the ignition is switched on, etc. The pressure in the fuel collecting line 30 is also monitored by the pressure sensor 52 .
Übersteigt der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 einen Grenzwert von 60 bar, bedeutet dies, dass die Brennkraftmaschine angesprungen ist und die von dieser angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 nun den erforderlichen Kraftstoffdruck in der Kraftstoff- Sammelleitung 30 bereitstellen kann. Dies wird im Block 74 erfasst. In diesem Fall wird im Block 76 die zusätzliche elektrische Kraftstoffpumpe 46 wieder ausgeschaltet. Das Programm endet in einem Endblock 78.If the pressure in the fuel collecting line 30 exceeds a limit value of 60 bar, this means that the internal combustion engine has started and the high pressure fuel pump 24 driven by it can now provide the required fuel pressure in the fuel collecting line 30 . This is recorded in block 74 . In this case, the additional electric fuel pump 46 is switched off again in block 76 . The program ends in an end block 78 .
Nun wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffsystems 10 erläutert. In diesem tragen Teile, Elemente und Bereiche, die äquivalente Funktionen zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel aufweisen, die gleichen Bezugszeichen. Sie sind nicht nochmals im Detail erläutert.A second exemplary embodiment of a fuel system 10 will now be explained with reference to FIG. 3. Parts, elements and regions which have functions equivalent to the exemplary embodiment described above bear the same reference symbols therein. They are not explained in detail again.
Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Kraftstoffsystem 10 ist der Einlass 44 der zusätzlichen elektrischen Kraftstoffpumpe 46 nicht mit dem Auslass der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 verbunden, sondern direkt an den Kraftstoffbehälter 12 angeschlossen. Dies hat den Vorteil, dass auch die zusätzliche elektrische Kraftstoffpumpe 46 in der Tankeinbaueinheit 60 untergebracht sein kann. Allerdings ist auch eine entsprechend längere Leitung zwischen der zusätzlichen elektrischen Kraftstoffpumpe 46 und der Kraftstoff- Sammelleitung 30 erforderlich, welche auf den von der zusätzlichen elektrischen Kraftstoffpumpe 46 erzeugbaren hohen Druck von bis zu 50 bar ausgelegt ist. Das in Fig. 3 dargestellte Kraftstoffsystem 10 wird gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren betrieben.In contrast to the fuel system 10 shown in FIG. 1, the inlet 44 of the additional electric fuel pump 46 is not connected to the outlet of the electric fuel pump 16 , but is connected directly to the fuel tank 12 . This has the advantage that the additional electric fuel pump 46 can also be accommodated in the tank installation unit 60 . However, a correspondingly longer line is also required between the additional electric fuel pump 46 and the fuel collecting line 30 , which line is designed for the high pressure of up to 50 bar that can be generated by the additional electric fuel pump 46 . The fuel system 10 shown in FIG. 3 is operated according to the method shown in FIG. 2.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffsystems 10 dargestellt. Die im Hinblick auf funktionsäquivalente Bauteile, Elemente und Bereiche gemachten obigen Ausführungen gelten hier analog.In FIG. 4 a further embodiment of a fuel system 10 is shown. The above statements made with regard to functionally equivalent components, elements and areas apply analogously here.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist keine zusätzliche elektrische Kraftstoffpumpe vorhanden. Stattdessen ist die ohnehin vorhandene elektrische Kraftstoffpumpe 16 so ausgelegt, dass sie den zum Anlassen der Brennkraftmaschine gewünschten Druck von ungefähr 50 bar bereitstellen kann. Hierzu ist in der Kraftstoffleitung 34 zwischen dem Auslass 18 der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 und dem Druckbegrenzungsventil 36 ein Schaltventil 80 angeordnet, welches vom Steuer- und Regelgerät 54 angesteuert wird. Mit dem Schaltventil 80 kann die Verbindung zwischen dem Auslass 18 der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 und dem Druckbegrenzungsventil 36 unterbrochen werden. Ferner ist zwischen der Kraftstoffverbindung 20 und dem Druckbegrenzungsventil 43 ein Rückschlagventil 81 vorhanden.In the embodiment shown in Fig. 4, there is no additional electric fuel pump. Instead, the electrical fuel pump 16 , which is present anyway, is designed such that it can provide the pressure of approximately 50 bar desired for starting the internal combustion engine. For this purpose, a switching valve 80 is arranged in the fuel line 34 between the outlet 18 of the electric fuel pump 16 and the pressure limiting valve 36 and is controlled by the control and regulating device 54 . With the switching valve 80 , the connection between the outlet 18 of the electric fuel pump 16 and the pressure relief valve 36 can be interrupted. Furthermore, a check valve 81 is present between the fuel connection 20 and the pressure relief valve 43 .
Das in Fig. 4 dargestellte Kraftstoffsystem 10 wird folgendermaßen betrieben (vgl. Fig. 5, auch hier sind nur die Unterschiede zu dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren im Detail erläutert):The fuel system 10 shown in FIG. 4 is operated as follows (see FIG. 5, here too only the differences from the method shown in FIG. 2 are explained in detail):
Wenn in den Blöcken 66 und 68 festgestellt worden ist, dass eine Startsequenz angefordert wurde und der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 unterhalb des gewünschten minimalen Druckniveaus von 40 bar liegt, wird im Block 82 das Schaltventil (welches auch als Startventil bezeichnet wird) geschlossen. Im Block 70 wird ferner der Antriebsstrom, welcher der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 zugeführt wird, erhöht, so dass deren Antriebsmotor ein erhöhtes Drehmoment erzeugt. Da die Injektoren 32 noch geschlossen sind, fördert die elektrische Kraftstoffpumpe 16 nun in ein im Wesentlichen geschlossenes Volumen.If it has been determined in blocks 66 and 68 that a start sequence has been requested and the pressure in the fuel rail 30 is below the desired minimum pressure level of 40 bar, the switching valve (which is also referred to as a start valve) is closed in block 82 , In block 70 , the drive current that is supplied to the electric fuel pump 16 is also increased, so that its drive motor generates an increased torque. Since the injectors 32 are still closed, the electric fuel pump 16 now delivers to a substantially closed volume.
Hierdurch erhöht sich der Druck in der Kraftstoff- Sammelleitung 30 bei gleichzeitig sehr geringer Fördermenge. Dies kann auch bedeuten, dass die Drehzahl der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 abfällt. Sobald der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 oberhalb von ungefähr 60 bar liegt, wird im Block 76 die elektrische Kraftstoffpumpe 16 wieder normal angesteuert und im Block 84 das Startventil 80 geöffnet. Somit stellt sich am Auslass 18 der elektrischen Kraftstoffpumpe 16 wieder der normale Kraftstoffdruck von ungefähr 4 bar ein.This increases the pressure in the fuel manifold 30 with a very low delivery rate. This can also mean that the speed of the electric fuel pump 16 drops. As soon as the pressure in the fuel collecting line 30 is above approximately 60 bar, the electric fuel pump 16 is actuated normally again in block 76 and the start valve 80 is opened in block 84 . The normal fuel pressure of approximately 4 bar is thus restored at the outlet 18 of the electric fuel pump 16 .
In Fig. 6 ist nochmals ein anderes Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffsystems 10 dargestellt. Auch hier gilt im Hinblick auf funktionsäquivalente Teile, Bereiche und Elemente das oben Gesagte.Another embodiment of a fuel system 10 is shown in FIG. 6. The same applies here with regard to functionally equivalent parts, areas and elements.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ebenfalls keine zusätzliche elektrische Kraftstoffpumpe vorgesehen. Stattdessen ist die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 mit einer schaltbaren Kupplung 86 verbunden. Diese weist zwei Eingänge auf, von denen einer mit einer Kurbelwelle 88 der Brennkraftmaschine und der andere mit der Antriebswelle eines Elektromotors 46 verbunden ist. Im Gegensatz zu dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel fehlt ferner das Schaltventil in der Kraftstoffleitung 34 zwischen elektrischer Kraftstoffpumpe 16 und Druckbegrenzungsventil 36.In this embodiment, there is also no additional electric fuel pump. Instead, the high-pressure fuel pump 24 is connected to a switchable clutch 86 . This has two inputs, one of which is connected to a crankshaft 88 of the internal combustion engine and the other to the drive shaft of an electric motor 46 . In contrast to the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the switching valve in the fuel line 34 between the electric fuel pump 16 and the pressure limiting valve 36 is also missing.
Das Verfahren zum Betreiben des in Fig. 6 dargestellten Kraftstoffsystems 10 ergibt sich aus Fig. 7, wobei auch hier nur auf die Unterschiede zu den oben beschriebenen Verfahren eingegangen wird:The method for operating the fuel system 10 shown in FIG. 6 results from FIG. 7, only the differences from the methods described above also being discussed here:
Liegt der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 30 unterhalb von 40 bar und wurde eine Startsequenz angefordert, wird im Block 90 die Kupplung 86 vom Steuer- und Regelgerät 54 so angesteuert, dass letztlich der Kupplungsausgang, also die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24, mit dem elektrischen Antrieb 46 verbunden ist. Im Block 70 wird dann der elektrische Antrieb 46 eingeschaltet und die Startsequenz in Gang gesetzt. Hierzu gehört natürlich auch das Einschalten der elektrischen Kraftstoffpumpe 16, welche einen Vorförderdruck in Höhe von ungefähr 4 bar zur Verfügung stellt. Dieser Vorförderdruck wird nun von der nun elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 auf einen Druck von ungefähr 50 bar erhöht.If the pressure in the fuel collecting line 30 is below 40 bar and a start sequence has been requested, the clutch 86 is controlled by the control and regulating device 54 in block 90 so that ultimately the clutch outlet, i.e. the high-pressure fuel pump 24 , is connected to the electrical one Drive 46 is connected. In block 70 , the electric drive 46 is then switched on and the start sequence is started. Of course, this also includes switching on the electric fuel pump 16 , which provides a pre-delivery pressure of approximately 4 bar. This pre-delivery pressure is now increased by the now electrically driven high-pressure fuel pump 24 to a pressure of approximately 50 bar.
Sobald die Brennkraftmaschine angesprungen ist, was durch den Drehzahlsensor 58 angezeigt wird, wird im Block 92 die Kupplung 86 von dem Steuer- und Regelgerät 54 angesteuert und die Hochdruck-Kraftstoffpumpe 24 mit der Kurbelwelle 88 der Brennkraftmaschine verbunden. Im Block 76 wird der elektrische Antrieb 46 wieder ausgeschaltet.As soon as the internal combustion engine has started, which is indicated by the speed sensor 58 , the clutch 86 is controlled in block 92 by the control and regulating device 54 and the high-pressure fuel pump 24 is connected to the crankshaft 88 of the internal combustion engine. In block 76 , the electric drive 46 is switched off again.
Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Maßnahmen, mit denen auch ohne sich im Betrieb befindende Brennkraftmaschine ein erhöhter Förderdruck bereitgestellt werden kann, auch in einem weiteren Fall ergriffen: Dann nämlich, wenn bei laufender Brennkraftmaschine die Hochdruck-Kraftstoffpumpe beispielsweise aufgrund des Erreichens ihrer maximalen Lebensdauer versagt. Auf diese Weise wird ein Notbetrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet.In an embodiment not shown the measures with which even without operating internal combustion engine an increased delivery pressure can be provided, also in a further case seized: namely, if while running Internal combustion engine the high pressure fuel pump for example, due to reaching their maximum Lifespan fails. In this way, an emergency operation the internal combustion engine guaranteed.
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