DE102005023700A1

DE102005023700A1 - Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff und Verfahren zur Überwachung eines Filters der Vorrichtung

Info

Publication number: DE102005023700A1
Application number: DE102005023700A
Authority: DE
Inventors: Peter Schelhas; Stefan Kieferle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-11-30
Also published as: WO2006125702A1

Abstract

Bekannte Vorrichtungen haben eine Vorförderpumpe und eine über eine Druckleitung mit der Vorförderpumpe strömungsverbundene Hochdruckpumpe, wobei die Vorförderpumpe Kraftstoff aus einem Speicherbehälter angesaugt und der Hochdruckpumpe zur Verfügung stellt. Die Hockdruckpumpe fördert den Kraftstoff in Richtung einer Brennkraftmaschine. Außerdem ist in der Druckleitung ein Drucksensor zur Regelung der Vorförderpumpe vorgesehen. Von der Druckleitung zweigt eine in den Speicherbehälter mündende Rücklaufleitung ab. DOLLAR A Nachteilig ist, dass die Kraftstoffmenge der Rücklaufleitung nicht zum Antrieb einer Saugstrahlpumpe genutzt wird. Wenn die Vorförderpumpe wie üblich in einem Speicherbehälter innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist, sind solche Saugstrahlpumpen sinnvoll, um den Füllstand im Speicherbehälter unabhängig vom Füllstand im Kraftstoffbehälter gefüllt zu halten. Im Falle des Vorsehens einer solchen Saugstrahlpumpe würde der Druck in der Rücklaufleitung und die Förderleistung der Saugstrahlpumpe stark schwanken, so dass die Befüllung des Speicherbehälters nicht in jedem Betriebszustand ausreichend wäre. DOLLAR A Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Befüllung des Speicherbehälters verbessert. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Drucksensor (28) einen Druck in der Rücklaufleitung (18) misst, der als Regelgröße zur Regelung des ersten Förderaggregates (1) dient.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff nach der Gattung des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zur Überwachung eines Filters der Vorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 6.

Es ist schon eine Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff aus der DE 101 48 222 A1 bekannt, mit einer Vorförderpumpe und einer über eine Druckleitung mit der Vorförderpumpe strömungsverbundenen Hochdruckpumpe, wobei die Vorförderpumpe Kraftstoff aus einem Speicherbehälter ansaugt und der Hochdruckpumpe zur Verfügung stellt. Die Hochdruckpumpe fördert den Kraftstoff in Richtung einer Brennkraftmaschine. Außerdem ist in der Druckleitung ein Drucksensor zur Regelung der Vorförderpumpe vorgesehen. Von der Druckleitung zweigt eine in den Speicherbehälter mündende Rücklaufleitung ab.

Nachteilig ist, dass die Kraftstoffmenge der Rücklaufleitung nicht zum Antrieb einer Saugstrahlpumpe genutzt wird. Wenn die Vorförderpumpe wie üblich in einem Speicherbehälter innerhalb des Kraftstoffbehälters angeordnet ist, sind solche Saugstrahlpumpen sinnvoll, um den Füllstand im Speicherbehälter unabhängig vom Füllstand im Kraftstoffbehälter gefüllt zu halten. Im Falle des Vorsehens einer solchen Saugstrahlpumpe würde der Druck in der Rücklaufleitung und die Förderleistung der Saugstrahlpumpe stark schwanken, so dass die Befüllung des Speicherbehälters nicht in jedem Betriebszustand ausreichend wäre.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise eine Verbesserung der Befüllung des Speicherbehälters erreicht wird, indem der Drucksensor einen Druck in der Rücklaufleitung misst, der als Regelgröße zur Regelung der Vorförderpumpe dient. Auf diese Weise kann der Druck in der Rücklaufleitung zuverlässig unterhalb eines Maxiamelwertes gehalten werden. Durch die Bedarfsregelung des ersten Förderaggregates wird die Lebensdauer des ersten Förderaggregates und der Wirkungsgrad der Vorrichtung erhöht und eine Kraftstoffersparnis erreicht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff möglich.

Besonders vorteilhaft ist, wenn der Drucksensor über eine erste Signalleitung mit einem elektronischen Steuergerät verbunden ist, das die Leistung des ersten Förderaggregates derart regelt, dass ein vorbestimmter Druck in der Rücklaufleitung einstellbar ist.

Auch vorteilhaft ist, wenn der Druck in der Rücklaufleitung mittels einer Regelung auf einen konstanten Wert geregelt ist, da auf diese Weise eine konstante und ausreichende Befüllung des Speicherbehälters erreicht ist.

Weiterhin vorteilhaft ist, wenn der Druck in der Druckleitung mittels eines Druckregelventils regelbar ist, das bei einem vorbestimmten Betriebsdruck in der Druckleitung Kraftstoff in die Rücklaufleitung abströmen lässt.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Rücklaufleitung eine Saugstrahlpumpe antreibt, die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter ansaugt und in den Speicherbehälter fördert.

Außerdem vorteilhaft ist, dass die Rücklaufleitung an einem dem Druckregelventil abgewandten Ende ein Drosselelement aufweist, da auf diese Weise ein vorbestimmter Druck in der Rücklaufleitung erzeugbar ist. Gemäss einer vorteilhaften Ausführung ist das Drosselelement eine Düse einer Saugstrahlpumpe.

Zwischen dem ersten Förderaggregat und dem zweiten Förderaggregat ist ein Hauptfilter vorgesehen ist. Bei einem erfindungsgemässen Verfahren zum Überwachen dieses Filters wird der Druckverlust des Hauptfilters aus dem Druck in der Rücklaufleitung und aus Kenngrössen der Motorsteuerung berechnet. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Vorrichtung erhöht, da rechtzeitig auf einen notwendigen Filterwechsel hingewiesen wird.

Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff.
Die Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff weist ein erstes Förderaggregat 1, beispielsweise eine als Vorförderpumpe dienende Elektrokraftstoffpumpe, und ein über eine Druckleitung 3 mit dem ersten Förderaggregat 1 strömungsverbundenes zweites Förderaggregat 2 auf, das beispielsweise eine nach dem Verdrängungsprinzip arbeitende Hochdruckpumpe ist. Die beiden Förderaggregate 1, 2 sind auf diese Weise in Reihe geschaltet. Das zweite Förderaggregat 2 fördert den von dem ersten Förderaggregat 1 gelieferten Kraftstoff druckerhöht beispielsweise in einen Kraftstoffverteiler 4 einer Brennkraftmaschine 5. Der Kraftstoffverteiler 4 ist mit Einspritzventilen 6 strömungsverbunden, die den Kraftstoff jeweils in einen nicht dargestellten Brennraum der Brennkraftmaschine 5 einspritzen.
Das erste Förderaggregat 1 ist beispielsweise in einem Speicherbehälter 9 angeordnet, der wiederum in einem Vorratsbehälter 10 vorgesehen ist. Das erste Förderaggregat 1 saugt aus dem Speicherbehälter 9 Kraftstoff an, beispielsweise über einen Vorfilter 11, und fördert diesen über die Druckleitung 3 zu dem zweiten Förderaggregat 2. Der Vorfilter 11 schützt die Vorrichtung stromab des Vorfilters 11 vor im Kraftstoff enthaltenen groben Schmutzpartikeln. In der Druckleitung 3 ist beispielsweise ein Rückschlagventil 12 vorgesehen, damit kein Kraftstoff von stromab des Rückschlagventils 12 nach stromauf des Rückschlagventils 12 zurückfliesst. Außerdem ist in der Druckleitung 3 stromab des Rückschlagventils 12 beispielsweise ein Hauptfilter 13 vorgesehen, der feine Schmutzpartikel aus dem Kraftstoff herausfiltert. Stromab des ersten Förderaggregates 1 und stromauf des Rückschlagventils 12 zweigt eine Überdruckleitung 16 von der Druckleitung 3 ab und führt zurück in den Speicherbehälter 9. In der Überdruckleitung 16 ist ein Überdruckventil 17 angeordnet, das bei einem vorbestimmten Überdruck in der Druckleitung 3 öffnet und Kraftstoff aus der Druckleitung 3 über die Überdruckleitung 16 abströmen lässt. Das Überdruckventil 17 ist ein Sicherheitsventil, das verhindert, dass durch Fehlfunktionen unzulässig hohe Drücke in der Druckleitung 3 entstehen können, die die Vorrichtung beschädigen könnten.
Der beispielsweise topfförmige Speicherbehälter 9 bevorratet ausreichend viel Kraftstoff, damit auch bei einer Kurvenfahrt und den dadurch bedingten Schwappbewegungen des Kraftstoffs im Vorratsbehälter 10 eine Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 5 durch die Förderaggregate 1,2 sichergestellt ist.
Von der Druckleitung 3 stromab des Rückschlagventils 12 und stromab des Hauptfilters 13 zweigt eine Rücklaufleitung 18 ab, die in den Speicherbehälter 9 oder den Vorratsbehälter 10 zurückführt. Beispielsweise in der Rücklaufleitung 18 ist ein Druckregelventil 19 angeordnet, das den Druck in der Druckleitung 3 auf einen vorbestimmten Betriebsdruck regelt, indem es bei dem vorbestimmten Betriebsdruck in der Druckleitung 3 öffnet und Kraftstoff aus der Druckleitung 3 über die Rücklaufleitung 18 abströmen lässt. Unterhalb des vorbestimmten Betriebsdrucks ist das Druckregelventil 19 geschlossen und bei einem Wert gleich oder oberhalb des vorbestimmten Betriebsdrucks geöffnet.
Der über die Rücklaufleitung 18 in den Speicherbehälter 9 zurückfließende Kraftstoff wird zum Antreiben einer bekannten Saugstrahlpumpe 20 genutzt, die Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 10 in den Speicherbehälter 9 fördert. Damit der Speicherbehälter 9 unabhängig vom Füllstand in dem Vorratsbehälter 10 gefüllt bleibt und nicht leer läuft, ist die von dem ersten Förderaggregat 1 aus dem Speicherbehälter 9 entnommene Kraftstoffmenge wieder in den Speicherbehälter 9 nachzufördern. Damit die Saugstrahlpumpe 20 die erforderliche Förderleistung erbringt, ist sie jeweils mit der notwendigen Treibstrahlmenge aus der Rücklaufleitung 18 zu versorgen. Die Saugstrahlpumpe 20 weist bekannterweise ein Drosselelement auf, beispielsweise eine Düse 23, über das der Kraftstoff der Rücklaufleitung 18 in einen mit dem Vorratsbehälter 10 strömungsverbundenen Saugraum 24 gelangt. Der aus der Düse 23 in den Saugraum 24 austretende Treibstrahl reisst Kraftstoff aus dem Saugraum 24 mit, so dass auf bekannte Art und Weise der Kraftstoff des Treibstrahls und der mitgerissene Kraftsoff über einen Mischkanal 25 in den Speicherbehälter 9 gelangen.
Abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine 5 fördert das zweite Förderaggregat 2 eine variable Kraftstoffmenge, wodurch der Druck in der Rücklaufleitung 18 beeinflusst wird. Je weniger Kraftstoff aus der Druckleitung 3 in die Rücklaufleitung 18 abgesteuert wird, desto geringer ist der Druck in der Rücklaufleitung 18 und desto kleiner ist die Förderleistung der Saugstrahlpumpe 20. Der Durchmesser der Düse 23 der Saugstrahlpumpe 20 ist derart auszulegen, dass der Druck in der Rücklaufleitung 18 bei einer geringen Förderleistung oder einer Null-Förderleistung des zweiten Förderaggregates 2 nicht einen maximalen Wert überschreitet. Außerdem darf der Durchmesser der Düse 23 nicht zu gering gewählt sein, um eine Verstopfung der Düse 23, die damit verbundene Fehlfunktion der Saugstrahlpumpe 20 und ein Liegenbleiben des Fahrzeugs zu vermeiden.
Erfindungsgemäss ist vorgesehen, einen Drucksensor 28 vorzusehen, der einen Druck in der Rücklaufleitung 18 stromab des Druckregelventils 19 misst, wobei der gemessene Druck als Regelgröße zur Regelung des ersten Förderaggregates 1 verwendet wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass bei einer Veränderung der Förderleistung des zweiten Förderaggregates 2 das erste Förderaggregat 1 derart nachgeregelt wird, dass der Druck in der Rücklaufleitung 18 zumindest annähernd konstant bleibt und die Saugstrahlpumpe 20 jeweils in einem optimalen Betriebspunkt betrieben wird. Auf diese Weise wird die Befüllung des Speicherbehälters 9 verbessert und vermieden, dass der Druck in der Rücklaufleitung 18 bei einer hohen Förderleistung des zweiten Förderaggregates 2 einen minimalen Wert unterschreitet und bei einer geringen Förderleistung des zweiten Förderaggregates 2 einen maximal zulässigen Wert überschreitet. Bei einem Unterschreiten des minimalen Drucks in der Rücklaufleitung 18 kann die Saugstrahlpumpe 20 nicht ausreichend Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 10 in den Speicherbehälter 9 nachliefern, so dass der Speicherbehälter 9 bei noch gefülltem Vorratsbehälter 10 leer laufen könnte und das Fahrzeug liegen bleibt.
Der Drucksensor 28 ist beispielsweise an der Rücklaufleitung 18 angeordnet und befestigt. Der Drucksensor 28 ist beispielsweise ein Differenzdrucksensor oder ein Absolutdrucksensor.
Der Drucksensor 28 ist erfindungsgemäss über eine erste Signalleitung 29 mit einem elektronischen Steuergerät verbunden. Das elektronische Steuergerät kann ein das erste Förderaggregat 1 über eine Steuerleitung 33 steuerndes Pumpensteuergerät 30 oder ein die Funktionen der Brennkraftmaschine 4 steuerndes Motorsteuergerät 32 sein. Das elektronische Steuergerät 30, 32 regelt die Leistung, beispielsweise die Drehzahl des ersten Förderaggregates 1 derart, dass ein vorbestimmter Druck in der Rücklaufleitung 18 einstellbar ist. Diese bedarfsgesteuerte Regelung des ersten Förderaggregates 1 erfolgt beispielsweise durch eine sogenannte Pulsweitenmodulation. Durch die Bedarfsregelung des ersten Förderaggregates 1 wird die Lebensdauer des ersten Förderaggregates 1 und der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht und eine Kraftstoffersparnis erreicht.
Beispielsweise ist das elektronische Pumpensteuergerät 30 über eine zweite Signalleitung 31 mit dem elektronischen Motorsteuergerät 32 verbunden.
Erfindungsgemäss kann der Druckverlust des Hauptfilters 13 aus dem durch den Drucksensor 28 bekannten Druck der Rücklaufleitung 18 und aus Kenngrößen der Motorsteuerung berechnet werden. Die Höhe des Druckverlustes des Hauptfilters 13 ist ein Mass für die Beladung des Hauptfilters 13 mit Schmutzpartikeln. Auf diese Weise ist eine Filterwechel-Intervallanzeige ermöglicht, bei der die Motorsteuerung einen notwendigen Wechsel des Hauptfilters 13 durch Ausgabe eines entsprechenden Signals angibt. Die Kenngrössen der Motorsteuerung sind beispielsweise die elektrische Leistung des ersten Förderaggregates 1, die Drehzahl des zweiten Förderaggregates 2 oder die Drehzahl einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 4. Diese Überwachung des Hauptfilters 13 mittels des Drucksensors 28 erhöht die Zuverlässigkeit der Vorrichtung.

Claims

Vorrichtung zum Fördern von Kraftstoff mit einem ersten Förderaggregat und einem über eine Druckleitung mit dem ersten Förderaggregat strömungsverbundenen zweiten Förderaggregat, wobei das erste Förderaggregat Kraftstoff aus einem Speicherbehälter ansaugt und dem zweiten Förderaggregat zuliefert, das diesen in Richtung einer Brennkraftmaschine fördert, mit einem Drucksensor zur Regelung des ersten Förderaggregates und mit einer von der Druckleitung abzweigenden Rücklaufleitung, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (28) einen Druck in der Rücklaufleitung (18) misst, der als Regelgröße zur Regelung des ersten Förderaggregates (1) dient.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (28) über eine erste Signalleitung (29) mit einem elektronischen Steuergerät (30,32) verbunden ist, das die Leistung des ersten Förderaggregates (1) derart regelt, dass ein vorbestimmter Druck in der Rücklaufleitung (18) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Rücklaufleitung (18) mittels einer Regelung auf einen konstanten Wert geregelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in der Druckleitung (3) mittels eines Druckregelventils (19) regelbar ist, das bei einem vorbestimmten Betriebsdruck in der Druckleitung (3) Kraftstoff in die Rücklaufleitung (18) abströmen lässt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücklaufleitung (18) an einem dem Druckregelventil (19) abgewandten Ende ein Drosselelement (23) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselelement (23) eine Düse ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff der Rücklaufleitung (18) eine Saugstrahlpumpe (20) antreibt, die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter (10) ansaugt und in den Speicherbehälter (9) fördert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Förderaggregat (1) und dem zweiten Förderaggregat (2) ein Hauptfilter (13) vorgesehen ist.
Verfahren zur Überwachung eines Filters mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverlust des Hauptfilters (13) aus dem Druck in der Rücklaufleitung (18) und aus Kenngrössen der Motorsteuerung berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngrößen der Motorsteuerung die elektrische Leistung des ersten Förderaggregates (1), die Drehzahl des zweiten Förderaggregates (2) oder die Drehzahl einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine (4) sind.