DE102010001121A1

DE102010001121A1 - Kraftstoffeinspritzsystem und Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffpumpe

Info

Publication number: DE102010001121A1
Application number: DE201010001121
Authority: DE
Inventors: Friedrich 70499 Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2011-07-28
Also published as: WO2011088957A1; EP2526280A1

Abstract

Es wird ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt, insbesondere ein Cnktion ausgestattet ist, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem eine Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Hochdruckpumpe aufweist, wobei die Kraftstoffpumpe als elektrische Zahnradpumpe ausgebildet ist. Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffpumpe bereitgestellt, welche in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-System, einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, die mittels einer Start-Stopp-Funktion gesteuert wird, wobei die Kraftstoffpumpe einer Hochdruckpumpe Kraftstoff zuführt, und wobei die Hochdruckpumpe den Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff einem Hochdruckspeicher zuführt, wobei die Kraftstoffpumpe eine elektrische Zahnradpumpe ist, welche gesteuert wird, um der Hochdruckpumpe den Kraftstoff unmittelbar vor dem Starten der Brennkraftmaschine zuzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-System, sowie ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffpumpe.
Stand der Technik
In Hochdruckeinspritzsystemen, insbesondere in Common-Rail-Systemen von Dieselmotoren, sorgt eine Hochdruckpumpe, der Kraftstoff über eine direkt daran angeflanschte Zahnradpumpe oder eine vorgeschaltete Kraftstoffförderpumpe zugeführt wird, dauernd für die Aufrechterhaltung des Druckes in dem Hochdruckspeicher des Common-Rail-Systems. Die Druckregelung im Common-Rail-System kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, z. B. über ein Druckregelventil oder über eine niederdruckseitige Zumesseinheit.
Moderne Brennkraftmaschinen sind häufig mit einer sogenannten Start-Stopp-Funktion oder Start-Stopp-Automatik ausgestattet. Bei einer solchen Brennkraftmaschine mit Start-Stopp-Funktion wird in Abhängigkeit vom Betriebsszustand der Brennkraftmachine und/oder vom Betriebszustand des angetriebenen Kraftfahrzeugs die Brennkraftmaschine abgeschaltet. Üblicherweise erfolgt dies, wenn das Fahrzeug zum Stillstand kommt. Sobald der Fahrer weiterfahren will und dies durch die Betätigung eines Bedienelements, wie beispielsweise des Gaspedals, anzeigt, startet die Brennkraftmaschine selbständig.
Wird bei einer Brennkraftmaschine, die mit einer solchen Start-Stopp-Automatik ausgestattet ist, der Druck im Hochdruckspeicher beim Abschalten der Brennkraftmaschine abgebaut, so verzögert sich der Neustart der Brennkraftmaschine unter Umständen erheblich, da erst beim Start der Brennkraftmaschine und der Hochdruckpumpe auch die Kraftstoffvorförderung über die Kraftstoffpumpe einsetzt.
Um einen schnellen Wiederstart der Brennkraftmaschine zu ermöglichen, ist in DE 10 2008 007 668 A1 ein Verfahren zur Steuerung eines Kraftstoffzumesssystems vorgeschlagen worden, wobei der Kraftstoffdruck abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert wird, dass beim Abschalten der Brennkraftmaschine der Kraftstoffdruck auf einen ersten Wert gesteuert wird, der üblicherweise im Leerlauf verwendet wird, und dass bei Vorliegen einer Bedingung der Kraftstoffdruck auf einen zweiten Wert gesteuert wird, der bei abgeschalteter Brennkraftmaschine üblich ist. Alternativ kann beim Abschalten der Brennkraftmaschine über ein Bedienelement kann gemäß DE 10 2008 007 668 A1 der Druck im Hochdruckspeicher auf seinem Wert belassen, wodurch bei Neustart der Brennkraftmaschine der Druck im Hochdruckspeicher schneller Verfügung steht und ein Wiederstart schneller möglich ist.
Nachteilig bei der im Stand der Technik bekannten Lösung zur Ermöglichung eines schnellen Druckaufbaus bei einem Neustart der Brennkraftmaschine ist jedoch, dass eine aufwändige Steuereinrichtung erforderlich ist und aufgrund des kontinuierlich aufrechterhaltenen Hochdrucks auch ein erhöhter Verschleiß der mit Hochdruck beaufschlagten Bauteile verursacht wird.
Daher ist es notwendig, ein Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere ein Common-Rail-System, für eine Brennkraftmaschine, welche mit einer Start-Stopp-Funktion ausgestattet ist, sowie ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffpumpe bereitzustellen, mittels welcher auf konstruktiv einfache und somit kostengünstige Art und Weise ein schneller Neustart der Brennkraftmaschine ermöglicht wird Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Kraftstoffeinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere ein Common-Rail-System, welche mit einer Start-Stopp-Funktion ausgestattet ist, bereitgestellt, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem eine Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu einer Hochdruckpumpe aufweist, und wobei die Kraftstoffpumpe als elektrisch betriebene Zahnradpumpe ausgebildet ist. Die elektrisch betriebene Kraftstoffpumpe kann bei einem Stoppen der Brennkraftmaschine aufgrund der Motor-Start-Stopp-Funktion einfach weiterlaufen, so dass der Vorförderdruck früher als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Konfigurationen zur Verfügung steht. Eine aufwändige Steuerung ist hierzu nicht erforderlich. Durch die erfindungsgemäße Konfiguration wird ein deutlich verbessertes Startverhalten auch für Pumpen mit kleiner Übersetzung (i = 0,5) erreicht.
Gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Zahnradpumpe direkt an die Hochdruckpumpe angeschlossen, insbesondere direkt daran angeflanscht.
Vorzugsweise ist eine Steuerung für die elektrische Zahnradpumpe vorgesehen, welche die elektrische Zahnradpumpe steuert, um unmittelbar nur wenige Millisekunden vor einem Starten der durch einen Anlasser gestarteten Brennkraftmaschine, gestartet zu werden. Vorzugsweise startet die elektrische Zahnradpumpe die Vorförderung des Kraftstoffs innerhalb von 1 bis 50 Millisekunden vor dem Starten der Brennkraftmaschine. Diese Ausführungsform ist besonders bevorzugt, da die elektrische Zahnradpumpe nicht kontinuierlich betrieben werden muss, sondern je nach Bedarf ein- und ausgeschaltet wird.
Besonders bevorzugt steuert die Steuerung die elektrische Zahnradpumpe unmittelbar vor dem Starten der Brennkraftmaschine auf volle Last.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform läuft die elektrische Zahnradpumpe beim Abschalten der Brennkraftmaschine aufgrund der Start-Stopp-Funktion durch.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Kraftstoffpumpe als elektrische Kraftstoffpumpe ausgebildet.
Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffpumpe bereitgestellt, welche in einem Einspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-System, einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, wobei die Brennkraftmaschine mittels einer Start-Stopp-Funktion gesteuert wird, wobei die Kraftstoffpumpe einer Hochdruckpumpe Kraftstoff zuführt, und wobei die Hochdruckpumpe den Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff einem Hochdruckspeicher zuführt. Erfindungsgemäß ist die Kraftstoffpumpe eine elektrische Zahnradpumpe, welche gesteuert wird, um der Hochdruckpumpe den Kraftstoff unmittelbar vor dem Starten der Brennkraftmaschine zuzuführen. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt auf einfache und kostengünstige Weise den Vorförderdruck schon vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine bereit, was ein deutlich verbessertes Startverhalten ermöglicht.
Vorzugsweise wird die elektrische Kraftstoffpumpe gesteuert, um während eines Stoppens der Brennkraftmaschine aufgrund der Start-Stopp-Funktion, weiterzulaufen. Dies macht eine zusätzliche Regelung des Betriebs der elektrischen Kraftstoffpumpe gekoppelt an die Motor-Start-Stopp-Funktion überflüssig.
Gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform ist die elektrische Zahnradpumpe direkt an die Hochdruckpumpe gekoppelt, insbesondere an die Hochdruckpumpe angeflanscht.
Vorzugsweise wird die elektrische Zahnradpumpe gesteuert, um unmittelbar vor dem Anlassen der Brennkraftmaschine, insbesondere innerhalb von 1 bis 50 Millisekunden vor einem Starten der Brennkraftmaschine gestartet zu werden.
Im Nachfolgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
1 ist eine schematische Darstellung eines Kraftstoffeinspritzsystems 1, welches hier ein Common-Rail-System ist. Das Kraftstoffeinspritzsystem 1 weist einen Kraftstoffbehälter 2 auf, der über eine Kraftstoffleitung 3 eines Niederdruckkreislaufs mit einer Kraftstoffpumpe 4 verbunden ist. Die Kraftstoffpumpe 4 ist als elektrische Zahnradpumpe 5 ausgebildet und direkt an eine Hochdruckpumpe 6 angeflanscht. Zwischen Hochdruckpumpe 6 und elektrischer Zahnradpumpe 5 befindet sich in der hier dargestellten Ausführungsform ein Kraftstofffilter 7, in welchem der Kraftstoff nach dem Austreten aus der elektrischen Zahnradpumpe 5 und vor Eintreten in die Hochdruckpumpe 6 gereinigt wird. In der Hochdruckpumpe 6 wird der von der elektrischen Zahnradpumpe 5 über den Niederdruckkreislauf geförderte Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und über eine Hochdruckleitung 7 einem Hochdruckspeicher 8 zugeführt, von welchem Injektoren 9, von denen in der Figur ist nur einer sichtbar ist, über eine weitere Hochdruckleitung 10 mit mit Hochdruck beaufschlagtem Kraftstoff versorgt werden, der durch die Injektoren 9 dann geregelt in einen hier nicht dargestellten Brennraum einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Brennkraftmaschine verfügt über eine Motor-Start-Stopp-Funktion, die in Abhängigkeit von dem Zustand der Brennkraftmaschine und/oder von dem Zustand des angetriebenen Kraftfahrzeugs die Brennkraftmaschine ein- und abschaltet. Beispielsweise wird die Brennkraftmaschine abgeschaltet, wenn das Kraftfahrzeug zum Stillstand kommt. Sobald der Fahrer weiterfahren möchte und dies z. B. durch die Betätigung eines Bedienelements, wie des Gaspedals oder der Kupplung, anzeigt, startet die Brennkraftmaschine wieder selbständig. Um Verzögerungen beim Starten zu Vermeiden, läuft die elektrische Zahnradpumpe 5 gemäß der Ausführungsform auch während eines Stoppens der Brennkraftmaschine durch, so dass der Vorförderdruck beim erneuten Starten der Brennkraftmaschine sofort bereit steht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die elektrische Zahnradpumpe 5 auch wie folgt arbeiten. Die elektrische Zahnradpumpe 5 ist, wie oben bereits beschrieben, an die Hochdruckpumpe 6 angekoppelt. Anstatt die elektrische Zahnradpumpe 5 erst beim Start der Brennkraftmaschine durch einen Anlasser auf volle Last hochzufahren, um Kraftstoff zu der Hochdruckpumpe 6 zu fördern, wird bei der Brennkraftmaschine mit Motor-Start-Stopp-Funktion die elektrische Zahnradpumpe 5 wenige Millisekunden vor dem Anlasser gestartet. Die elektrische Zahnradpumpe 5 wird dabei schnell hochgefahren, um noch vor dem Start der Brennkraftmaschine den Vorförderdruck bereitzustellen.
Insgesamt betrachtet wird mit dem erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren ein deutlich verbessertes Startverhalten, insbesondere auch für Pumpen mit kleiner Übersetzung, erzielt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008007668 A1 [0005, 0005]

Claims

Kraftstoffeinspritzsystem (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere Common-Rail-System, welche mit einer Start-Stopp-Funktion ausgestattet ist, wobei das Kraftstoffeinspritzsystem (1) eine Kraftstoffpumpe (4) zum Fördern von Kraftstoff aus einem Kraftstofftank (2) zu einer Hochdruckpumpe (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (4) als elektrische Zahnradpumpe (5) ausgebildet ist.
Kraftstoffeinspritzsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Zahnradpumpe (5) direkt an die Hochdruckpumpe (6) angeschlossen, insbesondere an die Hochdruckpumpe (6) angeflanscht, ist.
Kraftstoffeinspritzsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung für die elektrische Zahnradpumpe (5) vorgesehen ist, welche die elektrische Zahnradpumpe (5) steuert, um unmittelbar, insbesondere innerhalb von 1 bis 50 Millisekunden, vor einem Starten der Brennkraftmaschine mittels eines Anlassers, gestartet zu werden.
Kraftstoffeinspritzsystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung die elektrische Zahnradpumpe (5) unmittelbar vor dem Starten der Brennkraftmaschine auf volle Last steuert.
Kraftstoffeinspritzsystem (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Zahnradpumpe (5) beim Abschalten der Brennkraftmaschine aufgrund der Start-Stopp-Funktion durchläuft.
Verfahren zum Steuern einer Kraftstoffpumpe (4), welche in einem Kraftstoffeinspritzsystem (1), insbesondere in einem Common-Rail-System, einer Brennkraftmaschine angeordnet ist, die mittels einer Start-Stopp-Funktion gesteuert wird, wobei die Kraftstoffpumpe (4) einer Hochdruckpumpe (6) Kraftstoff zuführt, und wobei die Hochdruckpumpe (6) den Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und den mit Hochdruck beaufschlagten Kraftstoff einem Hochdruckspeicher zuführt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (4) eine elektrische Zahnradpumpe (5) ist, welche gesteuert wird, um der Hochdruckpumpe (6) den Kraftstoff unmittelbar vor dem Starten der Brennkraftmaschine zuzuführen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Zahnradpumpe (5) gesteuert wird, um während eines Stoppens der Brennkraftmaschine aufgrund der Start-Stopp-Funktion weiterzulaufen.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Zahnradpumpe (5) direkt an die Hochdruckpumpe (6) gekoppelt, insbesondere an die Hochdruckpumpe (6) angeflanscht, ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Zahnradpumpe (5) gesteuert wird, um innerhalb von 1 bis 50 Millisekunden vor einem Starten der Brennkraftmaschine gestartet zu werden.