DE102012203867A1 - Fuel delivery device and method for actuating a fuel delivery device - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung einer Brennkraftmaschine mit einer Förderpumpe (10), die Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter (12) über eine hydraulische Leitung (32) zu einer Hochdruckpumpe (16) fördert, vorgeschlagen. Die Hochdruckpumpe (16) fördert Kraftstoff in einen Hochdruckbereich (18). Es ist ein Temperatursensor (20) in der hydraulischen Leitung (34) angeordnet, welcher mit einer Steuereinrichtung (22) verbunden ist. Die Fördermenge der Förderpumpe (10) ist abhängig von der Temperatur am Temperatursensor (20) regelbar.A fuel delivery device for a fuel injection device of an internal combustion engine is proposed with a delivery pump (10) which delivers fuel from a reservoir (12) via a hydraulic line (32) to a high-pressure pump (16). The high pressure pump (16) delivers fuel into a high pressure area (18). A temperature sensor (20) is arranged in the hydraulic line (34), which is connected to a control device (22). The delivery rate of the delivery pump (10) can be regulated as a function of the temperature at the temperature sensor (20).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstofffördereinrichtung für eine Kraftstoffeinspritzung einer Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betätigen einer solchen Kraftstofffördereinrichtung nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a fuel delivery device for a fuel injection of an internal combustion engine and a method for actuating such a fuel delivery device according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Aus der Druckschrift
In modernen Common-Rail-Systemen wird nur die benötigte Kraftstoffmenge auf Hochdruck komprimiert und ins Rail gefördert, was durch eine Saugdrosselung der Pumpe bzw. Hochdruckpumpe erreicht wird. Die Druckregelung im Rail wird in den meisten Betriebszuständen durch diese Mengenbilanz umgesetzt. Die geförderte Kraftstoffmenge entspricht dabei der benötigten Menge. Dadurch wird auch nur die tatsächlich benötigte Energie durch die Hochdruckpumpe aufgenommen.In modern common-rail systems, only the required amount of fuel is compressed to high pressure and conveyed into the rail, which is achieved by a suction throttling of the pump or high-pressure pump. The pressure control in the rail is implemented in most operating states by this mass balance. The subsidized fuel quantity corresponds to the required amount. As a result, only the energy actually required is absorbed by the high-pressure pump.
Bei Betriebszuständen mit niedrigen Kraftstoffzulauftemperaturen (< 5–15 °C) wird jedoch die Pumpe ungedrosselt betrieben und die Druckregelung mit einem Hochdruckregelventil umgesetzt. Dies bedeutet, dass die Pumpe die maximal mögliche Energie aufnimmt und einen maximalen Volumenstrom bei hohem Druck fördert. Dieser Mengenüberschuss wird durch das Druckregelventil (DRV) abgesteuert. Durch das Absteuern des DRV wird die potentielle Energie, nämlich der Druck des Verlustvolumenstroms, in thermische Energie gewandelt. Die aufgeheizte Kraftstoffmenge wird dann bei modernen Niederdruckkraftstoffsystemen direkt in den Vorlauf des Kraftstofffilters eingeleitet.In operating conditions with low fuel supply temperatures (<5-15 ° C), however, the pump is operated without throttling and the pressure control is implemented with a high-pressure control valve. This means that the pump absorbs the maximum possible energy and promotes a maximum volume flow at high pressure. This excess quantity is deactivated by the pressure regulating valve (DRV). By controlling the DRV, the potential energy, namely the pressure of the loss volume flow, is converted into thermal energy. The heated fuel quantity is then introduced in modern low-pressure fuel systems directly into the flow of the fuel filter.
Durch dieses Prinzip wird der Kraftstoff im Filter aufgeheizt, was bei Dieselkraftstoff notwendig ist, da dieser bei niedrigen Temperaturen schlechte Fließeigenschaften hat und durch Ausscheidung einer festen Phase den Filter verstopfen kann. Dies führt dazu, dass der Motor bzw. das Fahrzeug stehen bleibt. Da der Kraftstoff im Zulauf der Hochdruckpumpe dadurch sehr schnell die für diesen Betriebszustand (DRV-Regelung) höchstmögliche Temperatur überschreitet, wird in den Saugdrosselmodus (ZME) zurückgeschaltet. In diesem Fall sinkt die Zulauftemperatur des Filters und der Hochdruckpumpe schnell wieder ab, da nur kalter Kraftstoff aus dem Tank des Fahrzeugs gefördert wird. Wird dann die untere Temperaturgrenze für den Saugdrosselmodus unterschritten, wird wieder in den DRV-Modus zurückgeschaltet. Dies führt dazu, dass bei kalten Temperaturen häufig zwischen beiden Regelmodi gewechselt wird.By this principle, the fuel in the filter is heated, which is necessary for diesel fuel, since it has poor flow properties at low temperatures and can clog the filter by precipitation of a solid phase. This will cause the engine or vehicle to stop. As a result, the fuel in the inlet of the high-pressure pump very quickly exceeds the highest possible temperature for this operating state (DRV control), and returns to the suction throttle mode (ZME). In this case, the inlet temperature of the filter and the high-pressure pump drops rapidly again, since only cold fuel from the tank of the vehicle is promoted. If the lower temperature limit for the suction throttle mode is undershot, the system switches back to DRV mode. This means that in cold temperatures often between the two control modes is changed.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Kraftstofffördereinrichtung und das Verfahren zum Betätigen einer solchen Kraftstofffördereinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, dass nicht zwischen zwei Regelmodi hin und her geschaltet werden muss.The fuel delivery device according to the invention and the method for operating such a fuel delivery device with the characterizing features of the independent claims have the advantage that there is no need to switch back and forth between two control modes.
Durch die Ansteuerung der Förderpumpe abhängig von der Temperatur in der hydraulischen Leitung im Zulauf der Hochdruckpumpe lässt sich die Fördermenge der Förderpumpe anheben oder reduzieren, so dass immer die gewünschte Temperatur zwischen Förderpumpe und Hochdruckpumpe erreicht wird. Dadurch kann vermieden werden, dass der Filter zwischen Förderpumpe und Hochdruckpumpe bei zu kalten Kraftstofftemperaturen verstopft. Es werden auch zu hohe Temperaturen vermieden, die eventuell die Bauteile und Leitungen zu stark beanspruchen. By controlling the feed pump depending on the temperature in the hydraulic line in the inlet of the high pressure pump, the delivery rate of the feed pump can be increased or reduced, so that always the desired temperature between the feed pump and high pressure pump is reached. This can avoid that the filter between pump and high-pressure pump clogged at too cold fuel temperatures. Too high temperatures are avoided, which may stress the components and lines too much.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben. In the dependent claims advantageous refinements and developments of the method and apparatus of the invention are given.
Vorteilhaft ist die Anordnung einer Abzweigleitung mit einer Einrichtung zur Mengenregulierung zwischen der hydraulischen Leitung und dem Vorratsbehälter, da durch die Abzweigleitung erwärmter Kraftstoff abgesteuert wird, welcher zu einer schnellen Erwärmung des Kraftstoffs im Vorratsbehälter führt.Advantageously, the arrangement of a branch line with a device for regulating the quantity between the hydraulic line and the reservoir, as heated fuel is diverted through the branch line, which leads to a rapid heating of the fuel in the reservoir.
Ein weiterer Vorteil wird durch die Möglichkeit gegeben den Druck im Hochdruckbereich durch eine Einrichtung zur Mengenregulierung zu regulieren, da dadurch abhängig von der Betriebssituation der Brennkraftmaschine der Druck im Hochdruckbereich sehr genau eingestellt werden kann. Des Weiteren wird der Kraftstoff in der hydraulischen Leitung über die Rücklaufleitung mit erwärmen Kraftstoff versorgt, welcher ein Verstopfen des Filters in der hydraulischen Leitung verhindert.Another advantage is given by the ability to regulate the pressure in the high pressure range by means of volume control, as a function of the operating situation of the internal combustion engine, the pressure in the high pressure range can be adjusted very accurately. Furthermore, the fuel in the hydraulic line is supplied with heating fuel via the return line, which prevents clogging of the filter in the hydraulic line.
Vorteilhaft ist eine Drosseleinrichtung auf der Saugseite der Hochdruckpumpe durch die die Fördermenge der Hochdruckpumpe regelbar ist, da dieses Element für die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren den Kraftstoff ungehindert zur Hochdruckpumpe strömen lässt. Für andere Regelmodi erlaubt die Drosseleinrichtung die bedarfsgerechte Anpassung der Kraftstoffmenge, die zur Hochdruckpumpe strömt.Advantageously, a throttle device on the suction side of the high-pressure pump through which the flow rate of the high-pressure pump can be controlled since this element for the device according to the invention and the method according to the invention allows the fuel to flow unhindered to the high-pressure pump. For other control modes, the throttle device allows the demand-based adjustment of the amount of fuel flowing to the high-pressure pump.
Ein Vorteil ergibt sich, wenn die Fördermenge der Förderpumpe angehoben wird, wenn durch den Temperatursensor eine Temperatur in der hydraulischen Leitung gemessen wird, die höher als eine obere Temperatur To ist. Durch den Anstieg der Fördermenge der Förderpumpe gelangt eine größere Menge an kühleren Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter in die hydraulische Leitung, so dass die Temperatur wieder gesenkt wird bis eine Temperatur unterhalb der oberen Temperatur To erreicht istAn advantage arises when the delivery rate of the feed pump is raised when a temperature in the hydraulic line which is higher than an upper temperature T o is measured by the temperature sensor. Due to the increase in the delivery rate of the feed pump, a larger amount of cooler fuel from the reservoir enters the hydraulic line, so that the temperature is lowered again until a temperature below the upper temperature T o is reached
Ein Vorteil ergibt sich, wenn die Fördermenge der Förderpumpe reduziert wird, wenn durch den Temperatursensor eine Temperatur in der hydraulischen Leitung gemessen wird, die niedriger als eine untere Temperatur Tu ist. Durch die Reduzierung der Fördermenge der Förderpumpe gelangt eine geringere Menge an kühleren Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter in die hydraulische Leitung, so dass die Temperatur wieder erhöht wird.An advantage arises when the delivery rate of the feed pump is reduced when a temperature in the hydraulic line which is lower than a lower temperature T u is measured by the temperature sensor. By reducing the delivery of the feed pump passes a smaller amount of cooler fuel from the reservoir into the hydraulic line, so that the temperature is increased again.
Durch die beiden vorher beschriebenen Maßnahmen kann sicher gestellt werden, dass sich die Temperatur des Kraftstoffs in der hydraulischen Leitung zwischen der unteren Temperatur Tu und der oberen Temperatur To befindet. Dadurch wird ein Versulzen des Filters durch zu niedrige Temperaturen und eine zu hohe Beanspruchung der Komponeten der Kraftstofffördereinrichtung bei zu hohen Kraftstofftemperaturen vermieden.By the two previously described measures can be ensured that the temperature of the fuel in the hydraulic line between the lower temperature T u and the upper temperature T o is. This avoids turbulence of the filter due to excessively low temperatures and excessive stress on the components of the fuel delivery device when the fuel temperatures are too high.
Ausführungsbeispieleembodiments
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description.
Es zeigen:Show it:
Die
Durch die wenigstens eine Hochdruckpumpe
Die Hochdruckpumpe
In der hydraulischen Leitung
In der hydraulischen Verbindung
Des Weiteren kann von der hydraulischen Verbindung
Der Druck im Hochdruckbereich
Die Einrichtung zur Mengenregelung
In der hydraulischen Leitung
Der Temperatursensor
Es ist eine Verbindung zwischen der Steuereinrichtung
Des Weiteren besteht eine Verbindung zwischen der Steuereinrichtung
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben der Kraftstofffördereinrichtung dient dem kontrollierten Erwärmen des Kraftstoffes und wird beim Unterschreiten einer vorgegebenen Temperatur TM im Vorratsbehälter
Das Verfahren wird vorzugsweise nach einem Start der Brennkraftmaschine eingesetzt. Die
Das Verfahren überprüft nach dem Start S im Verfahrensschritt
Ist die Temperatur im Vorratsbehälter
Überschüssiger Kraftstoff aus dem Hochdruckbereich
Energie im Hochdruckbereich
Im Verfahrensschritt
Im Verfahrensschritt
Alternativ kann auch solange die Fördermenge der Förderpumpe
Die Überprüfung im Verfahrensschritt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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