DE102013203003A1

DE102013203003A1 - Dieselkraftstoffsystemkonditionierung

Info

Publication number: DE102013203003A1
Application number: DE102013203003A
Authority: DE
Inventors: Carlos Armesto; Scott J. Szymusiak; Scott Donald Cooper; Christopher Arnold Woodring
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2013-08-29
Also published as: RU141529U1; CN203161396U; US9051906B2; US20130220280A1

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Konditionieren von Kraftstoff für einen Dieselmotor bereitgestellt. Das System kann eine innerhalb eines Kraftstofftanks positionierte Kraftstoffpumpe, die dazu konfiguriert ist, Kraftstoff zum Dieselmotor zu pumpen, enthalten. Des Weiteren kann das System einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter enthalten, der stromaufwärts eines Kraftstoffflusses von der Kraftstoffpumpe wirkpositioniert ist. Ein Verfahren kann Leiten von Kraftstoff von innerhalb des Kraftstofftanks durch einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter in eine innerhalb des Kraftstofftanks positionierte Unterdruckkammer vor Leiten des Kraftstoffs zum Dieselmotor umfassen.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft Verfahren und Systeme zur Konditionierung des Kraftstoffs eines Dieselmotors, insbesondere Verfahren und Systeme, bei denen ein Filter stromaufwärts einer Niederdruck-Kraftstoffpumpe positioniert ist und sich außerhalb des Kraftstofftanks befindet.
Fahrzeugmotoren können zum Betrieb unter Verwendung von Dieselkraftstoffen konfiguriert sein. Dieselkraftstoffzufuhr- und Dieselkraftstoffkonditionierungssysteme enthalten in der Regel eine Niederdruck- oder Förderpumpe, die funktional im Kraftstofftank positioniert ist, und eine Hochdruckpumpe, die funktional relativ vom Kraftstofftank beabstandet ist. Weiterhin ist in der Regel mindestens ein Kraftstofffilter zum Herausfiltern von Partikeln, die sich in dem Dieselkraftstoff befinden können, angeordnet. Der Kraftstofffilter wird gemeinhin stromabwärts der Kraftstoffpumpe positioniert. Dies führt jedoch zu dem Nachteil, dass "verunreinigter" Kraftstoff durch die Pumpe hindurchgeleitet wird. Ein solches Beispiel wird in der US-PS 7 793 642 von Yonemoto et al. offenbart.
Die JP 2003176761 offenbart eine Alternative, bei der ein Kraftstofffilter auf der stromaufwärtigen Seite der Niederdruckpumpe positioniert ist. Diese Anordnung ist jedoch mit dem häufigen Nachteil behaftet, dass der Filter in dem Kraftstofftank positioniert ist und dadurch der Tank entladen und geleert werden muss, bevor der Filter zum Reinigen oder zum Austausch und dergleichen aus dem Kraftstofftank herausgezogen werden kann. Weiterhin ist gebräuchlich, dass stromabwärtige Filter in dem Kraftstofftank positioniert sind. Auch dies erfordert natürlich ein Entladen und Öffnen des Tanks zum Entfernen und/oder Austauschen des Filters.
Die Erfinder haben mehrere potenzielle Probleme bei diesen Lösungsansätzen erkannt. Zum Beispiel schützen stromabwärtige Filter die Pumpe nicht ausreichend. Darüber hinaus werden zahlreiche Pumpengewährleistungsansprüche durch blockierte Filter verursacht. Oftmals wird das ganze Dieselkraftstoffkonditionierungsmodul (DFCM – Diesel Fuel Conditioning Module) anstatt nur der Filter ausgetauscht, wenn ein Filter verstopft ist. Dies ist natürlich unvertretbar teurer.
Es können verschiedene Ausführungsformen konfiguriert werden, um ein Dieselkraftstoffkonditionierungssystem für einen Dieselmotor bereitzustellen, das eine in einem Kraftstofftank positionierte Kraftstoffpumpe, die zum Pumpen von Kraftstoff zum Dieselmotor konfiguriert ist, und einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter, der stromaufwärts in einem Kraftstofffluss von der Kraftstoffpumpe wirkpositioniert ist, enthält. Auf diese Weise kann die Kraftstoffpumpe vor Partikeln im Kraftstoff geschützt werden und der Kraftstofffilteraustausch kann einfacher sein; dies kann zu niedrigeren Gewährleistungskosten führen.
Weiterhin können verschiedene Ausführungsformen konfiguriert werden, um ein Dieselkraftstoffkonditionierungssystem für einen Dieselmotor bereitzustellen, das einen Kraftstofftank, einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter und eine über eine in dem Kraftstofftank positionierte Kraftstoffpumpe mit einer Druckkammer gekoppelte Unterdruckkammer enthalten kann. Die Kraftstoffpumpe kann dazu konfiguriert sein, Kraftstoff durch den Kraftstofffilter aus dem Kraftstofftank in die Unterdruckkammer anzusaugen. Auf diese Weise können verschiedene Ausführungsformen eine Tankeinbaupumpe bereitstellen, die dazu konfiguriert sein kann, Kraftstoff durch den extern montierten Filter und zum Tankbehälter zurück zu ziehen. Dadurch kann gestattet werden, dass verunreinigter Kraftstoff im Tank durch einen standardmäßigen Filter oder einen maßgefertigten Filter, der Schmutzteilchen auf zum Beispiel 10 Mikrometer oder darunter vor Eintritt in die Pumpe reduzieren kann, hindurchfließt.
Ein anderes Problem, auf das die Erfinder gestoßen sind, besteht darin, dass Niederdruckpumpen manchmal Schwingungen erzeugen, die übermäßige(n) Lärm und/oder mechanische Ermüdung im System erzeugen können.
Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung können eine Druckkammer enthalten, die zur Dämpfung von Schwingungen der Pumpendruckspitzen verwendet werden kann.
Die Druckkammer kann auch einen Mechanismus zur Trennung der Luft am Tank bereitstellen. Der Mechanismus zur Trennung der Luft kann ein Luftablassventil enthalten, das dazu konfiguriert ist, ein Entweichen von Luft aus der Druckkammer und deshalb aus dem Kraftstofffluss zu gestatten, bevor er zum Motor geleitet wird.
Noch ein anderes Problem, das verschiedene Ausführungsformen durch ihre Konfiguration möglicherweise lösen möchten, ist die Anwesenheit von Wasser im Kraftstoff, das ansonsten durch die Wirkung der Pumpe emulgiert werden kann. Emulgiertes Wasser ist insofern nicht erwünscht, als es im Kraftstoff in die Motorbrennkammer geleitet werden kann. Der externe Filter gemäß der vorliegenden Offenbarung kann einen Wasserabscheidungsbehälter enthalten, der dazu konfiguriert ist, Wasser aufzunehmen, das aus dem Kraftstoff abgeschieden wird, wenn dieser den Filter durchfließt, bevor der Kraftstoff durch die Pumpe fließt.
Ein anderes Problem bei diesen Dieselkraftstofffiltern, insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen, wie zum Beispiel während eines Motorkaltstarts, besteht darin, dass Wachs aus dem Dieselkraftstoff ausgefällt werden kann. Das ausgefällte Wachs kann einen Kraftstofffilter verstopfen, während es weiterhin die Fließfähigkeit des Kraftstoffs reduziert. Die Wachsmenge, die aus dem Kraftstoff ausgefällt wird, kann von den Kraftstoffeigenschaften und der Umgebungstemperatur, bei der das Fahrzeug gestartet wird, abhängig sein. Somit reduziert das ausgefällte Wachs im Kraftstoff den Druck des Niederdruckkraftstoffsystems und die Leistung des Hochdruckkraftstoffsystems und kann, falls schwerwiegend genug, das Kraftstoffsystem beschädigen. Verschiedene Ausführungsformen können ein Kraftstoffrezirkulationsventil bereitstellen, das dazu konfiguriert ist, mindestens einen Teil des vom Motor zurückgeführten Kraftstoffs gezielt zum Filter zu leiten. Auf diese Weise kann durch Hindurchleiten durch Teile des Motors, das heißt durch eine Motor-Kraftstoff-Verteilerleitung, erwärmter Kraftstoff gezielt durch den Filter geleitet werden, um Wachs zu schmelzen, das sich im Filter angesammelt haben kann.
In einem Beispiel kann einigen der obigen Probleme durch ein Verfahren für ein Kraftstoffkonditionierungsmodul eines Dieselmotors begegnet werden, das Leiten von Kraftstoff von innerhalb des Kraftstofftanks durch einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter in eine innerhalb des Kraftstofftanks positionierte Unterdruckkammer vor Leiten des Kraftstoffs zum Dieselmotor umfasst.
In einem Beispiel kann das Verfahren für ein Kraftstoffkonditionierungsmodul eines Dieselmotors Konfigurieren der Pumpe zum Erzeugen eines Unterdrucks in der Unterdruckkammer zum Anziehen des Kraftstoffs aus dem Filter in die Unterdruckkammer umfassen. Des Weiteren kann das Verfahren Leiten des Kraftstoffs aus der Unterdruckkammer in eine Druckkammer und dann Leiten des Kraftstoffs aus der Druckkammer zum Dieselmotor umfassen.
In einem anderen Beispiel kann das Verfahren für ein Kraftstoffkonditionierungsmodul eines Dieselmotors Positionieren des Kraftstofffilters außerhalb des Kraftstofftanks in einer vertikal montierten Konfiguration und Gestatten des Entfernens und Austauschens des Kraftstofffilters gegen einen ähnlich konfigurierten Kraftstofffilter ohne Öffnen des Kraftstofftanks oder Außereingriffbringen des Kraftstofftanks von einem Motorraum umfassen.
Es versteht sich, dass die obige Kurzdarstellung zur Vorstellung einer Auswahl an Konzepten in vereinfachter Form dargeboten wird, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden. Sie soll keine Schlüssel- oder wesentlichen Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstands identifizieren, dessen Schutzumfang lediglich durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche definiert wird. Des Weiteren ist der beanspruchte Erfindungsgegenstand nicht auf die Implementierungen beschränkt, die irgendwelche oben oder in irgendeinem Teil der vorliegenden Offenbarung angeführten Nachteile lösen.
1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugsystemlayout, das Einzelheiten eines Kraftstoffsystems enthält.
2 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm für ein Verfahren für ein Kraftstoffkonditionierungsmodul, das für das Dieselmotorkraftstoffsystem von 1 verwendet werden kann.
3 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm für ein anderes Verfahren für ein Kraftstoffkonditionierungsmodul, das für das Dieselmotorkraftstoffsystem von 1 verwendet werden kann.
4 zeigt ein detailliertes Flussdiagramm für noch ein anderes Verfahren für ein Kraftstoffkonditionierungsmodul, das für das Dieselmotorkraftstoffsystem von 1 verwendet werden kann.
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zur Dieselkraftstoffkonditionierung. 1 zeigt ein beispielhaftes Fahrzeugsystem 100. Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Fahrzeugsystem 100 ein Diesel-Fahrzeugsystem. Die Antriebskraft des Fahrzeugsystems 100 kann durch den Motor 10 erzeugt werden. Der Motor 10 kann eine oder mehrere Bänke 14 enthalten. Eine Bank 14 weist gemäß der Darstellung im vorliegenden Beispiel vier Zylinder 16 auf. Obgleich der Motor 10 als ein Vierzylinder-Viertaktmotor gezeigt wird, versteht sich, dass der Motor auch eine andere Zylinderkonfiguration (zum Beispiel eine Reihen-, V- oder Boxer-Konfiguration) und/oder eine andere Anzahl von Zylindern (zum Beispiel sechs oder acht) haben kann.
Der Motor 10 des Fahrzeugsystems 100 kann ein Kraftstoffsystem 20 enthalten. Das Kraftstoffsystem 20 kann eine Kraftstoff-Verteilerleitung 102, eine Versorgungspumpe 104 und Kraftstoffeinspritzventile 106 enthalten. Die Kraftstoff-Verteilerleitung 102 kann eine Kammer zur Aufnahme von Kraftstoff zur anschließenden Einspritzung in Zylinder 16 durch die Kraftstoffeinspritzventile 106 bereitstellen. In dem gezeigten Beispiel kann die Kraftstoff-Verteilerleitung 102 den Kraftstoffeinspritzventilen 106 der entsprechenden Bank 14 entlang Hochdruckeinspritzventilkanälen 108 druckbeaufschlagten Kraftstoff zuführen. Die Kraftstoff-Verteilerleitung 102 kann einen oder mehrere Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksensoren/-schalter 126 zur Erfassung von Kraftstoff-Verteilerleitungsdrücken (P_{fuel_rail}) und einen oder mehrere Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatursensoren 128 zur Erfassung von Kraftstoff-Verteilerleitungstemperaturen (T_{fuel_rail}) enthalten und diese mit einer Motorsteuerung 12 verbinden. Der Einfachheit halber werden nur ein Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksensor/-schalter 126 und ein Kraftstoff-
Verteilerleitungstemperatursensor 128 gezeigt. Es können auch zusätzliche Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckregler enthalten sein. In dem gezeigten Beispiel können die Kraftstoffeinspritzventile 106 der Direkteinspritzart sein, obgleich sie natürlich auch der Saugkanaleinspritzart sein können. Darüber hinaus kann jeder Zylinder 16 mehr als ein Einspritzventil enthalten, wobei einige der Einspritzventile der Direkteinspritzart sind, während andere der Saugkanaleinspritzart sind.
Kraftstoff kann durch die Versorgungspumpe 104 druckbeaufschlagt und entlang einem Hochdruckverteilerleitungskanal 110 zu den Kraftstoff-Verteilerleitungen 102 weitergeleitet werden. In einem Beispiel kann die Versorgungspumpe 104 durch die Drehung des Motors 10, wie zum Beispiel durch eine Motorkurbelwelle und/oder eine Motornockenwelle, angetrieben werden. Als Alternative dazu kann die Versorgungspumpe 104 durch einen optionalen Elektromotor angetrieben werden.
Eine Niederdruckförderpumpe 112 kann dazu konfiguriert sein, Niederdruckkraftstoff aus dem Kraftstofftank 114 anzusaugen und in die Versorgungspumpe 104 zur anschließenden Druckbeaufschlagung und Einspritzung zu leiten. In einem Beispiel kann der Kraftstofftank 114 einen (nicht gezeigten) Kraftstoffart-Sensor zur Bestimmung einer Kraftstoffart im Tank enthalten. Durch die Förderpumpe 112 angesaugter Niederdruckkraftstoff kann entlang einem Niederdruckkanal 116 zur Versorgungspumpe 104 geleitet werden.
Die Kraftstoff-Verteilerleitung 102 kann auch dazu konfiguriert sein, Kraftstoff über einen Rücklaufkanal 122 in den Niederdruckrückführkanal 120 zurückzuführen und dadurch Kraftstoffdruck zu reduzieren. Ein Druckminderventil am (nicht gezeigten) Verteilerleitungsauslass kann den Rückfluss des Kraftstoffs aus der Kraftstoff-Verteilerleitung in den Rückführkanal 120 regulieren. Ebenso kann von den Einspritzventilen 106 zurückgeführter Kraftstoff über einen Einspritzventilrücklaufkanal 124 auch in den Rückführkanal 120 geleitet werden. Des Weiteren kann die Versorgungspumpe 104 dazu konfiguriert sein, Kraftstoff über einen Pumpenrücklaufkanal 130 in den Rückführkanal 120 zurückzuführen und dadurch Kraftstoffdruck zu reduzieren. Ein (nicht gezeigtes) Druckminderventil am Pumpenauslass kann den Rückfluss des Kraftstoffs aus der Versorgungspumpe in den Rückführkanal 120 regulieren. Somit kann der von der Versorgungspumpe, den Kraftstoffeinspritzventilen und/oder der Verteilerleitung zurückgeführte Kraftstoff auch als Rücklaufkraftstoff bezeichnet werden.
Das in 1 gezeigte Dieselkraftstoffkonditionierungssystem 100 für einen Dieselmotor kann eine Kraftstoffpumpe 112 enthalten, die in einem Kraftstofftank 114 positioniert ist. Die Kraftstoffpumpe 112 kann als Förderpumpe 112 oder als Niederdruckpumpe 112 bezeichnet werden. Die Pumpe 112 kann zum Pumpen von Kraftstoff zu dem Dieselmotor 10 konfiguriert sein. Das System 100 kann weiterhin einen Kraftstofffilter 118 enthalten, der außerhalb des Kraftstofftanks 114 positioniert ist und stromaufwärts eines Kraftstoffflusses von der Kraftstoffpumpe 112 wirkpositioniert ist. Die Kraftstoffpumpe 112 kann insofern auf einer sauberen Seite des Filters 118 positioniert sein, als der den Filter 118 verlassende Kraftstoff als durch den Filter gesäubert betrachtet werden kann. Die entfernten Partikel können zum Beispiel in einer Größenordnung von beispielsweise 10 Mikrometer oder darunter vorliegen.
Das Dieselkraftstoffkonditionierungssystem 100 kann weiterhin eine Druckkammer 140 enthalten, die an einem Auslass 142 der Kraftstoffpumpe 112 positioniert ist. Die Druckkammer 140 kann eine Entlüftungsöffnung 143 aufweisen, die zum Ablassen von Luft aus dem Kraftstofffluss konfiguriert sein kann.
Das Dieselkraftstoffkonditionierungssystem 100 kann weiterhin eine Unterdruckkammer 146 enthalten, die an einem Einlass 14 der Kraftstoffpumpe 112 positioniert ist und die so konfiguriert sein kann, dass sie bezüglich des Kraftstofffilters 118 einen Unterdruck aufweist, um den Kraftstofffluss aus dem Kraftstofffilter 118 in die Unterdruckkammer 146 zu ziehen.
Ausführungsformen des Dieselkraftstoffkonditionierungssystems 110 können einen Kraftstofftank 114 und einen Kraftstofffilter 118 enthalten, der außerhalb des Kraftstofftanks 114 positioniert ist. Des Weiteren kann das System 100 eine Unterdruckkammer 146 enthalten, die über eine in dem Kraftstofftank 114 positionierte Kraftstoffpumpe 112 mit einer Druckkammer 140 gekoppelt ist. Die Kraftstoffpumpe 112 kann dazu konfiguriert sein, Kraftstoff durch den Kraftstofffilter 118 aus dem Kraftstofftank 114 in die Unterdruckkammer 146 zu ziehen.
Die Kraftstoffpumpe 112 kann weiterhin dazu konfiguriert sein, Kraftstoff über die Druckkammer 140 zum Dieselmotor 10 zu leiten. Die Druckkammer 140 kann eine Entlüftungsöffnung 143 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, Luft aus dem die Druckkammer 140 durchfließenden Kraftstoff abzulassen.
Das System 100 kann weiterhin einen Kraftstoffweg 120 enthalten, wobei der Kraftstoff vom Motor über den Kraftstoffrücklaufkanal 120 in den Kraftstofftank 144 geleitet und dann aus dem Kraftstofftank 114 heraus, durch den Kraftstofffilter 118 und in die Unterdruckkammer 146 geleitet wird. Der Kraftstoffweg 120 kann einen Zweig 150 enthalten, der mit dem Kraftstoffrücklaufkanal 120 gekoppelt ist, wobei der Kraftstoff durch den Kraftstofffilter 118 geleitet werden kann, bevor er zur Unterdruckkammer 146 geleitet wird.
Ausführungsformen können eine Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung 100 eines Dieselmotors 10 bereitstellen, die einen Kraftstofftank 114, einen außerhalb des Kraftstofftanks 114 positionierten Kraftstofffilter 118 und eine innerhalb des Kraftstofftanks 114 positionierte Pumpe 112 enthalten kann und dazu konfiguriert sein kann, Kraftstoff durch den Kraftstofffilter 118 in den Kraftstofftank 114 zu ziehen und den Kraftstoff zum Dieselmotor 10 zu leiten.
Die Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung 100 kann eine Unterdruckkammer 146, die an einem Einlass 148 der Pumpe 112 positioniert ist, und eine Druckkammer 140, die an einem Auslass 142 der Pumpe 112 positioniert ist, enthalten. Auf diese Weise kann die Druckkammer 140 dazu konfiguriert sein, Schwingungen der Pumpe 112 zu dämpfen. Die Druckkammer 140 kann einen Kanal 116 zum Leiten des Kraftstoffs zum Dieselmotor 10 und eine Entlüftungsöffnung 143 aufweisen, die dazu konfiguriert ist, ein Ausstoßen von Luft aus der Druckkammer zu gestatten, so dass die ausgestoßene Luft nicht zum Dieselmotor 10 geleitet wird. In einigen Fällen kann die ausgestoßene Luft zumindest teilweise zum Antrieb einer Strahlpumpe oder anderen Vorrichtung (nicht gezeigt) verwendet werden.
Die Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung 100 kann auch einen Kraftstoffbehälter 152 enthalten, der innerhalb des Kraftstofftanks 114 positioniert ist. Die Pumpe 112 kann im Wesentlichen im Kraftstoffbehälter 152 positioniert sein. Die Unterdruckkammer 146 kann an einem Einlass 148 der Pumpe 112 positioniert sein, und die Druckkammer kann an einem Auslass 142 der Pumpe positioniert sein, alle im Wesentlichen im Kraftstoffbehälter 152. Ein Filterauslasskanal 154 kann dazu konfiguriert sein, Kraftstofffluss vom Filter 118 zur Unterdruckkammer 146 zu gestatten. Ein Filtereinlasskanal 156 kann dazu konfiguriert sein, Kraftstofffluss aus dem Kraftstoffbehälter 152 in den Filter 118 zu gestatten.
Ein Schirmventil 158 kann in einer Wand 160 des Kraftstoffbehälters 152 positioniert sein. Das Schirmventil 158 kann dazu konfiguriert sein, eine Druckdifferenz zwischen dem Behälter 152 und dem Innenraum des Kraftstofftanks 114 zu regulieren und Kraftstofffluss gezielt zwischen ihnen zu gestatten.
Die dargestellte Anordnung 100 kann ein Kraftstoffrezirkulationsventil 134 enthalten. Das Kraftstoffrezirkulationsventil 134 kann dazu konfiguriert sein, mindestens einen Teil des vom Motor 10 zurückgeführten Kraftstoffs gezielt zum Filter 118 zu leiten.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung 100 kann die Pumpe 112 eine Niederdruckpumpe auf der sauberen Seite des Kraftstofffilters 118 sein. Der Kraftstofffilter 118 kann entfernt und durch einen ähnlich konfigurierten Kraftstofffilter ersetzt werden, ohne den Kraftstofftank 114 zu öffnen oder den Kraftstofftank 114 außer Eingriff vom Motorraum zu bringen. In einigen Fällen kann die Pumpe 112 eine vertikal montierte Pumpe sein. In anderen Fällen kann sie in anderen Ausrichtungen montiert sein.
Der Kraftstofffilter 118 kann einen Wasserbehälter 162 enthalten, der dazu konfiguriert sein kann, Wasser aus dem den Filter 118 durchfließenden Kraftstoff aufzufangen. In einigen Fällen kann der Kraftstofffilter 118 ein Kastenfilter sein. In einigen Fällen kann der Kraftstofffilter 118 im Wesentlichen zylindrisch geformt sein.
Bei einigen Ausführungsformen kann am Auslass der Einspritzventile ein Rezirkulationsventil enthalten sein, um den Fluss von Einspritzventilrücklaufkraftstoff in den Rückführkanal zu regulieren. Bei anderen Ausführungsformen kann eine Drossel zur Regulierung des Flusses von Einspritzventilrücklaufkraftstoff in den Rückführkanal verwendet werden. Ein (nicht gezeigter) Kraftstoffkühler kann wahlweise im Rückführkanal 120 zum Kühlen des Rücklaufkraftstoffs enthalten sein.
Obgleich das gezeigte Beispiel einen einzigen Kraftstofffilter zeigt, können bei anderen Ausführungsformen zwei oder mehr Filter enthalten sein. Jeder Filter kann Rücklaufkraftstoff von jeweiligen Rückführzweigkanälen empfangen. In einem Beispiel kann Fluss durch jeden Kanal durch jeweilige Wärmerezirkulationsventile reguliert werden. Ein Kraftstoffdruck am Filter kann der Motorsteuerung 12 durch einen (nicht gezeigten) Filterdrucksensor/-schalter, der am Auslass des Filters positioniert ist, zugeführt werden. Zusätzliche Sensoren, wie zum Beispiel ein Kraftstofftemperatursensor, können auch enthalten sein.
Somit können die Förderpumpe 112, der Niederdruckkanal 116, der Rückführkanal 120, der Rückführzweigkanal 132, die Rücklaufkanäle 122, 124, 130, der erste Kraftstofffilter 118 und das Wärmerezirkulationsventil 134 einen Niederdruckabschnitt des Kraftstoffsystems 20 bilden. Ebenso können die Versorgungspumpe 104, die Versorgungskanäle 110, 108, die Kraftstoff-Verteilerleitungen 102 und die Einspritzventile 106 einen Versorgungsabschnitt des Kraftstoffsystems 20 bilden.
Die Motorsteuerung 12 kann mit verschiedenen Sensoren gekoppelt sein und zum Empfang der verschiedensten Sensorsignale von den verschiedenen Sensoren konfiguriert sein. Die Sensoren können einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Drosselöffnungsgradsensor, einen Motordrehzahlsensor, einen Batterieladungszustandssensor, einen Zündschaltersensor, einen Bremsschaltersensor, einen Zahnradsensor, einen Fahreranforderungssensor, verschiedene Temperatursensoren, darunter einen Motorkühlmittelsensor, einen Kraftstoff-Verteilerleitungstemperatursensor 128, einen Kraftstoff-Verteilerleitungsdruckregler, einen Einlasstemperatursensor, einen Abgastemperatursensor und verschiedene Drucksensoren/-schalter, darunter einen Kraftstoff-Verteilerleitungsdrucksensor/-schalter 126 und einen Filterdrucksensor/-schalter, enthalten. Des Weiteren kann die Motorsteuerung 12 mit verschiedenen Aktuatoren des Fahrzeugsystems gekoppelt sein und kann weiterhin dazu konfiguriert sein, den Betrieb der verschiedenen Aktuatoren, darunter der Kraftstoffeinspritzventile 106, der Versorgungspumpe 104 und des Wärmerezirkulationsventils 134, zu steuern.
Bei Dieselmotoren kann Wachs bei niedrigen Temperaturen, wie sie zum Beispiel bei einem Motorkaltstart vorliegen, aus dem Kraftstoff ausgefällt werden. In solch einem Fall kann der Kraftstofffilter 118 verstopft werden, wodurch die Fließfähigkeit des Kraftstoffs reduziert wird. In schweren Fällen kann es zu einer Beschädigung der Versorgungspumpe und zu Abwürgen des Motors kommen. Um Wachsansammlung zu begegnen und die Fließfähigkeit des Kraftstoffs aufrechtzuerhalten, kann Rücklaufkraftstoff (das heißt durch die Versorgungspumpe mit Druck beaufschlagter Kraftstoff, der von der Versorgungspumpe, den Einspritzventilen und/oder der Kraftstoff-Verteilerleitung zurückgeführt wurde) in den Einlass des Kraftstofffilters 118 zurückgeführt werden. Während der Druckbeaufschlagung kann der Kraftstoff somit schnell erwärmt werden. Somit kann durch Rückführen von erwärmtem Rücklaufkraftstoff durch den Kraftstofffilter Wachsentfernung am Filter beschleunigt werden und mit einer Wachsansammlung am Filter in Zusammenhang stehenden potenziellen Problemen begegnet werden.
Insbesondere bei der Rückführung kann der erwärmte Rücklaufkraftstoff zum Rückführkanal 120 zurückgeführt werden, von wo aus er durch den Rückführzweigkanal 120 in den Einlass des Kraftstofffilters 118 zurückgeführt werden kann. Ein Wärmerezirkulationsventil 134 kann den Rücklaufkraftstofffluss regulieren und ihn zum Kraftstofffilter 118 leiten. Der verbleibende Rücklaufkraftstoff kann entlang der Rücklaufleitung 136 zum Kraftstofftank 114 zurück geleitet werden. In einem Beispiel kann das Wärmerezirkulationsventil 134 bei niedrigeren Temperaturen vollständig geöffnet werden, und sämtlicher Rücklaufkraftstoff kann rezirkuliert werden, während das Wärmerezirkulationsventil 134 bei höheren Kraftstofftemperaturen vollständig geschlossen werden kann und sämtlicher Rücklaufkraftstoff zum Kraftstofftank zurückgeführt werden kann. In einem anderen Beispiel kann das Wärmerezirkulationsventil 134 nur teilweise geöffnet werden, so dass zumindest ein Teil des Rücklaufkraftstoffs rezirkuliert werden kann. Die Motorsteuerung 12 kann Fluss durch das Rezirkulationsventil 134 durch Einstellung eines Öffnungsgrads des Wärmerezirkulationsventils 134 und/oder der Öffnungsdauer des Wärmerezirkulationsventils 134 als Reaktion auf die Kraftstofftemperatur und/oder den Kraftstoffdruck regulieren.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 200 für ein Kraftstoffkonditionierungsmodul eines Dieselmotors zeigt, das unter Verwendung des oben beschriebenen Kraftstoffsystems ausgeführt werden kann. Bei 210 kann das Verfahren 200 Leiten von Kraftstoff von innerhalb des Kraftstofftanks durch einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter in eine innerhalb des Kraftstofftanks positionierte Unterdruckkammer vor Leiten des Kraftstoffs zum Dieselmotor umfassen.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Variation des in 2 dargestellten Verfahrens zeigt. Das Verfahren 300 kann bei 320 Konfigurieren der Pumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Unterdruckkammer zum Saugen von Kraftstoff aus dem Filter in die Unterdruckkammer umfassen. Das Verfahren 300 kann weiterhin bei 330 Leiten von Kraftstoff aus der Unterdruckkammer in eine Druckkammer und dann bei 340 Leiten des Kraftstoffs aus der Druckkammer zum Dieselmotor umfassen. Auf diese Weise kann der Kraftstoff vor Fließen durch die Pumpe gefiltert werden, was den Wirkungsgrad und die Langlebigkeit der Pumpe erhöhen kann.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine andere beispielhafte Variation des in 2 dargestellten Verfahrens zeigt. Das Verfahren 400 kann bei 420 Positionieren des Kraftstofffilters außerhalb des Kraftstofftanks in einer vertikal montierten Konfiguration und Gestatten des Entfernens des Kraftstofffilters und seines Ersetzens durch einen ähnlich konfigurierten Kraftstofffilter ohne Öffnen des Kraftstofftanks oder Außereingriffbringen des Kraftstofftanks von einem Motorraum umfassen. Auf diese Weise kann Wartung des Kraftstoffsystems erleichtert werden und relativ kostengünstig sein.
Die hier beschriebenen beispielhaften Routinen können eine oder mehrere einer Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie zum Beispiel ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Somit können verschiedene dargestellte Handlungen, Betätigungen oder Funktionen in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Ebenso muss die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwangsweise die Merkmale und Vorteile der beispielhaften Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, erreichen, sie ist lediglich zur besseren Veranschaulichung und Beschreibung vorgesehen. Eine oder mehrere der dargestellten Handlungen, Funktionen oder Betätigungen kann/können in Abhängigkeit von der verwendeten bestimmten Strategie wiederholt durchgeführt werden. Des Weiteren können die beschriebenen Betätigungen, Funktionen und/oder Handlungen einen in das computerlesbare Speichermedium im Steuersystem zu programmierenden Code graphisch darstellen.
Darüber hinaus versteht sich, dass die hier beschriebenen Systeme und Verfahren beispielhaft sind und dass diese bestimmten Ausführungsformen oder Beispiele nicht einschränkend betrachtet werden sollen, da zahlreiche Variationen in Betracht kommen. Demgemäß enthält die vorliegende Offenbarung alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen der verschiedenen Systeme und Verfahren, die hier offenbart werden, sowie irgendwelche und alle Äquivalente davon.
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

US 7793642 [0002]
JP 2003176761 [0003]

Claims

Dieselkraftstoffkonditionierungssystem für einen Dieselmotor, das Folgendes umfasst: eine in einem Kraftstofftank positionierte Kraftstoffpumpe, die zum Pumpen von Kraftstoff zum Dieselmotor konfiguriert ist; und einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter, der stromaufwärts eines Kraftstoffflusses von der Kraftstoffpumpe wirkpositioniert ist.
Dieselkraftstoffkonditionierungssystem nach Anspruch 1, wobei die Kraftstoffpumpe eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe ist und auf einer sauberen Seite des Filters positioniert ist.
Dieselkraftstoffkonditionierungssystem nach Anspruch 1, das weiterhin eine an einem Auslass der Kraftstoffpumpe positionierte Druckkammer umfasst, die eine zum Ablassen von Luft aus dem Kraftstofffluss konfigurierte Entlüftungsöffnung aufweist.
Dieselkraftstoffkonditionierungssystem nach Anspruch 1, das weiterhin eine an einem Einlass der Kraftstoffpumpe positionierte Unterdruckkammer mit einem Unterdruck bezüglich des Kraftstofffilters zum Ziehen des Kraftstoffflusses vom Kraftstofffilter in die Unterdruckkammer umfasst.
Dieselkraftstoffkonditionierungssystem für einen Dieselmotor, das Folgendes umfasst: einen Kraftstofftank; einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter; und eine über eine im Kraftstofftank positionierte Kraftstoffpumpe mit einer Druckkammer gekoppelte Unterdruckkammer, wobei die Kraftstoffpumpe zum Ziehen von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank durch den Kraftstofffilter und in die Unterdruckkammer konfiguriert ist.
Dieselkraftstoffkonditionierungssystem nach Anspruch 5, wobei die Kraftstoffpumpe weiterhin dazu konfiguriert ist, Kraftstoff über die Druckkammer zum Dieselmotor zu leiten, wobei die Druckkammer eine zum Ablassen von Luft aus dem die Druckkammer durchfließenden Kraftstoff konfigurierte Entlüftungsöffnung aufweist.
Dieselkraftstoffkonditionierungssystem nach Anspruch 5, das weiterhin einen Kraftstoffweg umfasst, wobei der Kraftstoff vom Motor über einen Kraftstoffrücklaufkanal in den Kraftstofftank geleitet wird und dann aus dem Kraftstofftank durch den Kraftstofffilter und in die Unterdruckkammer geleitet wird.
Dieselkraftstoffkonditionierungssystem nach Anspruch 7, wobei der Kraftstoffweg einen Zweig enthält, der mit dem Kraftstoffrücklaufkanal gekoppelt ist, wobei der Kraftstoff durch den Kraftstofffilter geleitet werden kann, bevor er zur Unterdruckkammer geleitet wird.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung für einen Dieselmotor, die Folgendes umfasst: einen Kraftstofftank; einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter; und eine innerhalb des Kraftstofftanks positionierte Pumpe, die dazu konfiguriert ist, Kraftstoff durch den Kraftstofffilter und in den Kraftstofftank zu ziehen und Kraftstoff zum Dieselmotor zu leiten.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 9, die weiterhin eine an einem Einlass der Pumpe positionierte Unterdruckkammer und eine an einem Auslass der Pumpe positionierte Druckkammer umfasst, wobei die Druckkammer zur Schwingungsdämpfung der Pumpe konfiguriert ist.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 9, die weiterhin eine an einem Auslass der Pumpe positionierte Druckkammer umfasst, wobei die Druckkammer einen Kanal zum Leiten des Kraftstoffs zum Dieselmotor und eine Entlüftungsöffnung, die dazu konfiguriert ist, Ausstoßen von Luft aus der Druckkammer, so dass die ausgestoßene Luft nicht zum Dieselmotor geleitet wird, zu gestatten, umfasst.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 11, wobei die ausgestoßene Luft zumindest teilweise zum Antrieb einer Düsenpumpe verwendet wird.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 9, die weiterhin einen innerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstoffbehälter, wobei die Pumpe im Wesentlichen in dem Kraftstoffbehälter positioniert ist, eine an einem Einlass der Pumpe positionierte Unterdruckkammer und eine an einem Auslass der Pumpe positionierte Druckkammer, einen Filterauslasskanal, der dazu konfiguriert ist, Kraftstofffluss vom Filter zu der Unterdruckkammer zu gestatten, einen Filtereinlasskanal, der dazu konfiguriert ist, Kraftstofffluss vom Kraftstoffbehälter in den Filter zu gestatten, umfasst.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 13 mit einem Schirmventil, das in einer Wand des Kraftstoffbehälters positioniert ist und dazu konfiguriert ist, eine Druckdifferenz zwischen dem Behälter und dem Innenraum des Kraftstofftanks zu regulieren und Kraftstofffluss dazwischen gezielt zu gestatten.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 9, das weiterhin ein Kraftstoffrezirkulationsventil umfasst, das dazu konfiguriert ist, mindestens einen Teil eines vom Motor zurückgeführten Kraftstoffs gezielt zum Filter zu leiten.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 9, wobei die Pumpe eine Niederdruckpumpe auf der sauberen Seite des Kraftstofffilters ist und der Kraftstofffilter entfernt und durch einen ähnlich konfigurierten Kraftstofffilter ersetzt werden kann, ohne den Kraftstofftank zu öffnen oder den Kraftstofftank außer Eingriff vom Motorraum zu bringen.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 16, wobei die Pumpe vertikal montiert ist.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 9, wobei der Kraftstofffilter einen Wasserbehälter enthält, der dazu konfiguriert ist, Wasser aus dem den Filter durchfließenden Kraftstoff aufzufangen.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 9, wobei der Kraftstofffilter ein Kastenfilter ist.
Dieselkraftstoffkonditionierungsanordnung nach Anspruch 9, wobei der Kraftstofffilter im Wesentlichen zylindrisch geformt ist.
Verfahren für ein Kraftstoffkonditionierungsmodul eines Dieselmotors, das Folgendes umfasst: Leiten von Kraftstoff von innerhalb des Kraftstofftanks durch einen außerhalb des Kraftstofftanks positionierten Kraftstofffilter in eine innerhalb des Kraftstofftanks positionierte Unterdruckkammer vor Leiten des Kraftstoffs zum Dieselmotor.
Verfahren nach Anspruch 21, das weiterhin Folgendes umfasst: Konfigurieren der Pumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks in der Unterdruckkammer zum Anziehen von Kraftstoff aus dem Filter in die Unterdruckkammer; und Leiten des Kraftstoffs aus der Unterdruckkammer in eine Druckkammer und dann Leiten des Kraftstoffs aus der Druckkammer zum Dieselmotor.
Verfahren nach Anspruch 21, das weiterhin Positionieren des Kraftstofffilters außerhalb des Kraftstofftanks in einer vertikal montierten Konfiguration und Gestatten des Entfernens und Austauschens des Kraftstofffilters gegen einen ähnlich konfigurierten Kraftstofffilter ohne Öffnen des Kraftstofftanks oder Außereingriffbringen des Kraftstofftanks von einem Motorraum umfasst.