DE102014019484A1

DE102014019484A1 - Temperature control system of a fuel system of a motor vehicle and method for controlling the temperature of the fuel system

Info

Publication number: DE102014019484A1
Application number: DE102014019484.1A
Authority: DE
Inventors: Uwe Müller; Alexandru Vasilie
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2015-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Temperiersystem eines Kraftstoffsystem (1) eines Kraftfahrzeugs, mit einem Kraftstofftank (2), einer Einspritzpumpe (6), die über eine Kraftstoffzuleitung (16) aus dem Kraftstofftank (2) mit Kraftstoff versorgbar ist, einer Kraftstoffrückführleitung (17), über welche Kraftstoff von der Einspritzpumpe (6) zurück in den Kraftstofftank (2) rückführbar ist und einem Wärmetauscher (7), der in der Kraftstoffrückführleitung (17) angeordnet ist. Der Wärmetauscher (7) ist hierbei mit einem Kühlsystem (18) des Kraftfahrzeugs thermisch koppelbar und insbesondere fluidisch mit dem Kühlsystem verbunden. Über den Wärmetauscher ist nicht nur eine Kühlung der Kraftstoffrückführung möglich, sondern erfindungsgemäß kann auch ein Wärmeeintrag vom Kühlsystem in das Kraftstoffsystem (1) erfolgen. Hierbei kann das Kraftstoffsystem (1) als Wärmesenke für das Kühlsystem genutzt werden.The invention relates to a temperature control system of a fuel system (1) of a motor vehicle, comprising a fuel tank (2), an injection pump (6) which can be supplied with fuel from the fuel tank (2) via a fuel feed line (16), a fuel return line (17), via which fuel from the injection pump (6) back into the fuel tank (2) is traceable and a heat exchanger (7) which is arranged in the fuel return line (17). The heat exchanger (7) is in this case thermally coupled to a cooling system (18) of the motor vehicle and in particular fluidly connected to the cooling system. Not only a cooling of the fuel return is possible via the heat exchanger, but also a heat input from the cooling system into the fuel system (1) can take place according to the invention. Here, the fuel system (1) can be used as a heat sink for the cooling system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Temperiersystem eines Kraftstoffsystems eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 und ein Verfahren zum Temperieren eines Kraftstoffsystems eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 6.The invention relates to a temperature control system of a fuel system of a motor vehicle according to the preamble of claim 1 and a method for controlling the temperature of a fuel system of a motor vehicle according to claim 6.

Kraftstoffsysteme an sich und auch deren Kühlung sind bekannt.Fuel systems themselves and their cooling are known.

So zeigt die DE 10160562 A1 ein Kraftstoffleitsystem, bei welchem in einer Kraftstoffzuleitung ein Kraftstoffvorwärmer angeordnet ist, der den Kraftstoff von der Kraftstoffförderpumpe kommend vorerwärmen kann bevor er zur Einspritzpumpe gelangt. Ausgangsseitig zur Einspritzpumpe ist zusätzlich zur Einspritzung sowohl eine Rückführung zum Eingang der Einspritzpumpe vorgesehen, welche zumindest ein Teil des überschüssigen Kraftstoffs wieder der Einspritzpumpe zu Verfügung stellt, als auch eine Kraftstoffrückführungsleitung angeordnet, welche überschüssigen Kraftstoff zurück in den Kraftstofftank führen kann. In dieser Kraftstoffrückführungsleitung ist unter anderem ein Kraftstoffkühler angeordnet, der den Kraftstoff kühlen kann, wenn dieser zu heiß vor den Kraftstofftank ist.That's how it shows DE 10160562 A1 a fuel supply system in which in a fuel supply line a fuel preheater is arranged, which can preheat the fuel coming from the fuel delivery pump before it reaches the injection pump. On the output side to the injection pump in addition to the injection both a return to the input of the injection pump is provided which provides at least a portion of the excess fuel back to the injection pump available, as well as a fuel return line arranged, which can lead excess fuel back into the fuel tank. In this fuel return line, among other things, a fuel cooler is arranged, which can cool the fuel when it is too hot in front of the fuel tank.

Auch aus der US 20050022794 A1 ist ein solches Kraftstoffsystem bekannt, in dem vor einer Einspritzpumpe ein Wärmetauscher zur Erwärmung oder Kühlung des Kraftstoffs und in einer Kraftstoffrückführungsleitung ein Kraftstoffkühler zur Kühlung des Kraftstoffs angeordnet ist.Also from the US 20050022794 A1 Such a fuel system is known in which in front of an injection pump, a heat exchanger for heating or cooling of the fuel and in a fuel return line, a fuel cooler for cooling the fuel is arranged.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Kraftstoffsystem sowie ein Verfahren hierzu zu schaffen, mittels welchen ein Kraftstoff einfach und effizient temperiert werden kann.Object of the present invention is therefore to provide an improved fuel system and a method for this purpose, by means of which a fuel can be tempered easily and efficiently.

Diese Aufgabe wird durch ein Temperiersystem eines Kraftstoffsystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a temperature control system of a fuel system having the features of patent claim 1 and by a method having the features of patent claim 6. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um ein Temperiersystem eines Kraftstoffsystems der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine Temperierung auf besonders einfache und effiziente Art erfolgen kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen einen Wärmetauscher in der Kraftstoffrückführleitung anzuordnen, der mit einem Kühlsystem des Kraftfahrzeugs thermisch koppelbar ist.In order to develop a temperature control system of a fuel system specified in the preamble of claim 1 type such that a temperature control can be carried out in a particularly simple and efficient way, the invention provides a heat exchanger in the fuel return line to be arranged, which is thermally coupled with a cooling system of the motor vehicle.

Unter Kraftstoff ist hier im Allgemeinen ein flüssiger Kraftstoff für Verbrennungsmotoren zu verstehen, wie zum Beispiel Dieselkraftstoff, Benzin- oder Superkraftstoff oder auch Alkohole, sowie deren Mischungen in beliebigen Verhältnissen.Under fuel is here generally a liquid fuel for internal combustion engines to understand, such as diesel fuel, gasoline or super-fuel or alcohols, and mixtures thereof in any proportions.

Besonders Vorteilhaft ist hierbei der Wärmetauscher mit dem Kühlsystem das Kraftfahrzeugs fluidisch gekoppelt, so dass ein direkter Wärmeübertrag zwischen dem Kühlsystem und dem Kraftstoffsystem über den Wärmetauscher erfolgen kann. Solche Wärmetauscher können als einfache Wärmetauscher für zwei flüssige Medien ausgeführt sein und eventuell noch an die spezifischen Durchflussmengen angepasst sein.Particularly advantageous here is the heat exchanger with the cooling system of the motor vehicle fluidly coupled, so that a direct heat transfer between the cooling system and the fuel system can be done via the heat exchanger. Such heat exchangers can be designed as simple heat exchangers for two liquid media and may still be adapted to the specific flow rates.

Insbesondere bei einer Kopplung des Kraftstoffsystems mit einem Kältekreis kann dabei auch ein anderer Wärmetauscher vorzusehen sein, der ja nach Auslegung und Betrieb des Systems als Verdampfer oder Kondensator eines Kältemittels ausgelegt ist.In particular, in a coupling of the fuel system with a refrigerant circuit can also be provided another heat exchanger, which is designed according to design and operation of the system as an evaporator or condenser of a refrigerant.

In der einfachsten Ausführung der erfinderischen Idee ist aber ein normaler Flüssigkleits-Flüssigkeits-Wärmetauscher zwischen dem Kühlsystem des Kraftfahrzeugs und der Kraftstoffrückführleitung des Kraftstoffsystems vorzusehen. Dieser kann einfach an geeigneter Stelle in das Kraftstoffsystem integriert werden und auch bereits vorhandene Systeme sind einfach mit einem solchen Wärmetauscher nachrüstbar.However, in the simplest embodiment of the inventive idea, a normal liquid liquid-liquid heat exchanger is provided between the cooling system of the motor vehicle and the fuel return line of the fuel system. This can be easily integrated in a suitable place in the fuel system and also existing systems are easily retrofitted with such a heat exchanger.

Durch einen Wärmetauscher zwischen der Kraftstoffrückführleitung und dem Kühlsystem kann dabei auf einfache Art und Weise eine Temperatur des Kraftstoffs im Rückfluss zum Kraftstofftank eingestellt werden und damit auch eine Temperatur des Kraftstoffs im Kraftstofftank. Vor allem kann dabei aber nicht nur eine Kühlung des Kraftstoffs erreicht werden, wie bereits bekannt, sondern es ist auch eine Aufwärmung des Kraftstoffs in der Kraftstoffrückführleitung möglich. Eine Aufwärmung des Kraftstoffs durch einen Wärmeeintrag aus dem Kühlsystem ermöglicht dabei nicht nur eine schnelle Aufwärmung des Kraftstoffs im Kraftstofftank, was dann auch eine Förderpumpe beim Anziehen des Kraftstoffs aus dem Kraftstofftank schont und Energie spart, sondern es ermöglicht auch eine Kühlung des Kühlsystems des Kraftfahrzeugs durch die Erwärmung des Kraftstoffs. Das Kraftstoffsystem kann dabei eine Wärmesenke für das Kühlsystem darstellen, so dass eine Kühlung des Kühlsystems durch das hier vorgeschlagene Temperiersystem des Kraftstoffs unterstützt wird. Hierzu durchfließt einerseits warmes, erwärmtes oder heißen Kühlmedium den Wärmetauscher und andererseits Kraftstoff des Kraftstoffsystems, dessen Temperatur geringer als die des Kühlmediums ist. Im Wärmetauscher wird eine Wärmemenge vom Kühlmedium auf den Kraftstoff übertragen, so dass ein Wärmeeintrag vom Kühlsystem in das Kraftstoffsystem erfolgt.By a heat exchanger between the fuel return line and the cooling system can be adjusted in a simple manner, a temperature of the fuel in the return flow to the fuel tank and thus a temperature of the fuel in the fuel tank. Above all, not only a cooling of the fuel can be achieved, as already known, but it is also a warming of the fuel in the fuel return line possible. A warming up of the fuel by a heat input from the cooling system not only allows rapid warming of the fuel in the fuel tank, which then spares a feed pump when tightening the fuel from the fuel tank and saves energy, but it also allows cooling of the cooling system of the motor vehicle the heating of the fuel. The fuel system can represent a heat sink for the cooling system, so that a cooling of the cooling system is supported by the here proposed temperature control of the fuel. For this purpose, on the one hand warm, heated or hot cooling medium flows through the heat exchanger and on the other hand fuel of the fuel system, whose temperature is lower than that of the cooling medium. In the heat exchanger, an amount of heat is transferred from the cooling medium to the fuel, so that a heat input from the cooling system takes place in the fuel system.

Um nicht den gesamten Kraftstoff in der Kraftstoffrückführleitung im Wärmetauscher erwärmen zu müssen, ist vorteilhaft vorgesehen, dass eine Rückführungsleitungsypassleitung in der der Kraftstoffrückführleitung den Wärmetauscher umgeht. Mit einem Ventil in der Kraftstoffrückführleitung kann die Kraftstoffmenge, die durch den Wärmetauscher fließt beziehungsweise durch die Rückführungsleitungsypassleitung, einstellbar sein. Je nach Ventilstellung kann so die gesamte Menge des Kraftstoffs in der Kraftstoffrückführleitung über den Wärmetauscher geführt sein, oder die gesamte Menge des Kraftstoffs durch die Rückführungsleitungsypassleitung, oder anteilig durch beide Leitungen, wobei auch hier bei einem stufenlos einstellbaren Ventil jede Verteilung der Anteile zwischen beiden Leitungen möglich ist. In order not to have to heat all the fuel in the fuel return line in the heat exchanger, it is advantageously provided that a return line bypass line bypasses the heat exchanger in the fuel return line. With a valve in the fuel return line, the amount of fuel flowing through the heat exchanger or through the return line bypass line may be adjustable. Depending on the valve position so the entire amount of fuel in the fuel return line can be performed on the heat exchanger, or the entire amount of fuel through the return line bypass line, or proportionately through both lines, again with a continuously adjustable valve, any distribution of the shares between the two lines is possible.

Ebenfalls vorteilhaft ist auch die Durchflussmenge des Kühlmediums durch den Wärmetauscher in der Kraftstoffrückführleitung einstellbar. Hierbei kann beispielsweise ein Kühlkreisventil in einem Leitungszweig des Kühlsystems, welches parallel zum Kühlsystem verschaltet ist, vorzusehen sein und so den Durchfluss durch den Leitungszweig als Kühlmittelzuleitung oder Kühlmittelrückführleitung zum Wärmetauscher insbesondere stufenlos einstellen. Entsprechend er parallelen Verschaltung des Leitungszweigs und damit des Wärmetauschers im Kraftstoffsystem kann ein übliches Kühlsystem zur Anwendung kommen, welches zusätzlich die Option des Wärmeeintrags in das Kraftstoffsystem aufweist.Also advantageously, the flow rate of the cooling medium through the heat exchanger in the fuel return line is adjustable. In this case, for example, a cooling circuit valve in a line branch of the cooling system, which is connected in parallel to the cooling system, be provided and thus adjust the flow through the line branch as a coolant supply line or coolant return line to the heat exchanger in particular continuously. According to parallel connection of the line branch and thus of the heat exchanger in the fuel system, a conventional cooling system can be used, which additionally has the option of heat input into the fuel system.

Ein solches vorgeschlagenes Temperiersystem für ein Kraftstoffsystem lässt sich somit auch auf einfache Weise in bestehende Systeme integrieren, da an den bestehenden Systemen keine wesentlichen Veränderungen notwendig sind.Such a proposed temperature control system for a fuel system can thus also be integrated into existing systems in a simple manner, since no substantial changes to the existing systems are necessary.

Durch eine Verwendung eines Wärmetauschers mit dem Kühlsystem als Termperiersystem des Kraftstoffsystems lassen sich sogar bauräumliche Probleme lösen, denn bei den bekannten Systemen war zur Kühlung des Kraftstoffs in der Kraftstoffrückführleitung immer ein Kühler zur Umgebungsluft vorgesehen, welcher auch von der Umgebungsluft umströmt sein musste. Der vorgeschlagene Wärmetauscher nmit dem Kühlsystem lässt sich irgendwo im Kraftfahrzeug anordnen ohne beim Bauraum Rücksicht auf eine Wärmeabfuhr in die Umgebung oder Umströmung von Frischluft zu fordern.By using a heat exchanger with the cooling system as Termperiersystem the fuel system can solve even space problems, because in the known systems was always provided for cooling the fuel in the fuel return line, a cooler to the ambient air, which also had to be flowed around by the ambient air. The proposed heat exchanger nmit the cooling system can be located anywhere in the vehicle without calling for the installation space consideration for heat dissipation into the environment or flow around fresh air.

Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht einen wesentlich erweiterten Betriebsbereich, da hiermit nicht nur eine Kühlung des Kraftstoffs in der Kraftstoffrückführleitung möglich ist, sondern auch dessen Erwärmung und damit eine Erwärmung des Kraftstoffsystems beziehungsweise ein Kühlung des Kühlsystems.The proposed solution allows a much wider operating range, as hereby not only a cooling of the fuel in the fuel return line is possible, but also its heating and thus heating of the fuel system or cooling of the cooling system.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigt:Showing:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftstoffsystems mit Temperierung. 1 a schematic view of a fuel system with temperature.

In 1 ist ein Kraftstoffsystem 1 eines Kraftfahrzeugs schematisch dargestellt, welches einen Kraftstofftank 2 aufweist. Über eine Ansaugleitung wird der Kraftstoff von einer Kraftstoffförderpumpe 3 aus dem Kraftstofftank 2 angesaugt und über eine Kraftstoffzuleitung 16 zu einer Einspritzpumpe 6 transportiert. In der Kraftstoffzuleitung 16 sind zwischen der Kraftstoffförderpumpe 3 und der Einspritzpumpe 6 ein Kraftstofffilter 5 und ein Kraftstoffvorwärmer 4 angeordnet, wobei der Kraftstoffvorwärmer 4 über eine Zuleitungsbypassleitung umgehbar ist. An der Auftrennung zwischen dem Zulauf zum Kraftstoffvorwärmer 4 und der Zuleitungsbypassleitung 12 ist ein erstes Ventil 9 angeordnet, durch welches ein Durchfluss durch die jeweiligen Leitungen einstellbar ist. Je nach Ventilstellung des ersten Ventils 9 kann dabei der gesamte Kraftstoff durch den Kraftstoffvorwärmer 4, der gesamte Kraftstoff durch die Zuleitungsbypassleitung 12 oder auch nur anteilig durch beide Leitungsbereiche fließen. Hierbei ist vorteilhaft das erste Ventil stufenlos einstellbar, so dass sich auch der Anteil des Kraftstoffs, welcher durch den Kraftstoffvorwärmer 4 fließt, kontinuierlich einstellen lässt. Eine solche Einstellung kann dabei durch Steuerung und/oder Regelung erfolgen, bei der abhängig von einer Heizleistung des Kraftstoffvorwärmers 4 und einer Ist- und Soll-Temperatur des Kraftstoffs die Durchflussmenge des Kraftstoffs durch den Kraftstoffvorwärmer 4 eingestellt und damit auch die Temperatur des Kraftstoffs an der Einspritzpumpe 6 eingestellt ist. Alternativ kann in einer nicht dargestellten Ausführungsform ein erstes Ventil zur Einstellung der Durchflussmenge durch den Kraftstoffvorwärmer 4 und die Zuleitungsbypassleitung 12 an dem Zusammenführungspunkt der beiden Leitungen angeordnet sein oder durch zwei Absperrventile, eins in jeder der Leitungen, um damit ebenfalls die Durchflussmengen einzustellen.In 1 is a fuel system 1 a motor vehicle shown schematically, which is a fuel tank 2 having. Via a suction line, the fuel from a fuel pump 3 from the fuel tank 2 sucked in and over a fuel supply line 16 to an injection pump 6 transported. In the fuel supply line 16 are between the fuel pump 3 and the injection pump 6 a fuel filter 5 and a fuel heater 4 arranged, the fuel preheater 4 can be bypassed via a supply line bypass line. At the separation between the inlet to the fuel preheater 4 and the supply bypass line 12 is a first valve 9 arranged, through which a flow through the respective lines is adjustable. Depending on the valve position of the first valve 9 can the entire fuel through the fuel heater 4 , the entire fuel through the supply bypass line 12 or only proportionally through both management areas. Here, advantageously, the first valve is infinitely adjustable, so that also the proportion of fuel, which by the fuel preheater 4 flows, can be adjusted continuously. Such a setting can be done by control and / or regulation, in which depends on a heating power of the fuel preheater 4 and an actual and desired temperature of the fuel, the flow rate of the fuel through the fuel preheater 4 adjusted and thus the temperature of the fuel at the injection pump 6 is set. Alternatively, in a non-illustrated embodiment, a first valve for adjusting the flow rate through the fuel preheater 4 and the supply bypass line 12 be arranged at the confluence point of the two lines or by two shut-off valves, one in each of the lines, so as to also adjust the flow rates.

Von der Einspritzpumpe 6 wird ein Teil des Kraftstoffs entsprechend einer Hauptnutzung des Kraftstoffsystems 1 auch in einer Zylinderzuführung 11 gefördert auch je nach Ausführung auch direkt eingespritzt. Wie bei Kraftstoffsystemen bekannt, kann an oder in der Einspritzpumpe 6 auch eine nicht dargestellte Rückleitung vorgesehen sein, welche überschüssigen Kraftstoff wieder direkt der Einspritzpumpe 6 zuführt. Zusätzlich weist die Einspritzpumpe 6 auch eine Kraftstoffrückführungsleitung 17 auf, durch welche überschüssiger oder unbenötigter Kraftstoff wieder dem Kraftstofftank 2 zurückgeführt werden kann.From the injection pump 6 becomes a part of the fuel according to a main use of the fuel system 1 also in a cylinder feed 11 also promoted depending on the design also directly injected. As known in fuel systems, on or in the injection pump 6 Also, a return line, not shown, be provided, which excess fuel again directly to the injection pump 6 supplies. In addition, the injection pump points 6 also a fuel return line 17 on, by which excess or unneeded fuel back to the fuel tank 2 can be returned.

In dieser Kraftstoffrückführungsleitung 17 sind seriell eine Kraftstoffrückführpumpe 8 und ein Wärmetauscher 7 angeordnet. Die Kraftstoffrückführpumpe 8 fördert den unbenötigten Kraftstoff der Einspritzpumpe 6 wieder zurück in den Kraftstofftank 2. In der Kraftstoffrückführungsleitung 17 ist auch eine Rückführungsleitungsypassleitung 13 angeordnet, durch welche der Wärmetauscher 7 umgehbar ist.In this fuel return line 17 are serially a fuel return pump 8th and a heat exchanger 7 arranged. The fuel return pump 8th promotes the unneeded fuel of the injection pump 6 back to the fuel tank 2 , In the fuel return line 17 is also a return line bypass 13 arranged, through which the heat exchanger 7 is bypassable.

An der Auftrennung zwischen dem Zulauf zum Wärmetauscher 7 und der Rückführungsleitungsypassleitung 13 ist ein zweites Ventil 10 angeordnet, durch welches ein Durchfluss durch die jeweiligen Leitungen einstellbar ist. Vorteilhaft ist das zweite Ventil 10 stufenlos einstellbar, so dass die Durchflussmenge durch den Wärmetauscher 7 und die Rückführungsleitungsypassleitung 13 kontinuierlich einstellbar ist. So kann die gesamte Kraftstoffmenge den Wärmetauscher 7 oder die gesamte Kraftstoffmenge die Rückführungsleitungsypassleitung 13 oder auch teilweise beide Leitungen durchfließen.At the separation between the inlet to the heat exchanger 7 and the return line bypass 13 is a second valve 10 arranged, through which a flow through the respective lines is adjustable. Advantageously, the second valve 10 infinitely adjustable, allowing the flow through the heat exchanger 7 and the return line bypass 13 is continuously adjustable. So the entire amount of fuel can heat exchanger 7 or the total amount of fuel, the return line bypass 13 or partially through both lines.

Der Wärmetauscher 7 ist einerseits mit dem der Kraftstoffrückführungsleitung 17 gekoppelt du andererseits mit einem Kühlsystem 18 des Kraftfahrzeugs. Hierbei kann ein Kühlmedium über eine Kühlmittelzuleitung 14 vom Kühlsystem zum Wärmtauscher 7 fließen, durch diesen hindurch und über eine Kühlmittelabflussleitung 15 wieder zurück ins Kühlsystem. Der Kühlzweig aus Kühlmittelzuleitung 14, Wärmtauscher 7 und Kühlmittelabflussleitung 15 ist vorteilhaft parallel zum Kühlsystem angeordnet und darin verschaltet. Zur Einstellung der Durchflussmenge des Kühlmediums durch den Wärmetauscher 7 weist die Kühlmittelzuleitung 14 ein Kühlkreisventil 19 auf, welches beispielsweise stufenlos als Absperrventil einstellbar ist. Hierdurch kann die Durchflussmenge des Kühlmediums durch den Wärmetauscher 7 kontinuierlich eingestellt werden und das Kühlkreisventil 19 in Form eines Absperrventils die Kühlmittelzuleitung 14 vollständig verschließen, vollständig öffnen oder jede Zwischenstellung einnehmen.The heat exchanger 7 is on the one hand with that of the fuel return line 17 On the other hand, you are coupled with a cooling system 18 of the motor vehicle. Here, a cooling medium via a coolant supply line 14 from the cooling system to the heat exchanger 7 flow, through it and through a coolant drain line 15 back to the cooling system. The cooling branch from the coolant supply line 14 , Heat exchangers 7 and coolant drain line 15 is advantageously arranged parallel to the cooling system and interconnected therein. For adjusting the flow rate of the cooling medium through the heat exchanger 7 indicates the coolant supply line 14 a cooling circuit valve 19 on, which is infinitely adjustable as a check valve, for example. As a result, the flow rate of the cooling medium through the heat exchanger 7 be adjusted continuously and the cooling circuit valve 19 in the form of a shut-off valve, the coolant supply line 14 completely close, open completely or take up any intermediate position.

Entsprechend der Ventilstellungen des zweiten Ventils 10 und des Kühlkreisventils 19 kann dabei die Wärmezuvor und Wärmeabfuhr vom Kraftstoffsystem 1 in und aus dem Kühlsystem eingestellt werden. Hierbei kann zum Einstellen des Wärmeübertrags und der Richtung eine Steuerung und/oder Regelung zur Verfügung stehen, welche in der 1 an sich und deren Komponenten zur besseren Übersicht nicht dargestellt sind.According to the valve positions of the second valve 10 and the cooling circuit valve 19 In doing so, the heat before and heat dissipation from the fuel system 1 be adjusted in and out of the cooling system. Here, for adjusting the heat transfer and the direction of a control and / or regulation are available, which in the 1 in itself and their components are not shown for clarity.

Je nach Temperatur des Kraftstoffs und einer Temperatur das Kühlsystems kann dabei eine Kühlung des Kraftstoffs im Kraftstoffsystem 1 erfolgen oder auch eine Erwärmung, wodurch das Kühlsystem selbst gekühlt werden kann.Depending on the temperature of the fuel and a temperature, the cooling system can be a cooling of the fuel in the fuel system 1 take place or a heating, whereby the cooling system itself can be cooled.

Eine Kühlung des Kraftstoffs in der Kraftstoffrückführungsleitung 17 kann zum Beispiel bei warmer Umgebungstemperatur sinnvoll sein, denn durch die Pumpen und vor allen Hochdruckpumpen als Einspritzpumpen bei Direkteinspritzsystemen den Kraftstoff unter Hochdruck verdichten und somit auch erwärmen. Der zurückgeführte Kraftstoff in der Kraftstoffrückführungsleitung 17 hat somit eine erhöhte Temperatur, welche dann auch die Temperatur im Kraftstofftank erhöht 2. Soll eine bestimmte erste Grenztemperatur des Kraftstoffs im Kraftstofftank nicht überschritten werden und der Kraftstofftank 2 kann bei höheren Umgebungstemperaturen nicht genügend Wärme nach außen abführen muss der Kraftstoff in der Kraftstoffrückführungsleitung 17 durch den Wärmetauscher 7 gekühlt werden.Cooling of the fuel in the fuel return line 17 This can be useful, for example, when the ambient temperature is warm, as the pumps and above all high-pressure pumps as injection pumps in direct-injection systems compress the fuel under high pressure and therefore also heat it up. The returned fuel in the fuel return line 17 thus has an elevated temperature, which then also increases the temperature in the fuel tank 2. Should a certain first limit temperature of the fuel in the fuel tank are not exceeded and the fuel tank 2 can not dissipate sufficient heat to the outside at higher ambient temperatures, the fuel in the fuel return line must 17 through the heat exchanger 7 be cooled.

Im Gegensatz hierzu kann es auch sinnvoll sein, den Kraftstoff in der Kraftstoffrückführungsleitung 17 noch weiter durch den Wärmetauscher zu erwärmen. Dies kann zum Beispiel bei kalten Umgebungstemperaturen der Fall sein, bei denen der Kraftstoff im Tank ebenfalls kalt und unterhalb einer zweiten Grenztemperatur ist. Manche flüssige Kraftstoffe, insbesondere Diesel, können bei tiefen Temperaturen zähflüssig werden, was deren Ansaugbarkeit, Pumpbarkeit und Einspritzbarkeit einschränkt. Um einen Betrieb dennoch gewährleisten zu können, ist ein Kraftstoffvorwärmer 4 in der Kraftstoffzuleitung 16 angeordnet. Unterstützend und effizienzsteigernd kann es aber auch sinnvoll sein, den Kraftstoff bereits im Tank aufzuwärmen. Hierbei trägt der Wärmeeintrag des rückgeführten Kraftstoff bei, der sowohl durch die Pumparbeit erwärmt ist, als auch noch zusätzlich über einen weiteren Wärmeeintrag durch den Wärmetauscher 7 in der Kraftstoffrückführungsleitung 17 aus dem Kühlsystem 18 erhitzt werden kann. Dies kann vor allem beim Kaltstart vorteilhaft sein, bei dem sich das Kühlsystem recht schnell erwärmt und dann eine höhere Temperatur aufweisen kann, als der noch kalte Kraftstoff in der Kraftstoffrückführungsleitung 17. Hierdurch kann dann auch der Kraftstoff im Kraftstofftank 2 erwärmt werden und einfacher und leichter durch das Kraftstoffsystem 1 gepumpt werden.In contrast, it may also be useful to have the fuel in the fuel return line 17 to heat even further through the heat exchanger. This may be the case, for example, in cold ambient temperatures where the fuel in the tank is also cold and below a second threshold temperature. Some liquid fuels, especially diesel, can become viscous at low temperatures, which limits their intake, pumpability and injectability. Nevertheless, to be able to guarantee operation, there is a fuel preheater 4 in the fuel supply line 16 arranged. But supporting and increasing efficiency, it can also make sense to warm up the fuel already in the tank. This contributes to the heat input of the recirculated fuel, which is heated both by the pumping work, as well as in addition to a further heat input through the heat exchanger 7 in the fuel return line 17 from the cooling system 18 can be heated. This can be advantageous, above all, during a cold start, in which the cooling system heats up quite quickly and can then have a higher temperature than the still cold fuel in the fuel return line 17 , This can then also the fuel in the fuel tank 2 be heated and easier and easier through the fuel system 1 be pumped.

Auch bei hohen Temperaturen des Kühlmediums im Kühlsystem 18 des Kraftfahrzeugs kann ein Wärmeeintrag in das Kraftstoffsystem 1 des Kraftfahrzeugs vorteilhaft sein. Normallerweise kann anfallende Abwärme des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Antriebseinheit oder der Antriebseinheiten, über das Kühlsystem 18 abtransportiert und an Kühlern an die Umgebung abgegeben werden. Reicht zur Abkühlen des Kühlmediums des Kühlsystems 18 eine Temperaturdifferenz zur Umgebung und/oder die Umstömung der Kühler mit der Umgebungsluft, wie zum Beispiel Fahrtwind, nicht mehr aus um den Wärmeeintrag der anfallenden Abwärme in die Umgebung abzugeben, kann das Kraftstoffsystem 1 als zusätzliche Wärmesenke dienen, in dem ein Teil der Abwärme als Wärmeeintrag vom Kühlsystem 18 über dem Wärmetauscher 7 in das Kraftstoffsystem 1 übertragen wird.Even at high temperatures of the cooling medium in the cooling system 18 of the motor vehicle can be a heat input into the fuel system 1 of Be advantageous motor vehicle. Normally, accumulating waste heat of the motor vehicle, in particular the drive unit or the drive units, via the cooling system 18 be removed and discharged to coolers to the environment. Enough to cool the cooling medium of the cooling system 18 a temperature difference from the environment and / or the flow of the radiator with the ambient air, such as wind, no longer off to the heat input of the resulting waste heat into the environment, the fuel system 1 serve as an additional heat sink, in which a part of the waste heat as heat input from the cooling system 18 above the heat exchanger 7 in the fuel system 1 is transmitted.

Besonders vorteilhaft ist ein solcher Wärmeeintrag in das Kraftstoffsystem 1 vor allem dann, wenn er sich effizienzsteigernd auswirkt, in dem zum Beispiel ein Lüfterlauf verhindert oder verzögert werden kann. So kann zum Beispiel bei kurzen Standzeiten, in denen kein oder nur kaum eine Umströmung der Kühler stattfindet und die Wärmekapazität des Kühlsystems 18 nicht ausreicht um die anfallende Abwärme vollständig aufzunehmen, eine Teil der anfallenden Abwärme in das Kraftstoffsystem 1 übertragen werden und somit effektiv die Wärmekapazität so weit zu erhöhen, dass ein Lüfterlauf zur Unterstützung einer Umströmung des Kühlers verzögert werden kann. Besonders vorteilhaft wirkt sich dabei eine ausreichend lange Verzögerung aus, die einen Lüfterlauf bis zur Anfahrt des Kraftfahrzeugs verzögert und damit auch einen Lüfterlauf überflüssig macht. Durch den ersparten Lüfterlauf kann die Effizienz des Kraftfahrzeugs erhöht werden und auch der Fahrkomfort gesteigert werden.Such a heat input into the fuel system is particularly advantageous 1 especially if it has an efficiency-increasing effect in which, for example, a fan run can be prevented or delayed. Thus, for example, in the case of short service lives in which there is little or no flow around the cooler and the heat capacity of the cooling system 18 is not enough to completely absorb the waste heat, a part of the resulting waste heat in the fuel system 1 be transmitted and thus effectively increase the heat capacity so far that a fan run to support a flow around the radiator can be delayed. In this case, a sufficiently long delay, which delays a fan run until it reaches the motor vehicle and thus also makes a fan run superfluous, is particularly advantageous. Due to the spare fan run, the efficiency of the motor vehicle can be increased and also the driving comfort can be increased.

In manchen Fällen kann damit im Stand nach dem Abstellen des Kraftfahrzeugs auch ein Lüfternachlauf verhindert werden, in dem eine Restwärme im Kühlsystem 18 über den Wärmetauscher 7 mit auf das Kraftstoffsystem 1 verteilt wird, so dass die Restwärme nicht über den Kühler mit laufendem Lüfter abgeführt werden muss.In some cases, it can thus be prevented in the state after stopping the motor vehicle and a Lüfternachlauf in which a residual heat in the cooling system 18 over the heat exchanger 7 with on the fuel system 1 is distributed, so that the residual heat does not have to be dissipated through the radiator with the fan running.

Bei allen Verfahren zum Wärmeübertrag vom Kühlsystem 18 in das Kraftstoffsystem 1 muss aber sichergestellt sein, dass eine dritte Grenztemperatur für die Temperatur des Kraftstoffs nicht überschritten wird. Kraftstoffe können bei höheren Temperaturen verdampfen, so dass sowohl die Temperatur des Kraftstoffes in der Kraftstoffrückführungsleitung 17, insbesondere im und nach dem Wärmetauscher 7, als auch die Temperatur des Kraftstoffes im Kraftstofftank 2 nicht die dritte Grenztemperatur überschreiten darf. Die dritte Grenztemperatur liegt dabei vorteilhafterweise unterhalb der Verdampfungstemperatur des jeweiligen Kraftstoffs, am besten mit einem gewissen Sicherheitsabstand wesentlich unterhalb der jeweiligen Verdampfungstemperatur.For all heat transfer processes from the cooling system 18 in the fuel system 1 But it must be ensured that a third temperature limit for the fuel is not exceeded. Fuels can evaporate at higher temperatures, so that both the temperature of the fuel in the fuel return line 17 , in particular in and after the heat exchanger 7 , as well as the temperature of the fuel in the fuel tank 2 not exceed the third limit temperature. The third limit temperature is advantageously below the vaporization temperature of the respective fuel, preferably with a certain safety margin substantially below the respective evaporation temperature.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: KraftstoffsystemFuel system
22: KraftstofftankFuel tank
33: KraftstoffzuleitungspumpeFuel supply pump
44: Kraftstoffvorwärmerfuel heater
55: KraftstofffilterFuel filter
66: EinspritzpumpeInjection pump
77: Wärmetauscherheat exchangers
88th: KraftstoffrückführpumpeFuel return pump
99: erstes Ventilfirst valve
1010: zweites Ventilsecond valve
1111: Zylinderzuführungcylinder supply
1212: ZuleitungsbypassleitungFeed bypass line
1313: RückführungsleitungsypassleitungRückführungsleitungsypassleitung
1414: KühlmittelzuleitungCoolant supply
1515: KühlmittelabflussleitungCoolant drain line
1616: KraftstoffzuleitungFuel supply
1717: KraftstoffrückführleitungFuel return line
1818: Kühlsystemcooling system
1919: KühlkreisventilCooling circuit valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10160562 A1 [0003]
US 20050022794 A1 [0004]

Claims

Temperature control system of a fuel system of a motor vehicle, with a fuel tank ( 2 ), an injection pump ( 6 ) via a fuel supply line ( 16 ) from the fuel tank ( 2 ) can be supplied with fuel, a fuel return line ( 16 ), about which fuel from the injection pump ( 6 ) back into the fuel tank ( 2 ) is traceable and a heat exchanger ( 7 ), which is arranged in the fuel return line, characterized in that the heat exchanger ( 7 ) with a cooling system ( 18 ) of the motor vehicle is thermally coupled.

Temperature control system of a fuel system according to claim 1, characterized in that the heat exchanger ( 7 ) fluidically with the cooling system ( 18 ) connected is.

Temperature control system of a fuel system according to claim 1 or 2, characterized in that the heat exchanger ( 7 ) by a return line bypass ( 13 ) in the fuel return line ( 17 ) is bypassable.

Temperature control system of a fuel system according to claim 2 or 3, characterized in that a flow rate of a cooling medium of the cooling system ( 18 ) through the heat exchanger ( 7 ) is adjustable.

Temperature control system of a fuel system according to claim 4, characterized in that the flow rate of the cooling medium of the cooling system ( 18 ) through the heat exchanger ( 7 ) with a cooling circuit valve ( 19 ) is controllable.

Method for controlling the temperature of a fuel system with a temperature control system according to one of claims 1 to 5, characterized in that via a heat exchanger ( 7 ) in a fuel return line ( 17 ) a heat input from a cooling system ( 18 ) of the motor vehicle into the fuel system ( 1 ).

Method for controlling the temperature of a fuel system according to claim 6, characterized in that the heat exchanger ( 7 ) from a heated cooling medium of the cooling system ( 18 ) is flowed through.

Method for controlling the temperature of a fuel system according to claim 7, characterized in that the fuel system ( 1 ) as a heat sink for the cooling system ( 18 ) is being used.

A method for controlling the temperature of a fuel system according to claim 8, characterized in that a heat transfer from the cooling system ( 18 ) into the fuel system ( 1 ) takes place only when a high heat input from the motor vehicle into the cooling system ( 18 ) and a temperature of the cooling system ( 18 ) is above a limit temperature.