DE102016102620A1

DE102016102620A1 - Verfahren zum Kühlen einer Direkteinspritzpumpe

Info

Publication number: DE102016102620A1
Application number: DE102016102620.4A
Authority: DE
Inventors: Joseph Norman Ulrey; Ross Dykstra Pursifull
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2016-08-25
Also published as: US20170234283A1; RU2016104898A3; CN105909412B; RU2716787C2; US9638153B2; RU2016104898A; US10077749B2; US20160245218A1; CN105909412A

Abstract

Verfahren und System zum Kühlen einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe werden bereitgestellt. Ein Verfahren enthält, wenn ein Überströmventil in einem Durchlasszustand ist, Zirkulieren von Kraftstoff aus einer Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe zu einem Stufenraum der Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Die Kraftstoffzirkulation durch den Stufenraum kann eine Reduktion der Kraftstofftemperatur im Stufenraum und folglich der Hochdruck-Kraftstoffpumpe bereitstellen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein Kühlen einer Direkteinspritzpumpe in Kraftstoffsystemen in Verbrennungsmotoren.
Zusammenfassung/Hintergrund
Motoren mit Saugrohrdirekteinspritzung (PFDI) enthalten sowohl Saugrohreinspritzung als auch Direkteinspritzung von Kraftstoff und können jeden Einspritzmodus vorteilhaft nutzen. Zum Beispiel kann Kraftstoff bei höheren Motorlasten unter Verwendung von Kraftstoffdirekteinspritzung für verbesserte Motorleistung (z. B. durch Erhöhen des verfügbaren Drehmoments und der Kraftstoffwirtschaftlichkeit) in den Motor eingespritzt werden. Bei niedrigeren Motorlasten und beim Anlassen des Motors kann Kraftstoff unter Verwendung von Saugrohrkraftstoffeinspritzung in den Motor eingespritzt werden, um verbesserte Kraftstoffverdampfung für verstärktes Mischen bereitzustellen und um Motoremissionen zu reduzieren. Ferner kann Saugrohrkraftstoffeinspritzung gegenüber Direkteinspritzung bei niedrigeren Motorlasten eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bereitstellen. Des Weiteren können Schall, Schwingungen und Schläge (NVH) beim Betrieb mit Saugrohreinspritzung von Kraftstoff reduziert sein. Außerdem können sowohl Saugrohreinspritzdüsen als auch Direkteinspritzdüsen unter einigen Bedingungen zusammen betrieben werden, um Vorteile beider Typen von Kraftstoffzuführung oder in einigen Fällen unterschiedliche Kraftstoffe wirksam einzusetzen.
In PFDI-Motoren führt eine Hebepumpe (auch als Niederdruckpumpe bezeichnet) Kraftstoff aus einem Kraftstofftank sowohl Saugrohreinspritzdüsen als auch einer Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe (auch als Hochdruckpumpe bezeichnet) zu. Die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe kann Direkteinspritzdüsen Kraftstoff bei einem höheren Druck zuführen. Während des Betriebs können ein oder mehrere heiße Punkte an einer Bodenfläche eines Pumpenkolbens in der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe gebildet werden. Dabei kann Kraftstoff der Bodenfläche des Pumpenkolbens ausgesetzt werden, wenn er sich in einer Kammer (hierin als ein Stufenraum bezeichnet), der unterhalb der Bodenfläche des Pumpenkolbens gebildet ist, befindet oder dadurch fließt. Folglich kann Kraftstoff erwärmt werden, was zu Kraftstoffverdampfung im Stufenraum führt. Ferner kann die Verdampfung von Kraftstoff den Stufenraum überhitzen und kann eine Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass sich der Pumpenkolben in einer Bohrung der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe festfrisst.
Ein beispielhafter Ansatz, gezeigt von Marriott et al. in US 2013/0118449 , ermöglicht Kühlen der Stufenkammer über Kraftstoffzirkulation. Hierin wird Kraftstoff aus einer Niederdruck-Kraftstoffzuführungsleitung zum Stufenraum der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe zirkuliert und danach zur Niederdruck-Kraftstoffzuführungsleitung einem Speicher vorgeschaltet zurückgeführt. Ferner wird der Fluss des Kraftstoffs durch den Stufenraum hauptsächlich durch eine Veränderung des Volumens des Stufenraums aufgrund von Bewegung des Pumpenkolbens angetrieben.
Die Erfinder hierin haben ein mögliches Problem mit dem beispielhaften Ansatz von Marriott et al erkannt. Zum Beispiel kann eine Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe einen Pumpenkolben enthalten, der an einen Kolbenschaft mit im Wesentlichen dem gleichen Außendurchmesser wie der Pumpenkolben gekoppelt ist. Durch Verwenden eines Kolbenschafts mit einem ähnlichen Außendurchmesser wie der Pumpenkolben kann Pumpenrückfluss aus dem Stufenraum reduziert werden. In diesem Fall kann es sein, dass das Volumen des Stufenraums während der Pumpenhübe nicht wesentlich variiert. Ferner kann, ohne eine wesentliche Veränderung des Volumens des Stufenraums, die Kraftstoffzirkulation durch den Stufenraum reduziert sein, so dass keine Kühlung des Stufenraums erfolgt.
Die Erfinder hierin haben das vorstehende Problem erkannt und einen Ansatz identifiziert, um das vorstehende Problem mindestens teilweise anzugehen. In einem beispielhaften Ansatz kann ein Verfahren, wenn ein Überströmventil in einem Durchlasszustand ist, Zirkulieren eines Teils Kraftstoff aus einer Kompressionskammer einer Direkteinspritzpumpe zu einem Stufenraum der Direkteinspritzpumpe enthalten, wobei das Zirkulieren enthält, den Teil Kraftstoff durch das Überströmventil fließen zu lassen und den Teil Kraftstoff von vorgeschaltet dem Überströmventil und nachgeschaltet einem Speicher in den Stufenraum zu ziehen. Auf diese Weise kann der Stufenraum durch Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer gekühlt werden.
In einem anderen beispielhaften Ansatz kann ein System einen Motor, eine Hebepumpe, eine Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe, die einen an einen Kolbenschaft gekoppelten Kolben enthält, eine Kompressionskammer, einen Stufenraum und einen Nocken zum Antreiben des Kolbens, ein Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr, das an einen Auslass der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe fluidgekoppelt ist, ein magnetisch aktiviertes Rückschlagventil, das an einem Einlass der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe positioniert ist, eine Kraftstoffzuführungsleitung, die die Hebepumpe und das magnetisch aktivierte Rückschlagventil fluidkoppelt, einen Speicher, der dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil vorgeschaltet positioniert ist, wobei der Speicher mit der Kraftstoffzuführungsleitung fluidkommuniziert, ein erstes Rückschlagventil, das an die Kraftstoffzuführungsleitung zwischen dem Speicher und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil gekoppelt ist, ein erstes Kraftstoffleitungsrohr, das ein zweites Rückschlagventil enthält, wobei ein erstes Ende des ersten Kraftstoffleitungsrohrs an die Kraftstoffzuführungsleitung zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil fluidgekoppelt ist, ein zweites Ende des ersten Kraftstoffleitungsrohrs an einen Einlass des Stufenraums fluidgekoppelt ist, ein zweites Kraftstoffleitungsrohr, wobei ein erstes Ende des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs an einen Auslass des Stufenraums fluidgekoppelt ist und ein zweites Ende des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs an die Kraftstoffzuführungsleitung am Speicher vorgeschaltet dem ersten Rückschlagventil und nachgeschaltet einem dritten Rückschlagventil fluidgekoppelt ist, umfassen. Dieses beispielhafte System kann isothermen Kraftstofffluss durch die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe ermöglichen.
Zum Beispiel kann eine Direkteinspritzung-(DI-)Kraftstoffpumpe eines Kraftstoffsystems in einem PFDI- oder DI-Motor eine Kompressionskammer, einen an einen Kolbenschaft gekoppelten Pumpenkolben und einen Stufenraum enthalten. In einem Beispiel kann der Kolbenschaft einen Außendurchmesser haben, der im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser des Pumpenkolbens ist. Die DI-Kraftstoffpumpe kann Kraftstoff aus ihrer Kompressionskammer über eine Kraftstoffzuführungsleitung von einer Hebepumpe empfangen. Ein elektronisch gesteuertes, magnetisch aktiviertes Rückschlagventil, das an die Kraftstoffzuführungsleitung fluidgekoppelt ist, kann an einem Einlass der Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe angeordnet sein. Ein Speicher kann dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil vorgeschaltet positioniert sein, um Kraftstoff während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe zu speichern. Ein erstes Rückschlagventil, angeordnet zwischen dem Speicher und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil, kann Kraftstofffluss aus dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil zum Speicher hemmen, während es Kraftstofffluss aus dem Speicher hin zum magnetisch aktivierten Rückschlagventil zulässt. Ferner kann der Stufenraum mit der Kraftstoffzuführungsleitung über jedes eines ersten Kraftstoffleitungsrohrs und eines zweiten Kraftstoffleitungsrohrs fluidkommunizieren. Das erste Kraftstoffleitungsrohr kann einen Einlass des Stufenraums an die erste Kraftstoffzuführungsleitung zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil fluidkoppeln. Das zweite Kraftstoffleitungsrohr kann Fluidkommunikation zwischen einem Auslass des Stufenraums und der Kraftstoffzuführungsleitung am Speicher ermöglichen. Ferner kann ein drittes Rückschlagventil nachgeschaltet der Hebepumpe und vorgeschaltet einem Knoten, an dem das zweite Kraftstoffleitungsrohr mit der Kraftstoffzuführungsleitung am Speicher zusammenläuft, an die Kraftstoffzuführungsleitung gekoppelt sein. Demgemäß kann, wenn das magnetisch aktivierte Rückschlagventil spannungsfrei in einem Durchlasszustand ist, eine Quantität Kraftstoff (z. B. Rückflusskraftstoff) aus der Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe durch das magnetisch aktivierte Rückschlagventil austreten. Dabei kann die Quantität Kraftstoff während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe aus der Kompressionskammer austreten. Da das erste Rückschlagventil Fluss hin zum Speicher behindert, kann die Quantität Kraftstoff anfänglich über das erste Kraftstoffleitungsrohr zum Stufenraum fließen. Die Quantität Kraftstoff kann dann aus dem Stufenraum über das zweite Kraftstoffleitungsrohr hin zum Speicher fließen. Demgemäß kann der zirkulierende Fluss der Quantität Kraftstoff den Stufenraum kühlen.
Auf diese Weise kann Kraftstofferwärmung im Stufenraum der DI-Kraftstoffpumpe reduziert werden. Durch Fließen von Kraftstoff aus der Kompressionskammer zum Stufenraum können Pumpenhübe in der Kompressionskammer (und nicht im Stufenraum) den Kraftstofffluss durch den Stufenraum antreiben. Demgemäß kann Kraftstoff in der DI-Kraftstoffpumpe im Wesentlichen isotherm gehalten werden. Durch Reduzieren von Kraftstofferwärmung im Stufenraum kann Kraftstoffverdampfung im Stufenraum abgeschwächt werden, was zu erhöhter Leistung der DI-Kraftstoffpumpe führt. Insgesamt kann die Haltbarkeit der DI-Kraftstoffpumpe verlängert werden und die Wartungskosten können verringert werden.
Es versteht sich, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt wird, eine Auswahl von Konzepten, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben werden, in vereinfachter Form einzuführen. Es ist nicht beabsichtigt, dass sie Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands ausweist, dessen Schutzumfang eindeutig durch die Ansprüche, die auf die ausführliche Beschreibung folgen, definiert ist. Des Weiteren ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die Nachteile lösen, die vorstehend oder in einem Teil dieser Offenbarung angegeben sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines Zylinders in einem Verbrennungsmotor.
2 stellt schematisch eine beispielhafte Ausführungsform eines Kraftstoffsystems dar, die in dem Motor von 1 verwendet werden kann.
3 präsentiert eine beispielhafte Ausführungsform einer Hochdruckpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung.
4 demonstriert einen beispielhaften Kraftstofffluss während eines Saughubs in der Hochdruckpumpe von 3.
5 zeigt einen beispielhaften Kraftstofffluss während eines Kompressionshubs in der Hochdruckpumpe von 3.
6 zeigt eine beispielhafte glockenförmige Mündung, die in der Hochdruckpumpe von 3 verwendet werden kann.
7 präsentiert ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, das einen Steuerbetrieb eines magnetisch aktivierten Rückschlagventils in der Hochdruckpumpe veranschaulicht.
8 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, das den Kraftstofffluss in der Hochdruckpumpe von 3 während verschiedener Modi beschreibt.
9 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm, das Rückflusskraftstoff während eines Kompressionshubs in der Hochdruckpumpe von 3 veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibung
In Motoren mit Saugrohrdirekteinspritzung (PFDI) kann ein Kraftstoffzuführungssystem mehrere Kraftstoffpumpen enthalten, um den Kraftstoffeinspritzdüsen einen gewünschten Kraftstoffdruck bereitzustellen. Als ein Beispiel kann das Kraftstoffzuführungssystem eine Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck (oder Hebepumpe) und eine Kraftstoffpumpe mit höherem Druck (oder Direkteinspritzpumpe) enthalten, die zwischen einem Kraftstofftank und den Kraftstoffeinspritzdüsen angeordnet sind. Die Kraftstoffpumpe mit höherem Druck kann einem Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr vorgeschaltet in einem Direkteinspritzsystem gekoppelt sein, um einen Druck des Kraftstoffs, der den Motorzylindern durch Direkteinspritzdüsen zugeführt wird, zu erhöhen. Ein magnetisch aktiviertes Einlass-Rückschlagventil, magnetisch aktiviertes Rückschlagventil oder Überströmventil kann der Hochdruck-(HP-)Pumpe vorgeschaltet gekoppelt sein, um den Kraftstofffluss in eine Kompressionskammer der Hochdruckpumpe zu regulieren. Das Überströmventil wird gewöhnlich durch eine Steuerung, die Teil eines Steuersystems für den Motor des Fahrzeugs sein kann, elektronisch gesteuert. Ferner kann die Steuerung außerdem einen sensorischen Eingang von einem Sensor wie ein Winkelpositionssensor haben, der der Steuerung gestattet, Aktivierung des Überströmventils in Synchronisation mit einem Antriebsnocken, der die Hochdruckpumpe antreibt, anzuweisen.
Die folgende Beschreibung betrifft Systeme und Verfahren zum Kühlen einer Direkteinspritzung-(DI-)Kraftstoffpumpe. Die DI-Kraftstoffpumpe kann in einem Kraftstoffsystem wie das beispielhafte Kraftstoffsystem von 2 enthalten sein. Ferner kann das Kraftstoffsystem ein Motorsystem wie das beispielhafte Motorsystem von 1 mit Kraftstoff versorgen. Die DI-Kraftstoffpumpe kann entweder in einem Modus mit variablem Druck oder in einem Modus mit standardmäßigem Druck betrieben werden (7). Der Modus mit variablem Druck kann enthalten, ein magnetisch aktiviertes Rückschlagventil (SACV) mit Spannung zu versorgen, um Kraftstoffvolumen und -druck in einem DI-Kraftstoffverteilerrohr zu regulieren. Der Modus mit standardmäßigem Druck kann enthalten, das SACV durch einen gesamten Pumpenhub spannungsfrei zu machen. Kraftstoff kann einer Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe während eines Saughubs der DI-Kraftstoffpumpe (4) von einer Hebepumpe und/oder einem Speicher, der der Hebepumpe nachgeschaltet angeordnet ist, zugeführt werden. Während beiden Modi des Pumpenbetriebs kann Kraftstoff aus der Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe (3) aus der Kompressionskammer durch das SACV austreten, wenn es in einem Durchlasszustand ist. Insbesondere kann Kraftstoff während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe als Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer durch das SACV austreten. Ferner kann der Rückflusskraftstoff vom SACV zu einem Stufenraum der DI-Kraftstoffpumpe (5) und von dort hin zum Speicher (9) fließen. Der Fluss des Rückflusskraftstoffs kann durch ein oder mehrere Rückschlagventile ermöglicht werden. Diese Rückschlagventile können durch glockenförmige Mündungen wie die in 6 gezeigte beispielhafte glockenförmige Mündung ersetzt werden. Kraftstofffluss in der DI-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Offenbarung während jedes des Betriebs im variablen Modus und des Betriebs im Modus mit standardmäßigem Druck wird in 8 beschrieben.
Hinsichtlich der Terminologie, die in dieser detaillierten Beschreibung durchgängig verwendet wird, kann eine Hochdruckpumpe oder Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe als eine HP-Pumpe (alternativ HPP) bzw. eine DI-Kraftstoffpumpe abgekürzt werden. Demgemäß können HPP und DI-Kraftstoffpumpe austauschbar zur Bezugnahme auf die Hochdruck-Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe verwendet werden. Gleichermaßen kann eine Niederdruckpumpe auch als eine Hebepumpe bezeichnet werden. Ferner kann die Niederdruckpumpe als eine LP-Pumpe oder LPP abgekürzt werden. Saugrohrkraftstoffeinspritzung kann als PFI abgekürzt werden, während Direkteinspritzung als DI abgekürzt werden kann. Außerdem kann der Kraftstoffverteilerrohrdruck oder der Wert des Drucks des Kraftstoffs im Kraftstoffverteilerrohr (am häufigsten das Direkteinspritzung-Kraftstoffverteilerrohr) als FRP abgekürzt werden. Das Direkteinspritzung-Kraftstoffverteilerrohr kann auch als ein Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr bezeichnet werden, das als HP-Kraftstoffverteilerrohr abgekürzt werden kann. Außerdem kann das magnetisch aktivierte Einlass-Rückschlagventil zum Steuern des Kraftstoffflusses in die HP-Pumpe als ein Überströmventil, ein magnetisch aktiviertes Rückschlagventil (SACV), ein elektronisch gesteuertes magnetisch aktiviertes Einlass-Rückschlagventil und auch als ein elektronisch gesteuertes Ventil bezeichnet werden. Ferner wird, wenn das magnetisch aktivierte Einlass-Rückschlagventil aktiviert ist, die HP-Pumpe als in einem Modus mit variablem Druck betrieben bezeichnet. Ferner kann das magnetisch aktivierte Rückschlagventil während des Betriebs der HP-Pumpe im Modus mit variablem Druck in seinem aktivierten Zustand gehalten werden. Wenn das magnetisch aktivierte Rückschlagventil deaktiviert ist und die HP-Pumpe auf mechanischer Druckregulierung ohne Befehle zum elektronisch gesteuerten Überströmventil beruht, wird die HP-Pumpe als in einem mechanischen Modus oder in einem Modus mit standardmäßigem Druck betrieben bezeichnet. Ferner kann das magnetisch aktivierte Rückschlagventil während des Betriebs der HP-Pumpe im Modus mit standardmäßigem Druck in seinem deaktivierten Zustand gehalten werden.
1 zeigt ein Beispiel einer Brennkammer oder eines Zylinders des Verbrennungsmotors 10. Der Motor 10 kann mindestens teilweise durch ein Steuersystem, das die Steuerung 12 enthält, und durch Eingabe von einem Fahrzeugfahrer 130 über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert werden. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 132 ein Gaspedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder 14 (hierin auch als Brennkammer 14 bezeichnet) des Motors 10 kann Brennkammerwände 136 mit einem darin positionierten Kolben 138 enthalten. Der Kolben 138 kann an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle übersetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein zwischenliegendes Übertragungssystem (nicht dargestellt) an mindestens ein Antriebsrad des Personenkraftwagens gekoppelt sein. Ferner kann ein Anlassermotor (nicht dargestellt) über ein Schwungrad (nicht dargestellt) an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um einen Anlassbetrieb des Motors 10 zu ermöglichen.
Der Zylinder 14 kann Ansaugluft über eine Reihe von Ansaugluftkanälen 142, 144 und 146 empfangen. Die Ansaugluftkanäle 142, 144 und 146 können zusätzlich zum Zylinder 14 mit anderen Zylindern des Motors 10 kommunizieren. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Ansaugkanäle eine Ladedruckvorrichtung wie einen Turbolader oder einen Superlader enthalten. Zum Beispiel zeigt 1 den Motor 10, konfiguriert mit einem Turbolader, der einen Kompressor 174, angeordnet zwischen den Ansaugluftkanälen 142 und 144, und eine Abgasturbine 176, angeordnet entlang dem Abgaskanal 158, enthält. Der Kompressor 174 kann mindestens teilweise von der Abgasturbine 176 über eine Welle 180 angetrieben werden, wobei die Ladedruckvorrichtung als ein Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen wie solchen, in denen der Motor 10 mit einem Superlader versehen ist, kann die Abgasturbine 176 jedoch wahlweise weggelassen werden, wobei der Kompressor 174 durch mechanischen Eingang von einem Elektromotor oder dem Motor angetrieben werden kann. Eine Drosselklappe 162, die eine Drosselklappenplatte 164 enthält, kann entlang einem Ansaugkanal des Motors zum Variieren der Flussrate und/oder des Drucks der Ansaugluft, die den Motorzylindern bereitgestellt wird, vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Drosselklappe 162 dem Kompressor 174 nachgeschaltet positioniert sein, wie in 1 gezeigt, oder kann alternativ dem Kompressor 174 vorgeschaltet vorgesehen sein.
Der Abgaskrümmer 148 kann Abgase aus anderen Zylindern des Motors 10 zusätzlich zum Zylinder 14 erhalten. Der Abgassensor 128 ist gekoppelt an den Abgaskanal 158 der Emissionssteuervorrichtung 178 vorgeschaltet dargestellt. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen Sensoren, die zum Bereitstellen einer Angabe des Abgas-Luft/Kraftstoff-Verhältnisses geeignet sind, ausgewählt werden, wie zum Beispiel ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO(Universal- oder Weitbereich-Abgas-Sauerstoff), ein Zwei-Zustände-Sauerstoffsensor oder EGO (wie dargestellt), ein HEGO (beheizter EGO), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Emissionssteuerungsvorrichtung 178 kann ein Dreiwege-Katalysator (TWC), eine NOx-Sperre, verschiedene andere Emissionssteuerungsvorrichtungen oder Kombinationen davon sein.
Jeder Zylinder des Motors 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Zum Beispiel wird der Zylinder 14 so dargestellt, dass er mindestens ein Einlass-Tellerventil 150 und mindestens ein Auslass-Tellerventil 156 enthält, angeordnet in einer oberen Region des Zylinders 14. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 einschließlich des Zylinders 14 mindestens zwei Einlass-Tellerventile und mindestens zwei Auslass-Tellerventile enthalten, angeordnet in einer oberen Region des Zylinders.
Das Einlassventil 150 kann von der Steuerung 12 über das Stellglied 152 gesteuert werden. Gleichermaßen kann das Auslassventil 156 von der Steuerung 12 über das Stellglied 154 gesteuert werden. Unter einigen Bedingungen kann die Steuerung 12 die Signale, die den Stellgliedern 152 und 154 bereitgestellt werden, variieren, um das Öffnen und Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Positionen des Einlassventils 150 und Auslassventils 156 können durch die jeweiligen Ventilpositionssensoren (nicht dargestellt) bestimmt werden. Die Ventilstellglieder können vom elektrischen Ventilbetätigungstyp oder Nockenbetätigungstyp oder eine Kombination davon sein. Die Einlass- und Auslassventilsteuerung kann gleichzeitig gesteuert werden oder eine einer Möglichkeit variabler Einlassnockensteuerung, variabler Auslassnockensteuerung, doppelt unabhängiger variabler Nockensteuerung oder fester Nockensteuerung kann verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann eines oder mehrere von Systemen mit Nockenformumschaltung (CPS), variabler Nockensteuerung (VCT), variabler Ventilsteuerung (VVT) und/oder variablem Ventilhub (VVL) nutzen, die von der Steuerung 12 zum Verstellen des Ventilbetriebs betrieben werden können. Zum Beispiel kann der Zylinder 14 alternativ ein über elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über Nockenbetätigung einschließlich von CPS und/oder VCT gesteuertes Auslassventil enthalten. In anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch eine gemeinsame Ventilbetätigung oder ein Betätigungssystem oder ein variables Ventilsteuerungsbetätigung oder ein Betätigungssystem gesteuert werden.
Der Zylinder 14 kann ein Kompressionsverhältnis haben, das das Verhältnis der Volumen ist, wenn sich der Kolben 138 am unteren Punkt und oberen Punkt befindet. In einem Beispiel liegt das Kompressionsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In anderen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Kompressionsverhältnis jedoch größer sein. Dies kann zum Beispiel vorkommen, wenn Kraftstoffe mit höheren Oktanzahlen oder Kraftstoffe mit höherer latenter Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Das Kompressionsverhältnis kann auch größer sein, wenn Direkteinspritzung verwendet wird, aufgrund ihrer Wirkung auf Motorklopfen.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung enthalten. Das Zündsystem 190 kann der Brennkammer 14 unter ausgewählten Betriebsbedingungen einen Zündfunken über die Zündkerze 192 als Reaktion auf das Frühzündungssignal SA von der Steuerung 12 bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann die Zündkerze 192 jedoch weggelassen werden, wie wenn der Motor 10 die Verbrennung über Selbstzündung oder durch Einspritzung von Kraftstoff einleitet, wie es der Fall bei einigen Dieselmotoren sein kann.
In einigen Beispielen kann jeder Zylinder des Motors 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert sein, um ihm Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist der Zylinder 14 als zwei Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 enthaltend dargestellt. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können konfiguriert sein, vom Kraftstoffsystem 8 empfangenen Kraftstoff zuzuführen. Wie in 2 ausgeführt, kann das Kraftstoffsystem 8 ein/e/n oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteilerrohre enthalten. Die Kraftstoffeinspritzdüse 166 ist direkt an den Zylinder 14 gekoppelt dargestellt, um Kraftstoff in Proportion zur Impulsbreite des Signals FPW-1, über den elektronischen Treiber 168 von der Steuerung 12 empfangen, direkt dort hinein zu spritzen. Auf diese Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das bereit, was als Direkteinspritzung (im Folgenden als „DI“ bezeichnet) von Kraftstoff in den Zylinder 14 bekannt ist. Während 1 die Einspritzdüse 166 an einer Seite des Zylinder 14 positioniert darstellt, kann sie alternativ über dem Kolben angeordnet sein, wie nahe der Position der Zündkerze 192. Eine derartige Position kann Mischen und Verbrennen verbessern, wenn der Motor mit einem alkoholbasierten Kraftstoff betrieben wird, aufgrund der niedrigeren Volatilität einiger alkoholbasierter Kraftstoffe. Alternativ kann die Einspritzdüse obenliegend und nahe dem Einlassventil angeordnet sein, um das Mischen zu verbessern. Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 aus einem Kraftstofftank des Kraftstoffsystems 8 durch eine Kraftstoffpumpe und ein Kraftstoffverteilerrohr zugeführt werden. Ferner kann der Kraftstofftank über einen Druckwandler verfügen, der der Steuerung 12 ein Signal bereitstellt.
Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 ist im Ansaugluftkanal 146 und nicht im Zylinder 14 angeordnet dargestellt, in einer Konfiguration, die das bereitstellt, was als Saugrohreinspritzung von Kraftstoff (im Folgenden als „PFI“ bezeichnet) in die Einlassöffnung dem Zylinder 14 vorgeschaltet bekannt ist. Die Kraftstoffeinspritzdüse 170 kann Kraftstoff, empfangen vom Kraftstoffsystem 8, in Proportion zur Impulsbreite des Signals FPW-2, empfangen über den elektronischen Treiber 171 von der Steuerung 12, direkt einspritzen. Es ist zu beachten, dass ein einzelner elektronischer Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann, oder mehrere Treiber, zum Beispiel der elektronische Treiber 168 für die Kraftstoffeinspritzdüse 166 und der elektronische Treiber 171 für die Kraftstoffeinspritzdüse 170, können verwendet werden, wie dargestellt.
In einem alternativen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 als Direktkraftstoffeinspritzdüsen zum direkten Einspritzen von Kraftstoff in den Zylinder 14 konfiguriert sein. In einem anderen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 als Saugrohr-Kraftstoffeinspritzdüsen zum direkten Einspritzen von Kraftstoff dem Einlassventil 150 vorgeschaltet konfiguriert sein. In noch anderen Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzelne Kraftstoffeinspritzdüse enthalten, die konfiguriert ist, verschiedene Kraftstoffe von den Kraftstoffsystemen in unterschiedlichen relativen Mengen als eine Kraftstoffmischung zu empfangen, und die ferner konfiguriert ist, diese Kraftstoffmischung entweder als eine Direktkraftstoffeinspritzdüse direkt oder als eine Saugrohr-Kraftstoffeinspritzdüse den Einlassventilen vorgeschaltet in den Zylinder einzuspritzen. In noch einem anderen Beispiel kann der Zylinder 14 ausschließlich von der Kraftstoffeinspritzdüse 166 oder ausschließlich durch Direkteinspritzung mit Kraftstoff versorgt werden. Dabei sollte anerkannt werden, dass die hierin beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die besonderen Kraftstoffeinspritzdüsen-Konfigurationen, die hierin als Beispiel beschrieben werden, eingeschränkt werden sollten.
Kraftstoff kann dem Zylinder durch beide Einspritzdüsen während eines einzelnen Zyklus des Zylinders zugeführt werden. Zum Beispiel kann jede Einspritzdüse einen Teil der gesamten Kraftstoffeinspritzung, die im Zylinder 14 verbrannt wird, zuführen. Ferner kann die Verteilung und/oder relative Menge von Kraftstoff, die aus jeder Einspritzdüse zugeführt wird, mit den Betriebsbedingungen wie Motorlast, Klopfen und Abgastemperatur variieren, wie hierin nachstehend beschrieben. Der saugrohreingespritzte Kraftstoff kann während eines Ereignisses mit geöffnetem Einlassventil, eines Ereignisses mit geschlossenem Einlassventil (z. B. wesentlich vor dem Ansaughub) sowie während sowohl geöffnetem als auch geschlossenem Einlassventilbetrieb zugeführt werden. Gleichermaßen kann direkt eingespritzter Kraftstoff während eines Ansaughubs sowie zum Beispiel teilweise während eines vorherigen Auslasshubs, während des Ansaughubs und teilweise während des Verdichtungshubs zugeführt werden. Dabei kann eingespritzter Kraftstoff selbst für ein einzelnes Verbrennungsereignis zu verschiedenen Zeitpunkten aus der Saugrohr- und der Direkteinspritzdüse eingespritzt werden. Ferner können für ein einzelnes Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus durchgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungshubs, Ansaughubs oder einer geeigneten Kombination davon durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, zeigt 1 nur einen Zylinder eines Mehrzylindermotors. Dabei kann jeder Zylinder in ähnlicher Weise seinen eigenen Satz von Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), Zündkerze usw. enthalten. Es wird anerkannt werden, dass der Motor 10 jede geeignete Anzahl von Zylindern enthalten kann, einschließlich von 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylindern. Ferner kann jeder dieser Zylinder einige oder sämtliche der verschiedenen Komponenten enthalten, die von 1 unter Bezug auf den Zylinder 14 beschrieben und dargestellt werden.
Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können verschiedene Charakteristika aufweisen. Diese können Unterschiede in der Größe enthalten, zum Beispiel kann eine Einspritzdüse ein größeres Einspritzloch als die andere haben. Andere Unterschiede können verschiedene Sprühwinkel, verschiedene Betriebstemperaturen, verschiedene Ziele, verschiedene Einspritzzeiten, verschiedene Sprühcharakteristika, verschiedene Orte usw. enthalten, sind aber nicht darauf beschränkt. Überdies können in Abhängigkeit vom Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs unter den Einspritzdüsen 170 und 166 verschiedene Wirkungen erreicht werden.
Die Steuerung 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer dargestellt, enthaltend die Mikroprozessoreinheit 106, die Ein-/Ausgangsanschlüsse 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Kalibrierungswerte, dargestellt als nichtflüchtiger Nur-Lese-Speicher-Chip 110 in diesem besonderen Beispiel zum Speichern von ausführbaren Anweisungen, den Direktzugriffspeicher 112, den Erhaltungsspeicher 114 und einen Datenbus. Die Steuerung 12 kann zusätzlich zu den vorher diskutierten Signalen verschiedene Signale von Sensoren, die an den Motor 10 gekoppelt sind, empfangen, einschließlich der Messung des induzierten Luftmassenflusses (MAF) vom Luftmassen-Durchflusssensor 122; der Motorkühlmitteltemperatur (ECT) vom Temperatursensor 116, gekoppelt an die Kühlhülle 118; eines Profil-Zündabnehmersignals (PIP) vom Hallsensor 120 (oder einem anderen Typ), gekoppelt an die Kurbelwelle 140; der Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor; und dem Krümmer-Absolutdrucksignal (MAP) vom Sensor 124. Das Motordrehzahlsignal, RPM, kann durch die Steuerung 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor kann verwendet werden, eine Angabe des Unterdrucks oder Drucks im Ansaugkrümmer bereitzustellen.
2 zeigt schematisch ein beispielhaftes Kraftstoffsystem 8 von 1. Das Kraftstoffsystem 8 kann betrieben werden, Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 202 den Direktkraftstoffeinspritzdüsen 252 und den Saugrohreinspritzdüsen 242 eines Motors wie der Motor 10 von 1 zuzuführen. Das Kraftstoffsystem 8 kann von einer Steuerung wie die Steuerung 12 von 1 betrieben werden, um einige oder sämtliche der Betriebsvorgänge auszuführen, die unter Bezug auf die in den 4 und 5 dargestellten beispielhaften Routen beschrieben werden.
Das Kraftstoffsystem 8 kann einem Motor wie der beispielhafte Motor 10 von 1 Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 202 bereitstellen. Als Beispiel kann der Kraftstoff eine oder mehrere Kohlenwasserstoffkomponenten enthalten und kann außerdem eine Alkoholkomponente enthalten. Unter einigen Bedingungen kann diese Alkoholkomponente dem Motor Unterdrückung von Klopfen bereitstellen, wenn sie in einer geeigneten Menge zugeführt wird, und kann jeden geeigneten Alkohol wie Ethanol, Methanol usw. enthalten. Da Alkohol aufgrund der höheren latenten Verdampfungswärme und Ladekühlkapazität des Alkohols eine stärke Unterdrückung von Klopfen als einige Kohlenwasserstoff-basierte Kraftstoffe wie Benzin und Diesel bereitstellen kann, kann ein Kraftstoff, der eine höhere Konzentration einer Alkoholkomponente enthält, selektiv verwendet werden, um erhöhten Widerstand gegen Motorklopfen unter ausgewählten Betriebsbedingungen bereitzustellen.
Als ein anderes Beispiel kann dem Alkohol (z. B. Methanol, Ethanol) Wasser hinzugefügt sein. Dabei reduziert Wasser die Entflammbarkeit des Alkohol-Kraftstoffs, wodurch eine erhöhte Flexibilität beim Lagern des Kraftstoffs erhalten wird. Zusätzlich verbessert die Verdampfungswärme des Wassergehalts die Fähigkeit des Alkohol-Kraftstoffs, als ein Antiklopfmittel zu wirken. Des Weiteren kann der Wassergehalt die Gesamtkosten des Kraftstoffs reduzieren. Als ein spezifisches, nicht einschränkendes Beispiel kann Kraftstoff Benzin und Ethanol enthalten (z. B. E10 und/oder E85). Kraftstoff kann dem Kraftstofftank 202 über den Kraftstoffeinfüllkanal 204 bereitgestellt werden.
Eine Niederdruck-Kraftstoffpumpe 208 (hierin auch als Hebepumpe 208 bezeichnet) in Kommunikation mit dem Kraftstofftank 202 kann betrieben werden, um eine erste Gruppe von Saugrohreinspritzdüsen 242 durch einen ersten Kraftstoffkanal 230 mit Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 202 zu versorgen. Die Hebepumpe 208 kann auch als LPP 208 oder als eine LP-(Niederdruck-)Pumpe 208 bezeichnet werden. In einem Beispiel kann die LPP 208 eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck sein, die mindestens teilweise innerhalb des Kraftstofftanks 202 angeordnet ist. Von der LPP 208 geförderter Kraftstoff kann bei einem niedrigeren Druck in ein erstes Kraftstoffverteilerrohr 240, das an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüsen einer ersten Gruppe von Saugrohreinspritzdüsen 242 (hierin auch als erste Einspritzdüsengruppe bezeichnet) gekoppelt ist, zugeführt werden. Ein LPP-Rückschlagventil 209 kann an einem Auslass der LPP positioniert sein. Das LPP-Rückschlagventil 209 kann Kraftstofffluss aus der LPP 208 zum ersten Kraftstoffkanal 230 und zweiten Kraftstoffkanal 290 leiten und kann Kraftstofffluss aus dem ersten und zweiten Kraftstoffkanal 230 bzw. 290 zurück zur LPP 208 blockieren.
Während das erste Kraftstoffverteilerrohr 240 so dargestellt ist, dass es Kraftstoff an vier Kraftstoffeinspritzdüsen einer ersten Gruppe von Saugrohreinspritzdüsen 242 ausgibt, wird anerkannt werden, dass das erste Kraftstoffverteilerrohr 240 Kraftstoff an jede geeignete Anzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen ausgeben kann. Als ein Beispiel kann das erste Kraftstoffverteilerrohr 240 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzdüse der ersten Gruppe von Saugrohreinspritzdüsen 242 für jeden Zylinder des Motors ausgeben. Es ist zu beachten, dass der erste Kraftstoffkanal 230 in anderen Beispielen die Kraftstoffeinspritzdüsen der ersten Gruppe von Saugrohreinspritzdüsen 242 über zwei oder mehrere Kraftstoffverteilerrohre mit Kraftstoff versorgen kann. Wenn die Motorzylinder zum Beispiel in einer V-Konfiguration konfiguriert sind, können zwei Kraftstoffverteilerrohre verwendet werden, Kraftstoff aus dem ersten Kraftstoffkanal an jede der Kraftstoffeinspritzdüsen der ersten Einspritzdüsengruppe zu verteilen.
Die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 (oder DI-Pumpe 228 oder Hochdruckpumpe 228) ist im zweiten Kraftstoffkanal 232 enthalten und kann Kraftstoff über die LPP 208 erhalten. In einem Beispiel kann die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 eine mechanisch angetriebene Verdrängungspumpe sein. Die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 kann über ein zweites Kraftstoffverteilerrohr 250 mit einer Gruppe von Direktkraftstoffeinspritzdüsen 252 in Kommunikation stehen. Das zweite Kraftstoffverteilerrohr 250 kann ein Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr (oder ein Kraftstoffverteilerrohr höheren Drucks) sein. Das zweite Kraftstoffverteilerrohr 250 kann auch als Direkteinspritzung-(DI-)Kraftstoffverteilerrohr 250 bezeichnet werden. Die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 kann ferner mit dem ersten Kraftstoffkanal 230 über den zweiten Kraftstoffkanal 290 in Fluidkommunikation stehen. Demgemäß kann von der LPP 208 geförderter Kraftstoff bei niedrigerem Druck von der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 weiter druckbeaufschlagt werden, um das zweite Kraftstoffverteilerrohr 250, das an eine oder mehrere Direktkraftstoffeinspritzdüsen 252 (hierin auch als zweite Einspritzdüsengruppe bezeichnet) gekoppelt ist, mit Kraftstoff höheren Drucks für Direkteinspritzung zu versorgen. In einigen Beispielen kann ein Kraftstofffilter (nicht dargestellt) der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 vorgeschaltet angeordnet sein, um Partikel aus dem Kraftstoff zu entfernen.
Die verschiedenen Komponenten des Kraftstoffsystems 8 kommunizieren mit einem Motorsteuersystem wie die Steuerung 12. Zum Beispiel kann die Steuerung 12 eine Angabe von Betriebsbedingungen von verschiedenen Sensoren empfangen, die mit dem Kraftstoffsystem 8 assoziiert sind, zusätzlich zu den Sensoren, die vorherig unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden. Die verschiedenen Eingänge können zum Beispiel eine Angabe einer im Kraftstofftank 202 enthaltenen Kraftstoffmenge über den Kraftstoffstandsensor 206 enthalten. Die Steuerung 12 kann außerdem eine Angabe der Kraftstoffzusammensetzung von einem oder mehreren Kraftstoffzusammensetzungssensoren zusätzlich zu oder als Alternative zu einer Angabe einer Kraftstoffzusammensetzung, die von einem Abgassensor (wie Sensor 128 von 1) abgeleitet wird, empfangen. Zum Beispiel kann eine Angabe der Kraftstoffzusammensetzung des im Kraftstofftank 202 enthaltenen Kraftstoffs vom Kraftstoffzusammensetzungssensor 210 bereitgestellt werden. Der Kraftstoffzusammensetzungssensor 210 kann ferner einen Kraftstofftemperatursensor umfassen. Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Kraftstoffzusammensetzungssensoren an jeder geeigneten Stelle entlang den Kraftstoffkanälen zwischen dem Kraftstoffspeichertank und den beiden Kraftstoffeinspritzdüsengruppen bereitgestellt sein. Zum Beispiel kann der Kraftstoffzusammensetzungssensor 238 am ersten Kraftstoffverteilerrohr 240 oder entlang dem ersten Kraftstoffkanal 230 bereitgestellt sein, und/oder der Kraftstoffzusammensetzungssensor 248 kann am zweiten Kraftstoffverteilerrohr 250 oder entlang dem zweiten Kraftstoffkanal 232 bereitgestellt sein. Als ein nicht einschränkendes Beispiel können die Kraftstoffzusammensetzungssensoren der Steuerung 12 eine Angabe einer Konzentration einer Klopfen unterdrückenden Komponente, die im Kraftstoff enthalten ist, oder eine Angabe einer Oktanzahl des Kraftstoffs bereitstellen Zum Beispiel können ein oder mehrere der Kraftstoffzusammensetzungssensoren eine Angabe eines Alkoholgehalts des Kraftstoffs bereitstellen.
Es ist zu beachten, dass der relative Ort der Kraftstoffzusammensetzungssensoren im Kraftstoffzuführungssystem verschiedene Vorteile bereitstellen kann. Zum Beispiel können die Kraftstoffzusammensetzungssensoren 238 und 248, die an den Kraftstoffverteilerrohren oder entlang des Kraftstoffkanälen, die die Kraftstoffeinspritzdüsen an den Kraftstofftank 202 koppeln, angeordnet sind, eine Angabe einer Kraftstoffzusammensetzung vor der Zuführung zum Motor bereitstellen. Dagegen kann der Kraftstoffzusammensetzungssensor 210 eine Angabe der Kraftstoffzusammensetzung am Kraftstofftank 202 bereitstellen.
Das Kraftstoffsystem 8 kann außerdem den Drucksensor 234, gekoppelt an den zweiten Kraftstoffkanal 290, und den Drucksensor 236, gekoppelt an das zweite Kraftstoffverteilerrohr 250, umfassen. Der Drucksensor 234 kann verwendet werden, einen Kraftstoffleitungsdruck des zweiten Kraftstoffkanals 290 zu bestimmen, der mit einem Zuführungsdruck der Niederdruckpumpe 208 korrespondieren kann. Der Drucksensor 236 kann der DI-Kraftstoffpumpe 228 nachgeschaltet im zweiten Kraftstoffverteilerrohr 250 positioniert sein und kann zum Messen des Kraftstoffverteilerrohrdrucks (FRP) im zweiten Kraftstoffverteilerrohr 250 verwendet werden. Zusätzliche Drucksensoren können im Kraftstoffsystem 8 wie am ersten Kraftstoffverteilerrohr 240 zum Messen des Drucks darin positioniert sein. Erfasste Drücke an verschiedenen Orten im Kraftstoffsystem 8 können an die Steuerung 12 kommuniziert werden.
Die LPP 208 kann verwendet werden, Kraftstoff sowohl dem ersten Kraftstoffverteilerrohr 240 während Saugrohrkraftstoffeinspritzung als auch der DI-Kraftstoffpumpe 228 während Direkteinspritzung von Kraftstoff zuzuführen. Während sowohl Saugrohrkraftstoffeinspritzung als auch Direkteinspritzung von Kraftstoff kann die LPP 208 von der Steuerung 12 gesteuert werden, um Kraftstoff dem ersten Kraftstoffverteilerrohr 240 und/oder der DI-Kraftstoffpumpe 228 basierend auf dem Kraftstoffverteilerrohrdruck in jedem des ersten Kraftstoffverteilerrohrs 240 und des zweiten Kraftstoffverteilerrohrs 250 zuzuführen.
In einem Beispiel kann die Steuerung 12 während der Saugrohrkraftstoffeinspritzung die LPP 208 steuern, in einem kontinuierlichen Modus zu laufen, um dem ersten Kraftstoffverteilerrohr 240 Kraftstoff bei einem konstanten Druck zuzuführen, um einen relativ konstanten Saugrohrkraftstoffeinspritzungsdruck aufrecht zu erhalten.
Dagegen kann die Steuerung 12 während der Direkteinspritzung von Kraftstoff, wenn die Saugrohrkraftstoffeinspritzung ausgeschaltet und deaktiviert ist, die LPP 208 steuern, der DI-Kraftstoffpumpe 228 Kraftstoff zuzuführen. Die LPP 208 kann in einem Impulsmodus betrieben werden, in dem die LPP abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird, basierend auf Kraftstoffdruckablesungen vom Drucksensor 236, der an das zweite Kraftstoffverteilerrohr 250 gekoppelt ist. In einer alternativen Ausführungsform kann die LPP 208 während sowohl PFI- als auch DI-Motorbetrieb im Impulsmodus betrieben werden, um den reduzierten Leistungsverbrauch der Hebepumpe bei Betrieb im Impulsmodus zu nutzen.
Dabei können die LPP 208 und die DI-Kraftstoffpumpe 228 betrieben werden, um einen vorgeschriebenen Kraftstoffverteilerrohrdruck im zweiten Kraftstoffverteilerrohr 250 aufrecht zu erhalten. Der an das zweite Kraftstoffverteilerrohr 250 gekoppelte Drucksensor 236 kann konfiguriert sein, eine Schätzung des Kraftstoffdrucks, die an der Gruppe von Direkteinspritzdüsen 252 verfügbar ist, bereitzustellen. Dann kann jeder der Pumpenausgänge basierend auf einer Differenz zwischen dem geschätzten Verteilerrohrdruck und einem gewünschten Verteilerrohrdruck angepasst werden.
Die Steuerung 12 kann außerdem den Betrieb jeder der Kraftstoffpumpen LPP 208 und DI-Kraftstoffpumpe 228 steuern, um eine Menge, einen Druck, eine Flussrate usw. des Kraftstoffs, der dem Motor zugeführt wird, anzupassen. Als ein Beispiel kann die Steuerung 12 eine Druckeinstellung, eine Pumpenhubmenge, einen Pumpen-Leistungszyklus-Befehl und/oder eine Kraftstoffflussrate der Kraftstoffpumpen variieren, um verschiedenen Orten des Kraftstoffsystems Kraftstoff zuzuführen. Als ein Beispiel kann ein Leistungszyklus der DI-Kraftstoffpumpe sich auf einen Teilbetrag eines zu pumpenden vollständigen Volumens der DI-Kraftstoffpumpe beziehen. Demgemäß kann ein DI-Kraftstoffpumpen-Leistungszyklus von 10 % repräsentieren, ein magnetisch aktiviertes Rückschlagventil derart mit Spannung zu versorgen, dass 10 % des Volumens der DI-Kraftstoffpumpe gepumpt werden können. Ein Treiber (nicht dargestellt), der elektronisch an die Steuerung 12 gekoppelt ist, kann verwendet werden, ein Steuersignal an die LPP 208 nach Erfordernis zu senden, um den Ausgang (z. B. Drehzahl, Zuführungsdruck) der LPP 208 anzupassen. Die Kraftstoffmenge, die der Gruppe von Direkteinspritzdüsen über die DI-Kraftstoffpumpe 228 zugeführt wird, kann angepasst werden, indem der Ausgang der LPP 208 und der DI-Kraftstoffpumpe 228 angepasst und koordiniert wird.
3 stellt die im Kraftstoffsystem 8 von 2 gezeigte beispielhafte DI-Kraftstoffpumpe 228 (auch als DI-Pumpe 228 bezeichnet) dar. Wie früher unter Bezugnahme auf 2 erwähnt, empfängt die DI-Kraftstoffpumpe 228 Kraftstoff bei einem niedrigeren Druck von der LPP 208 über den zweiten Kraftstoffkanal 290. Ferner druckbeaufschlagt die DI-Kraftstoffpumpe 228 den Kraftstoff zu einem höheren Druck, bevor sie den Kraftstoff zur zweiten Gruppe von Einspritzdüsen 252 (oder Direkteinspritzdüsen) über den zweiten Kraftstoffkanal 232 pumpt. Dem Einlass 303 der Kompressionskammer 308 in der DI-Kraftstoffpumpe 228 wird Kraftstoff über die in 3 gezeigte Niederdruck-Kraftstoffpumpe 208 zugeführt. Der Kraftstoff kann nach seiner Passage durch die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 druckbeaufschlagt werden und kann dem zweiten Kraftstoffverteilerrohr 250 und den Direkteinspritzdüsen 252 durch den Pumpenauslass 304 zugeführt werden.
Im dargestellten Beispiel kann die Direkteinspritzpumpe 228 eine motorbetriebene Verdrängerpumpe sein, die einen Pumpenkolben 306 und eine Kolbenstange 320 (auch als Kolbenschaft 320 bezeichnet), eine Pumpenkompressionskammer 308 (hierin auch als Kompressionskammer bezeichnet), eine Bohrung 350 und einen Stufenraum 318 enthält. Der Pumpenkolben 306 kann sich axial (z. B. in einer Hin- und Herbewegung) in der Bohrung 350 bewegen. Unter der Annahme, dass sich der Pumpenkolben 306 im Wesentlichen an der Position des unteren Totpunkts (BDC) in 3 befindet, kann das Fördervolumen der Pumpe als Fördervolumen 377 repräsentiert werden. Das Fördervolumen der DI-Pumpe kann als die Fläche gemessen werden, die vom Pumpenkolben 306 überstrichen wird, während er sich vom oberen Totpunkt (TDC) zum BDC oder umgekehrt bewegt. In der Kompressionskammer 308 ist außerdem ein zweites Volumen vorhanden, wobei das zweite Volume ein Schadraum 378 der Pumpe ist. Der Schadraum 378 der Pumpe kann auch als Totraum 378 bekannt sein. Der Schadraum definiert die Region in der Kompressionskammer 308, die verbleibt, wenn sich der Pumpenkolben 306 am TDC befindet. Anders ausgedrückt, bildet die Addition des Fördervolumens 377 und des Schadraums 378 die Kompressionskammer 308.
Der Pumpenkolben 306 enthält einen Kolbenkopf 305 und einen Kolbenboden 307. Der Pumpenkolben 306 kann an die Kolbenstange 320 gekoppelt sein (z. B. mechanisch).
In der beispielhaften Ausführungsform von 3 kann die Kolbenstange 320 einen Außendurchmesser haben, der im Wesentlichen der gleiche ist wie ein Außendurchmesser des Pumpenkolbens 306. Durch Vergrößern einer Breite der Kolbenstange 320 auf im Wesentlichen die gleiche wie die Breite des Pumpenkolbens 306 kann Pumpenrückfluss aus dem Stufenraum 318 reduziert werden.
In kolbenbetriebenen Pumpen (z. B. eine DI-Kraftstoffpumpe, in der der Pumpenkolben an einen Kolbenschaft gekoppelt ist, der relativ zu einem Außendurchmesser des Pumpenkolbens schmaler ist) kann Rückfluss vorkommen, wobei ein Teil der gepumpten Flüssigkeit (in diesem Fall Kraftstoff) wiederholt in den und aus dem Stufenraum in eine Niederdruck-Kraftstoffleitung gedrückt wird. Die Fortbewegung des Pumpenrückflusses kann wie folgt beschrieben werden: während des Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe, während sich der Pumpenkolben vom unteren Totpunkt (BDC) zum oberen Totpunkt (TDC) bewegt, kann Fluid aus der Niederdruck-Kraftstoffleitung (z. B. die Kraftstoffzuführungsleitung 344) zum Stufenraum oder Volumen unter dem Kolben angesaugt werden. Während des Saughubs (Einlasshub) der Pumpe kann Fluid, während sich der Pumpenkolben vom TDC zum BDC bewegt, vom Boden des Kolbens (das Volumen unter dem Kolben, der Stufenraum) hin zur Niederdruck-Kraftstoffzuführungsleitung gedrückt werden.
Pumpenrückfluss kann die natürliche Frequenz der Niederdruck-Kraftstoffzuführungsleitung erregen. Der wiederholte umgekehrte Kraftstofffluss vom Boden des Kolbens kann Kraftstoffdruck und Flusspulsationen erzeugen, die mindestens teilweise eine Reihe von Problemen verursachen können. Eines dieser Probleme kann verstärktes Geräusch sein, verursacht durch die Flusspulsationen, wodurch zusätzliche Komponenten zur Geräuschreduktion erforderlich werden können, die anderenfalls unnötig sein können.
Der Pumpenrückfluss aus dem Stufenraum kann durch Inkorporieren einer breiteren Kolbenstange (z. B. eine Kolbenstange mit einem größeren Durchmesser) in die DI-Kraftstoffpumpe reduziert werden. Wie in 3 gezeigt, enthält die DI-Kraftstoffpumpe 228 die Kolbenstange 320 mit einem Außendurchmesser, der gleich oder im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Pumpenkolbens 306 ist. Um einfach zwischen dem Schaft und dem Kolben in 3 unterscheiden zu können, ist der Durchmesser des Kolbenschafts 320 geringfügig kleiner als der Durchmesser des Pumpenkolbens 306 dargestellt, während die Durchmesser in Wirklichkeit gleich sein können.
Demgemäß kann der Stufenraum 318 größtenteils vom Kolbenschaft 320 eingenommen werden, wodurch das variable Volumen des Stufenraums 318 an der Rückseite des Pumpenkolbens 306 beträchtlich reduziert wird. Anders ausgedrückt, ist ein kleineres Leervolumen an der Rückseite des Pumpenkolbens 306 zwischen der Bohrung und dem Kolbenschaft (z. B. innerhalb des Stufenraums) während der gesamten Bewegung des Pumpenkolbens vorhanden. Auf diese Weise kann, während sich der Pumpenkolben 306 und der Kolbenschaft 320 vom TDC zum BDC und zurück bewegen, der Pumpenrückfluss an der Unterseite des Pumpenkolbens 306 (z. B. aus dem Stufenraum 318) beträchtlich reduziert sein.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Kolbenschaft 320 einen Außendurchmesser haben, der ungefähr die Hälfte (z. B. 50 %) des Außendurchmessers des Pumpenkolbens 306 beträgt, um den Pumpenrückfluss aus dem Stufenraum 318 zu reduzieren.
Der Stufenraum 318 und die Kompressionskammer 308 können jeweilige Hohlräume enthalten, die an entgegengesetzten Seiten des Pumpenkolbens 306 positioniert sind. Um weiter auszuholen, kann der Stufenraum 318 eine Region mit variablem Volumen sein, die unter dem Kolbenboden 307 gebildet ist (wie in 3 dargestellt). Ferner kann die Kompressionskammer 308 eine Kammer mit variablem Volumen sein, die über dem Kolbenkopf 305 des Pumpenkolbens 306 gebildet ist (wie in 3 dargestellt). Andere beispielhafte Positionen des Stufenraums und der Kompressionskammer sind relativ zum Pumpenkolben 306 möglich, ohne den Schutzumfang dieser Offenbarung zu verlassen. Der Stufenraum 318 kann den Kolbenschaft 320 umgeben. Es wird außerdem beachtet werden, dass der Stufenraum 318 zum großen Teil vom Kolbenschaft 320 eingenommen wird.
In einem Beispiel kann der Antriebsnocken 310 mit der Kolbenstange 320 der DI-Pumpe 228 in Kontakt stehen und kann konfiguriert sein, den Pumpenkolben 306 vom BDC zum TDC und umgekehrt anzutreiben, wodurch die Bewegung erzeugt wird, die erforderlich ist, Kraftstoff durch die Kompressionskammer 308 zu pumpen. Der Antriebsnocken 310 enthält vier Einzelnocken und vollführt alle zwei Umdrehungen der Motorkurbelwelle eine Umdrehung. Ein Nockenstößel, z. B. ein Rollenstößel, kann zwischen dem Kolbenschaft 320 und dem Antriebsnocken 310 positioniert sein.
Der Pumpenkolben 306 bewegt sich abwechselnd nach oben und unten in der Bohrung 350 der DI-Kraftstoffpumpe 228, um Kraftstoff zu pumpen. Die DI-Kraftstoffpumpe 228 befindet sich in einem Kompressionshub, wenn sich der Pumpenkolben 306 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 308 reduziert. Umgekehrt befindet sich die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 in einem Saughub oder Einlasshub, wenn sich der Pumpenkolben 306 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 308 vergrößert.
Ein magnetisch aktiviertes Rückschlagventil (SACV) 312 ist einem Einlass 303 zur Kompressionskammer 308 der DI-Pumpe 228 vorgeschaltet positioniert. Das SACV 312 kann auch als Überströmventil 312 bezeichnet werden. Die Steuerung 12 kann konfiguriert sein, den Kraftstofffluss durch das magnetisch aktivierte Rückschlagventil 312 zu regulieren, indem ein Magnet im SACV 312 (basierend auf der Konfiguration des Magnetventils) synchron mit dem Antriebsnocken 310 mit Spannung versorgt oder spannungsfrei gemacht wird. Demgemäß kann das SACV 312 in zwei verschiedenartigen Modi betrieben werden, die sich jedoch möglicherweise überlappen. In einem ersten Modus (z. B. ein Modus mit variablem Druck) wird das SACV 312 aktiviert, um die Kraftstoffmenge, die sich durch das SACV zu vorgeschaltet dem SACV 312 bewegt, zu begrenzen (z. B. zu hemmen). Um weiter auszuholen, kann das SACV den Kraftstofffluss aus der Kompressionskammer 308 durch das SACV 312 zu vorgeschaltet dem SACV 312 blockieren. Im ersten Modus kann Kraftstoff durch das SACV 312 von vorgeschaltet dem SACV 312 zu nachgeschaltet dem SACV 312 fließen. In einem zweiten Modus (z. B. ein Modus mit standardmäßigem Druck) ist das SACV 312 im Wesentlichen deaktiviert und kann Kraftstoff sich durch das SACV 312 zu sowohl vorgeschaltet als auch nachgeschaltet dem SACV 312 bewegen. Während das SACV 312 wie vorstehend beschrieben wurde, kann es auch als ein Magnetkolben implementiert werden, der ein Rückschlagventil in den geöffneten Zustand drückt, wenn er spannungsfrei ist. Dieser Kolben kann einen zusätzlichen Vorteil haben, dass er imstande ist, den Magneten spannungsfrei zu machen, sobald sich Druck in der Kompressionskammer 308 bildet, wodurch das Rückschlagventil geschlossen gehalten wird.
Wie vorstehend erwähnt, kann das SACV 312 konfiguriert sein, die Masse (oder das Volumen) des Kraftstoffs, der in der DI-Kraftstoffpumpe 228 komprimiert wird, zu regulieren. In einem Beispiel kann die Steuerung 12 eine Schließzeit des SACV anpassen, um die Masse des komprimierten Kraftstoffs zu regulieren. Zum Beispiel kann durch Schließen des SACV 312 zu einer späteren Zeit relativ zur Kolbenkompression (z. B. während das Volumen der Kompressionskammer abnimmt) der Betrag der Kraftstoffmasse reduziert werden, die aus der Kompressionskammer 308 dem Pumpenauslass 304 zugeführt wird, da mehr des aus der Kompressionskammer 308 verlagerten Kraftstoffs durch das SACV 312 fließen kann, bevor es schließt. Hierin kann das SACV in einem Durchlasszustand sein, der gestattet, dass Kraftstoff aus der Kompressionskammer 308 durch das SACV 312 zu vorgeschaltet dem SACV 312 fließt, bis das SACV 312 geschlossen wird. Zum Beispiel kann ein Betrieb mit 30 % Leistungszyklus der DI-Pumpe enthalten, das SACV 312 zu schließen, wenn der Kompressionshub zu etwa 70 % abgeschlossen ist (z. B. ein späteres Schließen). Anders ausgedrückt, kann der Betrieb mit 30 % Leistungszyklus enthalten, das SACV 312 zu schließen, wenn 70 % des Kraftstoffs in der Kompressionskammer durch das SACV 312 ausgetrieben wurde und 30 % Kraftstoff in der Kompressionskammer zurückgehalten wird. Demzufolge liefert der Betrieb mit 30 % Leistungszyklus etwa 30 % des Volumens der DI-Kraftstoffpumpe in das DI-Kraftstoffverteilerrohr 250.
Dagegen kann ein frühes Schließen des magnetisch aktivierten Rückschlagventils relativ zur Kolbenkompression (z. B. während das Volumen der Kompressionskammer abnimmt) den Betrag der Kraftstoffmasse reduzieren, die aus der Kompressionskammer 308 dem Pumpenauslass 304 zugeführt wird, da mehr des aus der Kompressionskammer 308 verlagerten Kraftstoffs durch das elektronisch gesteuerte Rückschlagventil 312 (in umgekehrter Richtung) fließen kann, bevor es schließt. Ein Beispiel des frühen Schließens des SACV kann während eines Betriebs mit 80 % Leistungszyklus der DI-Kraftstoffpumpe vorkommen. Hierbei kann das SACV 312 früh im Kompressionshub, wenn z. B. 20 % des Kompressionshubs abgeschlossen sind, geschlossen werden. Um weiter auszuholen, kann der Betrieb mit 80 % Leistungszyklus der DI-Pumpe enthalten, das SACV 312 zu schließen, wenn etwa 20 % des Volumens der DI-Kraftstoffpumpe aus der Kompressionskammer durch das SACV 312 ausgetrieben wurden. Demzufolge können 80 % des Volumens der DI-Kraftstoffpumpe dem DI-Kraftstoffverteilerrohr 250 über den Pumpenauslass 304 zugeführt werden.
Die Öffnungs- und Schließzeiten des SACV 312 können mit den Hubzeiten der DI-Kraftstoffpumpe 228 koordiniert werden. Alternativ oder zusätzlich kann von der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe aufgenommener Kraftstoff ohne Verwendung des SACV 312 durch kontinuierliches Drosseln des Kraftstoffflusses in die DI-Kraftstoffpumpe aus der Niederdruck-Kraftstoffpumpe reguliert werden.
Der Pumpeneinlass 399 kann Kraftstoff aus einem Auslass der LPP 208 durch den zweiten Kraftstoffkanal 290 empfangen und kann den Kraftstoff entlang dem ersten Abschnitt 343 der Kraftstoffzuführungsleitung 344 zum SACV 312 durch das dritte Rückschlagventil 321 und das erste Rückschlagventil 322 leiten. Der erste Abschnitt 343 der Kraftstoffzuführungsleitung 344 erstreckt sich vom Pumpeneinlass 399 zum Knoten 362. Ferner ist das dritte Rückschlagventil 321 an den ersten Abschnitt 343 der Kraftstoffzuführungsleitung 344 vorgeschaltet dem Pumpeneinlass 399 und nachgeschaltet dem Knoten 362 gekoppelt. Dabei enthält der Knoten 362 einen Knoten, in dem der Speicher 330 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 fluidgekoppelt ist. Das dritte Rückschlagventil 321 ermöglicht Kraftstoff, aus dem Pumpeneinlass 399 hin zum Knoten 362 und SACV 312 entlang der Kraftstoffzuführungsleitung 344 zu fließen. Ferner blockiert das dritte Rückschlagventil 321 den Fluss von Kraftstoff vom Knoten 362 hin zum Pumpeneinlass 399 und zur LPP 208.
Das erste Rückschlagventil 322 ist vorgeschaltet dem SACV 312 entlang der Kraftstoffzuführungsleitung 344 positioniert. Das erste Rückschlagventil 322 ist voreingestellt, den Kraftstofffluss aus dem SACV 312 hin zum Speicher 330, dritten Rückschlagventil 321 und Pumpeneinlass 399 zu hindern. Das erste Rückschlagventil 322 gestattet Kraftstofffluss von der Niederdruckpumpe 208 zum SACV 312. Des Weiteren gestattet das erste Rückschlagventil Kraftstofffluss vom Speicher 330 zum SACV 312. Der Speicher 330 kann Kraftstoff während mindestens eines Teils eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe 228 speichern und kann den gespeicherten Kraftstoff während mindestens eines Teils eines Einlasshubs in der DI-Kraftstoffpumpe 228 freisetzen.
Wenn das magnetisch aktivierte Rückschlagventil 312 deaktiviert ist (z. B. nicht mit elektrischer Spannung versorgt wird) und die DI-Kraftstoffpumpe 228 im zweiten Modus (wie der Modus mit standardmäßigem Druck) betrieben wird, arbeitet das magnetisch aktivierte Rückschlagventil 312 in einem Durchlasszustand, der gestattet, dass Kraftstoff durch das SACV 312 sowohl vorgeschaltet als auch nachgeschaltet dem SACV 312 fließt. Ferner kann der Druck in der DI-Kraftstoffpumpe 228 über den Speicher 330 bei einem standardmäßigen Druck gehalten werden. Der Speicher 330 ist ein Druckspeicher, der entlang der Kraftstoffzuführungsleitung 344 vorgeschaltet jedem des ersten Rückschlagventils 322 und des SACV 312 und nachgeschaltet dem dritten Rückschlagventil 321 positioniert ist. Wie dargestellt, ist das erste Rückschlagventil zwischen dem Speicher 330 und dem SACV 312 angeordnet, während das dritte Rückschlagventil 321 zwischen dem Pumpeneinlass 399 und dem Speicher 330 positioniert ist. In einem Beispiel ist der Speicher 330 ein Speicher von 15 bar (absolut). In einem anderen Beispiel ist der Speicher 330 ein Speicher von 20 bar (absolut). Dabei kann der Speicher 330 ein vorbelasteter Speicher sein.
Der standardmäßige Druck in der DI-Kraftstoffpumpe 228 im Modus mit standardmäßigem Druck kann auf einem Nenndruck des Speichers 330 basieren. Spezifisch kann der standardmäßige Druck auf einer Kraftkonstanten einer Feder 334, die an einen Kolben 336 im Speicher 330 gekoppelt ist, basieren. Wie in 3 gezeigt, enthält der Speicher 330 ein erstes variables Volumen 340, gebildet unter dem Kolben 336, und ein zweites variables Volumen 338, gebildet über dem Kolben 336. Der Kolben 336 kann sich axial zwischen dem unteren Anschlag 339 und dem Dach 342 des Speichers 330 bewegen, während Fluid im ersten variablen Volumen 340 gespeichert und von dort freigesetzt wird. Das Fluid wie Kraftstoff kann über den Eingang 332 in den Speicher 330 eintreten und kann im ersten variablen Volumen 340 gespeichert werden. Das zweite variable Volumen 338 kann um der Feder 334 hin zu einem oberen Abschnitt des Speichers 330 gebildet sein. Es ist zu beachten, dass, obwohl der Speicher 330 als ein Druckspeicher eines Feder-Kolben-Typs dargestellt ist, andere Typen von Druckspeichern, die im Fachgebiet bekannt sind, verwendet werden können, ohne den Schutzumfang dieser Offenbarung zu verlassen.
Der Speicher 330 kann außerdem einen positiven Druck über den Pumpenkolben 306 während eines Teils des Kolbeneinlass-(saug-)hubs anwenden, wodurch die Poiseuille-Schmierung weiter verbessert wird. Außerdem kann ein Teil der Kompressionsenergie aus dem positiven Druck, der vom Speicher 330 auf den Pumpenkolben 306 angewandt wird, zur Nockenwelle des Antriebsnockens 310 übertragen werden.
Regulieren des Drucks in der Kompressionskammer 308 gestattet die Bildung eines Druckdifferenzials vom Kolbenkopf 305 zum Kolbenboden 307. Der Druck im Stufenraum 318 kann am Druck des Auslasses der Niederdruckpumpe (z. B. 5 bar) während mindestens eines Teils eines Pumpenhubs sein, während der Druck am Kolbenkopf 305 am Regeldruck des Speichers 330 (z. B. 15 bar) ist. Das Druckdifferenzial gestattet Kraftstoff, vom Kolbenkopf 305 durch einen Freiraum zwischen Pumpenkolben 306 und Bohrung 350 zum Kolbenboden 307 zu sickern, wodurch die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 geschmiert wird.
Unter Bedingungen, wenn der Betrieb der DI-Kraftstoffpumpe mechanisch reguliert wird, kann die Steuerung 12 das magnetisch aktivierte Einlass-Rückschlagventil 312 deaktivieren, und der Speicher 330 reguliert den Druck im Kraftstoffverteilerrohr 250 (und in der Kompressionskammer 308) auf einen einzelnen, im Wesentlichen konstanten (z. B. Speicherdruck ±0,5 bar) Druck während des Hauptanteils des Kompressionshubs. Beim Einlasshub des Pumpenkolbens 306 fällt der Druck in der Kompressionskammer 308 auf einen Druck nahe dem Druck der Hebepumpe 208. Ein Ergebnis dieses Regelverfahrens ist, dass das Kraftstoffverteilerrohr auf einen minimalen Druck ungefähr gleich dem Druck des Speichers 330 reguliert wird. Demzufolge wird, wenn der Speicher 330 eine Druckeinstellung von 15 bar aufweist, der Kraftstoffverteilerrohrdruck im zweiten Kraftstoffverteilerrohr 250 gleich 20 bar, weil die Speicher-Druckeinstellung von 15 bar zu den 5 bar des Hebepumpendrucks addiert wird. Spezifisch wird der Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer 308 während des Kompressionshubs der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 reguliert. Es wird anerkannt werden, dass das magnetisch aktivierte Rückschlagventil 312 während des Betriebs der DI-Kraftstoffpumpe 228 im Modus mit standardmäßigem Druck deaktiviert (im Durchlasszustand) gehalten wird.
Ein Vorwärtsflussauslass-Rückschlagventil 316 (auch als Auslass-Rückschlagventil 316 bezeichnet) kann nachgeschaltet einem Pumpenauslass 304 der Kompressionskammer 308 der DI-Kraftstoffpumpe 228 gekoppelt sein. Das Auslass-Rückschlagventil 316 öffnet, um Kraftstoff zu gestatten, aus dem Pumpenauslass 304 der Kompressionskammer 308 in das zweite Kraftstoffverteilerrohr 250 zu fließen, nur dann, wenn ein Druck am Pumpenauslass 304 der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe 228 (z. B. ein Kompressionskammerauslassdruck) höher ist als der Kraftstoffverteilerrohrdruck. In einer anderen beispielhaften DI-Kraftstoffpumpe können der Einlass 303 zur Kompressionskammer 308 und der Pumpenauslass 304 derselbe Anschluss sein.
Ein Kraftstoffverteilerrohr-Druckablassventil 314 befindet sich parallel zum Auslass-Rückschlagventil 316 in einem parallelen Kanal 319, der vom zweiten Kraftstoffkanal 232 abzweigt. Das Kraftstoffverteilerrohr-Druckablassventil 314 kann Kraftstofffluss aus dem Kraftstoffverteilerrohr 250 und Kanal 232 in die Kompressionskammer 308 gestatten, wenn der Druck im parallelen Kanal 319 und zweiten Kraftstoffkanal 232 einen im Voraus bestimmten Druck übersteigt, wobei der im Voraus bestimmte Druck eine Ablassdruckeinstellung des Kraftstoffverteilerrohr-Druckablassventils 314 sein kann. Dabei kann das Kraftstoffverteilerrohr-Druckablassventil 314 den Druck im Kraftstoffverteilerrohr 250 regulieren. Das Kraftstoffverteilerrohr-Druckablassventil 314 kann auf einen relativ hohen Ablassdruck eingestellt sein, so dass es nur als ein Sicherheitsventil wirkt, das den normalen Pumpen- und Direkteinspritzungsbetrieb nicht beeinflusst.
Während des Betriebs in einem der Modi (variabler Druck oder standardmäßiger Druck) kann die DI-Kraftstoffpumpe 228 einen heißen Punkt auf dem Kolbenboden 307 des Pumpenkolbens 306 bilden. Demzufolge kann die Temperatur des Kraftstoffs im Stufenraum 318 steigen, was in Verdampfung von Kraftstoff resultiert und zu anderen nachteiligen Auswirkungen der Kraftstoffverdampfung führt. Kraftstoff im Stufenraum 318 zusammen mit dem Kolbenboden 307 kann durch Zirkulieren von kühlerem Kraftstoff durch den Stufenraum 318 gekühlt werden. Zum Beispiel kann ein Teil von Kraftstoff aus der Kompressionskammer 308 zum Stufenraum 318 geleitet werden, um Kraftstoff im Stufenraum 318 zu ersetzen und Kühlen des Kolbenbodens 307 zu gestatten.
Demgemäß enthält die beispielhafte Ausführungsform der DI-Kraftstoffpumpe 228 in 3 ein erstes Kraftstoffleitungsrohr 376, das mit der Kraftstoffzuführungsleitung 344 fluidkommuniziert. Um weiter auszuholen, ist ein erstes Ende 372 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 am Knoten 364 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 fluidgekoppelt, wobei der Knoten 364 nachgeschaltet einem ersten Rückschlagventil 322 und vorgeschaltet dem SACV 312 relativ zum Kraftstofffluss während eines Einlasshubs in der DI-Pumpe 228 positioniert ist. Dabei ist das erste Ende 372 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 zwischen dem ersten Rückschlagventil 322 und dem SACV 312 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 gekoppelt. Das erste Kraftstoffleitungsrohr 376 enthält das zweite Rückschlagventil 324, das Kraftstofffluss aus der Kraftstoffzuführungsleitung 344 (z. B. aus dem Knoten 364) hin zu einem Einlass 352 des Stufenraums 318 gestattet. Demgemäß blockiert das zweite Rückschlagventil 324 den Kraftstofffluss aus dem Stufenraum 318 zur Kraftstoffzuführungsleitung 344 (z. B. zum Knoten 364) über das erste Kraftstoffleitungsrohr 376. Ferner ist das erste Kraftstoffleitungsrohr 376 an den Einlass 352 des Stufenraums 318 über das zweite Ende 374 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 fluidgekoppelt.
Wenn das SACV 312 im Durchlasszustand ist und der Pumpenkolben 306 sich in einem Kompressionshub befindet, kann ein Teil Kraftstoff in der Kompressionskammer 308 durch den Einlass 303 der Kompressionskammer 308, durch das SACV 312 hin zum ersten Rückschlagventil 322 entlang der Kraftstoffzuführungsleitung 344 ausgestoßen werden. Da das erste Rückschlagventil 322 den Kraftstofffluss aus dem SACV 312 hin zum Speicher 330 entlang der Kraftstoffzuführungsleitung 344 hemmt, kann der Teil Kraftstoff, der aus der Kompressionskammer 308 austritt, über den Knoten 364 in das erste Ende 372 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 und durch das erste Kraftstoffleitungsrohr 376 und das zweite Rückschlagventil 324 in den Stufenraum 318 strömen. Der Teil Kraftstoff kann über das zweite Ende 374 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 in den Einlass 352 des Stufenraums 318 empfangen werden. Der Teil Kraftstoff, der während des Kompressionshubs durch das SACV 312 aus der Kompressionskammer 308 austritt, kann als Rückflusskraftstoff bezeichnet werden.
Ein Auslass 354 des Stufenraums 318 kann am Knoten 362 über das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 fluidgekoppelt sein. Um weiter auszuholen, kann das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 nachgeschaltet dem dritten Rückschlagventil 321 am Knoten 362 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 (oder den ersten Abschnitt 343 der Kraftstoffzuführungsleitung 344) fluidgekoppelt sein. Kraftstoff aus dem Stufenraum 318, der den Teil Kraftstoff (z. B. Rückflusskraftstoff) enthält, kann durch den Auslass 354 des Stufenraums 318 aus dem Stufenraum 318 austreten. Ferner kann der Teil Kraftstoff in das erste Ende 355 des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356 fließen, durch das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 strömen und zum Speicher 330, der am Knoten 362 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 gekoppelt sein kann, fließen. Es ist zu beachten, dass der Speicher 330 am Knoten 362 über den Kanal 348 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 fluidgekoppelt ist. Demgemäß kann der Knoten 362 eine Fluidkopplung zwischen einem zweiten Ende 357 des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356, dem Speicher 330 (über den Kanal 348), dem ersten Abschnitt 343 der Kraftstoffzuführungsleitung 344 und der Kraftstoffzuführungsleitung 344 enthalten. Des Weiteren schneidet das zweite Ende 357 des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356 die Kraftstoffzuführungsleitung 344 am Knoten 362, der vorgeschaltet dem ersten Rückschlagventil 322 und nachgeschaltet dem dritten Rückschlagventil 321 relativ zum Kraftstofffluss aus dem Pumpeneinlass 399 hin zum SACV 312 positioniert ist.
Demgemäß kann der Teil Kraftstoff (auch als Rückflusskraftstoff bezeichnet) aus dem Stufenraum 318 austreten und über das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 zu jedem des Speichers 330 und der Kraftstoffzuführungsleitung 344 zurückgebracht werden. Dabei kann der Teil Kraftstoff während der verbleibenden Dauer des Kompressionshubs größtenteils im Speicher 330 (z. B. im ersten variablen Volumen 340) gespeichert werden. Das dritte Rückschlagventil 321 kann den Fluss des Kraftstoffs hin zum Pumpeneinlass 399 blockieren. Dementsprechend kann ein größerer Anteil des Rückflusskraftstoffs durch den Kanal 348 hin zum Speicher 330 geleitet werden.
Auf diese Weise kann Kraftstoff unter Verwendung von Rückflusskraftstofffluss aus der Kompressionskammer 308 positiv durch den Stufenraum 318 gepumpt werden. Spezifisch wird Rückflusskraftstoff vom Kolbenkopf 305 des Pumpenkolbens 306 für Zirkulation und Kühlung des Stufenraums 318 verwendet. Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer 308 kann für eine DI-Kraftstoffpumpe geeignet sein, der einen Pumpenkolben 306 enthält, gekoppelt an einen Kolbenschaft 320 mit einem Außendurchmesser, der im Wesentlichen der gleiche wie der Außendurchmesser des Pumpenkolbens 306 ist.
Es wird anerkannt werden, dass, obwohl das dargestellte Beispiel von 3 das zweite Rückschlagventil 324 gekoppelt an das erste Kraftstoffleitungsrohr 376 zeigt, das zweite Rückschlagventil 324 in alternativen Ausführungsformen stattdessen im zweiten Kraftstoffleitungsrohr 356 zwischen dem Auslass 354 des Stufenraums 318 und dem zweiten Ende 357 des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356 positioniert sein kann. Demgemäß kann ein beispielhaftes System einen Motor, eine Hebepumpe, eine Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe, die einen an einen Kolbenschaft gekoppelten Kolben enthält, eine Kompressionskammer, einen Stufenraum und einen Nocken zum Antreiben des Kolbens, ein Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr, das an einen Auslass der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe fluidgekoppelt ist, ein magnetisch aktiviertes Rückschlagventil, das an einem Einlass der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe positioniert ist, eine Kraftstoffzuführungsleitung, die die Hebepumpe und das magnetisch aktivierte Rückschlagventil fluidkoppelt, einen Speicher, der dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil vorgeschaltet positioniert ist, wobei der Speicher mit der Kraftstoffzuführungsleitung fluidkommuniziert, ein erstes Rückschlagventil, das an die Kraftstoffzuführungsleitung zwischen dem Speicher und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil gekoppelt ist, ein erstes Kraftstoffleitungsrohr, das ein zweites Rückschlagventil enthält, wobei ein erstes Ende des ersten Kraftstoffleitungsrohrs an die Kraftstoffzuführungsleitung zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil fluidgekoppelt ist, ein zweites Ende des ersten Kraftstoffleitungsrohrs an einen Einlass des Stufenraums fluidgekoppelt ist, ein zweites Kraftstoffleitungsrohr, wobei ein erstes Ende des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs an einen Auslass des Stufenraums fluidgekoppelt ist und ein zweites Ende des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs an die Kraftstoffzuführungsleitung am Speicher vorgeschaltet dem ersten Rückschlagventil und nachgeschaltet einem dritten Rückschlagventil fluidgekoppelt ist, umfassen. Das System kann ferner eine Steuerung umfassen, die ausführbare Anweisungen aufweist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum Spannungsfreimachen des magnetisch aktivierten Rückschlagventils, um in einem Durchlasszustand zu funktionieren. Das magnetisch aktivierte Rückschlagventil kann spannungsfrei gemacht werden und für einen gesamten Pumpenhub während eines Betriebsmodus mit standardmäßigem Druck der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe im Durchlasszustand arbeiten. Ferner kann das magnetisch aktivierte Rückschlagventil spannungsfrei gemacht werden und während eines Teils des Pumpenhubs (z. B. ein früherer Teil des Kompressionshubs) im Betriebsmodus mit variablem Druck der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe ebenfalls im Durchlasszustand arbeiten (z. B. wenn der Leistungszyklus < 100 % ist). Während eines Teils eines Kompressionshubs in der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe kann Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer durch das magnetisch aktivierte Rückschlagventil im Durchlasszustand in das erste Ende (z. B. 372) des ersten Kraftstoffleitungsrohrs (z. B. 376), durch das zweite Rückschlagventil 324 und durch das zweite Ende (z. B. 374) des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 in den Einlass 352 des Stufenraums 318 zum Stufenraum fließen. Der Rückflusskraftstoff kann ferner aus dem Auslass 354 des Stufenraums 318 in das erste Ende (z. B. 355) des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356 hin zum Speicher 330 und die Kraftstoffzuführungsleitung 344 durch das zweite Ende 357 des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356 strömen.
Es wird anerkannt werden, dass, obwohl die in den 2 und 3 gezeigte beispielhafte Ausführungsform einen Motor mit Saugrohrkraftstoffdirekteinspritzung enthält, die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe der vorliegenden Offenbarung auch für einen Motor mit Direkteinspritzung geeignet sein kann.
Es wird beachtet werden, dass, während die DI-Pumpe 228 in 2 als ein Symbol ohne Details gezeigt wird, 3 die Pumpe 228 mit allen Details zeigt. Es wird außerdem beachtet werden, dass jedes des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 und des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356 keine weiteren zwischenliegenden Komponenten (z. B. Ventile, zusätzliche Kanäle usw.) als diejenigen, die in 3 beschrieben und dargestellt werden, enthalten muss. Demgemäß fluidkoppelt das erste Kraftstoffleitungsrohr 376 den Stufenraum 318 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 und kann nur das zweite Rückschlagventil 324 enthalten, gekoppelt an das erste Kraftstoffleitungsrohr 376. Keine andere Komponente oder Öffnung muss im ersten Kraftstoffleitungsrohr 376 zwischen dem Knoten 364 und dem Einlass 352 des Stufenraums 318 enthalten sein. Das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 fluidkoppelt den Auslass 354 des Stufenraums 318 an jedes der Kraftstoffzuführungsleitung 344 und des Speichers 330 oder irgendwelche zwischenliegenden Elemente oder Öffnungen im zweiten Kraftstoffleitungsrohr 356. In alternativen Ausführungsformen kann das zweite Rückschlagventil 324 im zweiten Kraftstoffleitungsrohr 356 positioniert sein. Ferner kann der erste Abschnitt 343 der Kraftstoffzuführungsleitung 344 das dritte Rückschlagventil 321 allein ohne zusätzliche Komponenten, Ventile, Wege usw. als die in 3 dargestellten enthalten. Des Weiteren müssen kein zwischenliegenden Komponenten, Kanäle oder Öffnungen außer den beschriebenen (und in 3 dargestellten) im ersten Abschnitt 343 der Kraftstoffzuführungsleitung 344 zwischen dem Pumpeneinlass 399 und Knoten 362 enthalten sein (außer dem dritten Rückschlagventil 321). Außerdem müssen kein zwischenliegenden Komponenten, Kanäle oder Öffnungen außer den beschriebenen (und in 3 dargestellten) in der Kraftstoffzuführungsleitung 344 zwischen dem Knoten 362 und dem ersten Rückschlagventil 322 und zwischen dem ersten Rückschlagventil 322 und dem SACV 312 enthalten sein. Demgemäß kann das erste Kraftstoffleitungsrohr 376 der einzige Weg sein, der zwischen dem ersten Rückschlagventil 322 und dem SACV 312 fluidgekoppelt ist. Der Kanal 348 kann den Speicher 330 am Knoten 362 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 fluidkoppeln und das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 kann am Knoten 362 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 (und an den Speicher 330) fluidgekoppelt sein. Demgemäß können der Kanal 348 und das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 die einzigen Wege sein, die zwischen dem DI-Pumpeneinlass 399 und dem ersten Rückschlagventil 322 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 gekoppelt sind.
Es ist hier ferner zu beachten, dass die DI-Pumpe 228 von 3 als ein veranschaulichendes Beispiel einer möglichen Konfiguration für eine DI-Pumpe, die in einem Modus mit elektronischer Regulierung (oder variablem Druck) sowie in einem Modus mit standardmäßigem Druck oder mechanischer Regulierung betrieben werden kann, präsentiert wird. In 3 gezeigte Komponenten können entfernt und/oder verändert werden, während zusätzliche Komponenten, die gegenwärtig nicht dargestellt werden, der DI-Kraftstoffpumpe 228 hinzugefügt werden können, während die Fähigkeit, einem Direkteinspritzung-Kraftstoffverteilerrohr mit und ohne elektronische Druckregulierung Hochdruck-Kraftstoff zuzuführen, weiter aufrecht erhalten wird.
Jetzt fortfahrend mit 4, zeigt diese einen beispielhaften Fluss von Kraftstoff während eines Einlasshubs (auch als Saughub bezeichnet) in der DI-Kraftstoffpumpe 228. Der Kraftstofffluss vom Speicher (z. B. gespeicherter Rückflusskraftstoff) ist als gestrichelte Linien (kurze Striche) dargestellt und von der LP-Pumpe empfangener Kraftstoff ist als Linien mit längeren Strichen dargestellt. Die Richtung des Kraftstoffflusses wird durch die Pfeile an den gestrichelten Linien angegeben.
Wie in 4 gezeigt, bewegt sich der Pumpenkolben 306 (und der Kolbenschaft 320) im Saughub hin zur Position des unteren Totpunkts (BDC) nach unten, so dass das Volumen der Kompressionskammer 308 zunimmt. Des Weiteren kann sich der Pumpenkolben 306 zusammen mit dem Kolbenschaft 320 (gleichzeitig) im Einlasshub weg von der Kompressionskammer 308 bewegen. Der in 4 dargestellte Moment kann einen Moment angeben, unmittelbar bevor der Pumpenkolben 306 die BDC-Position erreicht.
Bei zunehmendem Volumen der Kompressionskammer 308 kann Kraftstoff aus jedem des Speichers 330 (Linien mit kurzen Strichen) und der LPP 208 (längere Striche) über das erste Rückschlagventil 322 und durch das SACV 312 in die Kompressionskammer gezogen werden. Wie dargestellt, kann die Steuerung 12 das SACV 312 während des Saughubs in den Durchlasszustand anweisen, wodurch ermöglicht wird, dass Kraftstoff in die Kompressionskammer 308 fließt. Im ersten variablen Volumen 340 des Speichers 330 gespeicherter Kraftstoff kann hin zum Eingang 332 des Speichers 330 im Saughub gezogen werden. Ferner kann sich, während der gespeicherte Kraftstoff durch den Kanal 348 aus dem Speicher 330 austritt, der Kolben 336 des Speichers hin zum unteren Anschlag 339 nach unten verlagern (wie durch fettgedruckte Pfeile 402 dargestellt). Der gespeicherte Kraftstoff aus dem Speicher 330 kann in die Kraftstoffzuführungsleitung 344 (und Kompressionskammer 308) freigesetzt werden, bevor zusätzlicher Kraftstoff aus der LPP 208 gezogen wird. Alternativ kann Kraftstoff gleichzeitig (wie in 4 gezeigt) aus jedem der LPP 208 und des Speichers 330 in die Kompressionskammer 308 gezogen werden.
Demgemäß kann Kraftstoff aus der LPP 208 (über den Pumpeneinlass 399 durch den ersten Abschnitt 343 der Kraftstoffzuführungsleitung 344 vorbei an dritten Rückschlagventil 321) und dem Speicher 330 (über den Eingang 332 und den Kanal 348 des Speichers 330) über den Knoten 362 in die Kraftstoffzuführungsleitung 344 und vorbei am ersten Rückschlagventil 322 über den Knoten 364 durch das SACV 312 in den Einlass 303 der Kompressionskammer 308 fließen. Ferner kann es sein, dass im Saughub kein nominaler Kraftstofffluss in das erste Kraftstoffleitungsrohr 376 besteht. Es muss kein nominaler Kraftstofffluss aus dem Stufenraum 318 in das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 während des Saughubs bestehen, da die Kolbenstange 320 im Wesentlichen den gleichen Durchmesser wie der Pumpenkolben 306 aufweist. 5 präsentiert einen beispielhaften Fluss von Kraftstoff während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe 228. Der gezeigte Kompressionshub in der DI-Kraftstoffpumpe 228 kann ein Kompressionshub anschließend an den in 4 gezeigten Saughub sein. Des Weiteren ist das SACV 312 weiterhin geöffnet und in seinem Durchlasszustand, wodurch Kraftstoff gestattet wird, aus der Kompressionskammer 308 nach vorgeschaltet dem SACV 312 zu fließen. Hierbei kann das SACV 312 während einer anfänglichen Dauer des Kompressionshubs basierend auf einem gewünschten Leistungszyklus, spezifisch ein Leistungszyklus kleiner als 100 %, der DI-Pumpe im Modus mit variablem Druck in seinem Durchlasszustand gehalten werden. Alternativ kann das SACV 312 für einen gesamten Pumpenhub während des Modus mit standardmäßigem Druck des Betriebs der DI-Pumpe in seinem Durchlasszustand gehalten werden.
Es wird anerkannt werden, dass, wenn ein Leistungszyklus von 100 % des Pumpenbetriebs angewiesen wird, das SACV 312 mit Spannung versorgt werden kann, um bei der Einleitung des Kompressionshubs zu schließen, und unter Umständen tritt während des Kompressionshubs kein Rückflusskraftstoff aus dem SACV 312 aus.
Während des Kompressionshubs (auch als Förderhub bezeichnet) bewegt sich der Pumpenkolben 306 hin zur Position des oberen Totpunkts (TDC), so dass das Volumen der Kompressionskammer 308 reduziert wird. Demgemäß kann Kraftstoff in der Kompressionskammer 308 durch das SACV 312 hin zum Knoten 364 in der Kraftstoffzuführungsleitung 344 aus der Kompressionskammer 308 ausgestoßen werden. Da das erste Rückschlagventil 322 den Fluss von Kraftstoff vom SACV 312 (oder Knoten 364) hin zu entweder dem Speicher 330 oder dem Knoten 362 hemmt, kann Kraftstoff am Knoten 364 in das erste Ende 372 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 strömen. Kraftstoff, der während des Kompressionshubs aus der Kompressionskammer 308 durch das SACV 312 ausgestoßen wird, als Rückflusskraftstoff 520 bezeichnet, wird als gestrichelte Linien dargestellt (mittlere Striche relativ zu langen und kurzen Strichen des Kraftstoffflusses in 4). Der Rückflusskraftstoff 520 kann aus der Kompressionskammer 308, durch das SACV 312, vorbei am Knoten 364, in das erste Ende 372 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 und durch das erste Kraftstoffleitungsrohr 376, über das zweite Rückschlagventil 324, vorbei am zweiten Ende 374 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 und über den Einlass 352 des Stufenraums 318 in den Stufenraum 318 fließen. Die Richtung des Rückflusskraftstoffflusses, wenn das SACV 312 im Durchlasszustand ist, wird durch Pfeil an den gestrichelten Linien, die den Rückflusskraftstoff 520 repräsentieren, angegeben. Sämtlicher in 5 dargestellter Kraftstofffluss ist für Rückflusskraftstofffluss.
Der Rückflusskraftstoff kann über den Einlass 352 in den Stufenraum 318 eintreten und kann den Stufenraum 318 über den Auslass 354 des Stufenraums 318 verlassen. Der Auslass 354 des Stufenraums 318 ist im dargestellten Beispiel gegenüber vom Einlass 352 des Stufenraums 318 positioniert. In alternativen Beispielen kann der Auslass 354 des Stufenraums 318 an einem anderen Ort, als in 5 gezeigt, relativ zum Einlass 352 des Stufenraums 318 positioniert sein, ohne den Schutzumfang dieser Offenbarung zu verlassen.
Da der Kolbenschaft 320 ein beträchtliches Leervolumen des Stufenraums 318 einnimmt, kann Rückflusskraftstoff 520 aus der Kompressionskammer 308, der im Stufenraum 318 eintrifft, auch während des Kompressionshubs aus dem Stufenraum 318 austreten. Demgemäß wird Rückflusskraftstoff 520 aus dem Stufenraum 318 über den Auslass 354 in das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 austretend dargestellt. Um weiter auszuholen, kann Rückflusskraftstoff 520 über das erste Ende 355 des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356 in das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 strömen. Ferner kann Rückflusskraftstoff 520 durch das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 fließen, um über das zweite Ende 357 des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356 am Knoten 362 vorgeschaltet dem ersten Rückschlagventil 322 zur Kraftstoffzuführungsleitung 344 zurückgebracht zu werden. Dabei kann Rückflusskraftstoff 520 am Knoten 362 nachgeschaltet dem dritten Rückschlagventil 321 zur Kraftstoffzuführungsleitung 344 zurückgebracht werden. Des Weiteren kann Rückflusskraftstoff 520 durch den Kanal 348 fließen und in den Speicher 330 eintreten, da Kraftstofffluss nach vorgeschaltet dem dritten Rückschlagventil 321 hin zum Pumpeneinlass 399 durch das dritte Rückschlagventil 321 blockiert wird. Um weiter auszuholen, kann der Rückflusskraftstoff 520 über den Eingang 332 in das erste variable Volumen 340 des Speichers 330 fließen. Während Kraftstoff das erste variable Volumen 340 füllt, kann sich der Kolben 336 des Speichers 330 weg vom unteren Anschlag 339 hin zum Dach 342 (gezeigt durch fettgedruckte Pfeile 502) des Speichers 330 verlagern, wodurch die Feder 334 im zweiten variablen Volumen 338 zusammengedrückt wird. Demgemäß kann Rückflusskraftstoff 520 während mindestens eines Teils des Kompressionshubs im Speicher 330 gespeichert werden. Der gespeicherte Rückflusskraftstoff 520 kann während eines anschließenden Einlasshubs in der DI-Kraftstoffpumpe 228 in die Kompressionskammer 308 freigesetzt werden.
Demgemäß kann Rückflusskraftstoff, wie in 5 gezeigt, aus der Kompressionskammer 308 der DI-Kraftstoffpumpe 228 durch das Überströmventil 312, vorbei am Knoten 364, durch das erste Kraftstoffleitungsrohr 376, über das zweite Rückschlagventil 324 in den Stufenraum 318 und danach durch das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 in den Speicher 330 fließen. Es wird anerkannt werden, dass Rückflusskraftstoff nicht aus der Kompressionskammer 308 in den Speicher 330 fließen kann, ohne zuerst durch den Stufenraum 318 zu fließen (da das erste Rückschlagventil 322 den Kraftstofffluss vom Überströmventil 312 hin zum Speicher 330 und zur LPP 208 blockiert).
Ein beispielhaftes Verfahren kann demgemäß, wenn ein Überströmventil in einem Durchlasszustand ist, Zirkulieren eines Teils Kraftstoff aus einer Kompressionskammer einer Direkteinspritzpumpe zu einem Stufenraum der Direkteinspritzpumpe umfassen, wobei das Zirkulieren enthält, den Teil Kraftstoff durch das Überströmventil fließen zu lassen und den Teil Kraftstoff von vorgeschaltet dem Überströmventil und nachgeschaltet einem Speicher in den Stufenraum zu ziehen. Der Speicher (z. B. Speicher 330) kann dem Überströmventil (z. B. SACV 312) vorgeschaltet positioniert sein und ein erstes Rückschlagventil (z. B. erstes Rückschlagventil 322) kann zwischen dem Speicher und dem Überströmventil positioniert sein. Das Verfahren kann ferner Zurückführen des Teils Kraftstoff zu einer Kraftstoffzuführungsleitung am Speicher vorgeschaltet dem ersten Rückschlagventil umfassen. Das Ziehen des Teils Kraftstoff in den Stufenraum von vorgeschaltet dem Überströmventil und nachgeschaltet einem Speicher kann enthalten, den Teil Kraftstoff von vorgeschaltet dem Überströmventil und nachgeschaltet dem ersten Rückschlagventil zu ziehen (wie vom Knoten 364). Der Teil Kraftstoff, der von vorgeschaltet dem Überströmventil und nachgeschaltet dem ersten Rückschlagventil in den Stufenraum (z. B. Stufenraum 318) gezogen wird, kann durch ein zweites Rückschlagventil (wie das zweite Rückschlagventil 324) fließen, wobei das zweite Rückschlagventil dem Stufenraum vorgeschaltet angeordnet ist. Der Teil Kraftstoff kann Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer enthalten. Jedes des Zirkulierens und des Zurückführens des Teils Kraftstoff kann während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe erfolgen. Ferner kann der Teil Kraftstoff während eines Zeitraums des Kompressionshubs im Wesentlichen im Speicher gespeichert werden und der Teil Kraftstoff kann während einer Dauer eines Saughubs in der Pumpe freigegeben werden. In einem Beispiel kann die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe einen Pumpenkolben enthalten, der an einen Kolbenschaft gekoppelt ist, wobei der Kolbenschaft einen Außendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen der gleiche ist wie ein Außendurchmesser des Pumpenkolbens. In einem anderen Beispiel kann die Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe einen Pumpenkolben enthalten, der an einen Kolbenschaft gekoppelt ist, wobei der Kolbenschaft einen Außendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen die halbe Größe eines Außendurchmessers des Pumpenkolbens beträgt.
Jetzt fortfahrend mit 6, zeigt diese eine beispielhafte glockenförmige Mündung 600, die in der beispielhaften Ausführungsform der DI-Kraftstoffpumpe 228 in 3 zum Ersetzen des ersten Rückschlagventils 322 und des zweiten Rückschlagventils 324 verwendet werden kann. Die glockenförmige Mündung kann derart konstruiert sein, dass Kraftstoff einfacher in eine erste Richtung (z. B. die durch gestrichelte Linien in 6 angegebene Flussrichtung) als in eine zweite Richtung fließt. Die zweite Richtung kann der ersten Richtung entgegengesetzt sein. Zum Beispiel kann ein Durchflusskoeffizient für die glockenförmige Mündung 600 in der ersten Richtung 1 sein, während ein Durchflusskoeffizient in der zweiten (z. B. entgegengesetzt der ersten) Richtung 0,5 sein kann. Dadurch, dass sie einen schnelleren Fluidfluss in der ersten Richtung im Gegensatz zur zweiten Richtung ermöglichen, können glockenförmige Mündungen als Rückschlagventile fungieren, die Fluidfluss in der ersten Richtung ermöglichen, während sie Fluidfluss in der zweiten Richtung hemmen. Ferner kann die Verwendung von zwei kleineren glockenförmigen Mündungen (z. B. hornförmige Elemente) eine größere Durchflusskoeffizient-Richtungsdifferenz als ein größeres Horn bereitstellen.
7 präsentiert eine beispielhafte Routine 700, die eine beispielhafte Steuerung des Betriebs der DI-Kraftstoffpumpe im Modus mit variablem Druck und im Modus mit standardmäßigem Druck veranschaulicht. Spezifisch enthält die Routine 700 Aktivieren und Versorgen mit Spannung eines magnetisch aktivierten Rückschlagventils (SACV) an einem Einlass der Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe, wenn die DI-Pumpe im Modus mit variablem Druck läuft. Das SACV kann mit Spannung versorgt werden, um zu schließen, abhängig vom gewünschten Leistungszyklus des Pumpenbetriebs.
Bei 702 können die Motorbetriebsbedingungen geschätzt und/oder gemessen werden. Zum Beispiel können Motorbedingungen wie Motordrehzahl, Motorkraftstoffanforderung, Ladedruck, vom Fahrer angefordertes Drehmoment, Motortemperatur, Luftladung usw. bestimmt werden. Bei 704 kann die Routine 700 bestimmen, ob die HPP (z. B. DI-Kraftstoffpumpe 228) im Modus mit standardmäßigem Druck betrieben werden kann. Die HPP kann in einem Beispiel im Modus mit standardmäßigem Druck betrieben werden, wenn der Motor im Leerlauf läuft. In einem anderen Beispiel kann die HPP im Modus mit standardmäßigem Druck laufen, wenn das Fahrzeug verlangsamt. Wenn bestimmt wird, dass die DI-Kraftstoffpumpe im Modus mit standardmäßigem Druck betrieben werden kann, fährt die Routine 700 mit 720 fort, um das magnetisch aktivierte Rückschlagventil (wie das SACV 312 der DI-Pumpe 228) zu deaktivieren und spannungsfrei zu machen. Um weiter auszuholen, kann bei 722 der Magnet im SACV spannungsfrei gemacht werden und kann das SACV in einem Durchlasszustand fungieren, so dass Kraftstoff durch das SACV sowohl vorgeschaltet als auch nachgeschaltet dem SACV fließen kann. Hierin kann, wie vorstehend erläutert, der standardmäßige Druck der DI-Kraftstoffpumpe 228 durch den Speicher 330 erzielt werden. Die Routine 700 kann dann enden.
Wenn jedoch bei 704 bestimmt wird, dass die HPP nicht im Modus mit standardmäßigem Druck betrieben werden kann, fährt die Routine 700 mit 706 fort, um die HPP im Modus mit variablem Druck zu betreiben. Der Betriebsmodus der HPP mit variablem Druck kann in einem Beispiel unter Nichtleerlauf-Bedingungen verwendet werden. In einem anderen Beispiel kann der Modus mit variablem Druck verwendet werden, wenn die Drehmomentanforderung größer ist, wie beim Beschleunigen eines Fahrzeugs. Wie vorstehend erwähnt, kann der Modus mit variablem Druck enthalten, den HPP-Betrieb durch Aktivieren und Versorgen mit Spannung des magnetisch aktivierten Rückschlagventils elektronisch zu steuern und den Kraftstoffdruck (und das -volumen) über das magnetisch aktivierte Rückschlagventil zu regulieren.
Als nächstes kann die Routine 700 bei 708 bestimmen, ob die gegenwärtige Drehmomentanforderung (und Kraftstoffanforderung) eine Anforderung von vollständigen Pumpenhüben enthält. Vollständige Pumpenhübe können enthalten, die DI-Kraftstoffpumpe bei 100 % Leistungszyklus zu betreiben, wobei ein beträchtlich großer Teil Kraftstoff dem DI-Kraftstoffverteilerrohr zugeführt wird. Ein beispielhafter Betrieb der DI-Kraftstoffpumpe mit 100 % Leistungszyklus kann enthalten, im Wesentlichen 100 % des Volumens der DI-Kraftstoffpumpe dem DI-Kraftstoffverteilerrohr zuzuführen.
Wenn bestätigt wird, dass vollständige Pumpenhübe (z. B. 100 % Leistungszyklus) gewünscht werden, fährt die Routine 700 mit 710 fort, wo das SACV für einen gesamten Hub der Pumpe mit Spannung versorgt werden kann. Dabei kann das SACV durch einen gesamten Kompressionshub mit Spannung versorgt werden (und geschlossen werden, um als Rückschlagventil zu fungieren). Spezifisch kann das SACV bei 712 zu Beginn eines Kompressionshubs mit Spannung versorgt und geschlossen werden. Ferner kann das SACV zu Beginn jedes anschließenden Kompressionshubs geschlossen werden, bis der Pumpenbetrieb modifiziert wird. Zum Beispiel kann der Pumpenbetrieb modifiziert werden, wenn ein reduzierter Pumpenhub angewiesen wird, oder in einem anderen Beispiel kann der Pumpenbetrieb zum Modus mit standardmäßigem Druck verändert werden. Die Routine 700 kann dann enden.
Wenn dagegen bei 708 bestimmt wird, dass vollständige Pumpenhübe (oder Betrieb mit 100 % Leistungszyklus) nicht erwünscht sind, fährt die Routine 700 mit 714 fort, um die DI-Pumpe bei einem reduzierten Pumpenhub oder mit weniger als 100 % Leistungszyklus zu betreiben. Als nächstes kann die Steuerung bei 716 das SACV zu einer Zeit zwischen der BDC-Position und der TDC-Position des Pumpenkolbens im Kompressionshub mit Spannung versorgen und schließen. Zum Beispiel kann die DI-Pumpe mit einem Leistungszyklus von 20 % betrieben werden, wobei das SACV zum Schließen mit Spannung versorgt wird, wenn 80 % des Kompressionshubs abgeschlossen ist, so dass etwa 20 % Volumen der DI-Pumpe gepumpt werden. In einem anderen Beispiel kann die DI-Pumpe mit einem Leistungszyklus von 60 % betrieben werden, wobei das SACV geschlossen werden kann, wenn 40 % des Kompressionshubs beendet sind. Hierbei können 60 % des Volumens der DI-Pumpe in das DI-Kraftstoffverteilerrohr gepumpt werden. Die Routine 700 kann dann enden. Es ist zu beachten, dass eine Steuerung wie die Steuerung 12 die Routine 900 anweisen kann, die im nichtflüchtigen Speicher der Steuerung gespeichert sein kann.
Jetzt fortfahrend mit 8, zeigt diese die Routine 800 zum Veranschaulichen des beispielhaften Kraftstoffflusses in einer DI-Kraftstoffpumpe (wie die DI-Kraftstoffpumpe 228) während verschiedener Betriebsmodi der DI-Kraftstoffpumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung. Spezifisch beschreibt die Routine 800 den beispielhaften Kraftstofffluss in der DI-Kraftstoffpumpe während des Modus mit variablem Druck (mit und ohne vollständige Pumpenhübe) und den beispielhaften Kraftstofffluss in der DI-Kraftstoffpumpe während eines Modus mit standardmäßigem Druck. Es ist zu beachten, dass die Steuerung (wie die Steuerung 12) die Routine 800 weder anweisen noch durchführen muss. Dabei kann der Kraftstofffluss aufgrund von Hardware in der DI-Kraftstoffpumpe (z. B. DI-Kraftstoffpumpe 228) erfolgen.
Bei 802 kann bestimmt werden, ob die DI-Kraftstoffpumpe im Modus mit standardmäßigem Druck läuft. Wie vorstehend beschrieben, enthält der Betriebsmodus mit standardmäßigem Druck der DI-Kraftstoffpumpe, das magnetisch aktivierte Rückschlagventil (SACV) während des gesamten Pumpenbetriebs zu deaktivieren und spannungsfrei zu machen. Demgemäß kann Kraftstofffluss zu und von dem SACV (auch als Überströmventil bezeichnet) dem SACV sowohl vorgeschaltet als auch nachgeschaltet erfolgen. Wenn die DI-Pumpe nicht im Modus mit standardmäßigem Druck läuft, kann die DI-Pumpe im Modus mit variablem Druck laufen, in dem das SACV während mindestens eines Teils des Pumpenhubs aktiviert und mit Spannung versorgt werden kann.
Wenn bei 802 bestimmt wird, dass die DI-Pumpe nicht im Modus mit standardmäßigem Druck läuft, fährt die Routine 800 mit 804 fort, um zu bestimmen, ob ein Betrieb mit 100 % Leistungszyklus (vollständiger Pumpenhub) der DI-Pumpe angewiesen wurde. Wenn ja, fährt die Routine 800 mit 806 fort, wobei ein Saughub in der DI-Kraftstoffpumpe bestimmt wird. Während des Saughubs kann, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, Kraftstoff über das SACV 312 in die Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe fließen. Das SACV 312 kann in einem Beispiel während des Saughubs zu einem Durchlasszustand spannungsfrei sein. In einem anderen Beispiel kann das SACV mit Spannung versorgt werden, kann aber als ein Rückschlagventil fungieren, das Kraftstofffluss in die Kompressionskammer gestattet, aber Ausfließen von Kraftstoff aus der Kompressionskammer durch das SACV 312 blockiert. Als nächstes muss bei 808 während eines anschließenden Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe Fluss von Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe nicht erfolgen. Um weiter auszuholen, kann ein vollständiger Pumpenhub enthalten, das SACV zu Beginn eines Kompressionshubs zu schließen (durch Versorgen des SACV mit Spannung). Wenn das SACV geschlossen ist, kann Kraftstoff nicht durch das SACV während des Kompressionshubs aus der Kompressionskammer austreten, und folglich kann durch den Kolbenkopf 305 getriebener Rückflusskraftstoff nicht durch das erste Kraftstoffleitungsrohr hin zum Stufenraum fließen. Ferner kann Kraftstoff, während der Druck in der Kompressionskammer während des Kompressionshubs zunimmt und einen bestehenden Kraftstoffverteilerrohrdruck im DI-Kraftstoffverteilerrohr übersteigt, durch das Auslass-Rückschlagventil (z. B. Auslass-Rückschlagventil 316) hin zum DI-Kraftstoffverteilerrohr aus der Kompressionskammer austreten.
Wenn dagegen bei 804 bestimmt wird, dass vollständige Pumpenhübe nicht angewiesen wurden (z. B. Betrieb mit weniger als 100 % Leistungszyklus), fährt die Routine 800 mit 810 fort, wobei Kraftstofffluss während eines Saughubs vorkommen kann. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, kann Kraftstoff über das SACV in die Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe eintreten. Ferner kann Kraftstoff, wie bei 812 angeführt, durch das spannungsfreie SACV (das im Durchlasszustand arbeitet) in die Kompressionskammer eintreten. Das SACV kann spannungsfrei sein, da die DI-Pumpe mit reduzierten Pumpenhüben läuft (z. B. weniger als 100 % Leistungszyklus). Demgemäß kann ein Anteil des in die Kompressionskammer gezogenen Kraftstoffs basierend auf dem gewünschten Leistungszyklus durch das SACV im Durchlasszustand im folgenden Kompressionshub ausgestoßen werden.
Während des Einlasshubs kann Kraftstoff, spezifisch für die DI-Kraftstoffpumpe 228 von 3, aus jedem des Speichers 330 und der Hebepumpe in die Kompressionskammer 308 der DI-Pumpe gezogen werden. Um weiter auszuholen, kann Kraftstoff aus dem ersten variablen Volumen 340 des Speichers 330 durch den Eingang 332 in den Kanal 348 des Speichers 330 und dadurch bei Knoten 362 in die Kraftstoffzuführungsleitung 344 fließen. Zusätzlich oder alternativ kann Kraftstoff aus der Hebepumpe 208 durch den Einlass 399 der DI-Kraftstoffpumpe 228 in die Kompressionskammer 308 gezogen werden. Aus dem Speicher 330 und/oder der Hebepumpe gezogener Kraftstoff kann durch die Kraftstoffzuführungsleitung 344, vorbei am Knoten 362, durch das erste Rückschlagventil 322, vorbei am Knoten 364 und durch das Überströmventil 312 in die Kompressionskammer 308 der DI-Kraftstoffpumpe 228 fließen.
Bei 814 kann ein Kompressionshub anschließend an den Einlasshub bei 810 vorkommen. Ferner kann Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer durch das spannungsfreie SACV fließen. Zusätzliche Einzelheiten des Flusses des Rückflusskraftstoffs werden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Fluss von Rückflusskraftstoff kann aus der Kompressionskammer 308 durch den Stufenraum 318 der DI-Kraftstoffpumpe 228 erfolgen. Ferner kann der Rückflusskraftstoff aus dem Stufenraum in den Speicher 330 der DI-Kraftstoffpumpe 228 fließen. Dabei kann Rückflusskraftstoff erst nach dem Fließen durch den Stufenraum 318 aus der Kompressionskammer 308 zum Speicher 330 fließen.
Bei 816 kann das SACV basierend auf dem angeforderten Leistungszyklus mit Spannung versorgt werden, um zu schließen. Insbesondere kann das Überströmventil mit Spannung versorgt werden, um an einem Punkt zwischen den BDC- und TDC-Positionen des Pumpenkolbens während des Kompressionshubs zu schließen. Ein frühes Schließen des Überströmventils relativ zur Dauer des Kompressionshubs kann für einen größeren Betrag der Kraftstoffzuführung zum DI-Kraftstoffverteilerrohr erwünscht sein. Ein späteres Schließen des Überströmventils relativ zur Dauer des Kompressionshubs kann in einer kleineren Mange Kraftstoff, die dem DI-Kraftstoffverteilerrohr zugeführt wird, resultieren.
Bei 818 endet der Kraftstofffluss durch das Überströmventil hin zum Stufenraum, nachdem das SACV geschlossen wurde. In der Kompressionskammer verbliebener Kraftstoff kann jetzt druckbeaufschlagt und dem DI-Kraftstoffverteilerrohr im verbleibenden Kompressionshub zugeführt werden. Die Routine 800 kann dann enden.
Zurückkehrend zu 802, fährt die Routine 800 mit 820 fort, wenn bestimmt wird, dass die DI-Pumpe im Modus mit standardmäßigem Druck arbeitet, um zu festzustellen, ob der Kraftstoffverteilerrohrdruck (FRP) im DI-Kraftstoffverteilerrohr niedriger ist als der standardmäßige Druck der DI-Kraftstoffpumpe. Wie vorstehend erwähnt, kann der standardmäßige Druck der DI-Kraftstoffpumpe auf dem Druckspeicher, z. B. Speicher 330, basieren. Wenn der FRP nicht niedriger ist als der standardmäßige Druck, fährt die Routine 800 mit 822 fort, wo ein Saughub in der DI-Kraftstoffpumpe beginnen kann.
Da der FRP im DI-Kraftstoffverteilerrohr höher ist als der standardmäßige Druck in der DI-Kraftstoffpumpe, kann Rückflusskraftstoff aus dem vorherigen Kompressionshub größtenteils im Speicher gespeichert werden. Daher kann der folgende Saughub in der DI-Kraftstoffpumpe bei 824 enthalten, Kraftstoff in erster Linie aus dem Speicher durch das mit Spannung versorgte SACV in die Kompressionskammer zu ziehen. Demgemäß kann Kraftstoff in erster Linie aus dem Speicher 330 in die Kompressionskammer eintreten. Um weiter auszuholen, kann im Speicher 330 gespeicherter Kraftstoff aus dem ersten variablen Volumen 340 des Speichers 330 durch den Eingang 332 in den Kanal 348 des Speichers 330 und dadurch bei Knoten 362 in die Kraftstoffzuführungsleitung 344 fließen. Aus dem Speicher 330 gezogener Kraftstoff kann dann fortfahren, durch die Kraftstoffzuführungsleitung 344, vorbei am Knoten 362, durch das erste Rückschlagventil 322, vorbei am Knoten 364 und durch das Überströmventil 312 in die Kompressionskammer 308 der DI-Kraftstoffpumpe 228 zu fließen.
Bei 826 kann ein Kompressionshub anschließend an den Einlasshub bei 822 vorkommen. Ferner kann Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer durch das spannungsfreie SACV fließen. Zusätzliche Einzelheiten des Flusses des Rückflusskraftstoffs werden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Fluss von Rückflusskraftstoff kann aus der Kompressionskammer 308 durch den Stufenraum 318 der DI-Kraftstoffpumpe 228 erfolgen. Ferner kann der Rückflusskraftstoff aus dem Stufenraum in den Speicher 330 der DI-Kraftstoffpumpe 228 fließen. Dabei kann Rückflusskraftstoff nach dem Fließen durch den Stufenraum 318 zum Speicher 330 fließen. Bei 828 kann Rückflusskraftstoff durch das Überströmventil aus der Kompressionskammer austreten, bis ein standardmäßiger Druck in der DI-Kraftstoffpumpe erreicht wird.
Da bei 830 der FRP im DI-Kraftstoffverteilerrohr höher ist als der standardmäßige Druck in der Pumpe, besteht unter Umständen keine Kraftstoffzuführung zum Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr. Folglich kann ein wesentlicher Teil des Kraftstoffs, der sich zu Beginn des Kompressionshubs in der Kompressionskammer befindet, während des Kompressionshubs zur Speicherung in den Speicher verlagert werden. Dieser gespeicherte Kraftstoff kann im anschließenden Einlasshub der DI-Kraftstoffpumpe in die Kompressionskammer gezogen werden. Die Routine 800 kann dann enden.
Zurückkehrend zu 820, fährt die Routine 800 mit 832 fort, wenn bestimmt wird, dass der FRP im DI-Kraftstoffverteilerrohr niedriger ist als der standardmäßige Druck. Bei 832 kann ein Saughub in der DI-Kraftstoffpumpe eingeleitet werden. Der Saughub bei 832 kann einem vorherigen Kompressionshub folgen, in dem eine Quantität Kraftstoff aus der Kompressionskammer dem DI-Kraftstoffverteilerrohr zugeführt worden sein kann. Demgemäß kann Kraftstoff im Saughub bei 832 aus jedem des Speichers und der Hebepumpe in die Kompressionskammer fließen. Kraftstoff kann aus jedem des Speichers 330 und der Hebepumpe durch das spannungsfreie Überströmventil bei 834 in die Kompressionskammer 308 der DI-Pumpe gezogen werden. Wie vorstehend beschrieben, kann Kraftstoff aus dem ersten variablen Volumen 340 des Speichers 330 durch den Eingang 332 in den Kanal 348 des Speichers 330 und dadurch bei Knoten 362 in die Kraftstoffzuführungsleitung 344 fließen. Gespeicherter Kraftstoff aus dem Speicher 330 kann fortfahren, durch das Rückschlagventil 322, vorbei am Knoten 364, durch das SACV 312 in die Kompressionskammer 308 zu fließen. Alternativ kann Kraftstoff aus der Hebepumpe 208 durch den Pumpeneinlass 399 der DI-Kraftstoffpumpe 228 in die Kompressionskammer 308 gezogen werden. Aus der Hebepumpe gezogener Kraftstoff kann durch den ersten Abschnitt 343 der Kraftstoffzuführungsleitung 344, über das dritte Rückschlagventil 321, vorbei am Knoten 362 in die Kraftstoffzuführungsleitung 344 und danach durch das erste Rückschlagventil 322, vorbei am Knoten 364 und durch das Überströmventil 312 in die Kompressionskammer 308 der DI-Kraftstoffpumpe 228 fließen.
Bei 836 kann ein Kompressionshub anschließend an den Einlasshub bei 832 erfolgen. Ferner kann Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer durch das spannungsfreie SACV fließen. Zusätzliche Einzelheiten des Flusses des Rückflusskraftstoffs werden unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Fluss von Rückflusskraftstoff kann aus der Kompressionskammer 308 durch den Stufenraum 318 der DI-Kraftstoffpumpe 228 erfolgen. Ferner kann der Rückflusskraftstoff aus dem Stufenraum in den Speicher 330 der DI-Kraftstoffpumpe 228 fließen. Bei 838 kann Rückflusskraftstoff durch das Überströmventil aus der Kompressionskammer austreten, bis ein standardmäßiger Druck in der DI-Kraftstoffpumpe erreicht wird. Nachdem standardmäßiger Druck in der DI-Kraftstoffpumpe erreicht wurde, kann Kraftstoff bei 840 aus der Kompressionskammer hin zum DI-Kraftstoffverteilerrohr austreten. Da der FRP im DI-Kraftstoffverteilerrohr niedriger ist als der standardmäßige Druck in der DI-Kraftstoffpumpe, kann Kraftstoff aus der Kompressionskammer durch das Auslass-Rückschlagventil dem DI-Kraftstoffverteilerrohr zugeführt werden. Die Routine 800 kann dann enden.
9 zeigt eine beispielhaft Routine 900, die den Kraftstofffluss während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpen-Ausführungsform von 3 beschreibt, wenn das Überströmventil im Durchlasszustand ist. Spezifisch wird Rückflusskraftstoff, der aus der Kompressionskammer durch das Überströmventil fließt, zum Stufenraum der DI-Pumpe zum Kühlen geleitet. Ferner wird der Rückflusskraftstoff erst nach dem Fließen durch den Stufenraum zur Kraftstoffzuführungsleitung am Speicher vorgeschaltet dem Überströmventil zurückgeführt. Die Routine 900 kann nicht von der Steuerung eingeleitet werden und es sind keine Anweisungen für die Routine 900 in der Steuerung gespeichert. Dabei kann die Routine 900 aufgrund der Konstruktion des DI-Pumpensystems und der darin enthaltenen Hardware erfolgen.
Ein Kompressionshub in der DI-Kraftstoffpumpe kann eingeleitet werden, wenn Fluss von Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer durch das Überströmventil während des Betriebsmodus mit standardmäßigem Druck und während eines Betriebs der DI-Kraftstoffpumpe mit weniger als 100 % Leistungszyklus erfolgt. Bei 904 drückt der Pumpenkolben, während der Pumpenkolben den Kompressionshub beginnt und sich hin zur TDC-Position bewegt, Kraftstoff aus der Kompressionskammer hin zum Überströmventil (auch als magnetisch aktiviertes Rückschlagventil bezeichnet). Da das Überströmventil spannungsfrei ist und sich im Durchlasszustand befindet, tritt Kraftstoff aus der Kompressionskammer aus (als Rückflusskraftstoff).
Bei 906 kann das Überströmventil zu Beginn des Kompressionshubs im Modus mit variablem Druck öffnen, wenn die DI-Pumpe mit reduzierten Pumpenhüben arbeitet (z. B. weniger als 100 % Leistungszyklus). Während Kraftstoff bei 908 aus der Kompressionskammer durch das Überströmventil austritt, wird der Kraftstofffluss hin zum Stufenraum geleitet. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 3 und 5 beschrieben, blockiert das erste Rückschlagventil 322 den umgekehrten Kraftstofffluss vom SACV 312 hin zum Speicher 330 (oder LPP 208). Daher wird der Fluss des Rückflusskraftstoffs durch das erste Kraftstoffleitungsrohr 376 hin zum Stufenraum 318 geleitet. Bei 910 kann Kraftstoff, der aus dem Überströmventil (z. B. SACV 312) austritt, durch das erste Ende des ersten Kraftstoffleitungsrohrs (z. B. erstes Ende 372 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376) in das erste Kraftstoffleitungsrohr gezogen werden. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, kann das erste Ende 372 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs am Knoten 364 zwischen dem ersten Rückschlagventil 322 und dem Überströmventil 312 an die Kraftstoffzuführungsleitung 344 fluidgekoppelt sein.
Als nächsten kann Rückflusskraftstoff bei 912 im ersten Kraftstoffleitungsrohr durch das zweite Rückschlagventil (z. B. zweites Rückschlagventil 324) fließen und in den Einlass (z. B. Einlass 352) des Stufenraums 318 eintreten. Dabei kann Kraftstoff durch das zweite Ende 374 des ersten Kraftstoffleitungsrohrs 376 in den Stufenraum 318 fließen. Während der Kraftstoff durch den Stufenraum fließt, kann der erwärmte Kolbenboden (z. B. 307) gekühlt werden. Ferner kann der Stufenraum 318 ebenfalls gekühlt werden, wodurch Verdampfung von Kraftstoff reduziert wird. Bei 914 kann der Rückflusskraftstoff aus dem Stufenraum austreten und kann zum Speicher 330 geleitet werden. Spezifisch kann Rückflusskraftstoff bei 916 an dessen Auslass 354 aus dem Stufenraum 318 austreten. Als nächstes kann dieser Rückflusskraftstoff bei 918 durch das erste Ende 355 des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs 356 in das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 eintreten und kann am Knoten 362 zur Kraftstoffzuführungsleitung 344 zurückgeführt werden. Ferner kann Rückflusskraftstoff bei 920 vom Knoten 362 zum Speicher 330 für Speicherung gefördert werden. Um weiter auszuholen, kann sich der Rückflusskraftstoff durch das zweite Kraftstoffleitungsrohr 356 bewegen und kann in die Kraftstoffzuführungsleitung 344 beim Speicher 330 (z. B. am Knoten 362 nachgeschaltet dem dritten Rückschlagventil 321 und vorgeschaltet dem ersten Rückschlagventil 322) durch das zweite Ende 357 des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs austreten. Des Weiteren kann der Rückflusskraftstoff dann durch den Kanal 348 des Speichers 330 fließen und kann während eines Rests des Kompressionshubs im ersten variablen Volumen 340 des Speichers 330 verbleiben.
Demgemäß kann ein beispielhaftes Verfahren, wenn ein magnetisch aktiviertes Rückschlagventil in einem Durchlasszustand ist, Fließen von Rückflusskraftstoff aus einer Kompressionskammer einer Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe über das magnetisch aktivierte Rückschlagventil und durch einen Stufenraum in einen Speicher umfassen, wobei der Rückflusskraftstoff erst nach Fließen durch den Stufenraum in den Speicher fließt.
Auf diese Weise kann eine beispielhafte DI-Kraftstoffpumpe Zirkulieren von Kraftstoff durch seinen Stufenraum durch positives Pumpen von Kraftstoff aus der Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe zum Stufenraum der DI-Pumpe durch ein spannungsfreies Überströmventil und über das erste Kraftstoffleitungsrohr ermöglichen. Die Zirkulation von Kraftstoff durch den Stufenraum kann größtenteils während eines Kompressionshubs der DI-Kraftstoffpumpe erfolgen. Kraftstoff kann durch den Stufenraum hin zum Speicher zum Speichern während eines restlichen Teils des Kompressionshubs fließen. Der gespeicherte Kraftstoff kann im anschließenden Einlasshub der DI-Kraftstoffpumpe zur Kompressionskammer zurückgeführt werden.
Auf diese Weise kann Erwärmen von Kraftstoff in einem Stufenraum in einer Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe reduziert werden. Durch Einleiten von Kraftstoffzirkulation durch den Stufenraum unter Verwendung von Pumpenhüben in einer Kompressionskammer der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe kann eine Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe, die einen breiteren Kolbenschaft enthält, adäquat gekühlt werden. Dementsprechend können nachteilige Wirkungen von Kraftstoffüberhitzung wie Kraftstoffverdampfung, resultierende reduzierte Schmierung, Festfressen des Pumpenkolbens in der Bohrung usw. verringert werden. Folglich kann die Pumpenleistung verbessert werden, während eine Nutzungsdauer der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe verlängert wird.
Es ist zu beachten, dass die hierin enthaltenen beispielhaften Steuerungs- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystem-Konfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen im nichtflüchtigen Speicher gespeichert werden und können durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit verschiedenen Sensoren, Stellgliedern und anderer Motor-Hardware enthält, ausgeführt werden. Die hierin beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien wie ereignisgesteuert, interruptgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen repräsentieren. Verschiedene dargestellte Aktionen, Betriebsvorgänge und/oder Funktionen können als solche in der dargestellten Abfolge, parallel ausgeführt oder in einigen Fällen ausgelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, wird aber zur Vereinfachung der Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der dargestellten Aktionen, Betriebsvorgänge und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der besonderen Strategie, die eingesetzt wird, wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Aktionen, Betriebsvorgänge und/oder Funktionen Code grafisch repräsentieren, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Aktionen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Komponenten der Motor-Hardware in Kombination mit der elektronischen Steuerung enthält, ausgeführt werden.
Es wird anerkannt werden, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen in der Art beispielhaft sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, da zahlreiche Abwandlungen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf die Motortypen V-6, I-4, I-6, V-12, gegenüberliegende 4 und andere angewandt werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderer hierin offenbarten Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Patentansprüche zeigen bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen auf, die als neu und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Ansprüche sind so zu verstehen, dass sie die Inkorporation eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehrere derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Präsentation neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob im Umfang weiter als die, enger als die, gleich den oder verschieden von den ursprünglichen Ansprüchen, werden ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten angesehen.
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 2013/0118449 [0004]

Claims

Verfahren, umfassend: wenn ein Überströmventil in einem Durchlasszustand ist, Zirkulieren eines Teils Kraftstoff aus einer Kompressionskammer einer Direkteinspritzpumpe zu einem Stufenraum der Direkteinspritzpumpe, wobei das Zirkulieren enthält, den Teil Kraftstoff durch das Überströmventil fließen zu lassen und den Teil Kraftstoff von vorgeschaltet dem Überströmventil und nachgeschaltet einem Speicher in den Stufenraum zu ziehen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Speicher dem Überströmventil vorgeschaltet positioniert ist und wobei ein erstes Rückschlagventil zwischen dem Speicher und dem Überströmventil positioniert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend Zurückführen des Teils Kraftstoff zu einer Kraftstoffzuführungsleitung am Speicher vorgeschaltet dem ersten Rückschlagventil.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Ziehen des Teils Kraftstoff in den Stufenraum von vorgeschaltet dem Überströmventil und nachgeschaltet einem Speicher enthält, den Teil Kraftstoff von vorgeschaltet dem Überströmventil und nachgeschaltet dem ersten Rückschlagventil zu ziehen.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Teil Kraftstoff, der von vorgeschaltet dem Überströmventil und nachgeschaltet dem ersten Rückschlagventil in den Stufenraum gezogen wird, durch ein zweites Rückschlagventil fließt, wobei das zweite Rückschlagventil dem Stufenraum vorgeschaltet angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Teil Kraftstoff Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer enthält.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei jedes des Zirkulierens und des Zurückführens des Teils Kraftstoff während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritzpumpe erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Teil Kraftstoff während eines Zeitraums des Kompressionshubs im Wesentlichen im Speicher gespeichert wird und wobei der Teil Kraftstoff während einer Dauer eines Saughubs in der Direkteinspritzpumpe freigegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Direkteinspritzpumpe einen Pumpenkolben enthält, der an einen Kolbenschaft gekoppelt ist, wobei der Kolbenschaft einen Außendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen der gleiche ist wie ein Außendurchmesser des Pumpenkolbens.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Direkteinspritzpumpe einen Pumpenkolben enthält, der an einen Kolbenschaft gekoppelt ist, wobei der Kolbenschaft einen Außendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen die Hälfte eines Außendurchmessers des Pumpenkolbens beträgt.
Verfahren, umfassend: wenn ein magnetisch aktiviertes Rückschlagventil in einem Durchlasszustand ist, Fließen von Rückflusskraftstoff aus einer Kompressionskammer einer Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe über das magnetisch aktivierte Rückschlagventil und durch einen Stufenraum in einen Speicher, wobei der Rückflusskraftstoff erst nach Fließen durch den Stufenraum in den Speicher fließt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Speicher jedem eines ersten Rückschlagventils und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil vorgeschaltet angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer durch das magnetisch aktivierte Rückschlagventil in den Stufenraum durch ein zweites Rückschlagventil in einem Kanal fließt, wobei ein Einlass des Kanals zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil fluidgekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Fließen des Rückflusskraftstoffs im Wesentlichen während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe erfolgt.
System, umfassend: einen Motor; eine Hebepumpe; eine Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe, die einen Kolben, der an einen Kolbenschaft gekoppelt ist, eine Kompressionskammer, einen Stufenraum und einen Nocken zum Antreiben des Kolbens enthält; ein Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr, das an einen Auslass der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe fluidgekoppelt ist; ein magnetisch aktiviertes Rückschlagventil, das an einem Einlass der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe positioniert ist; eine Kraftstoffzuführungsleitung, die die Hebepumpe und das magnetisch aktivierte Rückschlagventil fluidkoppelt; einen Speicher, der dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil vorgeschaltet positioniert ist, wobei der Speicher mit der Kraftstoffzuführungsleitung fluidkommuniziert; ein erstes Rückschlagventil, das an die Kraftstoffzuführungsleitung zwischen dem Speicher und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil gekoppelt ist; ein erstes Kraftstoffleitungsrohr, das ein zweites Rückschlagventil enthält; wobei ein erstes Ende des ersten Kraftstoffleitungsrohrs an die Kraftstoffzuführungsleitung zwischen dem ersten Rückschlagventil und dem magnetisch aktivierten Rückschlagventil fluidgekoppelt ist; ein zweites Ende des ersten Kraftstoffleitungsrohrs an einen Einlass des Stufenraums fluidgekoppelt ist; ein zweites Kraftstoffleitungsrohr; wobei ein erstes Ende des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs an einen Auslass des Stufenraums fluidgekoppelt ist; und ein zweites Ende des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs an die Kraftstoffzuführungsleitung am Speicher vorgeschaltet dem ersten Rückschlagventil und nachgeschaltet einem dritten Rückschlagventil fluidgekoppelt ist.
System nach Anspruch 15, ferner umfassend eine Steuerung, die ausführbare Anweisungen aufweist, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum Spannungsfreimachen des magnetisch aktivierten Rückschlagventils, um in einem Durchlasszustand zu funktionieren.
System nach Anspruch 16, wobei während eines Teils eines Kompressionshubs in der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe Rückflusskraftstoff aus der Kompressionskammer durch das magnetisch aktivierte Rückschlagventil im Durchlasszustand in das erste Ende des ersten Kraftstoffleitungsrohrs, durch das zweite Rückschlagventil und durch das zweite Ende des ersten Kraftstoffleitungsrohrs in den Einlass des Stufenraums zum Stufenraum fließt.
System nach Anspruch 17, wobei der Rückflusskraftstoff ferner aus dem Auslass des Stufenraums in das erste Ende des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs hin zum Speicher und die Kraftstoffzuführungsleitung durch das zweite Ende des zweiten Kraftstoffleitungsrohrs strömt.
System nach Anspruch 18, wobei das magnetisch aktivierte Rückschlagventil während eines Betriebsmodus mit standardmäßigem Druck der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe für einen gesamten Pumpenhub spannungsfrei gemacht wird.
System nach Anspruch 18, wobei das magnetisch aktivierte Rückschlagventil während eines Betriebsmodus mit variablem Druck der Direkteinspritzung-Kraftstoffpumpe für einen Teil eines Pumpenhubs spannungsfrei gemacht wird.