DE102016111377A1 - Systeme und Verfahren zur Kraftstoffeinspritzung - Google Patents

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Joseph Norman Ulrey
Ross Dykstra Pursifull
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Abstract

Es werden Verfahren und Systeme für eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe bereitgestellt. In einem Beispiel kann Druck in einer Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe während eines ganzen Pumpenzyklus, einschließlich eines Kompressionshubs und eines Saughubs, auf einen im Wesentlichen konstanten Druck geregelt werden.

Description

  • Gebiet
  • Die vorliegende Beschreibung bezieht sich im Allgemeinen auf Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffpumpe, insbesondere einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe.
  • Hintergrund/Zusammenfassung
  • Kraftstoff-Kanal-/Direkteinspritz-Kraftmaschinen (PFDI-Kraftmaschinen) enthalten sowohl die Kanaleinspritzung als auch die Direkteinspritzung des Kraftstoffs und können jeden Einspritzmodus vorteilhaft verwenden. Bei höheren Kraftmaschinenlasten kann der Kraftstoff für eine verbesserte Kraftmaschinenleistung (z. B. durch das Vergrößern des verfügbaren Drehmoments und der Kraftstoffwirtschaftlichkeit) z. B. unter Verwendung der Kraftstoff-Direkteinspritzung in die Kraftmaschine eingespritzt werden. Bei niedrigeren Kraftmaschinenlasten und während des Startens der Kraftmaschine kann der Kraftstoff unter Verwendung der Kraftstoff-Kanaleinspritzung in die Kraftmaschine eingespritzt werden, um eine verbesserte Kraftstoffverdampfung für eine verbesserte Mischung bereitzustellen und um die Kraftmaschinenemissionen zu verringern. Ferner kann die Kraftstoff-Kanaleinspritzung bei niedrigeren Kraftmaschinenlasten eine Verbesserung der Kraftstoffwirtschaftlichkeit gegenüber der Direkteinspritzung bereitstellen. Noch weiter können Geräusch, Schwingung und Härte (NVH) verringert werden, wenn mit der Kanaleinspritzung des Kraftstoffs gearbeitet wird. Zusätzlich können unter einigen Bedingungen sowohl die Kanaleinspritzdüsen als auch die Direkteinspritzdüsen zusammen betrieben werden, um die Vorteile beider Typen der Kraftstoffzufuhr oder in einigen Fällen unterschiedlicher Kraftstoffe wirksam einzusetzen.
  • In PFDI-Kraftmaschinen versorgt eine Saugpumpe (die auch als Niederdruckpumpe bezeichnet wird) sowohl Kanaleinspritzdüsen als auch eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe (die auch als Hochdruckpumpe bezeichnet wird) mit Kraftstoff aus einem Kraftstofftank. Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe kann Direkteinspritzdüsen Kraftstoff mit einem höheren Druck zuführen. Unter einigen Kraftmaschinenbedingungen, zum Beispiel niedrigeren Kraftmaschinenlasten, kann Kraftstoff möglicherweise nicht über Direkteinspritzdüsen in die Kraftmaschine eingespritzt werden. Somit kann die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe unter diesen Bedingungen deaktiviert werden. Insbesondere kann ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil an einem Einlass einer Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe in einem Durchlassmodus gehalten werden, um Kraftstoffströmung in die und aus der Kompressionskammer zu gestatten. Unter solchen Bedingungen besteht ein mögliches Problem darin, dass die Direkteinspritzpumpe beeinträchtigt werden kann, wenn Kraftstoffströmung durch die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe angehalten wird. Insbesondere können die Schmierung und die Kühlung der Direkteinspritzpumpe reduziert werden, während die Direkteinspritzpumpe deaktiviert ist, was zu einer Beeinträchtigung der Direkteinspritzpumpe führt.
  • Ein beispielhafter Ansatz für die Bereitstellung von Schmierung während einer Deaktivierung der Direkteinspritzpumpe wird von Pursifull et al. in der US 2014/0224217 gezeigt. Hierin wird durch Steuern eines Drucks in der Kompressionskammer während eines Kompressionshubs bei Sperrung einer Kraftstoffbeaufschlagung durch Direkteinspritzdüsen in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe eine Druckdifferenz erzeugt. Insbesondere kann der Druck in der Kompressionskammer während des Kompressionshubs auf einen Druck erhöht werden, der höher als ein Ausgangsdruck der Saugpumpe ist. Durch Erhöhen des Drucks während des Kompressionshubs kann eine Schmierung eines Zylinders und Pumpenkolbens der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe verbessert werden.
  • Die vorliegenden Erfinder haben bei dem obigen Ansatz ein mögliches Problem identifiziert. Als Beispiel kann die Schmierung des Zylinders und Pumpenkolbens der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe nicht während eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe erfolgen. Hierin kann sich die Kompressionskammer auf dem gleichen Druck wie eine Stufenkammer (unterhalb der Unterseite des Pumpenkolbens gebildete Kammer) befinden, und die fehlende Druckdifferenz kann dazu führen, dass zumindest während eines Teils jedes Pumpenhubs keine Schmierung erfolgt. Ohne Schmierung und Kühlung während des Saughubs kann eine Pumpenbeeinträchtigung weiter ein Problem sein.
  • Die vorliegenden Erfinder haben das obige Problem erkannt und einen Ansatz identifiziert, mit dem dem Problem zumindest teilweise begegnet werden kann. Der Ansatz umfasst ein beispielhaftes Verfahren, das Regeln eines Drucks in einer Stufenkammer einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe auf einen im Wesentlichen konstanten Druck sowohl während eines Kompressionshubs als auch eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe umfasst. Auf diese Weise kann eine Druckdifferenz in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe erhalten werden, wodurch Schmierung bereitgestellt wird.
  • Zum Beispiel kann eine an eine Kraftmaschine gekoppelte Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe einen sich in einer Bohrung hin und her bewegenden Pumpenkolben enthalten, wobei der Pumpenkolben durch eine Kurbelwelle der Kraftmaschine angetrieben wird. Eine Kompressionskammer kann auf einer ersten Seite des Pumpenkolbens ausgebildet sein, und eine Stufenkammer kann auf einer zweiten Seite des Pumpenkolbens ausgebildet sein, wobei die erste Seite und die zweite Seite einander gegenüberliegend positioniert sind. In einem Beispiel ist die Kompressionskammer vertikal über einer Oberseite des Pumpenkolbens ausgebildet, während die Stufenkammer vertikal unterhalb der Unterseite des Pumpenkolbens ausgebildet ist. Die Stufenkammer kann fluidtechnisch an einen Druckspeicher gekoppelt sein, der Kraftstoff speichert, wodurch ermöglicht wird, dass ein Druck der Stufenkammer sowohl während eines Kompressionshubs als auch eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe geregelt wird. Der Druckspeicher kann einen im Wesentlichen konstanten Druck in der Stufenkammer ermöglichen, wobei der konstante Druck höher als ein Ausgangsdruck einer Saugpumpe ist.
  • Auf diese Weise kann Schmierung der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe während einer Deaktivierung von Direkteinspritzdüsen ermöglicht werden. Durch Regeln von Druck in der Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe können die Bohrung und der Pumpenkolben geschmiert werden. Insbesondere kann eine Druckdifferenz über den Pumpenkolben der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gebildet werden, der Kraftstoffströmung in einen Zwischenraum zwischen dem Pumpenkolben und der Bohrung gestattet, wodurch Schmierung bereitgestellt wird. Demgemäß kann eine Beeinträchtigung der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe reduziert werden, wodurch eine Verbesserung der Leistung der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gestattet wird. Ferner kann der Ansatz bei geringeren Kosten und geringerer Komplexität angewandt werden. Ferner kann die Haltbarkeit der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe erhöht werden.
  • Es sollte selbstverständlich sein, dass die obige Zusammenfassung bereitgestellt ist, um in vereinfachter Form eine Auswahl der Konzepte einzuführen, die in der ausführlichen Beschreibung weiter beschrieben sind. Sie ist nicht beabsichtigt, Schlüssel- oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, dessen Schutzumfang eindeutig durch die Ansprüche definiert ist, die der ausführlichen Beschreibung folgen. Außerdem ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf die Implementierungen eingeschränkt, die alle oben oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung angegebenen Nachteile beseitigen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 stellt eine schematische Kraftmaschine dar, die ausschließlich durch Direkteinspritzdüsen mit Kraftstoff beaufschlagt werden kann oder die sowohl durch Direkteinspritzdüsen als auch durch Kanaleinspritzdüsen mit Kraftstoff beaufschlagt werden kann.
  • 2, 3 und 4 veranschaulichen eine erste beispielhafte Ausführungsform, eine zweite beispielhafte Ausführungsform bzw. eine dritte beispielhafte Ausführungsform eines Kraftstoffsystems, die mit der Kraftmaschine nach 1 verwendet werden können.
  • 5, 6 und 7 stellen beispielhafte Betriebsabläufe für eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe dar, die in jede der ersten beispielhaften Ausführungsform nach 2, der zweiten beispielhaften Ausführungsform nach 3 bzw. der dritten beispielhaften Ausführungsform nach 4 gekoppelt ist.
  • 8 zeigt eine vierte beispielhafte Ausführungsform des Kraftstoffsystems.
  • 9 stellt einen beispielhaften Betriebsablauf einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe der vierten beispielhaften Ausführungsform des Kraftstoffsystems dar.
  • 10 zeigt eine fünfte beispielhafte Ausführungsform des Kraftstoffsystems, das Kanaleinspritzdüsen und Direkteinspritzdüsen enthält.
  • 11 stellt einen beispielhaften Betriebsablauf einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe in der fünften beispielhaften Ausführungsform des Kraftstoffsystems dar.
  • 12, 13 und 14 veranschaulichen schematisch eine sechste beispielhafte Ausführungsform, eine siebente beispielhafte Ausführungsform bzw. eine achte beispielhafte Ausführungsform des Kraftstoffsystems, das in der Kraftmaschine nach 1 enthalten sein kann.
  • 15, 16 und 17 stellen beispielhafte Betriebsabläufe in den Direkteinspritz-Kraftstoffpumpen dar, die in der sechsten beispielhaften Ausführungsform nach 12, in der siebenten beispielhaften Ausführungsform nach 13 bzw. in der achten beispielhaften Ausführungsform nach 14 enthalten sind.
  • 18 ist eine neunte beispielhafte Ausführungsform des Kraftstoffsystems, wobei sie einen Druckspeicher enthält.
  • 19 ist ein beispielhafter Betriebsablauf in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die in der neunten beispielhaften Ausführungsform des Kraftstoffsystems enthalten ist.
  • 20 und 21 sind eine zehnte beispielhafte Ausführungsform bzw. eine elfte beispielhafte Ausführungsform des Kraftstoffsystems.
  • 22 und 23 veranschaulichen beispielhafte Betriebsabläufe in den Direkteinspritz-Kraftstoffpumpen, die in der zehnten beispielhaften Ausführungsform des Kraftstoffsystems in 20 bzw. der elften beispielhaften Ausführungsform des Kraftstoffsystems nach 21 enthalten sind.
  • 24 stellt einen beispielhaften Ablaufplan dar, der einen Steuerbetrieb eines solenoidaktivierten Rückschlagventils in einer in dem Kraftstoffsystem enthaltenen Hochdruckpumpe veranschaulicht.
  • 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 und 33 stellen beispielhafte Ablaufpläne für die Änderungen des Drucks in der Hochdruckpumpe dar, die in den früher eingeführten verschiedenen Ausführungsformen des Kraftstoffsystems enthalten ist.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Systeme und Verfahren zum Betreiben einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe. Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe (DI-Kraftstoffpumpe) kann innerhalb eines Kraftmaschinensystems, wie z. B. der in 1 gezeigten Kraftmaschine, enthalten sein. Die DI-Kraftstoffpumpe kann ein elektronisch gesteuertes Überströmventil enthalten, das durch einen Controller der Kraftmaschine basierend auf den Kraftmaschinenbedingungen in einen erregten oder einen aberregten Zustand geregelt werden kann (24). Die Schmierung und die Kühlung (ebenso wie die Dampfvermeidung) der DI-Kraftstoffpumpe können durch verschiedene Verfahren verbessert werden, wie in den verschiedenen Ausführungsformen eines Kraftstoffsystems, das die DI-Kraftstoffpumpe enthält, gezeigt ist. In einem Beispiel können ein oder mehrere Überdruckventile (die 2, 3 und 4) in dem Kraftstoffsystem enthalten sein, um den erhöhten Druck in einer Stufenkammer (die 5, 6 und 7) der DI-Kraftstoffpumpe und/oder einer Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe zu ermöglichen. In einem weiteren Beispiel kann die Kompressionskammer zusätzlich oder alternativ die Stufenkammer unter Druck setzen (die 8, 9, 10 und 11). Alternative Ausführungsformen des Kraftstoffsystems können die Kraftstoffbeaufschlagung eines Kraftstoffverteilers der Kanaleinspritzdüsen mit der DI-Kraftstoffpumpe enthalten. Spezifisch können sowohl die Stufenkammer als auch die Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen Kraftstoff bereitstellen (die 12, 13 und 14). Der dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen zugeführte Kraftstoff kann unter Druck gesetzt werden (die 15, 16 und 17). In noch anderen Ausführungsformen des Kraftstoffsystems kann ein Druckspeicher (18) oder ein Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen, der als ein Druckspeicher arbeitet, (die 20 und 21) die Stufenkammer der DI-Kraftstoffpumpe auf einem konstanten Druck aufrechterhalten (die 19, 22 und 23). Beispielhafte Änderungen des Drucks in der Kompressionskammer und der Stufenkammer jeder Ausführungsform werden bezüglich der 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 und 33 beschrieben. Die hier beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen des Kraftstoffsystems können sowohl eine verbesserte Schmierung der DI-Kraftstoffpumpe ermöglichen als auch ausreichend unter Druck gesetzten Kraftstoff dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen bereitstellen.
  • Es wird erkannt, dass in den in der vorliegenden Offenbarung gezeigten beispielhaften Kraftstoff-Kanal-/Direkteinspritzsystemen (PFDI-Systemen) die Direkteinspritzdüsen entfernt werden können, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
  • Ein Kraftstoffzufuhrsystem für eine Kraftmaschine kann mehrere Kraftstoffpumpen zum Bereitstellen eines Kraftstoff-Solldrucks für die Kraftstoffeinspritzdüsen enthalten. Als ein Beispiel kann das Kraftstoffzufuhrsystem eine Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck (die außerdem als Saugpumpe bezeichnet wird) und eine Kraftstoffpumpe mit höherem Druck (die außerdem als Hochdruck- oder Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe bezeichnet wird), die zwischen einem Kraftstofftank und den Kraftstoffeinspritzdüsen angeordnet sind, enthalten. Die Kraftstoffpumpe mit höherem Druck kann stromaufwärts eines Hochdruck-Kraftstoffverteilers in ein Direkteinspritzsystem gekoppelt sein, um einen Druck des Kraftstoffs zu erhöhen, der den Kraftmaschinenzylindern durch die Direkteinspritzdüsen zugeführt wird. Wie im Folgenden weiter beschrieben wird, kann die Pumpe mit höherem Druck außerdem Kraftstoff einem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen zuführen. Ein solenoidaktiviertes Einlassrückschlagventil, das außerdem als ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil oder Überströmventil bezeichnet wird, kann stromaufwärts einer Kompressionskammer in der Pumpe mit höherem Druck (HP-Pumpe) angekoppelt sein, um die Kraftstoffströmung in die Kompressionskammer der Pumpe mit höherem Druck zu regeln. Das Überströmventil ist im Allgemeinen elektronisch durch einen Controller gesteuert, der Teil eines Steuersystems für die Kraftmaschine des Fahrzeugs sein kann. Weiterhin kann der Controller außerdem eine sensorische Eingabe von einem Sensor, wie z. B. einen Winkelpositionssensor, aufweisen, die es dem Controller ermöglicht, die Aktivierung des Überströmventils synchron mit einem Antriebsnocken zu befehlen, der die Hochdruckpumpe antreibt.
  • Hinsichtlich der Terminologie, die überall in dieser ausführlichen Beschreibung verwendet wird, kann eine Hochdruckpumpe oder eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe entsprechend als eine HP-Pumpe (oder alternativ eine HPP) oder eine DI-Kraftstoffpumpe abgekürzt werden. Die DI-Kraftstoffpumpe als solche kann außerdem als DI-Pumpe bezeichnet werden. Entsprechend können HPP und DI-Kraftstoffpumpe synonym verwendet werden, um auf die Hochdruck-Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu verweisen. Ähnlich kann eine Niederdruckpumpe außerdem als eine Saugpumpe bezeichnet werden. Ferner kann die Niederdruckpumpe als eine LP-Pumpe oder eine LPP abgekürzt werden. Die Kraftstoff-Kanaleinspritzung kann als PFI abgekürzt werden, während die Direkteinspritzung als DI abgekürzt werden kann. Außerdem kann der Kraftstoffverteilerdruck oder der Wert des Drucks des Kraftstoffs innerhalb des Kraftstoffverteilers als FRP abgekürzt werden. Der Direkteinspritz-Kraftstoffverteiler kann außerdem als ein Hochdruck-Kraftstoffverteiler bezeichnet werden, der als ein HP-Kraftstoffverteiler abgekürzt werden kann. Außerdem kann das solenoidaktivierte Einlassrückschlagventil zum Steuern der Kraftstoffströmung in die Kompressionskammer der HP-Pumpe als ein Überströmventil, ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil (SACV), ein elektronisch gesteuertes solenoidaktiviertes Einlassrückschlagventil und außerdem als ein elektronisch gesteuertes Ventil bezeichnet werden. Wenn ferner das solenoidaktivierte Einlassrückschlagventil aktiviert ist, wird die HP-Pumpe als in einem Modus mit variablem Druck arbeitend bezeichnet. Ferner kann das solenoidaktivierte Rückschlagventil während des Betriebs der HP-Pumpe im Modus mit variablem Druck in seinem aktivierten Zustand aufrechterhalten werden. Falls das solenoidaktivierte Rückschlagventil deaktiviert ist und sich die HP-Pumpe auf die mechanische Druckregelung ohne irgendwelche Befehle für das elektronisch gesteuerte Überströmventil stützt, wird die HP-Pumpe als in einem mechanischen Modus oder in einem Modus mit vorgegebenem Druck (oder einfach in einem vorgegebenen Modus) arbeitend bezeichnet. Ferner kann das solenoidaktivierte Rückschlagventil während des Betriebs der HP-Pumpe im Modus mit vorgegebenem Druck in seinem deaktivierten Zustand aufrechterhalten werden.
  • 1 stellt ein Beispiel einer Verbrennungskammer oder eines Zylinders einer Brennkraftmaschine 10 dar. Die Kraftmaschine 10 kann wenigstens teilweise durch ein Steuersystem, das einen Controller 12 enthält, und durch eine Eingabe von einer Bedienungsperson 130 des Fahrzeugs über eine Eingabevorrichtung 132 gesteuert sein. In diesem Beispiel enthält die Eingabevorrichtung 132 ein Fahrpedal und einen Pedalpositionssensor 134 zum Erzeugen eines proportionalen Pedalpositionssignals PP. Der Zylinder 14 (der hier außerdem als die Verbrennungskammer 14 bezeichnet wird) der Kraftmaschine 10 kann die Verbrennungskammerwände 136 enthalten, in denen ein Kolben 138 positioniert ist. Der Kolben 138 kann an eine Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, so dass die Hin- und Herbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgesetzt wird. Die Kurbelwelle 140 kann über ein (nicht gezeigtes) Getriebesystem an wenigstens ein Antriebsrad des Passagierfahrzeugs gekoppelt sein. Ferner kann ein (nicht gezeigter) Startermotor über eine (nicht gezeigte) Schwungscheibe an die Kurbelwelle 140 gekoppelt sein, um eine Startoperation der Kraftmaschine 10 zu ermöglichen.
  • Der Zylinder 14 kann Einlassluft über eine Folge von Einlassluftkanälen 142, 144 und 146 empfangen. Die Einlassluftkanäle 142, 144 und 146 können zusätzlich zu dem Zylinder 14 mit weiteren Zylindern der Kraftmaschine 10 in Verbindung stehen. In einigen Beispielen können einer oder mehrere der Einlassluftkanäle eine Ladevorrichtung, wie z. B. einen Turbolader oder einen Lader, enthalten. 1 zeigt, dass die Kraftmaschine 10 z. B. mit einem Turbolader konfiguriert ist, der einen Kompressor 174, der zwischen den Einlassluftkanälen 142 und 144 angeordnet ist, und eine Abgasturbine 176, die entlang dem Auslasskanal 158 angeordnet ist, enthält. Der Kompressor 174 kann über eine Welle 180 wenigstens teilweise durch die Abgasturbine 176 angetrieben sein, wobei die Ladevorrichtung als ein Turbolader konfiguriert ist. In anderen Beispielen, wie z. B. wenn die Kraftmaschine 10 mit einem Lader versehen ist, kann die Abgasturbine 176 optional weggelassen sein, wobei der Kompressor 174 durch eine mechanische Eingabe von einem Motor oder der Kraftmaschine angetrieben sein kann.
  • Eine Drosselklappe 162, die eine Drosselklappenplatte 164 enthält, kann zwischen den Einlassluftkanälen 144 und 146 der Kraftmaschine zum Variieren der Durchflussmenge und/oder des Drucks der Einlassluft, die den Kraftmaschinenzylindern bereitgestellt wird, angeordnet sein. Die Drosselklappe 162 kann z. B. stromabwärts des Kompressors 174 positioniert sein, wie in 1 gezeigt ist, oder kann alternativ stromaufwärts des Kompressors 174 bereitgestellt sein.
  • Der Auslasskrümmer 148 kann die Abgase zusätzlich zu dem Zylinder 14 von den anderen Zylindern der Kraftmaschine 10 empfangen. Es ist gezeigt, dass ein Abgassensor 128 stromaufwärts einer Abgasreinigungsvorrichtung 178 an den Auslasskanal 158 gekoppelt ist. Der Sensor 128 kann aus verschiedenen geeigneten Sensoren ausgewählt sein, um eine Angabe des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses der Abgase bereitzustellen, wie z. B. ein linearer Sauerstoffsensor oder UEGO-(universeller oder Weitbereichs-Abgassauerstoff-), ein Zweizustands-Sauerstoffsensor oder EGO-(wie dargestellt ist), ein HEGO-(ein erwärmter EGO-), ein NOx-, HC- oder CO-Sensor. Die Abgasreinigungsvorrichtung 178 kann ein Dreiwegekatalysator (TWC), eine NOx-Falle, verschiedene andere Abgasreinigungsvorrichtungen oder Kombinationen daraus sein.
  • Jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 kann ein oder mehrere Einlassventile und ein oder mehrere Auslassventile enthalten. Es ist z. B. gezeigt, dass der Zylinder 14 wenigstens ein Einlass-Tellerventil 150 und wenigstens ein Auslass-Tellerventil 156 enthält, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders 14 befinden. In einigen Beispielen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 einschließlich des Zylinders 14 wenigstens zwei Einlass-Tellerventile und wenigstens zwei Auslass-Tellerventile enthalten, die sich in einem oberen Bereich des Zylinders befinden.
  • Das Einlassventil 150 kann durch den Controller 12 über einen Aktuator 152 gesteuert sein. Ähnlich kann das Auslassventil 156 durch den Controller 12 über einen Aktuator 154 gesteuert sein. Während einiger Bedingungen kann der Controller 12 die den Aktuatoren 152 und 154 bereitgestellten Signale variieren, um das Öffnen und das Schließen der jeweiligen Einlass- und Auslassventile zu steuern. Die Positionen des Einlassventils 150 und des Auslassventils 156 können durch jeweilige (nicht gezeigte) Ventilpositionssensoren bestimmt werden. Die Ventilaktuatoren können der elektrische Ventilbetätigungstyp oder der Nockenbetätigungstyp oder eine Kombination daraus sein. Die Zeitsteuerung der Einlass- und Auslassventile kann gleichzeitig gesteuert sein oder es kann irgendeine von einer Möglichkeit der variablen Einlassnocken-Zeitsteuerung, der variablen Auslassnocken-Zeitsteuerung, der doppelt unabhängigen variablen Nockenzeitsteuerung oder der festen Nockenzeitsteuerung verwendet werden. Jedes Nockenbetätigungssystem kann einen oder mehrere Nocken enthalten und kann ein Nockenkurvenschaltsystem (CPS-System) und/oder ein System mit variabler Nockenzeitsteuerung (VCT-System) und/oder ein System mit variabler Ventilzeitsteuerung (VVT-System) und/oder ein System mit variablem Ventilhub (VVL-System) verwenden, die durch den Controller 12 betätigt sein können, um den Ventilbetrieb zu variieren. Der Zylinder 14 kann z. B. alternativ ein über eine elektrische Ventilbetätigung gesteuertes Einlassventil und ein über eine Nockenbetätigung, die das CPS und/oder die VCT enthält, gesteuertes Auslassventil enthalten. In anderen Beispielen können die Einlass- und Auslassventile durch ein gemeinsames Ventilaktuator- oder Ventilbetätigungssystem oder ein Ventilaktuator- oder Ventilbetätigungssystem mit variabler Zeitsteuerung gesteuert sein.
  • Der Zylinder 14 kann ein Verdichtungsverhältnis aufweisen, das das Verhältnis der Volumina ist, wenn sich der Kolben 138 an der Position des unteren Totpunkts oder an der Position des oberen Totpunkts befindet. In einem Beispiel liegt das Verdichtungsverhältnis im Bereich von 9:1 bis 10:1. In einigen Beispielen, in denen andere Kraftstoffe verwendet werden, kann das Verdichtungsverhältnis jedoch vergrößert sein. Dies kann z. B. geschehen, wenn Kraftstoffe mit höherer Oktanzahl oder Kraftstoffe mit einer höheren latenten Verdampfungsenthalpie verwendet werden. Falls eine Direkteinspritzung verwendet wird, kann das Verdichtungsverhältnis aufgrund ihrer Wirkung auf das Kraftmaschinenklopfen außerdem vergrößert sein.
  • In einigen Beispielen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 eine Zündkerze 192 zum Einleiten der Verbrennung enthalten. Das Zündsystem 190 kann der Verbrennungskammer 14 in Reaktion auf ein Zündvorverstellungssignal SA von dem Controller 12 unter ausgewählten Betriebsmodi über die Zündkerze 192 einen Zündfunken bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann jedoch die Zündkerze 192 weggelassen sein, wie z. B. wo die Kraftmaschine 10 die Verbrennung durch Selbstzündung oder durch die Einspritzung des Kraftstoffs einleiten kann, wie es bei einigen Diesel-Kraftmaschinen der Fall sein kann.
  • In einigen Beispielen kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 10 mit einer oder mehreren Kraftstoffeinspritzdüsen konfiguriert sein, um ihm Kraftstoff bereitzustellen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel ist gezeigt, dass der Zylinder 14 die Kraftstoffeinspritzdüse 166 enthält. Es ist gezeigt, dass die Kraftstoffeinspritzdüse 166 direkt an den Zylinder 14 gekoppelt ist, um den Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW-1, das über einen elektronischen Treiber 168 von dem Controller 12 empfangen wird, direkt in ihn einzuspritzen. In dieser Weise stellt die Kraftstoffeinspritzdüse 166 das bereit, was als die Direkteinspritzung (die im Folgenden als "DI" bezeichnet wird) des Kraftstoffs in den Zylinder 14 bekannt ist. Während 1 zeigt, dass die Einspritzdüse 166 an einer Seite des Zylinders 14 positioniert ist, kann sie sich alternativ über dem Kolben, z. B. in der Nähe der Position der Zündkerze 192, befinden. Eine derartige Position kann, wenn die Kraftmaschine mit einem Kraftstoff auf Alkoholbasis betrieben wird, aufgrund der geringeren Flüchtigkeit einiger Kraftstoffe auf Alkoholbasis die Mischung und die Verbrennung verbessern. Alternativ kann sich die Einspritzdüse über dem und in der Nähe des Einlassventils befinden, um die Mischung zu verbessern. Der Kraftstoff kann der Kraftstoffeinspritzdüse 166 von einem Kraftstofftank eines Kraftstoffsystems 8 über eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe und einen Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Ferner kann der Kraftstofftank einen Drucksensor aufweisen, der dem Controller 12 ein Signal bereitstellt.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die Kraftmaschine 10 außerdem eine optionale Kraftstoffeinspritzdüse 170 (die als eine gestrichelte Kraftstoffeinspritzdüse gezeigt ist) enthalten. Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können konfiguriert sein, den von dem Kraftstoffsystem 8 empfangenen Kraftstoff zuzuführen. Wie später in der ausführlichen Beschreibung ausgearbeitet wird, kann das Kraftstoffsystem 8 einen oder mehrere Kraftstofftanks, Kraftstoffpumpen und Kraftstoffverteiler enthalten.
  • Es ist gezeigt, dass die optionale Kraftstoffeinspritzdüse 170 anstatt in dem Zylinder 14 in einer Konfiguration, die das bereitstellt, was als die Kanaleinspritzung des Kraftstoffs in die Einlassöffnung stromaufwärts des Zylinders 14 bekannt ist, im Einlassluftkanal 146 angeordnet ist. Die optionale Kraftstoffeinspritzdüse 170 kann den von dem Kraftstoffsystem 8 empfangenen Kraftstoff proportional zu der Impulsbreite eines Signals FPW-2, das über einen elektronischen Treiber 171 von dem Controller 12 empfangen wird, einspritzen. Es sei angegeben, dass ein einziger elektronischer Treiber 168 oder 171 für beide Kraftstoffeinspritzsysteme verwendet werden kann oder dass mehrere Treiber, z. B. der elektronische Treiber 168 für die Kraftstoffeinspritzdüse 166 und der elektronische Treiber 171 für die optionale Kraftstoffeinspritzdüse 170, verwendet werden können, wie dargestellt ist.
  • In einem alternativen Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 als Kraftstoff-Direkteinspritzdüse konfiguriert sein, um den Kraftstoff direkt in den Zylinder 14 einzuspritzen. In einem weiteren Beispiel kann jede der Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 als Kraftstoff-Kanaleinspritzdüse konfiguriert sein, um den Kraftstoff stromaufwärts des Einlassventils 150 einzuspritzen. In noch weiteren Beispielen kann der Zylinder 14 nur eine einzige Kraftstoffeinspritzdüse enthalten, die konfiguriert ist, unterschiedliche Kraftstoffe in variierenden relativen Mengen als ein Kraftstoffgemisch von den Kraftstoffsystemen zu empfangen, und die ferner konfiguriert ist, dieses Kraftstoffgemisch entweder als eine Kraftstoff-Direkteinspritzdüse direkt in den Zylinder oder als eine Kraftstoff-Kanaleinspritzdüse stromaufwärts der Einlassventile einzuspritzen. In einem noch weiteren Beispiel kann der Zylinder 14 ausschließlich durch die optionale Kraftstoffeinspritzdüse 170 oder ausschließlich durch Kanaleinspritzung (die außerdem als Einlasskrümmereinspritzung bezeichnet wird) mit Kraftstoff beaufschlagt werden. Als solches sollte erkannt werden, dass die hier beschriebenen Kraftstoffsysteme nicht durch die speziellen Konfigurationen der Kraftstoffeinspritzdüsen, die hier beispielhaft beschrieben sind, eingeschränkt werden sollten.
  • Der Kraftstoff kann während eines einzigen Zyklus des Zylinders durch beide Einspritzdüsen dem Zylinder zugeführt werden. Jede Einspritzdüse kann z. B. einen Anteil einer Gesamtkraftstoffeinspritzung, die in dem Zylinder 14 verbrannt wird, zuführen. Ferner können sich die Verteilung und/oder die relative Menge des Kraftstoffs, der von jeder Einspritzdüse zugeführt wird, mit den Betriebsbedingungen ändern, wie z. B. der Kraftmaschinenlast, dem Klopfen und der Abgastemperatur, wie z. B. hier im Folgenden beschrieben wird. Der über Kanaleinspritzung eingespritzte Kraftstoff kann sowohl während eines Ereignisses offener Einlassventile, eines Ereignisses geschlossener Einlassventile (z. B. im Wesentlichen vor dem Einlasstakt) als auch während des Betriebs sowohl mit offenen als auch mit geschlossenen Einlassventilen zugeführt werden. Ähnlich kann der direkt eingespritzte Kraftstoff z. B. sowohl während eines Einlasstakts als auch teilweise während eines vorhergehenden Ausstoßtakts, während des Einlasstakts und teilweise während des Verdichtungstakts zugeführt werden. Als solcher kann der eingespritzte Kraftstoff sogar für ein einziges Verbrennungsereignis von der Kanal- und der Direkteinspritzdüse mit unterschiedlichen Zeitsteuerungen eingespritzt werden. Außerdem können für ein einziges Verbrennungsereignis mehrere Einspritzungen des zugeführten Kraftstoffs pro Zyklus ausgeführt werden. Die mehreren Einspritzungen können während des Verdichtungstakts, des Einlasstakts oder irgendeiner geeigneten Kombination daraus ausgeführt werden.
  • Wie oben beschrieben worden ist, zeigt 1 nur einen Zylinder einer Mehrzylinderkraftmaschine. Als solcher kann jeder Zylinder ähnlich seinen eigenen Satz aus Einlass-/Auslassventilen, Kraftstoffeinspritzdüse(n), einer Zündkerze usw. enthalten. Es wird erkannt, dass die Kraftmaschine 10 irgendeine geeignete Anzahl von Zylindern, einschließlich 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12 oder mehr Zylindern, enthalten kann. Jeder dieser Zylinder kann ferner einige oder alle der verschiedenen Komponenten enthalten, die unter Bezugnahme auf den Zylinder 14 beschrieben worden sind und die in 1 dargestellt sind.
  • Die Kraftstoffeinspritzdüsen 166 und 170 können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Diese enthalten Unterschiede in der Größe, eine Einspritzdüse kann z. B. ein größeres Einspritzloch als die andere aufweisen. Andere Unterschiede enthalten andere Sprühwinkel, andere Betriebstemperaturen, ein anderes Zielen, eine andere Einspritzzeitsteuerung, andere Sprüheigenschaften, andere Orte usw., sind aber nicht darauf eingeschränkt. Außerdem können in Abhängigkeit von dem Verteilungsverhältnis des eingespritzten Kraftstoffs zwischen den Kraftstoffeinspritzdüsen 170 und 166 unterschiedliche Wirkungen erreicht werden.
  • Der Controller 12 ist in 1 als ein Mikrocomputer gezeigt, der eine Mikroprozessoreinheit 106, die Eingabe-/Ausgabe-Ports 108, ein elektronisches Speichermedium für ausführbare Programme und Eichwerte, das in diesem speziellen Beispiel als ein nichtflüchtiger Festwertspeicher-Chip 110 zum Speichern ausführbarer Anweisungen gezeigt ist, einen Schreib-Lese-Speicher 112, einen Haltespeicher 114 und einen Datenbus enthält. Der Controller 12 kann zusätzlich zu jenen Signalen, die vorher erörtert worden sind, verschiedene Signale von an die Kraftmaschine 10 gekoppelten Sensoren empfangen, einschließlich der Messung des eingeleiteten Luftmassendurchflusses (MAF) von einem Luftmassendurchflusssensor 122; einer Kraftmaschinen-Kühlmitteltemperatur (ECT) von einem an eine Kühlhülse 118 gekoppelten Temperatursensor 116; eines Profil-Zündungs-Ansprechsignals (PIP) von einem Hall-Effekt-Sensor 120 (oder einem anderen Typ), der an die Kurbelwelle 140 gekoppelt ist; einer Drosselklappenposition (TP) von einem Drosselklappenpositionssensor; und eines Krümmerabsolutdrucksignals (MAP) von einem Sensor 124. Das Kraftmaschinen-Drehzahlsignal, RPM, kann durch den Controller 12 aus dem Signal PIP erzeugt werden. Das Krümmerdrucksignal MAP von einem Krümmerdrucksensor 124 kann verwendet werden, um eine Angabe des Unterdrucks oder des Drucks in dem Einlasskrümmer bereitzustellen.
  • Der Controller 12 empfängt Signale von den verschiedenen Sensoren nach 1 und verwendet die verschiedenen Aktuatoren nach 1 (z. B. die Drosselklappe 162, die Kraftstoffeinspritzdüse 166, die optionale Kraftstoffeinspritzdüse 170 usw.), um den Kraftmaschinenbetrieb basierend auf den empfangenen Signalen und den in einem Speicher des Controllers gespeicherten Anweisungen einzustellen.
  • 2 stellt eine erste beispielhafte Ausführungsform 200 eines Kraftstoffsystems, wie z. B. des Kraftstoffsystems 8 nach 1, schematisch dar. Die erste Ausführungsform 200 des Kraftstoffsystems kann betrieben werden, um einer Kraftmaschine, wie z. B. der Kraftmaschine 10 nach 1, Kraftstoff zuzuführen. Die erste Ausführungsform 200 des Kraftstoffsystems ist als ein System dargestellt, das ausschließlich Direkteinspritzdüsen enthält. Dies ist jedoch ein Beispiel des Kraftstoffsystems, wobei andere Ausführungsformen zusätzliche Komponenten enthalten können (oder weniger Komponenten enthalten können), ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
  • Die erste Ausführungsform 200 des Kraftstoffsystems enthält einen Kraftstofflagertank 208 zum Lagern des Kraftstoffs an Bord des Fahrzeugs, eine Kraftstoffpumpe 212 mit niedrigerem Druck (LPP) (die hier außerdem als Kraftstoffsaugpumpe 212 bezeichnet wird) und eine Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck (HPP) (die hier außerdem als Direkteinspritz-Kraftstoffeinspritzpumpe 214 oder DI-Pumpe 214 bezeichnet wird). Der Kraftstoff kann dem Kraftstofftank 208 über einen Kraftstofffüllkanal 204 bereitgestellt werden. In einem Beispiel kann die LPP 212 eine elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe mit niedrigerem Druck sein, die wenigstens teilweise innerhalb des Kraftstofftanks 208 angeordnet ist. Die LPP 212 kann durch einen Controller 202 (z. B. ähnlich zu dem Controller 12 nach 1) betrieben werden, um der HPP 214 über den Kraftstoffkanal 218 (der außerdem als Niederdruckkanal 218 bezeichnet wird) Kraftstoff bereitzustellen. Die LPP 212 kann als das konfiguriert sein, was als eine Kraftstoffsaugpumpe oder einfach eine Saugpumpe bezeichnet werden kann.
  • Die LPP 212 kann fluidtechnisch an einen (nicht gezeigten) Filter gekoppelt sein, der kleine Verunreinigungen entfernen kann, die in dem Kraftstoff enthalten sind, die die Komponenten zur Handhabung des Kraftstoffs potentiell beschädigen könnten. Ein Saugpumpen-Rückschlagventil (LP-Rückschlagventil) 216, das die Kraftstoffzufuhr fördern und den Kraftstoffleitungsdruck aufrechterhalten kann, kann stromabwärts der LPP 212 positioniert sein und kann fluidtechnisch an die LPP 212 gekoppelt sein. Ferner kann das LP-Rückschlagventil 216 eine Kraftstoffströmung von der LPP 212 zu der DI-Kraftstoffpumpe 214 ermöglichen, während es eine Kraftstoffströmung von der DI-Kraftstoffpumpe 214 zur LPP 212 blockieren kann. Das LP-Rückschlagventil 216 kann einen intermittierenden Saugpumpenbetrieb ermöglichen, der die elektrische Leistungsaufnahme der LPP 212 verringern kann.
  • Ein (nicht gezeigtes) Überdruckventil kann sich außerdem innerhalb des Kraftstofflagertanks 208 befinden, um den Kraftstoffdruck im Niederdruckkanal 218 (z. B. die Ausgabe von der Saugpumpe 212) zu begrenzen. In einigen Ausführungsformen kann das Kraftstoffsystem 8 zusätzliche (z. B. eine Folge) von Rückschlagventilen enthalten, die fluidtechnisch an die Niederdruck-Kraftstoffpumpe 212 gekoppelt sind, um zu verhindern, dass Kraftstoff stromaufwärts der Ventile rückwärts entweicht. In diesem Kontext bezieht sich eine stromaufwärts gerichtete Strömung auf eine Kraftstoffströmung, die sich von dem ersten Kraftstoffverteiler 250 zur LPP 212 bewegt, während sich eine stromabwärts gerichtete Strömung auf die Nennrichtung der Kraftstoffströmung von der LPP zu der HPP 214 und davon zu dem (den) Kraftstoffverteiler(n) bezieht.
  • Der durch die LPP 212 geförderte Kraftstoff kann auf einem niedrigeren Druck in den Niederdruckkanal 218 zugeführt werden. Hier weiter kann ein erster Anteil des Kraftstoffs an dem Knoten 224 vorbei durch das erste Rückschlagventil 244 in einen Stufenraumkanal 242 strömen. Davon kann der erste Anteil des Kraftstoffs in die Stufenkammer 226 der HP-Pumpe 214 strömen. Ein zweiter Anteil des Kraftstoffs kann an dem Knoten 224 vorbei in den Pumpenkanal 254 und davon in einen Einlass 203 der Kompressionskammer 238 der HPP 214 strömen. Die HPP 214 kann dann wenigstens einen Teil (oder alles) des zweiten Anteils des Kraftstoffs in den ersten Kraftstoffverteiler 250 zuführen, der an eine oder mehrere Kraftstoffeinspritzdüsen einer ersten Gruppe von Einspritzdüsen 252 (die hier außerdem als eine erste Einspritzdüsengruppe bezeichnet wird) gekoppelt ist. Die erste Gruppe der Einspritzdüsen 252 kann als die Direkteinspritzdüsen 252 konfiguriert sein. Die Direkteinspritzdüsen 252 als solche können den Kraftstoff direkt in die Zylinder der Kraftmaschine 210 zuführen.
  • Es wird angegeben, dass der Druck in dem Pumpenkanal 254 der gleiche wie der Druck im Niederdruckkanal 218 sein kann. Es kann keine zusätzlichen Komponenten oder Kanäle als jene, die in 2 dargestellt sind, in der ersten Ausführungsform 200 des Kraftstoffsystems geben.
  • Die Mengen des ersten Anteils des Kraftstoffs und des zweiten Anteils des Kraftstoffs können basierend sowohl auf den Pumpenhüben in der HPP 214 als auch auf den Kraftmaschinenbedingungen variieren. Wie oben erwähnt worden ist, kann der erste Anteil des Kraftstoffs in die Stufenkammer 226 der HPP 214 strömen. Spezifisch kann der erste Anteil des Kraftstoffs, der über den Niederdruckkanal 218 empfangen wird, an dem Knoten 224 vorbei und durch das erste Rückschlagventil 244, das entlang dem Stufenraumkanal 242 fluidtechnisch angekoppelt ist, in die Stufenkammer 226 (die hier außerdem als der Stufenraum 226 bezeichnet wird) strömen. Das erste Rückschlagventil 244 ist vorbelastet, um die Strömung aus der Stufenkammer 226 zu dem Niederdruckkanal 218 zu blockieren, wobei es aber die Strömung von dem Knoten 224 zu der Stufenkammer 226 erlaubt.
  • Das erste Überdruckventil 246 kann fluidtechnisch in einen Entlastungskanal 262 gekoppelt sein, so dass das erste Überdruckventil 246 parallel zu dem ersten Rückschlagventil 244 angeordnet ist. Das erste Überdruckventil 246 kann z. B. einen Kugel- und -Federmechanismus enthalten, der bei einer spezifischen Druckdifferenz aufliegt und abdichtet. Der Sollwert der Druckdifferenz, bei dem das erste Überdruckventil 246 konfiguriert sein kann, sich zu öffnen und eine Strömung zu erlauben, kann verschiedene geeignete Werte annehmen; als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Sollwert 5 bar betragen. Das erste Überdruckventil 246 kann, wie es angeordnet ist, eine Kraftstoffströmung von der Stufenkammer 226 zu dem Niederdruckkanal 218 erlauben, wenn ein Druck der Kraftstoffströmung die Druckeinstellung des ersten Überdruckventils 246 übersteigt.
  • Während gezeigt ist, dass der erste Kraftstoffverteiler 250, der außerdem als der Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen bezeichnet wird, Kraftstoff an vier Kraftstoffeinspritzdüsen der ersten Einspritzdüsengruppe 252 abgibt, wird erkannt, dass der erste Kraftstoffverteiler 250 Kraftstoff an irgendeine geeignete Anzahl von Kraftstoffeinspritzdüsen abgeben kann. Als ein Beispiel kann der erste Kraftstoffverteiler 250 Kraftstoff an eine Kraftstoffeinspritzdüse der ersten Einspritzdüsengruppe 252 für jeden Zylinder der Kraftmaschine 210 abgeben. Wie dargestellt ist, kann jeder Zylinder der Kraftmaschine 210 den Kraftstoff auf einem höheren Druck von dem ersten Kraftstoffverteiler über wenigstens eine Direkteinspritzdüse der ersten Einspritzdüsengruppe 252 empfangen. Die Kraftmaschine 210 kann zu der beispielhaften Kraftmaschine 10 nach 1 ähnlich sein.
  • Der Controller 202 kann jede der Direkteinspritzdüsen 252 über einen ersten Einspritztreiber 206 einzeln betätigen. Der Controller 202, der erste Einspritztreiber 206 und andere geeignete Controller des Kraftmaschinensystems können ein Steuersystem umfassen. Während der erste Einspritztreiber 206 außerhalb des Controllers 202 gezeigt ist, sollte erkannt werden, dass in anderen Beispielen der Controller 202 den ersten Einspritztreiber 206 enthalten kann oder konfiguriert sein kann, die Funktionalität des Treibers 206 bereitzustellen. Der Controller 202 kann nicht gezeigte zusätzliche Komponenten enthalten, wie z. B. jene, die in dem Controller 12 nach 1 enthalten sind.
  • Die HPP 214 kann eine durch die Kraftmaschine angetriebene Verdrängerpumpe sein. Die HPP 214 kann im Gegensatz zu der motorbetriebenen LPP 212 mechanisch durch die Kraftmaschine angetrieben sein. Die HPP 214 enthält einen Pumpenkolben 220, eine Pumpenkompressionskammer 238 (die hier außerdem als die Kompressionskammer 238 bezeichnet wird) und einen Stufenraum 226 (der außerdem als eine Stufenkammer 226 bezeichnet wird). Der Kolbenschaft 228 (der außerdem als die Kolbenstange 228 bezeichnet wird) des Pumpenkolbens 220 empfängt eine mechanische Eingabe von der Kurbelwelle oder der Nockenwelle der Kraftmaschine über einen Antriebsnocken 232, wobei dadurch die HPP gemäß dem Prinzip einer nockenbetriebenen Einzylinderpumpe betrieben wird. Folglich kann die HPP 214 durch die Kraftmaschine 210 angetrieben sein. Ein (nicht gezeigter) Sensor kann in der Nähe des Nockens 232 positioniert sein, um eine Bestimmung der Winkelposition des Nockens (z. B. zwischen 0 und 360 Grad) zu ermöglichen, die zu dem Controller 202 weitergeleitet werden kann. Der Pumpenkolben 220 enthält einen Kolbendeckel 221 und einen Kolbenboden 223. Der Stufenraum 226 und die Kompressionskammer 238 können Hohlräume enthalten, die auf gegenüberliegenden Seiten des Pumpenkolbens positioniert sind. Der Stufenraum 226 kann z. B. ein Hohlraum sein, der unterhalb des Kolbenbodens 223 (der außerdem als die Unterseite 223 bezeichnet wird) ausgebildet ist, während die Kompressionskammer 238 ein Hohlraum sein kann, der über dem Kolbendeckel 221 (der außerdem als die Oberseite 221 bezeichnet wird) ausgebildet ist.
  • In einem Beispiel kann sich der Antriebsnocken 232 mit der Kolbenstange 228 der DI-Pumpe 214 in Kontakt befinden, wobei er konfiguriert sein kann, den Pumpenkolben 220 von der Position des unteren Totpunkts (UTP) zur Position des oberen Totpunkts (OTP) und umgekehrt anzutreiben, um dadurch die Bewegung (z. B. die Hin- und Herbewegung) zu erzeugen, die notwendig ist, um den Kraftstoff durch die Kompressionskammer 238 zu pumpen. Der Antriebsnocken 232 enthält vier Nockenvorsprünge, wobei er eine Umdrehung für jede zwei Umdrehungen der Kurbelwelle der Kraftmaschine abschließt. Eine (nicht gezeigte) Rückstellfeder hält die Kolbenstange 228 mit dem Antriebsnocken oder dem Rollenstößel des Nockens in Kontakt. Es kann ein Zweifedernsystem verwendet werden, bei dem eine Feder den Rollenstößel des Nockens in Kontakt mit dem Antriebsnocken hält, während eine zweite, viel leichtere Feder den Pumpenkolben mit dem Rollenstößel (oder der Ventilstoßstange) in Kontakt hält.
  • Der Pumpenkolben 220 bewegt sich innerhalb der Bohrung 234 der DI-Pumpe 214 auf- und abwärts hin- und her, um den Kraftstoff zu pumpen. Die DI-Kraftstoffpumpe 214 befindet sich in einem Kompressionshub, wenn sich der Pumpenkolben 220 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 238 verringert. Mit anderen Worten, die HPP 214 befindet sich im Kompressionshub, wenn das Volumen des Stufenraums 226 zunimmt. Umgekehrt befindet sich die DI-Kraftstoffpumpe 214 in einem Saug- oder Einlasshub, wenn sich der Pumpenkolben 220 in einer Richtung bewegt, die das Volumen der Kompressionskammer 238 vergrößert. Anders gesagt, die DI-Kraftstoffpumpe 214 befindet sich im Saughub, wenn das Volumen des Stufenraums 226 abnimmt. Die DI-Pumpe als solche durchläuft die Kompressionshübe (die außerdem als die Förderhübe bezeichnet werden) und die Saughübe (die außerdem als die Einlasshübe bezeichnet werden) als die Pumpenhübe in der DI-Kraftstoffpumpe.
  • Die HPP 214 verwendet ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil 236 (das außerdem als ein Kraftstoffvolumenregler, ein magnetisches Solenoidventil, ein Überströmventil, ein digitales Einlassventil usw. bezeichnet wird), um das effektive Pumpenvolumen (z. B. den Arbeitszyklus) jedes Pumpenhubs zu variieren. Als ein Beispiel kann sich ein Arbeitszyklus der DI-Kraftstoffpumpe (der außerdem als der Arbeitszyklus der DI-Pumpe bezeichnet wird) auf einen zu pumpenden Bruchteil eines vollen Volumens der DI-Kraftstoffpumpe beziehen. Das solenoidaktivierte Rückschlagventil 236 (SACV 236) ist stromaufwärts des Einlasses 203 in die Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 214 positioniert, wie in 2 gezeigt ist. Der Controller 202 kann konfiguriert sein, die Kraftstoffströmung in die Kompressionskammer 238 der HPP 214 durch das SACV 236 durch das Erregen oder das Aberregen des SACV (basierend auf der Konfiguration des Solenoidventils) synchron mit dem Antriebsnocken 232 zu regeln. Entsprechend kann das SACV 236 in einem ersten Modus (der außerdem als ein Modus mit variablem Druck oder einfach der variable Modus bezeichnet wird) betrieben werden, bei dem das SACV 236 den Kraftstoff, der sich durch das SACV 236 bewegt, blockiert (z. B. begrenzt). Spezifisch kann die Kraftstoffströmung, die sich stromaufwärts des SACV 236 bewegt, durch das Erregen des SACV 236 zur geschlossenen Position blockiert werden. In einem Beispiel kann ein Arbeitszyklus von 10 % der DI-Kraftstoffpumpe das Erregen des solenoidaktivierten Rückschlagventils repräsentieren, so dass 10 % des Volumens der DI-Kraftstoffpumpe zu dem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen (DI-Kraftstoffverteiler) gepumpt werden können. Das SACV kann außerdem in einem zweiten Modus (der als ein vorgegebener Modus bezeichnet wird) betrieben werden, bei dem das SACV 236 effektiv gesperrt (z. B. deaktiviert) ist und sich der Kraftstoff sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts des SACV bewegen kann. Spezifisch kann das SACV aberregt werden, wobei es in einem Durchlassmodus arbeitet. Weiterhin kann das SACV während der Kompressionshube, wenn die Kraftstoffströmung zu dem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen beendet ist, in den Durchlassmodus deaktiviert sein.
  • Das SACV 236 als solches kann konfiguriert sein, die Masse (oder das Volumen) des in der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe komprimierten Kraftstoffs zu regeln. In einem Beispiel kann der Controller 202 einen Schließzeitpunkt des SACV einstellen, um die komprimierte Kraftstoffmasse zu regeln. Ein spätes Schließen des SACV bezüglich der Kolbenkompression (z. B. das Volumen der Kompressionskammer ist abnehmend) kann z. B. den Betrag der Kraftstoffmasse verringern, die in die Kompressionskammer 238 aufgenommen wird, weil mehr des aus der Kompressionskammer 238 verdrängten Kraftstoffs durch das SACV 236 strömen kann, bevor es schließt. Im Gegensatz kann ein frühes Schließen des SACV 236 bezüglich der Kolbenkompression den Betrag der Kraftstoffmasse erhöhen, die von der Kompressionskammer 238 dem Pumpenauslass 205 (und davon dem ersten Kraftstoffverteiler 250) zugeführt wird, weil weniger des aus der Kompressionskammer 238 verdrängten Kraftstoffs (in der entgegengesetzten Richtung) durch das elektronisch gesteuerte Rückschlagventil 236 strömen kann, bevor es schließt. Die Öffnungs- und Schließzeitpunkte des SACV können bezüglich der Hubzeitsteuerungen der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe koordiniert sein.
  • Ein Saugpumpen-Kraftstoffdrucksensor 222 kann entlang dem Niederdruckkanal 218 zwischen der Saugpumpe 212 und der HPP 214 positioniert sein. In dieser Konfiguration können die Messwerte von dem Sensor 222 als die Angaben des Kraftstoffdrucks der Saugpumpe 212 (z. B. des Auslasskraftstoffdrucks der Saugpumpe) interpretiert werden. Die Messwerte von dem Sensor 222 können verwendet werden, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten in der ersten Ausführungsform 200 des Kraftstoffsystems zu bewerten, um zu bestimmen, ob der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck ausreichend Kraftstoffdruck bereitgestellt wird, so dass die Kraftstoffpumpe mit höherem Druck flüssigen Kraftstoff und keinen Kraftstoffdampf aufnimmt, und/oder um die der Saugpumpe 212 zugeführte durchschnittliche elektrische Leistung zu verringern. Die Saugpumpe 212 als solche kann bei einer niedrigeren Leistungseinstellung (z. B. einer minimalen Leistungseinstellung) betrieben werden, die für das Bereitstellen flüssigen Kraftstoffs und keiner Kraftstoffdämpfe für die HPP 214 erwünscht ist. Ferner kann die LPP 212 den Kraftstoff auf einem niedrigeren Druck (der z. B. ausreichend ist, um den Kraftstoffdampfdruck zu überwinden) sowohl der Kompressionskammer 238 als auch der Stufenkammer 226 der DI-Pumpe 214 bereitstellen. Der durch die LPP 212 zugeführte Kraftstoff kann durch die DI-Pumpe 214 weiter unter Druck gesetzt werden. Durch das Betreiben der Saugpumpe bei der niedrigeren Leistungseinstellung, die den Kraftstoff etwas über dem Kraftstoffdampfdruck bereitstellt, kann die Leistungsaufnahme verringert werden und kann die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessert werden. Noch weiter kann die DI-Pumpe den Druck des von der LPP 212 empfangenen Kraftstoffs erhöhen, wie in den Ausführungsformen im Folgenden beschrieben wird. Die LPP als solche kann bei einer niedrigeren Leistungseinstellung während des Kraftmaschinenbetriebs betriebsfähig aufrechterhalten werden, während die DI-Pumpe das gewünschte Unter-Druck-Setzen des Kraftstoffs sicherstellt, der dem ersten Kraftstoffverteiler 250 und, falls vorhanden, dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen zugeführt wird.
  • Der erste Kraftstoffverteiler 250 (der außerdem als der Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen oder der DI-Kraftstoffverteiler bezeichnet wird) enthält einen ersten Kraftstoffverteiler-Drucksensor 282 zum Bereitstellen einer Angabe des Kraftstoffverteilerdrucks (FRP) in dem ersten Kraftstoffverteiler 250 für den Controller 202. Ein Kraftmaschinen-Drehzahlsensor 284 kann verwendet werden, um dem Controller 202 eine Angabe der Kraftmaschinendrehzahl bereitzustellen. Die Angabe der Kraftmaschinendrehzahl kann verwendet werden, um die Drehzahl der Kraftstoffpumpe 214 mit höherem Druck zu identifizieren, weil die DI-Kraftstoffpumpe 214 durch die Kraftmaschine 210, z. B. über eine Kurbelwelle oder eine Nockenwelle, mechanisch angetrieben ist.
  • Der erste Kraftstoffverteiler 250 ist über den Auslasskraftstoffkanal 278 fluidtechnisch an den Pumpenauslass 205 der HPP 214 (der außerdem als der Auslass 205 der Kompressionskammer 238 bezeichnet wird) gekoppelt. Ein Auslassrückschlagventil 274 und ein Auslassüberdruckventil 272 können zwischen dem Pumpenauslass 205 der HPP 214 und dem ersten Kraftstoffverteiler 250 positioniert sein. In dem dargestellten Beispiel kann das Auslassrückschlagventil 274 im Auslasskraftstoffkanal 278 bereitgestellt sein, um die Rückströmung des Kraftstoffs von dem ersten Kraftstoffverteiler 250 in die DI-Kraftstoffpumpe 214 zu verringern oder zu verhindern. Zusätzlich kann das Auslassüberdruckventil 272, das in einem Umgehungskanal 276 parallel zum Auslassrückschlagventil 274 angeordnet ist, den Druck im Auslasskraftstoffkanal 278 stromabwärts der HPP 214 und stromaufwärts des ersten Kraftstoffverteilers 250 verringern. Das Auslassüberdruckventil 272 kann z. B. den Druck im Auslasskraftstoffkanal 278 auf 200 bar begrenzen. Das Auslassrückschlagventil 274 ermöglicht es dem Kraftstoff, vom Auslass 205 der Kompressionskammer 238 in den ersten Kraftstoffverteiler 250 zu strömen, während es die Rückströmung vom ersten Kraftstoffverteiler 250 zum Pumpenauslass 205 blockiert.
  • Das erste Überdruckventil 246 ermöglicht die Kraftstoffströmung aus dem Stufenraum 226 zu der LPP 212, wenn der Druck zwischen dem ersten Überdruckventil 246 und der Stufenkammer 226 größer als ein vorgegebener Druck (z. B. 5 bar) ist. Während eines Saughubs in der DI-Pumpe 214 kann z. B. der Kraftstoff im Stufenraum 226 durch einen Stufenraumkanal 242 herausgeschoben werden, wobei er durch das erste Überdruckventil 246 strömen kann, wenn der Druck größer als der Druckentlastungs-Sollwert des ersten Überdruckventils 246 ist. Entsprechend steigt der Druck in der Stufenkammer 226 auf einen, der größer als den des Druckentlastungs-Sollwerts des ersten Überdruckventils 246 ist, während des Saughubs an. Falls z. B. das erste Überdruckventil 246 eine Druckentlastungseinstellung von 5 bar aufweist, wird der Druck in der Stufenkammer 226 8 bar, weil die Druckentlastungseinstellung von 5 bar zu den 3 bar des Saugpumpendrucks hinzugefügt wird. In einem weiteren Beispiel kann der Ausgangsdruck der Saugpumpe 5 bar sein. Hier kann der Stufenkammerdruck während des Saughubs 10 bar werden. Der Druck in der Stufenkammer als solcher wird zu einem höheren als der Ausgangsdruck der Saugpumpe 212 während der Saughübe erhöht. Folglich kann das erste Überdruckventil 246 vorbelastet sein, um den Druck in der Stufenkammer 226 auf einen Regeldruck einer Kombination aus dem Saugpumpen-Ausgangsdruck und der Entlastungseinstellung des ersten Überdruckventils 246 zu regeln.
  • Ferner kann das erste Überdruckventil 246 den Druck in der Stufenkammer 226, insbesondere während des Saughubs der DI-Pumpe, basierend auf einer Entlastungseinstellung des ersten Überdruckventils 246 (z. B. 5 bar) auf einen einzigen im Wesentlichen konstanten Druck (z. B. den Regeldruck ±0,5 bar) regeln. Spezifisch wird der Druck im Stufenraum 226 während des Saughubs der DI-Pumpe 214 bezüglich des Ausgangsdrucks der Niederdruckpumpe 212 erhöht. In einem Beispiel nimmt der Druck im Stufenraum zum (z. B. am) Beginn des Saughubs zu. In einem weiteren Beispiel kann sich der Stufenraumdruck vor dem Mittelpunkt des Saughubs auf dem Regeldruck befinden. Hier kann das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums am Beginn des Saughubs stattfinden, wobei es bis zu einem Ende des Saughubs aufrechterhalten werden kann.
  • Folglich wird durch das Aufnehmen des ersten Überdruckventils 246, wie in der ersten Ausführungsform 200 des Kraftstoffsystems gezeigt ist, eine sich selbst unter Druck setzende Stufenkammer erhalten. Spezifisch kann die Stufenkammer einen Druck aufweisen, der während wenigstens einem der beiden Hübe (z. B. dem Kompressionshub und dem Saughub) in der DI-Pumpe 214 größer als der Saugpumpen-Ausgangsdruck ist. Der Druck in der Stufenkammer 226 als solcher kann während des Saughubs der DI-Pumpe 214 größer als der Ausgangsdruck der Saugpumpe 212 sein.
  • Das Regeln des Drucks in der Stufenkammer 226 ermöglicht, dass sich eine Druckdifferenz zwischen dem Kolbendeckel 221 und dem Kolbenboden 223 bildet. Der Druck in der Kompressionskammer 238 befindet sich während des Saughubs auf dem Druck des Auslasses der Niederdruckpumpe (z. B. 3 bar), während sich der Druck in der Stufenkammer auf dem Überdruckventil-Regeldruck (z. B. 8 bar basierend auf einer Entlastungseinstellung des ersten Überdruckventils 246, die 5 bar beträgt) befindet. Die Druckdifferenz ermöglicht, dass der Kraftstoff vom Kolbenboden durch den Zwischenraum zwischen dem Kolben und der Bohrung zum Kolbendeckel sickert und dadurch die HPP 214 schmiert. Ferner kann die Kolben-Bohrung-Grenzfläche in der HPP 214 aufgrund des Sickerns des Kraftstoffs an dem Zwischenraum zwischen dem Kolben und der Bohrung der HPP 214 vorbei gekühlt werden. Folglich wird wenigstens während des Saughubs der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 214 der Pumpe eine Schmierung bereitgestellt. Während des Kompressionshubs fällt der Druck im Stufenraum 226 auf einen Druck bei oder etwa bei dem Ausgangsdruck der Saugpumpe 212. In der ersten beispielhaften Ausführungsform 200 des Kraftstoffsystems kann der Druck in der Kompressionskammer während des Kompressionshubs zwischen dem Ausgangsdruck der Saugpumpe und einem Solldruck im ersten Kraftstoffverteiler 250 basierend auf der Position des SACV 236 variieren.
  • Die Schmierung der DI-Pumpe 214 kann stattfinden, wenn zwischen der Kompressionskammer 238 und dem Stufenraum 226 eine Druckdifferenz vorhanden ist.
  • Diese Druckdifferenz kann außerdem zur Pumpenschmierung beitragen, wenn der Controller 202 das solenoidaktivierte Rückschlagventil 236 deaktiviert. Während die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe arbeitet, stellt die Kraftstoffströmung durch sie hindurch als solche eine ausreichende Pumpenschmierung und -kühlung bereit. Während der Bedingungen, wenn der Betrieb der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe nicht angefordert ist, wie z. B. wenn keine Direkteinspritzung des Kraftstoffs angefordert ist, kann die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe jedoch während wenigstens eines Abschnitts des Pumpenhubs, z. B. während des Saughubs, ausreichend geschmiert sein.
  • Die Kraftstoffströmung als solche in die Kompressionskammer 238 während des Saughubs in der DI-Pumpe 214 kann das Strömen von Kraftstoff von der LPP 212 über den Niederdruckkanal 218 an dem Knoten 224 vorbei in den Pumpenkanal 254 durch das SACV 236 in die Kompressionskammer 238 enthalten. Ferner kann der Kraftstoff die Stufenkammer 226 während des Saughubs über den Stufenraumkanal 242 an dem Stufenknoten 248 vorbei in den Entlastungskanal 262 durch das erste Überdruckventil 246 in den Niederdruckkanal 218 verlassen. Während des Kompressionshubs kann der Kraftstoff von der LPP 212 an dem Knoten 224 vorbei über den Stufenraumkanal 242 und durch das erste Rückschlagventil 244 in den Stufenraum 226 strömen. Falls ferner das SACV 236 in den Durchlassmodus aberregt ist, kann der Kraftstoff die Kompressionskammer während des Kompressionshubs durch das SACV 236 in den Pumpenkanal 254 zu der LPP 212 verlassen. Sobald das SACV erregt ist, um es zu schließen, baut der Kompressionshub einen Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer 238 auf, wenn der Kraftstoff die Kompressionskammer 238 über das Auslassrückschlagventil 274 zum ersten Kraftstoffverteiler 250 verlässt.
  • 5 stellt einen beispielhaften Betriebsablauf 500 der DI-Pumpe 214 nach 2 dar. Der Betriebsablauf 500 als solcher wird bezüglich der in 2 gezeigten DI-Pumpe 214 beschrieben, wobei aber erkannt werden sollte, dass ähnliche Betriebsabläufe mit anderen Systemen stattfinden können, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
  • Der Betriebsablauf 500 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 500 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 502, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 504, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 506 und den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 508 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 502 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 504 in 5 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist. Es wird erkannt, dass die geschlossene Position des SACV für die Einfachheit verwendet wird, wohingegen sich das SACV in der Wirklichkeit an einer arretierten Position befinden kann. Mit anderen Worten, wenn das SACV erregt ist, arbeitet das SACV als ein Rückschlagventil, das die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer der DI-Pumpe zum Pumpenkanal 254 blockiert. Die Linie 503 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 505 repräsentiert einen Regeldruck der Stufenkammer, der der kombinierte Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des ersten Überdruckventils 246 und dem Saugpumpendruck sein kann, und die Linie 507 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Es werden zum Ermöglichen der Klarheit separate Zahlen (und Linien) als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 503 oder durch die Linie 507 dargestellt ist. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 502 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Es wird erkannt, dass die Antriebsnockenprofile im Allgemeinen abgerundet sind und folglich keine scharfen Spitzen aufweisen können. Um der Einfachheit und Klarheit willen werden in 5 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Vor t1 kann ein Saughub enden. Der Druck in der Stufenkammer kann sich vor t1 auf dem Regeldruck befinden, der ein Gesamtbetrag des Drucks der Saugpumpe und des Druckentlastungs-Sollwerts des ersten Überdruckventils in 2 sein kann.
  • Zu t1 kann sich der Pumpenkolben an der Position des UTP befinden (die graphische Darstellung 502), wobei das Überströmventil (z. B. das SACV 236) aberregt und offen ist, um es zu ermöglichen, dass der Kraftstoff aus der Kompressionskammer 238 strömt, wenn ein Kompressionshub beginnt. Folglich beginnt zu t1 der Pumpenkolben einen Kompressionshub, da sich der Pumpenkolben zum OTP bewegt. Weil das Überströmventil offen ist, kann sich der Druck in der Kompressionskammer im Wesentlichen auf dem Ausgangsdruck der LPP befinden (die Linie 503). Ferner kann der Kraftstoff in der Kompressionskammer zur LPP 212 ausgestoßen werden, wenn das Überströmventil offen ist. Spezifisch kann der Kraftstoff durch den Pumpenkolben rückwärts durch das SACV 236 durch den Pumpenkanal 254 in den Niederdruckkanal 218 zur Saugpumpe 212 geschoben werden. Das Überströmventil kann während des Kompressionshubs offen sein, falls die Kraftstoffströmung zu dem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen nicht erwünscht ist. Der Druck in der Stufenkammer nimmt zu t1 zu dem Ausgangsdruck der Saugpumpe (die Linie 507) ab und bleibt während des Kompressionshubs zwischen t1 und t3 auf dem LPP-Druck.
  • Zu t2 kann das Überströmventil in die geschlossene Position erregt werden und kann die Kraftstoffströmung durch das SACV 236 beendet werden. Hier kann das SACV in Reaktion auf eine Angabe der Soll-Kraftstoffströmung in den Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen erregt werden. Spezifisch kann ein Soll-Kraftstoffvolumen innerhalb der Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe eingeschlossen sein. Wenn der Pumpenkolben zum OTP weitergeht, steigt der Kompressionskammerdruck scharf zum Kraftstoffverteilerdruck an. Der Kraftstoffverteilerdruck kann ein Kraftstoffverteiler-Solldruck im DI-Kraftstoffverteiler sein. Zwischen dem Erregen des Solenoid-Überströmventils 236 zu t2 und dem Erreichen der OTP-Position zu t3 wird der verbleibende Kraftstoff (oder das eingeschlossene Volumen) in der Kompressionskammer 238 unter Druck gesetzt und durch das Auslassrückschlagventil 274 geschickt. Die zwischen dem Zeitpunkt t2 und der OTP-Position zu t3 unter Druck gesetzte Kraftstoffmenge kann von dem befohlenen Einschluss-Teilvolumen abhängig sein. In dem gezeigten Beispiel wird das Solenoid-Überströmventil 236 erregt, um sich etwa auf halbem Wege durch den Kompressionshub des Pumpenkolbens (auf halbem Wege zwischen dem UTP und dem OTP) zu schließen. Entsprechend können das befohlene Einschlussvolumen (und der befohlene Arbeitszyklus) 50 % betragen. In anderen Beispielen kann das Einschlussvolumen kleiner (z. B. 15 %) sein. In noch weiteren Beispielen können die befohlenen Arbeitszyklen höher (z. B. 75 %) sein.
  • Zwischen t2 und t3 ist zwischen der Kompressionskammer und der Stufenkammer ein Differenzdruck vorhanden, weil sich der Stufenraum auf einem Druck befindet, der zu dem Saugpumpendruck ähnlich ist, während der Druck in der Kompressionskammer höher als der Saugpumpendruck ist, wie dargestellt ist. Entsprechend kann Kraftstoff an der Kolben-Bohrung-Grenzfläche in der DI-Pumpe von der Kompressionskammer in die Stufenkammer austreten. Ferner können die Schmierung und die Kühlung der Kolben-Bohrung-Grenzfläche in der DI-Pumpe während eines Abschnitts des Kompressionshubs in der DI-Pumpe stattfinden.
  • Zu t3 endet der Kompressionshub, da sich der Pumpenkolben am OTP befindet, wobei ein anschließender Saughub in der DI-Pumpe beginnt, da der Pumpenkolben beginnt, sich zum UTP zu bewegen. Zu t3 kann das Überströmventil aberregt werden, um elektrische Energie einzusparen. Das Überströmventil kann, ob es erregt ist oder nicht, sich öffnen, um es zu ermöglichen, dass frischer Kraftstoff in die Kompressionskammer eintritt. Entsprechend verringert sich der Druck in der Kompressionskammer auf den des Saugpumpen-Ausgangsdrucks. Die Stufenkammer erlebt jedoch eine schnelle Zunahme des Drucks, da sich der Pumpenkolben zum UTP bewegt und den Kraftstoff aus der Stufenkammer 226 über das erste Überdruckventil 246 zu dem Niederdruckkanal 218 nach 2 ausstößt. Wie dargestellt ist, tritt die Zunahme des Drucks im Stufenraum unmittelbar nach dem Beginn des Saughubs oder beim Beginn des Saughubs auf. Während des Saughubs kann der Stufenraum auf den einzigen Regeldruck (die Linie 505) unter Druck gesetzt sein, der eine Kombination aus dem Druckentlastungs-Sollwert des ersten Überdruckventils 246 und dem Saugpumpen-Ausgangsdruck ist. Es wird erkannt, dass unter Druck gesetzt hier eine Zunahme des Überdrucks angibt. Ein Differenzdruck ist während des Saughubs abermals zwischen der Kompressionskammer und der Stufenkammer vorhanden, weil sich die Kompressionskammer auf dem Ausgangsdruck der Saugpumpe befindet, während sich der Stufenraum auf einem höheren Druck (z. B. dem einzigen Regeldruck der Kombination aus der Entlastungseinstellung des ersten Überdruckventils und dem Saugpumpendruck) befindet. Folglich kann Kraftstoff entlang der Kolben-Bohrung-Grenzfläche (z. B. von der Stufenkammer zur Kompressionskammer) austreten und während des Saughubs der DI-Pumpe, z. B. zwischen t3 und t4, der DI-Pumpe Schmierung und Kühlung bereitstellen.
  • Zu t4 endet der Saughub, da der Pumpenkolben den UTP erreicht und ein nachfolgender Kompressionshub folgen kann, da der Pumpenkolben beginnt, sich vom UTP zum OTP zu bewegen. Der nachfolgende Kompressionshub kann in einem vorgegebenen Modus der HPP ausgeführt werden, da das Überströmventil während des Kompressionshubs zwischen t4 und t5 aberregt und offen aufrechterhalten wird (die graphische Darstellung 504). Entsprechend können sich sowohl die Kompressionskammer als auch die Stufenkammer auf ähnlichen Drücken, z. B. dem Saugpumpen-Ausgangsdruck, befinden. Während des Kompressionshubs zwischen t4 und t5 kann es über dem Pumpenkolben keine nennenswerte Druckdifferenz geben.
  • Der Kompressionshub in dem vorgegebenen Modus der HPP endet zu t5, wobei ein Saughub folgen kann, da der Pumpenkolben die Bewegung vom OTP zum UTP beginnt. Das Überströmventil ist offen, wobei der Kompressionskammerdruck im Wesentlichen auf dem (z. B. innerhalb von 5 % vom) LPP-Ausgangsdruck bleibt. Wie in dem vorhergehenden Saughub (zwischen t3 und t4) steigt jedoch der Druck im Stufenraum auf den Regeldruck (die Linie 505) an, der höher als der LPP-Ausgangsdruck (die Linie 507) ist. Folglich findet während des Saughubs zwischen t5 und t6 die Schmierung der Kolben-Bohrung-Grenzfläche statt.
  • Der Pumpenkolben erreicht zu t6 am Ende des Saughubs den UTP und beginnt den nachfolgenden Kompressionshub. Zu t6 kann für die DI-Pumpe ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen werden, so dass das Überströmventil beim Beginn des Kompressionshubs erregt wird, was es ermöglicht, dass im Wesentlichen 100 % des Kraftstoffs in der Kompressionskammer eingeschlossen und dem Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen zugeführt wird. Entsprechend wird zu t6 das Überströmventil geschlossen, wobei der Kompressionskammerdruck signifikant zunimmt, wenn der Kompressionshub beginnt. Der Stufenraum kann andererseits einen niedrigeren Druck aufweisen, da Kraftstoff von der Saugpumpe in die Stufenkammer gezogen wird. Spezifisch kann sich der Stufenraum nun auf einem ähnlichen Druck wie der Ausgangsdruck der Niederdruckpumpe 212 befinden. Die Druckdifferenz zwischen der Kompressionskammer und der Stufenkammer ermöglicht die Schmierung der Kolben-Bohrung-Grenzfläche in der DI-Pumpe. Der folgende Saughub nach t7 kann zu den Saughüben zwischen t3 und t4 und zwischen t5 und t6 ähnlich sein.
  • Folglich kann dem Stufenraum ein Überdruck bereitgestellt werden, der höher als der Saugpumpen-Ausgangsdruck während des Saughubs ist. Wie in 5 gezeigt ist, kann der Druck im Stufenraum beim Beginn des Saughubs auf den Regeldruck (der z. B. durch das erste Überdruckventil festgelegt ist) zunehmen. Durch das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums auf einen Druck, der höher als der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist, kann die Kraftstoffverdampfung verringert werden. Weil der Ausgangsdruck der Saugpumpe als solcher sich auf dem Kraftstoffdampfdruck befinden oder etwas höher als der Kraftstoffdampfdruck sein kann, kann der Druck im Stufenraum selbst bei höheren Temperaturen höher als der Kraftstoffdampfdruck sein. Ferner kann durch das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums während des Saughubs, wie in 5 gezeigt ist, die Schmierung der DI-Pumpe ebenso während des Saughubs stattfinden.
  • 3 zeigt schematisch eine zweite beispielhafte Ausführungsform 300 eines Kraftstoffsystems. Die zweite beispielhafte Ausführungsform 300 kann zu der ersten Ausführungsform 200 des Kraftstoffsystems nach 2 ähnlich sein. Spezifisch kann die zweite Ausführungsform 300 mehrere Komponenten enthalten, die in der ersten beispielhaften Ausführungsform 200 nach 2 vorhanden sind. Entsprechend sind die vorher in 2 eingeführten Komponenten in 3 ähnlich nummeriert und werden nicht erneut eingeführt. Die zweite Ausführungsform 300 enthält jedoch zusätzliche Komponenten, die in 2 nicht enthalten sind.
  • Spezifisch ermöglicht die zweite Ausführungsform 300 einen vorgegebenen Druck in der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 314 durch das Positionieren eines zweiten Überdruckventils 326, das vorbelastet ist, um den Druck in der Kompressionskammer der DI-Pumpe 314 zu regeln. Ferner kann Kraftstoff auf dem vorgegebenen Druck dem DI-Kraftstoffverteiler 250 bereitgestellt werden, falls gewünscht.
  • Die DI-Kraftstoffpumpe 314 nach 3 als solche kann zu der DI-Kraftstoffpumpe 214 nach 2 ähnlich sein und kann sich hauptsächlich in der Einbeziehung des zweiten Überdruckventils 326 und eines zweiten Rückschlagventils 344 unterscheiden. Das zweite Rückschlagventil 344 ist stromaufwärts des SACV 236 entlang dem Pumpenkanal 254 positioniert. Das zweite Rückschlagventil 344 kann vorbelastet sein, um die Kraftstoffströmung aus dem SACV 236 zu dem Niederdruckkanal 218 zu verhindern. Das zweite Rückschlagventil 344 ermöglicht jedoch eine Strömung von der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 212 zu dem SACV 236. Spezifisch kann ein zweiter Anteil des von der LPP 212 an dem Knoten 224 vorbei empfangenen Kraftstoffs an dem Knoten 324 vorbei durch das zweite Rückschlagventil 344 an dem Knoten 348 vorbei in das SACV 236 und davon in den Einlass 203 der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 314 strömen.
  • Das zweite Rückschlagventil 344 kann zu dem zweiten Überdruckventil 326 parallel gekoppelt sein. Das zweite Überdruckventil 326 kann an einem Ort stromaufwärts des SACV 236 fluidtechnisch an den zweiten Entlastungskanal 362 gekoppelt sein. Sowohl das zweite Rückschlagventil 344 als auch das zweite Überdruckventil 326 als solche können fluidtechnisch an die Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 314 gekoppelt sein. Das zweite Überdruckventil 326 ermöglicht die Kraftstoffströmung aus dem SACV 236 zu der Niederdruck-Kraftstoffpumpe 212, wenn der Druck zwischen dem zweiten Überdruckventil 326 und dem SACV 236 größer als ein vorgegebener Druck (z. B. 10 bar) ist. Der vorgegebene Druck kann ein Druckentlastungs-Sollwert des zweiten Überdruckventils 326 sein. Wenn das SACV 236 deaktiviert (z. B. nicht elektrisch erregt) ist, arbeitet das SACV 236 in dem Durchlassmodus und regelt das zweite Überdruckventil 326 den Druck in der Kompressionskammer 238 basierend auf der Entlastungseinstellung des zweiten Überdruckventils 326 auf einen einzigen Regeldruck.
  • Genauer dargelegt, wenn sich das SACV 236 im Durchlassmodus befindet und sich der Pumpenkolben 220 zu der OTP-Position bewegt, kann Rückflusskraftstoff die Kompressionskammer 238 zu dem Knoten 348 verlassen. Weil das zweite Rückschlagventil 344 die Kraftstoffströmung zu dem Niederdruckkanal 218 blockiert, kann der Rückflusskraftstoff dann von dem Knoten 348 in den zweiten Entlastungskanal 362 eintreten. Hier kann der Rückflusskraftstoff nur durch das zweite Überdruckventil 326 zu dem Niederdruckkanal 218 strömen, wenn der Druck des Kraftstoffs die Entlastungsdruckeinstellung des zweiten Überdruckventils 326 übersteigt.
  • Es ist eine Wirkung dieses Regelverfahrens, dass die Kompressionskammer 238 und der Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen auf etwa die Druckentlastungseinstellung des zweiten Überdruckventils 326 geregelt werden. Diese Regelung kann während des Kompressionshubs stattfinden, wenn sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Falls das zweite Überdruckventil 326 eine Druckentlastungseinstellung von 10 bar aufweist, wird folglich der Kompressionskammerdruck (und der Kraftstoffverteilerdruck im ersten Kraftstoffverteiler 250) 13 bar, weil die 10 bar des zweiten Überdruckventils 326 zu den 3 bar des Saugpumpendrucks hinzugefügt werden. Folglich kann der Kompressionskammerdruck während des Kompressionshubs höher als der Saugpumpendruck sein. In dieser Weise kann der Kraftstoffdruck in der Kompressionskammer 238 während des Kompressionshubs der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe 314 geregelt werden.
  • Es wird angegeben, dass der Druck im Pumpenkanal 254 während bestimmter Abschnitte der Pumpenhübe von dem im Niederdruckkanal 218 verschieden und diesem unähnlich sein kann. Während des Kompressionshubs kann z. B. das Vorhandensein des zweiten Rückschlagventils 344 und des zweiten Überdruckventils 326 einen anderen Druck verursachen, (der z. B. höher) als der in dem Niederdruckkanal 218 ist.
  • Ähnlich zur ersten Ausführungsform 200 nach 2 enthält die zweite Ausführungsform 300 des Kraftstoffsystems außerdem das erste Überdruckventil 246, das vorbelastet sein kann, um den Druck im Stufenraum 226 der DI-Pumpe 314 zu regeln. Die Druckentlastungseinstellung des ersten Überdruckventils 246 kann jedoch von der Druckentlastungseinstellung des zweiten Überdruckventils 326 verschieden und zu dieser unähnlich sein. In einem Beispiel kann die Druckentlastungseinstellung des ersten Überdruckventils 246 5 bar betragen, während die Druckentlastungseinstellung des zweiten Überdruckventils 326 10 bar betragen kann. In einem weiteren Beispiel kann die Druckentlastungseinstellung des ersten Überdruckventils 246 8 bar betragen, während die Druckentlastungseinstellung des zweiten Überdruckventils 326 15 bar betragen kann. Es können andere Druckentlastungseinstellungen möglich sein, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen. Die Druckentlastungseinstellung des ersten Überdruckventils 246 kann z. B. höher als die des zweiten Überdruckventils 326 sein.
  • In dieser Weise können sowohl die Kompressionskammer als auch die Stufenkammer durch ihre jeweiligen Überdruckventile unter Druck gesetzt werden. Spezifisch kann die Kompressionskammer während des Kompressionshubs unter Druck gesetzt sein, während der Stufenraum während des Saughubs unter Druck gesetzt ist (z. B. eine Zunahme des Überdrucks).
  • 6 veranschaulicht einen beispielhaften Betriebsablauf 600 der DI-Pumpe 314 nach 3. Der Betriebsablauf 600 als solcher wird bezüglich der in 3 gezeigten DI-Pumpe 314 beschrieben, wobei aber erkannt werden sollte, dass ähnliche Routinen mit anderen Systemen verwendet werden können, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
  • Der Betriebsablauf 600 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 600 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 602, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 604, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 606 und den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 608 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 602 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 604 in 6 ähnlich zu der in 5 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist. Es wird erkannt, dass die geschlossene Position des SACV für die Einfachheit verwendet wird, wohingegen sich das SACV in der Wirklichkeit an einer arretierten Position befinden kann. Mit anderen Worten, wenn das SACV erregt ist, arbeitet das SACV als ein Rückschlagventil, das die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer der DI-Pumpe zum Pumpenkanal 254 blockiert. Die Linie 603 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 314 (z. B. die Druckentlastungseinstellung des zweiten Überdruckventils 326 + der Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 605 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 607 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, z. B. den kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des ersten Überdruckventils 246 und dem Saugpumpendruck, und die Linie 609 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Es werden zum Ermöglichen der Klarheit separate Zahlen (und Linien) als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 605 oder durch die Linie 609 dargestellt ist. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 602 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit willen werden in 6 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Ähnlich zum Betriebsablauf 500 nach 5 enthält der Betriebsablauf 600 nach 6 drei Kompressionshübe, z. B. von t1 bis t3, von t4 bis t5 und von t6 bis t7. Der erste Kompressionshub (von t1 bis t3) umfasst, das Überströmventil während einer ersten Hälfte des ersten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten und es zu t2 (z. B. durch Erregen) für den Rest des ersten Kompressionshubs zu schließen. Der zweite Kompressionshub von t4 bis t5 enthält, das Überströmventil während des gesamten zweiten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten, während der dritte Kompressionshub von t6 bis t7 enthält, das Überströmventil während des vollständigen dritten Kompressionshubs geschlossen (z. B. erregt) aufrechtzuerhalten. Während des dritten Kompressionshubs kann ein Arbeitszyklus von 100 % für die DI-Pumpe befohlen sein, so dass das Überströmventil beim Beginn des dritten Kompressionshubs erregt wird, was es ermöglicht, dass im Wesentlichen 100 % des Kraftstoffs in der Kompressionskammer eingeschlossen und dem Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen zugeführt wird. Der Betriebsablauf 600 enthält ähnlich wie der Betriebsablauf 500 außerdem drei Saughübe (von t3 bis t4, von t5 bis t6 und von t7 bis zum Ende der graphischen Darstellung). Jeder Saughub folgt einem vorhergehenden entsprechenden Kompressionshub, wie in 6 gezeigt ist.
  • Der Betriebsablauf 600 veranschaulicht das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums (z. B. das Erhöhen des Überdrucks im Stufenraum der DI-Pumpe 314) auf den Regeldruck des Stufenraums (die Linie 607), wie z. B. den kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des ersten Überdruckventils 246 und dem Saugpumpendruck, während jedes der drei Saughübe. Wie dargestellt ist, tritt die Zunahme des Drucks im Stufenraum auf, unmittelbar nachdem jeder Saughub begonnen hat, wobei der Stufenraum während jedes Saughubs unter Druck gesetzt sein kann. Die Kompressionskammer empfängt während jedes Saughubs Kraftstoff von der LPP 212 und befindet sich deshalb während jedes Saughubs auf dem LPP-Druck.
  • Der Druck in der Kompressionskammer befindet sich während des zweiten Kompressionshubs auf dem Regeldruck der Kompressionskammer (die Linie 603), weil sich das Überströmventil die gesamte Dauer im Durchlassmodus befindet. In dem dritten Kompressionshub ist der Druck in der Kompressionskammer höher als der Regeldruck, weil das Überströmventil während der gesamten Dauer geschlossen ist. Spezifisch kann der Kompressionskammerdruck einen Kraftstoffverteiler-Solldruck für den ersten Kraftstoffverteiler 250 erreichen. In dem ersten Kompressionshub befindet sich der Kompressionskammerdruck auf dem Regeldruck, während das Überströmventil offen ist, wobei aber, sobald das Überströmventil geschlossen ist, der Kompressionskammerdruck auf einen höheren als den Regeldruck (oder den vorgegebenen Druck) ansteigt. Der Stufenraum kann sich während jedes der Kompressionshübe auf im Wesentlichen dem (z. B. innerhalb 5 % vom) Saugpumpendruck befinden.
  • Folglich kann in der zweiten Ausführungsform 300 des Kraftstoffsystems, das die DI-Pumpe 314 enthält, während jedes Pumpenhubs (z. B. jedes Kompressionshubs und jedes Saughubs) eine Druckdifferenz über dem Pumpenkolben vorhanden sein. Während des Kompressionshubs weist die Kompressionskammer einen höheren Druck als der Stufenraum auf (ob das Überströmventil offen oder geschlossen ist), wobei während des Saughubs der Stufenraum einen höheren Druck als die Kompressionskammer aufweist. Spezifisch wird während jedes Kompressionshubs und jedes Saughubs in der DI-Pumpe eine Druckdifferenz zwischen der Kompressionskammer und der Stufenkammer erzeugt. Der Differenzdruck über dem Pumpenkolben ermöglicht eine Auslaufströmung des Kraftstoffs in die Kolben-Bohrung-Grenzfläche, die eine Schmierung und Kühlung der Kolben-Bohrung-Grenzfläche der DI-Pumpe während aller Pumpenhübe in der DI-Pumpe 314 ermöglicht. Ferner kann ähnlich zur ersten Ausführungsform 200 während jedes Saughubs dem Stufenraum ein Überdruck bereitgestellt werden. Durch das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums auf einen Druck, der höher als der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist, kann die Kraftstoffverdampfung verringert werden. Noch weiter kann durch das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums unter Verwendung eines Überdruckventils (z. B. des ersten Überdruckventils 246) der Druck im Stufenraum gesteuert (z. B. begrenzt werden), um Undichtigkeiten an der Dichtung des Stufenraums zu verringern. Die Saugpumpe kann bei einer niedrigeren Leistungseinstellung betrieben werden und kann nicht verwendet werden, um einen höheren Druck zum Stufenraum zu pumpen. Hier kann sich der Stufenraum über das Überdruckventil selbst unter Druck setzen.
  • Ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe in einer Kraftmaschine kann folglich das Regeln eines Drucks in einer Stufenkammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einen einzigen Druck während eines Saughubs umfassen, wobei der Druck größer als ein Ausgangsdruck einer Niederdruckpumpe ist, die der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe Kraftstoff zuführt. Der Druck in der Stufenkammer kann durch ein erstes Überdruckventil (wie z. B. das erste Überdruckventil 246 nach 2 und 3) geregelt werden, wobei das erste Überdruckventil fluidtechnisch an die Stufenkammer gekoppelt ist. Das Verfahren kann außerdem das Regeln eines Drucks in einer Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einen einzigen Druck während eines Kompressionshubs in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe umfassen. Hier kann der Druck in der Kompressionskammer über ein zweites Überdruckventil (in einem Beispiel das zweite Überdruckventil 326 nach 3) geregelt werden, wobei das zweite Überdruckventil fluidtechnisch an die Kompressionskammer der Hochdruckpumpe gekoppelt ist und nicht fluidtechnisch an die Stufenkammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist. Sowohl während des Saughubs als auch während des Kompressionshubs kann ein Differenzdruck zwischen der Kompressionskammer und der Stufenkammer erzeugt werden.
  • Folglich kann ein beispielhaftes System eine Kraftmaschine, die einen Zylinder enthält, eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die einen Kolben, eine Kompressionskammer, eine Stufenkammer, die unter einer Unterseite des Kolbens angeordnet ist, einen Nocken zum Bewegen des Kolbens und ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil (wie z. B. das SACV 236), das an einem Einlass der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe positioniert ist, enthält, eine Saugpumpe, die sowohl an die Kompressionskammer als auch an die Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe fluidtechnisch gekoppelt ist, ein erstes Überdruckventil (wie z. B. das erste Überdruckventil 246), das fluidtechnisch an die Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, wobei das erste Überdruckventil vorbelastet ist, um den Druck in der Stufenkammer zu regeln, ein zweites Überdruckventil (wie z. B. das zweite Überdruckventil 326 nach 3), das stromaufwärts des solenoidaktivierten Rückschlagventils positioniert und fluidtechnisch an die Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, wobei das zweite Überdruckventil vorbelastet ist, um den Druck in der Kompressionskammer zu regeln, einen Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen, der fluidtechnisch an die Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, und eine Direkteinspritzdüse, die dem Zylinder Kraftstoff bereitstellt, wobei die Direkteinspritzdüse den Kraftstoff von dem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen empfängt, umfassen.
  • Die Stufenkammer kann während eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt sein, wobei die Stufenkammer auf einen Druck, der höher als ein Ausgangsdruck der Saugpumpe ist, während des Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt ist (wie z. B. in dem Betriebsablauf 600 zwischen t3 und t4 gezeigt ist). Die Stufenkammer kann sich während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe z. B. innerhalb 5 % auf dem Ausgangsdruck der Saugpumpe befinden (wie z. B. in dem Betriebsablauf 600 zwischen t4 und t5 gezeigt ist). Die Kompressionskammer kann während des Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt sein, wobei die Kompressionskammer während des Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe auf einen Druck unter Druck gesetzt ist, der höher als der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist, (wie z. B. in dem Betriebsablauf 600 zwischen t4 und t5 gezeigt ist). Die Kompressionskammer kann während des Kompressionshubs unter Druck gesetzt sein, wenn das solenoidaktivierte Rückschlagventil offen und/oder geschlossen ist. Das beispielhafte System kann außerdem einen Controller mit computerlesbaren Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum Einstellen eines Status des solenoidaktivierten Rückschlagventils, um den Druck in dem Direkteinspritz-Kraftstoffverteiler zu regeln, (wie z. B. zu t2 und t6 in dem Betriebsablauf 600) enthalten. Der Controller kann Anweisungen zum Schließen des solenoidaktivierten Rückschlagventils enthalten, um den Druck in der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe basierend auf einem Kraftstoffverteiler-Solldruck in dem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen auf einen, der höher als eine Einstellung des zweiten Überdruckventils ist, zu erhöhen (wie z. B. zu t2 und t6 in dem Betriebsablauf 600).
  • In 4 ist eine beispielhafte dritte Ausführungsform 400 des Kraftstoffsystems dargestellt. Die dritte Ausführungsform 400 kann zu der zweiten Ausführungsform 300 nach 3 ähnlich sein, mit Ausnahme, dass die Stufenkammer 426 der DI-Pumpe 414 eine Zirkulation des Kraftstoffs erfährt. Die Zirkulation des Kraftstoffs kann es ermöglichen, dass der Kraftstoff isotherm bleibt. Im Vergleich kann der Kraftstoff in der Stufenkammer der DI-Pumpe 314 nicht isotherm sein und kann stattdessen Energie in Wärme abgeben. Viele Komponenten nach 4 sind zu jenen, die in den 2 und 3 gezeigt sind, ähnlich und sind ähnlich nummeriert und werden nicht erneut eingeführt.
  • Die dritte Ausführungsform 400 des Kraftstoffsystems enthält die DI-Pumpe 414, die eine vergrößerte Kraftstoffzirkulationsströmung in der Stufenkammer 426 erfahren kann, während sie ähnliche technische Wirkungen wie die DI-Pumpe 314 der zweiten Ausführungsform 300 bereitstellt.
  • Die Zirkulation in der Stufenkammer 426 der DI-Pumpe 414 kann durch das Strömen des ersten Anteils des Kraftstoffs von der LPP 212 über den Knoten 224 durch das Rückschlagventil 444, das an den Stufenraumkanal 442 gekoppelt ist, in die Stufenkammer 426 bereitgestellt werden. Ferner kann der erste Anteil des Kraftstoffs dann die Stufenkammer 426 über einen zweiten Stufenraumkanal 443 verlassen. Wie dargestellt ist, kann der Stufenraumkanal 442 an einem Ort, der einem Ort gegenüberliegt, an dem der zweite Stufenraumkanal 443 an den Stufenraum 426 gekoppelt ist, an den Stufenraum 426 gekoppelt sein. Die Zirkulation des Kraftstoffs in der Stufenkammer 426 wird durch das Sicherstellen bereitgestellt, dass der Kraftstoffeintritt in den Stufenraum an einem Ort stattfindet, der von dem verschieden ist, wo der Kraftstoff den Stufenraum verlässt.
  • Das Überdruckventil 446 kann fluidtechnisch an den zweiten Stufenraumkanal 443 gekoppelt sein. Das Überdruckventil 446 kann an anderen Orten als jenen, die in 4 gezeigt sind, an den zweiten Stufenraumkanal 443 gekoppelt sein. Das Überdruckventil 446 als solches kann das gleiche wie das erste Überdruckventil 246 nach den 2 und 3 sein und kann die gleiche Druckentlastungseinstellung wie das erste Überdruckventil 246 aufweisen. Wie gezeigt ist, kann das Überdruckventil 446 vorbelastet sein, um den Druck in der Stufenkammer 426 zu regeln.
  • Während eines Saughubs kann der Kraftstoff die Stufenkammer 426 über den zweiten Stufenraumkanal 443 durch das Überdruckventil 446 an dem Knoten 462 vorbei verlassen, um im Pumpenkanal 254 aufzugehen. Dieser von der Stufenkammer 426 in dem Pumpenkanal 254 empfangene Kraftstoff kann dann während des weitergehenden Saughubs durch das SACV 236 in die Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 414 strömen.
  • Unterdessen kann das Überdruckventil 448, das fluidtechnisch an die Kompressionskammer 238 gekoppelt ist, vorbelastet sein, um den Druck in der Kompressionskammer 238 während eines Kompressionshubs zu regeln. Das Überdruckventil 448 kann einen vorgegebenen Druck (z. B. den Regeldruck) in der DI-Pumpe 414 ermöglichen, wenn sich das SACV 236 während des Kompressionshubs im Durchlassmodus befindet und die Direkteinspritzdüsen deaktiviert sind. Die Entlastungseinstellung als solche des Überdruckventils 448 kann von der des zweiten Überdruckventils 326 der zweiten Ausführungsform 300 in 3 verschieden sein. Alternativ kann der Druck-Sollwert des Überdruckventils 448 zu der Entlastungseinstellung des zweiten Überdruckventils 326 der zweiten Ausführungsform 300 in 3 ähnlich sein.
  • Die DI-Pumpe 414 der dritten Ausführungsform 400 des Kraftstoffsystems kann ähnlich zur DI-Pumpe 314 während jedes der Kompressionshübe und der Saughübe in der DI-Pumpe geschmiert werden. Es wird angegeben, dass die Druckentlastungseinstellungen des Überdruckventils 448 und des Überdruckventils 446 in einem Beispiel unähnlich sein können.
  • 7 veranschaulicht einen beispielhaften Betriebsablauf 700 der DI-Pumpe 414 der dritten Ausführungsform 400 des Kraftstoffsystems. Der Betriebsablauf 700 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 700 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 702, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 704, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 706 und den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 708 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 702 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 704 in 7 ähnlich zu der in den 5 und 6 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist. Das SACV kann als ein Rückschlagventil arbeiten, wenn es erregt ist. Spezifisch blockiert das SACV, wenn es erregt ist, die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer zu dem Pumpenkanal 254.
  • Die Linie 703 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 414 (z. B. die Druckentlastungseinstellung des zweiten Überdruckventils 448 + der Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 705 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 707 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, z. B. den kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des ersten Überdruckventils 446 und dem Saugpumpendruck, und die Linie 709 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Zum Ermöglichen der Klarheit werden separate Zahlen (und Linien) als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 705 oder durch die Linie 709 dargestellt ist. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 702 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit und Klarheit willen werden in 7 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Der Betriebsablauf 700 kann zum Betriebsablauf 600 nach 6 im Wesentlichen ähnlich sein, wobei er deshalb hier nicht ausgearbeitet wird. Ähnlich zum Betriebsablauf 600 wird die Kompressionskammer der DI-Pumpe 414 im Betriebsablauf 700 während der Kompressionshübe, wenn das Überströmventil offen ist, auf einen einzigen Regeldruck (die Linie 703) geregelt. Ferner ist der Kompressionskammerdruck signifikant höher, wenn das Überströmventil bei einem eingeschlossenen Kraftstoffvolumen in der Kompressionskammer geschlossen ist. Der Druck in der Stufenkammer ist während jedes Kompressionshubs auf den Saugpumpendruck verringert. Noch weiter wird die Stufenkammer während der Saughübe in der DI-Pumpe 414 auf einen einzigen Regeldruck der Stufenkammer (die Linie 707) geregelt. Weiterhin ist der Druck in der Kompressionskammer während jedes Saughubs auf den Saugpumpendruck verringert.
  • Folglich kann während jedes Pumpenhubs (z. B. jedes Kompressionshubs und jedes Saughubs) eine Druckdifferenz über dem Pumpenkolben in der DI-Pumpe 414 vorhanden sein. Während des Kompressionshubs weist die Kompressionskammer einen höheren Druck als der Stufenraum auf (ob das Überströmventil offen oder geschlossen ist), wobei während des Saughubs der Stufenraum einen höheren Druck als die Kompressionskammer aufweist. Folglich kann während jedes Pumpenhubs Kraftstoff an der Kolben-Bohrung-Grenzfläche innerhalb der DI-Pumpe vorbei entweichen und Kühlung und Schmierung bereitstellen.
  • Insgesamt können sowohl in der zweiten als auch in der dritten Ausführungsform des Kraftstoffsystems (und der DI-Pumpe) die Schmierung und die Kühlung der Kolben-Bohrung-Grenzfläche in der DI-Pumpe aufgrund des Vorhandenseins eines Differenzdrucks über dem Pumpenkolben während jedes der Kompressions- und Saughübe in der DI-Pumpe sichergestellt sein.
  • Die Schmierung der DI-Kraftstoffpumpe kann größtenteils sichergestellt sein, wenn der Pumpenkolben in seiner Vorwärtsrichtung der Bewegung einen Druck erfährt, der größer als der Dampfdruck ist. Folglich kann in dem Kompressionshub in der DI-Pumpe 314 und der DI-Pumpe 414 die Vorwärtsrichtung des Pumpenkolbens 220 die Richtung zu der Kompressionskammer enthalten. Hier erfährt der Pumpenkolben 220 (aufgrund des zweiten Überdruckventils 326 bzw. des Überdruckventils 448) in der Kompressionskammer einen Druck, der größer als der Dampfdruck ist, (z. B. den Saugpumpen-Ausgangsdruck). Während des Saughubs kann die Vorwärtsrichtung des Pumpenkolbens 220 zu der Stufenkammer 226 der DI-Pumpe 314 und der Stufenkammer 426 der DI-Pumpe 414 sein. Im Saughub in der DI-Pumpe 314 und der DI-Pumpe 414 erfährt der Pumpenkolben 220 (aufgrund des ersten Überdruckventils 246 in der DI-Pumpe 314 bzw. der Überdruckventile 446 und 448 in der DI-Pumpe 414) einen Druck in der Stufenkammer, der größer als der Dampfdruck ist, (z. B. den Saugpumpen-Ausgangsdruck).
  • Eine weitere Herangehensweise zum Bereitstellen der Schmierung besteht im Aussetzen des Pumpenkolbens einem höheren Druck in der Bewegungsrichtung als in der Rückrichtung. Im Kompressionshub in der DI-Pumpe 314 und der DI-Pumpe 414 kann die Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens 220 zur Kompressionskammer 238 sein, während die Rückrichtung zu der Stufenkammer sein kann. Hier ist der Pumpenkolben 220 in der Kompressionskammer einem höheren Druck als in der Stufenkammer 226 ausgesetzt (wie zwischen t1 und t3, t4 und t5 und t6 und t7 der Betriebsabläufe 600 und 700 gezeigt ist). Im Saughub kann die Bewegungsrichtung des Pumpenkolbens 220 zu der Stufenkammer 226 in der DI-Pumpe 314 und zum Stufenraum 426 in der DI-Pumpe 414 sein. Im Saughub sowohl in der DI-Pumpe 314 als auch in der DI-Pumpe 414 erfährt der Pumpenkolben 220 einen höheren Druck in der Stufenkammer als in der Rückrichtung der Kompressionskammer 238 (wie zwischen t3 und t4, t5 und t6 und t7 weiter bis zum Ende der graphischen Darstellung in den Betriebsabläufen 600 und 700 dargestellt ist).
  • 8 stellt schematisch eine vierte Ausführungsform 800 des Kraftstoffsystems dar, das eine DI-Pumpe 814 enthält. Viele Komponenten der vierten Ausführungsform 800 sind zu jenen ähnlich, die früher in der ersten Ausführungsform 200 und der zweiten Ausführungsform 300 des Kraftstoffsystems beschrieben worden (und enthalten) sind. Entsprechend sind diese gemeinsamen Komponenten ähnlich nummeriert, wobei sie nicht erneut eingeführt werden können.
  • Die vierte Ausführungsform 800 als solche ist insofern sowohl von der ersten Ausführungsform 200 als auch der zweiten Ausführungsform 300 verschieden, als die vierte Ausführungsform 800 ein gemeinsames Überdruckventil 846 enthält, das vorbelastet ist, um den Druck sowohl in der Kompressionskammer 238 als auch in der Stufenkammer 826 der DI-Pumpe 814 zu regeln. Das gemeinsame Überdruckventil 846 als solches kann das einzige Überdruckventil sein, das in der vierten Ausführungsform 800 verwendet wird. Weiterhin ist die Stufenkammer 826 in der vierten Ausführungsform fluidtechnisch an die Kompressionskammer 238 gekoppelt. Folglich kann die Stufenkammer 826 Kraftstoff während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe 814 von der Kompressionskammer 238 empfangen, wenn sich das SACV 236 im Durchlasszustand befindet.
  • Das gemeinsame Überdruckventil 846 ist parallel zu dem ersten Rückschlagventil 246 in den Entlastungskanal 862 gekoppelt. Ferner kann das gemeinsame Überdruckventil 846 bezüglich jenen des ersten Überdruckventils 246 in der ersten bzw. der zweiten Ausführungsform 200 und 300, des zweiten Überdruckventils 326 in der zweiten Ausführungsform 300 und der Überdruckventile 446 und 448 in der dritten Ausführungsform 400 eine verschiedene Druckentlastungseinstellung aufweisen. In einem Beispiel kann der Druckentlastungs-Sollwert des gemeinsamen Überdruckventils 846 6 bar sein. In einem weiteren Beispiel kann der Druckentlastungs-Sollwert des gemeinsamen Überdruckventils 846 8 bar sein.
  • Falls während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe 814 das SACV 236 offen ist und sich im Durchlassmodus befindet, kann Rückflusskraftstoff die Kompressionskammer 238 über das SACV 236 zum Pumpenkanal 254 verlassen. Ferner kann dieser Rückflusskraftstoff, der durch das zweite Rückschlagventil 344 entlang dem Pumpenkanal 254 blockiert wird, an einem Knoten 866 umgeleitet werden, um durch das dritte Rückschlagventil 844 zu strömen. Wie gezeigt ist, kann das dritte Rückschlagventil 844 in einen Umgehungskanal 876 gekoppelt sein, wobei es eine Strömung vom Pumpenkanal 254 zum Entlastungskanal 862 und/oder zum Stufenraumkanal 242 ermöglichen kann. Spezifisch koppelt der Umgehungskanal 876 den Pumpenkanal 254 fluidtechnisch sowohl an den Entlastungskanal 862 als auch an den Stufenraumkanal 242. Der Pumpenkanal 254 als solcher kann über den Umgehungskanal 876 und den Stufenraumkanal 242 fluidtechnisch an die Stufenkammer gekoppelt sein.
  • Ein Anteil des Rückflusskraftstoffs von der Kompressionskammer 238 kann über den Umgehungskanal 876 über die Knoten 872 und 248 und durch den Stufenraumkanal 242 in die Stufenkammer 826 strömen. Die Stufenkammer als solche kann keinen Kraftstoff von der LPP 212 über das erste Rückschlagventil 244 empfangen, während sie Kraftstoff von der Kompressionskammer 238 empfängt. Noch weiter kann die Kompressionskammer der Stufenkammer Kraftstoff zuführen, solange wie das Überströmventil (das SACV 236) offen ist. Der Kraftstoff kann auf einem Regeldruck, der durch das gemeinsame Überdruckventil 846 festgelegt ist, zugeführt werden. Ferner kann ein weiterer Anteil des Rückflusskraftstoffs durch den Umgehungskanal 876 an dem Knoten 872 vorbei in den Entlastungskanal 862 und durch das gemeinsame Überdruckventil 846 zu der LPP 212 strömen, wenn der Druck im Umgehungskanal 876 zunimmt, um die Entlastungseinstellung des gemeinsamen Überdruckventils 846 zu überwinden. Falls sich das Überströmventil vor dem Abschluss des Kompressionshubs schließt, kann die Stufenkammer Kraftstoff von der LPP 212 durch den Niederdruckkanal 218 an dem ersten Rückschlagventil 244 vorbei in den Stufenraumkanal 242 und davon in den Stufenraum 826 empfangen.
  • Es wird hier erkannt, dass in dem Umgehungskanal 876 keine zusätzlichen Komponenten zu jenen, die hier beschrieben worden sind, enthalten sein können. Entsprechend können in den Kanälen keine dazwischenliegenden Komponenten als jene, die oben beschrieben worden sind, enthalten sein.
  • Das gemeinsame Überdruckventil 846 kann den Druck in der Kompressionskammer basierend auf der Entlastungseinstellung des gemeinsamen Überdruckventils auf einen einzigen Druck regeln. Ähnlich zur ersten Ausführungsform 200 nach 2 enthält die vierte Ausführungsform 800 des Kraftstoffsystems außerdem das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums 826 über das gemeinsame Überdruckventil 846 auf einen Regeldruck, der höher als der Saugpumpendruck ist. In einem Beispiel kann die Druckentlastungseinstellung des gemeinsamen Überdruckventils 846 8 bar sein. Folglich kann der Regeldruck in der Kompressionskammer 238 während des Kompressionshubs die Summe aus dem Saugpumpendruck und der Druckentlastungseinstellung des gemeinsamen Überdruckventils 846 sein, z. B. 13 bar (entsprechend 5 bar + 8 bar). Ähnlich kann der Regeldruck der Stufenkammer während des Saughubs 13 bar sein, die Kombination aus dem Saugpumpendruck und der Druckentlastungseinstellung des gemeinsamen Überdruckventils 846. Folglich kann das gemeinsame Überdruckventil 846 die Kompressionskammer während des Kompressionshubs auf den gleichen Regeldruck regeln, wie es den Stufenraum im Saughub regelt.
  • Folglich kann ein beispielhaftes Verfahren für eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe in einer Kraftmaschine das Erhöhen eines Drucks in einer Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe während wenigstens eines Abschnitts eines Pumpenhubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe enthalten, wobei der Druck bis zu einem, der höher als ein Ausgangsdruck einer Saugpumpe ist, erhöht wird. Der Abschnitt des Pumpenhubs enthält in einem Beispiel einen Abschnitt eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe. Der Druck in der Stufenkammer kann z. B. während des Saughubs am Beginn des Saughubs erhöht werden. Alternativ kann der Druck im Stufenraum gerade nach dem Beginn des Saughubs erhöht werden. Die Zunahme des Drucks in der Stufenkammer während der Saughübe kann während der gesamten Dauer des Saughubs aufrechterhalten werden, so dass der Druck in der Stufenkammer am Ende des Saughubs erhöht ist. Das Verfahren enthält das Erhöhen des Drucks in der Stufenkammer über ein erstes Überdruckventil (z. B. 246 nach den 2, 3, 446 nach 4 und 846 nach 8), wobei das erste Überdruckventil fluidtechnisch an die Stufenkammer gekoppelt ist. In einem weiteren Beispiel enthält der Abschnitt des Pumpenhubs einen Abschnitt eines Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, wobei der Abschnitt auf einer Dauer basiert, während der ein in einem Einlass in eine Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe positioniertes Überströmventil offengehalten wird. In der vierten Ausführungsform 800 wird der Druck in der Stufenkammer außerdem während des Kompressionshubs erhöht, wenn das SACV offen ist. Der Druck in der Stufenkammer kann über das Zuführen von unter Druck gesetztem Kraftstoff von einer Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu der Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe erhöht werden. Die Saugpumpe kann der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe Kraftstoff zuführen, wobei die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe durch die Kraftmaschine angetrieben ist und die Saugpumpe eine elektrische Pumpe ist.
  • In einer beispielhaften Darstellung kann ein beispielhaftes System eine Kraftmaschine, die einen Zylinder enthält, eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die einen Kolben, eine Kompressionskammer, eine Stufenkammer, die unter einer Unterseite des Kolbens angeordnet ist, einen Nocken zum Bewegen des Kolbens und ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil, das an einem Einlass der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe positioniert ist, enthält, eine Saugpumpe, die fluidtechnisch sowohl an die Kompressionskammer als auch an die Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, ein Überdruckventil, das vorbelastet ist, um den Druck sowohl in der Kompressionskammer als auch in der Stufenkammer zu regeln, (z. B. das gemeinsame Überdruckventil 846), einen Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen, der fluidtechnisch an die Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, und eine Direkteinspritzdüse, die dem Zylinder Kraftstoff bereitstellt, wobei die Direkteinspritzdüse an den Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen gekoppelt ist und Kraftstoff von dem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen empfängt, umfassen.
  • 9 stellt einen beispielhaften Betriebsablauf 900 der DI-Pumpe 814 dar, die in der vierten Ausführungsform 800 des Kraftstoffsystems enthalten ist. Der Betriebsablauf 900 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 900 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 902, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 904, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 906 und den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 908 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 902 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 904 in 9 ähnlich zu der in den 5 und 6 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist. Es wird erkannt, dass die geschlossene Position des SACV für die Einfachheit verwendet wird, wohingegen sich das SACV in der Wirklichkeit an einer arretierten Position befinden kann. Mit anderen Worten, wenn das SACV erregt ist, arbeitet das SACV als ein Rückschlagventil, das die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer der DI-Pumpe zum Pumpenkanal 254 blockiert.
  • Die Linie 903 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 814 (z. B. die Druckentlastungseinstellung des gemeinsamen Überdruckventils 846 + der Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 905 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 907 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, z. B. den kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des gemeinsamen Überdruckventils 846 und dem Saugpumpendruck, und die Linie 909 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Zum Ermöglichen der Klarheit werden separate Zahlen (und Linien) als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 905 oder durch die Linie 909 dargestellt ist. Es wird angegeben, dass der Regeldruck sowohl in der Kompressionskammer als auch in der Stufenkammer der gleiche sein kann, obwohl er durch die verschiedenen Linien 903 und 907 dargestellt ist. Falls jedoch in einigen Fällen das dritte Rückschlagventil 844 einen beabsichtigten oder einen unbeabsichtigten Strömungswiderstand aufweist, kann das dritte Rückschlagventil 844 den Regeldruck der Kompressionskammer (die Linie 903) bis zu einem, der höher als der Regeldruck der Stufenkammer (die Linie 907) ist, erhöhen. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 902 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit und der Klarheit willen werden in 9 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Ähnlich zum Betriebsablauf 500 nach 5 und zum Betriebsablauf 600 nach 6 enthält der Betriebsablauf 900 nach 9 drei Kompressionshübe, z. B. von t1 bis t3, von t4 bis t5 und von t6 bis t7. Der erste Kompressionshub (von t1 bis t3) umfasst, das Überströmventil während einer ersten Hälfte des ersten Kompressionshubs offen (aberregt) zu halten und es zu t2 für die restliche Hälfte des ersten Kompressionshubs zu schließen (zu erregen). Der zweite Kompressionshub von t4 bis t5 enthält, das Überströmventil während des gesamten zweiten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten, während der dritte Kompressionshub von t6 bis t7 enthält, das Überströmventil während des vollständigen dritten Kompressionshubs geschlossen (erregt) aufrechtzuerhalten. Während des dritten Kompressionshubs kann für die DI-Pumpe ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen sein, so dass das Überströmventil am Beginn des dritten Kompressionshubs erregt wird, was es ermöglicht, dass im Wesentlichen 100 % des Kraftstoffs in der Kompressionskammer eingeschlossen und dem Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen zugeführt wird. Der Betriebsablauf 900 enthält ähnlich wie die Betriebsabläufe 500 und 600 außerdem drei Saughübe (von t3 bis t4, von t5 bis t6 und von t7 bis zum Ende der graphischen Darstellung). Jeder Saughub folgt einem vorhergehenden entsprechenden Kompressionshub, wie in 9 gezeigt ist.
  • Der Betriebsablauf 900 veranschaulicht das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums (z. B. das Erhöhen des Überdrucks im Stufenraum der DI-Pumpe 814) während jedes der drei Saughübe bis zum Regeldruck des Stufenraums (die Linie 907), z. B. dem kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des gemeinsamen Überdruckventils 846 und dem Saugpumpendruck. Wie dargestellt ist, findet die Zunahme des Drucks im Stufenraum statt, unmittelbar nachdem jeder Saughub begonnen hat (wie zu t3 und t7 gezeigt ist), wobei der Stufenraum während jedes Saughubs unter Druck gesetzt werden kann. Die Kompressionskammer empfängt während jedes Saughubs Kraftstoff von der LPP 212 und befindet sich deshalb während jedes Saughubs auf dem LPP-Druck.
  • Der Druck in der Kompressionskammer befindet sich während des zweiten Kompressionshubs auf dem Regeldruck der Kompressionskammer (die Linie 903), weil sich das Überdruckventil während der gesamten Dauer im Durchlassmodus befindet. Im dritten Kompressionshub ist der Druck in der Kompressionskammer höher als der Regeldruck, weil das Überströmventil während der gesamten Dauer geschlossen ist. Spezifisch kann sich der Kompressionskammerdruck auf dem Kraftstoffverteiler-Solldruck für den ersten Kraftstoffverteiler 250 befinden. Im ersten Kompressionshub befindet sich der Kompressionskammerdruck auf dem Regeldruck, während das Überströmventil offen ist, wobei aber, sobald das Überströmventil geschlossen ist, der Kompressionskammerdruck auf einen, der höher als der Regeldruck (z. B. der vorgegebene Druck) ist, ansteigt.
  • Die vierte Ausführungsform 800 enthält außerdem das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums während eines Kompressionshubs, solange wie sich das Überströmventil im Durchlassmodus befindet. Während des zweiten Kompressionshubs kann sich der Stufenraum im Wesentlichen auf dem (z. B. innerhalb 5 % vom) Regeldruck befinden, weil das Überströmventil offen ist und die Stufenkammer Kraftstoff auf dem Kompressionskammerdruck von der Kompressionskammer empfängt. Während des dritten Kompressionshubs empfängt jedoch der Stufenraum keinen Kraftstoff von der Kompressionskammer, weil das Überströmventil am Beginn des dritten Kompressionshubs geschlossen wird. Entsprechend verringert sich der Druck in der Stufenkammer auf den Ausgangsdruck der LPP, wie zu t6 gezeigt ist, da der Stufenraum zwischen t6 und t7 Kraftstoff von der Saugpumpe empfängt. Während des ersten Kompressionshubs wird der Stufenraum (zwischen t1 und t2) auf den Regeldruck unter Druck gesetzt, solange wie das Überströmventil offen ist und der unter Druck gesetzte Kraftstoff von der Kompressionskammer in den Stufenraum eintritt. Sobald sich das Überströmventil (zu t2) schließt, fällt der Stufenraumdruck (zwischen t2 und t3) auf den LPP-Ausgangsdruck. Folglich kann die Dauer, während der der Stufenraum während eines Kompressionshubs durch die Kompressionskammer unter Druck gesetzt wird, darauf basieren, wie lange das Überströmventil offengehalten wird. Wenn das Überströmventil beim Beginn des dritten Kompressionshubs geschlossen wird, ist die Stufenkammer entsprechend während des dritten Kompressionshubs nicht unter Druck gesetzt, wohingegen im vorgegebenen Modus der Stufenraum während des Kompressionshubs (z. B. des zweiten Kompressionshubs) unter Druck gesetzt ist. Ferner ist der Stufenraum nur während der ersten Hälfte des ersten Kompressionshubs unter Druck gesetzt, bis das Überströmventil erregt wird, um es zu schließen.
  • In dieser Weise kann der Stufenraum in der vierten Ausführungsform 800 nach 8 sowohl während des Kompressionshubs als auch während des Saughubs unter Druck gesetzt werden. Während des Saughubs ermöglicht das gemeinsame Überdruckventil eine Zunahme des Drucks im Stufenraum auf den Regeldruck (der z. B. höher als der LPP-Druck ist). Während des Kompressionshubs ist der Druck im Stufenraum höher als der Ausgangsdruck der LPP, solange wie das SACV im Durchlasszustand offen ist. Die Kompressionskammer als solche kann die Stufenkammer während des Kompressionshubs unter Druck setzen, wenn das SACV geöffnet ist. Die Schmierung der DI-Pumpe 814 kann in jedem Pumpenhub verbessert sein, weil der Pumpenkolben in seiner Bewegungsrichtung einen Druck erfährt, der höher als der Kraftstoffdampfdruck ist.
  • Ein beispielhaftes Verfahren zum Betreiben einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe in einer Kraftmaschine kann folglich das Regeln eines Drucks in einer Stufenkammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einen einzigen Druck während eines Saughubs umfassen, wobei der Druck größer als ein Ausgangsdruck einer Niederdruckpumpe ist, die der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe Kraftstoff zuführt. Der Druck in der Stufenkammer kann durch ein erstes Überdruckventil (in einem Beispiel das gemeinsame Überdruckventil 846 nach 8) geregelt werden, wobei das erste Überdruckventil fluidtechnisch an die Stufenkammer gekoppelt ist. Das Verfahren kann außerdem das Regeln eines Drucks in einer Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einen einzigen Druck während eines Kompressionshubs in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe umfassen. Hier kann der Druck in der Kompressionskammer über das erste Überdruckventil geregelt werden, wobei das erste Überdruckventil fluidtechnisch sowohl an die Kompressionskammer als auch an die Stufenkammer der Hochdruckpumpe gekoppelt ist. Spezifisch kann das erste Überdruckventil vorbelastet sein, um den Druck sowohl in der Stufenkammer als auch in der Kompressionskammer der Hochdruckpumpe zu regeln.
  • 10 enthält eine fünfte beispielhafte Ausführungsform 1000 des Kraftstoffsystems, das eine DI-Pumpe 1014 enthält. Viele Komponenten der fünften Ausführungsform 1000 sind zu jenen ähnlich, die früher in der ersten Ausführungsform 200 und der zweiten Ausführungsform 300 des Kraftstoffsystems beschrieben worden (und enthalten) sind. Entsprechend können diese gemeinsamen Komponenten ähnlich nummeriert sein, wobei sie nicht erneut eingeführt werden können.
  • Die fünfte Ausführungsform 1000 enthält einen zweiten Kraftstoffverteiler 1050, der fluidtechnisch sowohl an die HPP 1014 als auch an die LPP 212 gekoppelt ist. In dem dargestellten Beispiel kann der zweite Kraftstoffverteiler 1050 ein Kraftstoffverteiler 1050 der Kanaleinspritzdüsen sein, der mehreren Kanaleinspritzdüsen 1052 Kraftstoff zuführt. Folglich können die Zylinder der Kraftmaschine 1010 sowohl durch die Kanaleinspritzdüsen als auch durch die Direkteinspritzdüsen mit Kraftstoff beaufschlagt werden. Folglich kann die Kraftmaschine 1010 eine PFDI-Kraftmaschine sein.
  • Der Controller 202 kann über einen zweiten Einspritztreiber 1006 jede der Kanaleinspritzdüsen 1052 einzeln betätigen. Der Controller 202, der zweite Einspritztreiber 1006, der erste Einspritztreiber 206 und andere geeignete Controller des Kraftmaschinensystems können ein Steuersystem umfassen. Während der zweite Einspritztreiber 1006 außerhalb des Controllers 202 gezeigt ist, sollte erkannt werden, dass in anderen Beispielen der Controller 202 den zweiten Einspritztreiber 1006 enthalten kann oder konfiguriert sein kann, die Funktionalität des zweiten Einspritztreibers 1006 bereitzustellen. Der Controller 202 kann zusätzliche Komponenten enthalten, die nicht gezeigt sind, wie z. B. jene, die im Controller 12 nach 10 enthalten sind.
  • Es wird angegeben, dass, obwohl dargestellt ist, dass der zweite Kraftstoffverteiler 1050 vier Kanaleinspritzdüsen 1052 mit Kraftstoff beaufschlagt, der Kraftstoffverteiler 1050 der Kanaleinspritzdüsen zusätzliche oder weniger Kanaleinspritzdüsen mit Kraftstoff beaufschlagen kann, ohne vom Schutzumfang dieser Offenbarung abzuweichen.
  • Die fünfte Ausführungsform 1000 enthält wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen ein zweites Rückschlagventil 344, das an den Pumpenkanal 254 gekoppelt ist. Die Stufenkammer 1026 in der DI-Pumpe 1014 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe Kraftstoff von der Kompressionskammer 238 über den Pumpenkanal 254 durch den Knoten 1066 und entlang dem Stufenraumkanal 1042 empfangen, wenn das SACV offen ist. Zusätzlicher Kraftstoff kann, falls gewünscht, während des Kompressionshubs von der Saugpumpe 212 über den Niederdruckkanal 218 an dem Knoten 324 vorbei durch das zweite Rückschlagventil 344 an dem Knoten 1066 vorbei und in den Stufenraumkanal 1042 der Stufenkammer zugeführt werden. Der zusätzliche Kraftstoff von der Saugpumpe kann in der Stufenkammer 1026 empfangen werden, nachdem das SACV 236 erregt worden ist, um es während des Kompressionshubs zu schließen.
  • Noch weiter kann die Kompressionskammer 238 während des Kompressionshubs außerdem Kraftstoff dem Kraftstoffverteiler 1050 der Kanaleinspritzdüsen (der außerdem als der PFI-Verteiler 1050 bezeichnet wird) zuführen, solange wie das SACV 236 offen ist. Der Kraftstoff als solcher kann dem zweiten Kraftstoffverteiler 1050 zugeführt werden, nachdem die Stufenkammer 1026 gefüllt und unter Druck gesetzt worden ist. Folglich ist im Kompressionshub (wenn das SACV aberregt ist) das Kraftstoffvolumen, das von der Kompressionskammer zu dem PFI-Verteiler 1050 geschoben wird, der Unterschied der Verdrängung der Kompressionskammer (z. B. 0,25 cm3) und der Verdrängung der Stufenkammer (z. B. 0,15 cm3). Hier ist die Nettoverdrängung 0,10 cm3, wobei deshalb 0,1 cm3 Kraftstoff in den PFI-Verteiler 1050 zugeführt werden können. Die Verdrängung der Stufenkammer ist eine Funktion der Größe des Kolbenschafts 228. Falls der Durchmesser der Kolbenstange 228 vergrößert wird, kann entsprechend außerdem die Nettoverdrängung vergrößert werden.
  • Die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer 238 bis zum zweiten Kraftstoffverteiler 1050 kann stattfinden, wenn der Rückflusskraftstoff die Kompressionskammer 238 über das SACV 236 in den Pumpenkanal 254 über den Knoten 1066 zu dem Kanalkanal 1062 an dem Knoten 1068 vorbei und in den Kanalzufuhrkanal 1064 und davon in den Kraftstoffverteiler 1050 der Kanaleinspritzdüsen verlässt.
  • Das dritte Überdruckventil 1046 ist in den Entlastungskanal 1056 gekoppelt, um eine Kraftstoffströmung in der Richtung der Saugpumpe 212 zu ermöglichen, wenn der Druck am Knoten 1068 größer als die Druckentlastungseinstellung des dritten Überdruckventils 1046 ist. Die Druckentlastungseinstellung des dritten Überdruckventils 1046 kann von den Druckentlastungseinstellungen der vorher eingeführten Überdruckventile in den vorhergehenden Ausführungsformen unterschiedlich und verschieden sein. Es wird angegeben, dass das dritte Überdruckventil 1046 vorbelastet sein kann, um den Druck in der Kompressionskammer 238 und im PFI-Verteiler 1050 zu regeln.
  • Während eines Saughubs in der DI-Pumpe 1014 kann der Kraftstoff von der Stufenkammer vom Stufenraum 1026 durch den Stufenraumkanal 1042 zum Knoten 1066 strömen. Am Knoten 1066 kann der Kraftstoff zum SACV 236 und zur Kompressionskammer 238 umgeleitet werden, wobei er nicht in den Kanalkanal 1062 strömen kann. Folglich kann der Stufenraum während des Saughubs nicht durch das dritte Überdruckventil 1046 unter Druck gesetzt werden. Der Stufenraum als solcher kann durch die Kompressionskammer während des Kompressionshubs allein unter Druck gesetzt werden, wenn das SACV offen ist. Zum gleichen Zeitpunkt kann die Stufenkammer dem PFI-Verteiler 1050 keinen Kraftstoff zuführen.
  • In 11 ist ein beispielhafter Betriebsablauf 1100 in der DI-Kraftstoffpumpe 1014 dargestellt. Der Betriebsablauf 1100 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 1100 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 1102, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 1104, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 1106, den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 1108, die Änderungen des Kraftstoffverteilerdrucks (FRP) in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen (PFI) in der graphischen Darstellung 1110 und die Kanaleinspritzungen in der graphischen Darstellung 1112 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 1102 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 1104 in 11 ähnlich zu der in den 5 und 6 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist. Um der Einfachheit willen wird das SACV als geschlossen bezeichnet, wenn es erregt ist. Es wird erkannt, dass das SACV als ein Rückschlagventil arbeitet, wenn es erregt ist, das die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer in den Pumpenkanal verhindert.
  • Die Linie 1103 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 1014 (z. B. die Druckentlastungseinstellung des dritten Überdruckventils 1046 + der Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 1105 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 1107 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, der zu dem Regeldruck der Kompressionskammer, z. B. dem kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des dritten Überdruckventils 1046 und dem Saugpumpendruck, ähnlich ist, und die Linie 1109 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Die Linie 1111 repräsentiert den Regeldruck des PFI-Verteilers, der zu dem Regeldruck der Kompressionskammer (die Linie 1103) ähnlich sein kann. Die Linie 1113 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des PFI-Verteilerdrucks. Um Klarheit zu ermöglichen, werden separate Linien als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 1105, die Linie 1113 oder die Linie 1109 dargestellt ist. Es wird angegeben, dass der Regeldruck sowohl in der Kompressionskammer, in dem PFI-Verteiler als auch in der Stufenkammer der gleiche sein kann, obwohl er durch die verschiedenen Linien 1103, 1111 und 1107 dargestellt ist. Während die graphische Darstellung 1102 der Pumpenkolbenposition als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit willen werden in 11 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Der Betriebsablauf 1100 nach 11 enthält drei Kompressionshübe, z. B. von t1 bis t4, von t5 bis t7 und von t8 bis t10. Der erste Kompressionshub (von t1 bis t4) umfasst, das Überströmventil während einer ersten Hälfte des ersten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten und es zu t2 für den Rest des ersten Kompressionshubs zu schließen (z. B. es zu erregen, um es zu schließen). Der zweite Kompressionshub von t5 bis t7 enthält, das Überströmventil während des gesamten zweiten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten, während der dritte Kompressionshub von t8 bis t10 enthält, das Überströmventil während des vollständigen dritten Kompressionshubs geschlossen (z. B. erregt) zu halten. Während des dritten Kompressionshubs kann ein Arbeitszyklus von 100 % für die DI-Pumpe befohlen sein, so dass das Überströmventil beim Beginn des dritten Kompressionshubs erregt wird, was es ermöglicht, dass im Wesentlichen 100 % des Kraftstoffs in der Kompressionskammer eingeschlossen und dem Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen zugeführt wird.
  • Der Betriebsablauf 1100 enthält außerdem drei Saughübe (von t4 bis t5, von t7 bis t8 und von t10 bis t11). Jeder Saughub folgt einem vorhergehenden entsprechenden Kompressionshub, wie in 11 gezeigt ist. Weil die Kraftmaschine 1010 als eine Vierzylinder-Kraftmaschine dargestellt ist, kann jeder Pumpenzyklus (einschließlich eines Kompressionshubs und eines Saughubs) eine einzige Kanaleinspritzung umfassen. Entsprechend ist eine Kanaleinspritzung zu t3 während des ersten Kompressionshubs, zu t6 während des zweiten Kompressionshubs und zu t9 während des dritten Kompressionshubs gezeigt.
  • Der Betriebsablauf 1100 veranschaulicht das Unter-Druck-Setzen sowohl des Stufenraums (z. B. das Erhöhen des Drucks im Stufenraum der DI-Pumpe 1014) als auch des PFI-Verteilers während jedes Kompressionshubs. Spezifisch empfängt sowohl der Stufenraum als auch der PFI-Verteiler während des Kompressionshubs unter Druck gesetzten Kraftstoff von der Kompressionskammer, wenn das Überströmventil offen ist. Folglich wird sowohl der Stufenraum als auch der PFI-Verteiler auf den Regeldruck unter Druck gesetzt, wenn das SACV offen ist. Während des ersten Kompressionshubs kann der Druck sowohl in der Kompressionskammer, in dem Stufenraum als auch in dem PFI-Verteiler der gleiche Druck sein, solange wie das Überströmventil offen ist. Der Regeldruck wird sowohl in der Kompressionskammer, in dem Stufenraum als auch in dem PFI-Verteiler zum Beginn des Kompressionshubs erreicht. Wie dargestellt ist, kann der Druckanstieg nicht sofort geschehen, sondern kann allmählich geschehen, weil die Kompressionskammer den Kraftstoff sowohl der Stufenkammer als auch dem PFI-Verteiler zuführt. Sobald das Überströmventil zu t2 geschlossen wird, steigt der Druck in der Kompressionskammer scharf auf den Kraftstoffverteiler-Solldruck im Verteiler der Direkteinspritzdüsen an. Der Druck im PFI-Verteiler kann auf dem Regeldruck bleiben, wobei aber der Druck im Stufenraum nach t2 (sobald das SACV erregt worden ist) auf den Saugpumpendruck abnimmt. Ferner fällt der FRP im PFI-Verteiler auf einen, der niedriger als der Regeldruck ist, wenn zu t3 eine Kanaleinspritzung stattfindet.
  • Während des zweiten Kompressionshubs können sich sowohl die Kompressionskammer, der Stufenraum als auch der PFI-Verteiler während des zweiten Kompressionshubs auf dem gleichen Druck befinden, weil das Überströmventil durchgehend offen ist. Die Kraftstoffeinspritzung über die Kanaleinspritzdüse zu t6 kann den FRP in dem PFI-Verteiler nicht verringern, weil die Kompressionskammer dem Kraftstoffverteiler zusätzlichen Kraftstoff zuführt und den Regeldruck aufrechterhält. Im dritten Kompressionshub steigt der Stufenraumdruck nicht bis zum Regeldruck an, weil keine Kraftstoffzufuhr von der Kompressionskammer empfangen werden kann. Der Stufenraum kann jedoch während des dritten Kompressionshubs Kraftstoff von der Saugpumpe empfangen, wobei er sich deshalb während des dritten Kompressionshubs auf dem Saugpumpendruck befinden kann. Der PFI-Verteiler kann sich seit der vorhergehenden Kanaleinspritzung zu t6 auf dem Regeldruck befinden. Der FRP des PFI-Verteilers verringert sich jedoch in Reaktion auf das Zuführen der Kanaleinspritzung zu t9, weil bis zum nachfolgenden Kompressionshub von der Kompressionskammer kein zusätzlicher Kraftstoff empfangen werden kann.
  • Der Druck in der Kompressionskammer, der Stufenkammer und dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen kann sich während jedes der drei Saughübe auf dem Saugpumpendruck befinden.
  • In dieser Weise kann der Stufenraum in der fünften Ausführungsform 1000 nach 10 während des Kompressionshubs über die Kompressionskammer unter Druck gesetzt werden, falls sich das Überströmventil im Durchlassmodus befindet. Gleichzeitig kann der PFI-Verteiler außerdem über die Kompressionskammer unter Druck gesetzt werden, solange wie das SACV offen ist. Während der Saughübe können sich der Stufenraum und die Kompressionskammer auf dem Saugpumpendruck befinden. Während der Kompressionshübe in der fünften Ausführungsform 1000 kann die Schmierung verbessert sein und kann die Kraftstoffverdampfung verringert sein.
  • 12 stellt eine sechste Ausführungsform 1200 des Kraftstoffsystems dar, das eine DI-Kraftstoffpumpe 1214 enthält. Viele Komponenten der sechsten Ausführungsform 1200 können sowohl zu jenen, die in der fünften Ausführungsform 1000 beschrieben worden sind, als auch zu jenen, die in der ersten Ausführungsform 200 und der zweiten Ausführungsform 300 des Kraftstoffsystems eingeführt worden sind, ähnlich sein. Entsprechend können diese gemeinsamen Komponenten ähnlich nummeriert sein, wobei sie nicht erneut eingeführt werden können.
  • Spezifisch enthält die sechste Ausführungsform sowohl die PFDI-Kraftmaschine 1010 als auch den Verteiler 1050 der Kanaleinspritzdüsen (PFI-Verteiler). Hier ist der PFI-Verteiler fluidtechnisch sowohl an die Kompressionskammer 238 als auch an die Stufenkammer 226 der DI-Pumpe 1214 gekoppelt. Genauer dargelegt, der PFI-Verteiler 1050 kann während eines Kompressionshubs Kraftstoff von der Kompressionskammer 238 empfangen, wenn das SACV 236 offen ist. Hier kann Rückflusskraftstoff die Kompressionskammer 238 durch das SACV 236 in den Pumpenkanal 254 verlassen und an dem Knoten 1266 vorbei in die erste Kanalleitung 1206 durch das vierte Rückschlagventil 1216 an dem Knoten 1276 und dem Knoten 1268 vorbei durch den Kanalzufuhrkanal 1064 in den PFI-Verteiler 1050 strömen. Der PFI-Verteiler 1050 kann während eines Saughubs außerdem Kraftstoff von der Stufenkammer 226 empfangen. Während des Saughubs kann der Kraftstoff, der den Stufenraum 226 verlässt, durch den Stufenraumkanal 242 an dem Knoten 1248 vorbei in die zweite Kanalleitung 1204 an dem fünften Rückschlagventil 1212 vorbei über den Knoten 1268 in den Kanalzufuhrkanal 1064 und davon in den PFI-Verteiler 1050 strömen. Sowohl das vierte Rückschlagventil 1216 als auch das fünfte Rückschlagventil 1212 können die Kraftstoffströmung von den Knoten 1276 bzw. 1268 zu dem Knoten 1266 bzw. dem Knoten 1248 blockieren.
  • Es wird angegeben, dass der DI-Verteiler 250 nur während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe 1214 Kraftstoff von der Kompressionskammer 238 empfängt.
  • Das vierte Überdruckventil 1246, das fluidtechnisch in den Entlastungskanal 1256 gekoppelt ist, kann vorbelastet sein, um den Druck sowohl in der Kompressionskammer 238, in der Stufenkammer 226 als auch in dem PFI-Verteiler der sechsten Ausführungsform 1200 zu regeln. Die Entlastungseinstellung des vierten Überdruckventils 1246 kann von den Entlastungseinstellungen der vorher eingeführten Überdruckventile in den früheren Ausführungsformen verschieden sein. Wenn der Druck entweder am Knoten 1276 oder am Knoten 1268 die Druckentlastungseinstellung des vierten Überdruckventils 1246 übersteigt, kann folglich Kraftstoff in den Entlastungskanal 1256 durch das vierte Überdruckventil 1246 zu dem Niederdruckkanal 218 (über den Knoten 324) strömen.
  • Das vierte Überdruckventil 1246 als solches kann in dieser Ausführungsform ein gemeinsames Überdruckventil sein, das sowohl einen vorgegebenen Druck in der Kompressionskammer und dem DI-Kraftstoffverteiler als auch einen vorgegebenen Druck im PFI-Verteiler ermöglicht und einen Regeldruck in der Stufenkammer ermöglicht, der höher als der Saugpumpendruck ist. Spezifisch kann der Regeldruck sowohl für den PFI-Verteiler, für den Stufenraum als auch für die Kompressionskammer der gleiche sein. Weil der Stufenraum durch das vierte Überdruckventil 1246 unter Druck gesetzt wird, wird ferner während des Saughubs unter Druck gesetzter Kraftstoff dem PFI-Verteiler 1050 zugeführt. Ähnlich kann die Kompressionskammer auf den Regeldruck unter Druck gesetzt werden, wenn das SACV offen ist, was es ermöglicht, dass unter Druck gesetzter Kraftstoff dem PFI-Verteiler 1050 zugeführt wird.
  • In einer weiteren Darstellung kann ein beispielhaftes System eine Kraftstoff-Kanal-/Direkteinspritz-Kraftmaschine (PFDI-Kraftmaschine), eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die einen Kolben, eine Kompressionskammer, eine Stufenkammer, die unter einer Unterseite des Kolbens angeordnet ist, einen Nocken zum Bewegen des Kolbens und ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil, das an einem Einlass der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe positioniert ist, enthält, eine Saugpumpe, die fluidtechnisch sowohl an die Kompressionskammer als auch an die Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, einen Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen, der fluidtechnisch an die Kompressionskammer der Direkteinspritzpumpe gekoppelt ist, einen Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen, der fluidtechnisch sowohl an die Kompressionskammer als auch an die Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, und ein gemeinsames Überdruckventil (wie z. B. das vierte Überdruckventil 1246 in 12), das stromaufwärts des Kraftstoffverteilers der Kanaleinspritzdüsen positioniert ist, wobei das gemeinsame Überdruckventil vorbelastet ist, um den Druck sowohl in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen, in der Stufenkammer als auch in der Kompressionskammer zu regeln, umfassen. Das gemeinsame Überdruckventil kann vorbelastet sein, um den Druck in der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu regeln, wenn sich das solenoidaktivierte Rückschlagventil in einem Durchlasszustand befindet. Ferner kann das gemeinsame Überdruckventil außerdem vorbelastet sein, um den Druck in der Stufenkammer während eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu regeln. Das System kann einen Controller enthalten, der ausführbare Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum Aktivieren des solenoidaktivierten Rückschlagventils zu einer geschlossenen Position während des Kompressionshubs der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe basierend auf einem Kraftstoffverteilerdruck des Kraftstoffverteilers der Direkteinspritzdüsen aufweist.
  • 13 enthält eine siebente Ausführungsform 1300 des Kraftstoffsystems, die eine DI-Kraftstoffpumpe 1314 darstellt. Die siebente Ausführungsform 1300 des Kraftstoffsystems unterscheidet sich in zwei Arten von der sechsten Ausführungsform 1200 nach 12. Als ein Beispiel kann die Zirkulation des Stufenraums 1326 aufgrund des Vorhandenseins eines Zirkulationskanals 1343 stattfinden. Der Kraftstoff, der von der Saugpumpe 212 in den Stufenraum eintritt, kann an dem ersten Rückschlagventil 244 vorbei in den Stufenraumkanal 1342 in die Stufenkammer 1326 strömen. Der Kraftstoff kann die Stufenkammer 1326 während eines Saughubs durch den Zirkulationskanal 1343 zu dem Kanalzufuhrkanal 1064 verlassen. Das fünfte Rückschlagventil 1212 kann fluidtechnisch an den Zirkulationskanal 1343 gekoppelt sein, um die Strömung vom Stufenraum 1326 zum Kanalzufuhrkanal 1064 zu ermöglichen, während es die Strömung von dem Kanalzufuhrkanal 1064 zur Stufenkammer 1326 blockiert. Die siebente Ausführungsform 1300 kann außerdem ein fünftes Überdruckventil 1346 enthalten, das sich in der ersten Kanalleitung 1206 befindet. Das fünfte Überdruckventil 1346 kann vorbelastet sein, um den Druck nur in der Kompressionskammer zu regeln, während das vierte Überdruckventil 1246 wie in 12 vorbelastet ist, um den Druck sowohl in der Kompressionskammer, in der Stufenkammer als auch in dem PFI-Verteiler zu regeln. In der siebenten Ausführungsform kann für den Stufenraum 1326 und den PFI-Verteiler 1050 ein gemeinsamer Regeldruck festgesetzt sein. In einem Beispiel kann dieser gemeinsame Regeldruck 9 bar betragen. Ferner kann für die Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 1314 ein höherer vorgegebener Druck (Regeldruck) bereitgestellt sein, weil sowohl das vierte Überdruckventil 1246 als auch das fünfte Überdruckventil 1346 den Druck in der Kompressionskammer regeln. Gleichzeitig kann ein höherer vorgegebener Druck dem DI-Verteiler 250 bereitgestellt werden. Als ein Beispiel kann sich der vorgegebene Druck für den DI-Verteiler 250 in einem Bereich von 20 bis 40 bar befinden.
  • In dieser Weise werden sowohl in der sechsten Ausführungsform 1200 als auch in der siebenten Ausführungsform 1300 des Kraftstoffsystems beide Seiten des Pumpenkolbens 220 in den jeweiligen DI-Kraftstoffpumpen 1214 und 1314 verwendet, um zu dem PFI-Verteiler 1050 zu pumpen. Das Pumpenvolumen als solches der DI-Kraftstoffpumpe zu dem PFI-Verteiler kann signifikant erhöht (z. B. etwa verdoppelt) werden. Spezifisch kann der Kolbendeckel 221 Kraftstoff von der Kompressionskammer 238 zu dem PFI-Verteiler 1050 treiben, wenn sich das SACV 236 während eines Kompressionshubs im Durchlassmodus befindet. Ferner kann der Kolbenboden 223 verwendet werden, um Kraftstoff von der Stufenkammer 226 der DI-Pumpe 214 während eines Saughubs zum Kraftstoff-PFI-Verteiler 1050 zu zwingen. Ähnlich kann der Kolbenboden 223 des Pumpenkolbens 220 Kraftstoff von der Stufenkammer 1326 der DI-Pumpe 1314 während der Saughübe zum PFI-Verteiler 1050 zwingen. Weiterhin kann der Kolbendeckel 221 Kraftstoff während des Kompressionshubs nach dem Schließen des SACV 236 zu dem DI-Verteiler 250 pumpen. Folglich kann dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen ausreichend Druck bereitgestellt werden, um die Zerstäubung des Kraftstoffs zu ermöglichen. Noch weiter kann sogar bei höheren Kraftstoffdurchflussmengen der Druck (ebenso wie das Volumen) des PFI-Verteilers durch die DI-Pumpe bereitgestellt werden. Entsprechend kann die Saugpumpe bei einer niedrigeren Leistungseinstellung (z. B. einer minimalen Leistung) betrieben werden, wobei ein effizienteres Kraftstoffsystem bereitgestellt wird.
  • Ein beispielhaftes System kann eine Kraftstoff-Kanal-/Direkteinspritz-Kraftmaschine (PFDI-Kraftmaschine), eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die einen Kolben, eine Kompressionskammer, eine Stufenkammer, die unter einer Unterseite des Kolbens angeordnet ist, einen Nocken zum Bewegen des Kolbens und ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil, das an einem Einlass der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe positioniert ist, enthält, eine Saugpumpe, die fluidtechnisch sowohl an die Kompressionskammer als auch an die Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, ein erstes Überdruckventil (z. B. das fünfte Überdruckventil 1346), das in einer ersten Leitung positioniert ist, die an die Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, einen Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen, der fluidtechnisch an die Kompressionskammer der Direkteinspritzpumpe gekoppelt ist, einen Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen, der fluidtechnisch sowohl an die Kompressionskammer als auch an die Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, und ein zweites Überdruckventil (wie z. B. das vierte Überdruckventil 1246), das stromaufwärts des Kraftstoffverteilers der Kanaleinspritzdüsen positioniert ist, wobei das zweite Überdruckventil vorbelastet ist, um den Druck sowohl in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen, in der Stufenkammer als auch in der Kompressionskammer zu regeln, umfassen. Die Saugpumpe kann elektrisch betätigt sein, wobei die Kraftstoffpumpe der Direkteinspritzdüsen durch die PFDI-Kraftmaschine angetrieben sein kann und nicht elektrisch betätigt sein kann. Sowohl das erste Überdruckventil als auch das zweite Überdruckventil können vorbelastet sein, um den Druck in der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu regeln, wenn sich das solenoidaktivierte Rückschlagventil in einem Durchlasszustand befindet. Das zweite Überdruckventil kann jedoch vorbelastet sein, um den Druck in der Stufenkammer während eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu regeln. Das System kann einen Controller enthalten, der ausführbare Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum Aktivieren des solenoidaktivierten Rückschlagventils zu einer geschlossenen Position während des Kompressionshubs der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe basierend auf dem Kraftstoffverteilerdruck des Kraftstoffverteilers der Direkteinspritzdüsen aufweist.
  • In 15 ist ein beispielhafter Betriebsablauf 1500 in der DI-Kraftstoffpumpe 1214 nach 12 dargestellt. Der Betriebsablauf 1500 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 1500 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 1502, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 1504, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 1506, den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 1508, die Änderungen des Kraftstoffverteilerdrucks (FRP) in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen (PFI) in der graphischen Darstellung 1510 und die Kanaleinspritzungen in der graphischen Darstellung 1512 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 1502 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 1504 in 15 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist.
  • Die Linie 1503 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 1214 (z. B. die Druckentlastungseinstellung des vierten Überdruckventils 1246 + der Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 1505 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 1507 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, z. B. den kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des vierten Überdruckventils 1246 und dem Saugpumpendruck, und die Linie 1509 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Die Linie 1511 repräsentiert den Regeldruck des PFI-Verteilers, der zu dem Regeldruck der Kompressionskammer (die Linie 1503) und dem Regeldruck der Stufenkammer (die Linie 1507) ähnlich sein kann. Die Linie 1513 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des PFI-Verteilerdrucks. Um Klarheit zu ermöglichen, werden separate Linien als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 1505, die Linie 1509 oder die Linie 1513 dargestellt ist. Es wird angegeben, dass der Regeldruck sowohl in der Kompressionskammer, in dem PFI-Verteiler als auch in der Stufenkammer der gleiche sein kann (z. B. der kombinierte Druck aus der Druckentlastungseinstellung des vierten Überdruckventils 1246 und dem Saugpumpen-Ausgangsdruck), obwohl er durch die verschiedenen Linien 1503, 1507 und 1511 dargestellt ist. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 1502 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit willen werden in 15 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Der Betriebsablauf 1500 nach 15 enthält drei Kompressionshübe, z. B. von t1 bis t4, von t5 bis t7 und von t8 bis t10. Der erste Kompressionshub (von t1 bis t4) umfasst, das Überströmventil während einer ersten Hälfte des ersten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten und es zu t2 für den Rest (z. B. eine zweite Hälfte) des ersten Kompressionshubs zu schließen (z. B. es zu erregen, um es zu schließen). Der zweite Kompressionshub von t5 bis t7 enthält, das Überströmventil während des gesamten zweiten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten, während der dritte Kompressionshub von t8 bis t10 enthält, das Überströmventil während der Dauer des dritten Kompressionshubs geschlossen (z. B. erregt) zu halten. Während des dritten Kompressionshubs kann ein Arbeitszyklus von 100 % für die DI-Pumpe befohlen sein, so dass das Überströmventil beim Beginn des dritten Kompressionshubs erregt wird, was es ermöglicht, dass im Wesentlichen 100 % des Kraftstoffs in der Kompressionskammer eingeschlossen und dem Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen zugeführt wird.
  • Der Betriebsablauf 1500 enthält außerdem drei Saughübe (von t4 bis t5, von t7 bis t8 und von t10 bis t11). Jeder Saughub folgt einem vorhergehenden entsprechenden Kompressionshub, wie in 15 gezeigt ist. Weil die Kraftmaschine 1010 als eine Vierzylinder-Kraftmaschine dargestellt ist, kann jeder Pumpenzyklus (einschließlich eines Kompressionshubs und eines Saughubs) eine einzige Kanaleinspritzung umfassen. Entsprechend sind beispielhafte Kanaleinspritzungen zu t3 während des ersten Kompressionshubs, zu t6 während des zweiten Kompressionshubs und zu t9 während des dritten Kompressionshubs gezeigt.
  • Der Betriebsablauf 1500 veranschaulicht das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums (z. B. das Erhöhen des Überdrucks im Stufenraum der DI-Pumpe 1214) während jedes Saughubs auf den Regeldruck (die Linie 1507). Ferner wird der PFI-Verteiler außerdem während jedes Saughubs durch die Stufenkammer unter Druck gesetzt (z. B. wird ihm von ihr unter Druck gesetzter Kraftstoff zugeführt). Spezifisch kann der Regeldruck des PFI-Verteilers während jedes Saughubs in der DI-Pumpe 1214 erreicht werden.
  • Noch weiter nimmt der Druck im Stufenraum während jedes Kompressionshubs, wenn die Stufenkammer Kraftstoff von der Saugpumpe empfängt, auf den der Saugpumpe ab. Die Stufenkammer führt während des Kompressionshubs dem PFI-Verteiler keinen Kraftstoff zu. Der PFI-Verteiler empfängt außerdem während jedes Kompressionshubs unter Druck gesetzten Kraftstoff, solange wie das Überströmventil offen (z. B. aberregt) ist. Falls jedoch das Überströmventil geschlossen ist, empfängt der PFI-Verteiler keinen Kraftstoff (und auch keine Unter-Druck-Setzung) von der Kompressionskammer. Gleichzeitig empfängt der PFI-Verteiler außerdem während des Kompressionshubs keinen Kraftstoff von der Stufenkammer.
  • Entsprechend kann während des ersten Kompressionshubs der Druck sowohl in der Kompressionskammer als auch in dem PFI-Verteiler der gleiche Druck sein (z. B. der jeweilige Regeldruck), solange wie das Überströmventil offen ist. Der Regeldruck kann sowohl in der Kompressionskammer als auch in dem PFI-Verteiler zum (z. B. beim oder gleich nach dem) Beginn des Kompressionshubs erreicht werden. Wie dargestellt ist, kann der Druckanstieg in der Kompressionskammer nicht sofort (z. B. beim Beginn des Kompressionshubs) geschehen, sondern kann allmählich geschehen, weil die Kompressionskammer den Kraftstoff dem PFI-Verteiler zuführt. Sobald das Überströmventil zu t2 geschlossen wird, steigt der Druck in der Kompressionskammer scharf auf den Kraftstoffverteiler-Solldruck im Verteiler der Direkteinspritzdüsen an. Der Druck im PFI-Verteiler bleibt auf dem Regeldruck. Wenn jedoch zu t3 eine Kanaleinspritzung stattfindet, fällt der FRP in dem PFI-Verteiler auf einen, der niedriger als der Regeldruck ist, (und bleibt dort bis t4), weil der PFI-Verteiler keinen unter Druck gesetzten Kraftstoff von der Kompressionskammer empfängt, weil das Überströmventil geschlossen ist. Der folgende Saughub zu t4 verursacht eine Zunahme des FRP des PFI-Verteilers (die graphische Darstellung 1510) auf den Regeldruck gerade nach t4, weil der PFI-Verteiler unter Druck gesetzten Kraftstoff von der Stufenkammer empfängt.
  • Während des zweiten Kompressionshubs können sich die Kompressionskammer und der PFI-Verteiler während des zweiten Kompressionshubs auf dem gleichen Druck befinden, weil das Überströmventil durchgehend offen ist. Die Kraftstoffeinspritzung über eine Kanaleinspritzdüse zu t6 kann den FRP in dem PFI-Verteiler nicht verringern, weil die Kompressionskammer dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen zusätzlichen Kraftstoff zuführt und den Regeldruck im PFI-Verteiler aufrechterhält. Am Beginn des dritten Kompressionshubs (zu t8) kann sich der PFI-Verteiler aufgrund des vorhergehenden Saughubs (von t7 bis t8) auf seinem Regeldruck befinden. Der FRP des PFI-Verteilers verringert sich jedoch in Reaktion auf das Zuführen der Kanaleinspritzung zu t9, weil der PFI-Verteiler keinen ergänzenden Kraftstoff von der Kompressionskammer empfängt, weil das Überströmventil geschlossen ist. Der Druck in der Kompressionskammer kann während des dritten Kompressionshubs signifikant höher sein, weil 100 % des Kraftstoffs eingeschlossen und dem DI-Verteiler zugeführt werden.
  • Der Druck in der Kompressionskammer kann sich während jedes der drei Saughübe auf dem Saugpumpendruck befinden. Der Druck in der Stufenkammer kann sich während jedes der drei Kompressionshübe auf dem Saugpumpendruck befinden.
  • In dieser Weise stellt die DI-Pumpe 1214 in der sechsten Ausführungsform 1200 nach 12 den Kraftstoff unter Verwendung beider Seiten des Pumpenkolbens dem PFI-Verteiler auf höheren Solldrücken bereit. Spezifisch wird der PFI-Verteiler sowohl durch die Stufenkammer als auch durch die Kompressionskammer unter Druck gesetzt. Genauer dargelegt, eine Verringerung des FRP in dem PFI-Verteiler in Reaktion auf eine Kanaleinspritzung kann ausschließlich während eines Kompressionshubs stattfinden, wenn das Überströmventil geschlossen ist. Folglich kann sich der Druck des PFI-Verteilers nicht auf den Saugpumpendruck verringern und kann der über die Kanaleinspritzdüsen zugeführte Kraftstoff vollständig verdampft werden, was eine verbesserte Leistung und verringerte Emissionen bereitstellt. Noch weiter kann die DI-Pumpe während des vollen Pumpenzyklus gut geschmiert werden, weil über dem Pumpenkolben in der DI-Pumpe während jedes Zyklus ein Differenzdruck vorhanden ist.
  • Ein beispielhaftes Verfahren für eine Kraftmaschine kann das Zuführen von Kraftstoff sowohl zu einem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen als auch zu einem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen von einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe umfassen, wobei der Kraftstoff dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen sowohl während eines Kompressionshubs als auch während eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zugeführt wird und der Kraftstoff dem Direkteinspritzdüsen-Kraftstoffverteiler nur während des Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zugeführt wird. Hier kann sich der Kraftstoff, der dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen zugeführt wird, auf einem Druck befinden, der höher als ein Ausgangsdruck einer Pumpe mit niedrigerem Druck ist, wobei die Pumpe mit niedrigerem Druck den Kraftstoff der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zuführt und wobei der Druck des Kraftstoffs, der dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen zugeführt wird, durch ein Überdruckventil geregelt sein kann. Der Kraftstoff kann während des Kompressionshubs dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen zugeführt werden, wenn ein elektronisch gesteuertes Solenoidventil in einen Durchlassmodus deaktiviert ist. Das elektronisch gesteuerte Solenoidventil kann in Reaktion auf das Beenden der Kraftstoffströmung zu dem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen während des Kompressionshubs zu dem Durchlassmodus deaktiviert werden. Das Verfahren kann ferner das Bereitstellen eines Differenzdrucks in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zwischen einem Deckel des Pumpenkolbens und einem Boden des Pumpenkolbens wenigstens während des Saughubs umfassen.
  • In 16 ist ein beispielhafter Betriebsablauf 1600 in der DI-Kraftstoffpumpe 1314 nach 13 dargestellt. Der Betriebsablauf 1600 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 1600 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 1602, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 1604, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 1606, den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 1608, die Änderungen des Kraftstoffverteilerdrucks (FRP) in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen (PFI) in der graphischen Darstellung 1610 und die Kanaleinspritzungen in der graphischen Darstellung 1612 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 1602 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 1604 in 16 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist.
  • Die Linie 1603 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 1314 (z. B. eine Kombination aus der Druckentlastungseinstellung des vierten Überdruckventils 1246, der Druckentlastungseinstellung des fünften Überdruckventils 1346 und dem Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 1605 repräsentiert eine Kombination aus der Druckentlastungseinstellung des vierten Überdruckventils 1246 und dem Saugpumpendruck, die Linie 1607 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 1609 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, z. B. den kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des vierten Überdruckventils 1246 und dem Saugpumpendruck, und die Linie 1611 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Die Linie 1613 repräsentiert den Regeldruck des PFI-Verteilers, der zu dem Regeldruck der Stufenkammer (die Linie 1609) ähnlich sein kann. Die Linie 1615 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des PFI-Verteilerdrucks. Um Klarheit zu ermöglichen, werden separate Linien als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 1607, die Linie 1611 oder die Linie 1615 dargestellt ist. Es wird angegeben, dass der Regeldruck sowohl in dem PFI-Verteiler als auch in der Stufenkammer der gleiche sein kann (z. B. der kombinierte Druck aus der Druckentlastungseinstellung des vierten Überdruckventils 1246 und dem Saugpumpen-Ausgangsdruck), obwohl er als die verschiedenen Linien 1613 und (bzw.) 1609 dargestellt ist. Es wird außerdem angegeben, dass der Regeldruck der Kompressionskammer in der DI-Pumpe 1314 (aufgrund des zusätzlichen fünften Überdruckventils 1346) höher als die Regeldrücke der Stufenkammer und des PFI-Verteilers sein kann. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 1502 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit willen werden in 15 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Der Betriebsablauf 1600 nach 16 ist im Wesentlichen zum Betriebsablauf 1500 nach 15 ähnlich, mit Ausnahme, dass der Druck in der Kompressionskammer der DI-Pumpe 1314 auf einen höheren Regeldruck als in der Kompressionskammer der DI-Pumpe 1214 ansteigt, wenn das SACV offen ist (sich im Durchlassmodus befindet). Dieser höhere Druck in der Kompressionskammer der DI-Pumpe 1314 kann infolge der kombinierten Druckeinstellungen des vierten Überdruckventils 1246 und des fünften Überdruckventils 1346 erreicht werden.
  • Ähnlich zur DI-Pumpe 1214 in der sechsten Ausführungsform 1200 nach 12 stellt die DI-Pumpe 1314 der siebenten Ausführungsform 1300 nach 13 den Kraftstoff unter Verwendung beider Seiten des Pumpenkolbens bei höheren Solldrücken dem PFI-Verteiler bereit. Spezifisch wird der PFI-Verteiler sowohl durch die Stufenkammer als auch durch die Kompressionskammer unter Druck gesetzt. Noch weiter kann die DI-Pumpe während des vollen Pumpenzyklus gut geschmiert und gekühlt werden, weil während jedes Zyklus ein Differenzdruck über dem Pumpenkolben der DI-Pumpe vorhanden ist.
  • 14 stellt eine achte Ausführungsform 1400 des Kraftstoffsystems dar, das eine DI-Pumpe 1414 enthält. Die achte Ausführungsform 1400 des Kraftstoffsystems kann sowohl mehrere Komponenten, die früher in der ersten Ausführungsform 200 nach 2 und der vierten Ausführungsform 800 in 8 beschrieben worden sind, als auch Komponenten der sechsten Ausführungsform 1200 nach 12 enthalten. Diese Komponenten können ähnlich nummeriert sein und können nicht erneut eingeführt werden.
  • Die achte Ausführungsform 1400 enthält eine Kombination aus sowohl der Kraftstoffbeaufschlagung des PFI-Verteilers 1050 über beide Seiten des Pumpenkolbens 220 in der DI-Pumpe 1414, dem Unter-Druck-Setzen des Stufenraums und der Kompressionskammer über ein oder mehrere Überdruckventile als auch der Kraftstoffbeaufschlagung der Stufenkammer 1426 durch die Kompressionskammer 238. In der achten Ausführungsform 1400 kann die Stufenkammer 1426 fluidtechnisch an die Kompressionskammer 238 in der DI-Pumpe 1414 gekoppelt sein. Entsprechend können zusätzliche Rückschlagventile und Überdruckventile enthalten sein, die in den früheren Ausführungsformen nicht enthalten sein können.
  • Sowohl die Stufenkammer 1426 als auch der PFI-Verteiler 1050 können Kraftstoff während eines Kompressionshubs von der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 1414 empfangen, wenn sich das SACV 236 im Durchlassmodus befindet. Der Rückflusskraftstoff von der Kompressionskammer kann rückwärts durch das SACV 236 entlang dem Pumpenkanal 254 zu dem Knoten 1466 austreten. Am Knoten 1466 kann der Rückflusskraftstoff zuerst zur Stufenkammer 1426 über die Leitung 1486 an dem Knoten 1472 vorbei zu dem Knoten 248 und davon in den Stufenraumkanal 1442 und in die Stufenkammer 1426 strömen. Hier kann der Rückflusskraftstoff in die Stufenkammer 1426 strömen, falls der Kraftstoffdruck niedriger als die Druckentlastungseinstellung des sechsten Überdruckventils 1446 ist. Falls der Druck des Kraftstoffs größer als der Druckentlastungs-Sollwert des sechsten Überdruckventils 1446 ist, kann der durch die Leitung 1486 strömende Kraftstoff am Knoten 1472 in den Entlastungskanal 1462 und durch das sechste Überdruckventil 1446 in den Niederdruckkanal 218 umgeleitet werden. Das sechste Rückschlagventil 1444, das entlang der Leitung 1486 angekoppelt ist, kann die Kraftstoffströmung von dem Knoten 1466 und dem Pumpenkanal 254 zu den Knoten 1472 und 248 und dem Stufenraumkanal 1442 ermöglichen. Das sechste Rückschlagventil 1444 kann jedoch die Kraftstoffströmung von dem Knoten 1472 (und dem Knoten 248 und dem Stufenraum 1426) zu dem Knoten 1466 blockieren. Das sechste Überdruckventil 1446 kann vorbelastet sein, um den Druck sowohl in der Kompressionskammer 238 als auch in der Stufenkammer 1426 der DI-Pumpe 1414 zu regeln. Das sechste Überdruckventil 1446 kann nicht vorbelastet sein, um den Druck im PFI-Verteiler 1050 zu regeln.
  • Der Rückflusskraftstoff als solcher, der am Beginn des Kompressionshubs aus der Kompressionskammer 238 strömt, kann zuerst zur Stufenkammer 1426 strömen. Nachdem die Stufenkammer 1426 im Wesentlichen gefüllt ist, kann der Rückflusskraftstoff, der die Kompressionskammer 238 durch das SACV 236 verlässt, am Knoten 1466 in die Leitung 1408 eintreten und zum Verteiler 1050 der Kanaleinspritzdüsen strömen. Der Kraftstoff als solcher kann dem Verteiler 1050 der Kanaleinspritzdüsen zugeführt werden, nachdem die Stufenkammer 1426 gefüllt und unter Druck gesetzt worden ist. Ähnlich zur fünften Ausführungsform 1000 des Kraftstoffsystems ist in dem Kompressionshub (bei aberregtem SACV) das Kraftstoffvolumen, das von der Kompressionskammer zu dem PFI-Verteiler 1050 geschoben wird, der Unterschied zwischen der Verdrängung der Kompressionskammer und der Verdrängung der Stufenkammer.
  • Der Rückflusskraftstoff von dem Pumpenkanal 254, der am Knoten 1466 in die Leitung 1408 eintritt, kann durch ein siebentes Rückschlagventil 1458, das in die Leitung 1408 gekoppelt ist, zum Knoten 1472 und davon in den Kanalzufuhrkanal 1064 zu dem PFI-Verteiler 1050 strömen. Falls der Druck des Rückflusskraftstoffs am Knoten 1472 höher als die Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 ist, kann der Rückflusskraftstoff durch den Entlastungskanal 1412 und durch das siebente Überdruckventil 1436 zu dem Knoten 1470 und durch ihn hindurch in die Leitung 1476 zu dem Knoten 1448 strömen. Sobald der Druck des Rückflusskraftstoffs höher als die Druckentlastungseinstellung des sechsten Überdruckventils 1446 ist, kann der am Knoten 1448 vom siebenten Überdruckventil 1436 ankommende Rückflusskraftstoff durch das sechste Überdruckventil 1446 in den Entlastungskanal 1462 zu der Saugpumpe 212 eintreten.
  • Die Druckentlastungspunkte für das sechste Überdruckventil 1446 und das siebente Überdruckventil 1436 können addiert werden, um den Druck in der in 14 dargestellten Ausführungsform zu regeln. In einem Beispiel kann der Druckentlastungs-Sollwert des sechsten Überdruckventils 1446 höher als der Druckentlastungs-Sollwert des siebenten Überdruckventils 1436 sein. Noch weiter kann das siebente Überdruckventil 1436 vorbelastet sein, um den Druck sowohl in dem PFI-Verteiler, in der Stufenkammer als auch in der Kompressionskammer der DI-Pumpe 1414 zu regeln.
  • Falls das Überströmventil geschlossen wird, bevor die Stufenkammer gefüllt ist, kann die Stufenkammer 1426 zusätzlichen Kraftstoff durch das erste Rückschlagventil 244 an den Knoten 248 und 1448 vorbei entlang dem Stufenraumkanal 1442 von der Saugpumpe 212 empfangen.
  • Während eines Saughubs kann die Abwärtsbewegung des Pumpenkolbens 220 Kraftstoff aus der Stufenkammer 1426 durch den Stufenraumkanal 1442 ausstoßen. Falls der Druck des Kraftstoffs niedriger als die Druckentlastungseinstellung des sechsten Überdruckventils 1446 ist, kann der die Stufenkammer 1426 verlassende Kraftstoff durch den Knoten 1448 in die Leitung 1476 an dem Knoten 1470 vorbei und davon durch das achte Rückschlagventil 1450 in den Kanalzufuhrkanal 1064 und davon in den PFI-Verteiler 1050 strömen. Spezifisch kann der Stufenraum 1426 den PFI-Verteiler 1050 während des Saughubs mit Kraftstoff beaufschlagen. Das achte Rückschlagventil 1450 blockiert die Kraftstoffströmung von dem Kanalzufuhrkanal 1064 zur Leitung 1476. Der Kraftstoff mit einem Druck, der höher als die Entlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 ist, kann den Kanalzufuhrkanal 1064 durch den Entlastungskanal 1412 und durch das siebente Überdruckventil 1436 zurück durch die Leitung 1476 zu dem Stufenraumkanal 1442 verlassen.
  • Falls der Kraftstoffdruck am Knoten 1448 (ob er die Stufenkammer 1426 direkt verlässt oder von dem siebenten Überdruckventil 1436 empfangener Kraftstoff ist) höher als die Entlastungseinstellung des sechsten Überdruckventils 1446 ist, kann der Kraftstoff durch den Knoten 248 in die Leitung 1486 an dem Knoten 1472 vorbei in den Entlastungskanal 1462 und durch das sechste Überdruckventil 1446 in den Niederdruckkanal 218 strömen.
  • Der Betriebsablauf 1700 nach 17 zeigt einen beispielhaften Betriebsablauf der DI-Pumpe 1414 in der achten Ausführungsform 1400 nach 14. Der Betriebsablauf 1700 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 1700 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 1702, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 1704, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 1706, den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 1708, die Änderungen des Kraftstoffverteilerdrucks (FRP) in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen (PFI) in der graphischen Darstellung 1710 und die Kanaleinspritzungen in der graphischen Darstellung 1712 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 1702 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 1704 in 17 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist. Wie in den vorhergehenden Betriebsabläufen erwähnt worden ist, arbeitet das SACV, wenn es erregt ist, als ein Rückschlagventil, das die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer der DI-Pumpe über das SACV zum Pumpenkanal verhindert. Für die Einfachheit stellt der Betriebsablauf diese Position jedoch als geschlossen anstatt als "arretiert" dar.
  • Die Linie 1703 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 1414 (z. B. eine Kombination aus der Druckentlastungseinstellung des sechsten Überdruckventils 1446, der Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 und dem Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 1705 repräsentiert eine Kombination aus der Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 und dem Saugpumpendruck (die Linie 1705 ist für den Vergleich bereitgestellt), die Linie 1707 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 1709 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, z. B. den kombinierten Druck aus der Druckentlastungseinstellung des sechsten Überdruckventils 1446, der Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 und dem Saugpumpen-Ausgangsdruck, die Linie 1711 repräsentiert eine Kombination aus der Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 und dem Saugpumpendruck und die Linie 1713 gibt den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks an. Die Linie 1715 repräsentiert den Regeldruck des PFI-Verteilers, der eine Kombination aus der Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 und des Saugpumpendrucks sein kann, ähnlich zu den Linien 1705 und 1711. Die Linie 1717 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des PFI-Verteilerdrucks. Um Klarheit zu ermöglichen, werden separate Linien als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 1707, die Linie 1713 oder die Linie 1717 dargestellt ist. Es wird angegeben, dass der Regeldruck der Kompressionskammer in der DI-Pumpe 1414 höher als der Regeldruck des PFI-Verteilers sein kann. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 1502 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit willen werden in 17 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Der Betriebsablauf 1700 nach 17 enthält drei Kompressionshübe, z. B. von t1 bis t4, von t5 bis t7 und von t8 bis t10. Der erste Kompressionshub (von t1 bis t4) umfasst, das Überströmventil während einer ersten Hälfte des ersten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten und es zu t2 für den Rest des ersten Kompressionshubs zu schließen (z. B. es zu erregen, um es zu schließen). Der zweite Kompressionshub von t5 bis t7 enthält, das Überströmventil während des gesamten zweiten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten, während der dritte Kompressionshub von t8 bis t10 enthält, das Überströmventil während der Dauer des dritten Kompressionshubs geschlossen (z. B. erregt) zu halten. Während des dritten Kompressionshubs kann ein Arbeitszyklus von 100 % für die DI-Pumpe befohlen sein, so dass das Überströmventil beim Beginn des dritten Kompressionshubs erregt wird, was es ermöglicht, dass im Wesentlichen 100 % des Kraftstoffs in der Kompressionskammer eingeschlossen und dem Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen zugeführt wird.
  • Der Betriebsablauf 1700 enthält außerdem drei Saughübe (von t4 bis t5, von t7 bis t8 und von t10 bis t11). Jeder Saughub folgt einem vorhergehenden entsprechenden Kompressionshub, wie in 17 gezeigt ist. Weil die Kraftmaschine 1010 als eine Vierzylinder-Kraftmaschine dargestellt ist, kann jeder Pumpenzyklus (einschließlich eines Kompressionshubs und eines Saughubs) eine einzige Kanaleinspritzung umfassen. Entsprechend sind beispielhafte Kanaleinspritzungen zu t3 während des ersten Kompressionshubs, zu t6 während des zweiten Kompressionshubs und zu t9 während des dritten Kompressionshubs gezeigt.
  • Der Betriebsablauf 1700 stellt das Unter-Druck-Setzen der Stufenkammer (z. B. das Erhöhen des Drucks auf den Regeldruck) während jedes der Saughübe dar. Die Stufenkammer wird außerdem während der Kompressionshübe, wenn das Überströmventil offen ist, unter Druck gesetzt. Dies ist so, weil die Stufenkammer unter Druck gesetzten Kraftstoff von der Kompressionskammer empfängt, wenn das SACV offen ist. Folglich nimmt im ersten Kompressionshub der Druck im Stufenraum auf den Regeldruck der Linie 1709 (ähnlich zu dem durch die Linie 1703 dargestellten Regeldruck) zu, wenn das Überströmventil offen ist. Zu t2, wenn das Überströmventil erregt wird, um es zu schließen, nimmt der Druck im Stufenraum auf den kombinierten Druck aus der Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 und dem Saugpumpendruck ab, weil von der Kompressionskammer kein unter Druck gesetzter Kraftstoff empfangen wird. Während des nachfolgenden Saughubs nimmt jedoch der Stufenraumdruck auf den Regeldruck der Linie 1709 zu.
  • In dem zweiten Kompressionshub wird der Druck in der Stufenkammer auf dem höheren Regeldruck des kombinierten Drucks aus der Druckentlastungseinstellung des sechsten Überdruckventils 1446, der Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 und dem Saugpumpen-Ausgangsdruck während des zweiten Kompressionshubs aufrechterhalten. Dies ist so, weil die Stufenkammer aufgrund des offenen Überströmventils unter Druck gesetzten Kraftstoff von der Kompressionskammer empfängt. Während des dritten Kompressionshubs nimmt der Druck im Stufenraum anfangs auf den kombinierten Druck aus der Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 und dem Saugpumpendruck (die Linie 1711) ab, weil das Überströmventil am Anfang des dritten Kompressionshubs geschlossen ist, wobei er weiter bis zum Saugpumpendruck abnehmen kann, falls Kraftstoff von der Saugpumpe empfangen wird.
  • Der Druck in der Kompressionskammer befindet sich auf dem oder ist höher als der Regeldruck der Kompressionskammer während der Kompressionshübe und auf dem LPP-Druck während der Saughübe, wie in den vorhergehenden Betriebsabläufen beschrieben worden ist. Unterdessen kann sich der FRP in dem PFI-Verteiler auf dem Regeldruck des PFI-Verteilers (z. B. dem kombinierten Druck aus der Druckentlastungseinstellung des siebenten Überdruckventils 1436 und dem Saugpumpendruck) befinden, wenn der PFI-Verteiler Kraftstoff entweder von der Kompressionskammer oder der Stufenkammer empfängt. Dies ist so, weil das siebente Überdruckventil 1436 vorbelastet ist, um den Druck im PFI-Verteiler zu regeln. Der FRP im FPI-Verteiler fällt zu t3 in Reaktion auf eine Kanaleinspritzung, weil während des ersten Kompressionshubs, nachdem sich das Überströmventil zu t2 geschlossen hat, kein zusätzlicher Kraftstoff von der Kompressionskammer empfangen werden kann. Der folgende Saughub füllt den Kraftstoff im PFI-Verteiler auf, wobei der FRP bald nach dem Beginn des Saughubs zu t4 auf den Regeldruck ansteigt. Die Kanaleinspritzung zu t6 kann keinen Abfall des FRP verursachen, weil über das offene Überströmventil Kraftstoff von der Kompressionskammer zugeführt wird. Während des dritten Kompressionshubs verursacht die Kanaleinspritzung zu t9 abermals eine Verringerung des FRP in dem PFI-Verteiler, weil die Kompressionskammer bei dem geschlossenen Überströmventil keinen ergänzenden Kraftstoff dem PFI-Verteiler zuführen kann.
  • In dieser Weise kann die achte Ausführungsform 1400 nach 14 während des gesamten Zyklus der Pumpe eine ausreichende Schmierung aufweisen, weil die Stufenkammer auf einen, der höher als der Saugpumpendruck ist, sowohl durch die Überdruckventile als auch durch das Empfangen des unter Druck gesetzten Kraftstoffs von der Kompressionskammer unter Druck gesetzt wird. Ferner empfängt der PFI-Verteiler außerdem unter Druck gesetzten Kraftstoff (der z. B. eine Kanaleinspritzung mit höherem Druck ermöglicht) sowohl von der Kompressionskammer als auch von der Stufenkammer der DI-Pumpe 1414.
  • Folglich kann ein beispielhaftes Verfahren für eine Kraftmaschine das Zuführen von unter Druck gesetztem Kraftstoff sowohl von einer Kompressionskammer einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe als auch einer Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu einem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen umfassen. In einem Beispiel wird der Druck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs über ein Überdruckventil geregelt, wobei der Druck des unter Druck gesetzten Kraftstoffs höher als ein Ausgangsdruck einer Saugpumpe ist. Die Saugpumpe als solche kann eine elektrische Pumpe sein. Ferner kann die Saugpumpe Kraftstoff sowohl der Kompressionskammer als auch der Stufenkammer der Direkteinspritzpumpe zuführen. Noch weiter kann die Saugpumpe bei einer niedrigeren Leistungseinstellung betrieben werden. Das Verfahren kann ferner das Zuführen von unter Druck gesetztem Kraftstoff nur von der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe einem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen umfassen. Hier kann ein Druck des dem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen zugeführten unter Druck gesetzten Kraftstoffs durch ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil geregelt werden. Weiterhin kann der unter Druck gesetzte Kraftstoff von der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe dem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen zugeführt werden, wenn das solenoidaktivierte Rückschlagventil erregt ist, um völlig geschlossen zu sein. Der unter Druck gesetzte Kraftstoff kann von der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen zugeführt werden, wenn sich das solenoidaktivierte Rückschlagventil in einem Durchlasszustand befindet. Die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe ist durch die Kraftmaschine betrieben.
  • 18 stellt eine neunte Ausführungsform 1800 des Kraftstoffsystems dar, das eine DI-Pumpe 1814 enthält. Mehrere Komponenten der DI-Pumpe 1814 und der neunten Ausführungsform 1800 des Kraftstoffsystems können zu jenen ähnlich sein, die in der ersten Ausführungsform 200 nach 2 des Kraftstoffsystems eingeführt worden sind. Entsprechend können diese Komponenten ähnlich nummeriert sein, wobei sie hier nicht erneut eingeführt werden. Es wird angegeben, dass die neunte Ausführungsform 1800 des Kraftstoffsystems wie in 2 an eine DI-Kraftmaschine 210 gekoppelt ist. Ferner enthält die neunte Ausführungsform 1800 des Kraftstoffsystems das Verwenden eines Druckspeichers, um der Stufenkammer der DI-Pumpe 1814 Kraftstoff zuzuführen.
  • Die Saugpumpe 212 kann während eines Saughubs der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 1814 Kraftstoff zuführen, wobei der Kraftstoff von der LPP 212 über den Niederdruckkanal 218 durch das zweite Rückschlagventil 344 in den Pumpenkanal 254 an dem Knoten 1866 vorbei und davon über das SACV 236 in die Kompressionskammer 238 strömt. Ferner kann während des Saughubs Kraftstoff aus der Stufenkammer 1826 in den Kanal 1843 zu dem Druckspeicher 1832 ausgestoßen werden. Der Kraftstoff von der Stufenkammer 1826 als solcher kann nicht in den Stufenraumkanal 1842 eintreten, weil ein neuntes Rückschlagventil 1844, das in den Stufenraumkanal 1842 gekoppelt ist, die Kraftstoffströmung von der Stufenkammer 1826 zu dem Knoten 1866 blockiert. Das neunte Rückschlagventil 1844 kann es jedoch dem Kraftstoff erlauben, von dem Knoten 1866 zu der Stufenkammer 1826 zu strömen.
  • Der während des Saughubs aus der Stufenkammer 1826 ausgestoßene Kraftstoff kann in die Druckspeicherkammer 1834 des Druckspeichers 1832 eintreten und kann darin gelagert werden. Der Druckspeicher 1832 ist stromabwärts der Stufenkammer 1826 angeordnet, wie dargestellt ist, und kann über den Kanal 1843 fluidtechnisch an die Stufenkammer 1826 gekoppelt sein. Der die Stufenkammer 1826 verlassende Kraftstoff strömt entlang dem Kanal 1843 zu dem Knoten 1830, wobei der Kraftstoff am Knoten 1830 in den Druckspeicher 1832 eintreten kann. Eine Feder innerhalb des Druckspeichers 1832 als solche kann zusammengedrückt werden, wenn eine innerhalb der Druckspeicherkammer 1834 gelagerte Kraftstoffmenge zunimmt. Während der Druckspeicher 1832 nicht im Voraus beladen sein kann, können alternative Beispiele einen im Voraus beladenen Druckspeicher enthalten. Ein achtes Überdruckventil 1836, das stromabwärts des Druckspeichers 1832 positioniert ist, kann eine obere Grenze des Drucks des Druckspeichers festlegen. Wenn der Druckspeicher 1832 als solcher zu seinem größten Ausmaß gefüllt ist (z. B. die maximale Füllung), kann der Druck im Druckspeicher im Wesentlichen ähnlich (z. B. innerhalb von 5 %) der Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 sein. Falls der Druckspeicher 1832 eine geringere Kraftstofffüllung aufweist, kann der Druck des Druckspeichers niedriger als der Druckentlastungs-Sollwert des achten Überdruckventils 1836 sein.
  • Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann der Druckentlastungs-Sollwert des achten Überdruckventils 5 bar betragen. Das achte Überdruckventil 1836, wie es gelegen ist, kann eine Kraftstoffströmung von dem Druckspeicher 1832 zu dem Niederdruckkanal 218 ermöglichen, wenn der Druck zwischen dem achten Überdruckventil 1836 und dem Druckspeicher 1832 (im Entlastungskanal 1862) größer als ein vorgegebener Druck (z. B. 5 bar) ist. Wie gezeigt ist, kann das achte Überdruckventil 1836 über den Entlastungskanal 1862 fluidtechnisch an den Druckspeicher 1832 gekoppelt sein.
  • Folglich kann während des Saughubs, falls aus der Stufenkammer 1826 austretender Kraftstoff die Druckspeicherkammer 1834 auffüllt, der überschüssige Kraftstoff durch den Entlastungskanal 1862 zu dem Niederdruckkanal 218 austreten, sobald der Kraftstoffdruck höher als die Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 ist. Spezifisch kann der Druckspeicher 1832 gefüllt werden, bevor Kraftstoff über den Entlastungskanal 1862 austritt. Das achte Überdruckventil 1836 kann vorbelastet sein, um den Druck sowohl in der Kompressionskammer 238 als auch in der Stufenkammer 1826 zu regeln. Wie in den vorhergehenden Beispielen kann der Regeldruck der Kompressionskammer und der Saugkammer auf der Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 und dem Saugpumpendruck basieren. Falls die Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 5 bar beträgt, kann folglich in einem Beispiel der Regeldruck der Kompressionskammer 238 und der Stufenkammer 1826 8 bar (die Summe aus der Entlastungseinstellung von 5 bar des achten Überdruckventils 1836 und dem Saugpumpendruck von 3 bar) betragen.
  • Während eines Kompressionshubs kann der Rückflusskraftstoff, der die Kompressionskammer 238 durch das Überströmventil 236 in den Pumpenkanal 254 verlässt, an einem Knoten 1866 zu dem Stufenraumkanal 1842 umgeleitet werden, falls das Überströmventil 236 offen ist, weil das zweite Rückschlagventil 344 die Strömung von dem Knoten 1866 zum Niederdruckkanal 218 blockiert. Folglich kann der Stufenraum 1826 durch den Rückflusskraftstoff von der Kompressionskammer 238 gefüllt (und unter Druck gesetzt werden), wenn das SACV 236 offen ist. Die Zunahme des Drucks des Kraftstoffs kann aufgrund des Vorhandenseins des achten Überdruckventils 1836 auftreten. Sobald das Überströmventil während des Kompressionshubs geschlossen ist, kann die Stufenkammer 1826 durch den Kraftstoff von dem Druckspeicher 1832 gefüllt werden. Der Kraftstoff kann sich auf einem im Wesentlichen konstanten Druck (z. B. mit einer Variation von 5 %) basierend sowohl auf dem Druck des Druckspeichers als auch auf der Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 befinden.
  • Folglich kann in der neunten Ausführungsform 1800 nach 18 der Stufenraum 1926 sowohl während des Kompressionshubs als auch während des Saughubs auf einen im Wesentlichen konstanten Druck, z. B. innerhalb eines 5 %-Bereichs, geregelt sein. Spezifisch kann der Regeldruck der Stufenkammer höher als der Saugpumpendruck sein. Weitere Einzelheiten werden bezüglich des Betriebsablaufs 1900 im Folgenden beschrieben. Während des Saughubs wird die Stufenkammer unter Druck gesetzt, wenn der Kraftstoff aus dem Stufenraum in den Druckspeicher strömt, wobei der Stufenraum während des Kompressionshubs entweder durch die Kompressionskammer (wenn das Überströmventil offen ist) oder den Druckspeicher (wenn das Überströmventil geschlossen ist) mit Kraftstoff beaufschlagt werden kann.
  • 19 stellt einen beispielhaften Betriebsablauf 1900 der DI-Pumpe 1814 der neunten Ausführungsform 1800 des Kraftstoffsystems dar. Der Betriebsablauf 1900 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 1900 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 1902, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 1904, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 1906 und den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 1908 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 1902 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 1904 in 19 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist. Wie in den vorhergehenden Betriebsabläufen erwähnt worden ist, arbeitet das SACV, wenn das SACV erregt ist, als ein Rückschlagventil, das die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer der DI-Pumpe über das SACV zum Pumpenkanal verhindert. Für die Einfachheit stellt der Betriebsablauf diese Position jedoch als geschlossen anstatt als "arretiert" dar.
  • Die Linie 1903 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 1814 (z. B. die Druckentlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 + der Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 1905 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 1907 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, z. B. den kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des achten Überdruckventils 1836 und dem Saugpumpendruck, und die Linie 1909 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Um Klarheit zu ermöglichen, werden separate Nummern (und Linien) als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 1905 oder die Linie 1909 dargestellt ist. Es wird angegeben, dass der Regeldruck sowohl in der Kompressionskammer als auch in der Stufenkammer der gleiche sein kann, obwohl er als die verschiedenen Linien 1903 und 1907 dargestellt ist. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 1902 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit und Klarheit willen werden in 19 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Ähnlich zu den Betriebsabläufen, wie z. B. 500 nach 5, enthält der Betriebsablauf 1900 nach 19 drei Kompressionshübe, z. B. von t1 bis t3, von t4 bis t5 und von t6 bis t7. Der erste Kompressionshub (von t1 bis t3) umfasst, das Überströmventil während einer ersten Hälfte des ersten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten und es zu t2 für den Rest des ersten Kompressionshubs zu schließen (z. B. es zu erregen, um es zu schließen). Der zweite Kompressionshub von t4 bis t5 enthält, das Überströmventil während des gesamten zweiten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten, während der dritte Kompressionshub von t6 bis t7 enthält, das Überströmventil während des vollständigen dritten Kompressionshubs geschlossen (z. B. erregt) zu halten. Während des dritten Kompressionshubs kann ein Arbeitszyklus von 100 % für die DI-Pumpe befohlen sein, so dass das Überströmventil beim Beginn des dritten Kompressionshubs erregt wird, was es ermöglicht, dass im Wesentlichen 100 % des Kraftstoffs in der Kompressionskammer eingeschlossen und dem Kraftstoffverteiler 250 der Direkteinspritzdüsen zugeführt wird. Der Betriebsablauf 1900 enthält ähnlich wie der Betriebsablauf 500 außerdem drei Saughübe (von t3 bis t4, von t5 bis t6 und von t7 bis zum Ende der graphischen Darstellung). Jeder Saughub folgt einem vorhergehenden entsprechenden Kompressionshub, wie in 19 gezeigt ist.
  • Der Betriebsablauf 1900 veranschaulicht das Regeln (z. B. das Aufrechterhalten) des Stufenraums auf dem Regeldruck des Stufenraums (die Linie 1907), wie z. B. dem kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des achten Überdruckventils 1836 und dem Saugpumpendruck, während jedes der drei Kompressionshübe und jedes der drei Saughübe. Wie dargestellt ist, kann der Druck im Stufenraum auf dem Regeldruck, der höher als der Saugpumpendruck-Ausgangsdruck ist, während jedes Pumpenhubs aufrechterhalten werden.
  • Wenn der erste Kompressionshub zu t1 beginnt, nimmt die Kompressionskammer auf den Regeldruck zu, während das Überströmventil offen ist. Hier verlässt der Kraftstoff die Kompressionskammer über das Überströmventil, wobei er in den Stufenraum eintritt. Wenn der Stufenraum gefüllt ist, kann überschüssiger Kraftstoff im Druckspeicher gelagert werden und/oder nach dem Strömen durch das achte Überströmventil 1836 zu dem Niederdruckkanal 218 zurückgeführt werden. Der Stufenkammerdruck kann sich außerdem auf dem Regeldruck befinden, weil er unter Druck gesetzten Kraftstoff von der Kompressionskammer empfängt.
  • Wenn das Überströmventil zu t2 erregt wird, um es zu schließen (um z. B. als ein Rückschlagventil zu arbeiten), wird der eingeschlossene Kraftstoff in der Kompressionskammer dem DI-Kraftstoffverteiler zugeführt, wobei der Kompressionskammerdruck signifikant ansteigt. Der Stufenraumdruck kann etwas fallen und während des verbleibenden Abschnitts des ersten Kompressionshubs unter dem Regeldruck (die Linie 1907) bleiben, nachdem das Überströmventil geschlossen worden ist, insbesondere falls die Stufenkammer nicht gefüllt ist. Sobald das Überströmventil geschlossen ist, wird der Stufenraum durch den gelagerten Kraftstoff aus dem Druckspeicher aufgefüllt, wobei der Druck im Stufenraum etwas unter dem Regeldruck bleibt. Während des folgenden Saughubs, der zu t3 beginnt, steigt der Druck im Stufenraum auf den Regeldruck des Stufenraums an, da Kraftstoff aus dem Stufenraum in den Druckspeicher und dann durch das achte Überdruckventil geschoben wird. Der Stufenkammerdruck zwischen t3 und t4 kann sich auf dem Regeldruck befinden, der durch das achte Überdruckventil 1836 festgelegt ist.
  • Ferner fällt zwischen t3 und t4 (der erste Saughub) der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck, da Kraftstoff über die Saugpumpe der Kompressionskammer zugeführt wird. Die Kompressionskammer kann im zweiten Kompressionshub auf den Regeldruck zunehmen und auf dem Regeldruck bleiben, da das Überströmventil während der gesamten Dauer des zweiten Kompressionshubs offen aufrechterhalten wird. Der Stufenkammerdruck wird außerdem während des zweiten Kompressionshubs konstant auf dem Regeldruck aufrechterhalten, weil der Stufenraum Kraftstoff von der Kompressionskammer empfängt, wie oben beschrieben worden ist. In dem dritten Kompressionshub wird das Überströmventil am Beginn des dritten Kompressionshubs zu t6 erregt, um es zu schließen. Die Stufenkammer kann einen Druckabfall erfahren, wie bei 1917 angegeben ist, weil kein Kraftstoff von der Kompressionskammer empfangen werden kann. Der Stufenraumdruck kehrt jedoch zu dem Regeldruck zurück, da der Druckspeicher die Stufenkammer mit Kraftstoff auffüllt. Der Stufenraumdruck wird während des nachfolgenden Saughubs (dem dritten Saughub) auf dem Regeldruck aufrechterhalten, da sich die Kompressionskammer auf den Saugpumpendruck verringert.
  • In dieser Weise wird der Druck in der Stufenkammer durch den Druckspeicher sowohl während des Kompressionshubs als auch während des Saughubs der DI-Pumpe 1814 auf einen im Wesentlichen konstanten Druck geregelt. Der im Wesentlichen konstante Druck kann der durch die Linie 1907 des Betriebsablaufs 1900 dargestellte Regeldruck sein (z. B. der kombinierte Druck aus der Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 und dem Saugpumpendruck). Folglich kann die Stufenkammer auf den im Wesentlichen konstanten Druck geregelt werden, der höher als der Saugpumpen-Ausgangsdruck sein kann.
  • Die zehnte Ausführungsform 2000 des Kraftstoffsystems enthält die HPP 2014. Die zehnte Ausführungsform 2000 kann insofern zu der neunten Ausführungsform ähnlich sein, als ein Druckspeicher der Stufenkammer 1826 Kraftstoff zuführt. Ferner kann die Stufenkammer während der Pumpenzyklen auf einen im Wesentlichen konstanten Druck gehalten werden. Die Funktion des Druckspeichers kann jedoch durch den Kraftstoffverteiler 2050 der Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen (PFI) ausgeführt werden. Der PFI-Verteiler 2050 kann z. B. aus einem nachgiebigen Material ausgebildet sein, das den Kraftstoff lagert. In einem Beispiel kann der PFI-Verteiler 2050 aus dünnem Material aus rostfreiem Stahl (z. B. mit einer Dicke von 1 mm) ausgebildet sein. In einem weiteren Beispiel kann der PFI-Verteiler außerdem einen Polygon-Querschnitt aufweisen. In einem noch weiteren Beispiel kann der PFI-Kraftstoffverteiler dünnere Wände und einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweisen. In der zehnten Ausführungsform 2000 des Kraftstoffsystems als solcher kann sich der PFI-Kraftstoffverteiler 2050 unter den PFI-Drücken biegen.
  • Ferner kann der PFI-Verteiler 2050 über die Kanalleitung 2038 fluidtechnisch an die Stufenkammer 2026 gekoppelt sein. Folglich empfängt der PFI-Verteiler den Kraftstoff direkt von dem Stufenraum 2026, wobei er weder von der Saugpumpe 212 noch von der Kompressionskammer 238 Kraftstoff direkt empfangen kann.
  • Die zehnte Ausführungsform 2000 enthält eine PFDI-Kraftmaschine 1010, die durch die Kanaleinspritzdüsen 1052 und die Direkteinspritzdüsen 252 mit Kraftstoff beaufschlagt wird. Wie in der neunten Ausführungsform führt die Saugpumpe 212 während eines Saughubs Kraftstoff der Kompressionskammer 238 zu. Der Kraftstoff in der Stufenkammer 1826 der DI-Pumpe 2014 kann durch eine Leitung 2043 zu einem Knoten 2034 ausgestoßen werden. Das neunte Rückschlagventil 1844 als solches blockiert die Kraftstoffströmung von der Stufenkammer 1826 entlang dem Stufenraumkanal 1842 zu dem Knoten 1866.
  • Falls am Knoten 2034 der Kraftstoffdruck niedriger als die Druckentlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036 ist, kann Kraftstoff von dem Knoten 2034 über die Kanalleitung 2038 zu dem PFI-Verteiler 2050 strömen. Falls jedoch der Kraftstoffdruck höher als die Entlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036 ist, kann der Kraftstoff von dem Knoten 2034 entlang der Entlastungsleitung 2032 zu dem neunten Überdruckventil 2036 strömen. Die Entlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036 kann die gleiche wie die Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 in 18 sein.
  • Wie in der neunten Ausführungsform 1800 nach 18 kann das neunte Überdruckventil 2036 vorbelastet sein, um den Druck sowohl in der Kompressionskammer, in der Stufenkammer als auch in dem Druckspeicher, der der PFI-Verteiler 2050 ist, zu regeln. Folglich kann sich der aus der Stufenkammer zu dem PFI-Verteiler 2050 strömende Kraftstoff auf dem durch das neunte Überdruckventil 2036 festgelegten Regeldruck befinden. Folglich empfängt der PFI-Verteiler während des Saughubs von der Stufenkammer Kraftstoff auf einem Druck, der höher als der Saugpumpendruck ist (z. B. der kombinierte Druck aus dem Saugpumpendruck und der Druckentlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036).
  • In einem Kompressionshub kann ähnlich zur neunten Ausführungsform 1800 der Rückflusskraftstoff von der Kompressionskammer 238 durch das SACV 236 strömen, falls das Überströmventil 236 offen ist, und am Knoten 1866 in den Stufenraumkanal 1842 eintreten. Dieser Rückflusskraftstoff kann durch das neunte Rückschlagventil 1844 in die Stufenkammer 1826 strömen. Sobald der Stufenraum gefüllt ist, kann der überschüssige Kraftstoff durch die Kanalleitung 2038 in den Druckspeicher-PFI-Verteiler 2050 strömen. Falls abermals der Druck des Rückflusskraftstoffs höher als die Entlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036 ist, kann der Kraftstoff von dem Knoten 2034 entlang der Entlastungsleitung 2032 zu dem neunten Überdruckventil 2036 strömen. Sobald das SACV 236 während des Kompressionshubs geschlossen worden ist, kann dem Stufenraum durch den Druckspeicher-PFI-Verteiler 2050 Kraftstoff zugeführt werden. Hier kann der Kraftstoff von dem PFI-Verteiler 2050 entlang der Kanalleitung 2038 zu dem Knoten 2034 strömen. Von dem Knoten 2034 kann Kraftstoff, um den Stufenraum aufzufüllen, durch die Leitung 2043 in den Stufenraum 1826 strömen.
  • Folglich kann ein beispielhaftes Verfahren das Zuführen von Kraftstoff von einer Stufenkammer einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einem Druck, der höher als ein Ausgangsdruck einer Saugpumpe ist, während eines Saughubs zu einem Kanaleinspritzungs-Kraftstoffverteiler umfassen, wobei der Kanaleinspritzungs-Verteiler weder von der Saugpumpe noch von einer Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe Kraftstoff direkt empfängt. Das Verfahren kann ferner das Regeln eines Drucks der Stufenkammer über ein Überdruckventil, das stromabwärts der Stufenkammer positioniert ist, umfassen. Hier kann der Kanaleinspritzungs-Kraftstoffverteiler als ein Druckspeicher arbeiten. Ferner kann der Kanaleinspritzungs-Kraftstoffverteiler der Stufenkammer Kraftstoff zuführen, wie z. B. während eines Kompressionshubs, wenn ein Überströmventil geschlossen ist. Ein Druck in einer Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe kann durch das Überdruckventil während eines Kompressionshubs in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe geregelt werden. Weiterhin kann der Druck in der Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe durch das Überdruckventil während des Kompressionshubs geregelt werden, wenn sich ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil, das in einem Einlass der Kompressionskammer der Hochdruckpumpe positioniert ist, in einem Durchlassmodus befindet.
  • 21 stellt eine elfte Ausführungsform 2100 des Kraftstoffsystems mit einer DI-Pumpe 2114 dar, die zu der zehnten Ausführungsform 2000 nach 20 ähnlich ist. Die elfte Ausführungsform 2100 enthält jedoch ein zusätzliches Überdruckventil, das vorbelastet ist, um den Druck nur in der Kompressionskammer 2138 zu regeln. Folglich ist das zehnte Überdruckventil 2148 in der elften Ausführungsform 2100 enthalten, um den vorgegebenen Druck in der Kompressionskammer (und im DI-Verteiler 250) zu erhöhen, wenn das Überströmventil während eines Kompressionshubs offen ist. Das zehnte Überdruckventil 2148 ist fluidtechnisch an den Stufenraumkanal 2142 gekoppelt und ist zwischen dem Knoten 2166 und der Stufenkammer 2126 positioniert. Der Kraftstoff kann durch das zehnte Überdruckventil 2148 strömen, wenn der Druck im Pumpenkanal 254 höher als eine Entlastungseinstellung des zehnten Überdruckventils 2148 ist. Folglich kann die Kompressionskammer 2138 sowohl durch das neunte Überdruckventil 2036 als auch durch das zehnte Überdruckventil 2148 unter Druck gesetzt werden. Die Druckentlastungseinstellung des zehnten Überdruckventils 2148 kann von der des neunten Überdruckventils 2036 verschieden sein. Alternativ kann die Druckentlastungseinstellung des zehnten Überdruckventils 2148 zu der des neunten Überdruckventils 2036 ähnlich sein.
  • Es wird angegeben, dass die zehnte Ausführungsform 2000 und die elfte Ausführungsform 2100 des Kraftstoffsystems bestimmte Komponenten (z. B. den Controller 202, die Treiber für die Einspritzdüsen usw.) enthalten können, die in früheren Ausführungsformen gezeigt sind, obwohl diese Komponenten um der Klarheit willen in den 20 und 21 nicht dargestellt sind.
  • Folglich kann ein beispielhaftes System eine Kraftstoff-Kanal-/Direkteinspritz-Kraftmaschine (PFDI-Kraftmaschine), eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die einen Kolben, eine Kompressionskammer, eine Stufenkammer, die unter einer Unterseite des Kolbens angeordnet ist, einen Nocken zum Bewegen des Kolbens und ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil, das an einem Einlass der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe positioniert ist, enthält, eine Saugpumpe, die fluidtechnisch an die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, ein erstes Überdruckventil (z. B. das zehnte Überdruckventil 2148 nach 21), das vorbelastet ist, um den Druck in der Kompressionskammer während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe (z. B. wenn das SACV 236 offen ist) zu regeln, einen Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen, der fluidtechnisch an einen Auslass der Kompressionskammer der Direkteinspritzpumpe gekoppelt ist, einen Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen, der fluidtechnisch an die Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, wobei der Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen als ein Druckspeicher arbeitet, und ein zweites Überdruckventil (wie z. B. das neunte Überdruckventil 2036 nach 21), das vorbelastet ist, um den Druck sowohl im Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen, in der Stufenkammer als auch in der Kompressionskammer (z. B. wenn das SACV 236 während eines Kompressionshubs offen ist) der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu regeln, umfassen. Der Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen kann weder an die Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe noch an die Saugpumpe direkt gekoppelt sein. Das erste Überdruckventil (z. B. das zehnte Überdruckventil 2148 nach 21) kann nicht vorbelastet sein, um den Druck in der Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe zu regeln. Ferner kann das erste Überdruckventil (z. B. das zehnte Überdruckventil 2148 nach 21) nicht vorbelastet sein, um den Druck in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen zu regeln.
  • 22 stellt einen beispielhaften Betriebsablauf 2200 der DI-Pumpe 2014 der zehnten Ausführungsform 2000 des Kraftstoffsystems dar. Der Betriebsablauf 2200 der DI-Pumpe 2014 als solcher kann zu dem Betriebsablauf 1900 nach 19 ähnlich sein, mit Ausnahme, dass der Betriebsablauf 1900 keine Kanaleinspritzungen enthalten kann.
  • Der Betriebsablauf 2200 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 2200 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 2202, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 2204, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 2206, den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 2208, die Änderungen des Kraftstoffverteilerdrucks (FRP) in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen (PFI) in der graphischen Darstellung 2210 und die Kanaleinspritzungen in der graphischen Darstellung 2212 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 2202 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 2204 in 22 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist. Wenn das SACV erregt ist, arbeitet das SACV als ein Rückschlagventil, das die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer der DI-Pumpe über das SACV zum Pumpenkanal verhindert. Für die Einfachheit stellt der Betriebsablauf diese Position jedoch als geschlossen anstatt als "arretiert" dar.
  • Die Linie 2203 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 2014 (z. B. die Druckentlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036 + der Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 2205 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 2207 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, z. B. den kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des neunten Überdruckventils 2036 und dem Saugpumpendruck und die Linie 2209 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Die Linie 2211 repräsentiert den Regeldruck des PFI-Verteilers, der zu dem Regeldruck der Kompressionskammer (die Linie 2203) und dem Regeldruck der Stufenkammer (die Linie 2207) ähnlich sein kann. Die Linie 2213 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des PFI-Verteilerdrucks. Um Klarheit zu ermöglichen, werden separate Nummern (und Linien) als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 2205, die Linie 2209 oder die Linie 2213 dargestellt ist. Es wird angegeben, dass der Regeldruck sowohl in der Kompressionskammer, in dem PFI-Verteiler als auch in der Stufenkammer der gleiche sein kann, obwohl er als die verschiedenen Linien 2203, 2207 und 2211 dargestellt ist. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 2202 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit willen werden in 22 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Der Betriebsablauf 2200 nach 22 enthält drei Kompressionshübe, z. B. von t1 bis t4, von t5 bis t7 und von t8 bis t10. Der erste Kompressionshub (von t1 bis t4) umfasst, das Überströmventil während einer ersten Hälfte des ersten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten und es zu t2 für den Rest des ersten Kompressionshubs zu schließen (z. B. es zu erregen, um es zu schließen). Der zweite Kompressionshub von t5 bis t7 enthält, das Überströmventil während des gesamten zweiten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) zu halten, während der dritte Kompressionshub von t8 bis t10 enthält, das Überströmventil während des vollständigen dritten Kompressionshubs geschlossen (z. B. erregt) zu halten. Während des dritten Kompressionshubs kann ein Arbeitszyklus von 100 % für die DI-Pumpe befohlen sein, so dass das Überströmventil beim Beginn des dritten Kompressionshubs erregt wird, was es ermöglicht, dass im Wesentlichen 100 % des Kraftstoffs in der Kompressionskammer eingeschlossen und dem Kraftstoffverteiler 2050 der Direkteinspritzdüsen zugeführt wird.
  • Der Betriebsablauf 2200 enthält außerdem drei Saughübe (von t4 bis t5, von t7 bis t8 und von t10 bis t11). Jeder Saughub folgt einem vorhergehenden entsprechenden Kompressionshub, wie in 22 gezeigt ist. Weil die Kraftmaschine 1010 als eine Vierzylinder-Kraftmaschine dargestellt ist, kann jeder Pumpenzyklus (einschließlich eines Kompressionshubs und eines Saughubs) eine einzige Kanaleinspritzung umfassen. Entsprechend ist eine Kanaleinspritzung zu t3 während des ersten Kompressionshubs, zu t6 während des zweiten Kompressionshubs und zu t9 während des dritten Kompressionshubs gezeigt.
  • Der Betriebsablauf 2200 veranschaulicht das Regeln des Stufenraums auf einen einzigen, im Wesentlichen konstanten Druck, z. B. den durch die Linie 2207 dargestellten Regeldruck, wie z. B. dem kombinierten Druck aus dem Entlastungs-Sollwert des neunten Überdruckventils 2036 und dem Saugpumpendruck, während jedes der drei Kompressionshübe und jedes der drei Saughübe. Wie dargestellt ist, kann der Druck im Stufenraum während jedes Pumpenhubs auf dem Regeldruck aufrechterhalten werden. Der Druck im Stufenraum kann während eines Kompressionshubs (wie zwischen t2 und t4 und zwischen t8 und t10 gezeigt ist) etwas abnehmen, wenn das Überströmventil geschlossen ist, wobei aber der PFI-Verteiler, der als ein Druckspeicher arbeitet, die Stufenkammer nachfüllen kann. Entsprechend fällt der Druck in der Stufenkammer etwas unter den Regeldruck der Stufenkammer (die Linie 2207). Der Stufenraumdruck kann jedoch in dem folgenden Saughub zu dem Regeldruck zurückgeführt werden.
  • Der Druck im PFI-Verteiler kann außerdem auf dem Regeldruck der Linie 2211 aufrechterhalten werden, weil der PFI-Verteiler sowohl während Kompressionshubs (solange wie das Überströmventil offen ist und die Stufenkammer gefüllt ist) als auch während des Saughubs Kraftstoff von der Stufenkammer empfangen kann. Die Kanaleinspritzungen zu t3 verringern jedoch den FRP, weil das Überströmventil während des ersten Kompressionshubs zwischen t2 und t4 geschlossen ist, wobei der PFI-Verteiler der Stufenkammer (bei 2215) Kraftstoff zuführt, um den Regeldruck in der Stufenkammer aufrechtzuerhalten. Die Kanaleinspritzung zu t6 kann den FRP nicht verringern, weil der Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen Kraftstoff von der Kompressionskammer (über die Stufenkammer) empfangen kann, weil das Überströmventil offen ist. Die Kanaleinspritzung zu t9 verursacht ähnlich wie die zu t3 eine Abnahme des FRP. Dies ist so, weil die Stufenkammer während des dritten Kompressionshubs Kraftstoff von dem Druckspeicher-PFI-Verteiler empfangen kann, da kein Kraftstoff von der Kompressionskammer empfangen wird. Noch weiter kann der PFI-Verteiler keinen Kraftstoff von der Stufenkammer empfangen. Der FRP in dem PFI-Verteiler kann in den folgenden Saughüben zu dem Regeldruck zurückgeführt werden, da die Stufenkammer den Druckspeicher-PFI-Verteiler nachfüllt.
  • Folglich kann ein beispielhaftes Verfahren das Regeln eines Drucks in einer Stufenkammer einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe auf einen im Wesentlichen konstanten Druck sowohl während eines Kompressionshubs als auch während eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe umfassen. Hier kann der im Wesentlichen konstante Druck in der Stufenkammer höher als ein Ausgangsdruck einer Saugpumpe sein, wobei die Saugpumpe der Direkteinspritzpumpe Kraftstoff zuführt. Der im Wesentlichen konstante Druck in der Stufenkammer kann durch einen Druckspeicher, der stromabwärts der Stufenkammer positioniert ist, aufrechterhalten werden. In einem Beispiel, wie z. B. in der zehnten und der elften Ausführungsform, kann der Druckspeicher außerdem als ein Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen arbeiten. Mit anderen Worten, der Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen kann als der Druckspeicher dienen. Das Verfahren kann außerdem das Regeln eines Drucks des Druckspeichers durch ein Überdruckventil, das sich stromabwärts des Druckspeichers befindet, enthalten. Das Überdruckventil kann vorbelastet sein, um den Druck nicht nur im Druckspeicher, sondern außerdem in der Stufenkammer und in einer Kompressionskammer der DI-Pumpe zu regeln. Die Stufenkammer kann während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritzpumpe von der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe Kraftstoff empfangen. Die Stufenkammer kann während des Kompressionshubs, wenn sich ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil, das an einem Einlass der Kompressionskammer der Direkteinspritzpumpe angeordnet ist, in einem Durchlassmodus befindet, von der Kompressionskammer Kraftstoff empfangen. Die Stufenkammer kann während des Kompressionshubs, wenn das am Einlass der Direkteinspritzpumpe angeordnete solenoidaktivierte Rückschlagventil geschlossen ist, von dem Druckspeicher Kraftstoff empfangen.
  • 23 stellt einen beispielhaften Betriebsablauf 2300 der DI-Pumpe 2114 der elften Ausführungsform 2100 des Kraftstoffsystems dar. Der Betriebsablauf 2300 der DI-Pumpe 2114 als solcher kann zu dem Betriebsablauf 2200 nach 22 ähnlich sein, mit Ausnahme, dass die Kompressionskammer 2138 in der DI-Pumpe 2114 einen höheren Regeldruck als den Regeldruck der Kompressionskammer 238 der DI-Pumpe 2014 aufweist.
  • Der Betriebsablauf 2300 enthält die Zeit, die entlang der horizontalen Achse graphisch dargestellt ist, wobei die Zeit von der linken Seite zur rechten Seite der horizontalen Achse zunimmt. Der Betriebsablauf 2300 stellt die Pumpenkolbenposition in der graphischen Darstellung 2302, die Position eines Überströmventils (z. B. des SACV 236) in der graphischen Darstellung 2304, den Kompressionskammerdruck in der graphischen Darstellung 2306, den Stufenkammerdruck in der graphischen Darstellung 2308, die Änderungen des Kraftstoffverteilerdrucks (FRP) in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen (PFI) in der graphischen Darstellung 2310 und die Kanaleinspritzungen in der graphischen Darstellung 2312 dar. Die Pumpenkolbenposition kann zwischen den Positionen des oberen Totpunkts (OTP) und des unteren Totpunkts (UTP) des Pumpenkolbens 220 variieren, wie durch die graphische Darstellung 2302 angegeben ist. Um der Einfachheit willen ist die Überströmventilposition der graphischen Darstellung 2304 in 23 als entweder offen oder geschlossen gezeigt. Die offene Position tritt auf, wenn das SACV 236 aberregt oder deaktiviert ist. Die geschlossene Position tritt auf, wenn das SACV 236 erregt oder aktiviert ist. Wenn das SACV erregt ist, arbeitet das SACV als ein Rückschlagventil, das die Kraftstoffströmung von der Kompressionskammer der DI-Pumpe über das SACV zum Pumpenkanal verhindert. Für die Einfachheit stellt der Betriebsablauf diese Position jedoch als geschlossen anstatt als "arretiert" dar.
  • Die Linie 2303 repräsentiert einen Regeldruck der Kompressionskammer 2138 der DI-Pumpe 2114 (z. B. den kombinierten Druck aus der Druckentlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036, der Druckentlastungseinstellung des zehnten Überdruckventils 2148 und dem Saugpumpen-Ausgangsdruck), die Linie 2305 repräsentiert einen kombinierten Druck aus der Druckentlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036 und dem Saugpumpendruck (die zum Vergleich breitgestellt ist), die Linie 2307 repräsentiert einen Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Kompressionskammerdrucks, die Linie 2309 repräsentiert einen Regeldruck des Stufenraums, z. B. den kombinierten Druck aus dem Druckentlastungs-Sollwert des neunten Überdruckventils 2036 und dem Saugpumpendruck, und die Linie 2311 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des Stufenkammerdrucks. Die Linie 2313 repräsentiert den Regeldruck des PFI-Verteilers, der zu dem Regeldruck der Stufenkammer (die Linie 2309) ähnlich sein kann. Die Linie 2315 repräsentiert den Ausgangsdruck der Saugpumpe (z. B. der LPP 212) bezüglich des PFI-Verteilerdrucks. Um Klarheit zu ermöglichen, werden separate Nummern (und Linien) als solche verwendet, um den Saugpumpendruck anzugeben. Der Ausgangsdruck der Saugpumpe ist jedoch der gleiche, ob er durch die Linie 2307, die Linie 2311 oder die Linie 2315 dargestellt ist. Es wird angegeben, dass der Regeldruck sowohl in dem PFI-Verteiler als auch in der Stufenkammer der gleiche sein kann, obwohl er als die verschiedenen Linien 2309 und 2313 dargestellt ist. Noch weiter kann der Regeldruck der Kompressionskammer 2138 der DI-Pumpe 2114 höher als jeder Regeldruck sowohl in dem PFI-Verteiler als auch in der Stufenkammer sein. Während die graphische Darstellung der Pumpenkolbenposition 2302 als eine Gerade gezeigt ist, kann diese graphische Darstellung weiterhin ein mehr oszillatorisches Verhalten zeigen. Um der Einfachheit und der Klarheit willen werden in 23 Geraden verwendet, während erkannt wird, dass andere Profile der graphischen Darstellungen möglich sind.
  • Der Betriebsablauf 2300 nach 23 ist zu dem Betriebsablauf 2200 nach 22 sehr ähnlich, wobei er sich hauptsächlich in dem Regeldruck der Kompressionskammer (die Linie 2303) unterscheidet, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer in 22 ist. Die Einbeziehung des zehnten Überdruckventils 2148 als solches in der elften Ausführungsform ermöglicht sowohl einen höheren vorgegebenen (z. B. Regel-)Druck in der Kompressionskammer 2138 als auch einen höheren vorgegebenen Druck im DI-Verteiler 250. Folglich erreicht in der ersten Hälfte des ersten Kompressionshubs von t1 bis t4, wenn das Überströmventil offen (z. B. aberregt) ist, der Druck in der Kompressionskammer den höheren Regeldruck. Sobald das Überströmventil zu t2 erregt wird, um es zu schließen, steigt die Kompressionskammer bis t4 höher als die Linie 2303. Während des zweiten Kompressionshubs von t5 bis t7 befindet sich der Kompressionskammerdruck während des zweiten Kompressionshubs auf dem Regeldruck (die Linie 2303), weil das Überströmventil während des gesamten zweiten Kompressionshubs offen (z. B. aberregt) ist. Der Kompressionskammerdruck in dem dritten Kompressionshub von t8 bis t10 kann höher als der Regeldruck sein und sich auf einem Druck, der durch den Kraftstoffverteiler 2050 der Direkteinspritzdüsen verlangt wird, befinden.
  • Der Stufenraum in der elften Ausführungsform kann auf einen einzigen, im Wesentlichen konstanten Druck, z. B. den durch die Linie 2309 dargestellten Regeldruck, wie z. B. dem kombinierten Druck aus dem Entlastungs-Sollwert des neunten Überdruckventils 2036 und dem Saugpumpendruck, während jedes der drei Kompressionshübe und jedes der drei Saughübe geregelt werden. Der Druck im Stufenraum kann sich etwas (z. B. um 5 %) unter den Regeldruck verringern, wenn das Überströmventil geschlossen ist (was in dem Betriebsablauf 2300 zwischen t2 und t4 und zwischen t8 und t10 angegeben ist), wobei aber der Druckspeicher-PFI-Verteiler die Stufenkammer füllen kann, sobald das Überströmventil erregt ist. Entsprechend fällt der Druck in der Stufenkammer etwas unter den Regeldruck der Stufenkammer (die Linie 2309). Ferner kann der Druck im Stufenraum in dem folgenden Saughub (den folgenden Saughüben) zu dem Regeldruck zurückkehren.
  • Der Druck im PFI-Verteiler kann außerdem auf dem Regeldruck der Linie 2313 aufrechterhalten werden, weil der PFI-Verteiler sowohl während des Kompressionshubs (von der Kompressionskammer, solange wie das Überströmventil offen ist und der Stufenraum gefüllt ist) als auch während des Saughubs von der Stufenkammer Kraftstoff empfangen kann. Die Kanaleinspritzungen zu t3 verringern jedoch den FRP, weil das Überströmventil während des ersten Kompressionshubs zwischen t2 und t4 geschlossen ist, wobei der PFI-Verteiler der Stufenkammer Kraftstoff zuführt, um den Regeldruck in der Stufenkammer aufrechtzuerhalten. Die Kanaleinspritzung zu t6 kann den FRP nicht verringern, weil der Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen von der Kompressionskammer (über die Stufenkammer) Kraftstoff empfangen kann, weil das Überströmventil durchgehend offen ist. Die Kanaleinspritzung zu t9 verursacht ähnlich wie die zu t3 eine Abnahme des FRP. Dies ist so, weil die Stufenkammer während des dritten Kompressionshubs von dem Druckspeicher-PFI-Verteiler Kraftstoff empfangen kann, da von der Kompressionskammer kein Kraftstoff empfangen wird. Der FRP in dem PFI-Verteiler kann in den folgenden Saughüben zu dem Regeldruck zurückgeführt werden, da die Stufenkammer den Druckspeicher-PFI-Verteiler nachfüllt.
  • In dieser Weise ermöglichen die Ausführungsformen des oben beschriebenen Kraftstoffsystems (die 2, 3, 4, 8, 10, 12, 13, 14, 18, 20 und 21) eine unter Druck gesetzte Stufenkammer der DI-Pumpe. Die Stufenkammer kann durch den Druckspeicher unter Druck gesetzt werden, indem ein oder mehrere Überdruckventile, die vorbelastet sind, um den Druck in der Stufenkammer zu regeln, einbezogen werden und/oder indem unter Druck gesetzter Kraftstoff von der Kompressionskammer empfangen wird. Die Stufenkammer als solche kann auf einen Druck, der höher als der Saugpumpendruck ist, unter Druck gesetzt werden. Mit anderen Worten, die Regeldrücke können höher als der Saugpumpen-Ausgangsdruck sein, weil der Regeldruck ein kombinierter Druck aus dem Saugpumpendruck und der Entlastungseinstellung der Überdruckventile sein kann, die vorbelastet sind, um den Druck in der Stufenkammer und in einigen Fällen in der Kompressionskammer zu regeln. Unter Verwendung eines Druckspeichers, der zusammen mit einem Überdruckventil fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, kann die Stufenkammer auf einem im Wesentlichen konstanten Druck aufrechterhalten werden, der höher als der Saugpumpendruck ist. Entsprechend kann die Schmierung der Pumpe verbessert werden, kann die Überhitzung des Kraftstoffs verringert werden und kann die Haltbarkeit der Pumpe erhöht werden. Noch weiter enthalten einige Ausführungsformen das Koppeln der Stufenkammer an den PFI-Verteiler, so dass die Kraftstoff-Kanaleinspritzdüsen während der Saughübe in der DI-Pumpe von der Stufenkammer unter Druck gesetzten Kraftstoff empfangen, (weil sich die Stufenkammer auf dem Regeldruck befindet). Der PFI-Verteiler als solcher kann unter Druck gesetzten Kraftstoff von der Kompressionskammer empfangen, wenn das SACV offen ist
  • 24 stellt eine beispielhafte Routine 2400 zum Veranschaulichen einer beispielhaften Steuerung des Betriebs der DI-Kraftstoffpumpe in dem Modus mit variablem Druck und in dem Modus mit vorgegebenem Druck dar. Die Anweisungen zum Ausführen der Routine 2400 können durch einen Controller, wie z. B. den Controller 12 nach 1 oder den Controller 202 nach 2, basierend auf den in einem Speicher des Controllers gespeicherten Anweisungen und im Zusammenhang mit den von den Sensoren des Kraftmaschinensystems, wie z. B. den Sensoren, die früher bezüglich 1 beschrieben worden sind, empfangenen Signalen ausgeführt werden. Der Controller kann die Kraftmaschinen-Aktuatoren des Kraftmaschinensystems verwenden, um den Kraftmaschinenbetrieb gemäß den im Folgenden beschriebenen Verfahren einzustellen.
  • Bei 2402 können die Betriebsbedingungen der Kraftmaschine geschätzt und/oder gemessen werden. Es können z. B. die Kraftmaschinenbedingungen, wie z. B. die Kraftmaschinendrehzahl, der Kraftstoffbedarf der Kraftmaschine, die Aufladung, das vom Fahrer angeforderte Drehmoment, die Kraftmaschinentemperatur, die Luftladung usw. bestimmt werden. Bei 2404 bestimmt die Routine 2400, ob die HPP (z. B. die DI-Kraftstoffpumpen der verschiedenen Ausführungsformen) in dem Modus mit vorgegebenem Druck betrieben werden kann. Die HPP kann in einem Beispiel in dem Modus mit vorgegebenem Druck betrieben werden, falls sich die Kraftmaschine im Leerlauf befindet. In einem weiteren Beispiel kann die HPP in dem Modus mit vorgegebenem Druck arbeiten, falls das Fahrzeug verlangsamt. Falls bestimmt wird, dass die DI-Kraftstoffpumpe in dem Modus mit vorgegebenem Druck arbeiten kann, geht die Routine 2400 zu 2420 weiter, um das solenoidaktivierte Rückschlagventil (wie z. B. das SACV 236 der DI-Pumpen, das früher beschrieben worden ist) zu deaktivieren und abzuerregen. Genauer dargelegt, das Solenoid innerhalb des SACV kann in einen Durchlasszustand aberregt werden, so dass der Kraftstoff sowohl stromaufwärts von als auch stromabwärts des SACV durch das SACV strömen kann.
  • Falls jedoch bei 2404 bestimmt wird, dass die HPP nicht in dem Modus mit vorgegebenem Druck betrieben werden kann, geht die Routine 2400 zu 2406 weiter, um die HPP in dem Modus mit variablem Druck zu betreiben. Der Modus mit variablem Druck des HPP-Betriebs kann in einem Beispiel während der Nicht-Leerlauf-Bedingungen verwendet werden. In einem weiteren Beispiel kann der Modus mit variablem Druck verwendet werden, wenn der Drehmomentbedarf größer ist, wie z. B. während der Beschleunigung eines Fahrzeugs. Wie früher erwähnt worden ist, kann der Modus mit variablem Druck das elektronische Steuern des HPP-Betriebs durch das Betätigen und Erregen des solenoidaktivierten Rückschlagventils basierend auf einem Soll-Arbeitszyklus enthalten.
  • Als Nächstes bestimmt die Routine 2400 bei 2408, ob der aktuelle Drehmomentbedarf (und der Kraftstoffbedarf) einen Bedarf für volle Pumpenhübe enthält. Volle Pumpenhübe können das Betreiben der DI-Kraftstoffpumpe mit einem Arbeitszyklus von 100 % enthalten, wobei ein beträchtlich großer Anteil des Kraftstoffs dem DI-Kraftstoffverteiler zugeführt wird. Ein Beispiel des Betriebs mit einem Arbeitszyklus von 100 % der verschiedenen DI-Pumpen ist in jedem dritten Kompressionshub der früher gezeigten beispielhaften Betriebsabläufe dargestellt.
  • Falls bestätigt wird, dass volle Pumpenhübe (z. B. ein Arbeitszyklus von 100 %) verlangt werden, geht die Routine 2400 zu 2410 weiter, wo das SACV während eines gesamten Hubs der Pumpe erregt werden kann. Das SACV als solches kann durch einen gesamten Kompressionshub erregt (und geschlossen) sein. Folglich kann bei 2412 das SACV am Beginn eines Kompressionshubs (wie z. B. am Beginn jedes dritten Kompressionshubs in den vorher beschriebenen Betriebsabläufen) erregt und geschlossen werden.
  • Falls andererseits bei 2408 bestimmt wird, dass volle Pumpenhübe (oder ein Betrieb mit einem Arbeitszyklus von 100 %) nicht erwünscht sind (ist), geht die Routine 2400 zu 2414 weiter, um die DI-Pumpe in einem verringerten Pumpenhub oder mit einem Arbeitszyklus von weniger als 100 % zu betreiben. Als Nächstes kann der Controller bei 2416 das SACV zu einem Zeitpunkt zwischen der UTP-Position und der OTP-Position des Pumpenkolbens im Kompressionshub erregen und schließen. Die DI-Pumpe kann z. B. mit einem Arbeitszyklus von 20 % betrieben werden, wobei das SACV erregt wird, um es zu schließen, wenn 80 % des Kompressionshubs abgeschlossen sind, um etwa 20 % des Volumens der DI-Pumpe zu pumpen. In einem weiteren Beispiel kann die DI-Pumpe mit einem Arbeitszyklus von 60 % betrieben werden, wobei das SACV geschlossen werden kann, wenn 40 % des Kompressionshubs abgeschlossen sind. Hier können 60 % des Volumens der DI-Pumpe in den DI-Kraftstoffverteiler gepumpt werden. Ein Beispiel eines verringerten Pumpenhubs oder eines Betriebs mit einem Arbeitszyklus von weniger als 100 % (der außerdem als Betrieb mit verringertem Arbeitszyklus bezeichnet wird) der HP-Pumpe wurde vorher bezüglich der ersten Kompressionshübe in jedem Betriebsablauf beschrieben, in dem das SACV zum Zeitpunkt t2 geschlossen wird.
  • 25 veranschaulicht eine beispielhafte Routine 2500, um die Druckänderungen sowohl in einer Kompressionskammer als auch in einer Stufenkammer einer DI-Pumpe zu beschreiben, wenn für die DI-Pumpe ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen ist. Spezifisch beschreibt die Routine 2500 die Änderungen des Drucks, wenn die Stufenkammer weder an die Kompressionskammer noch an einen Druckspeicher fluidtechnisch gekoppelt ist.
  • Es wird angegeben, dass der Controller (wie z. B. der Controller 12 nach 1) die Routine 2500 weder befehlen noch ausführen kann. Die Routine 2500 veranschaulicht lediglich die Variationen des Drucks in der DI-Pumpe aufgrund der Hardware, wie z. B. der Überdruckventile, des Rohrleitungssystems und der Rückschlagventile usw., in den verschiedenen Ausführungsformen des Kraftstoffsystems. Ähnlich kann der Controller (wie z. B. der Controller 12 nach 1) die in den 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 und 33 beschriebenen Routinen weder befehlen noch ausführen. Die in den 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 und 33 beschriebenen Routinen veranschaulichen lediglich die Variationen des Drucks in der (den) DI-Pumpe(n) aufgrund der Hardware, wie z. B. der Überdruckventile, des Rohrleitungssystems und der Rückschlagventile usw. in den spezifischen Ausführungsformen des Kraftstoffsystems.
  • Bei 2502 stellt die Routine 2500 fest, dass sich die DI-Pumpe in dem variablen Modus befindet. Bei 2504 kann bestimmt werden, ob ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen ist. Falls ja, wird bei 2510 bestimmt, dass das SACV am Beginn eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe erregt werden kann, um es zu schließen. Falls nein, geht die Routine 2500 zu 2506 weiter, um festzustellen, dass die DI-Pumpe in einem Modus mit einem Arbeitszyklus von weniger als 100 % arbeitet. Ferner geht die Routine 2500 bei 2508 zu der Routine 2800 nach 28 weiter, wobei die Routine 2500 endet.
  • Bei 2512 bestätigt die Routine 2500, ob die DI-Pumpe einen Druckspeicher enthält, der den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt (wie z. B. in den Ausführungsformen des Kraftmaschinensystems nach den 18, 20 und 21). Wenn ja, dann geht die Routine 2500 bei 2514 zur Routine 2700 nach 27 weiter, wobei die Routine 2500 endet. Falls nein, geht die Routine 2500 zu 2516 weiter, um zu bestimmen, ob die Stufenkammer in der DI-Kraftstoffpumpe fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist (wie z. B. in den Ausführungsformen, die in den 8, 10 und 14 dargestellt sind). Falls ja, geht die Routine 2500 zu 2518 weiter, um zu der Routine 2600 nach 26 weiterzugehen. Falls nein, geht die Routine 2500 zu 2520 weiter. Bei 2520 bestätigt die Routine 2500, ob ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an die Stufenkammer gekoppelt ist, so dass der PFI-Verteiler Kraftstoff von der Stufenkammer empfängt. Falls nein, geht die Routine 2500 zu 2522 weiter. Folglich enthalten die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen die in den 2, 3 und 4 beschriebenen Ausführungsformen, die Kraftstoffsysteme enthalten können, in denen die Stufenkammer nicht fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler oder an einen Druckspeicher oder an die Kompressionskammer gekoppelt ist.
  • Bei 2522 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2524 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf einen durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck erhöht werden, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Ferner kann sich der Druck im Stufenraum auf dem Saugpumpendruck befinden, der einen Differenzdruck in den DI-Pumpen und die sich ergebende Schmierung ermöglicht. Bei 2526 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2528 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein eines oder mehrerer Überdruckventile, die vorbelastet sind, um den Druck im Stufenraum zu regeln, auf den Regeldruck erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist.
  • Folglich kann während beider Pumpenhübe die Schmierung in der DI-Pumpe stattfinden.
  • Falls bei 2520 bestimmt wird, dass ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 2500 zu 2530 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen jene Kraftstoffsysteme enthalten, in denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler, aber nicht an einen Druckspeicher gekoppelt ist, und wobei der Stufenraum von der Kompressionskammer keinen Kraftstoff empfängt, wie z. B. die in den 12 und 13 gezeigten Ausführungsformen.
  • Bei 2530 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2532 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer zu einem durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck erhöht werden, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Ferner kann sich der Druck im Stufenraum auf dem Saugpumpendruck befinden, der einen Differenzdruck in den DI-Pumpen und die sich ergebende Schmierung ermöglicht. Noch weiter kann der PFI-Verteiler weder durch die Kompressionskammer (weil das Überströmventil geschlossen ist) noch durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt werden. Entsprechend können irgendwelche Kanaleinspritzungen während dieses Zeitraums eine Verringerung des FRP verursachen.
  • Bei 2534 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2536 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein eines oder mehrerer Überdruckventile, die vorbelastet sind, um den Druck im Stufenraum zu regeln, auf den Regeldruck erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, wenn der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann die Schmierung in der DI-Pumpe während beider Pumpenhübe stattfinden. Noch weiter wird der PFI-Kraftstoffverteiler durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt. Entsprechend kann der FRP in den folgenden Saughüben zu dem Regeldruck des PFI-Verteilers wiederhergestellt werden, falls der FRP in dem PFI-Verteiler aufgrund der vorhergehenden Kanaleinspritzung bei geschlossenem Überströmventil abgenommen hat. Wenn ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen ist, kann folglich der PFI-Verteiler während der Saughübe von dem Stufenraum Kraftstoff empfangen.
  • Die Routine 2600 nach 26 beschreibt die Änderungen des Drucks während eines Arbeitszyklus von 100 % in den Ausführungsformen der DI-Pumpen, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist. Der Stufenraum als solcher kann während eines Kompressionshubs, wenn das Überströmventil offen ist, von der Kompressionskammer Kraftstoff empfangen.
  • Bei 2602 stellt die Routine 2600 fest, dass die DI-Pumpe in dem variablen Modus arbeitet, wobei ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen ist. Ferner kann der Stufenraum fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt sein. Als Nächstes bestimmt die Routine 2600 bei 2604, ob ein PFI-Verteiler mit der Stufenkammer in Fluidverbindung steht. Falls nein, geht die Routine 2600 zu 2606 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen für jene Ausführungsformen der Kraftstoffsysteme gelten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an eine Kompressionskammer gekoppelt ist, aber nicht fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler oder einen Druckspeicher gekoppelt ist, wie z. B. die in 8 gezeigte Ausführungsform.
  • Bei 2606 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe der obigen Ausführungsform (8) beschrieben. Bei 2608 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf einen von dem DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck erhöht werden, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Als solcher kann Kraftstoff auf diesem Solldruck dem DI-Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Ferner kann sich der Druck im Stufenraum auf dem Saugpumpendruck befinden, was einen Differenzdruck in den DI-Pumpen und die sich ergebende Schmierung ermöglicht. Bei 2610 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in der DI-Kraftstoffpumpe der Ausführungsform nach 8 beschrieben. Bei 2612 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein des Überdruckventils (z. B. des gemeinsamen Überdruckventils 846), das vorbelastet ist, um den Druck im Stufenraum (und in der Kompressionskammer, wenn das Überströmventil offen ist) zu regeln, auf den Regeldruck erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann während beider Pumpenhübe in der DI-Pumpe eine Schmierung stattfinden, wenn ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen ist.
  • Falls bei 2604 bestimmt wird, dass ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 2600 zu 2614 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen jene in den Ausführungsformen enthalten, in denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler, aber nicht an einen Druckspeicher gekoppelt ist, und wobei der Stufenraum außerdem fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist, wie z. B. die in 14 gezeigte Ausführungsform. Der PFI-Verteiler in der in 10 gezeigten Ausführungsform kann keinen Kraftstoff von der Stufenkammer der DI-Pumpe 1014 empfangen. Die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen können jedoch für die Ausführungsform nach 10 gelten, außer wo es spezifisch dargelegt ist.
  • Bei 2614 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2616 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf einen durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck erhöht werden, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Ferner kann der Druck im Stufenraum entweder auf den Saugpumpendruck oder auf den Regeldruck des PFI-Verteilers verringert werden, was einen Differenzdruck in den DI-Pumpen und die sich ergebende Schmierung ermöglicht. Noch weiter kann der PFI-Verteiler weder durch die Kompressionskammer (weil das Überströmventil geschlossen ist) noch durch den Stufenraum nach den 10 und 14 mit Kraftstoff beaufschlagt werden. Entsprechend können irgendwelche Kanaleinspritzungen während dieses Zeitraums eine Verringerung des FRP verursachen.
  • Bei 2618 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen nach den 10 und 14 beschrieben. Bei 2620 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein eines oder mehrerer Überdruckventile, die vorbelastet sind, um den Druck im Stufenraum zu regeln, auf den Regeldruck des Stufenraums (in 14) erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. In der Ausführungsform nach 10 kann sich jedoch der Druck im Stufenraum auf dem Druck der Saugpumpe befinden. Folglich kann in der DI-Pumpe nach 14 während beider Pumpenhübe eine Schmierung stattfinden, aber nicht in der DI-Pumpe nach 10.
  • Noch weiter wird der PFI-Verteiler während des Saughubs in der Ausführungsform nach 14 allein durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt. In der Ausführungsform nach 10 kann der PFI-Verteiler während des Saughubs keinen Kraftstoff von dem Stufenraum empfangen. Folglich kann der PFI-Verteiler in der in 14 dargestellten Ausführungsform nur während der Saughübe von dem Stufenraum Kraftstoff empfangen, wenn ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen ist. In der Ausführungsform nach 10 kann der PFI-Verteiler jedoch während des Saughubs keinen Kraftstoff von dem Stufenraum empfangen, wobei aber die Kompressionskammer der DI-Pumpe 1014 während des Saughubs von dem Stufenraum Kraftstoff empfangen kann.
  • Die Routine 2700 nach 27 beschreibt die Änderungen des Drucks in den Ausführungsformen der DI-Pumpen, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen Druckspeicher (oder an einen PFI-Verteiler, der als ein Druckspeicher arbeitet) gekoppelt ist, während eines Arbeitszyklus von 100 %. Der Stufenraum als solcher kann von dem Druckspeicher Kraftstoff empfangen und kann den Kraftstoff dem Druckspeicher (oder den PFI-Verteiler, der als ein Druckspeicher dient) zuführen.
  • Bei 2702 stellt die Routine 2700 fest, dass die DI-Pumpe in dem variablen Modus arbeitet, wobei ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen ist. Ferner kann der Stufenraum fluidtechnisch an den Druckspeicher gekoppelt sein. Als Nächstes bestimmt die Routine 2700 bei 2704, ob ein PFI-Verteiler mit der Stufenkammer in Fluidverbindung steht. Falls nein, geht die Routine 2700 zu 2706 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen für jene Ausführungsformen der Kraftstoffsysteme gelten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen Druckspeicher gekoppelt ist, aber nicht fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler gekoppelt ist, wie z. B. die in 18 gezeigte Ausführungsform. Der Stufenraum kann außerdem fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt sein.
  • Bei 2706 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe der obigen Ausführungsform (18) beschrieben. Bei 2708 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf einen durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck erhöht werden, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Als solcher kann der Kraftstoff bei diesem Solldruck dem DI-Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Weil das Überströmventil geschlossen ist, kann der Druckspeicher dem Stufenraum Kraftstoff zuführen, um den Stufenraum auf einen im Wesentlichen konstanten Druck aufrechtzuerhalten. Der Druck im Stufenraum als solcher kann etwas niedriger (z. B. innerhalb 5 %) als der konstante Regeldruck sein, da er von dem Druckspeicher Kraftstoff empfängt. Weil sich der Stufenraum basierend auf der Entlastungseinstellung eines Überdruckventils, wie z. B. des achten Überdruckventils 1836, im Wesentlichen auf dem Regeldruck befinden kann, tritt in der Pumpe ein Differenzdruck auf.
  • Bei 2710 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in der DI-Kraftstoffpumpe der Ausführungsform nach 18 beschrieben. Bei 2712 kann sich der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein des Überdruckventils (z. B. des achten Überdruckventils 1846), das vorbelastet ist, um den Druck im Stufenraum (und in der Kompressionskammer, wenn das Überströmventil offen ist) zu regeln, auf dem Regeldruck befinden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann in der DI-Pumpe während beider Pumpenhübe eine Schmierung stattfinden, wenn ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen ist.
  • Falls bei 2704 bestimmt wird, dass ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 2700 zu 2714 weiter. Hier kann der PFI-Verteiler als ein Druckspeicher arbeiten. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen jene in den Ausführungsformen enthalten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen Druckspeicher-PFI-Verteiler gekoppelt ist und bei denen der Stufenraum außerdem fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist, wie z. B. die in den 20 und 21 gezeigten Ausführungsform.
  • Bei 2714 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2716 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf einen durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck erhöht werden, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Ferner kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Entlastungs-Sollwert des neunten Überdruckventils 2036 im Wesentlichen auf dem Regeldruck des Stufenraums aufrechterhalten werden, was einen Differenzdruck in den DI-Pumpen und die sich ergebende Schmierung ermöglicht. Der Stufenraum kann von dem Druckspeicher-PFI-Verteiler Kraftstoff empfangen, wobei der Stufenraumdruck auf seinem Regeldruck im Wesentlichen konstant aufrechterhalten werden kann. Die DI-Pumpe kann einen Differenzdruck zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer aufweisen. Noch weiter kann der PFI-Kraftstoffverteiler nicht durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt werden. Entsprechend können irgendwelche Kanaleinspritzungen während dieses Zeitraums eine Verringerung des FRP verursachen (z. B. t3 in dem Betriebsablauf 2200).
  • Bei 2718 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen nach den 20 und 21 beschrieben. Bei 2720 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein des neunten Überdruckventils, das vorbelastet ist, um den Druck im Stufenraum (und im PFI-Verteiler) zu regeln, auf den Regeldruck des Stufenraums erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpendruck-Auslassdruck verringert ist. Folglich kann während beider Pumpenhübe eine Schmierung in der DI-Pumpe stattfinden. Noch weiter wird der PFI-Verteiler durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt. Der FRP in dem PFI-Verteiler als solcher kann aufgrund der Kraftstoffbeaufschlagung von dem Stufenraum auf dem Regeldruck des PFI wiederhergestellt werden. Wenn ein Arbeitszyklus von 100 % befohlen ist, kann folglich der PFI-Verteiler während der Saughübe von dem Stufenraum Kraftstoff empfangen, wobei der PFI-Verteiler wiederum während der Kompressionshübe dem Stufenraum Kraftstoff zu führen kann. Dies ermöglicht einen im Wesentlichen konstanten Druck in der Stufenkammer.
  • 28 stellt eine Routine 2800 dar, die die Druckänderungen sowohl in einer Kompressionskammer als auch in einer Stufenkammer einer DI-Pumpe veranschaulicht, wenn für die DI-Pumpe ein Arbeitszyklus von weniger als 100 % befohlen ist. Spezifisch stellt die Routine 2800 die Änderungen des Drucks dar, wenn die Stufenkammer weder an die Kompressionskammer noch an einen Druckspeicher fluidtechnisch gekoppelt ist.
  • Bei 2802 stellt die Routine 2800 fest, dass die DI-Pumpe im variablen Modus arbeitet (wobei sich das SACV während einer gesamten Dauer eines Kompressionshubs nicht im Durchlassmodus befindet), wobei ein Arbeitszyklus von weniger als 100 % befohlen ist. Folglich kann das SACV zwischen der UTP- und der OTP-Position des Pumpenkolbens erregt werden, um es zu schließen. Als Nächstes bestätigt die Routine 2800 bei 2804, ob das System einen Druckspeicher enthält, der der Stufenkammer Kraftstoff zuführt, wie z. B. in den Ausführungsformen, die in den 18, 20 und 21 dargestellt sind. Falls ja, geht die Routine 2800 zu 2806 weiter, um zu der Routine 3000 nach 30 weiterzugehen, wobei die Routine 2500 dann endet. Falls nein, geht die Routine 2800 zu 2808 weiter, um zu prüfen, ob der Stufenraum in der DI-Pumpe fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist. Falls ja, geht die Routine 2800 bei 2810 zu der Routine 2900 nach 29 weiter, wobei sie dann endet.
  • Falls nein, geht die Routine 2800 zu 2812 weiter, um zu bestimmen, ob die DI-Pumpe Kraftstoff von der Stufenkammer einem PFI-Verteiler zuführt. Hier kann bestätigt werden, ob die Stufenkammer fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler gekoppelt ist. Falls bestimmt wird, dass kein PFI-Verteiler an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 2800 zu 2814 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen jene Kraftstoffsysteme enthalten, bei denen die Stufenkammer nicht fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler oder an einen Druckspeicher gekoppelt ist und bei denen der Stufenraum nicht fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist, wie z. B. die Ausführungsformen, die in den 2, 3 und 4 gezeigt sind.
  • Bei 2814 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2816 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf den Regeldruck der Kompressionskammer (z. B. den vorgegebenen Druck) erhöht werden, wenn sich das Überströmventil in dem Durchlassmodus befindet. Der Regeldruck kann auf der Druckentlastungseinstellung eines Überdruckventils basieren, das vorbelastet ist, um den Druck in der Kompressionskammer zu regeln, (wie z. B. das zweite Überdruckventil 326 in den 3 und 4). Falls kein Überdruckventil, das den Druck in der Kompressionskammer regelt, vorhanden ist, wie in 2, kann sich der Kompressionskammerdruck auf dem Saugpumpendruck befinden. Sobald sich das Überströmventil zwischen dem UTP und dem OTP schließt, steigt der Druck in der Kompressionskammer basierend auf dem durch dem DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck auf einen an, der höher als der Regeldruck ist, wobei der Kraftstoff dem DI-Verteiler zugeführt werden kann. Ferner kann sich der Druck im Stufenraum auf dem Saugpumpendruck befinden, was einen Differenzdruck in den DI-Pumpen ermöglicht und die Schmierung ermöglicht. Bei 2818 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen (z. B. die 2, 3, 4) beschrieben. Bei 2820 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein eines oder mehrerer Überdruckventile, die vorbelastet sind, um den Druck im Stufenraum zu regeln, (z. B. des ersten Überdruckventils 246 (nach den 2 und 3) und des Überdruckventils 448 und des Überdruckventils 446 nach 4) auf den Regeldruck erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann sowohl während des Kompressions- als auch während des Saughubs eine Schmierung in der DI-Pumpe bei einem Arbeitszyklus von weniger als 100 % der DI-Pumpe stattfinden.
  • Falls bei 2812 bestimmt wird, dass ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 2800 zu 2822 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen jene Kraftstoffsysteme enthalten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler, aber nicht an einen Druckspeicher gekoppelt ist, und bei denen der Stufenraum nicht fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist (und von der Kompressionskammer keinen Kraftstoff empfängt), wie z. B. die in den 12 und 13 gezeigten Ausführungsformen. Der PFI-Verteiler als solcher kann ebenfalls fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt sein.
  • Bei 2822 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2824 nimmt während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Kompressionskammerdruck basierend auf einem oder mehreren Überdruckventilen (z. B. dem vierten Überdruckventil 1246 allein in 12 und dem vierten Überdruckventil 1246 und dem fünften Überdruckventil 1346 in 13) auf den Regeldruck der Kompressionskammer zu, wenn sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Der PFI-Verteiler kann Kraftstoff auf dem Regeldruck des PFI-Verteilers von der Kompressionskammer empfangen, wenn sich das SACV im Durchlasszustand befindet. Der Stufenraum kann sich jedoch auf dem Saugpumpendruck befinden, was eine Druckdifferenz in der DI-Pumpe ermöglicht. Noch weiter wird der PFI-Verteiler während des Kompressionshubs nicht durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt. Sobald das SACV basierend auf dem Soll-Arbeitszyklus (der kleiner als 100 % ist) erregt ist, um es zu schließen, steigt der Druck in der Kompressionskammer auf einen durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck an, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Dieser Kraftstoff als solcher kann von der Kompressionskammer allein dem DI-Verteiler zugeführt werden. Ferner kann der PFI-Verteiler weder durch die Kompressionskammer (weil das Überströmventil geschlossen ist) noch durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt werden. Entsprechend können irgendwelche Kanaleinspritzungen während dieses Zeitraums (nachdem das Überströmventil geschlossen worden ist) eine Verringerung des FRP des PFI-Verteilers verursachen (z. B. zu t3 in dem Betriebsablauf 1500).
  • Bei 2826 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2828 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein eines oder mehrerer Überdruckventile (z. B. des vierten Überdruckventils 1246 in den 12 und 13), die vorbelastet sind, um den Druck im Stufenraum zu regeln, auf den Regeldruck erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann während beider Pumpenhübe eine Schmierung in der DI-Pumpe stattfinden. Noch weiter kann der PFI-Verteiler von dem Stufenraum Kraftstoff empfangen. Der FRP in dem PFI-Verteiler als solcher kann zu seinem vorgegebenen Druck zurückgeführt werden, weil der Kraftstoff aus dem Stufenraum unter Druck gesetzt ist. Wenn ein Arbeitszyklus von weniger als 100 % befohlen ist, kann folglich der PFI-Verteiler während der Saughübe von dem Stufenraum unter Druck gesetzten Kraftstoff empfangen, wobei er außerdem von der Kompressionskammer unter Druck gesetzten Kraftstoff empfangen kann, wenn das SACV offen ist. Das Pumpvolumen der DI-Pumpe ist folglich etwa verdoppelt.
  • 29 stellt eine Routine 2900 dar, die die Änderungen des Drucks während eines Arbeitszyklus von weniger als 100 % in den Ausführungsformen der DI-Pumpen beschreibt, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist. Der Stufenraum als solcher kann während eines Kompressionshubs, wenn das Überströmventil offen ist, von der Kompressionskammer Kraftstoff empfangen.
  • Bei 2902 stellt die Routine 2900 fest, dass die DI-Pumpe im variablen Modus mit einem Arbeitszyklus, der kleiner als 100 % ist, arbeitet. Ferner kann der Stufenraum fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt sein. Als Nächstes bestimmt die Routine 2900 bei 2904, ob ein PFI-Verteiler mit der Stufenkammer in Fluidverbindung steht. Falls nein, geht die Routine 2900 zu 2906 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen für jene Ausführungsformen der Kraftstoffsysteme gelten, in denen die Stufenkammer fluidtechnisch an eine Kompressionskammer gekoppelt ist, aber weder an einen PFI-Verteiler noch an einen Druckspeicher fluidtechnisch gekoppelt ist, wie z. B. die in 8 gezeigte Ausführungsform.
  • Bei 2906 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe der obigen Ausführungsform (8) beschrieben. Bei 2908 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer basierend auf der Entlastungseinstellung des gemeinsamen Überdruckventils 846 auf den Regeldruck zunehmen, wenn sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Dieser Regeldruck kann der vorgegebene Druck in der Kompressionskammer und im DI-Verteiler sein. Wenn das SACV offen ist, kann Kraftstoff von der Kompressionskammer in die Stufenkammer strömen und die Stufenkammer auf den Regeldruck der Kompressionskammer unter Druck setzen. Sobald das SACV geschlossen ist, nimmt der Druck im Stufenraum auf den Saugpumpendruck ab. Ferner kann der Kompressionskammerdruck auf einen durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck zunehmen, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Folglich kann in der DI-Pumpe ein Differenzdruck gebildet werden, nachdem das SACV geschlossen worden ist. Die Schmierung der DI-Pumpe kann jedoch während des Kompressionshubs stattfinden, da der Druck im Stufenraum höher als der Dampfdruck sein kann, bevor das SACV geschlossen wird, wobei, nachdem sich das SACV geschlossen hat, der Differenzdruck die Schmierung weiter ermöglicht. Bei 2910 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in der DI-Kraftstoffpumpe der Ausführungsform nach 8 beschrieben. Bei 2912 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein des Überdruckventils (z. B. des gemeinsamen Überdruckventils 846), das vorbelastet ist, um den Druck im Stufenraum (und in der Kompressionskammer, wenn das Überströmventil offen ist) zu regeln, auf den Regeldruck erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann die Schmierung während beider Pumpenhübe in der DI-Pumpe stattfinden.
  • Falls bei 2904 bestimmt wird, dass ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 2900 zu 2914 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen jene in den Ausführungsformen enthalten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler, aber nicht an einen Druckspeicher gekoppelt ist und bei denen der Stufenraum außerdem fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist, wie z. B. die in 14 gezeigte Ausführungsform. Der PFI-Verteiler in der in 10 gezeigten Ausführungsform kann keinen Kraftstoff von der Stufenkammer der DI-Pumpe 1014 empfangen. Die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen können jedoch für die Ausführungsform nach 10 gelten, außer wenn es spezifisch dargelegt ist.
  • Bei 2914 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 2916 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer basierend auf einem oder mehreren Überdruckventilen (z. B. dem dritten Überdruckventil 1046 nach 10 oder dem sechsten Überdruckventil 1446 und dem siebenten Überdruckventil 1436 nach 14) auf den Regeldruck der Kompressionskammer erhöht werden, wenn sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Die Stufenkammer kann unter Druck gesetzten Kraftstoff (auf dem Regeldruck der Kompressionskammer) empfangen, wenn das SACV offen ist. Ferner kann der PFI-Verteiler außerdem unter Druck gesetzten Kraftstoff (auf dem Regeldruck der Kompressionskammer) empfangen, wenn das SACV offen ist.
  • Beim Schließen des SACV kann der Kompressionskammerdruck auf einen durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck ansteigen, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist, wobei der Kraftstoff von der Kompressionskammer dem DI-Verteiler zugeführt werden kann. Ferner kann der Druck im Stufenraum entweder auf den Regeldruck des PFI-Verteilers oder auf den Saugpumpendruck verringert werden, was einen Differenzdruck in den DI-Pumpen und die sich ergebende Schmierung ermöglicht. Noch weiter kann der PFI-Verteiler weder durch die Kompressionskammer (weil das Überströmventil geschlossen ist) noch durch den Stufenraum nach den 10 und 14 mit Kraftstoff beaufschlagt werden. Entsprechend können irgendwelche Kanaleinspritzungen während dieses Zeitraums (wie z. B. zu t3 im Betriebsablauf 1700) eine Verringerung des FRP verursachen.
  • Bei 2918 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen nach den 10 und 14 beschrieben. Bei 2920 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein eines oder mehrerer Überdruckventile (z. B. des sechsten Überdruckventils 1446 und des siebenten Überdruckventils 1436 nach 14), die vorbelastet sind, um den Druck im Stufenraum zu regeln, auf den Regeldruck des Stufenraums (nur in 14) erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. In der Ausführungsform nach 10 kann sich jedoch der Druck im Stufenraum während des Saughubs auf dem Druck der Saugpumpe befinden. Folglich kann in der DI-Pumpe nach 14 während beider Pumpenhübe eine Schmierung stattfinden, aber nicht in der DI-Pumpe nach 10. Noch weiter wird der PFI-Verteiler allein in der Ausführungsform nach 14 durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt. Der PFI-Verteiler empfängt von dem Stufenraum unter Druck gesetzten Kraftstoff. In der Ausführungsform nach 10 kann der PFI-Verteiler keinen Kraftstoff von dem Stufenraum empfangen. Folglich kann der PFI-Verteiler während der Saughübe in 14 von dem Stufenraum Kraftstoff empfangen, wenn ein Arbeitszyklus von weniger als 100 % befohlen ist. In der Ausführungsform nach 10 kann jedoch der PFI-Verteiler keinen Kraftstoff von dem Stufenraum empfangen, wobei aber die Kompressionskammer der DI-Pumpe 1014 während der Saughübe von dem Stufenraum Kraftstoff empfangen kann.
  • Die Routine 3000 nach 30 beschreibt die Änderungen des Drucks in den Ausführungsformen der DI-Pumpe, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen Druckspeicher (oder einen PFI-Verteiler, der als ein Druckspeicher arbeitet) gekoppelt ist, wenn für die DI-Pumpe ein Arbeitszyklus von weniger als 100 % befohlen ist. Der Stufenraum als solcher kann von dem Druckspeicher Kraftstoff empfangen und kann außerdem Kraftstoff dem Druckspeicher (oder dem PFI-Verteiler, der als Druckspeicher dient) zuführen.
  • Bei 3002 stellt die Routine 3000 fest, dass die DI-Pumpe in dem variablen Modus arbeitet, wobei ein Arbeitszyklus von weniger als 100 % befohlen ist. Ferner kann der Stufenraum fluidtechnisch an den Druckspeicher gekoppelt sein. Als Nächstes bestimmt die Routine 3000 bei 3004, ob ein PFI-Verteiler mit der Stufenkammer in Fluidverbindung steht. Falls nein, geht die Routine 3000 zu 3006 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen für jene Ausführungsformen der Kraftstoffsysteme gelten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen Druckspeicher gekoppelt ist, aber nicht fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler gekoppelt ist, wie z. B. die in 18 gezeigte Ausführungsform. Der Stufenraum kann außerdem fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt sein.
  • Bei 3006 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe der obigen Ausführungsform (18) beschrieben. Bei 3008 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf den Regeldruck ansteigen, wenn das SACV offen ist. Der Regeldruck der Kompressionskammer kann auf der Entlastungseinstellung eines Überdruckventils, wie z. B. des achten Überdruckventils 1836 in 18, basieren. Der Stufenraum kann auf den Regeldruck der Kompressionskammer unter Druck gesetzt werden, weil der Stufenraum von der Kompressionskammer Kraftstoff empfängt, wenn sich das SACV im Durchlassmodus befindet.
  • Sobald sich das SACV zwischen der UTP- und der OTP-Position schließt, kann der Kompressionskammerdruck auf einen durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck erhöht werden, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Der Kraftstoff auf diesem Solldruck als solcher kann dem DI-Kraftstoffverteiler zugeführt werden. Weil das Überströmventil geschlossen ist und die Stufenkammer nicht länger Kraftstoff von der Kompressionskammer empfängt, kann der Druckspeicher dem Stufenraum Kraftstoff zuführen, um den Stufenraum auf einem konstanten Druck aufrechtzuerhalten, falls der Stufenraum eine Verringerung des Drucks erfährt, nachdem sich das SACV geschlossen hat, wie bei 2215 nach 22 gezeigt ist. Dieser konstante Druck kann der Regeldruck sein, der auf der Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 in 18 basiert. Die Schmierung der DI-Pumpe kann stattfinden, weil sich der Stufenraum vor dem Schließen des SACV auf dem Regeldruck befindet, der höher als der Dampfdruck des Kraftstoffs ist, wobei, nachdem sich das SACV geschlossen hat, zwischen der Kompressionskammer und dem Stufenraum ein Differenzdruck gebildet wird.
  • Bei 3010 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in der DI-Kraftstoffpumpe der Ausführungsform nach 18 beschrieben. Bei 3012 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein des Überdruckventils (z. B. des achten Überdruckventils 1846), das vorbelastet ist, um den Druck im Stufenraum (und in der Kompressionskammer, wenn das Überströmventil offen ist) zu regeln, auf den Regeldruck erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann während beider Pumpenhübe in der DI-Pumpe eine Schmierung stattfinden, wenn ein Arbeitszyklus von weniger als 100 % befohlen ist.
  • Falls bei 3004 bestimmt wird, dass ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 3000 zu 3014 weiter. Hier kann der PFI-Verteiler als der Druckspeicher arbeiten. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen jene in den Ausführungsformen enthalten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen Druckspeicher-PFI-Verteiler gekoppelt ist und bei denen der Stufenraum außerdem fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist, wie z. B. die in den 20 und 21 gezeigte Ausführungsform.
  • Bei 3014 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 3016 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf den Regeldruck ansteigen, wenn das SACV offen ist. Der Regeldruck der Kompressionskammer kann auf der Entlastungseinstellung eines Überdruckventils, wie z. B. des neunten Überdruckventils 2036 allein in 20 und des neunten Überdruckventils 2036 zusammen mit dem zehnten Überdruckventil 2148 in 21, basieren. Der Stufenraum kann auf den Regeldruck der Stufenkammer unter Druck gesetzt werden, weil der Stufenraum Kraftstoff von der Kompressionskammer empfängt, wenn sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Falls der Stufenraum gefüllt ist, kann der überschüssige Kraftstoff zum PFI-Verteiler strömen, wenn der Kraftstoffdruck niedriger als die Entlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036 ist.
  • Sobald sich das SACV schließt, kann der Druck in der Kompressionskammer auf einen durch den DI-Kraftstoffverteiler verlangten Druck erhöht werden, der höher als der Regeldruck der Kompressionskammer ist. Ferner kann der Stufenraum von dem Druckspeicher-PFI-Verteiler Kraftstoff empfangen, falls der Stufenraum nicht vollständig gefüllt ist, was es ermöglicht, dass der Stufenraumdruck im Wesentlichen konstant auf seinem Regeldruck aufrechterhalten wird. Ferner kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Entlastungs-Sollwert des neunten Überdruckventils 2036 im Wesentlichen auf dem Regeldruck des Stufenraums aufrechterhalten werden, was einen Differenzdruck in den DI-Pumpen und die sich ergebende Schmierung ermöglicht. Noch weiter kann der PFI-Verteiler nicht durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt werden, sobald sich das SACV schließt. Es kann sein, dass der PFI-Verteiler als solcher der Stufenkammer Kraftstoff zuführen muss. Entsprechend können irgendwelche Kanaleinspritzungen während dieses Zeitraums eine Verringerung des FRP verursachen (z. B. t3 in dem Betriebsablauf 2200).
  • Bei 3018 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen nach den 20 und 21 beschrieben. Bei 3020 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein des neunten Überdruckventils 2036, das vorbelastet ist, um den Druck im Stufenraum (und im PFI-Verteiler) zu regeln, auf den Regeldruck des Stufenraums erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, weil der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Noch weiter wird der PFI-Verteiler durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt. Der FRP in dem PFI-Verteiler als solcher kann aufgrund des (z. B. unter Druck gesetzten) Kraftstoffs, der von dem Stufenraum empfangen wird, zu dem Regeldruck des PFI-Verteilers zurückgeführt werden. Wenn ein Arbeitszyklus von weniger als 100 % befohlen ist, kann folglich der PFI-Verteiler während der Saughübe von dem Stufenraum Kraftstoff empfangen, wobei der PFI-Verteiler wiederum während der Kompressionshübe, nachdem sich das SACV geschlossen hat, Kraftstoff dem Stufenraum zuführen kann. Weiterhin kann die Schmierung während beider Pumpenhübe in der DI-Pumpe stattfinden, da die auf der Bewegung des Pumpenkolbens basierende Vorwärtsrichtung einen Druck aufweisen kann, der höher als der Saugpumpendruck (und der Kraftstoffdampfdruck) ist.
  • 31 stellt eine Routine 3100 dar, die die Druckänderungen sowohl in einer Kompressionskammer als auch in einer Stufenkammer einer DI-Pumpe veranschaulicht, wenn für die DI-Pumpe ein vorgegebener Modus befohlen ist. Spezifisch stellt die Routine 3100 die Änderungen des Drucks dar, wenn die Stufenkammer weder an die Kompressionskammer noch an einen Druckspeicher fluidtechnisch gekoppelt ist.
  • Bei 3102 stellt die Routine 3100 fest, dass die DI-Pumpe in dem vorgegebenen Modus arbeitet (bei dem sich das SACV während einer gesamten Dauer eines Kompressionshubs im Durchlassmodus befindet). Folglich kann das SACV zwischen der UTP- und der OTP-Position des Pumpenkolbens während des Förderhubs aberregt und offen sein. Die DI-Pumpe als solche kann in dem Modus mit vorgegebenem Druck arbeiten und kann den Kraftstoff auf einem vorgegebenen Druck dem DI-Verteiler zuführen, wenn die Direkteinspritzdüsen deaktiviert sind. Als Nächstes bestätigt die Routine 3100 bei 3104, ob das Kraftstoffsystem einen Druckspeicher enthält, der der Stufenkammer Kraftstoff zuführt, wie z. B. in den Ausführungsformen, die in den 18, 20 und 21 dargestellt sind. Falls ja, geht die Routine 3100 zu 3106 weiter, um zu der Routine 3300 nach 33 weiterzugehen, wobei dann die Routine 3100 endet. Falls nein, geht die Routine 3100 zu 3108 weiter, um zu prüfen, ob der Stufenraum in der DI-Pumpe fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist. Falls ja, geht die Routine 3100 zu 3110 weiter, wo sie zu Routine 3200 nach 32 weitergeht, wobei sie dann endet.
  • Falls nein, geht die Routine 3100 zu 3112 weiter, um zu bestimmen, ob die DI-Pumpe Kraftstoff von der Stufenkammer einem PFI-Verteiler zuführt. Hier kann bestätigt werden, ob die Stufenkammer fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler gekoppelt ist. Falls bestimmt wird, dass kein PFI-Verteiler an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 3100 zu 3114 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen jene Kraftstoffsysteme enthalten, bei denen die Stufenkammer nicht fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler oder an einen Druckspeicher gekoppelt ist und bei denen der Stufenraum nicht fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist, wie z. B. die Ausführungsformen, die in den 2, 3 und 4 gezeigt sind.
  • Bei 3114 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 3116 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf den Regeldruck der Kompressionskammer (z. B. den vorgegebenen Druck) erhöht werden, weil sich das Überströmventil im Durchlassmodus befindet. Der Regeldruck kann auf der Druckentlastungseinstellung eines Überdruckventils basieren, das vorbelastet ist, um den Druck in der Kompressionskammer zu regeln, (wie z. B. das zweite Überdruckventil 326 in 3). Falls kein Überdruckventil, das den Druck in der Kompressionskammer regelt, vorhanden ist, wie in 2, kann sich der Kompressionskammerdruck auf dem Saugpumpendruck befinden. Ferner kann sich der Druck im Stufenraum auf dem Saugpumpendruck befinden, was einen Differenzdruck in den DI-Pumpen ermöglicht und die Schmierung ermöglicht. Bei 3118 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 3120 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein eines oder mehrerer Überdruckventile, die vorbelastet sind, um den Druck im Stufenraum zu regeln, (z. B. des ersten Überdruckventils 246 nach den 2 und 3 und des Überdruckventils 448 und des Überdruckventils 446 nach 4) auf den Regeldruck erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann sowohl während der Kompressions- als auch während der Saughübe bei einem Arbeitszyklus von weniger als 100 % der DI-Pumpe die Schmierung in der DI-Pumpe stattfinden. In der Ausführungsform nach 2 kann die Schmierung während des vorgegebenen Modus im Kompressionshub verringert sein, weil sich sowohl die Kompressionskammer als auch die Stufenkammer auf dem Saugpumpendruck befinden.
  • Falls bei 3112 bestimmt wird, dass ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 3100 zu 3122 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen jene Kraftstoffsysteme enthalten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler, aber nicht an einen Druckspeicher gekoppelt ist, und bei denen der Stufenraum nicht fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist (und keinen Kraftstoff von der Kompressionskammer empfängt), wie z. B. die in den 12 und 13 gezeigten Ausführungsformen. Der PFI-Verteiler als solcher kann ebenfalls fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt sein.
  • Bei 3122 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 3124 nimmt während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Kompressionskammerdruck basierend auf einem oder mehreren Überdruckventilen (z. B. dem vierten Überdruckventil 1246 allein in 12 und dem vierten Überdruckventil 1246 und dem fünften Überdruckventil 1346 in 13) auf den Regeldruck der Kompressionskammer zu, wenn sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Der PFI-Verteiler kann während des gesamten Kompressionshubs Kraftstoff von der Kompressionskammer auf dem Regeldruck des PFI-Verteilers empfangen, da das SACV durchgängig offen ist. Entsprechend können irgendwelche Kanaleinspritzungen während dieses Zeitraums (wenn das Überströmventil offen ist) keine Verringerung des FRP des PFI-Verteilers verursachen. Der Stufenraum kann sich jedoch auf dem Saugpumpendruck befinden, was eine Druckdifferenz in der DI-Pumpe ermöglicht. Noch weiter wird der PFI-Verteiler während des Kompressionshubs nicht durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt.
  • Bei 3126 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 3128 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein eines oder mehrerer Überdruckventile (z. B. des vierten Überdruckventils 1246 in den 12 und 13), die vorbelastet sind, um den Druck im Stufenraum zu regeln, auf den Regeldruck erhöht werden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann während beider Pumpenhübe in der DI-Pumpe eine Schmierung stattfinden. Noch weiter kann der PFI-Verteiler von dem Stufenraum Kraftstoff empfangen. Der FRP in dem PFI-Verteiler als solcher kann sich sowohl während der Kompressions- als auch während der Saughübe in dem vorgegebenen Modus des Pumpenbetriebs auf seinem vorgegebenen Druck befinden. Wenn der vorgegebene Modus befohlen ist, kann der PFI-Verteiler folglich während des gesamten Pumpenzyklus unter Druck gesetzten Kraftstoff empfangen: vom Stufenraum während der Saughübe und von der Kompressionskammer während der Kompressionshübe.
  • 32 stellt eine Routine 3200 dar, die die Änderungen des Drucks während eines vorgegebenen Modus in den Ausführungsformen der DI-Pumpen beschreibt, wenn die Stufenkammer fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist. Der Stufenraum als solcher kann während eines Kompressionshubs von der Kompressionskammer Kraftstoff empfangen, wenn das Überströmventil offen ist.
  • Bei 3202 stellt die Routine 3200 fest, dass die DI-Pumpe im vorgegebenen Modus arbeitet, wobei sich das SACV während des gesamten Kompressionshubs im Durchlasszustand befindet. Ferner kann der Stufenraum fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt sein. Als Nächstes bestimmt die Routine 3200 bei 3204, ob sich ein PFI-Verteiler mit der Stufenkammer in Fluidverbindung befindet. Falls nein, geht die Routine 3200 zu 3206 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen für jene Ausführungsformen der Kraftstoffsysteme gelten, in denen die Stufenkammer fluidtechnisch an eine Kompressionskammer gekoppelt ist, aber weder an einen PFI-Verteiler noch an einen Druckspeicher fluidtechnisch gekoppelt ist, wie z. B. die in 8 gezeigte Ausführungsform.
  • Bei 3206 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe der obigen Ausführungsform (8) beschrieben. Bei 3208 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer basierend auf der Entlastungseinstellung des gemeinsamen Überdruckventils 846 auf den Regeldruck zunehmen. Der Kompressionskammerdruck als solcher kann während des Kompressionshubs auf dem Regeldruck (z. B. der Entlastungseinstellung des gemeinsamen Überdruckventils 846 + der Saugpumpendruck) aufrechterhalten werden, da sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Dieser Regeldruck kann der vorgegebene Druck in der Kompressionskammer und im DI-Verteiler sein. Wenn das SACV offen ist, kann Kraftstoff von der Kompressionskammer in die Stufenkammer strömen und die Stufenkammer auf den Regeldruck der Kompressionskammer unter Druck setzen. Folglich kann der Stufenkammerdruck im Wesentlichen ähnlich zu (z. B. innerhalb 5 % von) dem Kompressionskammerdruck sein. Obwohl in der DI-Pumpe kein Differenzdruck vorhanden sein kann, kann die Schmierung der DI-Pumpe während des Kompressionshubs stattfinden, da der Druck im Stufenraum höher als der Dampfdruck sein kann. Bei 3210 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in der DI-Kraftstoffpumpe der Ausführungsform nach 8 beschrieben. Bei 3212 kann sich der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein des Überdruckventils (z. B. des gemeinsamen Überdruckventils 846), das vorbelastet ist, um den Druck im Stufenraum (und in der Kompressionskammer, wenn das Überströmventil offen ist), zu regeln, weiterhin auf dem Regeldruck befinden. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck während des Saughubs auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann während beider Pumpenhübe eine Schmierung in der DI-Pumpe stattfinden.
  • Falls bei 3204 bestimmt wird, dass ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 3200 zu 3214 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen jene in den Ausführungsformen enthalten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler, aber nicht an einen Druckspeicher gekoppelt ist, und bei denen der Stufenraum außerdem fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist, wie z. B. die in 14 gezeigte Ausführungsform. Der PFI-Verteiler in der in 10 gezeigten Ausführungsform kann keinen Kraftstoff von der Stufenkammer der DI-Pumpe 1014 empfangen. Die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen können jedoch für die Ausführungsform nach 10 gelten, wenn es nicht spezifisch dargelegt ist.
  • Bei 3214 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 3216 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer basierend auf einem oder mehreren Überdruckventilen (z. B. dem dritten Überdruckventil 1046 nach 10 oder dem sechsten Überdruckventil 1446 und dem siebenten Überdruckventil 1436 nach 14) auf den Regeldruck der Kompressionskammer zunehmen, wenn sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Die Stufenkammer kann während des Kompressionshubs unter Druck gesetzten Kraftstoff (auf dem Regeldruck der Kompressionskammer) empfangen, da das SACV während des Kompressionshubs offen ist. Ferner kann der PFI-Verteiler während des Kompressionshubs außerdem unter Druck gesetzten Kraftstoff (auf dem Regeldruck des PFI-Verteilers) empfangen, weil das SACV offen ist. Entsprechend können irgendwelche Kanaleinspritzungen während eines Kompressionshubs im vorgegebenen Modus (wie z. B. zu t6 im Betriebsablauf 1700 oder zu t6 im Betriebsablauf 1100) keine Verringerung des FRP verursachen.
  • Bei 3218 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen nach den 10 und 14 beschrieben. Bei 3220 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein eines oder mehrerer Überdruckventile (z. B. des sechsten Überdruckventils 1446 und des siebenten Überdruckventils 1436 nach 14), die vorbelastet sind, um den Druck im Stufenraum zu regeln, auf den Regeldruck des Stufenraums (nur in der Ausführungsform nach 14) ansteigen. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck in der DI-Pumpe 1414 vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Folglich kann in der DI-Pumpe 1414 während beider Pumpenhübe eine Schmierung stattfinden. Der Druck im Stufenraum nach 10 kann sich jedoch während der Saughübe auf dem Saugpumpendruck befinden. Folglich können sich der Stufenraum und die Kompressionskammer der DI-Pumpe 1014 während der Saughübe auf dem gleichen Druck befinden.
  • Noch weiter wird der PFI-Verteiler allein in der Ausführungsform nach 14 durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt. Der PFI-Verteiler empfängt unter Druck gesetzten Kraftstoff vom Stufenraum. In der Ausführungsform nach 10 kann der PFI-Verteiler keinen Kraftstoff von dem Stufenraum empfangen. Folglich kann der PFI-Verteiler während des Betriebs im vorgegebenen Modus während der Saughübe in 14 vom Stufenraum Kraftstoff empfangen. In der Ausführungsform nach 10 kann jedoch der PFI-Verteiler während der Saughübe keinen Kraftstoff von dem Stufenraum empfangen. Trotzdem kann die Kompressionskammer der DI-Pumpe 1014 in 10 während der Saughübe vom Stufenraum Kraftstoff empfangen. Weiterhin kann der PFI-Verteiler während des gesamten Kompressionshubs mit Kraftstoff beaufschlagt werden, wenn sich die DI-Pumpe im vorgegebenen Betriebsmodus befindet.
  • Die Routine 3300 nach 33 beschreibt die Änderungen des Drucks in den Ausführungsformen der DI-Pumpe, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen Druckspeicher (oder einen PFI-Verteiler, der als ein Druckspeicher arbeitet) gekoppelt ist, wenn ein vorgegebener Modus für die DI-Pumpe befohlen ist. Der Stufenraum als solcher kann von dem Druckspeicher Kraftstoff empfangen und kann außerdem dem Druckspeicher (oder dem PFI-Verteiler, der als ein Druckspeicher dient) Kraftstoff zuführen.
  • Bei 3302 stellt die Routine 3300 fest, dass die DI-Pumpe im vorgegebenen Modus arbeitet. Das SACV als solches kann während des gesamten Kompressionshubs zu dem Durchlassmodus befohlen (z. B. aberregt) sein. Ferner kann bei 3302 festgestellt werden, dass der Stufenraum fluidtechnisch an den Druckspeicher gekoppelt sein kann. Als Nächstes bestimmt die Routine 3300 bei 3304, ob ein PFI-Verteiler mit der Stufenkammer in Fluidverbindung steht. Falls nein, geht die Routine 3300 zu 3306 weiter. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen für jene Ausführungsformen der Kraftstoffsysteme gelten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen Druckspeicher gekoppelt ist, aber nicht fluidtechnisch an einen PFI-Verteiler gekoppelt ist, wie z. B. die in 18 gezeigte Ausführungsform. Der Stufenraum kann außerdem fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt sein.
  • Bei 3306 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in der DI-Kraftstoffpumpe der obigen Ausführungsform (18) beschrieben. Bei 3308 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer auf den Regeldruck (z. B. den vorgegebenen Druck) ansteigen, wenn das SACV offen ist. Der Regeldruck der Kompressionskammer kann auf der Entlastungseinstellung eines Überdruckventils, wie z. B. des achten Überdruckventils 1836 in 18, basieren. Der Stufenraum kann auf den Regeldruck der Kompressionskammer unter Druck gesetzt werden, weil der Stufenraum von der Kompressionskammer Kraftstoff empfängt, wobei sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Der Druck sowohl in der Kompressionskammer als auch in der Stufenkammer kann während des gesamten Kompressionshubs ähnlich sein, sich z. B. auf dem oben beschriebenen Regeldruck befinden. Weil während des Hubs das Überströmventil offen ist und die Stufenkammer von der Kompressionskammer unter Druck gesetzten Kraftstoff empfängt, kann der Druckspeicher im Kompressionshub dem Stufenraum keinen Kraftstoff zuführen. Falls der Stufenraum gefüllt ist, kann der überschüssige Kraftstoff zu dem Druckspeicher strömen, falls der Kraftstoffdruck niedriger als die Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 ist. Falls der Druck höher als die Entlastungseinstellung des achten Überdruckventils 1836 ist, kann der Kraftstoff durch das achte Überdruckventil 1836 in den Niederdruckkanal 218 strömen.
  • Bei 3310 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in der DI-Kraftstoffpumpe der Ausführungsform nach 18 beschrieben. Bei 3312 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein des Überdruckventils (z. B. des achten Überdruckventils 1846), das vorbelastet ist, um den Druck im Stufenraum (und in der Kompressionskammer, wenn das Überströmventil offen ist) zu regeln, bis zum Regeldruck ansteigen. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Während beider Pumpenhübe im vorgegebenen Modus kann eine Schmierung der DI-Pumpe stattfinden, weil sich der Stufenraum während des Saughubs auf dem Regeldruck befindet, der höher als der Dampfdruck des Kraftstoffs ist, und sich die Kompressionskammer während des Kompressionshubs auf einem Druck befindet, der höher als der Dampfdruck ist.
  • Falls bei 3304 bestimmt wird, dass ein PFI-Verteiler fluidtechnisch an den Stufenraum gekoppelt ist, geht die Routine 3300 zu 3314 weiter. Hier kann der PFI-Verteiler als der Druckspeicher arbeiten. Folglich können die im Folgenden beschriebenen Druckänderungen jene in den Ausführungsformen enthalten, bei denen die Stufenkammer fluidtechnisch an einen Druckspeicher-PFI-Verteiler gekoppelt ist und bei denen der Stufenraum außerdem fluidtechnisch an die Kompressionskammer gekoppelt ist, wie z. B. die in den 20 und 21 gezeigte Ausführungsform.
  • Bei 3114 werden die Druckänderungen während eines Kompressionshubs in den DI-Kraftstoffpumpen der obigen Ausführungsformen beschrieben. Bei 3316 kann während eines Kompressionshubs in der DI-Pumpe der Druck in der Kompressionskammer bis zum Regeldruck ansteigen und kann sich während des Kompressionshubs auf dem Regeldruck befinden. Der Regeldruck der Kompressionskammer kann auf der Entlastungseinstellung eines Überdruckventils, wie z. B. des neunten Überdruckventils 2036 allein in 20 und des neunten Überdruckventils 2036 zusammen mit dem zehnten Überdruckventil 2148 in 21, basieren. Der Stufenraum kann außerdem (auf den Regeldruck der Stufenkammer) unter Druck gesetzt werden, weil der Stufenraum von der Kompressionskammer Kraftstoff empfängt, wenn sich das SACV im Durchlassmodus befindet. Hier kann der Stufenraum keinen Kraftstoff von dem Druckspeicher-PFI-Verteiler empfangen, da der Stufenraumdruck durch den von der Kompressionskammer empfangenen Kraftstoff im Wesentlichen auf seinem Regeldruck konstant aufrechterhalten werden kann.
  • Falls der Stufenraum gefüllt ist, kann der überschüssige Kraftstoff zum PFI-Verteiler strömen, wenn der Kraftstoffdruck niedriger als die Entlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036 ist. Entsprechend können irgendwelche Kanaleinspritzungen während des vorgegebenen Betriebs keine Verringerung des FRP (z. B. t6 im Betriebsablauf 2200 oder t6 im Betriebsablauf 2300) verursachen. Falls der Kraftstoffdruck höher als die Entlastungseinstellung des neunten Überdruckventils 2036 ist, kann Kraftstoff hindurch in den Niederdruckkanal 218 strömen.
  • Bei 3318 werden die Druckänderungen während eines Saughubs in den DI-Kraftstoffpumpen nach den 20 und 21 beschrieben. Bei 3320 kann der Druck im Stufenraum basierend auf dem Vorhandensein des neunten Überdruckventils 2036, das vorbelastet ist, um den Druck im Stufenraum (und im PFI-Verteiler) zu regeln, bis zum Regeldruck des Stufenraums zunehmen. Zwischen dem Stufenraum und der Kompressionskammer kann ein Differenzdruck vorhanden sein, da der Kompressionskammerdruck auf den Saugpumpen-Ausgangsdruck verringert ist. Noch weiter wird der PFI-Verteiler durch den Stufenraum mit Kraftstoff beaufschlagt. Der FRP in dem PFI-Verteiler kann sich aufgrund des (z. B. unter Druck gesetzten) Kraftstoffs, der im Kompressionshub und im Saughub vom Stufenraum empfangen wird, weiterhin auf dem Regeldruck des PFI-Verteilers befinden. Wie früher erwähnt worden ist, kann der Druckspeicher-PFI-Verteiler ferner während des vorgegebenen Betriebs dem Stufenraum keinen Kraftstoff zuführen. Weiterhin kann während beider Pumpenhübe eine Schmierung in der DI-Pumpe stattfinden, da die auf der Bewegung des Pumpenkolbens basierende Vorwärtsrichtung einen Druck aufweisen kann, der höher als der Saugpumpendruck (und der Kraftstoffdampfdruck) ist.
  • In dieser Weise kann die Schmierung einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe (DI-Kraftstoffpumpe) verbessert werden. In einigen Beispielen können die Schmierung und die Kühlung durch das Ermöglichen eines Differenzdrucks in der DI-Kraftstoffpumpe verbessert werden. In anderen Beispielen kann die Schmierung durch das Unter-Druck-Setzen einer Stufenkammer der DI-Kraftstoffpumpe verbessert werden. Spezifisch kann die Stufenkammer auf einen Druck, der höher als der Kraftstoffdampfdruck ist, (z. B. den Saugpumpen-Ausgangsdruck) unter Druck gesetzt werden. Durch das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums auf einen, der höher als der Kraftstoffdampfdruck ist, kann eine Kraftstoffverdampfung verringert werden. Die technische Wirkung des Verbesserns der Schmierung kann eine erhöhte Haltbarkeit der DI-Kraftstoffpumpe sein. Ferner kann in den Ausführungsformen, bei denen der Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen sowohl durch die Stufenkammer als auch durch die Kompressionskammer der DI-Kraftstoffpumpe mit Kraftstoff beaufschlagt wird, eine Hochdruck-Kraftstoff-Kanaleinspritzung selbst bei größeren Kraftstoffdurchflussmengen bereitgestellt werden. Das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums kann höhere Drücke im Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen ermöglichen. Durch das Vergrößern des Drucks in dem Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen können die Kraftstoffeinspritzungen angemessen zerstäubt werden, was eine verbesserte Leistung und verringerte Emissionen ermöglicht.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsformen können die Schmierung der DI-Pumpe sowohl während eines Kompressionshubs über das Unter-Druck-Setzen der Kompressionskammer als auch während eines Saughubs über das Unter-Druck-Setzen des Stufenraums bereitstellen. Während der Leerlaufbedingungen oder der Bedingungen, unter denen die Kraftstoff-Direkteinspritzdüsen deaktiviert sind, kann dem DI-Kraftstoffverteiler ein vorgegebener Druck bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen kann eine Zirkulation des Kraftstoffs durch den Stufenraum stattfinden, die die Überhitzung des Kraftstoffs darin verringert. Ferner enthalten einige der obigen Ausführungsformen eine DI-Pumpe, die durch das Pumpen von Kraftstoff mit beiden Seiten des Pumpenkolbens zu dem PFI-Verteiler eine erhöhte Kraftstoffdurchflussmenge zu dem PFI-Verteiler bereitstellt.
  • Es sei angegeben, dass die hier enthaltenen beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Konfigurationen des Kraftmaschinen- und/oder Fahrzeugsystems verwendet werden können. Die hier offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sein und können durch das Steuersystem einschließlich des Controllers in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktuatoren und der anderen Kraftmaschinen-Hardware ausgeführt werden. Die hier beschriebenen spezifischen Routinen können eine oder mehrere aus irgendeiner Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie z. B. ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, repräsentieren. Als solche können die veranschaulichten verschiedenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen in der veranschaulichten Reihenfolge ausgeführt werden, parallel ausgeführt werden oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Reihenfolge der Verarbeitung nicht notwendigerweise erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen zu erreichen, sondern sie ist für die Leichtigkeit der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Eine oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Operationen und/oder Funktionen können in Abhängigkeit von der verwendeten besonderen Strategie wiederholt ausgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Operationen und/oder Funktionen Code graphisch darstellen, der in den nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Kraftmaschinen-Steuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch das Ausführen der Anweisungen in einem System ausgeführt werden, das die verschiedenen Komponenten der Kraftmaschinen-Hardware in Kombination mit dem elektronischen Controller enthält.
  • Es ist klar, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Art sind und dass diese spezifischen Ausführungsformen nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, weil zahlreiche Variationen möglich sind. Die obige Technik kann z. B. auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, Boxer-4- und andere Kraftmaschinentypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthält alle neuartigen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Unterkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen und anderen Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hier offenbart sind.
  • Die folgenden Ansprüche legen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen besonders dar, die als neuartig und nicht offensichtlich betrachtet werden. Diese Ansprüche können sich auf "ein" Element oder "ein erstes" Element oder dessen Äquivalent beziehen. Derartige Ansprüche sollten so verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer derartiger Elemente enthalten und zwei oder mehr derartige Elemente weder erfordern noch ausschließen. Weitere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Abänderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Darstellung neuer Ansprüche in dieser oder einer in Beziehung stehenden Anmeldung beansprucht werden. Derartige Ansprüche, ob ihr Schutzumfang umfassender als der, enger als der oder gleich dem Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche ist oder vom Schutzumfang der ursprünglichen Ansprüche verschieden ist, werden außerdem als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
  • 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 2014/0224217 [0004]

Claims (20)

  1. Verfahren, umfassend: Regeln eines Drucks in einer Stufenkammer einer Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe auf einen im Wesentlichen konstanten Druck sowohl während eines Kompressionshubs als auch eines Saughubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der im Wesentlichen konstante Druck in der Stufenkammer höher als der Ausgangsdruck einer Saugpumpe ist, wobei die Saugpumpe der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe Kraftstoff zuführt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der im Wesentlichen konstante Druck in der Stufenkammer durch einen stromabwärts der Stufenkammer positionierten Druckspeicher aufrechterhalten wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Druckspeicher auch als Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen wirkt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein Druck des Druckspeichers durch ein sich stromabwärts des Druckspeichers befindendes Überdruckventil geregelt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Stufenkammer Kraftstoff aus einer Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe empfängt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Stufenkammer Kraftstoff aus der Kompressionskammer während des Kompressionshubs erhält, wenn sich ein an einem Einlass der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe angeordnetes solenoidaktiviertes Rückschlagventil in einem Durchlassmodus befindet.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Stufenkammer während des Kompressionshubs Kraftstoff aus dem Druckspeicher erhält, wenn das an dem Einlass der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe angeordnete solenoidaktivierte Rückschlagventil geschlossen ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das an dem Einlass der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe angeordnete solenoidaktivierte Rückschlagventil beim Pumpen von Kraftstoff zu einem Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen geschlossen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe durch eine Kraftmaschine angetrieben wird und der Kraftmaschine Kraftstoff zuführt.
  11. Verfahren, umfassend: Zuführen von Kraftstoff aus einer Stufenkammer einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe auf einem Druck, der höher als ein Ausgangsdruck einer Saugpumpe ist, während eines Saughubs zu einem Kanaleinspritzungs-Kraftstoffverteiler, wobei der Kanaleinspritzungs-Kraftstoffverteiler weder von der Saugpumpe noch von einer Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe Kraftstoff direkt empfängt.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Regeln eines Drucks der Stufenkammer über ein Überdruckventil, das stromabwärts der Stufenkammer positioniert ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Kanaleinspritzungs-Kraftstoffverteiler als ein Druckspeicher wirkt, und wobei der Kanaleinspritzungs-Kraftstoffverteiler der Stufenkammer Kraftstoff zuführt.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein Druck in einer Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe durch das Überdruckventil während eines Kompressionshubs in der Hochdruck-Kraftstoffpumpe geregelt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Druck in der Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe durch das Überdruckventil während des Kompressionshubs geregelt wird, wenn sich ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil, das in einem Einlass der Kompressionskammer der Hochdruck-Kraftstoffpumpe positioniert ist, in einem Durchlassmodus befindet.
  16. System, umfassend: eine Kraftstoff-Kanal-/Direkteinspritz-Kraftmaschine (PFDI-Kraftmaschine); eine Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe, die einen Kolben, eine Kompressionskammer, eine Stufenkammer, die unter einer Unterseite des Kolbens angeordnet ist, einen Nocken zum Bewegen des Kolbens und ein solenoidaktiviertes Rückschlagventil, das an einem Einlass der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe positioniert ist, enthält; eine Saugpumpe, die fluidtechnisch an die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist; ein erstes Überdruckventil, das zum Regeln von Druck in der Kompressionskammer während eines Kompressionshubs in der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe vorbelastet ist; einen Kraftstoffverteiler der Direkteinspritzdüsen, der fluidtechnisch an einen Auslass der Kompressionskammer der Direkteinspritzpumpe gekoppelt ist; einen Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen, der fluidtechnisch an die Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe gekoppelt ist, wobei der Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen als ein Druckspeicher wirkt; und ein zweites Überdruckventil, das zum Regeln von Druck sowohl im Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen, in der Stufenkammer als auch in der Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe vorbelastet ist.
  17. System nach Anspruch 16, wobei der Kraftstoffverteiler der Kanaleinspritzdüsen weder an die Kompressionskammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe noch an die Saugpumpe direkt gekoppelt ist.
  18. System nach Anspruch 17, wobei das erste Überdruckventil nicht zum Regeln von Druck in der Stufenkammer der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe vorbelastet ist.
  19. System nach Anspruch 16, wobei die Saugpumpe elektrisch betätigt wird und wobei die Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe durch die PFDI-Kraftmaschine betätigt wird und nicht elektrisch betätigt wird.
  20. System nach Anspruch 19, ferner umfassend einen Controller, der ausführbare Anweisungen, die in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert sind, zum Einstellen einer Position des solenoidaktivierten Rückschlagventils während des Kompressionshubs der Direkteinspritz-Kraftstoffpumpe basierend auf einem Soll-Kraftstoffverteilerdruck des Kraftstoffverteilers der Direkteinspritzdüsen enthält.
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