DE10320892A1

DE10320892A1 - Motor vehicle fuel injection device with a high-pressure oil membrane pump, the high-pressure oil of which is supplied by a storage loading system that supplies at least one other load

Info

Publication number: DE10320892A1
Application number: DE2003120892
Authority: DE
Inventors: Heinz Siegel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Device (10) for on-demand provision of pressurized fuel to a combustion engine comprises a membrane pump (36), the membrane (38) of which has an oil side (40) and a fuel side (42) that is completely sealed from the oil side. The high pressure on the oil side is transferred via the membrane to the fuel side. The oil high pressure is provided by a storage loading system (48) that also supplies at least one other load in addition to the membrane pump.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur bedarfsgesteuerten Bereitstellung von unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor, mit einer Membranpumpe, deren Membran eine Ölseite und eine von der Ölseite dicht abgetrennte Kraftstoffseite aufweist, und die einen an der Ölseite herrschenden Öl-Hochdruck auf Kraftstoff an der Kraftstoffseite überträgt.The The invention relates to a device for demand-controlled provision of fuel under injection pressure for an internal combustion engine, with a diaphragm pump, the membrane of which seals one oil side and one from the oil side has separated fuel side, and an oil high pressure prevailing on the oil side transfers to fuel on the fuel side.

Eine solche Vorrichtung ist aus der EP 1 110 940 A2 bekannt. Diese Schrift betrifft eine Hochdruckpumpe für Kraftstoffeinspritzsysteme bei Verbrennungsmotoren. Membranpumpen besitzen in diesem technischen Umfeld den Vorteil einer perfekten Trennung von Kraftstoffförderung und zu schmierendem Antrieb, was insbesondere bei schlecht schmierenden Kraftstoffen wie Benzin wichtig ist. Allgemein besteht bei Hochdruckpumpen für solche Kraftstoffeinspritzsysteme das Problem, dass der Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors nicht konstant ist, sondern in Abhängigkeit von der produzierten Leistung des Verbrennungsmotors und in Abhängigkeit von besonderen Betriebszuständen des Verbrennungsmotors variiert. So benötigt ein Verbrennungsmotor bei Vollast wesentlich mehr Kraftstoff als bei Teillast oder im Leerlauf.Such a device is from the EP 1 110 940 A2 known. This document relates to a high pressure pump for fuel injection systems in internal combustion engines. In this technical environment, diaphragm pumps have the advantage of a perfect separation of fuel delivery and drive to be lubricated, which is particularly important with poorly lubricating fuels such as gasoline. In general, the problem with high-pressure pumps for such fuel injection systems is that the fuel requirement of the internal combustion engine is not constant, but rather varies depending on the output of the internal combustion engine and depending on the particular operating conditions of the internal combustion engine. For example, an internal combustion engine requires significantly more fuel at full load than at partial load or at idle.

Die eingangs genannte EP 1 101 940 offenbart in diesem Zusammenhang eine Hochdruckpumpe mit einer elastischen, bedarfsgerechten Förderung. Dazu sind wenigstens zwei mit Kolben versehene Pumpelemente vorgesehen, die von einem gemeinsamen Antrieb betätigt werden. Bei niedrigem Kraftstoffbedarf wird eines der Pumpenelemente durch Öffnen eines Bypassventils deaktiviert, das die von diesem Pumpenelement geförderte Menge zur Niederdruckseite der Hochdruckpumpe ableitet.The one mentioned at the beginning EP 1 101 940 discloses in this context a high pressure pump with an elastic, needs-based promotion. For this purpose, at least two pump elements provided with pistons are provided which are actuated by a common drive. If the fuel requirement is low, one of the pump elements is deactivated by opening a bypass valve which discharges the quantity conveyed by this pump element to the low-pressure side of the high-pressure pump.

Nach dieser Schrift kann damit die Fördermenge bei konstanter Drehzahl stufenförmig in einer durch die Zahl und Abmessungen der deaktivierbaren Pumpenelemente vorgegebenen Schrittfolge und Schrittweite variiert werden.To this document can therefore be the delivery rate at constant speed stepwise in one by the number and dimensions of the deactivatable pump elements predetermined sequence of steps and step size can be varied.

Da dieser Vorschlag wenigstens zwei Pumpenelemente zwingend voraussetzt, erfordert er einen vergleichsweise hohen konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand, was für die Kosten dieser Lösung ungünstig ist.There this proposal requires at least two pump elements, it requires a comparatively high level of construction and manufacturing technology Effort what the cost of this solution unfavorable is.

Darüber hinaus variiert der Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors in der Regel nicht schrittweise oder stufenförmig, sondern stetig. Aus diesem Grund stellt dieser bekannte Vorschlag nur eine unvollkommene Lösung des Problems einer bedarfsgerechten Förderung von Kraftstoff dar.Furthermore the fuel consumption of the internal combustion engine usually varies not gradual or gradual, but steady. For this reason, this well-known proposal just an imperfect solution of the problem of fuel delivery according to need.

Weiter sind Einkolbenhochdruckpumpen bekannt, bei denen eine bedarfsgerechte Steuerung durch ein Mengensteuerventil auf der Niederdruckseite, also an der Eingangsseite der Hochdruckpumpe, realisiert ist. Ein solches Mengensteuerventil an der Eingangsseite erzeugt jedoch unerwünschte Druck-Pulsationen im Niederdruckkreislauf, die durch einen zusätzlichen Niederdruckdämpfer zu dämpfen sind. Bei dieser bekannten Pumpe wird der Ölraum auf der Antriebsseite der Pumpe durch eine Kolbendichtung von dem Kraftstoffkreislauf getrennt. Als Folge dieser Bauweise kann zumindest prinzipiell Öl in den Kraftstoffkreislauf und/oder Kraftstoff in den Ölkreislauf gelangen, was beides unerwünscht ist.Further Single-piston high-pressure pumps are known in which a needs-based Control by a volume control valve on the low pressure side, that is, on the input side of the high-pressure pump. On however, such a quantity control valve on the input side produces undesirable pressure pulsations in the low pressure circuit, which must be dampened by an additional low pressure damper. In this known pump, the oil space is on the drive side the pump through a piston seal from the fuel circuit Cut. As a result of this design, oil can at least in principle Fuel circuit and / or fuel get into the oil circuit, both of which undesirable is.

Aus der US 5,421,710 ist ein Kraftstoffeinspritzsystem bekannt, bei dem jedem Zylinder eines Verbrennungsmotors ein separater Medientrenner zugeordnet ist. Jeder Medientrenner weist eine Kraftstoffkammer und eine Ölkammer auf, wobei die Kraftstoffkammer gegen die Ölkammer durch eine elastische Membran abgedichtet getrennt ist. Die Kraftstoffkammer wird mit Hilfe einer Niederdruckpumpe über ein Rückschlagventil mit Kraftstoff gefüllt. Die Ölkammer ist mit einer magnetventilgesteuerten Hochdruckkolbenpumpe verbunden, die einen hohen Öldruck erzeugt. Der hohe Öldruck überträgt sich durch die elastische Membran auf den Kraftstoff in der Kraftstoffkammer.From the US 5,421,710 A fuel injection system is known in which a separate media separator is assigned to each cylinder of an internal combustion engine. Each media separator has a fuel chamber and an oil chamber, the fuel chamber being sealed off from the oil chamber by an elastic membrane. The fuel chamber is filled with fuel using a low-pressure pump via a check valve. The oil chamber is connected to a solenoid valve-controlled high-pressure piston pump, which generates a high oil pressure. The high oil pressure is transferred to the fuel in the fuel chamber through the elastic membrane.

Der Druckanstieg in der Kraftstoffkammer löst schließlich eine druckgesteuerte Kraftstoffeinspritzung aus. Die Einspritzmenge wird dabei in der magnetventilgesteuerten Hochdruckkolbenpumpe durch Steuerung der Hochdruckölmenge festgelegt. Die Verteilung der Einspritzmengen auf verschiedene Zylinder eines Verbrennungsmotors erfolgt durch die Hochdruckkolbenpumpe, die wie eine herkömmliche Verteilereinspritzpumpe arbeiten kann.The Pressure rise in the fuel chamber eventually triggers a pressure controlled one Fuel injection off. The injection quantity is controlled in the solenoid valve High pressure piston pump set by controlling the high pressure oil quantity. The Distribution of the injection quantities over different cylinders of an internal combustion engine is carried out by the high-pressure piston pump, which works like a conventional distributor injection pump can work.

Diese Lösung erfordert damit eine speziell nur für das Einspritzsystem arbeitende Öl-Hochdruckpumpe. Wegen der zentral an der Öl-Hochdruckpumpe erfolgenden Einspritzmengensteuerung und wegen der druckgesteuerten Auslösung der Einspritzungen mit Hilfe von zylinderindividuellen Membranen kann es bei diesem Einspritzsystem zu starken Streuungen der Einspritzmengen für verschiedene Zylinder kommen, wenn die Membranen nicht exakt gleiche Eigenschaften aufweisen.This solution therefore requires an oil high-pressure pump that works only for the injection system. Because of the central on the oil high pressure pump injection quantity control and because of the pressure-controlled release of injections with the help of cylinder-specific membranes With this injection system there may be strong scattering of the injection quantities for different Cylinders come when the membranes do not have exactly the same properties exhibit.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Vorrichtung zur bedarfsgesteuerten Bereitstellung von unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff der eingangs genannten Art, die die perfekte Trennung von Kraftstoff und Öl einer Membranpumpe aufweist und die dabei einfach aufgebaut ist und kostengünstig zu fertigen ist.In front against this background, the object of the invention is to provide a device for on-demand provision of under Injection pressure of standing fuel of the type mentioned at the outset, which has the perfect separation of fuel and oil from a diaphragm pump and which is simple and inexpensive to manufacture.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Öl-Hochdruck von einem Speicherladesystem bereitgestellt wird, das neben der Membranpumpe auch wenigstens einen weiteren Verbraucher mit Öl-Hochdruck versorgt.This Task is achieved with a device of the type mentioned solved, that the oil high pressure is provided by a store loading system, which in addition to the Diaphragm pump also at least one other consumer with high-pressure oil provided.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Durch diese Merkmale wird die genannte Aufgabe vollkommen gelöst. Die Bereitstellung des Öl-Hochdrucks von einem Speicherladesystem, das neben der Membranpumpe auch wenigstens einen weiteren Verbraucher mit Öl-Hochdruck versorgt, ermöglicht die Einsparung einer nur für das Einspritzsystem vorzusehenden Öl-Hochdruckpumpe durch die Mehrfachnutzung eines vorhandenen Speicherladesystems mit einer Öl-Hochdruckpumpe. Solche weiteren Verbraucher, die an ein gemeinsames Speicherladesysteme mit einer gemeinsamen Öl-Hochdruckpumpe angeschlossen werden können, sind bereits heute bei einer Vielzahl von Kraftfahrzeugen in Form von hydraulischen Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkungen, Niveauregelungen oder hydraulischen Stellgliedern von Fahrwerksregelsystemen vorhanden.By these features will completely solve the problem. The Provision of the high pressure oil of a storage tank charging system, which in addition to the diaphragm pump also at least another consumer with high-pressure oil provided, enables saving one just for the injection system to be provided by the oil high pressure pump Multiple use of an existing cylinder loading system with an oil high pressure pump. Such additional consumers connected to a common storage charging system with a common high pressure oil pump can be connected are already in shape for a large number of motor vehicles of hydraulic power steering or power steering, level control or hydraulic actuators of chassis control systems.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Pumpenantrieb über eine Nockenwelle nicht erforderlich ist. Eine im Rahmen der Erfindung verwendete Förderpumpe für die Ölhydraulik des Speicherladesystems kann in Bezug auf steigende Anforderungen an die Lagerung und Schmierung, die durch zukünftig weiter steigende Druckanforderungen bedingt sind, ebenfalls wesentlich einfacher optimiert werden als ein herkömmlicher Nockenwellenantrieb für eine reine Kraftstoffhochdruckpumpe.On Another advantage of the invention is that a pump drive via a Camshaft is not required. One used in the context of the invention feed pump for oil hydraulics The store loading system can meet increasing demands on the bearing and lubrication caused by the increasing pressure requirements in the future are also much easier to optimize than a conventional one Camshaft drive for a pure high pressure fuel pump.

Es ist bevorzugt, dass die Ölseite der Membran über eine Durchflusssteuerventilanordnung sowohl mit einem Öl-Hochdruck-Ausgang des Speicherladesystems als auch mit einem Niederdruck-Ölreservoir verbunden ist.It is preferred that the oil side the membrane over a flow control valve assembly with both an oil high pressure outlet of the storage charging system as well as with a low pressure oil reservoir connected is.

Durch eine solche in der angegebenen Weise angeordnete Durchflusssteuerventilanordnung lässt sich in einfacher und damit kostengünstiger Weise eine Bedarfssteuerung der Membranpumpe durch Variation der Öldrücke an der Ölseite der Membranpumpe realisieren. Ein Förderhub der Membranpumpe wird jeweils durch eine Druckerhöhung ausgelöst, während ein Saughub der Membranpumpe durch eine Druckabsenkung ausgelöst wird. Durch Änderung der Frequenz, mit der sich Druckerhöhungen und Druckabsenkungen abwechseln, kann die Förderleistung der Membranpumpe stufenlos dem mit wechselnder Drehzahl und variabler Brennraumfüllung stetig variierenden Bedarf des Verbrennungsmotors angepasst werden. Darüber hinaus kann die Fördermenge über eine Variation der Amplitude der Druckschwingung auf der Ölseite der Membran beeinflusst werden. Eine weitere Möglichkeit zur Änderung der Fördermenge besteht darin, den Anteil der Druckerhöhungszeitspanne an einer Periode zu ändern. Dabei wird eine Periode durch die Summe aus einer Druckerhöhungszeitspanne und einer Druckabsenkungszeitspanne gebildet.By such a flow control valve arrangement arranged in the specified manner can be in a simple and therefore inexpensive manner a demand control of the diaphragm pump by varying the oil pressures on the oil side of the Realize diaphragm pump. A conveyor stroke the diaphragm pump is triggered by a pressure increase during a Suction stroke of the diaphragm pump is triggered by a drop in pressure. By change the frequency with which pressure increases and decreases alternate, the delivery rate the diaphragm pump is infinitely variable with changing speed and variable Combustion chamber charge constantly changing needs of the internal combustion engine can be adjusted. About that In addition, the delivery rate can exceed Varying the amplitude of the pressure oscillation on the oil side of the Membrane are influenced. Another way to change the flow rate consists of the proportion of the pressure increase period in a period to change. A period is the sum of a pressure increase period and a depressurization period.

Dabei ist im Rahmen einer Ausgestaltung bevorzugt, dass die Durchflusssteuerventilanordnung ein 3/2-Durchflusssteuerventil umfasst.there it is preferred in the context of an embodiment that the flow control valve arrangement a 3/2-way flow control valve includes.

Ein solches, zwei Schaltstellungen aufweisendes Dreiwegeventil vereint die nötigen Steuereingriffe in einem einzigen Bauteil, was besonders kostengünstig ist. Mit Hilfe eines solchen 3/2-Durchflusssteuerventils kann die Ölseite der Membran alternativ entweder mit dem Hochdruckausgang des Speicherladesystems oder dem Niederdruck-Ölreservoir verbunden werden.On Such, two-position three-way valve combined the necessary Control interventions in a single component, which is particularly inexpensive. With the help of such a 3/2-way flow control valve, the oil side of the Alternatively, membrane with either the high-pressure outlet of the storage charging system or the low pressure oil reservoir get connected.

Eine alternativ bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Durchflusssteuerventilanordnung ein erstes 2/2-Durchflusssteuerventil in einer Verbindung der Ölseite der Membran mit dem Niederdruck-Ölreservoir und ein zweites 2/2-Durchflsssteuerventil in einer Verbindung der Ölseite der Membran mit dem Öl-Hochdruckausgang des Speicherladesystems umfasst.A alternatively preferred embodiment is characterized in that the flow control valve assembly a first 2/2 flow control valve in a connection of the oil side the membrane with the low pressure oil reservoir and a second 2/2 flow control valve in a connection of the oil side of the Diaphragm with the oil high pressure outlet of the Storage charging system includes.

Diese Durchflusssteuerventilanordnung ermöglicht die gleichen Steuereingriffe wie ein 3/2-Durchflusssteuerventil und ermöglicht zusätzlich weitere Steuereingriffe dadurch, dass beide Verbindungen gleichzeitig geöffnet oder geschlossen werden können, was insbesondere die Einstellung einer Nullförderung der Membranpumpe erleichtert.This Flow control valve arrangement enables the same control interventions like a 3/2-way flow control valve and enables additional control interventions by opening or closing both connections at the same time can, which in particular facilitates the setting of a zero delivery of the diaphragm pump.

Es ist ferner bevorzugt, dass der wenigstens eine weitere Verbraucher durch eine Lenkhydraulik und/oder eine Niveauregulierung und/oder Stellglieder einer aktiven Fahrwerksregelung gebildet wird.It it is further preferred that the at least one further consumer through steering hydraulics and / or level control and / or Actuators of an active chassis control is formed.

Derartige Systeme gehören bereits heute bei vielen Kraftfahrzeugen zur technischen Ausstattung, so dass sich dort das Synergiepotential der Erfindung ohne zusätzlichen Aufwand oder mit nur geringem zusätzlichen Aufwand realisieren lässt. Die Nachteile eines Zusatzaufwandes für eine bedarfsgerechte Ansteuerung der oben genannten Ventile werden jedenfalls durch den Vorteil überkompensiert, dass eine separate Öl-Hochdruckerzeugung eingespart werden kann, die nur die Membranpumpe eines Einspritzsystems mit Öldruck versorgt.such Systems belong already today in many motor vehicles for technical equipment, so that there the synergy potential of the invention without additional Realize effort or with little additional effort leaves. The disadvantages of an additional effort for a needs-based control of the above-mentioned valves are in any case overcompensated by the advantage that separate oil high pressure generation can be saved that only the diaphragm pump of an injection system with oil pressure provided.

Bevorzugt ist auch, dass das Speicherladesystem eine Öl-Hochdruckpumpe mit einem Niederdruckeingang und einem Hochdruckausgang aufweist, wobei der Niederdruckeingang von dem Niederdruckreservoir gespeist wird und wobei der Hochdruckausgang über ein Rückschlagventil hydraulisch mit dem Öl-Hochdruckausgang des Speicherladesystems sowie einem Öl-Hochdruckspeicher und dem wenigstens einen weiteren Verbraucher verbunden ist.It is also preferred that the storage charging system has an oil high-pressure pump with a low-pressure inlet and a high-pressure outlet, the low-pressure inlet being fed by the low-pressure reservoir and the high pressure output is hydraulically connected via a check valve to the oil high-pressure outlet of the accumulator charging system and an oil high-pressure accumulator and the at least one further consumer.

Das Rückschlagventil verhindert in vorteilhafter Weise einen Rückfluss von Öl aus dem Öl-Hochdruckspeicher in die Pumpe. Dadurch kann die Öl-Hochdruckpumpe abgeschaltet werden, wenn kein Bedarf besteht, ohne dass der Druck im Hochdruckteilsystem des Speicherladesystems absinkt. Der Anschluss des weiteren Verbrauchers an die hydraulische Verbindung des Hochdruckausgangs der Öl-Hochdruckpumpe mit dem Öl-Hochdruckspeicher hat den Vorteil eines einfachen Aufbaus und den bereits weiter oben genannten Vorteil der Mehrfachnutzung einer einzigen Öl-Hochdruckpumpe und eines einzigen Öl-Hochdruckspeichers für den Verbraucher und das Einspritzsystem.The check valve Prevents backflow of oil from the high-pressure oil reservoir in an advantageous manner into the pump. This allows the high pressure oil pump can be turned off when there is no need without the pressure in the high pressure subsystem of the storage charging system. The connection of the further consumer to the hydraulic connection of the high pressure outlet the high pressure oil pump with the high pressure oil reservoir the advantage of a simple structure and that already above mentioned advantage of multiple use of a single oil high-pressure pump and a single high-pressure oil reservoir for the Consumer and the injection system.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich durch einen Drucksensor aus, der den Druck in der hydraulischen Verbindung des Hochdruckausgangs der Öl-Hochdruckpumpe mit dem Öl-Hochdruckausgang des Speicherladesystems, dem Öl-Hochdruckspeicher und dem wenigstens einen weiteren Verbraucher erfasst.A Another preferred embodiment is characterized by a pressure sensor from the pressure in the hydraulic connection of the high pressure outlet the high pressure oil pump with the high pressure oil outlet of the storage charging system, the oil high-pressure storage and the at least one other consumer.

Ferner ist bevorzugt, dass die Öl-Hochdruckpumpe durch einen steuerbaren Antrieb angetrieben wird.Further it is preferred that the oil high pressure pump is driven by a controllable drive.

Diese Ausgestaltung erlaubt einen bedarfsgerechten Betrieb der Öl-Hochdruckpumpe, was in Betriebszuständen mit nur geringem Förderbedarf Antriebsleistung spart und die Lebensdauer der Öl-Hochdruckpumpe erhöht. Zusätzlich erlaubt der Drucksensor gegebenenfalls eine Diagnose des Speicherladesystems durch Auswertung des Zeitverhaltens seines Signals.This Design allows the high-pressure oil pump to be operated as required, what in operating states with only a minimal need for drive power saves and the life of the high pressure oil pump elevated. additionally if necessary, the pressure sensor allows diagnosis of the cylinder loading system by evaluating the time behavior of its signal.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Figuren.Further Advantages result from the description and the attached figures.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following Features to be explained not only in the specified combination, but also in other combinations or alone can be used without to leave the scope of the present invention.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments the invention are shown in the drawing and are in the following description in more detail explained. Show it:

1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur bedarfsgesteuerten Bereitstellung von unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor mit einer ersten Ausgestaltung einer Durchflusssteuerventilanordnung; und 1 schematically an embodiment of a device according to the invention for the demand-controlled provision of fuel under injection pressure for an internal combustion engine with a first embodiment of a flow control valve arrangement; and

2 schematisch eine Membranpumpe mit einer zweiten Ausgestaltung einer Durchflusssteuerventilanordnung. 2 schematically a diaphragm pump with a second embodiment of a flow control valve arrangement.

Beschreibung der Ausführungsbeispieledescription of the embodiments

In der 1 bezeichnet die Ziffer 10 eine schematische Gesamtansicht einer Vorrichtung zur bedarfsgesteuerten Bereitstellung von unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff für einen Verbrennungsmotor. Die Vorrichtung 10 weist eine Kraftstofftankeinheit 12 sowie eine Hochdruckpumpe 14 auf, die ein Kraftstoffhochdruckreservoir 16 mit unter Einspritzdruck stehendem Kraftstoff versorgt. Eine Einspritzventilanordnung 18 umfasst Einspritzventile 20, die über Hochdruckleitungen 22 mit dem Kraftstoffhochdruckreservoir 16 hydraulisch verbunden sind. Über Steuerleitungen 24 werden die Einspritzventile 20 mit Einspritzimpulsbreiten angesteuert, die von einem Steuergerät 26 ausgegeben werden.In the 1 denotes the number 10 an overall schematic view of a device for the demand-controlled provision of fuel under injection pressure for an internal combustion engine. The device 10 has a fuel tank unit 12 as well as a high pressure pump 14 on which is a high pressure fuel reservoir 16 supplied with fuel under injection pressure. An injector assembly 18 includes injectors 20 that have high pressure lines 22 with the high pressure fuel reservoir 16 are hydraulically connected. Via control lines 24 become the injectors 20 controlled with injection pulse widths by a control unit 26 be issued.

Die Kraftstofftankeinheit 12 weist eine Elektrokraftstoffpumpe 28 auf, die Kraftstoff aus einem Tank 30 über ein Kraftstofffilter 32 mit einem Druck von beispielsweise 5 – 6 bar (Niederdruck) an ein Einlassventil 34 der Hochdruckpumpe 14 liefert. Die Tankeinheit 12 weist fakultativ einen Niederdruckregler 39 auf, der die Niederdruckleitung zwischen der Elektrokraftstoffpumpe 28 und/oder dem Kraftstofffilter 32 und dem Einlassventil 34 der Hochdruckpumpe 14 zum Kraftstofftank 30 entlastet. Die Hochdruckpumpe 14 weist eine Membranpumpe 36 mit einer Membran 38 auf, die eine Ölseite 40 und eine von der Ölseite 40 dicht abgetrennte Kraftstoffseite 42 besitzt. Die Membran 38 überträgt einen an der Ölseite 40 herrschenden Öl-Hochdruck auf Kraftstoff an der Kraftstoffseite 42. Die Ölseite 40 der Membran 38 ist über eine Durchflusssteuerventilanordnung 44 mit einem Speicherladesystem 48 als Öldruckversorgung verbunden.The fuel tank unit 12 has an electric fuel pump 28 on that fuel from a tank 30 via a fuel filter 32 with a pressure of, for example, 5-6 bar (low pressure) to an inlet valve 34 the high pressure pump 14 supplies. The tank unit 12 optionally has a low pressure regulator 39 on the the low pressure line between the electric fuel pump 28 and / or the fuel filter 32 and the inlet valve 34 the high pressure pump 14 to the fuel tank 30 relieved. The high pressure pump 14 has a diaphragm pump 36 with a membrane 38 on that one oil side 40 and one from the oil side 40 tightly separated fuel side 42 has. The membrane 38 transmits one on the oil side 40 prevailing high pressure oil on fuel on the fuel side 42 , The oil side 40 the membrane 38 is via a flow control valve assembly 44 with a storage charging system 48 connected as an oil pressure supply.

Das Durchflusssteuerventil 44 kann, wie in 1 gezeigt, als 3/2-Wegeventil, also als ein zwei Schaltstellungen aufweisendes 3-Wegeventil realisiert sein. Das Speicherladesystem 48 weist einen Hochdruckausgang 47 und einen Niederdruckeingang 45 auf. Je nach Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 46 wird die Ölseite 40 der Membran 38 entweder hydraulisch mit dem Hochdruckausgang 47 des Speicherladesystems 48 verbunden oder die Ölseite 40 wird zum Niederdruckeingang 45 des Speicherladesystems 48 entlastet. Die Steuerung der Durchflusssteuerventilanordnung 44 erfolgt über das Steuergerät 26 in Abhängigkeit vom Kraftstoffbedarf des Verbrennungsmotors.The flow control valve 44 can, as in 1 shown, can be realized as a 3/2-way valve, that is to say as a 3-way valve having two switching positions. The storage charging system 48 has a high pressure outlet 47 and a low pressure inlet 45 on. Depending on the switching position of the 3/2-way valve 46 becomes the oil side 40 the membrane 38 either hydraulically with the high pressure outlet 47 of the store loading system 48 connected or the oil side 40 becomes the low pressure inlet 45 of the store loading system 48 relieved. Control of the flow control valve assembly 44 takes place via the tax he gets into 26 depending on the fuel requirement of the internal combustion engine.

Das Speicherladesystem 48 weist eine Öl-Hochdruckpumpe 50 auf, die von einem Antrieb 52, beispielsweise einem Elektromotor, angetrieben wird. Die Öl-Hochdruckpumpe 50 saugt Öl aus einem Niederdrucköl-Reservoir 54 an und fördert es unter hohem Druck über ein Rückschlagventil 56 parallel an die Durchflusssteuerventilanordnung 44, einen Öl-Hochdruckspeicher 58 sowie weitere Verbraucher 62, beispielsweise eine hydraulische Hilfskraft- oder Fremdkraftlenkung, eine Niveauregelung oder hydraulische Stellglieder von Fahrwerksregelsystemen. Dabei kann der Öl-Hochdruck im Öl-Hochdruckspeicher 58 und den damit hydraulisch verbundenen Leitungen in einem geschlossenen Druck-Regelkreis geregelt werden. Dazu ist ein Drucksensor 60 vorgesehen, der den Druck auf der Hochdruckseite der Öl-Hochdruckpumpe 50 erfasst und ein entsprechendes Signal an das Steuergerät 26 liefert. Das Steuergerät 26 stellt in Abhängigkeit von dem Signal des Drucksensors 60 ein Ansteuersignal für den Antrieb 52 der Öl-Hochdruckpumpe 50 bereit.The storage charging system 48 has an oil high pressure pump 50 on that by a drive 52 , for example an electric motor, is driven. The oil high pressure pump 50 sucks oil from a low pressure oil reservoir 54 and conveys it under high pressure via a check valve 56 parallel to the flow control valve arrangement 44 , an oil high-pressure accumulator 58 as well as other consumers 62 , for example a hydraulic power steering or external power steering, a level control or hydraulic actuators of chassis control systems. The high-pressure oil in the high-pressure oil reservoir 58 and the hydraulically connected lines are regulated in a closed pressure control circuit. There is a pressure sensor for this 60 provided the pressure on the high pressure side of the high pressure oil pump 50 detected and a corresponding signal to the control unit 26 supplies. The control unit 26 represents depending on the signal from the pressure sensor 60 a control signal for the drive 52 the high pressure oil pump 50 ready.

Die Funktion der Vorrichtung 10 basiert darauf, dass die Öl-Hochdruckpumpe 50 zunächst den Hochdruckspeicher 58 auflädt. Ist der Solldruck erreicht, was beispielsweise durch das Signal des Drucksensors 60 signalisiert werden kann, schaltet das Steuergerät 26 den Antrieb 52 der Öl-Hochdruckpumpe 50 ab. Sobald der Öldruck im Ölhochdruckspeicher 58 absinkt, beispielsweise dadurch, dass Öl aus dem Speicherladesystem 48 entnommen wird, wird das Absinken des Drucks von dem Drucksensor 60 registriert und das Steuergerät 26 schaltet den Antrieb 52 wieder ein. Die Membranpumpe 36 der Kraftstoffhochdruckpumpe 14 wird durch Steuern des 3/2-Wegeventils 46 bedarfsgerecht betrieben.The function of the device 10 is based on the oil high pressure pump 50 first the high pressure accumulator 58 charging. Is the target pressure reached, for example by the signal from the pressure sensor 60 can be signaled, the control unit switches 26 the drive 52 the high pressure oil pump 50 from. As soon as the oil pressure in the high-pressure oil reservoir 58 decreases, for example due to the fact that oil from the storage charging system 48 is removed, the drop in pressure from the pressure sensor 60 registered and the control unit 26 switches the drive 52 again. The diaphragm pump 36 the high pressure fuel pump 14 by controlling the 3/2-way valve 46 operated as required.

In der Schaltstellung des 3/2-Wegeventils 46, die in 1 dargestellt ist, pflanzt sich der Ölhochdruck aus dem Speicherladesystem 48 über das Durchflusssteuerventil 46 auf die Ölseite 40 der Membran 38 fort und lenkt die Membran 38 entsprechend aus. Der Öldruck auf der Ölseite 40 der Membran 38 überträgt sich auf deren Kraftstoffseite 42 und damit auf den Kraftstoff an der Kraftstoffseite 42. Bei ausreichend hohem Druck öffnet ein Auslassventil 63 der Kraftstoff-Hochdruckpumpe 14 und ermöglicht dadurch eine Förderung des unter hohem Druck stehenden Kraftstoffs oberhalb der Kraftstoffseite 42 der Membran 36 in den Kraftstoffhochdruckspeicher 16, der die Einspritzventilanordnung 18 mit Kraftstoff versorgt.In the switch position of the 3/2-way valve 46 , in the 1 is shown, the high pressure oil is planted from the storage charging system 48 via the flow control valve 46 to the oil side 40 the membrane 38 away and directs the membrane 38 accordingly. The oil pressure on the oil side 40 the membrane 38 transfers to their fuel side 42 and thus on the fuel on the fuel side 42 , If the pressure is high enough, an outlet valve opens 63 the high pressure fuel pump 14 and thereby enables the fuel under high pressure to be conveyed above the fuel side 42 the membrane 36 into the high-pressure fuel reservoir 16 that the injector assembly 18 fueled.

In der zweiten Schaltstellung ist die Ölseite 40 der Membrane 38 dagegen über das 3/2-Wegeventil 46 mit dem Niederdruckeingang 45 des Speicherladesystems 48 verbunden und der Hochdruckausgang 47 des Speicherladesystems 48 ist zur Ölseite 40 der Membran 38 gesperrt. In dieser Konstellation wird die Membran 38 durch den von der Niederdruckpumpe (Elektrokraftstoffpumpe) 28 mit beispielsweise 5 – 6 bar an die Kraftstoffseite 42 der Membran 38 gelieferten Kraftstoff in die entgegengesetzte Richtung ausgelenkt, was einem Saughub der Membranpumpe 36 entspricht.The oil side is in the second switch position 40 of the membrane 38 on the other hand via the 3/2-way valve 46 with the low pressure inlet 45 of the store loading system 48 connected and the high pressure outlet 47 of the store loading system 48 is on the oil side 40 the membrane 38 blocked. In this constellation the membrane 38 by the from the low pressure pump (electric fuel pump) 28 with, for example, 5-6 bar on the fuel side 42 the membrane 38 delivered fuel deflected in the opposite direction, causing a suction stroke of the diaphragm pump 36 equivalent.

Die Membranpumpe 36 kann durch periodisches Umschalten des 3/2-Wegeventils 46 zwischen den beiden erläuterten Schaltstellungen bedarfsgerecht angetrieben werden.The diaphragm pump 36 can by periodically switching the 3/2-way valve 46 between the two switch positions explained are driven as required.

2 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Durchflusssteuerventilanordnung 44. In der 2 ist das 3/2-Wegeventil 46 nach 1 durch eine Anordnung von zwei 2/2-Wegeventilen 64 und 66 ersetzt worden. Im Rahmen dieser Ausgestaltung wird die Membranpumpe 38 durch Öffnen und Schließen der beispielsweise als Magnetventile realisierten zwei 2/2-Wegeventile 64 und 66 bedarfsgerecht angetrieben. Ist das Ventil 64 offen, füllt sich der Raum oberhalb der Kraftstoffseite 42 der Membran 38 mit Kraftstoff, der mit dem Vordruck von 5 – 6 bar von der Niederdruckpumpe 28 geliefert wird. Schließt anschließend das Ventil 64 und öffnet das Magnetventil 66, gelangt Ölhochdruck aus dem Speicherladesystem 48 auf die Ölseite 40 der Membran 38 und bewegt die Membran 38 nach oben. Dadurch wird Kraftstoff unter hohem Druck über das Auslassventil 63 in den Kraftstoffhochdruckspeicher 16 gefördert. Die Ansteuerzeit der zwei 2/2-Magnetventile 64 und 66 kann über das Signal eines Kraftstoffdrucksensors 68, der den Druck im Kraftstoffhochdruckreservoir 16 erfasst, durch das Steuergerät 26 so gesteuert werden, dass die Membranpumpe 36 bedarfsgerecht fördert. Die Membrane 38 macht dann je nach Fördermenge einen kleineren oder einen größeren Hub. 2 shows an alternative embodiment of the flow control valve arrangement 44 , In the 2 is the 3/2-way valve 46 to 1 through an arrangement of two 2/2-way valves 64 and 66 been replaced. In this configuration, the diaphragm pump 38 by opening and closing the two 2/2-way valves realized, for example, as solenoid valves 64 and 66 driven as required. Is the valve 64 open, the space above the fuel side fills up 42 the membrane 38 with fuel with the pre-pressure of 5 - 6 bar from the low pressure pump 28 is delivered. Then close the valve 64 and opens the solenoid valve 66 , high oil pressure escapes from the storage tank charging system 48 to the oil side 40 the membrane 38 and moves the membrane 38 up. This puts fuel under high pressure through the exhaust valve 63 into the high-pressure fuel reservoir 16 promoted. The activation time of the two 2/2 solenoid valves 64 and 66 can via the signal of a fuel pressure sensor 68 , the pressure in the high pressure fuel reservoir 16 detected by the control unit 26 be controlled so that the diaphragm pump 36 promotes as needed. The membrane 38 then makes a smaller or a larger stroke depending on the flow rate.

Claims

Contraption ( 10 ) for the demand-controlled provision of fuel under injection pressure for an internal combustion engine, with a diaphragm pump ( 36 ), the membrane ( 38 ) an oil side ( 40 ) and one from the oil side ( 40 ) tightly separated fuel side ( 42 ) and one on the oil side ( 40 ) prevailing high pressure oil on fuel on the fuel side ( 42 ) transmits, characterized in that the oil high pressure from a storage charging system ( 48 ) is provided, which in addition to the diaphragm pump ( 36 ) also at least one other consumer ( 62 ) supplied with high pressure oil.

Contraption ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the oil side ( 40 ) the membrane ( 38 ) via a flow control valve arrangement ( 44 ) both with an oil high pressure outlet ( 47 ) of Storage charging system ( 48 ) as well as with a low pressure oil reservoir ( 54 ) connected is.

Contraption ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the flow control valve arrangement ( 44 ) comprises a 3/2-way flow control valve (46).

Contraption ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the flow control valve arrangement ( 44 ) a first 2/2 flow control valve ( 64 ) in a connection of the oil side ( 40 ) the membrane ( 38 ) with the low pressure oil reservoir ( 54 ) and a second 2/2 flow control valve ( 66 ) in a connection of the oil side ( 40 ) the membrane ( 38 ) with the oil high pressure outlet ( 47 ) of the storage charging system ( 48 ) includes.

Contraption ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, characterized by a steering hydraulics and / or a level control and / or actuators of an active chassis control as at least one further consumer ( 62 ).

Contraption ( 10 ) according to at least one of claims 2 to 5, characterized in that the storage charging system ( 48 ) an oil high pressure pump ( 50 ) with a low pressure inlet and a high pressure outlet, the low pressure inlet of the low pressure reservoir ( 54 ) is fed and its high pressure outlet via a check valve ( 56 ) hydraulic with the oil high pressure outlet ( 47 ) of the storage charging system ( 48 ), an oil high-pressure accumulator ( 58 ) and the at least one other consumer ( 62 ) connected is.

Contraption ( 10 ) according to claim 6, characterized by an oil pressure sensor ( 60 ), the pressure in the hydraulic connection of the high pressure outlet of the oil high pressure pump ( 50 ) with the high-pressure oil outlet of the cylinder charging system ( 48 ), the high pressure oil storage ( 58 ) and the at least one other consumer ( 62 ) detected.

Contraption ( 10 ) according to claim 6 or claim 7, characterized in that the oil high-pressure pump ( 50 ) by a controllable drive ( 52 ) is driven.

Contraption ( 10 ) according to claim 7 and 8, characterized in that the control device ( 26 ) the controllable drive ( 52 ) depending on the signal from the pressure sensor ( 60 ) controls.

Contraption ( 10 ) according to at least one of claims 2 to 6, characterized in that the control device ( 26 ) the flow control valve assembly ( 44 ) controls depending on the fuel requirement of the internal combustion engine.