DE19723704C2 - Steuerung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe - Google Patents

Steuerung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe

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Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Kraftstoffzufuhrsystem, das Kraftstoff zum Kraftstoffein­ spritzventil eines Kraftfahrzeugmotors liefert, enthält eine elektrische Kraftstoffpumpe, die dazu dient, Kraftstoff von einem Kraftstofftank zum Kraftstoffeinspritzventil zu liefern. Der Druck des Kraftstoffes, der vom Kraftstofftank über eine Zufuhrleitung von der Kraftstoffpumpe gefördert wird, wird von einem Druckregelventil auf einen vorbestimmten Druck einge­ stellt, und der Kraftstoff wird in ein Ansaugrohr des Motors eingespritzt, während das Kraftstoffeinspritzventil offen ist. Überflüssiger Kraftstoff wird in den Kraftstofftank über eine Rückleitung zurückgeführt, die mit einem Ablaßkanal des Druck­ regelventils verbunden ist.
Bei einem bekannten Kraftfahrzeug mit Vierradantrieb befindet sich (vgl. Fig. 1) unter einem Kraftstofftank 1 ein hinteres Differential. Die Boden­ wand des Kraftstofftanks 1 hat daher eine nach oben weisende konvexe Gestalt, um das Differential zu überspannen. Dement­ sprechend ist der Innenraum des Kraftstofftanks 1 in eine er­ ste und zweite Kammer unterteilt. Eine Kraftstoffpumpe 2 för­ dert Kraftstoff aus der ersten oder der zweiten Kammer, bei dem betrachteten Beispiel aus der ersten Kammer, und schickt diesen Kraftstoff durch eine Förder- oder Zufuhrleitung 4. Rückführkraftstoff wird zurück in den Kraftstofftank 1 über eine Rückführleitung 8 zurückgeleitet, die mit der Zufuhrlei­ tung 4 verbunden ist. Eine Strahlpumpe 11 ist in der ersten Kammer angeordnet, um Kraftstoff von der zweiten Kammer in die erste Kammer zu pumpen, damit in der zweiten Kammer unbenutz­ ter Kraftstoff nicht zurückbleibt. Da die Strahlpumpe 11 eines solchen Kraftstofftanks vom zurückgeführten Kraftstoff angetrieben wird, ist es schwierig, den Niveauausgleich zwischen den Kammern durch Anwendung der oben beschriebenen herkömmli­ chen Verfahren zu verbessern, die die Abgabe durch Vermindern der Menge an zurückgeführtem Kraftstoff optimieren.
Eine Steuerung zur Beeinflussung einer Kraftstoffpumpe in ei­ nem Kraftstoffzufuhrsystem nach dem Oberbegriff des Hauptan­ spruchs offenbart das Dokument GB 2 191 817 A. Ferner ist in dem Dokument DE 31 15 504 A1 eine Kraftstoffstand-Überwa­ chungseinrichtung für den Niveauausgleich zwischen zwei Kam­ mern eines geteilten Tanks beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuerung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe, die in ein Kraftstoffördersystem eines Fahrzeugs einbezogen ist, vorzusehen, welche mit wenigen elek­ tromechanischen Bauteilen auskommt und dadurch besonders ro­ bust und zuverlässig ist.
Die Erfindung sieht zur Lösung der Aufgabe eine Steuerung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe in einem Kraftstofförder­ system nach Anspruch 1 vor: Dieses Kraftstoffördersystem ent­ hält einen Kraftstofftank mit einer Bodenwand, die einen nach oben springenden Abschnitt aufweist, der den Innenraum des Kraftstofftanks in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt, eine elektrische Kraftstoffpumpe zum Fördern von Kraftstoff von der ersten Kammer in eine Zufuhrleitung, und eine Strahlpumpe, die durch zurückgeführten Kraftstoff zu be­ treiben ist, der durch eine Rückführleitung, die mit der Zu­ fuhrleitung verbunden ist, in den Kraftstofftank zurückgeführt wird, und die Kraftstoff von der zweiten Kammer in die erste Kammer saugen soll. Die zum Beeinflussen der Kraftstoffpumpe dienende Steuerung enthält eine Kraftstoffmeßeinheit zum Er­ fassen des Kraftstoffstandes im Kraftstofftank, eine Kraft­ stofftanküberwachungseinrichtung zum Vergleichen des Kraft­ stoffstandes im Kraftstofftank mit einem eingestellten Kraft­ stofftankschwellenwert und eine Energieversorgungssteuereinrichtung zum Steuern der Versorgungsenergie zur Kraftstoff­ pumpe gemäß einem Signal von der Kraftstoffstandüberwachungs­ einrichtung.
Die Kraftstoffpumpensteuerung optimiert die Abgabe oder den Austritt der Kraftstoffpumpe, reduziert den Energieverbrauch der Kraftstoffpumpe und verbessert den Kraftstoffverbrauch durch Vermindern der Belastung eines Wechselstromgenerators, und zwar aufgrund der Verminderung des Energieverbrauchs der Kraftstoffpumpe, ohne daß das Problem auftritt, daß in der zweiten Kammer des Kraftstofftanks nicht benutzter Kraftstoff verbleibt.
Die Kraftstoffpumpensteuerung verhindert auch einen Anstieg der Kraftstofftemperatur und hat weitere Vorteile, die bei­ spielsweise die Verdampfung oder Geruchsbelästigung betreffen, und zwar aufgrund der Verminderung der kalorischen Leistung durch Verminderung des Energieverbrauchs der Kraftstoffpumpe und Verminderung des Drucks in einer Kraftstoffleitung auf­ grund Verminderung der Abgabe der Kraftstoffpumpe.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen nachste­ hend im einzelnen unter Bezugnahme auf beigefügte Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines für ein Fahrzeug dienendes Kraftstoffzufuhrsystems, auf das die Erfindung an­ wendbar ist,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Kraftstoffpumpensteuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3 ein Flußdiagramm einer von der Kraftstoffpumpen­ steuerung nach Fig. 2 auszuführenden Steueroperation,
Fig. 4 ein Schaltbild einer Energieversorgungssteuereinheit zum Steuern der Energieversorgung für eine Kraftstoffpumpe,
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Kraftstoffpumpensteuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 6 ein Flußdiagramm einer von der Kraftstoffpumpen­ steuerung nach Fig. 5 auszuführenden Steueroperation, und
Fig. 7 eine graphische Darstellung zum Aufzeigen der Bezie­ hung zwischen dem Durchfluß des von einer Strahlpumpe geför­ derten Kraftstoffes und dem Durchfluß des zum Antrieb der Strahlpumpe dienenden Kraftstoffes.
Fig. 1 zeigt ein Kraftstofförder- oder Kraftstoffzufuhrsystem für ein Fahrzeug mit einem Kraftstofftank 1, einer elektri­ schen Kraftstoffpumpe 2, einem Kraftstoffilter 3, einer Zu­ fuhrleitung 4, einem Kraftstoffilter 5, Kraftstoffeinspritz­ ventilen 6, einem Druckregelventil 7, einer Rückkehrleitung 8 und einer Kraftstoffpumpensteuerung, die gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist und eine Kraftstoffstandüberwachungseinrichtung 14 und eine Energiever­ sorgungssteuereinheit 16 enthält.
Der Kraftstofftank 1 hat eine Bodenwand mit einem nach oben gerichteten Vorsprung 1a konvexer Gestalt. Der Vorsprung 1a ist etwa in einem Mittenabschnitt der Bodenwand ausgebildet und unterteilt den unteren Teil des Innenraumes des Kraft­ stofftanks 1 in eine erste Kammer 1b und eine zweite Kammer 1c. Die Kraftstoffpumpe 2 ist in der ersten Kammer 1b angeord­ net und dient dazu, Kraftstoff vom Boden der ersten Kammer 1b durch das Kraftstoffilter 3 in die Zufuhrleitung 4 unter Druck zu fördern. Der in die Zufuhrleitung 4 geförderte Kraftstoff fließt durch das Kraftstoffilter 5 in die Kraftstoffeinspritz­ ventile 6. Das Druckregelventil 7 regelt den Druck des Kraft­ stoffes in der Zufuhrleitung 4 auf einen optimalen Einspritzdruck und veranlaßt, daß überflüssiger Kraftstoff durch die Rückkehrleitung 8 zurück in die erste Kammer 1b gelangt. Eine in der ersten Kammer 1b des Kraftstofftanks 1 angeordnete Strahlpumpe 11 ist mit dem Auslassende der Rückkehrleitung 8 verbunden. Wenn der zurückgeführte Kraftstoff durch die Strahlpumpe 11 fließt, saugt die Strahlpumpe 11 Kraftstoff von der zweiten Kammer 1c über ein Kraftstoffilter 10 und eine Saugleitung 9 an und fördert diesen Kraftstoff in die erste Kammer 1b. Eine Kraftstoffmeßeinheit 13 erfaßt den Stand des Kraftstoffes im Kraftstofftank 1 mit Hilfe eines Schwimmers 12 und erzeugt ein Niveau- oder Standsignal, das dem gemessenen Stand des Kraftstoffs im Kraftstofftank 1 entspricht.
Der sich in den Kraftstofftank 1 einwölbende Vorsprung 1a ist im wesentlichen im Mittenabschnitt der Bodenwand des Kraft­ stofftanks 1 ausgebildet, weil Fahrzeuge mit Vierradantrieb und Fahrzeuge mit Frontmotor und Hinterachsantrieb einen Raum zur Aufnahme eines hinteren Differentials und einer Kardan­ welle im wesentlichen unterhalb des Mittenabschnitts der Bo­ denwand eines Kraftstofftanks benötigen.
Bei dem Fahrzeugkraftstoffzufuhrsystem mit dem Kraftstofftank 1, der durch den gewölbten Vorsprung 1a im unteren Teil des Innenraumes in die erste Kammer 1b und in die zweite Kammer 1c unterteilt ist und mit der Konstruktion, gemäß der Kraftstoff von der ersten Kammer 1b von der Kraftstoffpumpe 2 in die Zu­ fuhrleitung 4 gefördert und Kraftstoff von der zweiten Kammer 1c von der Strahlpumpe 11 in die erste Kammer 1b gesaugt wird, ist ein voreingestellter Schwellenwertkraftstoffstand Lj vorge­ sehen, d. h. ein unterer Grenzstand des Kraftstoffes im Kraft­ stofftank 1, der den Betrieb der Strahlpumpe 11 anfordert, um zu vermeiden, daß in der zweiten Kammer 1c des Kraftstofftanks 1 ungenutzter Kraftstoff verbleibt. Die Kraftstoffstandüberwa­ chungseinrichtung 14 entscheidet darüber, ob oder ob nicht die Strahlpumpe 11 auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Kraftstoffstandschwellenwert Lj und dem Ausgang D der Kraftstoffmeßeinheit 13 betrieben werden muß, während die Energie­ versorgungssteuereinheit 16 die Energieversorgung zur Kraft­ stoffpumpe 2 gemäß einem Signal von der Kraftstoffstandüberwa­ chungseinrichtung 14 steuert. Der Kraftstoffstandschwellenwert Lj ist gleich der Höhe des nach innen ragenden Vorsprungs 1a oder einem Stand in einem Bereich bezogen auf die Höhe des Vorsprungs 1a.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 ist die Energieversorgungssteuer­ einheit 16 ausgerüstet mit einer Abgabeleistung-Ermittlungs­ einrichtung 17, einer Energieversorgung-Berechnungseinrichtung 18 und einer Energieversorgung-Steuereinrichtung 19. Die Er­ mittlungseinrichtung 17 ermittelt die von der Kraftstoffpumpe 2 abzugebende Kraftstoffabgaberate QP auf der Grundlage eines Signals, das die Kraftstoffverbrauchsrate QE anzeigt, mit der ein Motor Kraftstoff verbraucht, wobei dieses Signal von einer Motorsteuerung 15 geliefert wird. Die Berechnungseinrichtung 18 berechnet die der Kraftstoffpumpe 2 zuzuführende Leistung, um die Kraftstoffpumpe 2 in die Lage zu versetzen, die erfor­ derliche Kraftstoffabgaberate QP zu erzielen, und liefert den berechneten Leistungsbetrag an die Energieversorgung-Steuer­ einrichtung 19. Die Steuereinrichtung 19 wählt entweder den von der Berechnungseinrichtung 18 berechneten Leistungsbetrag oder einen vorbestimmten Leistungsbetrag auf der Grundlage ei­ nes Signals aus, das ihr von der Kraftstoffstand-Überwachungs­ einrichtung 14 zugeführt wird.
Die Steueroperation der Kraftstoffpumpensteuerung einschließ­ lich der Überwachungseinrichtung 14 und der Steuereinheit 16 wird nachstehend anhand eines in Fig. 3 dargestellten Flußdia­ gramms erläutert.
Mit dem Schließen eines Zündschalters gibt die Motorsteuerung 15 ein Ausgangssignal ab, das ein Pumpenrelais einschaltet, um mit dem Antrieb der Kraftstoffpumpe 2 zu beginnen (Schritt 301). Die Überwachungseinrichtung 14 beginnt mit ihrer Überwachungsoperation zum Überwachen des Ausgangs Dm der Kraftstoff­ meßeinheit 13 (Schritt 302), und es wird dann der Ausgang Dm mit dem Kraftstoffstandschwellenwert Lj verglichen (Schritt 303). Falls Dm ≧ Lj trifft die Überwachungseinrichtung 14 die Entscheidung, daß die Strahlpumpe 11 nicht betrieben werden muß und gibt ein diesbezügliches Signal an die Energieversor­ gung-Steuereinrichtung 19 ab (Schritt 304). Die Steuereinrich­ tung 19 steuert dann die Zufuhr gemäß einem von der Berech­ nungseinrichtung 18 berechneten optimalen Leistungswert WA (Schritt 305), d. h. einer Energiezufuhr oder Leistung, daß die Kraftstoffpumpe 2 die erforderliche Kraftstoffabgaberate QP erbringt, wie sie von der Ermittlungseinrichtung 17 ermittelt wird (Schritt 308).
Die erforderliche Kraftstoffabgaberate QP kann ausgedrückt wer­ den durch:
QP = QE + QO.
Darin ist QE der Kraftstoffverbrauch des Motors und QO eine mi­ nimal erforderliche Kraftstoffabgaberate oder Kraftstoffabga­ bemenge. Die Kraftstoffverbrauchsrate QE des Motors wird be­ rechnet unter Verwendung eines Kraftstoffeinspritzauslastungs­ faktors, und der Auslastungsfaktor wird berechnet unter Ver­ wendung einer Berichtigungstabelle, die die Beziehung aufzeigt zwischen einer grundsätzlichen Kraftstoffeinspritzmenge, einer Lufteinlaßmenge und der Motordrehzahl, einem Signal, das von einem O2-Sensor geliefert wird und einer Beschleunigungskorrek­ tur und somit durch die Motorsteuerung 15. Die minimal erfor­ derliche Kraftstoffabgaberate QO ist eine minimal erforderliche Kraftstoffabgaberate oder Abgabemenge, die gerade hoch genug ist, daß eine gewisse Kraftstoffmenge, die von der Kraftstoff­ pumpe 2 abgegeben wird, durch die Rückleitung 8 zurückgeführt wird, um sicherzustellen, daß das Druckregelventil 7 hinrei­ chend gut arbeitet, das den Druck in der Zufuhrleitung 4 regelt. Die minimal erforderliche Kraftstoffabgaberate QO liegt beispielsweise in einer Größenordnung von 5 Liter pro Stunde.
Wenn Dm < Lj, trifft die Überwachungseinrichtung 14 eine Ent­ scheidung dahingehend, daß die Strahlpumpe 11 betrieben werden muß, und sie gibt ein diesbezügliches Signal an die Steuerein­ richtung 19 ab (Schritte 306 und 307). Die Energieversorgung- Steuereinrichtung 19 ändert dann die von der Berechnungsein­ richtung 18 berechnete Leistung WA auf eine vorbestimmte Lei­ stung WB, die höher als die Leistung WA ist (Schritt 308).
Die Energieversorgung-Steuereinrichtung 19 verwendet eine her­ kömmliche Energieversorgungssteuerung, die den Auslastungsfak­ tor der von der Kraftstoffpumpe 2 gelieferten Energie steuert, oder einen Widerstand zum Verändern der der Kraftstoffpumpe 2 zugeführten Leistung. Die Steueroperation der Steuereinrich­ tung 19 unter Verwendung von Widerständen wird unter Bezug­ nahme auf Fig. 4 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 sind Widerstände R1, R2 und R3 in Reihe miteinander verbunden, um eine Ansteuerschaltung für die Kraftstoffpumpe 2 zu bilden, und den einzelnen Widerständen R1, R2 und R3 sind jeweils in der dargestellten Weise Schalter SW1, SW2 bzw. SW3 parallel geschaltet, um Nebenschlußschaltungen zu bilden. Die Energieversorgung-Steuereinrichtung 19 kann die Schalter SW1, SW2 und SW3 wahlweise schließen und öffnen, und zwar auf der Grundlage von Ausgängen der Energieversorgung-Be­ rechnungseinrichtung 18 und der Kraftstoffstand-Überwachungs­ einrichtung 14, um die der Kraftstoffpumpe 2 zugeführte Lei­ stung bzw. Energie zu steuern. Die an die Kraftstoffpumpe 2 zu liefernde Leistung WA wird, wenn die Strahlpumpe 11 nicht be­ trieben werden soll, dadurch eingestellt, daß wenigstens einer der Schalter SW1, SW2 und SW3 geöffnet ist, und die der Kraft­ stoffpumpe 2 zuzuführende Leistung WB wird, wenn die Strahl­ pumpe 11 betrieben werden muß, dadurch eingestellt, daß alle Schalter SW1, SW2 und SW3 geschlossen sind, so daß die volle Versorgungsspannung +B an die Kraftstoffpumpe 2 angelegt ist, die dann mit einer maximalen Abgabeleistung oder Abgabemenge Qmax betrieben wird.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel kann für den Fall, wenn die Strahlpumpe 11 nicht zu betreiben ist, die der Kraft­ stoffpumpe 2 zuzuführende Leistung WA in einer Vielzahl von Stufen geändert werden, und zwar gemäß der erforderlichen Kraftstoffabgaberate QP durch geeignete Steuerung der Schalter SW1, SW2 und SW3. Die Ansteuerschaltung für die Kraftstoffpumpe 2 kann aber auch in einfachster Weise so ausgebildet sein, daß ein einziger Widerstand vorhanden ist, dem eine Nebenschluß­ schaltung mit einem Schalter parallel geschaltet ist. Bei die­ sem Beispiel wird, wenn entschieden worden ist, daß die Strahlpumpe 11 nicht betrieben werden soll, die Leistung WA da­ durch bereitgestellt, daß der Schalter geöffnet ist, wobei diese Leistung hinreichend ist, um die Kraftstoffpumpe 2 mit der erforderlichen Kraftstoffabgaberate QP zu betreiben, und, wenn entschieden worden ist, daß die Strahlpumpe 11 betrieben werden muß, wird durch Schließen des Schalters die Leistung WB bereitgestellt, die ausreicht, die Kraftstoffpumpe mit einer Kraftstoffabgaberate zu betreiben, die gleich der Summe aus der erforderlichen Kraftstoffabgaberate QP und einer Kraft­ stoffabgabemenge ist, die zur Rückleitung von Kraftstoff mit einem Durchfluß zum Antreiben der Strahlpumpe 11 erforderlich ist.
Wie oben beschrieben, wird der Kraftstoffstandschwellenwert Lj, d. h. ein unterer Grenzwert für den Stand des Kraftstoffes im Kraftstofftank 1, der den Betrieb der Strahlpumpe 1 erfordert, damit kein ungenützter Kraftstoff in der zweiten Kammer 1c des Kraftstofftanks 1 zurückbleibt, eingestellt, und die Kraft­ stoffüberwachungseinrichtung 14 überwacht den Kraftstoffstand im Kraftstofftank 1, um festzustellen, ob oder ob nicht der Kraftstoffstand niedriger als der Kraftstoffstandschwellenwert Lj ist, und die der Kraftstoffpumpe 1 zugeführte Leistung oder Energie wird gemäß dem Ausgang der Kraftstoffstandüberwa­ chungseinrichtung 14 so gesteuert, daß Kraftstoff zum Kraft­ stofftank 1 mit einem minimalen Durchfluß zurückgeführt wird, wenn die Strahlpumpe nicht betrieben werden muß. Deshalb ist es möglich, eine beträchtliche Herabsetzung des Energiever­ brauchs zu erreichen, und zwar ohne die Schwierigkeit, daß Kraftstoff in der zweiten Kammer 1c des Kraftstofftanks unbe­ nutzt zurückbleibt, und es tritt als Folge die Verbesserung auf, daß durch Verminderung der Belastung eines Wechselstrom­ generators Kraftstoff eingespart wird.
Fig. 5 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung ausgebildeten Kraftstoffpumpensteuerung zum Steuern der einer Kraftstoffpumpe 2 zugeführten Leistung. Die­ se Steuerung enthält eine Motorsteuerung 15 und eine Ener­ giezufuhr-Steuereinheit 16. Die Motorsteuerung 15 hat eine Kraftstoffstand-Überwachungseinrichtung 14, eine Kraftstoff­ verbrauchsrate-Berechnungseinrichtung 21 und eine Strahl­ pumpenantriebsrate-Berechnungseinrichtung 22. Die Energiever­ sorgungssteuereinheit 16 hat eine Abgaberate-Ermittlungs­ einrichtung 17, eine Energieversorgung-Berechnungseinrichtung 18 und eine Energieversorgung-Steuereinrichtung 19. Es sei be­ merkt, daß eine Abgaberate-Ermittlungseinrichtung 17 in die Motorsteuerung 15 einbezogen werden kann. Die in Fig. 5 darge­ stellte Kraftstoffpumpensteuerung wird auf das gleiche Fahr­ zeugkraftstoffzufuhrsystem angewendet, wie es in Fig. 1 darge­ stellt ist, so daß folglich die Beschreibung dieses Kraft­ stoffzufuhrsystems weggelassen werden kann.
Die Kraftstoffstand-Überwachungseinrichtung 14 überwacht den Stand des Kraftstoffs im Kraftstofftank 1, um festzustellen, ob oder ob nicht die Strahlpumpe 11 betrieben werden muß. Die Abgaberate-Ermittlungseinrichtung 17 ermittelt eine erforder­ liche Abgaberate QP, mit der die Kraftstoffpumpe 2 auf der Grundlage des Ausgangs der Kraftstoffstand-Überwachungs­ einrichtung 14 zu betreiben ist, ferner aufgrund der Kraftstoffverbrauchsrate QE des Motors, wie sie von der Kraftstoff­ verbrauchsrate-Berechnungseinrichtung 21 berechnet, und auf­ grund einer Strahlpumpenantriebsrate QJ, mit der Kraftstoff zur Strahlpumpe 11 zurückgeleitet wird, um diese Strahlpumpe 11 anzutreiben. Die Energieversorgung-Berechnungseinrichtung 18 berechnet einen der Kraftstoffpumpe 2 zuzuführenden Leistungs­ betrag, um die Kraftstoffpumpe 2 bei der erforderlichen Abga­ berate QP zu betreiben, die festgestellt wird von der Abgabe­ rate-Ermittlungseinrichtung 17, und gibt den berechneten Lei­ stungsbetrag an die Energieversorgung-Steuereinrichtung 19 weiter. Die Energieversorgung-Steuereinrichtung 19 steuert die Energieversorgung zur Kraftstoffpumpe 2 gemäß dem Ausgang der Energieversorgung-Berechnungseinrichtung 18.
In Fig. 6 ist eine von der in Fig. 5 dargestellten Kraftstoff­ pumpensteuerung auszuführende Steueroperation dargestellt, wenn die Kraftstoffstand-Überwachungseinrichtung 14 die Ent­ scheidung trifft, daß die Strahlpumpe 11 nicht zu betreiben ist, d. h. wenn Dm ≧ Lj, wobei der Kraftstoffpumpe die erforder­ liche Energie oder Leistung zugeführt wird (Schritte 604 und 605), und zwar die Energie, die erforderlich ist, um die Kraftstoffpumpe 2 bei der erforderlichen Kraftstoffabgaberate QP (≧ QE + QO) zu betreiben, wie es ermittelt wird durch die Ab­ gaberate-Ermittlungseinrichtung 17 auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsrate QE berechnet durch die Kraftstoffver­ brauchsrate-Berechnungseinrichtung 21. Trifft die Kraft­ stoffstand-Überwachungseinrichtung 14 eine Entscheidung dahin­ gehend, daß die Strahlpumpe 11 betrieben werden muß, d. h. falls Dm < Lj ist, berechnet die Strahlpumpenantriebsrate-Be­ rechnungseinrichtung 22 eine Strahlpumpenantriebsrate QJ, die erforderlich ist, um die Strahlpumpe 11 mit einer notwendigen Förderrate qj zu betreiben, wobei die Abgaberate-Ermittlungs­ einrichtung 17 die erforderliche Kraftstoffabgaberate QP (≧ QE + QJ) auf der Grundlage der Kraftstoffverbrauchsrate QE be­ stimmt, die berechnet wird von der Kraftstoffverbrauchsrate- Berechnungseinrichtung 21 auf der Grundlage der Strahlpumpen­ antriebsrate QJ (Schritte 606 und 607). Die Energieversorgung- Berechnungseinrichtung 18 berechnet einen Betrag an notwendi­ ger Leistung zum Antreiben der Kraftstoffpumpe 2 zum Betrieb mit der erforderlichen Abgaberate QP, und die Energieversor­ gung-Steuereinrichtung 19 liefert dann die berechnete Energie an die Kraftstoffpumpe 2 (608).
Wenn somit die Kraftstoffstand-Überwachungseinrichtung 14 eine Entscheidung dahingehend trifft, daß die Strahlpumpe 11 be­ trieben werden muß, wird der größte Teile des aus der ersten Kammer 1b des Kraftstofftanks 1 von der Kraftstoffpumpe 2 ge­ förderten Kraftstoffs vom Motor verbraucht, und der Rest des Kraftstoffs wird in die erste Kammer 1b zurückgeleitet. Es verbleibt somit kein ungenutzter Kraftstoff in der zweiten Kammer 1c des Kraftstofftanks, wenn Kraftstoff aus der zweiten Kammer 1c des Kraftstofftanks abgesaugt und in die erste Kam­ mer 1b mit einer Durchflußrate überführt wird, die höher als die Kraftstoffverbrauchsrate QE des Motors ist. Deshalb muß die minimale Förderrate qj der Strahlpumpe 11 gleich der Kraft­ stoffverbrauchsrate QE des Motors sein (pj = QE). Ist die mini­ male Förderrate qj auf diese Weise ermittelt worden, kann man die Strahlpumpenantriebsrate Qj, die zum Antreiben der Strahl­ pumpe 11 zum Betrieb mit der minimalen Förderrate qj erforder­ lich ist, sehr leicht aus der in Fig. 7 dargestellten Charak­ teristik der Strahlpumpe 11 ermitteln.
Die erforderliche Abgaberate QP, mit der die Kraftstoffpumpe 2 zu betreiben ist, wenn die Kraftstoffstand-Überwachungsein­ richtung 14 eine Entscheidung dahingehend getroffen hat, daß die Strahlpumpe 11 betrieben werden muß, enthält nicht die er­ forderliche minimale Kraftstoffabgaberate QO, weil die Strahl­ pumpenantriebsrate QJ weitaus größer als die erforderliche mi­ nimale Abgaberate QO ist, und es kann somit davon ausgegangen werden, daß die erforderliche minimale Abgaberate QO in der Strahlpumpenantriebsrate QJ enthalten ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel vermindert die Durchflußrate des zurückgeführten Kraftstoffes auf das geringste mögliche Ausmaß, wenn die Strahlpumpe 11 nicht zu betreiben ist, und begrenzt die Durchflußrate des zurückgeführten Kraftstoffs auf einen notwendigen minimalen Wert, der keinen ungenutzten Kraftstoff in der zweiten Kammer 1c des Kraftstofftanks 1 zu­ rückläßt, wenn die Strahlpumpe betrieben werden muß, wodurch der Energieverbrauch weiter vermindert und der Kraftstoffver­ brauch verbessert wird.
Das erste und das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung treffen eine Entscheidung dahingehend, ob oder ob nicht die Strahlpumpe 11 betrieben werden muß auf der Grundlage des Er­ gebnisses eines Vergleiches des Ausgangs Dm der Kraftstoff­ meßeinheit 13, die im allgemeinen in Kombination mit dem Kraftstofftank 1 zum Messen des Restes von Kraftstoff im Kraftstofftank 1 verwendet wird, mit dem vorbestimmten Kraft­ stoffstandschwellenwert Lj. Die Entscheidung über die Notwen­ digkeit des Betriebs der Strahlpumpe 11 kann aber auch auf der Grundlage der Beziehung zwischen dem Kraftstoffstandschwellen­ wert Lj und dem Kraftstoffstand im Kraftstofftank 1 getroffen werden, wie er von einem zusätzlichen Kraftstoffstanddetektor kombiniert mit dem Kraftstofftank 1 erfaßt wird, und zwar zu­ sätzlich zu der Kraftstoffmeßeinheit 13.

Claims (8)

1. Steuerungseinrichtung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe in einem Kraftstoffzufuhrsystem für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs mit
einem Kraftstofftank (1), dessen Bodenwand einen nach oben einspringenden Abschnitt (1a) hat, der den Innenraum des Kraftstofftanks in eine erste Kammer (1b) und eine zweite Kammer (1c) unterteilt,
einer elektrischen Kraftstoffpumpe (2) zum Fördern von Kraftstoff aus der ersten Kammer (1b) in eine Zufuhrleitung (4) zu mindestens einem Kraftstoffeinspritzventil (6), und
einer Strahlpumpe (11), die mit Kraftstoff antreibbar ist, der über eine mit dem/den Kraftstoffeinspritzventil(en) (6) verbundene Rückleitung (8) in den Kraftstofftank (1) zurück­ geführt wird, um Kraftstoff von der zweiten Kammer (1c) in die erste Kammer (1b) zu fördern,
gekennzeichnet durch:
eine Kraftstoffmeßeinheit (13) zum Erfassen des Kraft­ stoffstandes (Dm) im Kraftstofftank (1),
eine Kraftstoffstand-Überwachungseinrichtung (14) zum Ver­ gleichen des Kraftstoffstands (Dm) im Kraftstofftank (1) mit einem vorbestimmten Kraftstoffstandschwellenwert (Lj), und
eine Energieversorgungs-Steuereinrichtung (16) zum Steuern der der Kraftstoffpumpe (2) zugeführten Energie in Abhängig­ keit von einem Signal der Kraftstoffstand-Überwachungsein­ richtung (14). (Fig. 1)
2. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungs-Steuereinrichtung (16) einen oder mehrere mit der Antriebsschaltung der Kraftstoffpumpe (2) in Reihe geschaltete Widerstände (R1, R2, R3) enthält, und jedem Widerstand jeweils eine Nebenschlußschaltung mit einem Schal­ ter (SW1, SW2, SW3) parallel geschaltet ist, der auf der Grund­ lage des Signals von der Kraftstoffstand-Überwachungseinrich­ tung (14) wahlweise geschlossen und geöffnet werden kann. (Fig. 4)
3. Steuerungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffstand-Meßeinheit (13) eine herkömmliche Meßeinheit zum Erfassen des Restes an Kraftstoff im Kraft­ stofftank (1) ist.
4. Steuerungseinrichtung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungs-Steuereinrichtung (16) Folgendes enthält:
  • - eine Abgaberate-Ermittlungsvorrichtung (17) zum Ermitteln einer von der Kraftstoffpumpe (2) abzugebenden erforderli­ chen Kraftstoffabgaberate (QP) auf der Grundlage einer Kraftstoffverbrauchsrate (QE) des Motors,
  • - eine Energieversorgungs-Berechnungsvorrichtung (18) zum Be­ rechnen eines der Kraftstoffpumpe (2) zugeführten Leistungs­ betrags, um die Kraftstoffpumpe (2) in die Lage zu verset­ zen, Kraftstoff mit der von der Abgaberate-Ermittlungsvor­ richtung (17) ermittelten erforderlichen Kraftstoffabgabe­ rate (QP) abzugeben,
  • - und eine Energieversorgungs-Steuervorrichtung (19) zum Aus­ wählen entweder des von der Energieversorgungs-Berechnungs­ vorrichtung (18) berechneten Leistungsbetrags oder eines vorbestimmten Leistungsbetrags auf der Grundlage des Signals von der Kraftstoffstand-Überwachungseinrichtung (14). (Fig. 2)
5. Steuerungseinrichtung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungs-Steuereinrichtung (16) Folgendes enthält:
  • - eine Abgaberate-Ermittlungsvorrichtung (17) zum Ermitteln einer von der Kraftstoffpumpe (2) aufzubringenden erforder­ lichen Kraftstoffabgaberate (QP) auf der Grundlage des Si­ gnals der Kraftstoffstand-Überwachungseinrichtung (14) und einer Kraftstoffverbrauchsrate (QE) des Motors,
  • - eine Energieversorgungs-Berechnungsvorrichtung (18) zum Be­ rechnen eines der Kraftstoffpumpe (2) zuzuführenden Lei­ stungsbetrags, um die Kraftstoffpumpe in die Lage zu verset­ zen, Kraftstoff mit der von der Abgaberate-Ermittlungsvor­ richtung (17) ermittelten erforderlichen Kraftstoffabgabe­ rate (QP) abzugeben,
  • - und eine Energieversorgungs-Steuervorrichtung (19) zum Steu­ ern der der Kraftstoffpumpe (2) zugeführten Versorgungsener­ gie auf der Grundlage des von der Energieversorgungs-Berech­ nungsvorrichtung (18) berechneten Leistungsbetrags. (Fig. 5)
6. Steuerungsverfahren zum Betrieb einer Steuerungseinrichtung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungs-Steuereinrichtung (16), die der Kraftstoffpumpe (2) zugeführte Energie so steuert, daß, wenn der Kraftstoffstand (Dm) im Kraftstofftank (1) nicht niedriger als der vorbestimmte Kraftstoffstandschwellenwert (Lj) ist, die Kraftstoffpumpe (2) so angetrieben wird, daß sie Kraftstoff mit einer Abgaberate (QP) fördert, die gleich der Summe aus der Kraftstoffverbrauchsrate (QE) des Motors und einer zur Auf­ rechterhaltung des Betriebs des Kraftstoffzufuhrsystems erfor­ derlichen minimalen Abgaberate (QO) ist, und, wenn der Kraft­ stoffstand im Kraftstofftank (1) niedriger als der vorbe­ stimmte Kraftstoffstandschwellenwert ist, die Kraftstoffpumpe (2) mit einer festen Leistung so angetrieben wird, daß sie Kraftstoff mit der maximalen Abgaberate fördert. (Fig. 2, 3)
7. Steuerungsverfahren zum Betrieb einer Steuerungseinrichtung zum Beeinflussen einer Kraftstoffpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungs-Steuereinrichtung (16) die der Kraft­ stoffpumpe (2) zugeführte Energie so steuert, daß, wenn der Kraftstoffstand (Dm) im Kraftstofftank (1) nicht niedriger als der vorbestimmte Kraftstoffstandschwellenwert (Lj) ist, die Kraftstoffpumpe (2) so angetrieben wird, daß sie Kraftstoff mit einer Abgaberate (QP) fördert, die gleich der Summe aus der Kraftstoffverbrauchsrate (QE) des Motors und einer zur Auf­ rechterhaltung des Betriebs des Kraftstoffzufuhrsystems erfor­ derlichen minimalen Abgaberate (QO) ist, und, wenn der Kraft­ stoffstand im Kraftstofftank (1) niedriger als der vorbe­ stimmte Kraftstoffstandschwellenwert ist, die Kraftstoffpumpe (2) so angetrieben wird, daß sie Kraftstoff mit einer Abgabe­ rate fördert, die gleich der Summe aus der Kraftstoffver­ brauchsrate (QE) des Motors und einer solchen Antriebsdurch­ flußleistung (Qj) der Strahlpumpe (11) ist, daß die Strahlpumpe Kraftstoff von der zweiten Kammer (1c) in die erste Kammer (1b) mit einer Förderrate fördern kann, die gleich der Kraft­ stoffverbrauchsrate (QE) des Motors ist. (Fig. 5, 6)
8. Steuerungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Kraftstoffstandschwellenwert (Lj) einem unteren Kraftstoffgrenzwert im Kraftstofftank (1) entspricht, der einen Betrieb der Strahlpumpe (11) anfordert, damit in der zweiten Kammer (1c) des Kraftstofftanks (1) kein ungenutzter Kraftstoff zurückbleibt.
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