EP1109999B1 - Verfahren zum schnellen aufbau des kraftstoffdruckes in einem kraftstoffspeicher - Google Patents

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EP1109999B1
EP1109999B1 EP99952431A EP99952431A EP1109999B1 EP 1109999 B1 EP1109999 B1 EP 1109999B1 EP 99952431 A EP99952431 A EP 99952431A EP 99952431 A EP99952431 A EP 99952431A EP 1109999 B1 EP1109999 B1 EP 1109999B1
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EP
European Patent Office
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fuel
pump
valve
internal combustion
combustion engine
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EP99952431A
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EP1109999A1 (de
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Christoph Klesse
Martin Werner
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M63/00—Other fuel-injection apparatus having pertinent characteristics not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00; Details, component parts, or accessories of fuel-injection apparatus, not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M39/00 - F02M61/00 or F02M67/00; Combination of fuel pump with other devices, e.g. lubricating oil pump
    • F02M63/02—Fuel-injection apparatus having several injectors fed by a common pumping element, or having several pumping elements feeding a common injector; Fuel-injection apparatus having provisions for cutting-out pumps, pumping elements, or injectors; Fuel-injection apparatus having provisions for variably interconnecting pumping elements and injectors alternatively
    • F02M63/0225—Fuel-injection apparatus having a common rail feeding several injectors ; Means for varying pressure in common rails; Pumps feeding common rails
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M59/00—Pumps specially adapted for fuel-injection and not provided for in groups F02M39/00 -F02M57/00, e.g. rotary cylinder-block type of pumps
    • F02M59/20—Varying fuel delivery in quantity or timing
    • F02M59/34—Varying fuel delivery in quantity or timing by throttling of passages to pumping elements or of overflow passages, e.g. throttling by means of a pressure-controlled sliding valve having liquid stop or abutment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M59/38—Pumps characterised by adaptations to special uses or conditions
    • F02M59/42—Pumps characterised by adaptations to special uses or conditions for starting of engines

Definitions

  • the invention relates to a method for building up the fuel pressure in a fuel storage according to the preamble of claim 1.
  • the fuel is from a high pressure pump pumped into a fuel accumulator and injected into the combustion chamber of the internal combustion engine via injectors.
  • WO 95/25887 describes a method and an apparatus for Regulation of the fuel pressure in a fuel accumulator is known, in which a valve between a pre-feed pump and a volume flow controlled high pressure pump is provided, that regulates the fuel supply to the pump chamber of the high pressure pump. Depending on the position of the valve and the speed of the high-pressure pump, the pump room is empty, partially or entirely filled, causing the flow rate of the fuel from the high pressure pump in the fuel reservoir is determined.
  • EP-A-0 481 964 describes a common rail injection system a high pressure pump to supply a fuel storage known, an electromagnetic in the high pressure pump switchable valve is provided, with which a connection between high pressure outlet and low pressure area of the Pump can be opened and closed. With the help of the solenoid valve a sudden increase in pressure can reliably in fuel storage, the so-called common rail, also at occurring faults or malfunctions can be prevented. Because in this known arrangement between low pressure fuel pump and the high pressure pump no volume flow control is provided, the pump room of the high pressure pump constantly completely filled with fuel.
  • the object of the invention is to provide a method for rapid build-up of fuel pressure in the fuel accumulator to provide when starting an internal combustion engine.
  • the fuel supply during the shutdown process regulated to the high pressure pump so that the pump cylinder until the internal combustion engine stops and the High pressure pump to be filled, so the following Starting process regardless of the operating state of the previous one Switching off the high pressure pump largely or to provide completely filled pump room.
  • a High pressure pump reaches its maximum when the pump chamber is full Conveying capacity, which is advantageous when starting a faster Pressure build-up in the fuel accumulator is reached.
  • Figure 1 shows a common rail injection system with a Fuel tank 1, from which via a prefeed pump 2 Fuel filter 4 and an adjustable valve 5 to one High pressure pump 6 fuel is led.
  • the high pressure pump 6 is via a fuel line 8 to a fuel accumulator 9 connected.
  • the fuel accumulator 9 is equipped with injectors 13 in connection that the fuel from the fuel storage 9 in the combustion chamber of an internal combustion engine 14 inject.
  • the injectors 13 have leakage lines 15 on, which are led to the fuel tank 1.
  • the pre-feed pump 2 is driven by an electric motor 3.
  • the High-pressure pump 6 is driven by the internal combustion engine and turns with fixed gear ratios proportional to the engine speed of the internal combustion engine, where sufficient fuel pressure under all operating conditions is built up in the fuel storage.
  • a high-pressure pump 6 with a positive drive Pump pistons with constant stroke volume for pumping fuel and generating the fuel pressure in the fuel accumulator 9 used by the internal combustion engine 14 is driven.
  • the Flow rate high at high engine speed.
  • the adjustable valve 5 is used, the fuel flow reduced from the pre-feed pump to the high pressure pump 6, e.g. by changing the cross section of the inlet to the high pressure pump 6 through a valve 5, so that the pump chamber is only partially filled with fuel and the Delivery volume flow to the fuel accumulator is reduced accordingly.
  • the valve 5 is preferably a slide valve educated.
  • a valve 5 pro will point into a pump chamber Pump cylinder or a valve 5 for all pump cylinders used.
  • valve 5 is digital switchable valve designed for the duration of a Suction of the high pressure pump 6 temporarily opens or closes.
  • the duration of opening or closing and the times opening and closing during a suction process influence the desired degree of filling of the pump chamber High pressure pump 6.
  • This is preferably digitally switchable Valve 5 is designed as a seat valve.
  • valve 5 is a rotary slide valve trained that one with each pump revolution Dosable, pre-measured volume of the respective pumping rooms fed to the high pressure pump 6. The dosage is done by varying the angle between opening and closing the Inlets for the individual pump cylinders are synchronous to the angle Shaft of the high pressure pump 6 and thus depending on the Position of the pump pistons of the high pressure pump 6.
  • the prefeed pump 2 at least one pump cylinder with adjustable stroke volume on, whereby the pump chamber of the high pressure pump 6 is supplied Amount of fuel is affected.
  • the high pressure pump 6 can be designed as a variable displacement pump in which the stroke volume of the pump chamber can be adjusted is.
  • this is the fuel accumulator 9 amount of fuel supplied via the controllable Valve 5 set that with a first control line 7 a control unit 11 is connected.
  • the control unit 11 is connected to the injectors 13 via second control lines 12.
  • the control unit 11 is connected to a signal line with a pressure sensor 10 connected to the fuel accumulator 9 is connected.
  • An adjustable pressure valve 30 is via a third control line 31 to the control unit 11 connected.
  • the pressure valve 30 is used primarily for rapid pressure relief in the fuel accumulator 9, with excess fuel is passed into the fuel tank 1.
  • the control unit 11 controls the valve 5 and the pressure valve 30.
  • control unit 11 is on via a data line 16 the components of the internal combustion engine 14 connected.
  • valve 5 When switching off, the valve 5 is set to a predetermined Minimum cross-section opened. Because of the inertia the engine 14, the remaining engine range and pump revolutions around the pump chamber largely or completely to be filled with fuel, whereby the pre-feed pump 2 continue to operate until the internal combustion engine comes to a standstill becomes.
  • the high-pressure pump 6 preferably has a plurality of pumping spaces on, which are preferably all filled with fuel.
  • the High pressure pump 6 and the prefeed pump 2 from the internal combustion engine 14 driven and rotate with fixed Gear ratio proportional to the engine speed Internal combustion engine 14.
  • the prefeed pump 2 is preferred integrated in the housing of the high pressure pump 6.
  • valve 5 When the internal combustion engine 14 is switched off, this too Embodiment, the valve 5 to a predetermined minimum cross section turned on so that after the end of the shutdown process the pump chamber of the high pressure pump 6 largely or completely is filled with fuel. Because of the inertia the engine 14, the remaining engine range and pump revolutions to a large extent or fill completely with fuel.
  • the high pressure pump 6 powered by a motor.
  • Another embodiment of the low-pressure fuel control consists of an adjustable pre-feed pump to provide, which is designed to be adjustable in speed.
  • the the high pressure pump 6 and thus the fuel accumulator 9 amount of fuel supplied is from the control unit 11 via the The speed of the adjustable pre-feed pump is set.
  • the pre-feed pump is electrically controlled Motor driven.
  • the pump speed is either constant or depending on the engine speed of the internal combustion engine 14th
  • the controllable pre-feed pump is opened during the shutdown process set a minimum speed so that after the end of the shutdown process, i.e. after the internal combustion engine has come to a standstill 14 and the high pressure pump 6, the pump chamber of the high pressure pump 6 is largely or completely filled with fuel.
  • a Low-pressure fuel control with a pressure-controlled Prefeed pump are used by the control unit 11 is controlled via a fourth control line. Doing so the fuel flow supplied to the fuel accumulator 9 controlled the pressure in the pre-feed pump.
  • the target pressure in the pre-feed pump set to a minimum value so that the flow rate in the high pressure pump is so high that after the end of the shutdown process the pump chamber of the high pressure pump 6 largely or is completely filled with fuel.
  • the controllable valve 5 changes the cross section of the inlet channel to the pump room and can e.g. as a slide valve or Seat valve can be designed depending on the embodiment open or closed when de-energized.
  • FIG. 2 shows schematically the sequence of the method with which the control unit 11 the rapid build-up of the fuel pressure controls in the fuel storage 9.
  • the process can take the form of individual discrete components or in the form of a sequence program will be realized.
  • the starting point of the method is that preceding a starting process S.
  • Operation of the internal combustion engine (state I), the under any operating condition, e.g. Idling, full throttle, etc., is switched off (state II), which is a switch-off process A initiates.
  • the driver of the Vehicle an operating element, e.g. press the ignition key, whereby the control unit 11 is signaled that a Shutdown process should be initiated.
  • the control unit 11 controls the shutdown process.
  • the pump chamber of the high pressure pump 6 In most operating conditions during the operation of the Internal combustion engine, especially at partial load or idle, is the pump chamber of the high pressure pump 6 only partially Filled with fuel.
  • the delivery volume flow of the high pressure pump 6 depends on the filling level of the pump room.
  • the controllable pressure valve 30 is preferably depressurized, whereby the fuel pressure in the fuel accumulator 9 drops (state III).
  • the injectors 13 are no longer activated and spray no more fuel in the combustion chamber of the internal combustion engine 14, a possibly existing ignition system being switched off becomes.
  • the control unit 11 is preferably part of the engine control unit.
  • the fuel supply to the high pressure pump 6 and the high pressure pump 6 are described by means of those in the exemplary embodiments Means regulated by the control unit 11 so that until the internal combustion engine 14 and the high-pressure pump come to a standstill 6 (state IV) the pump chamber of the high pressure pump 6 is largely or completely filled with fuel (condition III). After the internal combustion engine 14 and the High-pressure pump 6 (state IV), control unit 11 closes all other calculations related to the vehicle from time to time turns off or goes into a standby state, with which the end of the shutdown process (V) is reached.
  • a starter drives the internal combustion engine 14.
  • Dependent of the ratio of the pump speed to the motor speed and the Starter motor speed can be more than one pump revolution Second.
  • the time delay between adjusting valve 5 and change of the delivery volume flow to the fuel accumulator 9 be more than half a pump revolution. A corresponding There is also a time delay in the others described Embodiments.
  • a high pressure pump reaches its maximum delivery rate a pump room completely filled with fuel.
  • the time delay would be up to to completely fill the pump room and to maximum yourself setting delivery volume flow amount to some 100 ms, whereby the pressure build-up in the fuel accumulator 9 accordingly would delay.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau des Kraftstoffdruckes in einem Kraftstoffspeicher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einem Common-Rail-Einspritzsystem wird der Kraftstoff von einer Hochdruckpumpe in einen Kraftstoffspeicher gepumpt und über Injektoren in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.
Aus WO 95/25887 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffspeicher bekannt, in dem ein Ventil zwischen einer Vorförderpumpe und einer volumentstromgeregelten Hochdruckpumpe vorgesehen ist, das den Kraftstoffzulauf zum Pumpraum der Hochdruckpumpe regelt. Abhängig von der Stellung des Ventils und der Drehzahl der Hochdruckpumpe ist der Pumpraum leer, teilweise oder ganz gefüllt, wodurch der Fördervolumenstrom des Kraftstoffs von der Hochdruckpumpe in den Kraftstoffspeicher bestimmt wird.
Aus EP-A-0 481 964 ist ein Common-Rail-Einspritzsystem mit einer Hochdruckpumpe zur Versorgung eines Kraftstoffspeichers bekannt, wobei in der Hochdruckpumpe ein elektromagnetisch schaltbares Ventil vorgesehen ist, mit welchem eine Verbindung zwischen Hochdruckausgang und Niederdruckbereich der Pumpe geöffnet und geschlossen werden kann. Mit Hilfe des Elektromagnetventils kann zuverlässig ein plötzlicher Druckanstieg im Kraftstoffspeicher, dem sog. Common-Rail, auch bei auftretenden Störungen oder Fehlfunktionen verhindert werden. Da bei dieser bekannten Anordnung zwischen Niederdruck-Kraftstoffpumpe und der Hochdruckpumpe keine Volumenstromregelung vorgesehen ist, ist der Pumpenraum der Hochdruckpumpe ständig völlig mit Kraftstoff gefüllt.
Bei Common-Rail Systemen für Diesel-Brennkraftmaschinen wird zum Starten der Brennkraftmaschine ein hoher Kraftstoffdruck benötigt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum schnellen Aufbau des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffspeicher beim Startvorgang einer Brennkraftmaschine bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In der Erfindung wird während des Abschaltvorgangs der Kraftstoffzulauf zur Hochdruckpumpe so geregelt, daß die Pumpenzylinder bis zum Stillstand der Brennkraftmaschine und der Hochdruckpumpe gefüllt werden, um so beim darauffolgenden Startvorgang unabhängig vom Betriebszustand des vorherigen Abschaltvorgangs der Hochdruckpumpe einen weitgehend oder vollständig gefüllten Pumpraum zur Verfügung zu stellen. Eine Hochdruckpumpe erreicht mit gefülltem Pumpraum ihre maximale Förderleistung, wodurch beim Start vorteilhaft ein schneller Druckaufbau im Kraftstoffspeicher erreicht wird.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen:
Figur 1
eine Common-Rail-Einspritzanlage mit einer volumenstromgeregelten Hochdruckpumpe,
Figur 2
den Ablauf eines Verfahrens zum schnellen Aufbau des Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffspeicher,
Figur 1 zeigt eine Common-Rail-Einspritzanlage mit einem Kraftstofftank 1, aus dem über eine Vorförderpumpe 2 über ein Kraftstoffilter 4 und einem regelbaren Ventil 5 zu einer Hochdruckpumpe 6 Kraftstoff geführt wird. Die Hochdruckpumpe 6 ist über eine Kraftstoffleitung 8 an einen Kraftstoffspeicher 9 angeschlossen. Der Kraftstoffspeicher 9 steht mit Injektoren 13 in Verbindung, die den Kraftstoff aus dem Kraftstoffspeicher 9 in den Brennraum einer Brennkraftmaschine 14 einspritzen. Die Injektoren 13 weisen Leckageleitungen 15 auf, die zum Kraftstofftank 1 geführt sind. Die Vorförderpumpe 2 wird über einen elektrischen Motor 3 angetrieben. Die Hochdruckpumpe 6 wird von der Brennkraftmaschine angetrieben und dreht sich mit festgelegten Übersetzungsverhältnissen proportional zur Motordrehzahl der Brennkraftmaschine, wobei unter allen Betriebsbedingungen ein ausreichender Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher aufgebaut wird.
Vorzugsweise wird eine Hochdruckpumpe 6 mit zwangsgeführten Pumpkolben mit konstantem Hubvolumen zum Fördern von Kraftstoff und Erzeugen des Kraftstoffdrucks in dem Kraftstoffspeicher 9 eingesetzt, die von der Brennkraftmaschine 14 angetrieben wird.
Der Fördervolumenstrom, der die von der Hochdruckpumpe 6 geförderten Kraftstoffmenge pro Zeiteinheit angibt, ist abhängig von dem Hubvolumen des Pumpraums der Hochdruckpumpe 6 und von der Pumpendrehzahl, wobei das Hubvolumen der geförderten Kraftstoffmenge pro Pumpenumdrehung entspricht. Somit ist der Fördervolumenstrom bei hoher Motordrehzahl hoch. Zur bedarfsabhängigen Reduzierung des Fördervolumenstroms wird niederdruckseitig das regelbare Ventil 5 eingesetzt, das den Kraftstoffzufluß von der Vorförderpumpe zur Hochdruckpumpe 6 verringert, z.B. durch Verändern des Querschnitts des Zulaufs zur Hochdruckpumpe 6 durch ein Ventil 5, so daß der Pumpraum nur noch teilweise mit Kraftstoff gefüllt ist und sich der Fördervolumenstrom zum Kraftstoffspeicher entsprechend verringert. Das Ventil 5 ist vorzugsweise als Schieberventil ausgebildet.
Zur Drosselung werden ein Ventil 5 pro in einen Pumpraum weisenden Pumpenzylinder oder ein Ventil 5 für alle Pumpenzylinder eingesetzt.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Ventil 5 als digital schaltbares Ventil ausgebildet, das während der Dauer eines Saugvorgangs der Hochdruckpumpe 6 zeitweise öffnet oder schließt. Die Dauer des Öffnens oder Schließens und die Zeitpunkte des Öffnens und Schließens während eines Saugvorgangs beeinflussen den gewünschten Füllgrad des Pumpraumes der Hochdruckpumpe 6. Vorzugsweise ist das digital schaltbare Ventil 5 als Sitzventil ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Ventil 5 als Drehschieberventil ausgebildet, das bei jeder Pumpenumdrehung ein dosierbares, vorab bemessenes Volumen den jeweiligen Pumpräumen der Hochdruckpumpe 6 zuzuführt. Die Dosierung erfolgt durch Variation des Winkels zwischen Öffnen und Schließen der Zuläufe bei den einzelnen Pumpzylinder winkelsynchron zur Welle der Hochdruckpumpe 6 und somit in Abhängigkeit von der Stellung der Pumpkolben der Hochdruckpumpe 6.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorförderpumpe 2 mindestens einen Pumpzylinder mit einstellbarem Hubvolumen auf, wodurch die dem Pumpraum der Hochdruckpumpe 6 zugeführte Kraftstoffmenge beeinflußt wird.
Weiterhin kann die Hochdruckpumpe 6 als Verstellpumpe ausgeführt werden, in der das Hubvolumen des Pumpraums verstellbar ist.
In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 1 wird die dem Kraftstoffspeicher 9 zugeführte Kraftstoffmenge über das regelbare Ventil 5 eingestellt, das über eine erste Steuerleitung 7 mit einem Steuergerät 11 verbunden ist. Das Steuergerät 11 ist über zweite Steuerleitungen 12 an die Injektoren 13 angeschlossen. Zudem steht das Steuergerät 11 über eine Signalleitung mit einem Drucksensor 10 in Verbindung, der am Kraftstoffspeicher 9 angeschlossen ist. Ein regelbares Druckventil 30 ist über eine dritte Steuerleitung 31 an das Steuergerät 11 angeschlossen.
Das Druckventil 30 dient vorwiegend zum schnellen Druckablassen im Kraftstoffspeicher 9, wobei überschüssiger Kraftstoff in den Kraftstofftank 1 geleitet wird. Das Steuergerät 11 steuert bzw. regelt das Ventil 5 und das Druckventil 30.
Weiterhin ist das Steuergerät 11 über eine Datenleitung 16 an die Komponenten der Brennkraftmaschine 14 angeschlossen.
Beim Abschaltvorgang wird das Ventil 5 auf einen vorgegebenen Mindestquerschnitt aufgesteuert. Aufgrund der Masseträgheit der Brennkraftmaschine 14 reichen die verbleibenden Motor- und Pumpenumdrehungen, um den Pumpraum weitgehend oder vollständig mit Kraftstoff zu füllen, wobei die Vorförderpumpe 2 bis zum Stillstand der Brennkraftmaschine weiterbetrieben wird.
Vorzugsweise weist die Hochdruckpumpe 6 mehrere Pumpräume auf, die vorzugsweise alle mit Kraftstoff gefüllt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Hochdruckpumpe 6 und die Vorförderpumpe 2 von der Brennkraftmaschine 14 angetrieben und drehen sich mit festgelegtem Übersetzungsverhältnis proportional zur Motordrehzahl der Brennkraftmaschine 14. Die Vorförderpumpe 2 ist dabei vorzugsweise in das Gehäuse der Hochdruckpumpe 6 integriert.
Beim Abschalten der Brennkraftmaschine 14 wird auch in dieser Ausführungsform das Ventil 5 auf einen vorgegebenen Mindestquerschnitt aufgesteuert, so daß nach Ende des Abschaltvorgangs der Pumpraum der Hochdruckpumpe 6 weitgehend oder vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist. Aufgrund der Masseträgheit der Brennkraftmaschine 14 reichen die verbleibenden Motor- und Pumpenumdrehungen, um den Pumpraum weitgehend oder vollständig mit Kraftstoff zu füllen.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Hochdruckpumpe 6 von einem Motor angetrieben werden.
Eine weitere Ausführungsform der niederdruckseitigen Kraftstoffregelung besteht darin, eine regelbare Vorförderpumpe vorzusehen, die in der Drehzahl regelbar ausgebildet ist. Die der Hochdruckpumpe 6 und damit die dem Kraftstoffspeicher 9 zugeführte Kraftstoffmenge wird vom Steuergerät 11 über die Drehzahl der regelbaren Vorförderpumpe eingestellt. Vorzugsweise wird die Vorförderpumpe über einen elektrisch regelbaren Motor angetrieben. Die Pumpendrehzahl ist entweder konstant oder abhängig von der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine 14.
Beim Abschaltvorgang wird die regelbare Vorförderpumpe auf eine Mindestdrehzahl eingeregelt, so daß nach Ende des Abschaltvorgangs, d.h. nach Stillstand der Brennkraftmaschine 14 und der Hochdruckpumpe 6, der Pumpraum der Hochdruckpumpe 6 weitgehend oder vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist.
Anstelle der drehzahlgeregelten Vorförderpumpe kann auch eine niederdruckseitige Kraftstoffregelung mit einer druckgeregelten Vorförderpumpe eingesetzt werden, die vom Steuergerät 11 über eine vierte Steuerleitung angesteuert wird. Dabei wird der dem Kraftstoffspeicher 9 zugeführte Kraftstoffstrom über den Druck in der Vorförderpumpe gesteuert.
Beim Abschaltvorgang wird der Solldruck in der Vorförderpumpe auf einen Minimalwert gestellt, so daß der Fördervolumenstrom in die Hochdruckpumpe so hoch ist, daß nach Ende des Abschaltvorgangs der Pumpraum der Hochdruckpumpe 6 weitgehend oder vollständig mit Kraftstoff gefüllt ist.
Das regelbare Ventil 5 verändert den Querschnitt des Zulaufkanals zum Pumpraum und kann z.B. als Schieberventil oder Sitzventil ausgeführt sein, das je nach Ausführungsform stromlos offen oder stromlos geschlossen ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden zur Regelung des Fördervolumenstroms der Hochdruckpumpe 6 ein oder mehrere Pumpzylinder abgeschaltet und beim Abschaltvorgang A alle Pumpzylinder wieder zugeschaltet, um ein Befüllen des gesamten Pumpraums sicherzustellen.
Der Fachmann wird eine vorteilhafte Einspritzanlage und Verfahren zum Aufbau des Kraftstoffdruckes im Kraftstoffspeicher abhängig von den gegebenen Randbedingungen auch aus Kombinationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele aufbauen.
Figur 2 zeigt schematisch den Ablauf des Verfahrens, mit dem das Steuergerät 11 den schnellen Aufbau des Kraftstoffdrucks im Kraftstoffspeicher 9 steuert. Das Verfahren kann in Form von einzelnen diskreten Bauelementen oder in Form eines Ablaufprogrammes realisiert werden.
Startpunkt des Verfahrens ist der einem Startvorgang S vorausgehenden Betrieb der Brennkraftmschine (Zustand I), die unter einem beliebigen Betriebszustand, z.B. Leerlauf, Vollgas, etc., abgeschaltet wird (Zustand II), was einen Abschaltvorgang A einleitet. Beispielsweise kann der Fahrer des Fahrzeugs ein Bedienelement, z.B. den Zündschlüssel, betätigen, wodurch dem Steuergerät 11 signalisiert wird, daß ein Abschaltvorgang eingeleitet werden soll. Das Steuergerät 11 steuert den Abschaltvorgang.
In den meisten Betriebszuständen während des Betriebs der Brennkraftmaschine, insbesondere bei Teillast oder Leerlauf, ist der Pumpraum der Hochdruckpumpe 6 nur teilweise mit Kraftstoff gefüllt. Der Fördervolumenstrom der Hochdruckpumpe 6 ist abhängig von dem Füllgrad des Pumpraums. Der Fördervolumenstrom der Hochdruckpumpe 6 wird abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine gesteuert und wird reduziert, indem der Pumpraum nur teilweise mit Kraftstoff befüllt wird.
Das regelbare Druckventil 30 wird vorzugsweise drucklos geschaltet, wodurch der Kraftstoffdruck im Kraftstoffspeicher 9 abfällt (Zustand III).
Die Injektoren 13 werden nicht mehr angesteuert und spritzen keinen Kraftstoff mehr in den Brennraum der Brennkraftmaschine 14 ein, wobei eine evt. vorhandene Zündanlage ausgeschaltet wird.
Ein Motorsteuergerät arbeitet noch bis zu einer Minute nach Stillstand der Brennkraftmaschine, um z.B. diverse Rechenoperationen abzuschließen. Daher können die für das Verfahren zum schnellen Druckaufbau nötigen Steuer- und Regelungsvorgänge vom Motorsteuergerät während des Abschaltvorgangs der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. Das Steuergerät 11 ist dabei vorzugsweise Teil des Motorsteuergerätes.
Der Kraftstoffzulauf zur Hochdruckpumpe 6 und die Hochdruckpumpe 6 werden mittels der in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Mittel von dem Steuergerät 11 so geregelt, daß bis zum Stillstand der Brennkraftmaschine 14 und der Hochdruckpumpe 6 (Zustand IV) der Pumpraum der Hochdruckpumpe 6 weitgehend oder vollständig mit Kraftstoff gefüllt wird (Zustand III). Nach Stillstand der Brennkraftmaschine 14 und der Hochdruckpumpe 6 (Zustand IV) schließt das Steuergerät 11 alle übrigen, das Fahrzeug betreffenden Rechenvorgänge ab und schaltet sich aus oder geht in einen Standby-Zustand über, womit das Ende des Abschaltvorgangs (V) erreicht ist.
Die im Ablaufdiagramm parallel dargestellten Vorgänge (Zustand III) können in weiteren Ausführungsformen auch in anderer Reihenfolge hintereinander ablaufen.
Zum Einleiten des darauffolgenden Startvorgangs S betätigt der Fahrer des Fahrzeugs mit der Brennkraftmaschine 14 ein Bedienelement, z.B. den Zündschlüssel, wodurch dem Steuergerät 11 signalisiert wird, daß die Brennkraftmaschine einzuschalten ist. Das Steuergerät 11 wird aktiviert und den Startvorgang S beginnt (Zustand VI).
Ein Anlasser treibt die Brennkraftmaschine 14 an. Abhängig vom Verhältnis der Pumpendrehzahl zur Motordrehzahl und der Drehzahl des Anlassers kann eine Pumpenumdrehung mehr als eine Sekunde dauern.
Die Zeitverzögerung zwischen Verstellen des Ventils 5 und Änderung des Fördervolumenstroms zum Kraftstoffspeicher 9 kann mehr als eine halbe Pumpenumdrehung betragen. Eine entsprechende Zeitverzögerung ergibt sich auch bei den weiteren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Beim Startvorgang S wird der Kraftstoffzufluß zur Hochdruckpumpe 6, z.B. durch Aufregeln des Ventils 5 vorzugsweise maximiert.
Bei den in WO 98/25887 angegebenen volumenstromgeregelten Common-Rail Systemen ist nach Stillstand der Brennkraftmaschine abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine unmittelbar vor dem Abschaltvorgang, z.B. Leerlauf, Lastbetrieb, Vollgas, der Pumpraum der Brennkraftmaschine und der Hochdruckpumpe leer, teilweise oder vollständig mit Kraftstoff gefüllt.
Eine Hochdruckpumpe erreicht ihre maximale Förderleistung bei einem vollständig mit Kraftstoff gefüllten Pumpraum. Wäre zu Beginn des Startvorgangs S der Pumpraum leer oder nur teilweise mit Kraftstoff gefüllt, würde die Zeitverzögerung bis zum vollständigen Füllen des Pumpraums und zum maximal sich einstellenden Fördervolumenstrom einige 100 ms betragen, wodurch sich der Druckaufbau im Kraftstoffspeicher 9 entsprechend verzögern würde.
Durch das beschriebene Regeln des Kraftstoffzulaufs beim Abschaltvorgang A (Zustand I bis V) wird diese Zeitverzögerung vermieden, der Hochdruck im Kraftstoffspeicher 9 baut sich schnell auf, wobei vorzugsweise nach Erreichen des Solldrucks die Kraftstoffeinspritzung beginnt. Nach Anspringen der Brennkraftmaschine 14 ist der Startvorgang S beendet (Zustand VII).

Claims (7)

  1. Verfahren zum schnellen Aufbau des Kraftstoffdrucks in einem Kraftstoffspeicher (9), wobei
    eine Hochdruckpumpe (6) Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher (9) fördert und dadurch der Kraftstoffdruck aufgebaut wird,
    die Hochdruckpumpe (6) einen Pumpraum aufweist, in dem ein Pumpkolben den zugeführten Kraftstoff in den Kraftstoffspeicher (9) pumpt,
    der Pumpraum zumindest in einigen Betriebszuständen der Brennkraftmaschine nur teilweise mit Kraftstoff gefüllt wird,
    dadurch gekennzeichet, daß
    während jedes Abschaltvorgangs (A) einer Brennkraftmaschine (14) der Kraftstoffzufluß zum Pumpraum so geregelt wird, daß der Pumpraum weitgehend oder vollständig mit Kraftstoff gefüllt wird, und
    dadurch beim darauffolgenden Startvorgang (S) der Brennkraftmaschine (14) die Hochdruckpumpe (6) mit weitgehend oder vollständig gefülltem Pumpraum zu fördern beginnt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet,
    daß der Fördervolumenstrom der Hochdruckpumpe (6) abhängig vom Füllgrad des Pumpraums ist.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichet,
    daß der Pumpraum unabhängig von den vor Beginn des Abschaltvorgangs (A) auftretenden Betriebszuständen der Brennkraftmaschine (14) weitgehend oder vollständig mit Kraftstoff gefüllt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichet,
    daß während des Abschaltvorgangs (A) der Kraftstoffzufluß zum Pumpraum auf einen vorgegebenen Mindestfördervolumenstrom gesteuert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichet,
    daß der Kraftstoffzufluß zum Pumpraum von einem dem Pumpraum vorgeschalteten regelbaren Ventil (5) gesteuert wird, wobei das Ventil (5) während des Abschaltvorgangs (A) auf einen vorgegebenen Mindestquerschnitt geöffnet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichet,
    daß der Kraftstoffzufluß zum Pumpraum von einer dem Pumpraum vorgeschalteten Vorförderpumpe (2) gesteuert wird, wobei die Vorförderpumpe (2) während des Abschaltvorgangs (A) auf einen vorgegebenen Mindestfördervolumenstrom gesteuert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gegennzeichet,
    daß das Ventil (5) als Schieberventil, Drehschieberventil oder Sitzventil ausgebildet ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007026834A1 (de) 2007-06-06 2008-12-11 Hydraulik-Ring Gmbh Elektromagnetisches Regelventil und Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
DE102009057403A1 (de) * 2009-12-08 2011-06-09 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Betreiben einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102010008812A1 (de) * 2010-02-22 2011-08-25 Continental Automotive GmbH, 30165 Pumpeinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Pumpeinrichtung

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19937673A1 (de) * 1999-08-10 2001-02-22 Siemens Ag Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
DE10237586A1 (de) * 2002-08-16 2004-02-26 Robert Bosch Gmbh Kraftstoffeinspritzeinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102013220488B4 (de) * 2013-10-10 2017-05-04 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Kraftstoffpumpe während der ersten Betriebsstunden

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5058553A (en) * 1988-11-24 1991-10-22 Nippondenso Co., Ltd. Variable-discharge high pressure pump
EP0752061B1 (de) * 1994-03-23 1999-01-27 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zur einspritzung von kraftstoff in die zylinder einer brennkraftmaschine
DE19727413A1 (de) * 1997-06-27 1999-01-07 Bosch Gmbh Robert Kraftstoffeinspritzsystem für Brennkraftmaschinen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007026834A1 (de) 2007-06-06 2008-12-11 Hydraulik-Ring Gmbh Elektromagnetisches Regelventil und Einspritzanlage für eine Brennkraftmaschine
DE102009057403A1 (de) * 2009-12-08 2011-06-09 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Betreiben einer Kraftstoffversorgungseinrichtung für eine Brennkraftmaschine
DE102010008812A1 (de) * 2010-02-22 2011-08-25 Continental Automotive GmbH, 30165 Pumpeinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Pumpeinrichtung

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