EP1117929B1 - Kraftstoffeinspritzsystem - Google Patents

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EP1117929B1
EP1117929B1 EP99970151A EP99970151A EP1117929B1 EP 1117929 B1 EP1117929 B1 EP 1117929B1 EP 99970151 A EP99970151 A EP 99970151A EP 99970151 A EP99970151 A EP 99970151A EP 1117929 B1 EP1117929 B1 EP 1117929B1
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EP
European Patent Office
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fuel
injection system
pump
filter
common rail
Prior art date
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EP99970151A
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EP1117929A1 (de
Inventor
Bernhard Arnold
Franz Wirzberger
Thomas Hofmann
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D33/00—Controlling delivery of fuel or combustion-air, not otherwise provided for
    • F02D33/003—Controlling the feeding of liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus ; Failure or leakage prevention; Diagnosis or detection of failure; Arrangement of sensors in the fuel system; Electric wiring; Electrostatic discharge
    • F02D33/006—Controlling the feeding of liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus ; Failure or leakage prevention; Diagnosis or detection of failure; Arrangement of sensors in the fuel system; Electric wiring; Electrostatic discharge depending on engine operating conditions, e.g. start, stop or ambient conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/3809—Common rail control systems
    • F02D41/3836—Controlling the fuel pressure
    • F02D41/3845—Controlling the fuel pressure by controlling the flow into the common rail, e.g. the amount of fuel pumped
    • 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
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047—Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/0052—Details on the fuel return circuit; Arrangement of pressure regulators
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a fuel injection system for an internal combustion engine according to the preamble of the claim 1 and a method for controlling a Injection system according to the preamble of the claim 9th
  • Diesel engines have been lagging behind for years technological development with catalysts equipped gasoline engines. Through development this technological advance was able to achieve new injection systems of petrol engines, however, has recently caught up become.
  • Direct injection systems have proven to be particularly powerful exposed where the from sucked into a fuel tank and pressurized Fuel of a common high pressure line, the so-called common rail and from there the injectors is fed.
  • Such fuel injection systems are also referred to in technology as common rail systems.
  • the fuel is made from a pre-feed pump Fuel tank sucked in and connected downstream High pressure pump to that required in the common rail Brought pressure of, for example, 1,400 bar.
  • the pressure in the common rail is controlled by a pressure control valve limited over which the excess, pressurized Fuel can be returned to the fuel tank (See EP-A-0 825 056).
  • the high pressure pump is designed as a variable displacement pump, different types, for example one throttled pump, one with an electric motor different speeds driven pump, one Pump with adjustable stroke ring or with adjustable Swashplate can be used.
  • the invention is based on the object a fuel injection system and a method for To create control of an injection system in which improves cold start behavior at low temperatures is.
  • the Cold start the high pressure pump is controlled such that this delivers a maximum output, so that accordingly also the one returned through the return line Fuel volume flow is maximum. That is, with this
  • the variable displacement pump is practically a constant pump operated with maximum delivery rate and heated Fuel essentially directly into the filter initiated.
  • the returned one Fuel also in the surge tank of the tank or in another line area between the fuel tank and filters are fed.
  • variable pump is preferably controlled depending on the fuel temperature, the is measured in the area of the filter.
  • duration of this Cold start control can then either depending on a predetermined time interval or after the temperature profile can be determined in the filter area.
  • this is Pressure regulating valve to limit the pressure in the common rail arranged in the return line, so that the circuitry Effort is minimized.
  • the leakage of the common rail injectors can either into the return line or directly into the Fuel tanks are fed.
  • the return line a valve device assigned via which the return line either with the fuel tank or the Line area between fuel tank and filter is connectable so that the common rail does not need Fuel quantity in the warm engine directly into the Fuel tank is returned.
  • the single figure shows a hydraulic circuit diagram of one Common rail diesel injection system, also called Memory injection system is called.
  • the common rail system 1 has one Diesel fuel tank 2 of common design. This is provided with a baffle, out of which the diesel fuel is pumped out.
  • the fuel tank 2 is connected to a fuel line 4 through which through the diesel fuel by means of a prefeed pump 6 can be pumped out of the fuel tank 2.
  • a Fuel filter 8 for example a screen or paper filter provided over the solids, for example Contamination or paraffin deposits from the diesel fuel are removable.
  • the one via the pre-feed pump 6 Pressurized diesel fuel becomes the suction side a high pressure pump 10 performed in the illustrated Embodiment designed as a variable displacement pump is.
  • Modern common rail injection systems require maximum pressures of up to 2,000 bar, so that preferably Radial piston pumps can be used as high pressure pumps.
  • variable displacement pump 10 for example as a suction throttled pump (similar to the construction in EP 0299337A2) or by an electric motor at different speeds or as a piston pump be designed with an adjustable stroke.
  • volume flow control valve 12 is provided in the embodiment shown as proportionally adjustable 2/2-way valve is executed.
  • volume flow control valve 12 can be in a blocking position bring so that the fuel supply to the high pressure pump 10 and thus interrupted to the common rail 14 becomes.
  • the control of the volume flow control valve 12 and / or the variable displacement pump 10 takes place via a control unit 16, via which injectors 18 of the common rail 14 controllable for fuel injection into the combustion chamber are.
  • the control of the variable pump 10 or of the volume flow control valve 12 takes place under other depending on the fuel temperature, which is detected by a temperature sensor 20. This can for example be arranged in the area of the fuel filter 8 be so that the diesel fuel temperature at the flow through the filter 8 is measured.
  • the aforementioned common rail 14 is via a Pressure line 22 with the pressure side of the high pressure pump 10 connected.
  • a return line branches from the pressure line 22 24 from the area of the input of the filter 8 opens into the fuel line 4.
  • a pressure control valve 26 is provided, via which the Pressure in the common rail 14 to a maximum value (for example about 1,500 bar) can be limited.
  • the amount of leakage from the injectors 18 and the excess amount the common rail 14 is indicated by a dashed line Connection line 28 into the return line 24 or fed into a tank line 30.
  • a cooling line 32 from the fuel line 4 the is led to cooling connections of the high pressure pump 10.
  • the means a subset of that supplied by the prefeed pump 6 Diesel fuel is used to cool the high pressure pump 10 used.
  • this subset could also be included in the Initiate return line 24, since the from the high pressure pump 10 emerging partial streams used for cooling a higher temperature than the diesel fuel in the fuel tank 2, and thus contributes to the Suppress paraffin excretion.
  • the volume flow control valve When the engine is cold started, the volume flow control valve is activated first 12 brought into a flow position, via the control unit 16 depending on the operating state of the engine is selected.
  • the diesel fuel is from the fuel tank via the pre-feed pump 6 2 sucked in and through the filter 8 to Pumped suction side of the high pressure pump 10.
  • Via the temperature sensor 20 becomes the fuel temperature in the range of the filter 8 measured and a corresponding signal Control unit 16 supplied.
  • the control unit specifies 16 control signals the volume flow control valve 12 and / or the adjusting device the high pressure pump 10.
  • the high pressure pump 10 and / or the volume flow control valve 12 set such that a maximum flow rate of diesel fuel is promoted to common rail 10.
  • the changeover of the injection system from the cold run control the warm-up process can be time-dependent or but take place depending on the temperature.
  • the prescribed cold run control during a predetermined time interval maintained, wherein this time interval is chosen such that even the most unfavorable Operating conditions reached the warm-up phase becomes.
  • the cold run control takes place depending on the filter temperature that is called the "normal" control of the variable displacement pump 10 only after the filter temperature has an upper Has exceeded the limit.
  • the return line 24 does not have to necessarily lead into the entrance area of the filter 8, but can be practically anywhere between the Fuel tank 2 and the filter 8 are provided.
  • the return line 24 can be in the entrance called surge tank of the fuel tank 2 open. It is essential that the recycled diesel fuel partial flow its thermal energy only in negligible Measure of the other, located in the fuel tank 2 Dispenses fuel or other materials, so that ensures a comparatively high filter temperature is.
  • a valve device in the return line 24 still a valve device can be provided via the the returning partial flow optionally to the entrance area the filter 8 or directly into the fuel tank 2 is traceable.
  • a fuel injection system for one Internal combustion engine and a method for controlling an Injection system, which is not required by a common rail Fuel into a return line Fuel line area between a fuel filter and is returned to a fuel tank. By this return the fuel is heated so that a Blockage of the filter can be prevented if the CFPP is undershot is.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Steuerung eines Einspritzsystems gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
Dieselmotoren hinkten lange Jahre in Bezug auf die technologische Weiterentwicklung den mit Katalysatoren ausgerüsteten Ottomotoren hinterher. Durch Entwicklung neuer Einspritzsysteme konnte dieser technologische Vorsprung der Ottomotoren jedoch in jüngster Zeit eingeholt werden. Als besonders leistungsfähig haben sich dabei Direkteinspritzsysteme herausgestellt, bei denen der aus einem Kraftstoffbehälter angesaugte und mit Druck beaufschlagte Kraftstoff einer gemeinsamen Hochdruckleitung, der sogenannten Common-Rail und von dort den Injektoren zugeführt wird. Derartige Kraftstoffeinspritzsysteme werden in der Technik auch als Common-Rail-Systeme bezeichnet.
Der Kraftstoff wird über eine Vorförderpumpe aus einem Kraftstoffbehälter angesaugt und über eine nachgeschaltete Hochdruckpumpe auf den in der Common-Rail erforderlichen Druck von beispielsweise 1.400 bar gebracht. Der Druck in der Common-Rail wird über ein Druckregelventil begrenzt, über das der überschüssige, druckbeaufschlagte Kraftstoff zum Kraftstoffbehälter zurückführbar ist (Siehe EP-A-0 825 056). Die Hochdruckpumpe ist als Verstellpumpe ausgeführt, wobei unterschiedliche Bauarten, beispielsweise eine sauggedrosselte Pumpe, eine von einem Elektromotor mit unterschiedlichen Drehzahlen angetriebene Pumpe, eine Pumpe mit verstellbarem Hubring oder mit verstellbarer Schrägscheibe verwendet werden können.
Bei modernen Common-Rail-Systemen erfolgt die Druckregelung in der Common-Rail häufig über ein der Verstellpumpe vorgeschaltetes Volumenstromregelventil (Saugdrosselventil), während das den Druck in der Common-Rail begrenzende Druckregelventil lediglich zum schnellen Druckabsenken benutzt wird.
Eine derartige Konstruktion ist in der EP 0299337A2 beschrieben. Der Vorteil derartiger Lösungen liegt darin, daß durch entsprechende Einstellung des Volumenstromregelventils nur die erforderliche Menge an Kraftstoff zur Hochdruckpumpe geführt wird, so daß die aus der Common-Rail zum Kraftstoffbehälter zurückgeführte Kraftstoffmenge minimal ist.
Ein Problem bei derartigen Einspritzsystemen ist, daß beispielsweise im Winter bei tiefen Außentemperaturen der Kraftstoffilter durch Paraffinausscheidungen verstopft werden kann. Um diese Gefahr auf ein Minimum zu verringern, sind Dieselkraftstoffe gemäß der Norm EN 116 in CFPP-Klassen (Cold-Filter-Plugging-Point) unterteilt. Diese CFPP-Klassen definieren jeweils untere Temperaturgrenzwerte, bei deren Unterschreitung Paraffinausscheidungen im Dieselkraftstoff auftreten können.
Zur Vermeidung derartiger Paraffinausscheidungen werden bei herkömmlichen Common-Rail-Systemen elektrisch beheizte Kraftstoffilter eingesetzt, die jedoch vergleichsweise aufwendig aufgebaut sind und nur mit einem erheblichen Energieaufwand zu betreiben sind.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftstoffeinspritzsystem sowie ein Verfahren zur Steuerung eines Einspritzsystemes zu schaffen, bei dem das Kaltstartverhalten bei tiefen Temperaturen verbessert ist.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Kraftstoffeinspritzsystems durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahren durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 9 gelöst.
Durch die Maßnahme, zwischen der Common-Rail und der Hochdruckpumpe eine im Leitungsbereich zwischen Kraftstoffbehälter und Kraftstoffilter mündende Rücklaufleitung abzweigen zu lassen, kann ein durch die Wirkung der Hochdruckpumpe und gegebenenfalls eines Saugdrosselventils erwärmter Kraftstoffteilstrom zum Eingang des Filters zurückgeführt werden, so daß ein Verstopfen des Kraftstoffilters erst bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als beim Stand der Technik erfolgt. Das heißt, durch die Teilrückführung einer erwärmten Kraftstoffmenge zum Filter ist das Starten des Motores auch deutlich unterhalb des CFPP des eingesetzten Kraftstoffes möglich.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird beim Kaltstart die Hochdruckpumpe derart angesteuert, daß diese eine maximale Fördermenge abgibt, so daß entsprechend auch der durch die Rücklaufleitung zurückgeführte Kraftstoffvolumenstrom maximal ist. Das heißt, bei dieser Variante wird die Verstellpumpe praktisch als Konstantpumpe mit maximaler Förderleistung betrieben und aufgeheizter Kraftstoff im wesentlichen direkt in den Filter eingeleitet. Bei einer alternativen Variante kann der zurückgeführte Kraftstoff auch in den Schwalltopf des Tanks oder in einen anderen Leitungsbereich zwischen Kraftstoffbehälter und Filter eingespeist werden.
Die Ansteuerung der Verstellpumpe erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur, die im Bereich des Filters gemessen wird. Die Dauer dieser Kaltstartregelung kann dann entweder in Abhängigkeit von einem vorbestimmten Zeitintervall oder nach dem Temperaturverlauf im Filterbereich bestimmt werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Druckregelventil zur Begrenzung des Drucks in der Common-Rail in der Rücklaufleitung angeordnet, so daß der schaltungstechnische Aufwand minimiert ist.
Die Leckage der Injektoren der Common-Rail kann entweder in die Rücklaufleitung oder aber direkt in den Kraftstoffbehälter eingespeist werden.
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Kraftstoffeinspritzsystems kann der Rücklaufleitung eine Ventileinrichtung zugeordnet werden, über die die Rücklaufleitung wahlweise mit dem Kraftstoffbehälter oder dem Leitungsbereich zwischen Kraftstoffbehälter und Filter verbindbar ist, so daß die von der Common-Rail nicht benötigte Kraftstoffmenge bei warmem Motor direkt in den Kraftstoffbehälter zurückgeführt wird.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Hydraulikschaltplan eines Common-Rail-Dieseleinspritzsystems, das auch als Speichereinspritzsystem bezeichnet wird.
Das erfindungsgemäße Common-Rail-System 1 hat einen Dieselkraftstoffbehälter 2 üblicher Bauart. Dieser ist mit einem Schwalltopf versehen, aus dem heraus der Dieselkraftstoff abgepumpt wird. Der Kraftstoffbehälter 2 ist an eine Kraftstoffleitung 4 angeschlossen, durch die hindurch der Dieselkraftstoff mittels einer Vorförderpumpe 6 aus dem Kraftstoffbehälter 2 abpumpbar ist. Zwischen dem Kraftstoffbehälter 2 und der Vorförderpumpe 6 ist ein Kraftstoffilter 8, beispielsweise ein Sieb- oder Papierfilter vorgesehen, über den Feststoffe, beispielsweise Verschmutzungen oder Paraffinausscheidungen aus dem Dieselkraftstoff entfernbar sind. Der über die Vorförderpumpe 6 druckbeaufschlagte Dieselkraftstoff wird zur Saugseite einer Hochdruckpumpe 10 geführt, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Verstellpumpe ausgeführt ist. Moderne Common-Rail-Einspritzsysteme erfordern Maximaldrücke von bis zu 2.000 bar, so daß bevorzugterweise Radialkolbenpumpen als Hochdruckpumpen eingesetzt werden.
Bei dem Gegenstand der Erfindung kommt es nicht auf die Bauart der Verstellpumpe 10 an. So kann diese beispielsweise als sauggedrosselte Pumpe (ähnlich der Konstruktion in der EP 0299337A2) oder von einem Elektromotor mit unterschiedlichen Drehzahlen oder als Kolbenpumpe mit verstellbarem Hub ausgebildet sein.
Zwischen der Druckseite der Vorförderpumpe 6 und der Saugseite der Hochdruckpumpe 10 ist in der Kraftstoffleitung 4 ein Volumenstromregelventil 12 vorgesehen, das beim gezeigten Ausführungsbeispiel als proportional verstellbares 2/2-Wegeventil ausgeführt ist. Durch entsprechende Ansteuerung des Volumenstromregelventils 12 wird die von der Vorförderpumpe 6 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 10 geförderte Dieselkraftstoffmenge in Abhängigkeit von der Belastung des Motors abgedrosselt, so daß stets die optimale Fördermenge in die stromabwärts der Hochdruckpumpe 10 angeordnete Common-Rail 14 gefördert wird. Das Volumenstromregelventil 12 läßt sich in eine Sperrstellung bringen, so daß die Kraftstoffzufuhr zur Hochdruckpumpe 10 und damit zur Common-Rail 14 unterbrochen wird.
Die Ansteuerung des Volumenstromregelventils 12 und/oder der Verstellpumpe 10 erfolgt über ein Steuergerät 16, über das auch Injektoren 18 der Common-Rail 14 zur Kraftstoffeinspritzung in den Verbrennungsraum ansteuerbar sind. Die Ansteuerung der Verstellpumpe 10 beziehungsweise des Volumenstromregelventils 12 erfolgt unter anderem in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur, die über einen Temperatursensor 20 erfaßt wird. Dieser kann beispielsweise im Bereich des Kraftstoffilters 8 angeordnet sein, so daß die Dieselkraftstofftemperatur bei der Durchströmung des Filters 8 gemessen wird.
Die vorstehend erwähnte Common-Rail 14 ist über eine Druckleitung 22 mit der Druckseite der Hochdruckpumpe 10 verbunden. Von der Druckleitung 22 zweigt eine Rücklaufleitung 24 ab, die im Bereich des Eingangs des Filters 8 in der Kraftstoffleitung 4 mündet. In der Rücklaufleitung 24 ist ein Druckregelventil 26 vorgesehen, über das der Druck in der Common-Rail 14 auf einen Maximalwert (beispielsweise etwa 1.500 bar) begrenzbar ist.
Die Leckagemenge der Injektoren 18 und die Überschußmenge der Common-Rail 14 wird über eine gestrichelt angedeutete Verbindungsleitung 28 in die Rücklaufleitung 24 oder in eine Tankleitung 30 eingespeist.
Zur Kühlung der Hochdruckpumpe 10 zweigt im Bereich zwischen der Vorförderpumpe 6 und der Hochdruckpumpe 10 eine Kühlleitung 32 von der Kraftstoffleitung 4 ab, die zu Kühlanschlüssen der Hochdruckpumpe 10 geführt ist. Das heißt, eine Teilmenge des von der Vorförderpumpe 6 gelieferten Dieselkraftstoffes wird zur Kühlung der Hochdruckpumpe 10 verwendet.
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel wird der zur Kühlung verwendete Dieselkraftstoffteilstrom über eine Kühlaustrittsleitung 34 in die Tankleitung 30 und somit zurück zum Kraftstoffbehälter 2 geführt. Prinzipiell ließe sich diese Teilmenge auch in die Rücklaufleitung 24 einleiten, da der aus der Hochdruckpumpe 10 austretende, zur Kühlung verwendete Teilstrom eine höhere Temperatur als der Dieselkraftstoff im Kraftstoffbehälter 2 aufweist, und somit dazu beiträgt, die Paraffinausscheidung zu unterdrücken.
Beim Kaltstart des Motors wird zunächst das Volumenstromregelventil 12 in eine Durchflußstellung gebracht, die über das Steuergerät 16 in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Motors gewählt wird. Der Dieselkraftstoff wird über die Vorförderpumpe 6 aus dem Kraftstoffbehälter 2 angesaugt und durch den Filter 8 hindurch zur Saugseite der Hochdruckpumpe 10 gefördert. Über den Temperatursensor 20 wird die Kraftstofftemperatur im Bereich des Filters 8 gemessen und ein entsprechendes Signal dem Steuergerät 16 zugeführt. In Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur gibt das Steuergerät 16 Steuersignale an das Volumenstromregelventil 12 und/oder die Verstelleinrichtung der Hochdruckpumpe 10 ab. Erfindungsgemäß werden die Hochdruckpumpe 10 und/oder das Volumenstromregelventil 12 derart eingestellt, daß eine maximale Fördermenge an Dieselkraftstoff zur Common-Rail 10 gefördert wird. Das heißt, durch entsprechende Ansteuerung wird die verhältnismäßig groß dimensionierte Verstellpumpe (Hochdruckpumpe 10) als Konstantpumpe mit maximaler Fördermenge betrieben, so daß eine Überschußmenge zur Common-Rail 14 geführt wird. Durch die Abdrosselung des Dieselkraftstoffes bei der Durchströmung des Volumenstromregelventils 12 und durch die zusätzliche Erwärmung innerhalb der Hochdruckpumpe 10 hat der zur Common-Rail 14 strömende Dieselkraftstoff eine wesentlich höhere Temperatur als der direkt aus dem kalten Kraftstoffbehälter 2 entnommene Kraftstoff. Eine Teilmenge dieses aufgeheizten Dieselkraftstoffes wird zum Eingang des Filters 8 zurückgeführt, so daß die Temperatur am Filter 8 auf einen Bereich oberhalb des CFPP ansteigt. Eine Paraffinausscheidung wird somit zuverlässig unterbunden, so daß ein Kaltstart auch unterhalb des CFPP möglich ist.
Nach Überschreiten einer vorbestimmten Warmlauftemperatur am Filter 8 oder in einem sonstigen Bereich des Kraftstoffeinspritzsystemes wird über das Steuergerät 16 ein Signal an die Verstellpumpe 10 und/oder das Volumenstromregelventil 12 abgegeben, so daß die Fördermenge zur Common-Rail verringert wird und praktisch nur der benötigte Dieselkraftstoffvolumenstrom von der Hochdruckpumpe 10 verdichtet werden muß.
Die Umstellung des Einspritzsystems von der Kaltlaufsteuerung zum Warmlaufverfahren kann zeitabhängig oder aber temperaturabhängig erfolgen. Im erstgenannten Fall wird die vorgeschriebene Kaltlaufsteuerung während eines vorbestimmten Zeitintervalls aufrecht erhalten, wobei dieser Zeitintervall derart gewählt ist, daß auch bei ungünstigsten Betriebsbedingungen die Warmlaufphase erreicht wird. Im letztgenannten Fall erfolgt die Kaltlauf-Steuerung in Abhängigkeit von der Filtertemperatur, daß heißt die "normale" Ansteuerung der Verstellpumpe 10 erfolgt erst, nachdem die Filtertemperatur einen oberen Grenzwert überschritten hat.
Selbstverständlich muß die Rücklaufleitung 24 nicht notwendigerweise im Eingangsbereich des Filters 8 münden, sondern kann praktisch an beliebiger Stelle zwischen dem Kraftstoffbehälter 2 und dem Filter 8 vorgesehen werden. So kann die Rücklaufleitung 24 beispielsweise im eingangs genannten Schwalltopf des Kraftstoffbehälters 2 münden. Wesentlich ist, daß der zurückgeführte Dieselkraftstoffteilstrom seine Wärmeenergie nur in vernachlässigbarem Maß an den sonstigen, im Kraftstoffbehälter 2 befindlichen Kraftstoff oder an sonstige Materialien abgibt, so daß eine vergleichsweise hohe Filtertemperatur gewährleistet ist.
Bei einer Variante könnte in der Rücklaufleitung 24 noch eine Ventileinrichtung vorgesehen werden, über die der zurücklaufende Teilstrom wahlweise zum Eingangsbereich des Filters 8 oder aber direkt in den Kraftstoffbehälter 2 zurückführbar ist.
Offenbart ist ein Kraftstoffeinspritzsystem für einen Verbrennungsmotor und ein Verfahren zur Steuerung eines Einspritzsystems, bei dem von einer Common-Rail nicht benötigter Kraftstoff über eine Rücklaufleitung in einen Kraftstoffleitungsbereich zwischen einem Kraftstoffilter und einem Kraftstoffbehälter zurückgeführt wird. Durch diese Rückführung wird der Kraftstoff erwärmt, so daß ein Verstopfen des Filters bei Unterschreiten des CFPP verhinderbar ist.

Claims (10)

  1. Einspritzsystem für einen Verbrennungsmotor, mit einer Vorförderpumpe (6) und einer Hochdruckpumpe (10), über die Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter (2) zu einer Common-Rail (14) förderbar ist, wobei stromaufwärts der Vorförderpumpe (6) ein Kraftstoffilter (B) vorgesehen ist, und wobei eine zwischen der Hochdruckpumpe (10) und der Common-Rail (14) abzweigende Rücklaufleitung (24) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Rücklaufleitung (24) in einem Kraftstoffleitungsbereich zwischen dem Kraftstoffbehälter (2) und dem Kraftstofffilter (8) mündet, und
    daß die Hochdruckpumpe (10) eine Verstellpumpe ist, und daß die Fördermenge in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur einstellbar ist.
  2. Kraftstoffeinspritzsystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (24) ein Druckbegrenzungsventil (26) vorgesehen ist.
  3. Kraftstoffeinspritzsystem nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (24) unmittelbar vor dem Kraftstofffilter (8) oder in einem dem Kraftstoffbehälter (2) zugeordneten Schwalltopf mündet.
  4. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche gekennzeichnet durch einen Temperatursensor (20) zur Erfassung der Kraftstofftemperatur.
  5. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Verbindungsleitung (28), über die Leckage der Injektoren (18) oder in der Common-Rail (14) nicht benötigter Kraftstoff in die Rücklaufleitung (24) einspeisbar ist.
  6. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühlleitung (32), über die Kraftstoff zur Kühlung der Hochdruckpumpe (10) abzweigbar ist, die wahlweise im Kraftstoffbehälter (2) oder im Bereich des Filters (8) mündet.
  7. Kraftstoffeinspritzsystem nach einem der vorhergenden Patentansprüche, gekennzeichnet durch eine Ventileinrichtung, über die die Rücklaufleitung (24) wahlweise mit dem Kraftstoffbehälter (2) oder mit dem Kraftstoffleitungsbereich zwischen dem Kraftstoffbehälter (2) und dem Filter (8) verbindbar ist.
  8. Verfahren zur Steuerung eines Einspritzsystems, bei dem der Kraftstoff über eine Vorförderpumpe (6) und eine Hochdruckpumpe (10) aus einem Kraftstoffbehälter (2) zu einer Common-Rail (14) gefördert wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
    Erfassen der Kraftstofftemperatur (T);
    Erhöhen der Fördermenge der Hochdruckpumpe bei Unterschreiten einer Grenztemperatur;
    Rückführen des in der Common-Rail (14) nicht benotigten Teilstroms in einen Kraftstoffleitungsbereich zwischen dem Kraftstoffbehälter (2) und dem Kraftstofffilter (8).
  9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpumpe (10) eine Verstellpumpe ist und bei Unterschreiten der Grenztemperatur als Konstantpumpe mit maximaler Förderleistung betrieben wird.
  10. Verfahren nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Fördermenge während eines vorbestimmten Zeitintervalls erfolgt oder in Abhängigkeit von der Kraftstofftemperatur gesteuert wird.
EP99970151A 1998-10-02 1999-09-13 Kraftstoffeinspritzsystem Expired - Lifetime EP1117929B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19845556 1998-10-02
DE19845556A DE19845556A1 (de) 1998-10-02 1998-10-02 Kraftstoffeinspritzsystem
PCT/DE1999/002896 WO2000020754A1 (de) 1998-10-02 1999-09-13 Kraftstoffeinspritzsystem

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1117929A1 EP1117929A1 (de) 2001-07-25
EP1117929B1 true EP1117929B1 (de) 2002-12-11

Family

ID=7883276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99970151A Expired - Lifetime EP1117929B1 (de) 1998-10-02 1999-09-13 Kraftstoffeinspritzsystem

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1117929B1 (de)
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