EP1566536A1 - Kraftstoffversorgungssystem und Verfahren zur Regelung der Kraftstoffversorgung - Google Patents

Kraftstoffversorgungssystem und Verfahren zur Regelung der Kraftstoffversorgung Download PDF

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EP1566536A1
EP1566536A1 EP05002223A EP05002223A EP1566536A1 EP 1566536 A1 EP1566536 A1 EP 1566536A1 EP 05002223 A EP05002223 A EP 05002223A EP 05002223 A EP05002223 A EP 05002223A EP 1566536 A1 EP1566536 A1 EP 1566536A1
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EP
European Patent Office
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fuel
pressure
line
internal combustion
combustion engine
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EP05002223A
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English (en)
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EP1566536B1 (de
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Stefan Wolters
Gerd Rosemann
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TI Automotive Neuss GmbH
Original Assignee
TI Automotive Neuss GmbH
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Publication date
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Publication of EP1566536B1 publication Critical patent/EP1566536B1/de
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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
    • 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
    • F02M37/04—Feeding by means of driven pumps
    • F02M37/08—Feeding by means of driven pumps electrically driven
    • F02M37/10—Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir
    • F02M37/106—Feeding by means of driven pumps electrically driven submerged in fuel, e.g. in reservoir the pump being installed in a sub-tank
    • 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
    • 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
    • F02M37/02—Feeding by means of suction apparatus, e.g. by air flow through carburettors
    • F02M37/025—Feeding by means of a liquid fuel-driven jet pump

Definitions

  • the invention relates to a fuel supply system for supplying a Internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with fuel and a method for controlling the fuel supply of an internal combustion engine.
  • the object of the invention is to provide a compact fuel supply system and a method for controlling the fuel supply of an internal combustion engine to provide, respectively, when starting the internal combustion engine a reliable Ensuring fuel supply.
  • the fuel supply system for supplying a Internal combustion engine with fuel has an electric fuel pump, the a fuel tank, for example one half of a saddle tank assigned and in particular within the fuel tank or the saddle tank half is arranged.
  • a fuel line leads to the internal combustion engine.
  • a Return line for returning fuel to the fuel pump connected.
  • the recycled through the return line Fuel to the tank half of a saddle tank to which the fuel pump is assigned, returned and / or to a swirl pot, which the Fuel pump is assigned.
  • With the fuel line is a derivative connected to supply the fuel pump one or more in the Fuel tank arranged to operate Saugstrahlpumpen.
  • the fuel supply system has a pressure control system that both the Connection of the derivative with the fuel line as well as the connection of Return line with the fuel line controls.
  • the pressure control system opens, or closes the connection of the derivative to the fuel line at a first Pressure and opens, or closes the connection of the return line with the Fuel line at a second pressure, wherein the pressure control system the Discharge and the return line with increasing pressure opens and at falling pressure closes.
  • the fuel supply system according to the invention can thus be designed very compact.
  • the starting process of the Internal combustion engine with the aid of the invention Fuel supply system so fast that the particular in Baffle existing fuel is sufficient to start even without to accomplish the operation of a suction jet pump.
  • the drain is opened for operation of the suction jet pump, before the return line is opened.
  • the first print in which the Connection of the derivative to the fuel line is opened, so is lower as the second pressure, in which the connection of the return line with the Fuel line is opened so that the pressure control system different Operating pressures to branch fuel from the fuel line.
  • the pressure control system with the Derivative connected first pressure regulator and one with the return line connected second pressure regulator.
  • the pressure regulators are in particular mechanical pressure regulator, such. B. check valves that at a certain Pressure, d. H. at the first pressure, or the second pressure to be actuated and the discharge, or return line in particular with a throughput open or close the proportional characteristic.
  • B. check valves that at a certain Pressure, d. H. at the first pressure, or the second pressure to be actuated and the discharge, or return line in particular with a throughput open or close the proportional characteristic.
  • the pressure control system may have a 3/3-way valve on the input side with the fuel line and on the output side with each the return line and the derivative is connected.
  • a first Switching state of the 3/3-way valve are both the derivative and the Return line disconnected from the fuel line.
  • a second Switching state in which the 3/3-way valve switches at the first pressure, the drain is connected to the fuel line while the Return line remains closed.
  • the 3/3-way valve switches in a third switching state, in which both the derivative as also the return line are connected to the fuel line. If the first Pressure and the second pressure have the same amount, can also be a valve with only two switching states, d. H.
  • a 3/2-way valve can be used at in a first switching state, the derivative with the return line are separated and in the second switching state, both the derivative and the return line are connected to the fuel line.
  • the pressure control system can be very compact and designed to save space.
  • Pressure control system preferably connected to a pressure measuring device, through which the pressure control system is controlled.
  • the Control of the pressure control system the pressure of the fuel line measured, so that the first pressure and the second pressure are pressures of the Fuel line is.
  • the pressure measurement is preferably hydraulic, for example via a pressure measuring system with a baffle plate or the like.
  • the fuel line to a pressure-holding valve.
  • the Pressure-holding valve is in particular as close as possible to the fuel pump arranged.
  • the pressure-maintaining valve closes directly to the Fuel pump, so that the pressure-holding valve between the fuel pump and the fuel line is arranged.
  • the pressure holding valve is achieved that after switching off the internal combustion engine as possible large part of the fuel line is filled with fuel, which is a pressure of has more than 1 bar.
  • the fuel line is not only for Conveying fuel but also used for storing fuel because the fuel in the fuel line has a pressure, even without a Conveying the fuel pump to supply the internal combustion engine is sufficient.
  • another pressure-holding valve for example a retention valve, be provided to the area of the fuel line, which also after the Turning off the engine is under increased pressure, exactly to be able to define.
  • the invention further relates to a method for controlling the fuel supply an internal combustion engine, through the particularly simple an improved Starting behavior of a particular arranged in a motor vehicle Internal combustion engine is achieved.
  • the internal combustion engine started. With the start of the Internal combustion engine becomes the Bennkraftmaschine from a fuel having a fuel line connected to a fuel pump, provided. Thereafter, with the help of the fuel pump in the fuel Promoted fuel line. By pumping the fuel pump rises Pressure in the fuel line. Subsequently, a previously closed Discharge opened with the fuel line and at least one Suction jet pump is connected. The opening of the derivative takes place at a first pressure, which is chosen so that the internal combustion engine starts safely.
  • the pressure in the discharge increases in particular through the resistance of the suction jet nozzle (s) until the discharge pressure in Is substantially equal to the second pressure.
  • a previously closed return line which is connected to the fuel line is and returns fuel to the fuel pump. Opening the Return line is at a second pressure, which is the design pressure, d. H. the operating pressure of the internal combustion engine is. If the first pressure and the second pressure is identical, the opening of the derivative and the Return line at the same time.
  • the first pressure lower than the second pressure, so that the Drain is opened before the return line.
  • the Fuel line preferably when starting the internal combustion engine pressure of more than 1 bar. It will be so before starting the engine in the fuel line provided a pressure of more than 1 bar.
  • the internal combustion engine switched off.
  • the electrical Fuel pump is no longer supplied with electricity, the pressure drops in the Fuel line off.
  • the return line at the second Pressure closed.
  • the derivative becomes closed. If the first pressure and the second pressure should be identical, the return line and the drain are closed simultaneously.
  • the closure of the derivative takes place in particular the process step that the Fuel line is closed by means of a pressure holding valve. Thereby the pressure in the fuel line remains slightly lower than the first one Pressure is exist.
  • Particularly preferred is for the inventive Method as above-described fuel supply system used.
  • Fuel supply system is an electric fuel pump 10 within a surge pot 12 is arranged in a tank 14, the tank 14 in the illustrated embodiment is a saddle tank.
  • the fuel pump 10 is connected via a pressure-maintaining valve 16 to a fuel line 18, the an internal combustion engine 20 leads.
  • a Return line 22 connected to the part of the fuel pump 10th subsidized fuel in the swirl pot 12 leads back. By doing that Part of the pumped fuel is conveyed in a circle, the cooling of the Fuel pump 10 improved.
  • With the fuel line 18 is also a Discharge 24 connected via which a part of the pumped fuel to a Suction jet pump 26 is promoted.
  • the derivative 24 can be opened by means of a first pressure regulator 28 or getting closed.
  • the first pressure regulator 28 is at a first pressure actuated, wherein at an increasing pressure in the fuel line 10 the Open connection to the drain 24 and a falling pressure in the Fuel line 18 is closed.
  • the return line 22 a second pressure regulator 30, the connection between the Return line 23 and the fuel line 18 opens at a second pressure or closes.
  • a rising pressure in the fuel line 18 is the Connection of the return line 22 to the fuel line 18 is open and at a decreasing pressure in the fuel line 18 is closed.
  • a second embodiment (Fig. 2), the drain 24 and the Return line 22 via a common intermediate line 32 with the Fuel line 18 connected.
  • the intermediate line 32 leads to a Branching 34 in the derivative 24 and the return line 22 of the Intermediate line 32 are connected.
  • the first pressure regulator 28 by a first check valve 36 and the second pressure regulator 30 through a second check valve 38th educated.
  • the check valves 36, 38 are in particular designed such the check valve 36 opens at a lower pressure than the second one Check valve 38.
  • a third embodiment of the fuel supply system in comparison to the illustrated in Fig. 2 fuel supply system the Check valves 36, 38 and the branch 34 through a 3/3-way valve 40 replaced.
  • On an input side 42 of the 3/3-way valve 40 is the Interconnect 32 connected and at an output side 44 of the 3/3 Route system 40 are the derivative 24 and the return line 24th connected.
  • a first switching state 46 the derivative 24 and the Return line 22 closed.
  • a second switching state is the Lead 24 open, d. H. connected to the fuel line 18 while the Return line 22 is closed.
  • a third switching state 50 are both the derivative 24 and the return line 22 is opened and with the Fuel line 18 connected.
  • the individual switching states 46, 48, 50 starting at the first switching state 46 through by at of the embodiment shown in FIG. 3, the 3/3-way valve 40 in the direction of the arrow 52 is moved.
  • the individual switching states 46, 48, 50 starting at the third Switching state 50 by passing the 3/3-way valve 40 in the direction of Arrow 54 is moved.
  • a Pressure measuring device 56 is provided which, depending on the in the Fuel line 18 measured pressure the individual switching states 46, 48, 50th controls.
  • the fuel supply system thus has Pressure control system 58, which in the first embodiment (Fig two pressure regulators 28, 30, a second embodiment (Fig. 3) through the Branching 34 and the check valves 36, 38 and in the third Embodiment (Fig. 3) is formed by the 3/3-way valve 40.

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Abstract

Ein Kraftstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine (20) mit Kraftstoff weist eine mit einem Kraftstofftank (14) angeordnete elektrische Kraftstoffpumpe (10) auf. Mit der Kraftstoffpumpe (10) ist eine zu der Brennkraftmaschine (29) führende Kraftstoffleitung (18) verbunden. Mit der Kraftstoffleitung (18) ist eine Rückführleitung (22) verbunden, die Kraftstoff zu der Kraftstoffpumpe (10) hin zurückführt. Ferner ist mit der Kraftstoffleitung (18) eine Ableitung (24) verbunden, über die eine in dem Kraftstofftank (14) angeordnete Saugstrahlpumpe (26) betrieben wird. Das Kraftstoffversorgungssystem weist ein Druckregelsystem (58) auf, das bei einem ersten Druck die Verbindung der Ableitung (24) zur Kraftstoffleitung (18) öffnet, bzw. schließt und bei einem zweiten Druck die von der Verbindung der Rückführleitung (22) mit der Kraftstoffleitung (18) öffnet, bzw. schließt. Die Ableitung (24) und die Rückführleitung (22) werden von dem Druckregelsystem (58) bei ansteigendem Druck geöffnet und bei abfallendem Druck geschlossen. Beim Starten der Brennkraftmaschine (20) ist die Kraftstoffleitung (18) somit nur mit der Brennkraftmaschine (20) verbunden, so dass der Startvorgang beschleunigt wird, wodurch die elektrische Kraftstoffpumpe (10) schneller mit ausreichend Strom versorgt wird, so dass die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine (20) verbessert ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit Kraftstoff sowie ein Verfahren zur Regelung der Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine.
Zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff ist es bekannt, eine elektrische Kraftstoffpumpe in einem Kraftstofftank anzuordnen, die über eine Kraftstoffleitung Kraftstoff zur Brennkraftmaschine fördert. Aus DE 199 48 170 A1 ist es bekannt, einen Teil des geförderten Kraftstoffs über eine Ableitung abzuführen, um damit eine Saugstrahlpumpe zu betreiben. Durch den Betrieb der Saugstrahlpumpe ist es möglich, ein in einem Schwalltopf angeordnete Kraftstoffpumpe ausreichend mit Kraftstoff zu versorgen, damit die Kraftstoffpumpe genügend Kraftstoff zur Versorgung der Brennkraftmaschine fördert. Ferner ist es bekannt, einen Teil des von der Kraftstoffpumpe geförderten Kraftstoffs über eine Rückführleitung zur Kraftstoffpumpe, insbesondere in den Schwalltopf zurückzuführen. Dadurch, dass ein Teil des geförderten Kraftstoffs im Kreis gefördert wird, wird die Kühlung der Kraftstoffpumpe erheblich verbessert.
Bei derartigen Kraftstoffversorgungssystemen ist die elektrische Kraftstoffpumpe und/ oder die Anzahl der verwendeten Saugstrahlpumpen bewusst überdimensioniert, um beim Starten der Brennkraftmaschine, wenn nur eine niedrige Bordspannung zum Betrieb der elektrischen Kraftstoffpumpe vorhanden ist, ausreichend mit Kraftstoff zu versorgen. Auf Grund der Überdimensionierung sind derartige Kraftstoffversorgungssysteme teuer und benötigen entsprechend großen Bauraum. Ferner dauert es sehr lange, bis nach dem Starten der gewünschte Betriebszustand der Brennkraftmaschine erreicht ist, da ein großer Teil der geförderten Kraftstoffmenge nicht für die Brennkraftmaschine sondern für die vorgesehenen Saugstrahlpumpen verwendet wird.
Ferner ist es aus DE 199 48 170 A1 bekannt, die Förderleistung der elektrischen Kraftstoffpumpe in Abhängigkeit von dem Druck in der Kraftstoffleitung zu regeln. Da insbesondere beim Starten der Brennkraftmaschine der Verlauf der Bordspannung nicht vollständig bekannt ist, ist eine zuverlässige Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine durch eine Regelung der Kraftstoffpumpe nicht möglich. Um auch beim Starten der Brennkraftmaschine eine zuverlässige Kraftstoffversorgung sicherzustellen, ist somit eine bewusste Überdimensionierung des verwendeten Kraftstoffversorgungssystem erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kompaktes Kraftstoffversorgungssystem und ein Verfahren zur Regelung der Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die jeweils beim Starten der Brennkraftmaschine eine zuverlässige Kraftstoffversorgung gewährleisten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kraftstoffversorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff weist eine elektrische Kraftstoffpumpe auf, die einem Kraftstofftank, beispielsweise einer Hälfte eines Satteltanks, zugeordnet und insbesondere innerhalb des Kraftstofftanks bzw. der Satteltankhälfte angeordnet ist. Mit der Kraftstoffpumpe ist ein Kraftstoffleitung verbunden, die zur der Brennkraftmaschine führt. Mit der Kraftstoffleitung ist eine Rückführleitung zur Rückfuhr von Kraftstoff zu der Kraftstoffpumpe hin verbunden. Beispielsweise wird der durch die Rückführleitung zurückgeführte Kraftstoff zu der Tankhälfte eines Satteltanks, dem die Kraftstoffpumpe zugeordnet ist, zurückgeführt und/ oder zu einem Schwalltopf, dem die Kraftstoffpumpe zugeordnet ist. Mit der Kraftstoffleitung ist eine Ableitung verbunden, um zur Versorgung der Kraftstoffpumpe eine oder mehrere in dem Kraftstofftank angeordnete Saugstrahlpumpen zu betreiben. Erfindungsgemäß weist das Kraftstoffversorgungssystem ein Druckregelsystem auf, das sowohl die Verbindung der Ableitung mit der Kraftstoffleitung als auch die Verbindung der Rückführleitung mit der Kraftstoffleitung steuert. Das Druckregelsystem öffnet, bzw. schließt die Verbindung der Ableitung zur Kraftstoffleitung bei einem ersten Druck und öffnet, bzw. schließt die Verbindung der Rückführleitung mit der Kraftstoffleitung bei einem zweiten Druck, wobei das Druckregelsystem die Ableitung und die Rückführleitung bei ansteigendem Druck öffnet und bei abfallendem Druck schließt. Das bedeutet, dass die Ableitung und die Rückführleitung beim Start der Brennkraftmaschine geschlossen sind und erst nachdem die elektrische Kraftstoffpumpe durch das Fördern von Kraftstoff in der Kraftstoffleitung einen entsprechend hohen Druck aufgebaut hat, die Rückführleitung und die Ableitung geöffnet sind.
Dadurch, dass erfindungsgemäß beim Starten der Brennkraftmaschine sowohl die Rückführleitung als auch die Ableitung geschlossen sind, steht die gesamte, beim Starten der Brennkraftmaschine verhältnismäßig geringe, sofern überhaupt vorhandene Förderleistung allein zur Versorgung der Brennkraftmaschine zur Verfügung. Dadurch, dass beim Start allein die Brennkraftmaschine versorgt wird, erreicht die Brennkraftmaschine sehr schnell ihren Betriebszustand, so dass auch sehr schnell eine zum Betrieb der elektrischen Kraftstoffpumpe ausreichende Bordspannung erreicht wird, wodurch der Druck in der Kraftstoffleitung sehr schnell ansteigt und die Rückführleitung sowie die Ableitung entsprechend schnell zur Kraftstoffversorgung der Kraftstoffpumpe geöffnet werden. Somit wird durch das erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem ein verbessertes Startverhalten der Brennkraftmaschine erreicht, wodurch gleichzeitig die elektrische Versorgung verschiedener elektrischer Verbraucher, wie insbesondere die elektrische Kraftstoffpumpe, verbessert ist. Ferner ist es nicht erforderlich, eine überdimensionierte elektrische Kraftstoffpumpe zu verwenden, da beim Start der Brennkraftmaschine nur die Brennkraftmaschine versorgt wird und somit eine geringere Förderleistung ausreicht, um eine zuverlässige Kraftstoffversorgung zu gewährleisten. Das erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem kann somit sehr kompakt ausgestaltet sein. Insbesondere kann der Startvorgang der Brennkraftmaschine mit Hilfe des erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystems so schnell erfolgen, dass der insbesondere im Schwalltopf vorhandene Kraftstoff ausreicht, um den Startvorgang auch ohne den Betrieb einer Saugstrahlpumpe zu bewerkstelligen.
Vorzugsweise wird die Ableitung zum Betrieb der Saugstrahlpumpe geöffnet, bevor die Rückführleitung geöffnet wird. Der erste Druck, bei dem die Verbindung der Ableitung zur Kraftstoffleitung geöffnet wird, ist also niedriger als der zweite Druck, bei dem die Verbindung der Rückführleitung mit der Kraftstoffleitung geöffnet wird, so dass das Druckregelsystem unterschiedliche Betätigungsdrücke aufweist, um Kraftstoff aus der Kraftstoffleitung abzuzweigen.
In bevorzugter Ausführungsform weist das Druckregelsystem einen mit der Ableitung verbundenen ersten Druckregler und einen mit der Rückführleitung verbundenen zweiten Druckregler auf. Die Druckregler sind insbesondere mechanische Druckregler, wie z. B. Rückschlagventile, die bei einem bestimmten Druck, d. h. bei dem ersten Druck, bzw. dem zweiten Druck, betätigt werden und die Ableitung, bzw. Rückführleitung insbesondere mit einer zum Durchsatz proportionalen Kennlinie öffnen bzw. schließen. Mit Hilfe der zwei Druckregler wird ein besonders einfach aufgebautes und kostengünstiges Druckregelsystem gebildet.
Alternativ kann das Druckregelsystem ein 3/3-Wege-Ventil aufweisen, das an der Eingangsseite mit der Kraftstoffleitung und an der Ausgangsseite jeweils mit der Rücklaufleitung und der Ableitung verbunden ist. In einem ersten Schaltzustand des 3/3-Wege-Ventils sind sowohl die Ableitung als auch die Rücklaufleitung von der Kraftstoffleitung getrennt. In einem zweiten Schaltzustand, in den das das 3/3-Wege-Ventil bei dem ersten Druck schaltet, wird die Ableitung mit der Kraftstoffleitung verbunden, während die Rücklaufleitung geschlossen bleibt. Bei dem zweiten Druck schaltet das 3/3-Wege-Ventil in einen dritten Schaltzustand, bei dem sowohl die Ableitung als auch die Rücklaufleitung mit der Kraftstoffleitung verbunden sind. Falls der erste Druck und der zweite Druck den selben Betrag aufweisen, kann auch ein Ventil mit nur zwei Schaltzuständen, d. h. ein 3/2-Wege-Ventil verwendet werden, bei dem in einem ersten Schaltzustand die Ableitung mit der Rücklaufleitung getrennt sind und in dem zweiten Schaltzustand sowohl die Ableitung als auch die Rücklaufleitung mit der Kraftstoffleitung verbunden sind. Durch das 3/3-Wege-Ventil bzw. 3/2-Wege-Ventil kann das Druckregelsystem sehr kompakt und platzsparend ausgestaltet werden.
Zur Detektion des ersten Drucks und des Zweiten Drucks ist das Druckregelsystem vorzugsweise mit einer Druckmesseinrichtung verbunden, durch die das Druckregelsystem gesteuert wird. Insbesondere wird zur Steuerung des Druckregelsystems der Druck der Kraftstoffleitung gemessen, so dass es sich bei dem ersten Druck und dem zweiten Druck um Drücke der Kraftstoffleitung handelt. Die Druckmessung erfolgt vorzugsweise hydraulisch, beispielsweise über ein Druckmesssystem mit einer Prallplatte oder der gleichen.
Besonders bevorzugt weist die Kraftstoffleitung ein Druckhalteventil auf. Das Druckhalteventil ist insbesondere möglichst nah an der Kraftstoffpumpe angeordnet. Vorzugsweise schließt sich das Druckhalteventil direkt an die Kraftstoffpumpe an, so dass das Druckhalteventil zwischen der Kraftstoffpumpe und der Kraftstoffleitung angeordnet ist. Durch das Druckhalteventil wird erreicht, dass nach dem Ausschalten der Brennkraftmaschine ein möglichst großer Teil der Kraftstoffleitung mit Kraftstoff gefüllt ist, der einen Druck von mehr als 1 bar aufweist. Dadurch wird die Kraftstoffleitung nicht nur zum Fördern von Kraftstoff, sondern auch zum Speichern von Kraftstoff verwendet, da der Kraftstoff in der Kraftstoffleitung einen Druck aufweist, der auch ohne ein Fördern der Kraftstoffpumpe zur Versorgung der Brennkraftmaschine ausreicht.
Ggf. kann ein weiteres Druckhalteventil, beispielsweise ein Rückhalteventil, vorgesehen sein, um den Bereich der Kraftstoffleitung, der auch nach dem Ausschalten der Brennkraftmaschine unter erhöhtem Druck steht, genau definieren zu können.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Regelung der Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine, durch das besonders einfach ein verbessertes Startverhalten einer insbesondere bei einem Kraftfahrzeug angeordneten Brennkraftmaschine erreicht wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst die Brennkraftmaschine gestartet. Mit dem Start der Brennkraftmaschine wird die Bennkraftmaschine aus einer Kraftstoff aufweisenden Kraftstoffleitung, die mit einer Kraftstoffpumpe verbunden ist, versorgt. Danach wird mit Hilfe der Kraftstoffpumpe Kraftstoff in die Kraftstoffleitung gefördert. Durch das Fördern der Kraftstoffpumpe steigt der Druck in der Kraftstoffleitung an. Anschließend wird eine zuvor verschlossene Ableitung geöffnet, die mit der Kraftstoffleitung und mindestens einer Saugstrahlpumpe verbunden ist. Das Öffnen der Ableitung erfolgt bei einem ersten Druck, der so gewählt ist, dass die Verbrennungsmaschine sicher startet. Mit steigender Ableitungsmenge steigt der Druck in der Ableitung insbesondere durch den Widerstand der Saugstrahldüse(n), bis der Ableitungsdruck im Wesentlichen gleich dem zweiten Druck ist. Danach wird eine zuvor verschlossene Rückführleitung geöffnet, die mit der Kraftstoffleitung verbunden ist und Kraftstoff zu der Kraftstoffpumpe hin zurückführt. Das Öffnen der Rückführleitung erfolgt bei einem zweiten Druck, welcher der Auslegungsdruck, d. h. der Betriebsdruck, der Verbrennungsmaschine ist. Falls der erste Druck und der zweite Druck identisch ist, erfolgt das Öffnen der Ableitung und der Rückführleitung gleichzeitig. Vorzugsweise ist für die Funktion der Saugstrahlpumpe(n) der erste Druck niedriger als der zweite Druck, so dass die Ableitung vor der Rückführleitung geöffnet wird.
Zur Verbesserung der Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine weist die Kraftstoffleitung vorzugsweise beim Starten der Brennkraftmaschine einen Druck von mehr als 1 bar auf. Es wird also vor dem Starten der Brennkraftmaschine in der Kraftstoffleitung ein Druck von mehr als 1 bar bereitgestellt.
Um den Betrieb der Brennkraftmaschine zu beenden wird vorzugsweise zunächst die Brennkraftmaschine ausgeschaltet. Da dadurch die elektrische Kraftstoffpumpe nicht mehr mit Strom versorgt wird, fällt der Druck in der Kraftstoffleitung ab. Anschließend wird die Rückführleitung bei dem zweiten Druck geschlossen. Danach wird bei dem ersten Druck die Ableitung geschlossen. Falls der erste Druck und der zweite Druck identisch sein sollten, werden die Rückführleitung und die Ableitung gleichzeitig geschlossen. Nach dem Schließen der Ableitung erfolgt insbesondere der Verfahrensschritt, dass die Kraftstoffleitung mit Hilfe eines Druckhalteventils geschlossen wird. Dadurch bleibt der Druck in der Kraftstoffleitung, der geringfügig niedriger als der erste Druck ist, bestehen. Besonders bevorzugt wird für das erfindungsgemäße Verfahren ein wie vorstehend beschriebenes Kraftstoffversorgungssystem verwendet.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
Fig. 1
zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftstoffversorgungssystem in einer ersten Ausführungsform.
Fig. 2
zeigt das Kraftstoffversorgungssystem in einer zweiten Ausführungsform und
Fig. 3
zeigt das Kraftstoffversorgungssystem in einer dritten Ausführungsform.
In einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystems ist eine elektrische Kraftstoffpumpe 10 innerhalb eines Schwalltopfes 12 in einem Tank 14 angeordnet, wobei der Tank 14 im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Satteltank ist. Die Kraftstoffpumpe 10 ist über ein Druckhalteventil 16 mit einer Kraftstoffleitung 18 verbunden, die zu einem Verbrennungsmotor 20 führt. Mit der Kraftstoffleitung 18 ist eine Rückführleitung 22 verbunden, die einen Teil des von der Kraftstoffpumpe 10 geförderten Kraftstoffes in den Schwalltopf 12 zurückführt. Dadurch, dass ein Teil des geförderten Kraftstoffes im Kreis gefördert wird, wird die Kühlung der Kraftstoffpumpe 10 verbessert. Mit der Kraftstoffleitung 18 ist ferner eine Ableitung 24 verbunden, über die ein Teil des geförderten Kraftstoffes zu einer Saugstrahlpumpe 26 gefördert wird. Mit der Saugstrahlpumpe 26 wird durch den geförderten Kraftstoff Kraftstoff aus dem Tank 14 mitgerissen und in den Schwalltopf 12 gefördert. Durch die Saugstrahlpumpe ist sichergestellt, dass für die Kraftstoffpumpe 10 genügend Kraftstoff in dem Schwalltopf 12 vorhanden ist, damit die Kraftstoffpumpe keine Luft fördert.
Die Ableitung 24 kann mit Hilfe eines ersten Druckreglers 28 geöffnet bzw. geschlossen werden. Der erste Druckregler 28 wird bei einem ersten Druck betätigt, wobei bei einem ansteigendem Druck in der Kraftstoffleitung 10 die Verbindung zu der Ableitung 24 geöffnet und bei einem abfallenden Druck in der Kraftstoffleitung 18 geschlossen wird. Entsprechend weist die Rückführleitung 22 einen zweiten Druckregler 30 auf, der die Verbindung zwischen der Rückführleitung 23 und der Kraftstoffleitung 18 bei einem zweiten Druck öffnet bzw. schließt. Bei einem ansteigendem Druck in der Kraftstoffleitung 18 wird die Verbindung der Rückführleitung 22 mit der Kraftstoffleitung 18 geöffnet und bei einem abfallendem Druck in der Kraftstoffleitung 18 geschlossen.
Durch die Druckregler 28, 30 wird erreicht, dass beim Starten der Brennkraftmaschine 20, wenn die elektrische Kraftstoffpumpe 10 noch nicht ausreichend mit Strom versorgt wird, die Kraftstoffleitung 18 nur mit der Brennkraftmaschine 20 verbunden ist. Dadurch wird bei einem kompakten Aufbau des erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystems der Start des Verbindungsmotors 20 sowie der Start der Kraftstoffpumpe 10 beschleunigt, wodurch die Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine 20 verbessert wird.
In einer zweiten Ausführungsform (Fig. 2) sind die Ableitung 24 und die Rückführleitung 22 über eine gemeinsame Zwischenleitung 32 mit der Kraftstoffleitung 18 verbunden. Die Zwischenleitung 32 führt zu einer Verzweigung 34 in der die Ableitung 24 und die Rückführleitung 22 der Zwischenleitung 32 verbunden sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Vergleich zu Fig. 1 der erste Druckregler 28 durch ein erstes Rückschlagventil 36 und der zweite Druckregler 30 durch ein zweites Rückschlagventil 38 ausgebildet. Die Rückschlagventile 36, 38 sind insbesondere derart ausgebildet, dass das Rückschlagventil 36 bei einem niedrigeren Druck öffnet als das zweite Rückschlagventil 38.
In einer dritten Ausführungsform des Kraftstoffversorgungssystems (Fig. 3) sind im Vergleich zu dem in Fig. 2 dargestelltem Kraftstoffversorgungssystem die Rückschlagventile 36, 38 sowie die Verzweigung 34 durch ein 3/3-Wege-Ventil 40 ersetzet worden. An einer Eingangsseite 42 des 3/3-Wege-Ventils 40 ist die Zwischenverbindung 32 angeschlossen und an einer Ausgangsseite 44 des 3/3 Wegesystems 40 sind die Ableitung 24 und die Rückführleitung 24 angeschlossen. In einem ersten Schaltzustand 46 sind die Ableitung 24 und die Rückführleitung 22 geschlossen. In einem zweiten Schaltzustand ist die Ableitung 24 geöffnet, d. h. mit der Kraftstoffleitung 18 verbunden, während die Rückführleitung 22 geschlossen ist. In einem dritten Schaltzustand 50 sind sowohl die Ableitung 24 als auch die Rückführleitung 22 geöffnet und mit der Kraftstoffleitung 18 verbunden.
Beim Starten der Brennkraftmaschine 20 werden die einzelnen Schaltzustände 46, 48, 50 beginnend bei dem ersten Schaltzustand 46 durchlaufen, indem bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform das 3/3-Wege-Ventil 40 in Richtung des Pfeils 52 verschoben wird. Nach dem Ausschalten der Brennkraftmaschine 42 werden die einzelnen Schaltzustände 46, 48, 50 beginnend beim dritten Schaltzustand 50 durchlaufen, indem das 3/3-Wege-Ventil 40 in Richtung des Pfeils 54 verschoben wird. Zur Steuerung des 3/3-Wege-Ventil 40 ist eine Druckmesseinrichtung 56 vorgesehen, die in Abhängigkeit von dem in der Kraftstoffleitung 18 gemessenem Druck die einzelnen Schaltzustände 46, 48, 50 ansteuert.
Das erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungssystem weist also ein Druckregelsystem 58 auf, das in der ersten Ausführungsform (Fig. 1) durch die beiden Druckregler 28, 30, einer zweite Ausführungsform (Fig. 3) durch die Verzweigung 34 und die Rückschlagventile 36, 38 und in der dritten Ausführungsform (Fig. 3) durch das 3/3-Wege-Ventil 40 gebildet wird.

Claims (13)

  1. Kraftstoffversorgungssystem zur Versorgung einer Brennkraftmaschine (20) mit Kraftstoff, mit
    einer einem Kraftstofftank (14) zugeordneten elektrischen Kraftstoffpumpe (10),
    einer mit der Kraftstoffpumpe (10) verbundenen, zur Brennkraftmaschine (20) führenden Kraftstoffleitung (18),
    einer mit der Kraftstoffleitung (18) verbundenen Rückführleitung (22) zur Rückfuhr von Kraftstoff zu der Kraftstoffpumpe (10) hin,
    einer mit der Kraftstoffleitung (18) verbundenen Ableitung (24) zum Betrieb einer in dem Kraftstofftank (14) angeordneten Saugstrahlpumpe (26) und
    einem Druckregelsystem (58), das bei einem ersten Druck die Verbindung der Ableitung (24) zur Kraftstoffleitung (18) öffnet bzw. schließt und bei einem zweiten Druck die Verbindung der Rückführleitung (22) mit der Kraftstoffleitung (18) öffnet bzw. schließt, wobei das Druckregelsystem (58) die Ableitung (24) und die Rückführleitung (22) bei ansteigendem Druck öffnet und bei abfallendem Druck schließt.
  2. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelsystem (58) einen mit der Ableitung (24) verbundenen ersten, insbesondere mechanischen Druckregler (28) und einen mit der Rückführleitung (22) verbundenen zweiten, insbesondere mechanischen Druckregler (30) aufweist.
  3. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelsystem (58) ein 3/3-Wege-Ventil (40) aufweist, das eingangsseitig (42) mit der Kraftstoffleitung (18) und ausgangsseitig (44) jeweils mit der Rückführleitung (22) und mit der Ableitung (24) verbunden ist.
  4. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Druck niedriger als der zweite Druck ist.
  5. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckregelsystem (58) mit einer Druckmesseinrichtung (56) verbunden ist, das zur Steuerung des Druckregelsystems (58) den Druck insbesondere der Kraftstoffleitung (18) misst.
  6. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffleitung (18) insbesondere möglichst nahe an der Kraftstoffpumpe (10) ein Druckhalteventil (16) aufweist.
  7. Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftstoffpumpe (10) in einem Schwalltopf (12) angeordnet ist, in den die Ableitung (24) und die Rückführleitung (22) fördern.
  8. Verfahren zur Regelung der Kraftstoffversorgung einer Brennkraftmaschine (20) mit den Schritten:
    Starten der Brennkraftmaschine (20),
    Versorgen der Brennkraftmaschine (20) aus einer Kraftstoff aufweisenden mit einer Kraftstoffpumpe (10) verbundenen Kraftstoffleitung (18),
    Fördern von Kraftstoff in die Kraftstoffleitung (18) mit Hilfe der Kraftstoffpumpe (10),
    Öffnen einer zuvor verschlossenen, mit der Kraftstoffleitung (18) und einer Saugstrahlpumpe (26) verbundenen Ableitung (24), bei einem ersten Druck und
    Öffnen einer zuvor verschlossenen, mit der Kraftstoffleitung (18) verbundenen Rückführleitung (22) zur Rückfuhr von Kraftstoff zu der Kraftstoffpumpe (10) hin bei einem zweiten Druck.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchen der Kraftstoff in der Kraftstoffleitung (18) beim Starten der Brennkraftmaschine (20) einen Druck von mehr als 1bar aufweist.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem der erste Druck niedriger als der zweite Druck ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 - 10 bei welchem nach dem Öffnen der Rückführleitung (22) die Schritte
    Ausschalten der Brennkraftmaschine (20),
    Schließen der Rückführleitung (22) bei dem zweiten Druck und
    Schließen der Ableitung (24) bei dem ersten Druck erfolgen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11 bei welchem nach dem Schließen der Ableitung (24) der Schritt
    Schließen der Kraftstoffleitung (18) mit Hilfe eines Druckhalteventils (16) erfolgt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 - 12, bei welchem ein Kraftstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 - 7 verwendet wird.
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