DE3243110C2 - Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine

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Abstract

Ein Kraftstoffsystem weist eine motorgetriebene Pumpe auf, die eine Kraftstoffquelle unter einen Druck mit vorbestimmtem Druckwert setzt und den unter Druck stehenden Kraftstoff an eine maschinengetriebene Pumpe liefert, die wiederum mit Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtungen zum Zuführen von Hochdruck-Kraftstoff zu den entsprechenden Zylindern einer Maschine während des Maschinennormalbetriebs in Verbindung steht. Eine Niederdruck-Kraftstoffeinspritzvorrichtung ist mit der Abgabeseite der motorgetriebenen Pumpe zum Zuführen von Niederdruck-Kraftstoff zu einer Maschineneingangsverzweigung in der Nähe ihres Eingangs nur während des Anlassens der Maschine vorgesehen.

Description

gekennzeichnet durch
0 ein Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil (15) zum Einspritzen von. Kraftstoff in die Ansaugleitung vor deren Verzweigungsstelle zu den Zylindern, das mit der Abgabeseite der motorgetriebenen Pumpe (11) verbunden ist, wobei
g) von der Steuereinheit (30) eine Umschaltung vom Arbeiten der Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile (20a bis 20d) auf das Arbeiten des Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventils (15) bewirkt wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine oder der Kraftstoffdruck an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe (16) unter einen bestimmten Wert fällt.
2. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (30) zwei Einspritzimpuls-Generatoren (31,32) aufweist, die über je ein logisches Glied (33, 34) mit je einer Treiberschaltung (35,36) verbunden sind, die jeweils mit den Hochdruck- und den Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventilen (20a bis 2Od, 15) verbunden sind, und daß die logischen Glieder (33,34) an ihren jeweils anderen Eingängen ein den Kraftstoffdruck an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe (16) oder die Drehzahl der Brennkraftmaschine angebendes Signal direkt bzw. invertiert (38) erhalten.
3. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf Druck ansprechender Schalter (22) mit einer Spannungsqueile (23) verbunden ist, und das Signal von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert umschaltet, wenn der Kraftstoffdruck an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe (16) den bestimmten Druckwert erreicht.
4. Kraftstoffversorgungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahlsensor (4i) zum Erzeugen eines Sensorsignals vorgesehen ist, das von einem ersten Wert auf einen zweiten Wert wechselt, wenn die Drehzahl einen bestimmten
Drehzahlwert erreicht, sowie eine Zeitgabeschaltung (42) mit dem Drehzahlsensor (41) verbunden ist, deren Ausgangssignal unter Ansprechen auf eine Änderung des Sensorsignalwerts mit Verzögerung sich ändert, wobei die Verzögerung einer Zeitdauer entspricht, die erforderlich ist, damit der Kraftstoffdruck an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe (16) den bestimmten Druckwert erreicht, nachdem die Drehzahl den bestimmten Drehzahlwert erreicht hat.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftstoffversorgungssystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten ArL
Bei einem solchen, aus der DE-AS 10 64 290 bekannten Kraftstoffversorgungssystem wird die motorgetriebene Pumpe immer dann abgeschaltet, wenn der Druck des Kraftstoffes an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe einen bestimmten Wert übersteigt, der so gewählt ist, daß er dem Kraftstoffdruck etwa entspricht, der beim Anlassen der Brennkraftmaschine an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pump; auftritt. Andererseits wird trotz des Überschreitens dieses Druckes die motorgetriebene Pumpe immer noch im Betrieb gehalten, wenn der Öldruck der Brennkraftmaschine einen bestimmten Wert noch nicht erreicht hat. Dieser Öldruck wird mit Hilfe einer Einstelleinrichtung voreingestellt. Die motorgetriebene Pumpe wird aus ihrem Stillstand heraus immer dann wieder eingeschaltet, wenn der Druck des Kraftstoffes an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe den bestimmten Wert unterschreitet oder aber der Öldruck der Brennkraftmaschine den voreingestellten Wert unterschreitet. Werden bei diesem bekannten Kraftstoffversorgungssystem Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile benutzt, so muß auch die motorgetriebene Pumpe den Kraftstoff mit hohem Druck abgeben.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftstoffversorgungssystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß die motorgetriebene Pumpe an ihrer Abgabeseite den Kraftstoff nur mit einem relativ niedrigen Druck abgeben muß, so daß damit diese motorgetriebene Pumpe einfacher ausgebildet werden kann.
Bei einem Kraftstoffversorgungssystem der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch das Einspritzen von Kraftstoff mit Hilfe des Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventils in die Ansaugleitung stromauf der Verzweigungsstelle zu den einzelnen Zylindern ist eine ausreichende Kraftstoffversorgung auch bei niedrigem Druck durch entsprechend lange Einspritzzeitdauern für den Anlaß- und Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine möglich, ohne daß dazu eine von einem Elektromotor angetriebene Hochdruckpumpe erforderlich ist, die den Kraftstoff an die einzelnen Zylinder über die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile einspiitzen müßte. Bei dem erfindungsgemäßen Kraftstoffversorgungssystem kann dabei die motorgetriebene Pumpe immer eingeschaltet bleiben, so daß eine Umschaltung lediglich von dem Niederdruck-Kraftsloffversorgungsventil auf die Hochdruck-Kraftstoffversorgungsventile vorgenommen wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine bzw. der Kraftstoff-
druck an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe über einen bestimmten Wert ansteigt
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert Im einzelnen zeigt
F i g. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel des Kraftstoffsystems und
Fig.2 eine Schaltung eines wichtigen Teiles einer anderen Ausführungsform des Kraftstoffversorgungssystems.
Eine Kraftstoffquelle, wie beispielsweise ein Kraftstofftank 10 führt einer motorgetriebenen Niederdruck-Pumpe 11 Kraftstoff zu, die wiederum Kraftstoff unter Niederdruck über ein Kraftstoffilter 12 an ein elektromagnetisches Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 und auch an eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Hochdruck-Pumpe 16 liefert Ein Kraftstoffdruck-Regler 13 ist mit dem Kraftstoffilter 12 und über eine Rückführung 14 mit dem Kraftstofftank tO verbunden. Der Druckregler 13 hält den Kraftstoffdruck an der Abgabeseile des Kraftstoffliters 12 auf einem bestimmten niedrigen Wert von etwa 1 bis 2,5 kg/cm2. Diese Regelung wird durch Variieren der Menge überschüssigen Kraftstoffs erreicht, der vom Regler 13 über die Rückführung 14 zum Kraftstofftank 10 zurückgeleitet wird. Das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 mündet in eine nicht gezeigte Ansaugleitung stromauf einer Verzweigungsstelle, um allen Zylindern Kraftstoff zuzuführen.
Die Hochdruck-Pumpe 16 ist antriebsmäßig über einen Keilriemen mit einer nicht gezeigten Kurbelwelle verbunden und gibt Kraftstoff ab, der auf einen Druck gebracht wird, der sich mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine ändert. Die Pumpe 16 liefert Kraftstoff über ein Kraftstoffilter 17 an elektromagnetische Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile 20a bis 2Od, die unmittelbar in die entsprechenden Zylinder münden. Ein Kraftstoffdruck-Regler 18 ist mit dem Kraftstoffilter 17 und über eine Rückführung 19 mit dem Kraftstofftank 10 verbunden. Der Regler 18 hält den Kraftstoffdruck an der Abgabeseite des Kraftstoffilters 17 auf einem bestimmten hohen Wert. Diese Regelung wird durch Ändern der Menge an überschüssigem Kraftstoff erreicht, der durch den Regler 18 über die Rückführung 19 zum Kraftstofftank 10 zurückgeleitet wird. Eine weitere Rückführung 21 ist vorgesehen, um überschüssigen Kraftstoff von der motorgetriebenen Pumpe 16 zum Kraftstofftank 10 zurückzuleiten.
Ein auf den Kraftstoffdruck ansprechender Schalter 22 ist mit einer Spannungsquelle 23 verbunden und erzeugt ein Ausgangssignal, das einen hohen Wert hat, wenn der Kraftstoffdruck an der Abgabeseite cics Kraft stoffilters 17 einen bestimmten Druckwert erreicht, der gleich dem Druckwert sein kann, der durch den Regler 18 bestimmt wird. Der Ausgang des Schalters 22 ist mit einer Steuereinheit 30 verbunden. Die Steuereinheit 30 besitzt einen ersten und zweiten Einspritzimpuls-Generator 31 und 32, von denen jeder ein Treiberimpulssignal erzeugt mit einem Tastverhältnis, das sich als Funktion mindestens eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine ändert. Der Ausgang des ersten Generators 31 ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 33 verbunden, dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des Schalters 22 in Verbindung steht. Der Ausgang des UND-Gliedes 33 li'-'gt an «iner ersten Treiberschaltung 35. die den Hochd'uc'k-KraftstoffeinsDritzventilen 20a bis 2Od zugeordnet ist Der Ausgang des zweiten Generators 32 ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 34 verbunden, an dessen anderen Eingang über einen Inverter 38 der Ausgang des Schalters 22 angeschlossen ist Der Ausgang des UND-Gliedes 34 steht mit einer zweiten Treiberschaltung 36 in Verbindung, die dem Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 zugeordnet ist
Beim Anlassen der Brennkraftmaschine bringt die
ίο motorgetriebene Pumpe 11 den Kraftstoff auf einen Druck mit einem niedrigen Druckwert, der durch den Regler 13 bestimmt wird. Der unter Druck stehende Kraftstoff wird an das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 und auch an die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile 20a bis 2Odüber die von der Brennkraftmaschine angetriebene Pumpe 16 gegeben, die mit einer niedrigen Drehzahl angetrieben wird, die nicht ausreicht, um den Kraftstoff mit hohem Druck abzugeben, der vom Regler 18 bestimmt wird. Bei diesem Zustand erzeugt der Schalter 22 ein Ausgangssignal mit einem niedrigen Wert, das direkt dem UND-Glied 33 zugeführt wird, so daß dieses die Weitergabe des Treiberimpulssignals von dem ersten Generator 31 zur ersten Treiberschaltung 35 sperrt. Somit hält die erste Treiberschaltung 35 die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile 20a bis 2Od geschlossen, so daß den entsprechenden Zylindern kein Kraftstoff direkt zugeführt wird.
Das niedrige Ausgangssignal des Schalters 22 wird auch an den Inverter 38 gegeben, dessen hohes Ausgangssignal an das UND-Glied 34 gelangt, so daß dieses das Impulssignal von dem zweiten Generator 32 zur zweiten Treiberschaltung 36 hindurchläßt. Somit betätigt die zweite Treiberschaltung 36 das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15, das Kraftstoff in Mengen in die Ansaugleitung einspritzt, die sich mit dem Tastverhältnis des Treiberimpulssignals von dem zweiten Generator 32 ändern. Da das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 in die Ansaugleitung mündet, kann es Kraftstoff in Mengen zuführen, die ausreichen, um die Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine zu erfüllen, obwohl der Kraftstoff mit einem nur niedrigen Druck zugeführt wird.
Die Brennkraftmaschine beginnt ihren Betrieb mit dem Kraftstoff, der über das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 zugeführt wird. Beim Ansteigen der Drehzahl erhöht sich der Kraftstoffdruck an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe 16. Erreicht der Kraftstoffdruck einen bestimmten hohen Druckwert, dann nimmt das Ausgangssignal des Schalters 22 einen hohen Wert an, so daß das UND-Glied 33 das Treiberimpulssignal vom ersten Generator 31 an die erste Treiberschaltung 35 hindurchläßt, wodurch die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzvcntile 20a bis 20d betätigt werden und Kraftstoff mit hohem Druck an die entsprechenden Zylinder in Mengen liefern, die sich mit dem Tastverhältnis des Treiberimpulssignals vom ersten Generator 31 ändern. Andererseits sperrt das UND-Glied 34 den Durchlaß 32 zur zweite;i Treiberschaltung 34. Somit wird das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 geschlossen und es unterbricht die Kraftstoffzuführung zu der Ansaugleitung. Diese Bedingungen halten an, solange die Brennkraftmaschine im Normalbetrieb läuft.
Die Steuereinheit 30 hält also die Hochdruck-Kraft-Stoffeinspritzventile 20a bis 2Od außer Betrieb, um die Kraftstoffzuführung zu den Zylindern zu unterbrechen, während das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 Kraftstoff der Ansaueleitune in Mengen zuführt, die
sich als Funktion mindestens eines Betriebsparameters ändert, und zwar dann, wenn die Brennkraftmaschine angelassen wird. Während des normalen Betriebs betätigt andererseits die Steuereinheit 30 die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile 20a bis 2Od, damit diese den entsprechenden Zylindern Kraftstoff in Mengen zuführen, die sich als Funktion von Betriebsparametern ändern, während das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 abgeschaltet ist, um die Kraftstoffzufuhr zur Ansaugleitung zu unterbrechen.
Die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile 20a bis 20c/ und das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 können gleichzeitig abgeschaltet werden, um die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen, wenn das Ausgangssignal des Schalters 22 zwischen seinem hohen und niedrigen Wert wechselt. Um die Möglichkeit einer vollständigen Kraftstoffunterbrechung zu vermeiden, kann eine Zeitverzögerungsvorrichtung vor oder hinter dem Inverter 38 eingefügt sein, so daß das Niederdruck-Einspritzventil 15 erst nach einer Verzögerung bei einer Änderung des Ausgangssignals des Schalters 22 auf einen hohen Wert abgeschaltet wird.
Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, das prinzipiell demjenigen der Fig. 1 gleicht mit der Ausnahme des Aufbaus der Steuereinheit. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Tatsache berücksichtigt, daß die Zeit, die erforderlich ist, um den Kraftstoffdruck an der Abgabeseite der Pumpe 16 auf einen bestimmten Hochdruckwert zu bringen, nachdem die Drehzahl einen bestimmten Wert erreicht hat, experimentell bestimmt werden kann.
Die Steuereinheit umfaßt einen Drehzahlsensor 41 zum Erzeugen eines Signals, das einen hohen Wert annimmt, wenn die Drehzahl unter einem bestimmten Wert liegt. Das Sensorsignal wird an eine Zeitgabeschaltung 42 angelegt, deren Ausgangssignal beim Ansprechen auf eine Änderung in dem Ausgangssignal des Drehzahlsensors 41 mit Verzögerung seinen Wert ändert. Vorzugsweise ist die durch die Zeitgabeschaltung 42 verursachte Verzögerung etwas länger als der experimentell ermittelte Wert. Der Ausgang der Zeitgabeschaltung 42 ist mit einer Steuerschaltung 50 verbunden. Die Steuerschaltung 50 weist einen ersten und zweiten Impuls-Generator 51 und 52 auf, von denen jeder ein TreiberimpulsMgnal mit einem Tastverhältnis abgibt, das sich als Funktion zumindest eines Betriebsparameters der Brennkraftmaschine ändert Der Ausgang des ersten Generators 51 ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 53 verbunden, an dessen anderem Eingang über einen Inverter 59 der Ausgang der Zeitgabeschaltung 42 angeschlossen ist Der Ausgang des UND-Gliedes 53 führt zu einer ersten Treiberschaltung 55, die den Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventilen 20a bis 2Od zugeordnet ist Der Ausgang des zweiten Generators 52 ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 54 verbunden, an dessen anderem Eingang der Ausgang der Zeitgabeschaltung 42 angeschlossen ist Der Ausgang des UND-Gliedes 54 ist an eine zweite Treiberschaltung 56 angeschaltet, die dem Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 zugeordnet ist
Beim Anlassen der Brennkraftmaschine und wenn die Drehzahl unter einem bestimmten Wert liegt bleibt das Ausgangssignal des Drehzahlsensors 41 auf einem hohen Wert, so daß auch das Ausgangssignal der Zeitgabeschaltung 42 auf dem hohen Wert bleibt Somit sperrt das UND-Glied 53 den Durchlauf des Treiberimpulssignals vom ersten Generator 51 zur ersten Treiberschaltung 55, wodurch die Hochdruck-Kraftstoffeinspritz ventile 20a bis 2Od abgeschaltet sind und keinen Kraftstoff an die Zylinder geben. Andererseits erlaubt das UND-Glied 54 den Durchlauf des Treiberimpulssignals von dem zweiten Generator 52 zu der zweiten Treiberschaltung 56, wodurch das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 arbeitet und Kraftstoff der Ansaugleitung in Mengen zuführt, die sich mit dem Tastverhältnis des Treiberimpulssignals vom zweiten Generator 52 ändern.
Bei Zuführung von Kraftstoff über das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 beginnt die Brennkraftmaschine mit steigender Drehzahl zu arbeiten. Erreicht die Drehzahl den bestimmten Wert, dann nimmt das Ausgangssignal des Drehzahlsensors 41 seinen niedrigen Wert an; das Ausgangssignal der Zeitgabeschaltung 42 bleibt jedoch noch auf hohem Wert. Somit hält die Steuerschaltung 50 die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile 20a bis 2Od weiter abgeschaltet, während das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 der Ansaugleitung noch Kraftstoff zuführt.
Nach der durch die Zeitgabeschaltung 42 verursachten Verzögerung, d. h. wenn der Kraftstoffdruck an der Abgabeseite der Pumpe 16 den bestimmten hohen Wert erreicht, nimmt das Ausgangssignal der Zeitgabeschaltung 42 einen niedrigen Wert an und ermöglicht, daß das UND-Glied 53 das Treiberimpulssignal vom ersten Generator 51 an die erste Treiberschaltung 55 hindurchläßt, wodurch die Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventile 20a bis 2Od betätigt werden, um in die entsprechenden Zylinder Kraftstoff in Mengen einzuspritzen, die sich mit dem Tastverhältnis des Treiberimpulssignals vom ersten Generator 51 ändern. Andererseits sperrt das UND-Glied 54 den Durchlauf des Treiberimpulssignals vom zweiten Generator 52 zur zweiten Treiberschaltung 54. Somit wird das Niederdruck-Kraftstoffeinspritzventil 15 abgeschaltet und die die Kraftstoffzuführung zu der Ansaugleitung beendet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine mit einer Verzweigung der Ansaugleitung zu ihren Zylindern mit
a) einer Kraftstoffquelle (10),
b) einer mit der Kraftstoffquelle (10) verbundenen, motorgetriebenen Pumpe (11),
c) einer mit der Abgabeseite der motorgetriebenen Pumpe (11) verbundenen, von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe (16),
d) einer Vielzahl von Hochdruck-Kraftstoffeinspritzventilen (20a bis 2Oc(IzUm Einspritzen von Kraftstoff in die Zylinder, die mit der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe (16) verbunden sind, und
e) einer Steuereinheit, die bei einem Kraftstoffdruck an der Abgabeseite der von der Brennkraftmaschine angetriebenen Pumpe (16) oberhalb eines bestimmten Druckwertes die Zuführung von Kraftstoff von der motorgetriebenen Pumpe (11) unterbricht,
DE3243110A 1981-11-25 1982-11-22 Kraftstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine Expired DE3243110C2 (de)

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