EP1042607A1 - Fuel supply system of an internal combustion engine - Google Patents

Fuel supply system of an internal combustion engine

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EP1042607A1
EP1042607A1 EP99931007A EP99931007A EP1042607A1 EP 1042607 A1 EP1042607 A1 EP 1042607A1 EP 99931007 A EP99931007 A EP 99931007A EP 99931007 A EP99931007 A EP 99931007A EP 1042607 A1 EP1042607 A1 EP 1042607A1
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EP
European Patent Office
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fuel
valve
electromagnet
pump
pressure
Prior art date
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EP99931007A
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German (de)
French (fr)
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EP1042607B1 (en
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Helmut Rembold
Werner-Karl Marquardt
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Publication of EP1042607B1 publication Critical patent/EP1042607B1/en
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    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2044—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using pre-magnetisation or post-magnetisation of the coils

Definitions

  • the invention relates to a fuel supply system for supplying fuel for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • a first fuel pump delivers fuel from a fuel reservoir via a fuel connection to a second fuel pump.
  • the second fuel pump in turn pumps the fuel into a pressure line to which at least one fuel valve is connected.
  • the number of fuel valves is usually the same as the number of cylinders of the internal combustion engine.
  • the fuel supply system can be constructed so that the fuel valve injects the fuel directly into a combustion chamber of the internal combustion engine. When operating this fuel supply system, a high pressure is required in the pressure line leading to the fuel valve.
  • the second fuel pump is usually mechanically driven directly by the internal combustion engine.
  • the second fuel pump usually has a pump body that reciprocates in a pump chamber, the frequency of the pump body being rigidly coupled to the speed of the internal combustion engine. So despite the rigid coupling of the pump body to the speed of the internal combustion engine Delivery rate of the second fuel pump can be controlled, a control valve controlling the delivery rate can be provided between the first fuel pump and the second fuel pump, which releases a portion of the fuel during a pressure stroke of the pump body
  • Pump chamber can flow back into the fuel connection between the first fuel pump and the second fuel pump. It is important that the control valve has a sufficiently large flow cross-section so that no vapor bubbles form within the fuel-containing spaces.
  • Another disadvantage is that because of the size of the control valve, it takes a relatively long time until the flow cross-section of the control valve is completely closed or completely open, so that in this transition time for switching the control valve, part of the fuel from the pump chamber of the second
  • Fuel pump flows back into the fuel connection under relatively high pressure, which means a dissipation and thus an undesirable loss of energy and an undesirable heating of the fuel.
  • the fuel supply system according to the invention with the characterizing features of claim 1 offers the peculiarity that the electromagnet of the actuator adjusting the valve member while the control valve is in the initial position, i. H. a certain time before the valve member is to be adjusted by the actuator is energized with an intermediate value, the amount of the intermediate value of the energization being energized between the first value provided for the initial position and the second value provided for the end position.
  • valve member of the control valve remains in the starting position until the intended changeover point, but then, in order to move the valve member out of the starting position, only a slight change in the energization of the electromagnet has to be initiated, which can happen in an extremely short time, so that the valve member and thus the control valve can advantageously be switched extremely quickly into the new intended end position.
  • the amount of fuel delivered by the second fuel pump can be controlled or regulated very precisely in a very simple manner and with little dissipation.
  • the control valve designed according to the invention can be closed or opened particularly quickly and precisely.
  • FIG. 1 shows in symbolic form a preferred selected exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a detail of the exemplary embodiment
  • FIGS. 3 and 4 shows a detail of a further exemplary embodiment
  • FIG. 5 shows a further particularly advantageous exemplary embodiment in symbolic form
  • FIG Detail of the embodiment of Figure 5 and Figures 7 and 8 details of modified embodiments of the Kraf material supply system.
  • the fuel supply system according to the invention for metering fuel for an internal combustion engine can be used in various types of internal combustion engines.
  • a petrol, in particular gasoline is preferably used as the fuel.
  • the internal combustion engine is, for example, a gasoline engine with external or internal mixture formation and spark ignition, wherein the engine can be provided with a reciprocating piston (reciprocating piston engine) or with a rotatably mounted piston (Wankel piston engine).
  • the ignition of the fuel-air mixture is usually done with a spark plug.
  • the internal combustion engine is, for example, a hybrid engine. With this engine with Charge stratification enriches the fuel-air mixture in the combustion chamber in the area of the spark plug to such an extent that reliable ignition is guaranteed, but the combustion takes place on average when the mixture is very lean.
  • the gas exchange in the combustion chamber of the internal combustion engine can take place, for example, according to the four-stroke process or the two-stroke process.
  • gas exchange valves intake valves and exhaust valves
  • the internal combustion engine can be designed such that at least one fuel valve injects the fuel directly into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the power of the internal combustion engine is controlled by controlling the power supplied to the combustion chamber
  • Amount of fuel there is also an operating mode in which the air supplied to the combustion chamber for the combustion of the fuel is controlled with a throttle valve.
  • the power to be output by the internal combustion engine can also be controlled via the position of the throttle valve.
  • the internal combustion engine has, for example, a cylinder with a piston, or it can be provided with a plurality of cylinders and with a corresponding number of pistons.
  • a fuel valve is preferably provided for each cylinder.
  • the following description of the exemplary embodiments is limited to a reciprocating piston engine with four cylinders as an internal combustion engine, the four fuel valves injecting the fuel, usually gasoline, directly into the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the fuel in the combustion chamber is ignited using a spark plug.
  • the performance of the Internal combustion engine can be controlled by controlling the amount of fuel injected or by throttling the inflowing air.
  • the charge is stratified with fuel enrichment in the area of the spark plug.
  • the mixture around the spark plug is very lean outside of this range.
  • the aim is to achieve a homogeneous distribution between fuel and air throughout the combustion chamber.
  • FIG. 1 shows a fuel tank 2, a
  • Suction line 4 a first fuel pump 6, an electric motor 8, a filter 9, a fuel connection 10, a second fuel pump 12, a pressure line 14, four fuel valves 16, a power supply unit 18 and an electrical or electronic control device 20.
  • the fuel valves 16 are often referred to in specialist circles as injectors or injectors.
  • the first fuel pump 6 has a pressure side 6h and a suction side 6n.
  • the second fuel pump 12 has one
  • High pressure side 12h and a low pressure side 12n The fuel connection 10 leads from the pressure side 6h of the first fuel pump 6 to the low pressure side 12n of the second fuel pump 12.
  • a fuel line 22 branches off from the fuel connection 10. Fuel can be fed back from the fuel connection 10 directly into the fuel reservoir 2 via the fuel line 22.
  • a pressure control valve or pressure control valve 26 is provided in the fuel line 22. The pressure control valve 26 works like a pressure relief valve or as a
  • Differential pressure valve it ensures that a largely constant feed pressure prevails in the fuel connection 10, regardless of how much fuel is drawn from the fuel connection 10 by the second fuel pump 12.
  • the pressure control valve 26 controls the Feed pressure, for example, to 3 bar, which corresponds to 300 kPa.
  • the first fuel pump 6 is driven by the electric motor 8.
  • the first fuel pump 6, the electric motor 8 and the pressure control valve 26 are located in the area of the fuel tank 2. These parts are preferably arranged on the outside of the fuel tank 2 or are located inside the fuel tank 2, which is symbolically represented by a dash-dotted line.
  • the second fuel pump 12 is mechanically coupled to an output shaft, not shown, of the internal combustion engine via a mechanical transmission means 12m. Since the second fuel pump 12 is mechanically rigidly coupled to the output shaft of the internal combustion engine, the second fuel pump 12 operates purely in proportion to the speed of the output shaft of the internal combustion engine. The speed of the output shaft is very different, depending on the current operating condition of the internal combustion engine.
  • the output shaft is, for example, a camshaft of the internal combustion engine.
  • the second fuel pump 12 has a pump chamber 28.
  • the control valve 30 essentially serves to control the pump to be pumped by the second fuel pump 12 Amount of fuel, which is why the control valve 30 can also be referred to as a quantity control valve. This is explained in more detail below.
  • a check valve 32 on the outlet side is provided in the pressure line 14, on the high-pressure side 12h of the second fuel pump 12.
  • the second fuel pump 12 is located within a housing 12g symbolically indicated by dash-dotted lines.
  • the check valve 32 can also be located within the housing 12g.
  • the control valve 30 has a valve housing 30g.
  • the valve housing 30g is flanged to the housing 12g or integrated into the housing 12g.
  • the control valve 30 can also be installed directly in the housing 12g.
  • the pressure line 14 leading from the second fuel pump 12 to the fuel valves 16 can be subdivided into a line section 42, a storage space 44 and into distribution lines 46.
  • the fuel valves 16 are connected to each via a distribution line 46
  • a pressure sensor 48 is connected to the storage space 44 and senses the respective pressure of the fuel in the pressure line 14. According to this pressure, the pressure sensor 48 sends an electrical signal to the control device 20.
  • the pressure relief valve 53 ensures that the pressure of the fuel in the pressure line 14 cannot exceed a certain maximum value, even if, as a result of a defect, the second fuel pump 12 undesirably puts a lot of fuel into the pressure line 14 pumps.
  • the fuel supply system further comprises a sensor 54 or a plurality of sensors 54 and an accelerator pedal sensor 56.
  • the sensors 54, 56 sense the operating condition under which the internal combustion engine is operating.
  • the operating condition for the internal combustion engine can be composed of several individual operating conditions.
  • the individual operating conditions are, for example: temperature and / or pressure of the fuel in the fuel connection 10, temperature and / or pressure of the fuel in the pressure line 14, air temperature, cooling water temperature, oil temperature, engine speed of the internal combustion engine or speed of the output shaft of the internal combustion engine, composition of the exhaust gas of the internal combustion engine, injection time of the fuel valves 16, etc.
  • the accelerator pedal sensor 56 is in the range of
  • Accelerator pedal and, as a further individual operating condition, detects the position of the accelerator pedal and thus the speed desired by the driver.
  • the electric motor 8, the fuel valves 16, the pressure sensor 48 and the sensors 54, 56 are connected to the control device 20 via electrical lines 58.
  • the electrical line 58 between the fuel valves 16 and the control device 20 is designed so that the control device 20 can control each of the fuel valves 16 separately.
  • the electrical lines 58 are shown in dashed lines.
  • the first fuel pump 6 is, for example, a robust, easy to manufacture positive displacement pump which essentially delivers a certain constant amount of fuel.
  • the pressure of the fuel in the fuel connection 10 on the pressure side 6h of the first fuel pump 6 is referred to as the feed pressure.
  • the pressure control valve 26 determines the feed pressure in the fuel connection 10.
  • the second fuel pump 12 delivers the fuel from the fuel connection 10, through the control valve 30 into the pump chamber 28 and from the pump chamber 28 through the check valve 32 on the outlet side into the pressure line 14.
  • the pressure in the pressure line 14 can be, for example, around 100 bar during normal operating conditions, which corresponds to 10 MPa. It is therefore important to ensure that the second fuel pump 12 pumps exactly the amount of fuel currently required into the pressure line 14, so that as little fuel as possible has to be returned from the pressure line 14 to the low-pressure area of the fuel supply system, which would mean very undesirable, unnecessary dissipation .
  • the control valve 30 shown symbolically in FIG. 1 can be switched into a first valve position 30.1, into a second valve position 30.2 and into a third valve position 30.3.
  • the symbolically illustrated valve positions 30.1, 30.2, 30.3 are only shown in different sizes for the sake of clarity.
  • the control valve 30 has an actuator 60.
  • the actuator 60 essentially comprises an electromagnet 62 and a spring 64 counteracting the magnetic force of the electromagnet 62.
  • the control valve 30 has a valve member 66 (FIG. 2).
  • the valve member 66 can be actuated by the flow of the fuel flowing through the control valve 30 against the force of a contact spring 68.
  • a flow cross section 74 between the fuel connection 10 and the pump chamber 28 is blocked.
  • the control valve 30 has only slightly opened the flow cross section 74, and the fuel can flow back into the fuel connection 10 from the pump chamber 28 with a certain throttling.
  • the control valve 30 has opened the flow cross section 74 widely, and the fuel can flow largely unthrottled from the fuel connection 10 into the pump chamber 28.
  • the second fuel pump 12 is constructed in such a way that the pump chamber 28 alternately increases and decreases, while the internal combustion engine drives the second fuel pump 12 via the transmission means 12m.
  • the pump room 28 increases or decreases, for example, in that a pump body 72 (FIG. 2) mounted in the housing 12g is driven by the internal combustion engine via the mechanical transmission means 12m to move axially back and forth.
  • a suction stroke of the second fuel pump 12 ie when the pump body 72 is moving downward (based on FIG. 2)
  • the pump chamber 28 increases.
  • a pressure stroke ie when the pump body 72 is moving upward (based on FIG. 2) is pressed, then the pump chamber 28 is reduced.
  • the control device 20 calculates the point in time at which the flow cross section 74 of the Control valve 30 is to be closed. To close the flow cross-section 74, the electromagnet 62 is energized and the control valve 30 is switched to its first valve position 30.1. Because the control valve 30 was previously in its second valve position 30.2, in which the flow cross-section 74 is not open to the maximum, the path that the valve member 66 (FIG.
  • FIG. 2 shows a section of the first exemplary embodiment in exemplary form.
  • the parts not shown in FIG. 2 correspond to those shown in the other figures.
  • FIG. 2 essentially shows a longitudinal section through the control valve 30, which is in the unactuated switching position 30.2.
  • the Switch position 30.2 can also be referred to as the starting position.
  • the actuator 60 includes an actuator 76.
  • the actuator 76 is composed of an armature 76a and a plunger 76b which is fixedly connected to the armature 76a.
  • the spring 64 presses the actuating body 76 downward (based on FIG. 2) into the starting position until the armature 76a comes to rest on a lower stop disk 78u provided on the valve housing 30g. If the electromagnet 62 is energized sufficiently, the actuating body 76 is actuated upward (FIG. 2) against the force of the spring 64 into an end position until the armature 76a rests on an upper stop disk 78o provided on the valve housing 30g.
  • a valve seat 80 is provided on the valve housing 30g.
  • the electromagnet 62 When the electromagnet 62 is not energized, the flow cross section 74 running between the valve seat 80 and the valve member 66 is opened as far as is shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 shows the control valve 30 in the second valve position 30.2 or in the starting position. In the second valve position 30.2, the distance between the valve seat 80 and the valve member 66 is relatively small, so that for switching over to the first valve position 06894
  • valve member 66 can lift off the valve seat 80 or the actuating body 76 until the valve member 66 comes into contact with a valve member stop 82 provided on the valve housing 30g.
  • control valve 30 is adjusted by energizing the electromagnet 62 into the first valve position 30.1 (FIG. 1), in which the flow cross section 74 is closed.
  • the flow cross section 74 is opened in the exemplary embodiment explained below with reference to FIGS. 3 and 4 when the electromagnet 62 is energized.
  • the embodiment shown in Figures 1 and 2 are in the in the in the
  • Figures 3 and 4 shown embodiment swapped the directions of the magnetic force of the electromagnet 62 and the spring force of the spring 64 of the actuator 60.
  • FIG. 3 shows the exemplary embodiment when the electromagnet 62 is not energized, so that the control valve 30 is in the first valve position 30.1, in which the flow cross section 74 is closed.
  • FIG. 4 shows the second exemplary embodiment with the electromagnet 62 fully energized, as a result of which the control valve 30 is in the second valve position 30.2.
  • the pressure in the pump chamber 28 drops and the fuel flows out of the fuel connection 10 through the flow cross section 74 into the pump chamber 28, the fuel flowing through it Valve member 66 from the valve seat 80 takes off.
  • the flow cross section 74 can open fully so that the fuel can flow into the pump chamber 28 with very little pressure loss.
  • the electromagnet 62 It is not absolutely necessary for the electromagnet 62 to be energized during the suction stroke. However, it is proposed to energize the electromagnet 62 at least towards the end of the suction stroke, at the latest shortly before the start of the pressure stroke, so that the actuating body 76 is adjusted downward into the valve position 30.2 shown in FIG. This ensures that the flow cross section 74 is open at the beginning of the pressure stroke, so that the fuel not required in the pressure line 14 can flow back into the fuel connection 10.
  • valve member 66 Because at the beginning of the pressure stroke the valve member 66 bears against the actuating body 76 and there is only a small distance between the valve seat 80 and the valve member 66, the valve member 66 only has to travel a short distance to close the flow cross section 74, so that the flow cross section is closed 74 can happen very quickly.
  • the flow cross section 74 can be significantly smaller than during the suction stroke.
  • the control device 20 determines the point in time at which the energization of the electromagnet 62 is switched off during the pressure stroke, as a result of which the actuating body 76 is moved upward (with reference to FIGS. 3 and 4), and the valve member 66 closes by abutting on Valve seat 80 has the flow cross-section 74.
  • the control valve 30 can be switched very quickly from the second valve position 30.2 shown in FIG. 4 to the first valve position 30.1 shown in FIG. 3 during a pressure stroke.
  • the pump body 72 presses the Fuel from the pump chamber 28 through the check valve 32 on the outlet side into the pressure line 14.
  • the fuel supply system has an emergency function described below: If, in the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the electromagnet 62 should fail as a result of a defect, or its
  • valve member 66 is in the position shown in FIG. 3 during the entire pressure stroke, in which the flow cross-section 74 is closed, so that the entire amount of fuel displaced from the pump chamber 28 during the pressure stroke through the outlet-side check valve 32 is pumped into the pressure line 14.
  • the valve member 66 can lift off the valve seat 80, as described above, even if the electromagnet 62 fails. If the electromagnet 62 of the actuator 60 fails, the second fuel pump 12 can still pump, but without the possibility of an exact metering of the fuel quantity pumped into the pressure line 14. The excess portion of fuel which is not required and therefore not removed by the fuel valves 16 leads to an increase in pressure in the pressure line 14 until the pressure relief valve 53 (FIG.
  • the control device 20 determines that the pressure sensor 48 senses a pressure which is higher than the pressure which is due to the actuation of the control valve 30 should result, the control device 20 recognizes that the emergency function has occurred. Because an exact metering of the amount of fuel delivered into the pressure line 14 is not possible during the emergency function, it is proposed to design the control device 20 such that a corresponding error message is displayed.
  • the changeover time required for the changeover of the control valve 30 can be significantly reduced by the procedure described below when energizing the actuator 60. So that in the embodiment shown in Figures 1 and 2 in all occurring operating conditions, ie. H. at all occurring pressures in the fuel connection 10 and in the pump chamber 28 and at all flow velocities of the fuel through the flow cross-section 74, the spring 64 can actuate the valve member 66 into the second valve position 30.2 shown in FIG. 2 and hold it there, the spring 64 must be removed - be dimensioned sufficiently strong speaking. However, there are operating conditions in which the full force of the spring 64 is not required to hold the valve member 66 in the second valve position 30.2.
  • valve member 66 when the valve member 66 is to close the flow cross-section 74, the switchover from the starting position into the end position can take place even faster, it is proposed that valve member 66 remain in the second valve position 30.2, which can be referred to as the starting position, for as long as should, the electromagnet 62 is energized so far that the force of the spring 64 minus the
  • Magnetic force of the electromagnet 62 is just sufficient to hold the valve member 66 securely in the starting position.
  • a relatively small amount is sufficient to switch from the starting position to the end position additional energization of the electromagnet 62.
  • This slight additional energization of the electromagnet 62 can take place in a considerably shorter time than if the electromagnet 62 had to be energized starting from the completely de-energized state.
  • the electromagnet is supplied with an intermediate value, the intermediate value being between the value that is provided for the starting position and the value that is provided for the end position is.
  • 30.2 is the pressure of the fuel in the pump chamber 28 when the fuel is pushed back from the pump chamber 28 into the fuel connection 10.
  • the dynamic pressure is mainly determined by the flow rate at which the fuel is displaced from the pump chamber 28 during the pressure stroke.
  • the dynamic pressure is essentially the pressure difference between the pressure on the inflowing fuel side and the pressure on the outflowing fuel side of the valve member 66.
  • the dynamic pressure is essentially the pressure difference between the pressure in the control chamber 28a and the pressure im Control room 10a.
  • the flow rate depends on the speed of the pump body 72 moving upward.
  • the speed of the pump body 72 is determined by the pump speed at which the fuel pump 12 is driven by the camshaft.
  • Valve position 30. ie in the end position, to energize the electromagnet 62 in advance with an intermediate value, and the stronger the lower the pump speed, the stronger.
  • the changeover period required for the changeover of the control valve 30 can additionally be shortened considerably.
  • the electromagnet 62 of the actuator 60 must be dimensioned sufficiently strong that, if necessary, the electromagnet 62 can hold the valve member 66 in the second valve position 30.2 shown in FIG. 4, in which the flow cross-section 74 is open, under all operating conditions.
  • the required magnetic force of the electromagnet 62 for holding the valve member 66 is lower in the majority of the operating conditions.
  • the valve position 30.2 can be referred to as the starting position and the valve position 30.1 as the end position. It is proposed that under the operating conditions in which a lower magnetic force of the electromagnet 62 is sufficient to hold the valve member 66 in the starting position, the electromagnet 62 is energized correspondingly less. If the flow cross-section 74 is then to be completely closed and the energization of the electromagnet is switched off for this purpose, the magnetic force of the electromagnet 62 drops to zero considerably faster, and the spring 64 can move the actuating body 76 upwards much faster (FIG. 4) into the Actuate the end position (FIG. 3) as if the electromagnet 62 were energized to a maximum in the starting position (FIG. 4).
  • the voltage of the electrical power supply unit 18 (FIG. 1) is usually limited, it takes a certain time from the start of switching on the electromagnet 62 until the electromagnet 62 can act on the actuating body 76 with its full maximum magnetic force.
  • the flow cross-section 74 is closed, in particular the flow cross-section 74 being closed particularly quickly, within a very short time. Because it is possible to design the control device 20 such that the magnetic force is switched off faster than the magnetic force is switched on, the embodiment shown in FIGS.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment in symbolic form.
  • a control valve 30 ' is used instead of the control valve 30 (FIG. 1). Except for the differences mentioned below, the control valve 30 'is constructed essentially the same as the control valve 30.
  • the control valve 30' has a first valve position 30.1 'and a second valve position 30.2'. In the first valve position 30.1 ', no fuel can flow back from the pump chamber 28 into the fuel connection 10. In the second valve position 30.2 ', the flow cross section 74 is opens so that the pump chamber 28 is connected to the fuel connection 10.
  • a check valve 86 is provided hydraulically parallel to the control valve 30 '. Through a non-return valve 86, fuel can additionally flow from the fuel connection 10 into the pump chamber 28 of the second fuel pump 12 while bypassing the control valve 30 ′.
  • FIG. 6 shows a section of the exemplary embodiment shown in FIG. 5. A longitudinal section through the control valve 30 'is shown, which is in the first valve position 30.1'.
  • the pump body 72 moves downward (based on the illustration in FIG. 6).
  • fuel flows from the fuel connection 10 through the check valve 86 into the pump chamber 28.
  • the check valve 86 is dimensioned sufficiently large, and if a biasing spring is present, it is so weak that the fuel largely largely even with a rapid suction movement of the pump body 72 can flow unrestricted from the fuel connection 10 into the pump chamber 28. This ensures that the pump chamber 28 during a
  • the relatively weak spring 64 of the actuator 60 ensures that the valve member 66 is already actuated against the valve seat 80 during the suction stroke. This ensures that the control valve 30 'is already closed at the beginning of the pressure stroke during which the pump body 72 is moving upwards, so that the electromagnet 62 has to work less intensely compared to an embodiment in which the electromagnet has the flow cross section of the control valve only has to close during a pressure stroke.
  • the flow cross section 74 is closed.
  • the flow cross section 74 is opened during the pressure stroke.
  • the point in time at which the flow cross section 74 is opened depends on the amount of fuel that the second fuel pump 12 is to deliver into the pressure line 14 through the check valve 32 on the outlet side.
  • the closing force must be just so great during the pressure stroke that the pressure of the fuel in the pump chamber 28 cannot lift the valve member 66 from the valve seat 80. So that the flow cross-section 74 can be opened very quickly and exactly at the point in time calculated by the control device 20 during the pressure stroke, it is proposed to set the closing force to such a degree that the valve member 66 does not unintentionally lift off the valve seat 80 as a function of the pressure in the pump chamber 28 .
  • the electromagnet 62 is energized with an intermediate value which is between the maximum energization of the electromagnet 62 and the minimum current required for the end position.
  • the signal emitted by the pressure sensor 48 can also be used to determine the intermediate value of the current supply, so that no additional pressure sensor is required is.
  • FIG. 7 shows a further advantageous, preferably selected exemplary embodiment.
  • the spring 64 acts in the opening direction.
  • FIG. 7 has the advantage that part of the fuel can flow through the flow cross-section 74 of the control valve 30 'during the suction stroke, so that the check valve 86 has to be of a smaller size.
  • Figure 8 shows a further embodiment.
  • the spring 64 acts on the valve member 66 in the closing direction.
  • the electromagnet 62 can actuate the valve member 66 in the opening direction. Is the
  • Electromagnet 62 is not energized, then the flow cross section 74 is closed.
  • the spring force of the spring 64 must be dimensioned sufficiently so that the flow cross section 74 is closed under all operating conditions when the electromagnet 62 is not energized. In most of the operating conditions that occur, a weaker force would be sufficient to close the control valve 30 '. It is therefore proposed, as long as the flow cross section 74 is still to be closed, or at least shortly before the flow cross section 74 is to be opened, to energize the electromagnet 62 so strongly that the resulting closing force from the spring force of the spring 64 minus the magnetic force of the With the pressure currently prevailing in the pump chamber 28, electromagnets 62 are just sufficient to hold the valve member 66 on the valve seat 80.
  • the first valve position 30.1, 30.1 'shown in FIGS. 3, 6 and 8, in which the flow cross section 74 of the control valve 30, 30' is closed, can be used as the starting position and the second valve position shown in FIGS. 2, 4 and 7 30.2, 30.2 ', in which the flow cross-section 74 is open, denote the end position.
  • the electromagnet 62 should be energized just enough that the valve member 66 is just in until the calculated changeover time the starting position remains.
  • the valve member 66 can then be adjusted into the end position by a slight change in the energization of the electromagnet 62, which is due to the slight Compliant change of the current supply and the slight change in the magnetic force can happen very quickly.
  • Flow cross-section 74 is open as the starting position and the first valve position 30.1, 30.1 'shown in FIGS. 3, 6 and 8, in which the flow cross-section 74 is closed, as the end position. So that the switching of the valve member 66 from the second valve position 30.2, 30.2 'into the first valve position 30.1, 30.1' also takes place in the shortest possible time, it is proposed to energize the electromagnet 62 in the starting position just so strongly that the valve member 66 in this Starting position just remains, and at the intended time the valve member 66 can then be switched to the end position by slightly changing the energization of the electromagnet 62.
  • the control device 20 can also be designed such that it can learn during the operation of the internal combustion engine and the control of the internal combustion engine thereby becomes better and better. If the control device 20 determines, for example when the electromagnet 62 is energized with the intermediate value, that the valve member 66 does not remain in the starting position until the intended changeover time, then the control device 20 can change the intermediate value of the energization of the electromagnet 62 during the next stroke of the pump body 72, that it is ensured that the valve member 66 just remains in the starting position. By approaching the optimum value for the intermediate value of the energization of the electromagnet 62, the control device 20 can optimize itself to such an extent that the shortest possible switchover time for closing or opening the control valve 30, 30 'is achieved.

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Abstract

In preart fuel supply systems comprising two series-connected fuel pumps, it was not satisfactorily possible, despite great efforts, to obtain a sufficiently precise control of the fuel quantity delivered by the second fuel pump. In particular, the change-over time of a control valve which controls the fuel quantity was quite long up to now. To solve this problem, the invention provides a control valve (30') in which the electromagnet (62) for holding the valve element (66) in the depicted initial position is flown through with just enough electricity so that the valve element (66) remains in this position. A slight change in the flow-through of the electromagnet (62) permits the control valve (30') to then change over into the final position within an extremely short time. The fuel supply system is provided for an internal combustion engine of a vehicle.

Description

Kraftstoffversorqunσsanlage einer BrennkraftmaschineFuel supply system of an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Kraftstoffversorgungsanlage zum Zuliefern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a fuel supply system for supplying fuel for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Bisher gab es Kraftstoffversorgungsanlagen, bei denen eine erste Kraftstoffpumpe aus einem Kraftstoffvorratsbehälter Kraftstoff über eine Kraftstoffverbindung zu einer zweiten Kraftstoffpumpe fördert . Die zweite Kraftstoffpumpe ihrerseits fördert den Kraftstoff in eine Druckleitung, an der mindestens ein Kraftstoffventil angeschlossen ist.So far there have been fuel supply systems in which a first fuel pump delivers fuel from a fuel reservoir via a fuel connection to a second fuel pump. The second fuel pump in turn pumps the fuel into a pressure line to which at least one fuel valve is connected.
Üblicherweise ist die Anzahl der Kraftstoffventile gleich der Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine. Die Kraft- Stoffversorgungsanlage kann so gebaut sein, daß das Kraftstoffventil den Kraftstoff direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine spritzt. Beim Betrieb dieser Kraftstoff- Versorgungsanlage ist ein hoher Druck in der zum Kraftstoffventil führenden Druckleitung erforderlich.The number of fuel valves is usually the same as the number of cylinders of the internal combustion engine. The fuel supply system can be constructed so that the fuel valve injects the fuel directly into a combustion chamber of the internal combustion engine. When operating this fuel supply system, a high pressure is required in the pressure line leading to the fuel valve.
Die zweite Kraftstoffpumpe wird üblicherweise direkt von der Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben. Die zweite Kraftstoffpumpe hat üblicherweise einen in einem Pumpenraum hin- und hergehenden Pumpenkörper, wobei die Frequenz des Pumpenkörpers starr an die Drehzahl der Brennkraftmaschine gekoppelt ist. Damit trotz der starren Kopplung des Pumpenkörpers an die Drehzahl der Brennkraftmaschine die Fördermenge der zweiten Kraftstoffpumpe gesteuert werden kann, kann zwischen der ersten Kraftstoffpumpe und der zweiten Kraftstoffpumpe ein die Fördermenge steuerndes Steuerventil vorgesehen werden, das während eines Druckhubs des Pumpenkörpers einen Teil des Kraftstoffs aus demThe second fuel pump is usually mechanically driven directly by the internal combustion engine. The second fuel pump usually has a pump body that reciprocates in a pump chamber, the frequency of the pump body being rigidly coupled to the speed of the internal combustion engine. So despite the rigid coupling of the pump body to the speed of the internal combustion engine Delivery rate of the second fuel pump can be controlled, a control valve controlling the delivery rate can be provided between the first fuel pump and the second fuel pump, which releases a portion of the fuel during a pressure stroke of the pump body
Pumpenraum in die Kraftstoffverbindung zwischen der ersten Kraftstoffpumpe und der zweiten Kraftstoffpumpe zurückströmen läßt . Damit innerhalb der Kraftstoff enthaltenden Räume keine Dampfblasen entstehen, ist es wichtig, daß das Steuerventil einen ausreichend großen Durchflußquerschnitt aufweist .Pump chamber can flow back into the fuel connection between the first fuel pump and the second fuel pump. It is important that the control valve has a sufficiently large flow cross-section so that no vapor bubbles form within the fuel-containing spaces.
Weil der Durchflußquerschnitt relativ groß sein muß, war es bisher nicht möglich, das Steuerventil so zu bauen, daß es ausreichend schnell schaltet, um auch bei hoher Frequenz des Pumpenkörpers der zweiten Kraftstoffpumpe eine befriedigend genaue Steuerung bzw. Regelung des Drucks in der zu den KraftstoffVentilen führenden Druckleitung zu bekommen.Because the flow cross-section has to be relatively large, it was previously not possible to build the control valve in such a way that it switched sufficiently quickly to ensure satisfactorily precise control of the pressure in the fuel valves even at a high frequency of the pump body of the second fuel pump to get leading pressure line.
Ein weiterer Nachteil ist, daß wegen der Größe des Steuerventils bisher eine relativ lange Zeit vergeht, bis der Durchflußquerschnitt des Steuerventils vollkommen geschlossen bzw. vollkommen geöffnet ist, so daß in dieser Übergangszeit für das Umschalten des Steuerventils ein Teil des Kraftstoffs aus dem Pumpenraum der zweitenAnother disadvantage is that because of the size of the control valve, it takes a relatively long time until the flow cross-section of the control valve is completely closed or completely open, so that in this transition time for switching the control valve, part of the fuel from the pump chamber of the second
Kraftstoffpumpe in die Kraftstoffverbindung unter relativ hohem Druck zurückströmt, was eine Dissipation und somit unerwünschter Energieverlust und eine unerwünschte Erwärmung des Kraftstoffs bedeutet.Fuel pump flows back into the fuel connection under relatively high pressure, which means a dissipation and thus an undesirable loss of energy and an undesirable heating of the fuel.
Trotz hohem Aufwand war es bisher nicht möglich, die von der zweiten Kraftstoffpumpe geförderte Kraftstoffmenge auch bei hoher Drehzahl der Brennkraftmaschine ausreichend genau zu regeln bzw. zu steuern und gleichzeitig dafür zu sorgen, daß in der zweiten Kraftstoff umpe keine Gasblasen entstehen und daß die zweite Kraftstoffpumpe keine überschüssige Kraftstoffmenge gefördert, was ebenfalls Dissipation und somit weiteren Energieverlust und Erwärmung des Kraftstoffs bedeutet .Despite great effort, it was previously not possible to regulate or control the amount of fuel delivered by the second fuel pump sufficiently precisely, even at high engine speed, and at the same time to ensure that no gas bubbles occur in the second fuel pump and that the second fuel pump delivered no excess fuel, which also means dissipation and thus further energy loss and heating of the fuel.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bietet die Besonderheit, daß der Elektromagnet des das Ventilglied verstellenden Stellantriebs noch während sich das Steuerventil in der Ausgangsstellung befindet, d. h. gewisse Zeit bevor das Ventilglied vom Stellantrieb verstellt werden soll, mit einem Zwischenwert bestromt wird, wobei der Zwischenwert der Bestromung in seiner Höhe zwischen dem für die Ausgangsstellung vorgesehenen ersten Wert und dem für die Endstellung vorgesehenen zweiten Wert bestromt wird. Dadurch verbleibt das Ventilglied des Steuerventils zwar noch bis zum vorgesehenen UmsehaltZei punkt in der Ausgangsstellung, aber anschließend, um das Ventilglied aus der Ausgangsstellung zu verstellen, muß nur noch eine geringfügige Änderung der Bestromung des Elektromagneten veranlaßt werden, was innerhalb extrem kurzer Zeit geschehen kann, so daß das Ventilglied und damit das Steuerventil vorteilhafterweise extrem schnell in die neue vorgesehene Endstellung umgeschaltet werden kann.The fuel supply system according to the invention with the characterizing features of claim 1 offers the peculiarity that the electromagnet of the actuator adjusting the valve member while the control valve is in the initial position, i. H. a certain time before the valve member is to be adjusted by the actuator is energized with an intermediate value, the amount of the intermediate value of the energization being energized between the first value provided for the initial position and the second value provided for the end position. As a result, the valve member of the control valve remains in the starting position until the intended changeover point, but then, in order to move the valve member out of the starting position, only a slight change in the energization of the electromagnet has to be initiated, which can happen in an extremely short time, so that the valve member and thus the control valve can advantageously be switched extremely quickly into the new intended end position.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der KraftstoffVersorgungsanlage nach dem Anspruch 1 möglich.Advantageous further developments and improvements of the fuel supply system according to claim 1 are possible through the measures listed in the dependent claims.
Wird der Elektromagnet des das Ventilglied verstellenden Stellantriebs noch während sich das Ventilglied in der Ausgangsstellung befindet, d. h. gewisse Zeit bevor das Steuerventil verstellt werden soll, in Abhängigkeit einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine und/oder in Abhängigkeit eines Drucks innerhalb der Kraftstoffversorgungsanlage, insbesondere in Abhängigkeit eines an dem Ventilglied angreifenden Staudrucks und/oder in Abhängigkeit der Zeit, insbesondere in Abhängigkeit der augenblicklichen Position des Pumpenkörpers und/oder in Abhängigkeit einer Pumpendrehzahl mit dem entsprechend unterschiedlich angepaßten Zwischenwert bestromt, dann erhält man dadurch den Vorteil, daß der Elektromagnet situationsgerecht gerade so viel Kraft aufbaut, daß das Ventilglied noch in seiner Ausgangsstellung verbleibt, aber anschließend, um das Ventilglied aus der Ausgangsstellung zu verstellen, muß nur noch eine geringfügige Änderung der Bestromung veranlaßt werden, was innerhalb extrem kurzer Zeit geschehen kann, so daß das Steuerventil extrem schnell in die Endstellung umgeschaltet werden kann.If the electromagnet of the actuator adjusting the valve member is still in the initial position, ie a certain time before the control valve is to be adjusted, depending on one Operating condition of the internal combustion engine and / or as a function of a pressure within the fuel supply system, in particular as a function of a dynamic pressure acting on the valve member and / or as a function of time, in particular as a function of the current position of the pump body and / or as a function of a pump speed with the correspondingly different adjusted intermediate value energized, this gives the advantage that the electromagnet builds up just enough force, depending on the situation, that the valve member still remains in its starting position, but then, in order to adjust the valve member from the starting position, there is only a slight change in the energization caused what can happen within an extremely short time, so that the control valve can be switched to the end position extremely quickly.
Durch das Schließen des DurchflußquerSchnitts in Abhängigkeit einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine kann die von der zweiten Kraftstoffpumpe geförderte Kraftstoffmenge auf sehr einfache Weise und mit geringer Dissipation sehr genau gesteuert bzw. geregelt werden. Das erfindungsgemäß ausgeführte Steuerventil kann besonders schnell und zeitgenau geschlossen bzw. geöffnet werden.By closing the flow cross-section depending on an operating condition of the internal combustion engine, the amount of fuel delivered by the second fuel pump can be controlled or regulated very precisely in a very simple manner and with little dissipation. The control valve designed according to the invention can be closed or opened particularly quickly and precisely.
Mit dem hydraulisch parallel zum Steuerventil Kraftstoff aus der Kraftstoffverbindung in den Pumpenraum der zweiten Kraftstoffpumpe führenden Rückschlagventil kann während eines Saughubs Kraftstoff zusätzlich aus der Kraftstoff- Verbindung unter Umgehung des Steuerventils in den Pumpenraum gelangen. Dies bietet den Vorteil, daß der Durchflußquerschnitt des Steuerventils kleiner ausgeführt sein kann, ohne daß befürchtet werden muß, daß während eines Saughubs der Druck im Pumpenraum zu stark absinkt und damit die Gefahr von Gasblasen entsteht. Wird das Steuerventil als sogenanntes Sitzventil ausgebildet, dann kann mit relativ wenig Verstellweg des Ventil- glieds vorteilhafterweise ein relativ großer Durchflußquer- schnitt gesteuert bzw. geöffnet und geschlossen werden.With the check valve leading hydraulically parallel to the control valve fuel from the fuel connection into the pump chamber of the second fuel pump, fuel can additionally get into the pump chamber from the fuel connection bypassing the control valve during a suction stroke. This offers the advantage that the flow cross-section of the control valve can be made smaller without fear that the pressure in the pump chamber drops too much during a suction stroke and thus there is a risk of gas bubbles. If the control valve is designed as a so-called seat valve, then a relatively large flow cross-section can advantageously be controlled or opened and closed with relatively little adjustment travel of the valve member.
Zeichnungdrawing
Ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es zeigen die Figur 1 in symbolhafter Form ein bevorzugt ausgewähltes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel, die Figur 2 eine Einzelheit des Ausführungsbeispiels, die Figuren 3 und 4 eine Einzelheit eines weiteren Ausführungsbeispiels, die Figur 5 in symbolhafter Form ein weiteres besonders vorteilhaft ausgeführtes Ausführungsbeispiel, die Figur 6 eine Einzelheit des Ausführungsbeispiels nach Figur 5 und die Figuren 7 und 8 Einzelheiten abgewandelter Ausführungsbeispiele der Kraf stoffVersorgungsanlage .Selected, particularly advantageous exemplary embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawing and are explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows in symbolic form a preferred selected exemplary embodiment, FIG. 2 shows a detail of the exemplary embodiment, FIGS. 3 and 4 shows a detail of a further exemplary embodiment, FIG. 5 shows a further particularly advantageous exemplary embodiment in symbolic form, and FIG Detail of the embodiment of Figure 5 and Figures 7 and 8 details of modified embodiments of the Kraf material supply system.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Die erfindungsgemäße Kraftstoffversorgungsanlage zum Zumessen von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine kann bei verschiedenen Arten von Brennkraftmaschinen verwendet werden. Als Kraftstoff wird vorzugsweise ein Ottokraftstoff, insbesondere Benzin, verwendet. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise ein Ottomotor mit äußerer oder innerer Gemischbildung und Fremdzündung, wobei der Motor mit einem hin- und hergehenden Kolben (Hubkolbenmotor) oder mit einem drehbar gelagerten Kolben (Wankel-Kolbenmotor) versehen sein kann. Die Zündung des Kraftstoff-Lu tgemischs geschieht üblicherweise mit einer Zündkerze. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise ein Hybridmotor. Bei diesem Motor mit LadungsSchichtung wird das Kraftstoff-Luftgemisch im Brennraum im Bereich der Zündkerze so weit angereichert, daß eine sichere Entflammung garantiert ist, die Verbrennung im Mittel aber bei stark abgemagertem Gemisch stattfindet.The fuel supply system according to the invention for metering fuel for an internal combustion engine can be used in various types of internal combustion engines. A petrol, in particular gasoline, is preferably used as the fuel. The internal combustion engine is, for example, a gasoline engine with external or internal mixture formation and spark ignition, wherein the engine can be provided with a reciprocating piston (reciprocating piston engine) or with a rotatably mounted piston (Wankel piston engine). The ignition of the fuel-air mixture is usually done with a spark plug. The internal combustion engine is, for example, a hybrid engine. With this engine with Charge stratification enriches the fuel-air mixture in the combustion chamber in the area of the spark plug to such an extent that reliable ignition is guaranteed, but the combustion takes place on average when the mixture is very lean.
Der Gaswechsel im Brennraum der Brennkraftmaschine kann beispielsweise nach dem Viertaktverfahren oder nach dem Zweitaktverfahren erfolgen. Zur Steuerung des Gaswechsels im Brennraum der Brennkraftmaschine können in bekannter Weise Gaswechselventile (Einlaßventile und Auslaßventile) vorgesehen sein. Die Brennkraftmaschine kann so ausgebildet sein, daß mindestens ein Kraftstoffventil den Kraftstoff direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine spritzt. Die Steuerung der Leistung der Brennkraftmaschine erfolgt je nach Be- triebsmodus durch Steuerung der dem Brennraum zugeführtenThe gas exchange in the combustion chamber of the internal combustion engine can take place, for example, according to the four-stroke process or the two-stroke process. To control the gas exchange in the combustion chamber of the internal combustion engine, gas exchange valves (intake valves and exhaust valves) can be provided in a known manner. The internal combustion engine can be designed such that at least one fuel valve injects the fuel directly into the combustion chamber of the internal combustion engine. Depending on the operating mode, the power of the internal combustion engine is controlled by controlling the power supplied to the combustion chamber
Menge an Kraftstoff. Es gibt aber auch einen Betriebsmodus, bei dem die für die Verbrennung des Kraftstoffs dem Brennraum zugeführte Luft mit einer Drosselklappe gesteuert wird. Auch über die Stellung der Drosselklappe kann die von der Brennkraftmaschine abzugebende Leistung gesteuert werden.Amount of fuel. However, there is also an operating mode in which the air supplied to the combustion chamber for the combustion of the fuel is controlled with a throttle valve. The power to be output by the internal combustion engine can also be controlled via the position of the throttle valve.
Die Brennkraftmaschine besitzt beispielsweise einen Zylinder mit einem Kolben, oder sie kann mit mehreren Zylindern und mit einer de entsprechenden Anzahl Kolben versehen sein. Vorzugsweise ist je Zylinder je ein Kraftstoffventil vorgesehen.The internal combustion engine has, for example, a cylinder with a piston, or it can be provided with a plurality of cylinders and with a corresponding number of pistons. A fuel valve is preferably provided for each cylinder.
Um den Umfang der Beschreibung nicht unnötig umfangreich ausfallen zu lassen, beschränkt sich die nachfolgende Be- Schreibung der Ausführungsbeispiele auf einen Hubkolbenmotor mit vier Zylindern als Brennkraftmaschine, wobei die vier Kraftstoffventile den Kraftstoff, üblicherweise Benzin, direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzen. Die Zündung des Kraftstoffs im Brennraum erfolgt über eine Zündkerze. Je nach Betriebsmodus kann die Leistung der Brennkraftmaschine über Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge oder über eine Drosselung der einströmenden Luft gesteuert werden. Bei Leerlauf und unterer Teillast erfolgt eine LadungsSchichtung mit Kraftstoffanreicherung im Bereich der Zündkerze. Dabei ist das Gemisch außerhalb dieses Bereichs um die Zündkerze sehr mager. Bei Vollast bzw. oberer Teillast wird eine homogene Verteilung zwischen Kraftstoff und Luft im gesamten Brennraum angestrebt .In order not to make the scope of the description unnecessarily extensive, the following description of the exemplary embodiments is limited to a reciprocating piston engine with four cylinders as an internal combustion engine, the four fuel valves injecting the fuel, usually gasoline, directly into the combustion chamber of the internal combustion engine. The fuel in the combustion chamber is ignited using a spark plug. Depending on the operating mode, the performance of the Internal combustion engine can be controlled by controlling the amount of fuel injected or by throttling the inflowing air. At idle and under partial load, the charge is stratified with fuel enrichment in the area of the spark plug. The mixture around the spark plug is very lean outside of this range. At full load or upper part load, the aim is to achieve a homogeneous distribution between fuel and air throughout the combustion chamber.
Die Figur 1 zeigt einen Kraftstoffvorratsbehälter 2, eineFigure 1 shows a fuel tank 2, a
Saugleitung 4, eine erste Kraftstoffpumpe 6, einen Elektromotor 8, einen Filter 9, eine KraftstoffVerbindung 10, eine zweite Kraftstoffpumpe 12, eine Druckleitung 14, vier Kraft- stoffventile 16, eine Energieversorgungseinheit 18 und eine elektrische bzw. elektronische Steuerungseinrichtung 20. Die Kraftstoffventile 16 werden in Fachkreisen häufig als Einspritzventile oder Injektoren bezeichnet.Suction line 4, a first fuel pump 6, an electric motor 8, a filter 9, a fuel connection 10, a second fuel pump 12, a pressure line 14, four fuel valves 16, a power supply unit 18 and an electrical or electronic control device 20. The fuel valves 16 are often referred to in specialist circles as injectors or injectors.
Die erste Kraftstoffpumpe 6 besitzt eine Druckseite 6h und eine Saugseite 6n. Die zweite Kraftstoffpumpe 12 hat eineThe first fuel pump 6 has a pressure side 6h and a suction side 6n. The second fuel pump 12 has one
Hochdruckseite 12h und eine Niederdruckseite 12n. Die KraftstoffVerbindung 10 führt von der Druckseite 6h der ersten Kraftstoffpumpe 6 zur Niederdruckseite 12n der zweiten Kraftstoffpumpe 12. Aus der Kraftstoffverbindung 10 zweigt eine Kraftstoffleitung 22 ab. Über die Kraftstoffleitung 22 kann Kraftstoff aus der KraftstoffVerbindung 10 direkt in den Kraftstoffvorratsbehälter 2 zurückgeleitet werden. In der Kraftstoffleitung 22 ist ein Druckregelventil bzw. Drucksteuerventil 26 vorgesehen. Das Drucksteuerventil 26 arbeitet wie ein Druckbegrenzungsventil bzw. wie einHigh pressure side 12h and a low pressure side 12n. The fuel connection 10 leads from the pressure side 6h of the first fuel pump 6 to the low pressure side 12n of the second fuel pump 12. A fuel line 22 branches off from the fuel connection 10. Fuel can be fed back from the fuel connection 10 directly into the fuel reservoir 2 via the fuel line 22. A pressure control valve or pressure control valve 26 is provided in the fuel line 22. The pressure control valve 26 works like a pressure relief valve or as a
Differenzdruckventil; es sorgt dafür, daß in der Kraftstoff- Verbindung 10 ein weitgehend konstanter Speisedruck herrscht, unabhängig davon, wieviel Kraftstoff von der zweiten Kraftstoffpumpe 12 aus der Kraftstoffverbindung 10 abgenommen wird. Das Drucksteuerventil 26 regelt den Speisedruck beispielsweise auf 3 bar, was 300 kPa entsprechen.Differential pressure valve; it ensures that a largely constant feed pressure prevails in the fuel connection 10, regardless of how much fuel is drawn from the fuel connection 10 by the second fuel pump 12. The pressure control valve 26 controls the Feed pressure, for example, to 3 bar, which corresponds to 300 kPa.
Die erste Kraftstoffpumpe 6 wird von dem Elektromotor 8 an- getrieben. Die erste Kraftstoffpumpe 6, der Elektromotor 8 und das Drucksteuerventil 26 befinden sich im Bereich des Kraftstoffvorratsbehälters 2. Diese Teile sind vorzugsweise außen am Kraftstoffvorratsbehälter 2 angeordnet oder befinden sich innerhalb des Kraftstoffvorratsbehälters 2, was durch eine strichpunktierte Linie symbolhaft dargestellt ist .The first fuel pump 6 is driven by the electric motor 8. The first fuel pump 6, the electric motor 8 and the pressure control valve 26 are located in the area of the fuel tank 2. These parts are preferably arranged on the outside of the fuel tank 2 or are located inside the fuel tank 2, which is symbolically represented by a dash-dotted line.
Über ein mechanisches Übertragungsmittel 12m ist die zweite Kraftstoffpumpe 12 mechanisch mit einer nicht dargestellten Abtriebswelle der Brennkraftmaschine gekoppelt. Da die zweite Kraftstoffpumpe 12 mechanisch starr an die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, arbeitet die zweite Kraftstoffpumpe 12 rein proportional zur Drehzahl der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine. Die Drehzahl der Abtriebswelle ist, je nach augenblicklicher Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine, sehr unterschiedlich. Bei der Abtriebswelle handelt es sich beispielsweise um eine Nockenwelle der Brennkraftmaschine.The second fuel pump 12 is mechanically coupled to an output shaft, not shown, of the internal combustion engine via a mechanical transmission means 12m. Since the second fuel pump 12 is mechanically rigidly coupled to the output shaft of the internal combustion engine, the second fuel pump 12 operates purely in proportion to the speed of the output shaft of the internal combustion engine. The speed of the output shaft is very different, depending on the current operating condition of the internal combustion engine. The output shaft is, for example, a camshaft of the internal combustion engine.
Die zweite Kraftstoffpumpe 12 hat einen Pumpenraum 28. In der KraftstoffVerbindung 10, auf der Niederdruckseite 12n der zweiten Kraftstoffpumpe 12, befindet sich eingangsseitig von dem Pumpenraum 28 ein Steuerventil 30. Das Steuerventil 30 dient im wesentlichen zum Steuern der von der zweiten Kraftstoffpumpe 12 zu fördernden Menge an Kraftstoff, weshalb das Steuerventil 30 auch als Mengensteuerventil bezeichnet werden kann. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert. In der Druckleitung 14, auf der Hochdruckseite 12h der zweiten Kraftstoffpumpe 12, ist ein ausgangsseitiges Rückschlagventil 32 vorgesehen. Die zweite Kraftstoffpumpe 12 befindet sich innerhalb eines mit strichpunktierten Linien symbolhaft angedeuteten Gehäuses 12g. Auch das Rückschlagventil 32 kann sich innerhalb des Gehäuses 12g befinden. Das Steuerventil 30 hat ein Ventilgehäuse 30g. Das Ventilgehäuse 30g ist an das Gehäuse 12g angeflanscht oder in das Gehäuse 12g integriert. Das Steuerventil 30 kann auch direkt im Gehäuse 12g eingebaut sein.The second fuel pump 12 has a pump chamber 28. In the fuel connection 10, on the low-pressure side 12n of the second fuel pump 12, there is a control valve 30 on the input side of the pump chamber 28. The control valve 30 essentially serves to control the pump to be pumped by the second fuel pump 12 Amount of fuel, which is why the control valve 30 can also be referred to as a quantity control valve. This is explained in more detail below. In the pressure line 14, on the high-pressure side 12h of the second fuel pump 12, a check valve 32 on the outlet side is provided. The second fuel pump 12 is located within a housing 12g symbolically indicated by dash-dotted lines. The check valve 32 can also be located within the housing 12g. The control valve 30 has a valve housing 30g. The valve housing 30g is flanged to the housing 12g or integrated into the housing 12g. The control valve 30 can also be installed directly in the housing 12g.
Die von der zweiten Kraftstoffpumpe 12 zu den Kraftstoffventilen 16 führende Druckleitung 14 kann vereinfachend unterteilt werden in einen Leitungsabschnitt 42, einen Speicherraum 44 und in Verteilleitungen 46. Die Kraftstoff- ventile 16 sind über je eine Verteilleitung 46 an demThe pressure line 14 leading from the second fuel pump 12 to the fuel valves 16 can be subdivided into a line section 42, a storage space 44 and into distribution lines 46. The fuel valves 16 are connected to each via a distribution line 46
Speicherraum 44 angeschlossen. Ein Drucksensor 48 ist an den Speicherraum 44 angeschlossen und sensiert den jeweiligen Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 14. Entsprechend diesem Druck gibt der Drucksensor 48 ein elektrisches Signal an die Steuerungseinrichtung 20.Storage space 44 connected. A pressure sensor 48 is connected to the storage space 44 and senses the respective pressure of the fuel in the pressure line 14. According to this pressure, the pressure sensor 48 sends an electrical signal to the control device 20.
Ist der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 14 zu hoch, dann wird Kraftstoff aus der Druckleitung 14 über eine Rückleitung 52 in die Kraftstoffverbindung 10 geleitet. In der Rückleitung 52 gibt es ein Überdruckventil 53. Das Überdruckventil 53 sorgt dafür, daß der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 14 einen bestimmten maximalen Wert nicht überschreiten kann, auch dann, wenn infolge irgendeines Defekts die zweite Kraftstoffpumpe 12 unerwünscht viel Kraftstoff in die Druckleitung 14 pumpt.If the pressure of the fuel in the pressure line 14 is too high, fuel is fed from the pressure line 14 via a return line 52 into the fuel connection 10. There is a pressure relief valve 53 in the return line 52. The pressure relief valve 53 ensures that the pressure of the fuel in the pressure line 14 cannot exceed a certain maximum value, even if, as a result of a defect, the second fuel pump 12 undesirably puts a lot of fuel into the pressure line 14 pumps.
Die Kraftstoffversorgungsanlage umfaßt ferner einen Sensor 54 oder mehrere Sensoren 54 und einen Fahrpedalsensor 56. Die Sensoren 54, 56 sensieren die Betriebsbedingung, unter der die Brennkraftmaschine arbeitet. Die Betriebsbedingung für die Brennkraftmaschine kann sich aus mehreren Einzel - Betriebsbedingungen zusammensetzen. Die Einzel -Betriebsbedingungen sind beispielsweise: Temperatur und/oder Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoff erbindung 10, Temperatur und/oder Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 14, Lufttemperatur, Kühlwassertemperatur, Öltemperatur , Motordrehzahl der Brennkraftmaschine bzw. Drehzahl der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine, Zusammensetzung des Abgases der Brennkraftmaschine, Einspritzzeit der Kraftstoffventile 16 usw. Der Fahrpedalsensor 56 befindet sich im Bereich desThe fuel supply system further comprises a sensor 54 or a plurality of sensors 54 and an accelerator pedal sensor 56. The sensors 54, 56 sense the operating condition under which the internal combustion engine is operating. The operating condition for the internal combustion engine can be composed of several individual operating conditions. The individual operating conditions are, for example: temperature and / or pressure of the fuel in the fuel connection 10, temperature and / or pressure of the fuel in the pressure line 14, air temperature, cooling water temperature, oil temperature, engine speed of the internal combustion engine or speed of the output shaft of the internal combustion engine, composition of the exhaust gas of the internal combustion engine, injection time of the fuel valves 16, etc. The accelerator pedal sensor 56 is in the range of
Fahrpedals und erfaßt, als weitere Einzel-Betriebsbedingung, die Stellung des Fahrpedals und damit die vom Fahrer gewünschte Geschwindigkeit .Accelerator pedal and, as a further individual operating condition, detects the position of the accelerator pedal and thus the speed desired by the driver.
Der Elektromotor 8, die Kraftstoffventile 16, der Drucksensor 48 und die Sensoren 54, 56 sind über elektrische Leitungen 58 mit der Steuerungseinrichtung 20 verbunden. Die elektrische Leitung 58 zwischen den Kraftstoffventilen 16 und der Steuerungseinrichtung 20 ist so ausgeführt, daß die Steuerungseinrichtung 20 jedes der Kraftstoffventile 16 separat ansteuern kann. Zwecks besserer Unterscheidung gegenüber den anderen nichtelektrischen Leitungen sind die elektrischen Leitungen 58 gestrichelt dargestellt.The electric motor 8, the fuel valves 16, the pressure sensor 48 and the sensors 54, 56 are connected to the control device 20 via electrical lines 58. The electrical line 58 between the fuel valves 16 and the control device 20 is designed so that the control device 20 can control each of the fuel valves 16 separately. For better differentiation from the other non-electrical lines, the electrical lines 58 are shown in dashed lines.
Bei der ersten Kraftstoffpumpe 6 handelt es sich beispielsweise um eine robuste, einfach herstellbare Verdrängerpumpe, die im wesentlichen eine bestimmte konstante Menge Kraftstoff fördert.The first fuel pump 6 is, for example, a robust, easy to manufacture positive displacement pump which essentially delivers a certain constant amount of fuel.
Der Druck des Kraftstoffs in der Kraftstoff erbindung 10 auf der Druckseite 6h der ersten Kraftstoffpumpe 6 wird als Speisedruck bezeichnet. Bei der vorgeschlagenen Kraftstoff- versorgungsanlage bestimmt das Drucksteuerventil 26 den Speisedruck in der Kraftstoffverbindung 10. Die zweite Kraftstoffpumpe 12 fördert den Kraftstoff aus der Kraftstoffverbindung 10, durch das Steuerventil 30 in den Pumpenraum 28 und aus dem Pumpenraum 28 durch das ausgangs- seitige Rückschlagventil 32 in die Druckleitung 14.The pressure of the fuel in the fuel connection 10 on the pressure side 6h of the first fuel pump 6 is referred to as the feed pressure. In the proposed fuel supply system, the pressure control valve 26 determines the feed pressure in the fuel connection 10. The second fuel pump 12 delivers the fuel from the fuel connection 10, through the control valve 30 into the pump chamber 28 and from the pump chamber 28 through the check valve 32 on the outlet side into the pressure line 14.
Der Druck in der Druckleitung 14 kann während des normalen Betriebszustands beispielsweise um die 100 bar betragen, was 10 MPa entspricht. Deshalb ist es wichtig, dafür zu sorgen, daß die zweite Kraftstoffpumpe 12 genau die augenblicklich benötigte Kraftstoffmenge in die Druckleitung 14 pumpt, damit möglichst kein Kraftstoff aus der Druckleitung 14 in den Niederdruckbereich der Kraftstoffversorgungsanlage zurückgeleitet werden muß, was sehr unerwünschte, unnötige Dissipation bedeuten würde.The pressure in the pressure line 14 can be, for example, around 100 bar during normal operating conditions, which corresponds to 10 MPa. It is therefore important to ensure that the second fuel pump 12 pumps exactly the amount of fuel currently required into the pressure line 14, so that as little fuel as possible has to be returned from the pressure line 14 to the low-pressure area of the fuel supply system, which would mean very undesirable, unnecessary dissipation .
Das in der Figur 1 symbolhaft dargestellte Steuerventil 30 ist in eine erste Ventilstellung 30.1, in eine zweite Ventilstellung 30.2 und in eine dritte Ventilstellung 30.3 schaltbar. Die symbolhaft dargestellten Ventilstellungen 30.1, 30.2, 30.3 sind nur der besseren Übersichtlichkeit wegen unterschiedlich groß dargestellt.The control valve 30 shown symbolically in FIG. 1 can be switched into a first valve position 30.1, into a second valve position 30.2 and into a third valve position 30.3. The symbolically illustrated valve positions 30.1, 30.2, 30.3 are only shown in different sizes for the sake of clarity.
Das Steuerventil 30 hat einen Stellantrieb 60. Der Stellantrieb 60 umfaßt im wesentlichen einen Elektromagneten 62 und eine der Magnetkraft des Elektromagneten 62 entgegenwirkende Feder 64. Durch Bestromen bzw. Nichtbestromen des Elektromagneten 62 wird das Steuerventil 30 in die erste Ventilstellung 30.1 bzw. in die zweite Ventilstellung 30.2 geschaltet. Das Steuerventil 30 hat ein Ventilglied 66 (Fig. 2) . Das Ventilglied 66 ist von der durch das Steuerventil 30 hindurchfließenden Strömung des Kraftstoffs gegen die Kraft einer Anlegefeder 68 betätigbar. Bei Strömung des Kraftstoffs aus der Kraftstoffverbindung 10 in den Pumpenraum 28 der zweiten Kraftstoffpumpe 12, wenn also der Druck in der Kraftstoffverbindung 10 größer ist als der Druck im Pumpenraum 28, wird das Ventilglied 66 (Fig. 2) von der Strömung des Kraftstoffs gegen die Kraft der Anlegefeder 68 so verstellt, daß sich das Steuerventil 30 in der in der Figur 1 symbolhaft dargestellten dritten Ventilstellung 30.3 befindet. Ist der Druck im Pumpenraum 28 größer als in der Kraftstoffverbindung 10, dann strömt der Kraftstoff vom Pumpenraum 28 zurück in die Kraftstoffverbindung 10 und das Ventilglied 66 wird so verstellt, daß sich das Steuerventil 30 in der in der Figur 1 symbolhaft dargestellten zweiten Ventilstellung 30.2 befindet. Die Anlegefeder 68 sorgt auch dafür, daß das Ventilglied 66 (Fig. 2) der durch den Stellantrieb 60 vorgenommenen Stellbewegung folgen kann und das Steuerventil 30 in die erste Ventilstellung 30.1 gelangen kann. Um bildhaft zu zeigen, daß das Steuerventil 30 zwischen den beiden VentilStellungen 30.2 und 30.3 druckabhängig umschaltbar ist, sind in der Figur 1 symbolhaft zwei Steuerleitungen bzw. Steuerräume 10a und 28a eingezeichnet .The control valve 30 has an actuator 60. The actuator 60 essentially comprises an electromagnet 62 and a spring 64 counteracting the magnetic force of the electromagnet 62. By energizing or not energizing the electromagnet 62, the control valve 30 is in the first valve position 30.1 or in the second Valve position 30.2 switched. The control valve 30 has a valve member 66 (FIG. 2). The valve member 66 can be actuated by the flow of the fuel flowing through the control valve 30 against the force of a contact spring 68. When the fuel flows from the fuel connection 10 into the pump chamber 28 of the second fuel pump 12, that is, when the pressure in the fuel connection 10 is greater than the pressure in the Pump chamber 28, the valve member 66 (FIG. 2) is adjusted by the flow of the fuel against the force of the contact spring 68 so that the control valve 30 is in the third valve position 30.3 symbolically shown in FIG. 1. If the pressure in the pump chamber 28 is greater than in the fuel connection 10, the fuel flows from the pump chamber 28 back into the fuel connection 10 and the valve member 66 is adjusted so that the control valve 30 is in the second valve position 30.2 symbolically shown in FIG . The contact spring 68 also ensures that the valve member 66 (FIG. 2) can follow the actuating movement carried out by the actuator 60 and the control valve 30 can reach the first valve position 30.1. In order to show that the control valve 30 can be switched between the two valve positions 30.2 and 30.3 depending on the pressure, two control lines or control spaces 10a and 28a are shown symbolically in FIG.
In der ersten Ventilstellung 30.1 ist ein Durchflußquer- schnitt 74 zwischen der KraftstoffVerbindung 10 und dem Pumpenraum 28 gesperrt. In der zweiten Ventilstellung 30.2 hat das Steuerventil 30 den Durchflußquerschnitt 74 nur etwas geöffnet, und der Kraftstoff kann mit gewisser An- drosselung aus dem Pumpenraum 28 zurück in die Kraftstoffverbindung 10 strömen. In der dritten Ventilstellung 30.3 hat das Steuerventil 30 den Durchflußquerschnitt 74 weit geöffnet, und der Kraftstoff kann weitgehend ungedrosselt aus der Kraftstoffverbindung 10 in den Pumpenraum 28 hinein- strömen.In the first valve position 30.1, a flow cross section 74 between the fuel connection 10 and the pump chamber 28 is blocked. In the second valve position 30.2, the control valve 30 has only slightly opened the flow cross section 74, and the fuel can flow back into the fuel connection 10 from the pump chamber 28 with a certain throttling. In the third valve position 30.3, the control valve 30 has opened the flow cross section 74 widely, and the fuel can flow largely unthrottled from the fuel connection 10 into the pump chamber 28.
Die zweite Kraftstoffpumpe 12 ist so gebaut, daß sich der Pumpenraum 28 abwechselnd vergrößert und verkleinert, während die Brennkraftmaschine über das Übertragungsmittel 12m die zweite Kraftstoffpumpe 12 antreibt. Der Pumpenraum 28 vergrößert bzw. verkleinert sich beispielsweise dadurch, daß ein im Gehäuse 12g gelagerter Pumpenkörper 72 (Fig. 2) von der Brennkraftmaschine über das mechanische Übertragungsmittel 12m zu axial hin- und hergehender Bewegung angetrieben wird. Während eines Saughubs der zweiten Kraftstoffpumpe 12, d. h. wenn der Pumpenkörper 72 nach unten (bezogen auf die Fig. 2) fährt, vergrößert sich der Pumpenraum 28. Während eines Druckhubs, d. h. wenn der Pumpenkörper 72 nach oben (bezogen auf die Fig. 2) gedrückt wird, dann wird der Pumpenraum 28 verkleinert.The second fuel pump 12 is constructed in such a way that the pump chamber 28 alternately increases and decreases, while the internal combustion engine drives the second fuel pump 12 via the transmission means 12m. The pump room 28 increases or decreases, for example, in that a pump body 72 (FIG. 2) mounted in the housing 12g is driven by the internal combustion engine via the mechanical transmission means 12m to move axially back and forth. During a suction stroke of the second fuel pump 12, ie when the pump body 72 is moving downward (based on FIG. 2), the pump chamber 28 increases. During a pressure stroke, ie when the pump body 72 is moving upward (based on FIG. 2) is pressed, then the pump chamber 28 is reduced.
Während eines Saughubs, während sich der Pumpenraum 28 vergrößert, ist der Elektromagnet 62 nicht bestromt und der aus der Kraftstoffverbindung 10 in den Pumpenraum 28 einströmende Kraftstoff verstellt das Ventilglied 66During a suction stroke, while the pump chamber 28 is increasing, the electromagnet 62 is not energized and the fuel flowing into the pump chamber 28 from the fuel connection 10 adjusts the valve member 66
(Fig. 2) , so daß sich das Steuerventil 30 in der dritten Ventilstellung 30.3 (Fig. 1) befindet, wodurch der Durch- flußquerschnitt 74 des Steuerventils 30 weit geöffnet ist und der Kraftstoff weitgehend ungedrosselt aus der Kraft- stoffVerbindung 10 in den Pumpenraum 28 strömen kann. Bei durchschnittlicher Betriebsbedingung der Brennkraf maschine ist im anschließenden Druckhub, während sich der Pumpenraum 28 verkleinert, der Elektromagnet 62 zunächst unbestromt, und das Steuerventil 30 befindet sich in seiner zweiten Ventilstellung 30.2. Solange sich das Steuerventil 30 in der Ventilstellung 30.2 befindet, drückt die zweite Kraftstoffpumpe 12 den Kraftstoff aus dem Pumpenraum 28 durch das Steuerventil 30 zurück in die Kraftstoffverbindung 10. Abhängig von der augenblicklichen Betriebsbedingung der Brenn- kraftmaschine, insbesondere abhängig davon, welchen Druck der Drucksensor 48 in der Druckleitung 14 sensiert und abhängig davon, wieviel Kraftstoff die Kraftstoffventile 16 augenblicklich in die Brennräume der Brennkraftmaschine hineinspritzen sollen, berechnet die Steuerungseinrichtung 20 den Zeitpunkt, zu dem der Durchflußquerschnitt 74 des Steuerventils 30 geschlossen werden soll. Zum Schließen des Durchflußquerschnitts 74 wird der Elektromagnet 62 bestromt, und das Steuerventil 30 wird in seine erste Ventilstellung 30.1 geschaltet. Weil sich das Steuerventil 30 davor in seiner zweiten Ventilstellung 30.2 befunden hat, in der der Durchflußquerschnitt 74 nicht maximal geöffnet ist, ist der Weg, den das Ventilglied 66 (Fig. 2) zum Schließen des Durchflußquerschnitts 74 zurücklegen muß, nur relativ kurz, so daß bereits dadurch das Schließen des Durchflußquer- Schnitts 74 relativ rasch geschehen kann. Insbesondere um eine sehr genaue Regelung des Drucks in der Druckleitung 14 erreichen zu können, ist es wichtig, daß der Durchflußquer- schnitt 74 sehr schnell geschlossen bzw. sehr schnell geöffnet werden kann. Dadurch ist es möglich, auch eine sehr schnell arbeitende zweite Kraftstoffpumpe 12 zu verwenden, bei der der Pumpenkörper 72 sehr schnell hin- und herbewegt wird, so daß sich der Pumpenraum 28 sehr schnell vergrößert bzw. verkleinert. Weil bei schnell arbeitendem Pumpenkörper 72 (Fig. 2) die Zeiten für den Saughub und den Druckhub sehr kurz sind, ist es wichtig, daß das Steuerventil 30 schnell und präzise den Durchflußquerschnitt 74 öffnet bzw. schließt. Durch Wahl des Zeitpunkts, zu dem während eines Druckhübs das Steuerventil 30 von der zweiten Ventilstellung 30.2 in die erste Ventilstellung 30.1 umgeschaltet wird, kann die Menge an Kraftstoff, die die zweite Kraftstoffpumpe je Druckhub aus der KraftstoffVerbindung 10 in die Druckleitung 14 fördert, bestimmt werden.(FIG. 2), so that the control valve 30 is in the third valve position 30.3 (FIG. 1), as a result of which the flow cross section 74 of the control valve 30 is opened wide and the fuel is largely unthrottled from the fuel connection 10 into the pump chamber 28 can flow. With the average operating condition of the internal combustion engine, the electromagnet 62 is initially de-energized in the subsequent pressure stroke, while the pump chamber 28 is reduced, and the control valve 30 is in its second valve position 30.2. As long as the control valve 30 is in the valve position 30.2, the second fuel pump 12 presses the fuel from the pump chamber 28 back through the control valve 30 into the fuel connection 10. Depending on the current operating condition of the internal combustion engine, in particular depending on the pressure of the pressure sensor 48 senses in the pressure line 14 and depending on how much fuel the fuel valves 16 are to inject instantaneously into the combustion chambers of the internal combustion engine, the control device 20 calculates the point in time at which the flow cross section 74 of the Control valve 30 is to be closed. To close the flow cross-section 74, the electromagnet 62 is energized and the control valve 30 is switched to its first valve position 30.1. Because the control valve 30 was previously in its second valve position 30.2, in which the flow cross-section 74 is not open to the maximum, the path that the valve member 66 (FIG. 2) has to travel to close the flow cross-section 74 is only relatively short, so that the closing of the flow cross-section 74 can thereby take place relatively quickly. In particular, in order to be able to achieve a very precise regulation of the pressure in the pressure line 14, it is important that the flow cross-section 74 can be closed or opened very quickly. This makes it possible to use a very fast-working second fuel pump 12, in which the pump body 72 is moved back and forth very quickly, so that the pump chamber 28 enlarges or shrinks very quickly. Because the times for the suction stroke and the pressure stroke are very short when the pump body 72 is working quickly (FIG. 2), it is important that the control valve 30 opens and closes the flow cross-section 74 quickly and precisely. By selecting the point in time at which the control valve 30 is switched from the second valve position 30.2 to the first valve position 30.1 during a pressure stroke, the amount of fuel that the second fuel pump delivers from the fuel connection 10 into the pressure line 14 per pressure stroke can be determined .
Die Figur 2 zeigt in beispielhafter Form einen Ausschnitt des ersten Ausführungsbeispiels. Die nicht in der Figur 2 dargestellten Teile entsprechen dem in den übrigen Figuren Dargestellten. Die Figur 2 zeigt im wesentlichen einen Längsschnitt durch das Steuerventil 30, das sich in der unbetätigten Schaltstellung 30.2 befindet. Die Schaltstellung 30.2 kann auch als Ausgangsstellung bezeichnet werden.FIG. 2 shows a section of the first exemplary embodiment in exemplary form. The parts not shown in FIG. 2 correspond to those shown in the other figures. FIG. 2 essentially shows a longitudinal section through the control valve 30, which is in the unactuated switching position 30.2. The Switch position 30.2 can also be referred to as the starting position.
In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Sofern nichts Gegenteiliges erwähnt bzw. in der Zeichnung dargestellt ist, gilt das anhand eines der Figuren Erwähnte und Dargestellte auch bei den anderen Ausführungsbeispielen. Sofern sich aus den Erläuterungen nichts anderes ergibt, sind die Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar.In all figures, parts that are the same or have the same effect are provided with the same reference symbols. Unless otherwise stated or shown in the drawing, that which is mentioned and illustrated with reference to one of the figures also applies to the other exemplary embodiments. Unless otherwise stated in the explanations, the details of the various exemplary embodiments can be combined with one another.
Der Stellantrieb 60 umfaßt neben dem Elektromagneten 62 und der Feder 64 einen Stellkörper 76. Der Stellkörper 76 ist zusammengesetzt aus einem Anker 76a und einem mit dem Anker 76a fest verbundenen Stößel 76b. Bei nicht bestromtem Elektromagneten 62 drückt die Feder 64 den Stellkörper 76 nach unten (bezogen auf die Fig. 2) in die Ausgangsstellung, bis der Anker 76a an einer unteren, am Ventilgehäuse 30g vorgesehenen Anschlagscheibe 78u zur Anlage kommt. Bei ausreichend starker Bestromung des Elektromagneten 62 wird der Stellkörper 76 nach oben (Fig. 2) gegen die Kraft der Feder 64 in eine Endstellung betätigt, bis der Anker 76a an einer oberen, am Ventilgehäuse 30g vorgesehenen Anschlag- scheibe 78o anliegt.In addition to the electromagnet 62 and the spring 64, the actuator 60 includes an actuator 76. The actuator 76 is composed of an armature 76a and a plunger 76b which is fixedly connected to the armature 76a. When the electromagnet 62 is not energized, the spring 64 presses the actuating body 76 downward (based on FIG. 2) into the starting position until the armature 76a comes to rest on a lower stop disk 78u provided on the valve housing 30g. If the electromagnet 62 is energized sufficiently, the actuating body 76 is actuated upward (FIG. 2) against the force of the spring 64 into an end position until the armature 76a rests on an upper stop disk 78o provided on the valve housing 30g.
Am Ventilgehäuse 30g ist ein Ventilsitz 80 vorgesehen. Bei nicht bestromtem Elektromagneten 62 ist der zwischen dem Ventilsitz 80 und dem Ventilglied 66 verlaufende Durchfluß- querschnitt 74 so weit geöffnet, wie es in der Figur 2 dargestellt ist. Die Figur 2 zeigt das Steuerventil 30 in der zweiten Ventilstellung 30.2 bzw. in der Ausgangsstellung. In der zweiten Ventilstellung 30.2 ist der Abstand zwischen dem Ventilsitz 80 und dem Ventilglied 66 relativ gering, so daß zum Umschalten in die erste Ventilstellung 06894A valve seat 80 is provided on the valve housing 30g. When the electromagnet 62 is not energized, the flow cross section 74 running between the valve seat 80 and the valve member 66 is opened as far as is shown in FIG. 2. FIG. 2 shows the control valve 30 in the second valve position 30.2 or in the starting position. In the second valve position 30.2, the distance between the valve seat 80 and the valve member 66 is relatively small, so that for switching over to the first valve position 06894
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30.1 (Fig. 1) bzw. in die Endstellung der Stellkörper 76 nur sehr wenig nach oben (bezogen auf die Fig. 2) bewegt werden muß, bis das Ventilglied 66 zum Schließen des Durchflußquerschnitts 74 an dem Ventilsitz 80 zur Anlage kommt. Dadurch kann der Durchflußquerschnitt 74 rasch geschlossen werden. Unterstützt wird das Schließen des DurchflußquerSchnitts 74 durch den während des Druckhubs im Pumpenraum 28 zunehmenden Druck. Wie die Figur 2 zeigt, wirkt der Druck im Steuerraum 10a, in dem der im wesentlichen gleiche Speisedruck wie in der Kraftstoffverbindung 10 herrscht, auf das Ventilglied 66 nach unten in Öffnungsriehtung, und der Druck im Steuerraum 28a, in dem der im wesentlichen gleiche Druck wie in dem Pumpenraum 28 herrscht, wirkt auf das Ventilglied 66 nach oben in Schließrichtung.30.1 (Fig. 1) or in the end position of the actuating body 76 only has to be moved very slightly upward (based on FIG. 2) until the valve member 66 comes to rest on the valve seat 80 to close the flow cross section 74. This allows the flow cross section 74 to be closed quickly. The closing of the flow cross section 74 is supported by the increasing pressure in the pump chamber 28 during the pressure stroke. As FIG. 2 shows, the pressure in the control chamber 10a, in which the feed pressure is essentially the same as in the fuel connection 10, acts downward on the valve member 66 in the opening direction, and the pressure in the control chamber 28a, in which the pressure is substantially the same as in the pump chamber 28, acts on the valve member 66 upwards in the closing direction.
Während eines Saughubs bewegt sich der Pumpenkörper 72 nach unten (bezogen auf die Fig. 2) . Dadurch sinkt der Druck des Kraftstoffs im Pumpenraum 28 unter den Speisedruck des Kraftstoffs in der Kraftstoffverbindung 10. Dieser Druck- unterschied beaufschlagt das Ventilglied 66 nach untenDuring a suction stroke, the pump body 72 moves downward (based on FIG. 2). As a result, the pressure of the fuel in the pump chamber 28 drops below the feed pressure of the fuel in the fuel connection 10. This pressure difference acts on the valve member 66 downward
(Fig. 2) gegen die Kraft der Anlegefeder 68. Die Kraft der Anlegefeder 68 ist ziemlich klein, so daß bereits ein kleiner Druckunterschied zwischen der Kraf stoffverbindung 10 und dem Pumpenraum 28 das Ventilglied 66 hydraulisch nach unten (Fig. 2) drückt. Dabei hebt das Ventilglied 66 von dem Stellkörper 76 des Stellantriebs 60 ab. Durch das Abheben wird erreicht, daß das von dem Druckunterschied zwischen dem Pumpenraum 28 und der KraftstoffVerbindung 10 hydraulisch beaufschlagte Ventilglied 66 insgesamt nur eine kleine zu bewegende Masse aufweist, was den Vorteil ergibt, daß bereits ein kleiner Druckunterschied das Ventilglied 66 verstellt. Mit anderen Worten, bereits ein kleiner Druckunterschied verstellt das Ventilglied 66 gegen die Kraft der Anlegefeder 68 nach unten (Fig. 2) bzw. nach oben (Fig. 2 ) , bis das Ventilglied 66 an dem Stößel 76b des Stellkörpers 76 oder an dem Ventilsitz 80 zur Anlage kommt. Das Ventilglied 66 kann vom Ventilsitz 80 bzw. vom Stellkörper 76 so weit abheben, bis das Ventilglied 66 an einem am Ventilgehäuse 30g vorgesehenen Ventilgliedanschlag 82 zur Anlage kommt .(Fig. 2) against the force of the contact spring 68. The force of the contact spring 68 is quite small, so that even a small pressure difference between the Kraf material connection 10 and the pump chamber 28 presses the valve member 66 hydraulically downward (Fig. 2). The valve member 66 lifts off the actuator body 76 of the actuator 60. By lifting it is achieved that the valve member 66 hydraulically acted upon by the pressure difference between the pump chamber 28 and the fuel connection 10 has only a small mass to be moved, which gives the advantage that a small pressure difference already adjusts the valve member 66. In other words, even a small pressure difference moves the valve member 66 downward against the force of the contact spring 68 (FIG. 2) or upward (FIG. 2) until the valve member 66 on the tappet 76b of the Adjusting body 76 or comes to rest on the valve seat 80. The valve member 66 can lift off the valve seat 80 or the actuating body 76 until the valve member 66 comes into contact with a valve member stop 82 provided on the valve housing 30g.
Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Steuerventil 30 durch Bestromen des Elektromagneten 62 in die erste Ventilstellung 30.1 (Fig. 1) verstellt, in der der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen ist . Im Unterschied dazu wird bei dem nachfolgend anhand der Figuren 3 und 4 erläuterten Ausfuhrungsbeispiel beim Bestromen des Elektromagneten 62 der Durchflußquerschnitt 74 geöffnet . Im Vergleich zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind bei dem in denIn the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the control valve 30 is adjusted by energizing the electromagnet 62 into the first valve position 30.1 (FIG. 1), in which the flow cross section 74 is closed. In contrast to this, the flow cross section 74 is opened in the exemplary embodiment explained below with reference to FIGS. 3 and 4 when the electromagnet 62 is energized. In comparison to the embodiment shown in Figures 1 and 2 are in the in the
Figuren 3 und 4 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel die Richtungen der Magnetkraft des Elektromagneten 62 und der Federkraft der Feder 64 des Stellantriebs 60 vertauscht.Figures 3 and 4 shown embodiment swapped the directions of the magnetic force of the electromagnet 62 and the spring force of the spring 64 of the actuator 60.
Die Figuren 3 und 4 zeigen ein weiteres bevorzugt ausgewähltes, besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel. Die Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel bei nicht bestromtem Elektromagneten 62, so daß sich das Steuerventil 30 in der ersten Ventilstellung 30.1 befindet, in der der Durchfluß- querschnitt 74 geschlossen ist. Die Figur 4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel bei vollständig bestromtem Elektromagneten 62, wodurch sich das Steuerventil 30 in der zweiten Ventilstellung 30.2 befindet.Figures 3 and 4 show another preferred selected, particularly advantageous embodiment. FIG. 3 shows the exemplary embodiment when the electromagnet 62 is not energized, so that the control valve 30 is in the first valve position 30.1, in which the flow cross section 74 is closed. FIG. 4 shows the second exemplary embodiment with the electromagnet 62 fully energized, as a result of which the control valve 30 is in the second valve position 30.2.
Wenn sich der Pumpenraum 28 bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel während eines Saughubs vergrößert, dann sinkt der Druck im Pumpenraum 28, und der Kraftstoff strömt aus der Kraftstoffverbindung 10 durch den Durchflußquerschnitt 74 in den Pumpenraum 28, wobei der durchströmende Kraftstoff das Ventilglied 66 vom Ventilsitz 80 abhebt. Dabei kann sich der Durchflußquerschnitt 74 voll öffnen, so daß der Kraftstoff mit sehr geringem Druckverlust in den Pumpenraum 28 hineinströmen kann.If the pump chamber 28 increases in the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 and 4 during a suction stroke, then the pressure in the pump chamber 28 drops and the fuel flows out of the fuel connection 10 through the flow cross section 74 into the pump chamber 28, the fuel flowing through it Valve member 66 from the valve seat 80 takes off. The flow cross section 74 can open fully so that the fuel can flow into the pump chamber 28 with very little pressure loss.
Während des Saughubs ist es nicht unbedingt erforderlich, daß der Elektromagnet 62 bestromt ist. Es wird jedoch vorgeschlagen, zumindest gegen Ende des Saughubs, spätestens kurz vor Beginn des Druckhubs, den Elektromagneten 62 zu bestromen, so daß der Stellkörper 76 nach unten in die in der Figur 4 dargestellte Ventilstellung 30.2 verstellt wird. Damit ist sichergestellt, daß zu Beginn des Druckhubs der Durchflußquerschnitt 74 geöffnet ist, so daß der nicht in der Druckleitung 14 benötigte Kraftstoff in die Kraftstoff- Verbindung 10 zurückströmen kann. Weil zu Beginn des Druck- hubs das Ventilglied 66 am Stellkörper 76 anliegt und zwischen dem Ventilsitz 80 und dem Ventilglied 66 nur ein kleiner Abstand besteht, muß das Ventilglied 66 zum Schließen des Durchflußquerschnitts 74 nur einen kurzen Weg zurücklegen, so daß das Schließen des Durchflußquerschnitts 74 sehr schnell geschehen kann. Während des Druckhubs kann der Durchflußquerschnitt 74 wesentlich kleiner sein als während des Saughubs .It is not absolutely necessary for the electromagnet 62 to be energized during the suction stroke. However, it is proposed to energize the electromagnet 62 at least towards the end of the suction stroke, at the latest shortly before the start of the pressure stroke, so that the actuating body 76 is adjusted downward into the valve position 30.2 shown in FIG. This ensures that the flow cross section 74 is open at the beginning of the pressure stroke, so that the fuel not required in the pressure line 14 can flow back into the fuel connection 10. Because at the beginning of the pressure stroke the valve member 66 bears against the actuating body 76 and there is only a small distance between the valve seat 80 and the valve member 66, the valve member 66 only has to travel a short distance to close the flow cross section 74, so that the flow cross section is closed 74 can happen very quickly. During the pressure stroke, the flow cross section 74 can be significantly smaller than during the suction stroke.
Aufgrund von Berechnungen bestimmt die Steuerungseinrichtung 20 den Zeitpunkt, zu dem während des Druckhubs die Bestromung des Elektromagneten 62 abgeschaltet wird, wodurch der Stellkörper 76 nach oben (bezogen auf die Fig. 3 und 4) bewegt wird, und das Ventilglied 66 verschließt durch Anlage am Ventilsitz 80 den Durchflußquerschnitt 74. Durch Ab- schalten der Bestromung des Elektromagneten 62 des Stellantriebs 60 kann das Steuerventil 30 während eines Druckhubs von der in der Figur 4 gezeigten zweiten Ventilstellung 30.2 in die in der Figur 3 dargestellte erste Ventilstellung 30.1 sehr schnell umgeschaltet werden. Nach dem Umschalten in die erste Ventilstellung 30.1 drückt der Pumpenkörper 72 den Kraftstoff aus dem Pumpenraum 28 durch das ausgangsseitige Rückschlagventil 32 in die Druckleitung 14. Durch Variation des Zeitpunkts des Umschaltens des Steuerventils 30 kann die jeweils benötigte Menge an Kraftstoff mit hoher Dosier- genauigkeit in die Druckleitung 14 gepumpt werden.On the basis of calculations, the control device 20 determines the point in time at which the energization of the electromagnet 62 is switched off during the pressure stroke, as a result of which the actuating body 76 is moved upward (with reference to FIGS. 3 and 4), and the valve member 66 closes by abutting on Valve seat 80 has the flow cross-section 74. By switching off the energization of the electromagnet 62 of the actuator 60, the control valve 30 can be switched very quickly from the second valve position 30.2 shown in FIG. 4 to the first valve position 30.1 shown in FIG. 3 during a pressure stroke. After switching to the first valve position 30.1, the pump body 72 presses the Fuel from the pump chamber 28 through the check valve 32 on the outlet side into the pressure line 14. By varying the point in time at which the control valve 30 is switched over, the amount of fuel required in each case can be pumped into the pressure line 14 with high dosing accuracy.
Die Kraftstoffversorgungsanlage hat eine nachfolgend beschriebene Notfunktion: Wenn bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Elektromagnet 62 infolge eines Defekts ausfallen sollte, oder seineThe fuel supply system has an emergency function described below: If, in the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the electromagnet 62 should fail as a result of a defect, or its
Stromversorgung ist unterbrochen, dann befindet sich das Ventilglied 66 während des gesamten Druckhubs in der in der Figur 3 dargestellten Position, in der der Durchflußquer- schnitt 74 geschlossen ist, so daß die gesamte aus dem Pumpenraum 28 während des Druckhubs verdrängte Kraftstoffmenge durch das auslaßseitige Rückschlagventil 32 in die Druckleitung 14 gepumpt wird. Während des Saughubs kann das Ventilglied 66 auch bei Ausfall des Elektromagneten 62, wie zuvor beschrieben, vom Ventilsitz 80 abheben. Bei Ausfall des Elektromagneten 62 des Stellantriebs 60 kann die zweite Kraftstoffpumpe 12 trotzdem pumpen, allerdings ohne die Möglichkeit einer genauen Dosierung der in die Druckleitung 14 gepumpten Kraftstoffmenge. Die von den Kraftstoffventilen 16 nicht benötigte und deshalb nicht abgenommene überschüssige Teilmenge an Kraftstoff führt dabei zu einem Druckanstieg in der Druckleitung 14, bis das Überdruckventil 53 (Fig. 1) anspricht und der nicht benötigte Kraftstoff aus der Druckleitung 14 durch die Rückleitung 52 zurück in die KraftstoffVerbindung 10 oder, bei abgewandelter Ausführung, zurück in den Kraftstoff- vorratsbehälter 2 geführt wird. Bei Ausfall des Elektromagneten 62 kann die Brennkraftmaschine mit einer Not- funktion weiterarbeiten. Sobald die Steuerungseinrichtung 20 feststellt, daß der Drucksensor 48 einen Druck sensiert, der höher ist als der Druck, der sich aufgrund der Ansteuerung des Steuerventils 30 ergeben müßte, erkennt die Steuerungseinrichtung 20, daß die Notfunktion eingetreten ist. Weil während der Notfunktion eine genaue Dosierung der in die Druckleitung 14 geförderten KraftStoffmenge nicht möglich ist, wird vorgeschlagen, die Steuerungseinrichtung 20 so auszubilden, daß eine entsprechende Fehlermeldung zur Anzeige gebracht wird.Power supply is interrupted, then the valve member 66 is in the position shown in FIG. 3 during the entire pressure stroke, in which the flow cross-section 74 is closed, so that the entire amount of fuel displaced from the pump chamber 28 during the pressure stroke through the outlet-side check valve 32 is pumped into the pressure line 14. During the suction stroke, the valve member 66 can lift off the valve seat 80, as described above, even if the electromagnet 62 fails. If the electromagnet 62 of the actuator 60 fails, the second fuel pump 12 can still pump, but without the possibility of an exact metering of the fuel quantity pumped into the pressure line 14. The excess portion of fuel which is not required and therefore not removed by the fuel valves 16 leads to an increase in pressure in the pressure line 14 until the pressure relief valve 53 (FIG. 1) responds and the fuel not required from the pressure line 14 through the return line 52 back into the fuel connection 10 or, in the case of a modified version, is led back into the fuel reservoir 2. If the electromagnet 62 fails, the internal combustion engine can continue to operate with an emergency function. As soon as the control device 20 determines that the pressure sensor 48 senses a pressure which is higher than the pressure which is due to the actuation of the control valve 30 should result, the control device 20 recognizes that the emergency function has occurred. Because an exact metering of the amount of fuel delivered into the pressure line 14 is not possible during the emergency function, it is proposed to design the control device 20 such that a corresponding error message is displayed.
Die für das Umschalten des Steuerventils 30 benötigte Um- schaltzeitspanne kann durch das nachfolgend beschriebene Vorgehen beim Bestromen des Stellantriebs 60 wesentlich verkürzt werden. Damit bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel bei allen auftretenden Betriebsbedingungen, d. h. bei allen auftretenden Drücken in der KraftstoffVerbindung 10 und im Pumpenraum 28 und bei allen Strömungsgeschwindigkeiten des Kraftstoffs durch den Durchflußquerschnitt 74, die Feder 64 das Ventilglied 66 in die in der Figur 2 gezeigte zweite Ventilstellung 30.2 betätigen und dort halten kann, muß die Feder 64 ent- sprechend ausreichend kräftig dimensioniert sein. Es gibt aber Betriebsbedingungen, in denen zum Halten des Ventilglieds 66 in der zweiten Ventilstellung 30.2 nicht die volle Kraft der Feder 64 benötigt wird. Damit anschließend, wenn das Ventilglied 66 den Durchflußquerschnitt 74 verschließen soll, das Umschalten von der Ausgangsstellung in die Endstellung noch schneller geschehen kann, wird vorgeschlagen, daß bereits solange das Ventilglied 66 noch in der zweiten Ventilstellung 30.2, die als Ausgangsstellung bezeichnet werden kann, verbleiben soll, der Elektromagnet 62 so weit bestromt wird, daß die Kraft der Feder 64 abzüglich derThe changeover time required for the changeover of the control valve 30 can be significantly reduced by the procedure described below when energizing the actuator 60. So that in the embodiment shown in Figures 1 and 2 in all occurring operating conditions, ie. H. at all occurring pressures in the fuel connection 10 and in the pump chamber 28 and at all flow velocities of the fuel through the flow cross-section 74, the spring 64 can actuate the valve member 66 into the second valve position 30.2 shown in FIG. 2 and hold it there, the spring 64 must be removed - be dimensioned sufficiently strong speaking. However, there are operating conditions in which the full force of the spring 64 is not required to hold the valve member 66 in the second valve position 30.2. So that when the valve member 66 is to close the flow cross-section 74, the switchover from the starting position into the end position can take place even faster, it is proposed that valve member 66 remain in the second valve position 30.2, which can be referred to as the starting position, for as long as should, the electromagnet 62 is energized so far that the force of the spring 64 minus the
Magnetkraft des Elektromagneten 62 gerade ausreicht, um das Ventilglied 66 sicher in der Ausgangsstellung zu halten. Ist dann der Zeitpunkt gekommen, zu dem der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen werden soll, so genügt zum Umschalten von der Ausgangsstellung in die Endstellung eine relativ geringe zusätzliche Bestromung des Elektromagneten 62. Diese geringfügige zusätzliche Bestromung des Elektromagneten 62 kann in wesentlich kürzerer Zeit erfolgen, als wenn der Elektromagnet 62 ausgehend vom vollkommen unbestromten Zustand bestromt werden müßte.Magnetic force of the electromagnet 62 is just sufficient to hold the valve member 66 securely in the starting position. When the time comes when the flow cross section 74 is to be closed, a relatively small amount is sufficient to switch from the starting position to the end position additional energization of the electromagnet 62. This slight additional energization of the electromagnet 62 can take place in a considerably shorter time than if the electromagnet 62 had to be energized starting from the completely de-energized state.
Es wird vorgeschlagen, vor dem Verstellen des Steuerventils 30 aus der Ausgangsstellung in die Endstellung den Elektromagneten mit einem Zwischenwert zu bestromen, wobei der Zwischenwert in seiner Höhe zwischen dem Wert liegt, der für die Ausgangsstellung vorgesehen ist und dem Wert, der für die Endstellung vorgesehen ist.It is proposed that before the control valve 30 is moved from the starting position into the end position, the electromagnet is supplied with an intermediate value, the intermediate value being between the value that is provided for the starting position and the value that is provided for the end position is.
Ein wesentlicher Einfluß auf die erforderliche Kraft zum Halten des Ventilglieds 66 in der zweiten VentilstellungA significant influence on the force required to hold the valve member 66 in the second valve position
30.2 ist der Druck des Kraftstoffs in dem Pumpenraum 28 beim Zurückschieben des Kraftstoffs aus dem Pumpenraum 28 in die Kraftstoffverbindung 10. Dabei handelt es sich im Pumpenraum 28 im wesentlichen um einen Staudruck. Der Staudruck wird hauptsächlich von der Strömungsgeschwindigkeit bestimmt, mit der der Kraftstoff während des Druckhubs aus dem Pumpenraum 28 verdrängt wird. Der Staudruck ist im wesentlichen der Druckunterschied zwischen dem Druck auf der Seite des anströmenden Kraftstoffs und dem Druck auf der Seite des abströmenden Kraftstoffs des Ventilglieds 66. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Staudruck im wesentlichen der Druckunterschied zwischen dem Druck im Steuerraum 28a und dem Druck im Steuerraum 10a. Die Strömungsgeschwindigkeit hängt von der Geschwindigkeit des nach oben fahrenden Pumpenkörpers 72 ab. Die Geschwindigkeit des Pumpenkörpers 72 wird von der Pumpendrehzahl bestimmt, mit der die Kraftstoffpumpe 12 von der Nockenwelle angetrieben wird. Es wird deshalb vorgeschlagen, für die Bestromung des Elektromagneten 62 einen Zwischenwert in Abhängigkeit von dem am Ventilglied 66 angreifenden Stau- druck zu wählen, um dann nur noch eine geringe zusätzliche Bestromung zum Umschalten in die Endstellung aufwenden zu müssen. Weil der Staudruck von der Geschwindigkeit des nach oben fahrenden Pumpenkörpers 72 abhängt, die ihrerseits der Pumpendrehzahl entspricht, wird vorgeschlagen, den Zwischenwert in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl zu bestimmen. Weil die Bewegung des Pumpenkörpers 72 mechanisch an die Bewegung der Nockenwelle der Brennkraftmaschine gekoppelt ist, hängt die Pumpendrehzahl ihrerseits direkt von der Motordrehzahl der Brennkraftmaschine ab. Die Motordrehzahl wird üblicherweise auch aus anderen Gründen gemessen. Um den Meßaufwand insgesamt möglichst gering zu halten, wird vorgeschlagen, anstatt den Staudruck direkt zu messen, stattdessen den Staudruck indirekt über die ohne nennenswerten Aufwand mögliche Erfassung der Motordrehzahl zu ermitteln.30.2 is the pressure of the fuel in the pump chamber 28 when the fuel is pushed back from the pump chamber 28 into the fuel connection 10. In the pump chamber 28, this is essentially a dynamic pressure. The dynamic pressure is mainly determined by the flow rate at which the fuel is displaced from the pump chamber 28 during the pressure stroke. The dynamic pressure is essentially the pressure difference between the pressure on the inflowing fuel side and the pressure on the outflowing fuel side of the valve member 66. In the exemplary embodiment illustrated, the dynamic pressure is essentially the pressure difference between the pressure in the control chamber 28a and the pressure im Control room 10a. The flow rate depends on the speed of the pump body 72 moving upward. The speed of the pump body 72 is determined by the pump speed at which the fuel pump 12 is driven by the camshaft. It is therefore proposed to supply an intermediate value for the energization of the electromagnet 62 as a function of the accumulation acting on the valve member 66. pressure to select, in order to then only have to use a small additional current to switch to the end position. Because the dynamic pressure depends on the speed of the pump body 72 moving upwards, which in turn corresponds to the pump speed, it is proposed to determine the intermediate value as a function of the pump speed. Because the movement of the pump body 72 is mechanically coupled to the movement of the camshaft of the internal combustion engine, the pump speed in turn depends directly on the engine speed of the internal combustion engine. The engine speed is usually measured for other reasons. In order to keep the overall measurement effort as low as possible, it is proposed, instead of measuring the dynamic pressure directly, instead to determine the dynamic pressure indirectly via the detection of the engine speed, which is possible without any significant effort.
Wenn zu Beginn des Druckhubs das Steuerventil 30 in der zweiten Ventilstellung 30.2 steht und der Durchfluß- querschnitt 74 geöffnet ist, dann ist bei kleiner Pumpendrehzahl der am Ventilglied 66 angreifende, in Schließrichtung wirkende Staudruck geringer als bei großer Pumpendrehzahl. Zum Halten des Ventilglieds 66 in der zweiten Ventilstellung 30.2 muß also die Kraft des Stellantriebs 60 in Öffnungsrichtung bei großer Pumpendrehzahl wesentlich größer sein als bei kleiner Pumpendrehzahl. Um bei allen Pumpendrehzahlen eine möglichst kurze Schließzeit zu erhalten, wird vorgeschlagen, einige Zeit vor dem beabsichtigten Umschalten von der zweiten Ventilstellung 30.2 (Fig. 2), d. h. von der Ausgangsstellung, in die ersteIf, at the beginning of the pressure stroke, the control valve 30 is in the second valve position 30.2 and the flow cross section 74 is open, then the back pressure acting on the valve member 66 and acting in the closing direction is lower at a low pump speed than at a high pump speed. To hold the valve member 66 in the second valve position 30.2, the force of the actuator 60 in the opening direction at a high pump speed must be significantly greater than at a low pump speed. In order to obtain the shortest possible closing time at all pump speeds, it is proposed to switch from the second valve position 30.2 (FIG. 2) some time before the intended switching. H. from the starting position to the first
Ventilstellung 30.1, d. h. in die Endstellung, den Elektromagneten 62 bereits vorab mit einem Zwischenwert zu bestromen, und zwar um so stärker, je kleiner die Pumpendrehzahl ist . Auch bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Aus- führungsbeispiel kann die für das Umschalten des Steuerventils 30 benötigte Umschaltzeitspanne zusätzlich wesentlich verkürzt werden. Hier muß der Elektromagnet 62 des Stellantriebs 60 so ausreichend kräftig dimensioniert sein, daß bei Bedarf unter allen Betriebsbedingungen der Elektromagnet 62 das Ventilglied 66 in der in der Figur 4 wiedergegebenen zweiten Ventilstellung 30.2 halten kann, in der der Durchflußquerschnitt 74 geöffnet ist. Die erforder- liehe Magnetkraft des Elektromagneten 62 zum Halten des Ventilglieds 66 ist jedoch beim überwiegenden Teil der Betriebsbedingungen geringer. Zum Betrachten eines Umschaltvorgangs kann die Ventilstellung 30.2 als Ausgangsstellung und die Ventilstellung 30.1 als Endstellung bezeichnet werden. Es wird vorgeschlagen, daß bei den Betriebsbedingungen, bei denen eine geringere Magnetkraft des Elektromagneten 62 ausreicht, um das Ventilglied 66 in der Ausgangsstellung zu halten, der Elektromagnet 62 entsprechend geringer bestromt wird. Soll dann anschließend der Durchflußquerschnitt 74 vollständig geschlossen werden und wird dazu die Bestromung des Elektromagneten ausgeschaltet, so fällt die Magnetkraft des Elektromagneten 62 wesentlich schneller auf Null ab, und die Feder 64 kann den Stellkörper 76 wesentlich schneller nach oben (Fig. 4) in die End- Stellung (Fig. 3) betätigen, als wenn in der Ausgangsstellung (Fig. 4) der Elektromagnet 62 maximal bestromt wäre .Valve position 30.1, ie in the end position, to energize the electromagnet 62 in advance with an intermediate value, and the stronger the lower the pump speed, the stronger. In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, too, the changeover period required for the changeover of the control valve 30 can additionally be shortened considerably. Here, the electromagnet 62 of the actuator 60 must be dimensioned sufficiently strong that, if necessary, the electromagnet 62 can hold the valve member 66 in the second valve position 30.2 shown in FIG. 4, in which the flow cross-section 74 is open, under all operating conditions. However, the required magnetic force of the electromagnet 62 for holding the valve member 66 is lower in the majority of the operating conditions. To consider a switchover process, the valve position 30.2 can be referred to as the starting position and the valve position 30.1 as the end position. It is proposed that under the operating conditions in which a lower magnetic force of the electromagnet 62 is sufficient to hold the valve member 66 in the starting position, the electromagnet 62 is energized correspondingly less. If the flow cross-section 74 is then to be completely closed and the energization of the electromagnet is switched off for this purpose, the magnetic force of the electromagnet 62 drops to zero considerably faster, and the spring 64 can move the actuating body 76 upwards much faster (FIG. 4) into the Actuate the end position (FIG. 3) as if the electromagnet 62 were energized to a maximum in the starting position (FIG. 4).
Um bei allen Pumpendrehzahlen eine möglichst kurze Schließ- zeit zu erhalten, wird vorgeschlagen, einige Zeit vor dem beabsichtigten Umschalten von der zweiten Ventilstellung 30.2 (Fig. 4), der Ausgangsstellung, in die erste Ventilstellung 30.1 (Fig. 3), bzw. in die Endstellung, den Elektromagneten 62 bereits vorab etwas weniger stark zu bestromen und zwar um so weniger, je kleiner die Pumpendrehzahl ist.In order to obtain the shortest possible closing time at all pump speeds, it is proposed to switch from the second valve position 30.2 (FIG. 4), the starting position, to the first valve position 30.1 (FIG. 3) or in some time before the intended switchover the end position, the electromagnet 62 already somewhat less in advance energize, and the less, the lower the pump speed.
Weil die Spannung der elektrischen Energieversorgungseinheit 18 (Fig. 1) üblicherweise begrenzt ist, dauert es vom Beginn des Einschaltens des Elektromagneten 62 eine gewisse Zeit, bis der Elektromagnet 62 mit seiner vollen maximalen Magnetkraft auf den Stellkörper 76 wirken kann. Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird beim Abschalten der Magnetkraft des Elektromagneten 62 der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen, wobei insbesondere das Schließen des Durchflußquerschnitts 74 besonders schnell, innerhalb kürzester Zeit, geschehen soll. Weil es möglich ist, die Steuerungseinrichtung 20 so auszubilden, daß das Abschalten der Magnetkraft schneller geschieht als das Einschalten der Magnetkraft, ergibt sich bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise eine besonders kurze Schließzeit beim Schließen des Durchflußquerschnitts 74, weil hier zum Schließen des DurchflußquerSchnitts 74 die Magnetkraft des Elektromagneten 62 ausgeschaltet werden muß. Deshalb kann bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die von der zweiten Kraftstoffpumpe 12 geförderte Kraftstoffmenge noch etwas präziser gesteuert werden .Because the voltage of the electrical power supply unit 18 (FIG. 1) is usually limited, it takes a certain time from the start of switching on the electromagnet 62 until the electromagnet 62 can act on the actuating body 76 with its full maximum magnetic force. In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, when the magnetic force of the electromagnet 62 is switched off, the flow cross-section 74 is closed, in particular the flow cross-section 74 being closed particularly quickly, within a very short time. Because it is possible to design the control device 20 such that the magnetic force is switched off faster than the magnetic force is switched on, the embodiment shown in FIGS. 3 and 4 advantageously results in a particularly short closing time when the flow cross section 74 is closed, because here Closing the flow cross section 74, the magnetic force of the electromagnet 62 must be switched off. Therefore, in the second exemplary embodiment, the fuel quantity delivered by the second fuel pump 12 can be controlled even more precisely.
Die Figur 5 zeigt in symbolhafter Form ein weiteres Aus- führungsbeispiel . Hier wird anstatt dem Steuerventil 30 (Fig. 1) ein Steuerventil 30' verwendet. Bis auf die nachfolgend genannten Unterschiede ist das Steuerventil 30' im wesentlichen gleich gebaut wie das Steuerventil 30. Das Steuerventil 30' hat eine erste Ventilstellung 30.1' und eine zweite Ventilstellung 30.2'. In der ersten Ventil- Stellung 30.1' kann kein Kraftstoff aus dem Pumpenraum 28 in die KraftstoffVerbindung 10 zurückströmen. In der zweiten Ventilstellung 30.2' ist der Durchflußquerschnitt 74 ge- öffnet, so daß der Pumpenraum 28 mit der Kraftstoff- Verbindung 10 verbunden ist.FIG. 5 shows a further exemplary embodiment in symbolic form. Here, a control valve 30 'is used instead of the control valve 30 (FIG. 1). Except for the differences mentioned below, the control valve 30 'is constructed essentially the same as the control valve 30. The control valve 30' has a first valve position 30.1 'and a second valve position 30.2'. In the first valve position 30.1 ', no fuel can flow back from the pump chamber 28 into the fuel connection 10. In the second valve position 30.2 ', the flow cross section 74 is opens so that the pump chamber 28 is connected to the fuel connection 10.
Hydraulisch parallel zum Steuerventil 30' ist ein Rückschlagventil 86 vorgesehen. Durch das Rückschlagventil 86 kann während eines Saughubs Kraftstoff zusätzlich unter Umgehung des Steuerventils 30' aus der Kraftstoffverbindung 10 in den Pumpenraum 28 der zweiten Kraftstoffpumpe 12 hineinströmen.A check valve 86 is provided hydraulically parallel to the control valve 30 '. Through a non-return valve 86, fuel can additionally flow from the fuel connection 10 into the pump chamber 28 of the second fuel pump 12 while bypassing the control valve 30 ′.
Die Figur 6 zeigt einen Ausschnitt aus dem in der Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel. Dargestellt ist ein Längsschnitt durch das Steuerventil 30' , das sich in der ersten Ventilstellung 30.1' befindet.FIG. 6 shows a section of the exemplary embodiment shown in FIG. 5. A longitudinal section through the control valve 30 'is shown, which is in the first valve position 30.1'.
Während eines Saughubs bewegt sich der Pumpenkörper 72 nach unten (bezogen auf die Darstellung in der Figur 6) . Dabei strömt Kraftstoff aus der KraftstoffVerbindung 10 durch das Rückschlagventil 86 in den Pumpenraum 28. Das Rückschlag- ventil 86 ist so ausreichend groß dimensioniert, und falls eine Vorspannfeder vorhanden ist, ist diese so schwach, daß der Kraftstoff auch bei schneller Saugbewegung des Pumpenkörpers 72 weitgehend ungedrosselt aus der Kraftstoff- Verbindung 10 in den Pumpenraum 28 hineinströmen kann. Damit ist sichergestellt, daß der Pumpenraum 28 während einesDuring a suction stroke, the pump body 72 moves downward (based on the illustration in FIG. 6). In the process, fuel flows from the fuel connection 10 through the check valve 86 into the pump chamber 28. The check valve 86 is dimensioned sufficiently large, and if a biasing spring is present, it is so weak that the fuel largely largely even with a rapid suction movement of the pump body 72 can flow unrestricted from the fuel connection 10 into the pump chamber 28. This ensures that the pump chamber 28 during a
Saughubs ohne Gasblasen vollständig mit Kraftstoff gefüllt wird.Suction strokes without gas bubbles are completely filled with fuel.
Weil der Kraftstoff während des Saughubs an dem Steuerventil 30' hydraulisch parallel vorbeiströmen kann, muß bei der Dimensionierung des Durchflußquerschnitts 74 des Steuerventils 30' keine Rücksicht auf den Saughub genommen werden, so daß der Durchflußquerschnitt 74 relativ klein dimensioniert sein kann, was eine schnelle Betätigbarkeit des Steuerventils 30' wesentlich erleichtert. Die relativ schwach ausgeführte Feder 64 des Stellantriebs 60 sorgt dafür, daß das Ventilglied 66 bereits während des Saughubs gegen den Ventilsitz 80 betätigt ist. Damit ist sichergestellt, daß das Steuerventil 30' bereits zu Beginn des Druckhubs, während dem der Pumpenkörper 72 nach oben fährt, geschlossen ist, so daß der Elektromagnet 62 weniger stark arbeiten muß, verglichen mit einer Ausführung, bei der der Elektromagnet den Durchflußquerschnitt des Steuerventils erst während eines Druckhübs schließen muß.Because the fuel can hydraulically flow past the control valve 30 'in parallel during the suction stroke, no consideration must be given to the suction stroke when dimensioning the flow cross-section 74 of the control valve 30', so that the flow cross-section 74 can be dimensioned relatively small, which makes it quick to operate of the control valve 30 'much easier. The relatively weak spring 64 of the actuator 60 ensures that the valve member 66 is already actuated against the valve seat 80 during the suction stroke. This ensures that the control valve 30 'is already closed at the beginning of the pressure stroke during which the pump body 72 is moving upwards, so that the electromagnet 62 has to work less intensely compared to an embodiment in which the electromagnet has the flow cross section of the control valve only has to close during a pressure stroke.
Zu Beginn eines Druckhubs ist der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen. Während des Druckhubs wird der Durchflußquerschnitt 74 geöffnet. Der Zeitpunkt, zu dem der Durchfluß- querschnitt 74 geöffnet wird, hängt von der Kraftstoffmenge ab, die die zweite Kraftstoffpumpe 12 durch das ausgangs- seitige Rückschlagventil 32 in die Druckleitung 14 fördern soll.At the beginning of a pressure stroke, the flow cross section 74 is closed. The flow cross section 74 is opened during the pressure stroke. The point in time at which the flow cross section 74 is opened depends on the amount of fuel that the second fuel pump 12 is to deliver into the pressure line 14 through the check valve 32 on the outlet side.
Die Summe aus der Magnetkraft des Elektromagneten 62 und der Federkraft der Feder 64 ergeben eine Schließkraft. Die Schließkraft muß während des Druckhubs gerade so groß sein, daß der Druck des Kraftstoffs im Pumpenraum 28 das Ventil - glied 66 nicht vom Ventilsitz 80 abheben kann. Damit während des Druckhubs das Öffnen des Durchflußquerschnitts 74 sehr schnell und exakt zum von der Steuerungseinrichtung 20 berechneten Zeitpunkt geschehen kann, wird vorgeschlagen, die Schließkraft in Abhängigkeit vom Druck im Pumpenraum 28 gerade so stark einzustellen, daß das Ventilglied 66 nicht ungewollt vom Ventilsitz 80 abhebt. Es wird deshalb vorgeschlagen, den Elektromagneten 62 mit einem Zwischenwert gerade so stark zu erregen bzw. zu bestromen, daß das Ventilglied 66 nicht vom Ventilsitz 80 abhebt, wobei der Zwischenwert je nach Höhe des Drucks im Pumpenraum 28 kleiner ist als der Wert der Bestromung, der notwendig ist, um das Ventilglied 66 bei maximalem Druck im Pumpenraum 28 am Ventilsitz 80 zu halten, der aber auch größer ist als der Wert der Bestromung des Elektromagneten 62, der für geöffneten Durchflußquerschnitt 74 erforderlich ist, wobei bei dem in der Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Wert der Bestromung des Elektromagneten 62 für geöffneten Durchflußquerschnitt 74 null ist. Wenn man die in der Figur 6 dargestellte erste Ventilstellung 30.1' als Ausgangsstellung betrachtet, dann wird während des Druckhubs, so- lange der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen bleiben soll, der Elektromagnet 62 mit einem Zwischenwert bestromt, der zwischen der maximalen Bestromung des Elektromagneten 62 und der für die Endstellung erforderlichen minimalen Bestromung liegt .The sum of the magnetic force of the electromagnet 62 and the spring force of the spring 64 result in a closing force. The closing force must be just so great during the pressure stroke that the pressure of the fuel in the pump chamber 28 cannot lift the valve member 66 from the valve seat 80. So that the flow cross-section 74 can be opened very quickly and exactly at the point in time calculated by the control device 20 during the pressure stroke, it is proposed to set the closing force to such a degree that the valve member 66 does not unintentionally lift off the valve seat 80 as a function of the pressure in the pump chamber 28 . It is therefore proposed to excite or energize the electromagnet 62 with an intermediate value just enough that the valve member 66 does not lift off the valve seat 80, the intermediate value being smaller than the value of the current supply, depending on the level of the pressure in the pump chamber 28, which is necessary in order to keep the valve member 66 at maximum pressure in the pump chamber 28 on the valve seat 80, which is, however, also greater than the value of the energization of the electromagnet 62 which is required for the open flow cross-section 74, the value of in the exemplary embodiment shown in FIG Energization of the electromagnet 62 for open flow cross section 74 is zero. If the first valve position 30.1 'shown in FIG. 6 is regarded as the initial position, then during the pressure stroke, as long as the flow cross section 74 is to remain closed, the electromagnet 62 is energized with an intermediate value which is between the maximum energization of the electromagnet 62 and the minimum current required for the end position.
Weil während des Druckhubs der Druck des Kraftstoffs im Druckraum 28 im wesentlichen ungefähr gleich hoch ist wie der Druck des Kraftstoffs in der Druckleitung 14, kann zur Bestimmung des Zwischenwerts der Bestromung auch das vom Drucksensor 48 abgegebene Signal verwendet werden, so daß kein zusätzlicher Drucksensor erforderlich ist.Because the pressure of the fuel in the pressure chamber 28 is approximately the same as the pressure of the fuel in the pressure line 14 during the pressure stroke, the signal emitted by the pressure sensor 48 can also be used to determine the intermediate value of the current supply, so that no additional pressure sensor is required is.
Die Figur 7 zeigt ein weiteres vorteilhaftes, bevorzugt ausgewähltes Ausführungsbeispiel .FIG. 7 shows a further advantageous, preferably selected exemplary embodiment.
Im Unterschied zur Figur 6 wirkt bei dem in der Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel die Feder 64 in Öffnungs- richtung.In contrast to FIG. 6, in the exemplary embodiment shown in FIG. 7, the spring 64 acts in the opening direction.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 hat den Vorteil, daß während des Saughubs ein Teil des Kraftstoffs durch den Durchflußquerschnitt 74 des Steuerventils 30' strömen kann, so daß das Rückschlagventil 86 weniger groß dimensioniert sein muß. Die Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel.The embodiment according to FIG. 7 has the advantage that part of the fuel can flow through the flow cross-section 74 of the control valve 30 'during the suction stroke, so that the check valve 86 has to be of a smaller size. Figure 8 shows a further embodiment.
Bei diesem Ausführungsbeispiel beaufschlagt die Feder 64 das Ventilglied 66 in Schließrichtung. Der Elektromagnet 62 kann das Ventilglied 66 in Öffnungsrichtung betätigen. Ist derIn this exemplary embodiment, the spring 64 acts on the valve member 66 in the closing direction. The electromagnet 62 can actuate the valve member 66 in the opening direction. Is the
Elektromagnet 62 nicht bestromt, dann ist der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen. Die Federkraft der Feder 64 muß so ausreichend dimensioniert sein, daß bei nicht bestromtem Elektromagneten 62 der Durchflußquerschnitt 74 unter allen Betriebsbedingungen geschlossen ist. Bei einem Großteil der auftretenden Betriebsbedingungen würde eine schwächere Kraft zum Schließen des Steuerventils 30' genügen. Es wird deshalb vorgeschlagen, solange der Durchflußquerschnitt 74 noch geschlossen sein soll, zumindest aber kurz bevor der Durch- flußquerschnitt 74 geöffnet werden soll, den Elektromagneten 62 bereits so stark zu bestromen, daß die resultierende Schließkraft aus der Federkraft der Feder 64 abzüglich der Magnetkraft des Elektromagneten 62 bei augenblicklich im Pumpenraum 28 herrschenden Druck gerade noch ausreicht, um das Ventilglied 66 am Ventilsitz 80 zu halten.Electromagnet 62 is not energized, then the flow cross section 74 is closed. The spring force of the spring 64 must be dimensioned sufficiently so that the flow cross section 74 is closed under all operating conditions when the electromagnet 62 is not energized. In most of the operating conditions that occur, a weaker force would be sufficient to close the control valve 30 '. It is therefore proposed, as long as the flow cross section 74 is still to be closed, or at least shortly before the flow cross section 74 is to be opened, to energize the electromagnet 62 so strongly that the resulting closing force from the spring force of the spring 64 minus the magnetic force of the With the pressure currently prevailing in the pump chamber 28, electromagnets 62 are just sufficient to hold the valve member 66 on the valve seat 80.
Man kann die in den Figuren 3, 6 und 8 dargestellte erste Ventilstellung 30.1, 30.1', in der der Durchflußquerschnitt 74 des Steuerventils 30, 30' geschlossen ist, als Ausgangs- Stellung und die in den Figuren 2, 4 und 7 dargestellte zweite Ventilstellung 30.2, 30.2', in der der Durchflußquerschnitt 74 geöffnet ist, als Endstellung bezeichnen. Damit das Umschalten des Steuerventils 30, 30' von der Ausgangsstellung (Fig. 3, 6, 8) in die Endstellung möglichst schnell vonstatten geht, sollte der Elektromagnet 62 gerade so stark bestromt werden, daß das Ventilglied 66 bis zum berechneten UmsehaltZeitpunkt gerade noch in der Ausgangsstellung bleibt. Dann kann durch eine geringfügige Änderung der Bestromung des Elektromagneten 62 das Ventilglied 66 in die Endstellung verstellt werden, was wegen der gering- fügigen Änderung der Bestromung und der geringfügigen Änderung der Magnetkraft sehr schnell geschehen kann.The first valve position 30.1, 30.1 'shown in FIGS. 3, 6 and 8, in which the flow cross section 74 of the control valve 30, 30' is closed, can be used as the starting position and the second valve position shown in FIGS. 2, 4 and 7 30.2, 30.2 ', in which the flow cross-section 74 is open, denote the end position. So that the switching of the control valve 30, 30 'from the starting position (FIGS. 3, 6, 8) to the end position takes place as quickly as possible, the electromagnet 62 should be energized just enough that the valve member 66 is just in until the calculated changeover time the starting position remains. The valve member 66 can then be adjusted into the end position by a slight change in the energization of the electromagnet 62, which is due to the slight Compliant change of the current supply and the slight change in the magnetic force can happen very quickly.
Man kann aber auch die in den Figuren 2, 4 und 7 darge- stellte zweite Ventilstellung 30.2, 30.2', bei der derHowever, the second valve position 30.2, 30.2 'shown in FIGS. 2, 4 and 7, in which the
Durchflußquerschnitt 74 geöffnet ist, als Ausgangsstellung und die in den Figuren 3, 6 und 8 gezeigte erste Ventil- Stellung 30.1, 30.1', bei der der Durchflußquerschnitt 74 geschlossen ist, als Endstellung bezeichnen. Damit auch hier das Umschalten des Ventilglieds 66 von der zweiten Ventilstellung 30.2, 30.2' in die erste Ventilstellung 30.1, 30.1' in kürzestmöglicher Zeit geschieht, wird vorgeschlagen, den Elektromagneten 62 in der Ausgangsstellung gerade so stark zu bestromen, daß das Ventilglied 66 in dieser Ausgangs- Stellung gerade noch bleibt, und zum vorgesehenen Zeitpunkt kann dann durch geringe Änderung der Bestromung des Elektromagneten 62 das Ventilglied 66 in die Endstellung umgeschaltet werden.Flow cross-section 74 is open as the starting position and the first valve position 30.1, 30.1 'shown in FIGS. 3, 6 and 8, in which the flow cross-section 74 is closed, as the end position. So that the switching of the valve member 66 from the second valve position 30.2, 30.2 'into the first valve position 30.1, 30.1' also takes place in the shortest possible time, it is proposed to energize the electromagnet 62 in the starting position just so strongly that the valve member 66 in this Starting position just remains, and at the intended time the valve member 66 can then be switched to the end position by slightly changing the energization of the electromagnet 62.
Man kann die Steuerungseinrichtung 20 auch so ausbilden, daß sie während des Betriebs der Brennkraftmaschine lernen kann und dadurch die Steuerung der Brennkraftmaschine immer besser wird. Wenn die Steuerungseinrichtung 20 beispielsweise bei Bestromung des Elektromagneten 62 mit dem Zwischenwert feststellt, daß das Ventilglied 66 nicht bis zum vorgesehenen UmsehaltZeitpunkt in der Ausgangsstellung bleibt, dann kann die Steuerungseinrichtung 20 beim nächsten Hub des Pumpenkörpers 72 den Zwischenwert der Bestromung des Elektromagneten 62 so abändern, daß sichergestellt ist, daß das Ventilglied 66 gerade noch in der Ausgangsstellung verbleibt . Durch Herantasten an den optimalen Wert für den Zwischenwert der Bestromung des Elektromagneten 62 kann die Steuerungseinrichtung 20 sich selbst so weit optimieren, daß die kürzestmögliche Umschaltzeit zum Schließen bzw. zum Öffnen des Steuerventils 30, 30' erreicht wird. The control device 20 can also be designed such that it can learn during the operation of the internal combustion engine and the control of the internal combustion engine thereby becomes better and better. If the control device 20 determines, for example when the electromagnet 62 is energized with the intermediate value, that the valve member 66 does not remain in the starting position until the intended changeover time, then the control device 20 can change the intermediate value of the energization of the electromagnet 62 during the next stroke of the pump body 72, that it is ensured that the valve member 66 just remains in the starting position. By approaching the optimum value for the intermediate value of the energization of the electromagnet 62, the control device 20 can optimize itself to such an extent that the shortest possible switchover time for closing or opening the control valve 30, 30 'is achieved.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Kraftstoffversorgungsanlage zum Zuliefern von Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine, mit einem Kraftstoffvorratsbehälter, einer ersten Kraftstoffpumpe (6) , einer zweiten Kraftstoffpumpe (12) und mit einer Druckleitung (14) , an der mindestens ein1. Fuel supply system for supplying fuel for an internal combustion engine, with a fuel tank, a first fuel pump (6), a second fuel pump (12) and with a pressure line (14), at least one
Kraftstoffventil (16) angeschlossen ist, über das der Kraftstoff zumindest indirekt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine gelangen kann, wobei die erste Kraftstoffpumpe (6) den Kraftstoff aus dem Kraftstoffvorratsbehälter (2) in eine Kraftstoff- Verbindung (10) fördert, und die zweite Kraftstoffpumpe (12) einen Pumpenraum (28) hat und im wesentlichen den Kraftstoff aus der Kraftstoffverbindung (10) durch ein Steuerventil (30, 30') mit einem veränderbaren Durchflußquerschnitt (74) in den Pumpenraum (28) und aus dem Pumpenraum (28) in die Druckleitung (14) fördert, wobei das Steuerventil (30, 30') ein den Durchflußquerschnitt (74) beeinflussendes Ventilglied (66) und einen einen Elektromagneten (62) umfassenden, das Ventilglied (66) verstellenden Stellantrieb (60) umfaßt, wobei das Steuerventil (30, 30') durch eine Bestromung des Elektromagneten (62) mit einem ersten Wert in eine Ausgangsstellung und durch eineFuel valve (16) is connected, via which the fuel can at least indirectly enter a combustion chamber of the internal combustion engine, the first fuel pump (6) delivering the fuel from the fuel reservoir (2) into a fuel connection (10), and the second fuel pump (12) has a pump chamber (28) and essentially the fuel from the fuel connection (10) through a control valve (30, 30 ') with a variable flow cross-section (74) into the pump chamber (28) and from the pump chamber (28) in promotes the pressure line (14), the control valve (30, 30 ') comprising a valve member (66) influencing the flow cross section (74) and an actuator (60) comprising an electromagnet (62) and adjusting the valve member (66), the Control valve (30, 30 ') by energizing the electromagnet (62) with a first value into a starting position and through a
Bestromung des Elektromagneten (62) mit einem zweiten Wert in eine Endstellung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Verstellung des Steuerventils (30, 30') von der Ausgangsstellung in die Endstellung der Elektromagnet (62) mit einem Zwischenwert bestromt wird, der zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert liegt.Current supply to the electromagnet (62) can be adjusted to a final position with a second value, characterized in that before the control valve (30, 30 ') is moved from the initial position to the end position, the electromagnet (62) also is energized an intermediate value that lies between the first value and the second value.
2. KraftstoffVersorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Wert der Bestromung der Ausgangsstellung null ist .2. Fuel supply system according to claim 1, characterized in that the value of the energization of the starting position is zero.
3. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (60) zum Verstellen des Stell- körpers (66) den Elektromagneten (62) und eine einer Magnetkraft des Elektromagneten (62) entgegenwirkende Feder (64) umfaßt, wobei die Feder (64) das Ventilglied (66) in die Ausgangsstellung stellt.3. Fuel supply system according to claim 2, characterized in that the actuator (60) for adjusting the actuator (66) comprises the electromagnet (62) and a magnetic force of the electromagnet (62) counteracting spring (64), wherein the spring ( 64) puts the valve member (66) in the starting position.
4. KraftstoffVersorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der Bestromung der Endstellung null ist.4. Fuel supply system according to claim 1, characterized in that the value of the energization of the end position is zero.
5. Kraf stoffversorgungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (60) zum Verstellen des Stell- körpers (66) den Elektromagneten (62) und eine einer Magnetkraft des Elektromagneten (62) entgegenwirkende Feder (64) umfaßt, wobei die Feder (64) das Ventilglied (66) in die Endstellung stellt.5. Kraf fuel supply system according to claim 4, characterized in that the actuator (60) for adjusting the actuator (66) comprises the electromagnet (62) and a magnetic force of the electromagnet (62) counteracting spring (64), the spring (64) the valve member (66) in the end position.
6. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenwert der Bestromung des Elektromagneten (62) von einer Betriebsbedingung der Brennkraftmaschine abhängt .6. Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate value of the energization of the electromagnet (62) depends on an operating condition of the internal combustion engine.
7. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden7. Fuel supply system according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenwert der Bestromung des Elektromagneten (62) von einem an dem Ventilglied (66) angreifenden Staudruck abhängt. Claims, characterized in that the intermediate value of the energization of the electromagnet (62) depends on a dynamic pressure acting on the valve member (66).
8. Kraftstoffversorgungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruck durch eine Erfassung einer Motordrehzahl der Brennkraftmaschine ermittelt wird.8. Fuel supply system according to claim 7, characterized in that the dynamic pressure is determined by detecting an engine speed of the internal combustion engine.
9. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenwert der Bestromung des Elektromagneten (62) von einem in dem Pumpenraum (28) herrschenden Druck abhängt.9. Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate value of the energization of the electromagnet (62) depends on a pressure prevailing in the pump chamber (28).
10. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenwert der Bestromung des Elektromagneten (62) von einem in der Druckleitung (14) herrschenden Druck abhängt.10. Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate value of the energization of the electromagnet (62) depends on a pressure prevailing in the pressure line (14).
11. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenwert von einer bis zum Umschalten des Steuerventils (30) von der Ausgangsstellung in die Endstellung verbleibenden Restzeit abhängt11. Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate value depends on the time remaining until the control valve (30) switches over from the starting position to the end position
12. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hydraulisch parallel zum Steuerventil (30, 30') ein Kraftstoff aus der Kraftstoffverbindung (10) in den Pumpenraum (28) führendes Rückschlagventil (86) vorgesehen ist.12. Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that hydraulically parallel to the control valve (30, 30 ') a fuel from the fuel connection (10) in the pump chamber (28) leading check valve (86) is provided.
13. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kraftstoffpumpe (12) einen antreibbaren Pumpenkörper (72) hat, wobei durch das Antreiben des Pumpenkörpers (72) der Pumpenkörper (72) den Pumpenraum (28) abwechselnd vergrößert und verkleinert.13. Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that the second fuel pump (12) has a drivable pump body (72), the pump body (72) alternately enlarging and reducing the pump chamber (28) by driving the pump body (72) .
14. Kraftstoffversorgungsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (30, 30') ein Sitzventil ist. 14. Fuel supply system according to one of the preceding claims, characterized in that the control valve (30, 30 ') is a seat valve.
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