EP1382835A2 - Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine sowie Kraftfahrzeug - Google Patents

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EP1382835A2
EP1382835A2 EP03013606A EP03013606A EP1382835A2 EP 1382835 A2 EP1382835 A2 EP 1382835A2 EP 03013606 A EP03013606 A EP 03013606A EP 03013606 A EP03013606 A EP 03013606A EP 1382835 A2 EP1382835 A2 EP 1382835A2
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EP
European Patent Office
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fuel
pressure
fuel pump
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Withdrawn
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EP03013606A
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French (fr)
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Helmut Rembold
Helmut Denz
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F02M59/38—Pumps characterised by adaptations to special uses or conditions
    • F02M59/42—Pumps characterised by adaptations to special uses or conditions for starting of engines

Definitions

  • the invention first relates to a fuel system for an internal combustion engine, in particular with direct fuel injection, with a high pressure fuel pump, which is mechanically driven by the internal combustion engine and with a high pressure fuel pump which is electrically powered.
  • Such a fuel system is from DE 199 39 051 A1 known.
  • This is a mechanical Fuel pump from a camshaft Internal combustion engine driven and used to build and Maintaining high fuel pressure while running Internal combustion engine.
  • High-pressure fuel pump can only then required for normal operation of the internal combustion engine Provide high pressure, for example 20 - 30 bar, if the internal combustion engine is running. Therefore lies - without the additional electrically driven fuel pump - at Start the internal combustion engine no high pressure before what to one of insufficient quality Fuel processing and increased hydrocarbon emissions could lead.
  • Direct fuel injection usually required a multiple, for example three or four times that Injecting full fuel load of the engine, which is only with the mechanically driven high pressure fuel pump the known fuel direct injection device would also not be possible.
  • the disadvantage of the known fuel system lies in that the fuel system is relatively large and complex builds what its use in confined spaces difficult. Furthermore, the installation of the known Fuel system is time consuming and therefore expensive.
  • the object of the present invention is a Fuel system of the type mentioned above to further develop that it builds as small as possible and inexpensive can be installed.
  • the above task is performed on a fuel system solved at the outset in that the High pressure auxiliary fuel pump and the fuel rail form a structural unit.
  • the fuel system according to the invention has the advantage that the summary of itself perfect different components, in the first case the two Fuel pumps, resulting in a "hybrid pump", and in second case of the high pressure auxiliary fuel pump and the Fuel manifold, in one unit required space is significantly reduced.
  • the second proposed solution also leads to a considerable reduction in the space required and a reduction in construction costs. By reducing the Damage volume is also the effectiveness of High pressure auxiliary fuel pump improved, so this can turn out even smaller.
  • the high pressure auxiliary fuel pump and the mechanically driven high pressure fuel pump different pump elements, but the same housing exhibit. This enables on the one hand the for optimal technical design for each operating purpose of the fuel pumps, on the other hand, the Reduced the size of the unit and the Handling of the unit through the "one-piece" Execution optimized.
  • the high pressure auxiliary fuel pump to the fuel rail grown or integrated into this.
  • the Fuel rail is a stable part anyway, so that thereby the stability of the high pressure auxiliary fuel pump is improved or their housing can be smaller.
  • the Output usually leads to a return line back a low pressure area of the fuel system.
  • the high pressure auxiliary fuel pump a much lower one Conveying capacity than the mechanically driven High-pressure fuel pump.
  • the high pressure auxiliary fuel pump basically serves only for the Start of the internal combustion engine in the fuel rail required high-pressure fuel too produce.
  • Fuel system has a device that the Operation of the high pressure auxiliary fuel pump after starting the internal combustion engine ended. In this way the Reduced operating time of the high-pressure auxiliary fuel pump, so that it has to build less stable. This is what she does again inexpensive and enables another reduced size.
  • Fuel system can be the high pressure auxiliary fuel pump build especially small and simple, because they are only for the first start injections until reaching one certain speed (preferably idle speed) is needed.
  • the volume of the Fuel rail is chosen so that in all Cylinder of the internal combustion engine after an initial injection the start with a desired high-pressure fuel too with low or nonexistent delivery capacity of the mechanically driven high pressure fuel pump possible is.
  • the flow rate by the High-pressure auxiliary fuel pump can be promoted ultimately without impact on the very first injections of the fuel into the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • the fuel system Facility which includes the high pressure auxiliary fuel pump even at full load Turns on the internal combustion engine.
  • the high-pressure auxiliary fuel pump the total delivery rate, with the fuel in the fuel rail is promoted, increased to To cover demand peaks.
  • the Fuel system include a detection device, which is executed in such a way that it calls the service to the Internal combustion engine detected, and the high-pressure auxiliary fuel pump during a given period operated between a first point in time which the detection device has a power request above a predetermined power threshold, and one second time is when the call for services is below the specified power threshold drops.
  • Such a detection device With the help of such a detection device then electrically powered high pressure fuel pump be switched on if due to an increased A high pressure level is required which is above that which depends on the run the internal combustion engine mechanically driven Can provide high pressure feed pump in normal operation. Such power peaks are absorbed by the High-pressure auxiliary fuel pump switched on if necessary becomes.
  • Such a detection device can also be used a variety of different performance thresholds work and alternatively or additionally a response hysteresis to be specified to have.
  • a high-pressure auxiliary fuel pump is particularly small and inexpensive, which by an electromagnet is operated.
  • the electromagnet is designed as a proportional magnet is, a large pump stroke can be realized, which the Delivery capacity of the high pressure auxiliary fuel pump increased.
  • a particularly preferred embodiment of the The fuel system according to the invention provides that it is a Volume control valve, which depends on one Control set the pump volume mechanically powered high pressure fuel pump with the Low pressure input side of the mechanically driven Connect high pressure fuel pump and then can disconnect during a predetermined period. This enables rapid pressure build-up through the mechanical powered high pressure fuel pump, which in turn is the Requirements for the high pressure auxiliary fuel pump reduced.
  • the present invention also relates to a Motor vehicle with an internal combustion engine and Fuel system which is a high pressure fuel pump, which is mechanically driven by the internal combustion engine, and a high pressure fuel pump, which is electrically powered.
  • a Motor vehicle is known from DE 199 39 051 A1.
  • the fuel system is designed in the above manner.
  • the High pressure auxiliary fuel pump through an actuation signal a driver's door of the motor vehicle is put into operation can be.
  • the Starting the internal combustion engine passes a sufficient time long time to start the for a safe Internal combustion engine required high-pressure fuel in the fuel rail even at a comparative to produce a small high-pressure auxiliary fuel pump.
  • the actual starting of the internal combustion engine can then be done without Delay.
  • the high-pressure auxiliary fuel pump by an actuation signal contactless access system of the motor vehicle in Operation can be set.
  • This further education stands an even greater period of time to build up the high pressure fuel available in the fuel rail.
  • the pressure build-up can be done while the user after the release signal has been triggered Access door, for example the driver's door one Motor vehicle approaches, this opens and gets in until it finally the engine starts.
  • the corresponding high-pressure auxiliary fuel pump and the like formed unit with the mechanically driven The fuel pump can therefore be made even smaller.
  • the Fuel system includes a device that the High pressure auxiliary fuel pump turns off when on desired fuel pressure is reached before the Internal combustion engine is started. This also extends the Lifetime of the high pressure auxiliary fuel pump and reduces unnecessary stress on the high pressure area of the Fuel system. In this case, the high pressure auxiliary fuel pump can be switched on again when the Starting process of the internal combustion engine is recognized or if the fuel pressure after a long time (when the Ignition) has dropped again.
  • a reference numeral 1 is a reference numeral 1 as a whole provided fuel system shown schematically.
  • a fuel reservoir 2 with a pre-feed pump 3 fuel, in the present case gasoline, via a Inlet line 4 to a mechanically controlled Fuel storage 5, a so-called “rail” promoted.
  • a high-pressure pump device in the feed line 4 which is designed as a unit 6.
  • This includes one mechanical high-pressure feed pump 7 with an upstream Inlet valve 8 and a downstream outlet valve 9.
  • Parallel to the high pressure feed pump 7 is a magnetic one actuated high-pressure auxiliary fuel pump 10 arranged, the exact structure of which will be described later.
  • the High pressure auxiliary fuel pump 10 is also a upstream inlet valve 12 and a downstream Exhaust valve 13 assigned. After the exhaust valves 9 and 13 combine the high pressure feed pump 7 and High pressure auxiliary fuel pump 10 associated sections the inlet line 4 in an outlet branch point 14.
  • the prefeed pump 3 the direct fuel injection device 1 as well as the high pressure injectors 15 are from an electronic Engine control unit controlled.
  • FIG broken sectional view of Fig. 3 Details of the high pressure auxiliary fuel pump 10 are shown in FIG broken sectional view of Fig. 3. Die 6 low pressure on the input side of the unit Inlet line 4 opens after the one not shown in FIG. 3 Inlet branch point 11 into the intake valve 12. This has a valve body 16 which against the intake-side fuel pressure by means of a Coil spring 17 is pressed against a valve seat 18. The coil spring 17 is supported downstream on one Inlet line section between the inlet valve 12 and the funding room 19.
  • the inlet line opens downstream of the inlet valve 12 4 in FIG. 3 horizontally into a delivery space 19.
  • the feed line 4 leads downward from the delivery chamber 19 downstream of the delivery chamber 19 to the outlet valve 13.
  • This comprises a spherical valve body 20, which of the spring force of another coil spring 21 against one Valve seat 22 pressed towards the delivery chamber 19 becomes.
  • the valve seat 22 is a conical narrowing of the Inlet line 4 is formed downstream of the delivery chamber 19.
  • the coil spring 21 is supported on a downstream one lying outlet plate 23, which is fixed with a support block 24 is connected, the inlet valve 12 and the Exhaust valve 13 carries and at the same time the delivery chamber 19th on all sides, except the top in Fig. 3, limited.
  • This top of the delivery chamber 19 is limited by one End block 25, which is welded to the support block 24 is.
  • a through-guide bore 26 executed in a cylindrical Piston rod 27 is guided.
  • the piston rod 27 At her from the funding room 19th opposite end is the piston rod 27 in one corresponding recess of a cylindrical magnet armature 28 firmly recorded.
  • the diameter of the magnet armature 28 is several times larger than that of the piston rod 27.
  • Coaxially around the magnet armature 28 is arranged around a ring coil 31.
  • the Magnetic armature 28 and the ring coil 31 comprehensive magnet to realize a large stroke of the piston rod 27 as Proportional magnet.
  • the magnetically operated high pressure auxiliary fuel pump 10 3 works as follows:
  • the fuel system 1 according to FIGS. 1 and 3 works as follows:
  • the high pressure auxiliary fuel pump 10 for running High pressure feed pump 7 can be switched on if over a corresponding sensor that is registered by the Internal combustion engine a power above a predetermined Power threshold should be retrieved.
  • the high pressure auxiliary fuel pump 10 remains switched on as long as until the service call falls below the specified one Power threshold or, for example, to prevent unwanted Delivery fluctuations, under a second specified power threshold drops.
  • FIG. 2 An alternative arrangement of the high pressure auxiliary fuel pump 10 in fuel system 1 is shown in FIG. 2.
  • the high-pressure auxiliary fuel pump 10 is directly on Rail 5 attached.
  • the low pressure inlet of the high pressure auxiliary fuel pump 10 takes place via the Return line of a schematically shown in Fig. 2 Pressure control valve 32, which is also directly on the rail 5 is grown.
  • Pressure control valve 32 which is also directly on the rail 5 is grown.
  • Neither the inlet nor the outlet valve of the High-pressure auxiliary fuel pump 10 are shown in FIG. 2 shown. Otherwise the structure corresponds to that Operating principle of the fuel system 1 according to FIG. 2 those described in connection with FIG. 1 were.
  • FIG. 4 Another variant of a fuel system 1 is shown in FIG. 4 in a more detailed compared to FIGS. 1 and 2 Representation shown.
  • a tank installation unit 33 which is the pre-feed pump, which is an electric one Fuel pump acts, as well as a pressure control unit includes.
  • the feed line 4 is in the 4 between the fuel reservoir 2 and the assembly 6 a fuel filter 34 shown.
  • the Inlet branch point 11 which in the case of the direct fuel injection device 1 of Fig. 4 from a Pressure damper unit is formed, opens into the Inlet line 4 a return line 35 of Pressure control valve 32 at a return branch point 36 a.
  • the high pressure auxiliary fuel pump 10 as electric feed pump.
  • This includes one Electric motor 37 that drives a camshaft 38. Latter is tapped by a plunger 39, which in known Way a pump piston 40 in the delivery chamber 19 of the high-pressure auxiliary fuel pump 10 drives.
  • the two plungers 39 and 44 are over Return springs 45, 46 in contact with the camshafts 38, 41 held.
  • control device 47 which after actuation a sensor 48, the electric motor 37 of the high-pressure auxiliary fuel pump 10 drives until the one on Rail 5 arranged rail pressure sensor 51 detected the pressure Has reached setpoint.
  • the rail pressure sensor 51 is for this with the control unit 47 via a signal line 52 connected.
  • the sensor 48 is used to detect a Operating state of the internal combustion engine, for example opening an access door to the vehicle with the Internal combustion engine or another for the start request the internal combustion engine representative operating state, as described above in connection with FIGS. 1 and 3.
  • control unit 47 controls one Control line 49 designed as a solenoid valve Volume control valve 50 on. This is between the as Inlet branch points 11 and 11 are designed for pressure dampers the delivery chamber 43 of the high-pressure delivery pump 7 is arranged.
  • the quantity control valve 50 opened and allows a fuel flow through this from the delivery chamber 43 to the pressure damper.
  • the internal combustion engine is the control line 49 Volume control valve 50 actuated and closed, so that the connection between the delivery room 43 and the Pressure damper is locked.
  • the high-pressure feed pump 7 can then build up pressure in the delivery chamber 43 as quickly as possible the rail 5 in addition to the delivery rate of the auxiliary pump 10 is made available.
  • the target pressure is the quantity control valve 50 from Control device 47 via control line 49 camshaft synchronously open so that they do not Required amount of fuel through the volume control valve 50 can escape into the pressure damper and the target pressure is held.
  • Figures 5 to 7 will now be explained in detail.
  • a motor vehicle 110 It is only schematically dash-dotted as a block shown. It includes a fuel system 112 with which an internal combustion engine 114 is supplied with fuel.
  • the fuel system 112 includes a fuel tank 116, from which an electric fuel pump 118 Fuel promotes.
  • the electric fuel pump 118 serves as a pre-feed pump and delivers the fuel a unit 120 in which a mechanically driven High pressure fuel pump 122 and an electric one driven high pressure fuel pump 124 are integrated.
  • the latter serves as a high-pressure auxiliary fuel pump.
  • unit 120 comprises for both pumps 122 and 124 a common housing, though, like below both pumps 122 and 124 will be explained use different pump elements.
  • the housing is in Figure 1 is not shown separately and is the following Also, for the sake of simplicity, with reference number 120 designated.
  • a low pressure connection 128 of the assembly 120 is over a low pressure fuel line 126 with the electrical Fuel pump 118 connected. Downstream from Low-pressure connection 128 is initially in module 120 a pressure damper 130 is arranged.
  • Whose work space is 132 via an inlet valve 134 with a delivery unit 136 of the mechanically driven high pressure fuel pump 122 connected.
  • the conveyor unit 136 can, for example, be one Include conveying space that is reciprocable Piston (not shown) is limited.
  • the conveyor unit. 136 is connected via a mechanical connection 138, in the case a piston pump, for example, with a plunger an eccentric shaft, from a mechanical drive 140, for example a camshaft of the internal combustion engine 114, driven.
  • crankshaft 145 set in rotation. Their angular position and speed is picked up by a sensor 147.
  • the electrically driven high pressure fuel pump 124 which is integrated in the unit 120 also via an inlet valve 148, via which a Delivery unit 150 of the electrically driven high-pressure fuel pump 124 with the working space 132 of the Pressure damper 130 can be connected. Also the Delivery unit 150 of the electrically driven high-pressure fuel pump 124 can be a funding room (not shown), which of a piston (not shown) is limited.
  • the conveyor unit 150 is connected via a mechanical connection 152 driven by an electric motor 154. Instead of one Electric motor 154 is also an example electromagnetic switching drive conceivable with which the Pump piston is reciprocated.
  • the delivery unit 150 is via an outlet valve 156 also with the high pressure connection 141 of the assembly 120 connected.
  • the electrically driven high pressure fuel pump So 124 also promotes in Fuel rail 142.
  • the electric motor 154 is operated by a control and regulating device 158 controlled, which with various sensors, for example, the sensor 147, and which the operation of the fuel system 112 and the Internal combustion engine 114 controls.
  • a control and regulating device 158 For controlling of the electric motor 154 of the electrically driven High pressure fuel pump 124 is the control and Controller 158 connected to a switch 160, the again by moving a door 162 of the Motor vehicle 110 is switched. It is also possible that the switch 160 through a non-contact access system of the motor vehicle 110 is actuated or switched.
  • Such systems are for example under the name "Keyless system" known.
  • electrically driven high pressure fuel pump 124 builds significantly smaller than the mechanically driven High pressure fuel pump 122 because of its delivery rate is significantly smaller. It is also sufficient to drive the Delivery unit 150 of the electrically driven high-pressure fuel pump 124 a very small electric motor 154th
  • the motor vehicle 110 with the fuel system 112 and the Internal combustion engine 114 operates as follows (see also Figures 2 and 3):
  • the switch 160 is actuated as a result, which is indicated to the control and regulating device 158.
  • the motor vehicle 110 is stopped and the internal combustion engine 114 is switched off, this then starts the electric fuel pump 118, which acts as a pre-feed pump, and the electric motor 154 of the electrically driven high-pressure fuel pump 124 (bar 164 in FIG. 7).
  • fuel from the fuel tank 116 is precompressed (usually to approximately 4 to 8 bar) via the electric fuel pump 118 and conveyed to the electrically driven high-pressure fuel pump 124 via the pressure damper 130.
  • the fuel is further compressed and in the fuel manifold 142 promoted. In this will the fuel is stored under very high pressure.
  • the electrically powered High pressure fuel pump 124 only a small one Conveying capacity, which makes it very small. Due to the available time between actuation of the Switch 160 and starting the engine 114 (usually a few seconds) the conveying capacity of the electrically driven high pressure fuel pump 124 however, out to one in the fuel rail 142 desired high pressure fuel (possibly up to a few hundred bar) (see FIG. 7).
  • Such high pressure fuel is desired to also at the first fuel injections through the Injectors 144 into the combustion chambers 146 of the internal combustion engine 114 to achieve good atomization of the fuel. This means that even with the first burns of Fuel in the combustion chambers 146 a good emission and Consumption behavior of internal combustion engine 114 achieved.
  • the accumulator volume of the fuel rail 142 is chosen so that despite the low Delivery rate of the electrically driven high-pressure fuel pump 124 or even with already again high pressure fuel pump 124 turned off it is ensured that for a start of the Internal combustion engine, even under cold start conditions, required amount of fuel with sufficient pressure into the combustion chambers 146 of the internal combustion engine 114 can be introduced.
  • the position of the crankshaft 145 is communicated to the control and regulating device 158 via the sensor 147 during the starting process of the internal combustion engine 114. After two full rotations of the crankshaft 145 (bar 166 in FIG. 2), the electric motor 154 of the electrically driven high-pressure fuel pump 124 is switched off by the control and regulating device 158 (time t 1 in FIG. 6).
  • the internal combustion engine 114 has started, and on the other hand, it can also be assumed from this point in time that the delivery capacity of the high-pressure fuel pump 122 mechanically driven by the camshaft 140 of the internal combustion engine 114 is sufficient by the to provide the high-pressure fuel required in the fuel rail 142 for the further operation of the internal combustion engine 114.
  • fuel injection is initiated by injectors 144.
  • the fuel pressure can also be set by appropriately setting a drive frequency of the electric motor 154.
  • Unit 120 By integrating the mechanically driven High pressure fuel pump 122 and the electric driven high pressure fuel pump 124 into one Assembly 120 with a common housing 120 can do this Unit 120 simply into the internal combustion engine 114 to be built in. Unit 120 only supports two Connections, namely the low pressure port 128 and the High pressure connection 141. Because the electrical driven high pressure fuel pump 124 only a small one Has conveying capacity and comparatively small, also builds the unit 120 comparatively small.

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Abstract

Ein Kraftstoffsystem (112) für eine Brennkraftmaschine (114) mit Kraftstoff-Direkteinspritzung umfasst eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe (122), welche von der Brennkraftmaschine (114) mechanisch angetrieben wird, und eine Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (124). Um die Integration der beiden Hochdruck-Kraftstoffpumpen (122, 124) in die Brennkraftmaschine (114) zu erleichtern, wird vorgeschlagen, dass die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe (122) und die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (124) eine Baueinheit (120) bilden. <IMAGE>

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft zunächst ein Kraftstoffsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere mit Krafrstoff-Direkteinspritzung, mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, welche von der Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben wird, und mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, welche elektrisch angetrieben wird.
Ein derartiges Kraftstoffsystem ist aus der DE 199 39 051 A1 bekannt. Bei diesem wird eine mechanische Kraftstoffpumpe von einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine angetrieben und dient zum Aufbau und Aufrechterhalten des Kraftstoffhochdrucks bei laufender Brennkraftmaschine. Eine zusätzliche elektrische Kraftstoffpumpe erzeugt vor oder während des Motorstarts einen Kraftstoffhochdruck in einer Kraftstoff-Sammelleitung ("Rail") .
An diese Kraftstoff-Sammelleitung sind mehrere Injektoren angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in ihnen zugeordnete Brennräume einspritzen. Durch die zusätzliche elektrisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe, welche typischerweise eine Förderleistung von 2 bis 5 W erbringen sollte, ist sichergestellt, dass bereits beim Start der Brennkraftmaschine ein so hoher Kraftstoffdruck vorliegt, dass eine für das Emissionsverhalten der Brennkraftmaschine gute Zerstäubung des Kraftstoffs bei der Einspritzung erfolgen kann.
Die bei dem bekannten Kraftstoffsystem zum Einsatz kommende Hochdruck-Kraftstoffpumpe kann nämlich erst dann den zum normalen Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen Hochdruck, zum Beispiel 20 - 30 bar, bereitstellen, wenn die Brennkraftmaschine läuft. Daher liegt - ohne die zusätzliche elektrisch angetriebene Kraftstoffpumpe - beim Start der Brennkraftmaschine kein Hochdruck vor, was zu einer qualitativ nicht ausreichenden Kraftstoffaufbereitung und zu erhöhten Kohlenwasserstoffemissionen führen könnte.
Zudem ist es beim Starten einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff-Direkteinspritzung in der Regel erforderlich, ein Mehrfaches, zum Beispiel das Drei- oder Vierfache, der Kraftstoff-Volllastmenge des Motors einzuspritzen, was nur mit der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe der bekannten Kraftstoff-Direkteinsprit zungsvorrichtung ebenfalls nicht möglich wäre.
Der Nachteil des bekannten Kraftstoffsystems liegt jedoch darin, dass das Kraftstoffsystem relativ groß und komplex baut, was seinen Einsatz unter beengten Platzverhältnissen erschwert. Ferner ist die Installation des bekannten Kraftstoffsystems zeitaufwendig und daher teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftstoffsystem der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass es möglichst klein baut und preiswert installiert werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Kraftstoffsystem der eingangs genannten Art zum einen dadurch gelöst, dass die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe und die elektrisch angetriebene Hochdruck-kraftstoffpumpe eine Baueinheit bilden.
Die obige Aufgabe wird bei einem Kraftstoffsystem der eingangs genannten Art zum anderen dadurch gelöst, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe und die Kraftstoff-Sammelleitung eine Baueinheit bilden.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Kraftstoffsystem hat den Vorteil, dass die Zusammenfassung von an sich vollkommen unterschiedlichen Komponenten, im ersten Fall der beiden Kraftstoffpumpen, was zu einer "Hybridpumpe" führt, und im zweiten Fall der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe und der Kraftstoff-Sammelleitung, in eine Baueinheit den erforderlichen Bauraum erheblich reduziert.
Der Grund hierfür liegt darin, dass im ersten Fall die ansonsten bei separater Ausbildung der beiden Pumpen erforderlichen zusätzlichen Leitungen und Anschlüsse nicht mehr benötigt werden. Ferner ist auch die Installation des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystems vergleichsweise preiswert, da die Handhabung der zu einer Baueinheit zusammengefassten Komponenten vergleichsweise einfach ist und nur wenige Verbindungsarbeiten erforderlich sind.
Die zweite vorgeschlagene Lösung führt ebenfalls zu einer erheblichen Reduktion des erforderlichen Bauraums und zu einer Verringerung des Bauaufwands. Durch die Reduktion des Schadvolumens wird aber zusätzlich die Effektivität der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe verbessert, so dass diese nochmals kleiner ausfallen kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der ersten Lösung wird vorgeschlagen, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe und die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe unterschiedliche Pumpelemente, jedoch dasselbe Gehäuse aufweisen. Hierdurch wird einerseits ermöglicht, die für den jeweiligen Betriebszweck optimale technische Auslegung der Kraftstoffpumpen zu realisieren, andererseits wird die Baugröße der Baueinheit nochmals reduziert und die Handhabung der Baueinheit durch die "einstückige" Ausführung optimiert.
In Weiterbildung der zweiten Lösung wird vorgeschlagen, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe an die Kraftstoff-Sammelleitung angebaut oder in diese integriert ist. Die Kraftstoff-Sammelleitung ist ohnehin ein stabiles Teil, so dass hierdurch die Stabilität der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe verbessert wird bzw. deren Gehäuse kleiner ausfallen kann.
Ferner kann die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe eingangsseitig mit einem Ausgang einer Ventileinrichtung, mit der der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung eingestellt bzw. begrenzt werden kann, verbunden sein. Der Ausgang führt über eine Rücklaufleitung üblicherweise in einen Niederdruckbereich des kraftstoffsystems zuruck. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist kein zusätzliches Einlassventil bei der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe erforderlich, da hierzu der Ausgang des Drucksteuerventils genutzt werden kann. Die führt nochmals zu einer baulichen Vereinfachung der zusätzlichen Pumpe und zu einer Verringerung von deren Baugröße.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe eine wesentlich geringere Förderleistung aufweist als die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe. Auf diese Weise wird der Tatsache Rechnung getragen, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe im Grunde nur dazu dient, den für den Start der Brennkraftmaschine in der Kraftstoff-Sammelleitung erforderlichen kraftstoff-Hochdruck zu erzeugen.
Beim Start der Brennkraftmaschine wird, um eine gute Zerstäubung des Kraftstoffes durch die Injektoren zu gewährleisten, ein hoher Kraftstoffdruck gewünscht. Um diesen Druck aufzubauen, steht ein Zeitraum zur Verfugung, in dem aus der Kraftstoff-Sammelleitung noch kein Kraftstoff abgeführt wird. Die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe fördert also quasi in ein geschlossenes System. Auch aus diesem Grunde genügt eine Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe mit vergleichsweise geringer Förderleistung. Eine derartige Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe mit geringer Förderleistung baut jedoch vergleichsweise klein, was ihre Integration in eine Baueinheit mit der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe erleichtert und die Baugröße dieser Baueinheit nochmals reduziert. Darüber hinaus ist sie vergleichsweise preiswert.
Vorgeschlagen wird bei der Erfindung auch, dass das Kraftstoffsystem eine Einrichtung aufweist, welche den Betrieb der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe nach dem Starten der Brennkraftmaschine beendet. Auf diese Weise wird die Betriebsdauer der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe reduziert, so dass sie weniger stabil bauen muss. Dies macht sie nochmals preiswert und ermöglicht eine nochmals verkleinerte Bauweise.
Besonders vorteilhaft ist jene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystems, bei dem die Einrichtung den Betrieb der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe spätestens dann beendet, wenn eine kurbelwelle der Brennkraftmaschine eine bestimmte Drehzahl, vorzugsweise Leerlaufdrehzahl, erreicht hat. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass für einen sicheren Start der Brennkraftmaschine oft eine einzige ausreichend zerstäubte Starteinspritzung pro Zylinder genügt. Dies ist bei Viertakt-Brennkraftmaschinen nach zwei vollen Kurbelwellenumdrehungen der Fall.
Dabei wurde auch erkannt, dass bereits nach zwei Kurbelwellenumdrehungen der Brennkraftmaschine üblicherweise eine Drehzahl - beispielsweise Leerlaufdrehzahl - erreicht wird, bei der die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe einen für den weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine erforderlichen Kraftstoff-Hochdruck in der Kraftstoff-Sammelleitung alleine sicher stellen kann. Dies umso mehr, als in den meisten Fällen zum Starten einer Brennkraftmaschine bei den ersten Einspritzungen in die Brennräume der Zylinder eine Übermenge an Kraftstoff eingespritzt wird, das heißt, dass nach diesen ersten Einspritzungen die in die Brennräume der Brennkraftmaschine einzuspritzende Kraftstoffmenge wieder reduziert wird.
Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystem kann die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe besonders klein und einfach bauen, da sie nur fur die ersten Starteinspritzungen bis zum Erreichen einer bestimmten Drehzahl (vorzugsweise Leerlaufdrehzahl) benötigt wird.
Besonders bevorzugt wird auch, wenn das Volumen der Kraftstoff-Sammelleitung so gewählt ist, dass in alle Zylinder der Brennkraftmaschine eine Ersteinspritzung nach dem Start mit einem gewünschten Kraftstoff-Hochdruck auch bei geringer oder nicht vorhandener Förderleistung der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe möglich ist. Auf diese Weise ist die Fördermenge, die von der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe gefördert werden kann, letztlich ohne Einfluss auf die allerersten Einspritzungen des Kraftstoffes in die Brennräume der Brennkraftmaschine. Somit kann eine noch kleinere Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe verwendet werden, die eine entsprechend geringe Fördermenge fördert. Auswirkungen hat dies nur auf die Dauer des Vorlaufs, der vor dem Starten der Brennkraftmaschine erforderlich ist, um den gewünschten Kraftstoff-Hochdruck in der Kraftstoff-Sammelleitung bereitzustellen.
Dabei ist auch denkbar, dass das Kraftstoffsystem eine Einrichtung umfasst, welche die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe auch bei Volllast der Brennkraftmaschine einschaltet. In diesem Fall kann durch die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe die Gesamt-Förderleistung, mit der Kraftstoff in die Kraftstoff-Sammelleitung gefördert wird, erhöht werden, um Bedarfsspitzen abzudecken.
In Weiterbildung hierzu wird vorgeschlagen, dass das Kraftstoffsystem eine Erfassungseinrichtung umfasse, welche derart ausgeführt ist, dass sie den Leistungsabruf an die Brennkraftmaschine erfasst, und die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe während eines vorgegebenen Zeitraums betrieben wird, welcher zwischen einem ersten Zeitpunkt, an dem die Erfassungseinrichtung einen Leistungsabruf oberhalb einer vorgegebenen Leistungsschwelle erfasst, und einem zweiten Zeitpunkt liegt, an dem der Leistungsabruf unter die vorgegebene Leistungsschwelle sinkt.
Mit Hilfe einer derartigen Erfassungseinrichtung kann die elektrisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe dann zugeschaltet werden, wenn aufgrund eines erhöhten Leistungsabrufs ein Hochdruck-Niveau erforderlich ist, welches über demjenigen liegt, das die abhängig vom Lauf der Brennkraftmaschine arbeitende mechanisch angetriebene Hochdruck-Förderpumpe im Normalbetrieb bereitstellen kann. Derartige Leistungsspitzen werden aufgefangen, indem die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe bedarfsweise zugeschaltet wird. Eine derartige Erfassungseinrichtung kann auch mit einer Mehrzahl verschiedener Leistungsschwellen arbeiten und alternativ oder zusätzlich eine vorzugebende Ansprech-Hysterese haben.
Besonders klein und preiswert baut eine Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe, welche durch einen Elektromagneten betätigt wird.
Wenn der Elektromagnet als Proportionalmagnet ausgeführt ist, lässt sich ein großer Pumpenhub realisieren, was die Förderleistung der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe erhöht.
Ferner wird vorgeschlagen, dass der Magnetanker des Elektromagneten direkt mit einer Kolbenstange der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe verbunden ist, wobei der Durchmesser des Magnetankers größer ist als der jenige der Kolbenstange. Bei gegebenen Elektromagneten lassen sich so hohe Förderdrücke realisieren.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftstoffsystems sieht vor, dass es ein Mengensteuerventil umfasst, welches abhängig von einer Steuerungsvorgabe das Pumpenvolumen der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit der Niederdruck-Eingangsseite der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe verbinden und anschließend während eines vorgegebenen Zeitraums trennen kann. Dies ermöglicht einen schnellen Druckaufbau durch die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe, was wiederum die Anforderungen an die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe reduziert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem Kraftstoffsystem, welches eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe, die von der Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben wird, und eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe aufweist, welche elektrisch angetrieben wird. Auch ein solches Kraftfahrzeug ist aus der DE 199 39 051 A1 bekannt. Zur Verbesserung eines derartigen Kraftfahrzeugs wird vorgeschlagen, dass das Kraftstoffsystem in der obigen Art ausgebildet ist.
In Weiterbildung hierzu wird auch vorgeschlagen, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe durch ein Betätigungssignal einer Fahrertür des Kraftfahrzeugs in Betrieb gesetzt werden kann. Zwischen dem Öffnen der Fahrertür und dem Starten der Brennkraftmaschine vergeht eine ausreichend lange Zeit, um den für ein sicheres Starten der Brennkraftmaschine erforderlichen kraftstoff-Hochdruck in der Kraftstoff-Sammelleitung auch bei einer vergleichsweise kleinen Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe zu erzeugen. Das eigentliche Starten der Brennkraftmaschine kann dann öhne Verzögerung erfolgen.
Analog hierzu wird auch vorgeschlagen, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe durch ein Betätigungssignal eines berührungslosen Zugangssystems des Kraftfahrzeugs in Betrieb gesetzt werden kann. Bei dieser Weiterbildung steht ein noch größerer Zeitraum zum Aufbau des Kraftstoff-Hochdrucks in der Kraftstoff-Sammelleitung zur Verfügung. Der Druckaufbau kann nämlich erfolgen, während der Benutzer sich nach dem Auslösen des Entriegelungssignals der Zugangstür, zum Beispiel der Fahrertür eines Kraftfahrzeuges, nähert, diese öffnet und einsteigt, bis er schließlich die Brennkraftmaschine startet. Die entsprechende Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe und die so gebildete Baueinheit mit der mechanisch angetriebenen Kraftstoffpumpe kann daher nochmals kleiner bauen.
Mit solchen Erfassungseinrichtungen, wie sie in den obigen beiden Absätzen beschrieben werden, wird der Startwunsch des Benutzers bereits vor dem eigentlichen Starten der Brennkraftmaschine erfasst. Es sei an dieser Stelle aber darauf hingewiesen, dass auch andere Verfahren denkbar sind, beispielsweise eine Betätigung durch eine Sitzerkennung oder eine Betätigung durch einen Kontakt eines Zündschlüssels mit einem Zünüschloss.
In einer anderen Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Kraftstoffsystem eine Einrichtung umfasst, welche die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe abschaltet, wenn ein gewünschter Kraftstoffdruck erreicht ist, noch bevor die Brennkraftmaschine gestartet wird. Auch dies verlängert die Lebensdauer der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe und reduziert unnötige Belastungen des Hochdruckbereichs des Kraftstoffsystems. In diesem Fall kann die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe wieder eingeschaltet werden, wenn der Startvorgang der Brennkraftmaschine erkannt wird oder wenn der Kraftstoffdruck nach längerer Zeit (bei eingeschalteter Zündung) wieder abgesunken ist.
Zeichnung
Nachfolgend werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung im Detail erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1
eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoffsystems;
Figur 2
eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoff Systems;
Figur 3
einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer elektrischen Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe, die in den beiden Kraftstoffsystemen der Figuren 1 und 2 einsetzbar ist;
Figur 4
eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Kraftstoffsystems;
Figur 5
eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einem vierten Ausführungsbeispiel eines Kraftstoffsystems zur Versorgung einer Brennkraftmaschine mit Kraftstoff, wobei das kraftstoffsystem eine elektrisch angetriebene Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe und eine Kraftstoff-Sammelleitung aufweist;
Figur 6
ein Diagramm, in dem der Betriebszustand der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe von Figur 1 und der Zeitraum von Starteinspritzungen des Kraftstoffsystems von Figur 1 über der Zeit dargestellt sind; und
Figur 7
ein Diagramm, in dem der Druck in der kraftstoff-Sammelleitung des Kraftstoffsystems von Figur 1 während des Startens der Brennkraftmaschine über der Zeit dargestellt ist.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehenes Kraftstoffsystem schematisch dargestellt. Aus einem Kraftstoff-Reservoir 2 wird mit einer Vorförderpumpe 3 Kraftstoff, im vorliegenden Fall Benzin, über eine Zulaufleitung 4 zu einem mechanisch gesteuerten Kraftstoffspeicher 5, einem sogenannten "Rail" gefördert. Zwischen der Vorförderpumpe 3 und dem Rail 5 befindet sich in der Zulaufleitung 4 eine Hochdruck-Pumpeinrichtung, welche als Baueinheit 6 ausgebildet ist. Diese umfasst eine mechanische Hochdruck-Förderpumpe 7 mit einem vorgelagerten Einlassventil 8 und einem nachgelagerten Auslassventil 9. Parallel zur Hochdruck-Förderpumpe 7 ist eine magnetisch betätigte Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 angeordnet, deren genauer Aufbau noch beschrieben wird.
Zur Realisierung dieser Parallelschaltung verzweigt sich die Zulaufleitung 4 zwischen der Vorförderpumpe 3 und dem Einlassventil 8 in einem Einlass-Verzweigungspunkt 11 in einen der Hochdruck-Förderpumpe 7 und einen der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 zugeordneten Leitungsabschnitt. Der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 ist ebenfalls ein vorgelagertes Einlassventil 12 und ein nachgelagertes Auslassventil 13 zugeordnet. Nach den Auslassventilen 9 und 13 vereinigen sich die der Hochdruck-Förderpumpe 7 und der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 zugeordneten Abschnitte der Zulaufleitung 4 in einem Auslass-Verzeigungspunkt 14.
An dem Rail 5 sind insgesamt vier Hochdruck-Einspritzventile 15 angeschlossen, die den Zylindern einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine zugeordnet sind. Letztere ist zum Antrieb der Hochdruck-Förderpumpe 7 bei laufender Brennkraftmaschine mit der Hochdruck-Förderpumpe 7 mechanisch gekoppelt. Zwischen der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 und den Hochdruck-Einspritzventilen 15 kann zusätzlich zur Verringerung der erforderlichen Leistung der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 ein entsprechendes zusätzliches Druckspeichervolumen angeordnet sein. Die Vorförderpumpe 3, die Kraftstoff-Direkteinspritzungsvorrichtung 1 sowie die Hochdruck-Einspritzventile 15 werden von einem elektronischen Motorsteuergerät gesteuert.
Details der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 zeigt die gebrochene Schnittdarstellung der Fig. 3. Die eingangsseitig der Baueinheit 6 Niederdruck aufweisende Zulaufleitung 4 mündet nach dem in Fig. 3 nicht dargestellten Einlass-Verzweigungspunkt 11 in das Einlassventil 12. Dieses weist einen Ventilkörper 16 auf, der gegen den einlassseitigen Kraftstoffdruck mittels einer Schraubenfeder 17 gegen einen Ventilsitz 18 gedrückt wird. Die Schraubenfeder 17 stützt sich stromabwärts an einem Zulaufleitungsabschnitt zwischen dem Einlassventil 12 und dem Förderraum 19 ab.
Stromabwärts des Einlassventils 12 mündet die Zulaufleitung 4 in Fig. 3 horizontal in einen Förderraum 19. In Fig. 3 nach unten führt aus dem Förderraum 19 die Zulaufleitung 4 stromabwärts des Förderraums 19 zum Auslassventil 13. Dieses umfasst einen kugelförmigen Ventilkörper 20, der von der Federkraft einer weiteren Schraubenfeder 21 gegen einen Ventilsitz 22 in Richtung auf den Förderraum 19 zu gedrückt wird. Der Ventilsitz 22 ist als konusförmige Verengung der Zulaufleitung 4 stromabwärts des Förderraums 19 gebildet. Die Schraubenfeder 21 stützt sich an einer stromabwärts liegenden Auslassplatte 23 ab, die fest mit einem Tragblock 24 verbunden ist, der das Einlassventil 12 und das Auslassventil 13 trägt und gleichzeitig den Förderraum 19 nach allen Seiten, ausgenommen die Oberseite in Fig. 3, begrenzt.
Diese Oberseite des Förderraums 19 wird begrenzt von einem Abschlussblock 25, der mit dem Tragblock 24 verschweißt ist. Im Abschlussblock 25 ist eine Durchgangs-Führungsbohrung 26 ausgeführt, in dem eine zylindrische Kolbenstange 27 geführt ist. An ihrem vom Förderraum 19 abgewandten Ende ist die Kolbenstange 27 in einer entsprechenden Ausnehmung eines zylindrischen Magnetankers 28 fest aufgenommen. Der Durchmesser des Magnetankers 28 ist um ein Mehrfaches größer als derjenige der Kolbenstange 27. Zwischen dem Abschlussblock 25 und dem Magnetanker 28 stützt sich eine die Kolbenstange 27 koaxial umgebende Schraubenfeder 29 ab. Diese drückt den Magnetanker 28 im stromlosen Ruhezustand gegen einen oberhalb von diesem befindlichen Anschlagkörper 30. Koaxial um den Magnetanker 28 herum angeordnet ist eine Ringspule 31. Der den Magnetanker 28 und die Ringspule 31 umfassende Magnet ist zur Realisierung eines großen Hubs der Kolbenstange 27 als Proportionalmagnet ausgeführt.
Die magnetisch betätigte Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 gemäß Fig. 3 funktioniert folgendermaßen:
Im unbestromten Zustand der Ringspule 31 wird der Magnetanker 28 über die Schraubenfeder 29 am oberen Anschlagkörper 30 gehalten. Beim Bestromen der Ringspule 31 überwindet die auf den Magnetanker 28 hierdurch nach unten ausgeübte Kraft die Rückstellkraft der Schraubenfeder 29 und drückt die Kolbenstange 27 in den Förderraum 19, wodurch der sich hierin befindliche Kraftstoff durch das Auslassventil 13 in Richtung des Rails 5 gefördert wird.
Das Kraftstoffsystem 1 nach den Fig. 1 und 3 funktioniert folgendermaßen:
Über einen in Fig. 1 nicht dargestellten und vom elektronischen Motorsteuergerät erfassten Sensor, der ein Öffnen einer Zugangstür zur Brennkraftmaschine, zum Beispiel der Fahrertür eines PKW, registriert, werden die Vorförderpumpe 3 sowie die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 eingeschaltet. Alternativ kann dieses Einschalten auch über das Registrieren eines drahtlosen Entriegelungssignals für die Zugangstür, zum Beispiel des Signals eines funkgesteuerten PKW-Schlüssels, durch einen entsprechenden, mit der Vorförderpumpe 3 und der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 in Signalverbindung stehenden Empfänger erfolgen. Auch eine Ansteuerung über eine Starteinrichtung der Brennkraftmaschine, zum Beispiel uber das Zündschloss eines PKW, ist möglich.
In einem Zeitraum, der zwischen dem Einschalten der Vorförderpumpe 3 und der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 einerseits und dem eigentlichen Starten der Brennkraftmaschine andererseits liegt, baut die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 hohen Druck im Rail 5 auf. Die Einspritzung durch die Hochdruck-Einspritzventile 15 wird vom Motorsteuergerät dann ausgelöst, wenn der Motor beginnt, sich über den Anlasser zu drehen und ein vorgegebener Solldruck erreicht ist. Eine Steuerung des Drucks im Rail 5 kann über eine entsprechende Steuerung der Hochdruck-Pumpeinrichtung, welche durch die Baueinheit 6 gebildet wird, sofern diese einen elektrischen Eingriff zur Mengensteuerung besitzt, oder auch eine entsprechende elektrische Ansteuerfrequenz der Ringspule 31 der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 erfolgen. Die Ansteuerung beider Pumpen 10 erfolgt über das Motorsteuergerät.
Während des Hochlaufens der Brennkraftmaschine, also bei deren ersten Umdrehungen, ist durch eine Kombination der Förderleistungen der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 einerseits und der schon Druck aufbauenden Hochdruck-Förderpumpe 7 andererseits sowie durch das Druckspeichervolumen des Rails 5 gewährleistet, dass für die Einspritzungen während des Anlaufvorgangs hoher Druck im Rail 5 auch dann aufrecht erhalten werden kann, wenn im Kaltstart bei den ersten Einspritzungen sehr große Mengen Kraftstoff eingespritzt werden. Nach dem Erreichen einer vorgegebenen Drehzahl der Brennkraftmaschine wird die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 abgeschaltet. Der hohe Druck im Rail 5 wird dann ausschließlich durch die Hochdruck-Förderpumpe 7 geliefert.
Zusätzlich zur vorstehenden Betriebsart "Starten" kann bei einer weiteren Betriebsart "Volllast" des Kraftstoffsystems 1 die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 zur laufenden Hochdruck-Förderpumpe 7 zugeschaltet werden, wenn über einen entsprechenden Sensor registriert wird, dass von der Brennkraftmaschine eine Leistung oberhalb einer vorgegebenen Leistungsschwelle abgerufen werden soll. Die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 bleibt dann solange zugeschaltet, bis der Leistungsabruf wieder unter die vorgegebene Leistungsschwelle oder, zum Beispiel zur Verhinderung unerwünschter Förderschwankungen, unter eine zweite vorgegebene Leistungsschwelle sinkt.
Nachstehend werden weitere Ausführungsbeispiele für Kraftstoffsysteme beschrieben. Bauelemente, die schon im Zusammenhang mit dem Kraftstoffsystem nach den Fig. 1 und 3 beschrieben wurden, tragen bei diesen weiteren Ausführungsbeispielen die gleichen Bezugszeichen und werden nicht nochmals im Einzelnen erläutert.
Eine alternative Anordnung der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 in Kraftstoffsystem 1 zeigt Fig. 2. Dort ist die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 direkt am Rail 5 angebaut. Der Niederdruckzulauf der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 erfolgt dabei über die Rücklaufleitung eines in Fig. 2 schematisch dargestellten Drucksteuerventils 32, das ebenfalls direkt am Rail 5 angebaut ist. Weder das Ein- noch das Auslassventil der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 sind in Fig. 2 dargestellt. Ansonsten entsprechen der Aufbau sowie das Funktionsprinzip des Kraftstoffsystems 1 nach Fig. 2 denjenigen, die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurden.
Eine weitere Variante eines Kraftstoffsystems 1 ist in Fig. 4 in einer im Vergleich zu den Fig. 1 und 2 detaillierteren Darstellung gezeigt. Neben dem Kraftstoff-Reservoir 2 ist dort schematisch eine Tank-Einbau-Einheit 33 dargestellt, die die Vorförderpumpe, bei der es sich um eine elektrische Kraftstoffpumpe handelt, sowie eine Druckregelungseinheit umfasst. In der Zulaufleitung 4 ist bei dem Kraftstoffsystem 1 nach Fig. 4 zwischen dem Kraftstoff-Reservoir 2 und der Baueinheit 6 ein kraftstoffilter 34 dargestellt. Zwischen dem Kraftstofffilter 34 und dem Einlass-Verzweigungspunkt 11, der im Falle der Kraftstoff-Direkteinspritzungsvorrichtung 1 der Fig. 4 von einer Druckdämpfereinheit gebildet ist, mündet in die Zulaufleitung 4 eine Rücklaufleitung 35 des Drucksteuerventils 32 an einem Rücklauf-Verzweigungspunkt 36 ein.
Im Falle der Kraftstoff-Direkteinspritzungsvorrichtung 1 der Fig. 4 ist die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 als elektrische Förderpumpe ausgeführt. Diese umfasst einen Elektromotor 37, der eine Nockenwelle 38 antreibt . Letztere wird von einem Stößel 39 abgegriffen, der in bekannter Weise einen Pumpkolben 40 im Förderraum 19 der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 antreibt. In analoger Weise treibt die auch in Fig. 4 nicht dargestellte Brennkraftmaschine eine Nockenwelle 41 der Hochdruck-Förderpumpe 7 zur Betätigung eines Pumpkolbens 42 in einem Förderraum 43 über einen Stößel 44 an. Die beiden Stößel 39 und 44 werden über Rückstellfedern 45, 46 in Anlage an die Nockenwellen 38, 41 gehalten.
Ebenfalls in Fig. 4 dargestellt ist das in den Fig. 1 und 2 nicht gezeigte Steuergerät 47, welches nach Betätigung eines Sensors 48 den Elektromotor 37 der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe 10 ansteuert, bis der über einen am Rail 5 angeordneten Raildrucksensor 51 erfasste Druck den Sollwert erreicht hat. Der Raildrucksensor 51 ist hierzu mit dem Steuergerät 47 über eine Signalleitung 52 verbunden. Der Sensor 48 dient dabei der Erfassung eines Betriebszustandes der Brennkraftmaschine, also zum Beispiel des Öffnens einer Zugangstür zum Fahrzeug mit der Brennkraftmaschine oder eines anderen für den Startwunsch der Brennkraftmaschine repräsentativen Betriebszustandes, wie oben im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 3 beschrieben.
Zusätzlich steuert das Steuergerät 47 über eine Steuerleitung 49 ein als Magnetventil ausgeführtes Mengensteuerventil 50 an. Dieses ist zwischen dem als Druckdämpfer ausgeführten Einlass-Verzweigungspunkt 11 und dem Förderraum 43 der Hochdruck-Förderpumpe 7 angeordnet. Im Ruhezustand, das heißt solange keine Ansteuerung durch das Steuergerät 47 erfolgt, ist das Mengensteuerventil 50 geöffnet und ermöglicht durch dieses einen Kraftstofffluss vom Förderraum 43 hin zum Druckdämpfer. Bei Drehbeginn der Brennkraftmaschine wird über die Steuerleitung 49 das Mengensteuerventil 50 angesteuert und geschlossen, sodass die Verbindung zwischen dem Förderraum 43 und dem Druckdämpfer gesperrt ist. Die Hochdruck-Förderpumpe 7 kann dann schnellstmöglich Druck im Förderraum 43 aufbauen, der dem Rail 5 zusätzlich zur Fördermenge der Zusatzpumpe 10 zur Verfügung gestellt wird. Beim Erreichen eines vorgegebenen Soll-Drucks wird das Mengensteuerventil 50 vom Steuergerät 47 über die Steuerleitung 49 nockenwellensynchron taktend so geöffnet, dass die nicht benötigte Kraftstoffmenge durch das Mengensteuerventil 50 in den Druckdämpfer entweichen kann und der Solldruck gehalten wird.
Ansonsten entsprechen der Aufbau sowie das Funktionsprinzip des Kraftstoffsystems 1 nach Fig. 4 denjenigen, die schon in Bezug auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben wurden.
Nun werden die Figuren 5 bis 7 im Detail erläutert. In Figur 5 trägt ein Kraftfahrzeug insgesamt das Bezugszeichen 110. Es ist nur schematisch strichpunktiert als Block dargestellt. Es umfasst ein Kraftstoffsystem 112, mit dem eine Brennkraftmaschine 114 mit Kraftstoff versorgt wird.
Das Kraftstoffsystem 112 umfasst einen Kraftstoffbehälter 116, aus dem eine elektrische Kraftstoffpumpe 118 Kraftstoff fördert. Die elektrische Kraftstoffpumpe 118 dient als Vorförderpumpe und fördert den Kraftstoff zu einer Baueinheit 120, in der eine mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 122 und eine elektrisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 integriert sind. Letztere dient als Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe. Die Baueinheit 120 umfasst hierzu für beide Pumpen 122 und 124 ein gemeinsames Gehäuse, obwohl, wie weiter unten noch erläutert werden wird, beide Pumpen 122 und 124 unterschiedliche Pumpelemente verwenden. Das Gehäuse ist in Figur 1 nicht separat dargestellt und wird nachfolgend der Einfachheit halber ebenfalls mit dem Bezugszeichen 120 bezeichnet.
Ein Niederdruckanschluss 128 der Baueinheit 120 ist über eine Niederdruck-Kraftstoffleitung 126 mit der elektrischen Kraftstoffpumpe 118 verbunden. Stromabwärts vom Niederdruckanschluss 128 ist in der Baueinheit 120 zunächst ein Druckdämpfer 130 angeordnet. Dessen Arbeitsraum 132 ist über ein Einlassventil 134 mit einer Fördereinheit 136 der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 122 verbunden. Die Fördereinheit 136 kann beispielsweise einen Förderraum umfassen, der von einem hin- und herbewegbaren Kolben (nicht dargestellt) begrenzt wird. Die Fördereinheit. 136 wird über eine mechanische Verbindung 138, im Falle einer Kolbenpumpe beispielsweise über einen Stößel mit einer Exzenterwelle, von einem mechanischen Antrieb 140, beispielsweise einer Nockenwelle der Brennkraftmaschine 114, angetrieben.
Über ein Auslassventil 139 und einen Hochdruckanschluss 141 ist die Fördereinheit 136 der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 122 mit einer Kraftstoff-Sammelleitung 142 verbunden. Von dieser führt eine Rückführleitung (ohne Bezugszeichen) unter Zwischenschaltung eines Druckbegrenzungsventils 143 zur Niederdruck-Kraftstoffleitung 126 zurück. An die Kraftstoff-Sammelleitung 142 sind mehrere Injektoren 144 angeschlossen, die den Kraftstoff direkt in Brennräume 146 der Brennkraftmaschine 114 einspritzen. Dabei ist jedem Brennraum 146 ein eigener Injektor 144 zugeordnet.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine 114 wird eine Kurbelwelle 145 in Drehung gesetzt. Deren Winkelposition und Drehzahl wird von einem Sensor 147 abgegriffen.
Die elektrisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124, welche in die Baueinheit 120 integriert ist, verfügt ebenfalls über ein Einlassventil 148, über welches eine Fördereinheit 150 der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 mit dem Arbeitsraum 132 des Druckdämpfers 130 verbunden werden kann. Auch die Fördereinheit 150 der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 kann einen Förderraum (nicht dargestellt) umfassen, welcher von einem Kolben (nicht dargestellt) begrenzt wird.
Die Fördereinheit 150 wird über eine mechanische Verbindung 152 von einem Elektromotor 154 angetrieben. Anstelle eines Elektromotors 154 ist auch beispielsweise ein elektromagnetischer Schaltantrieb denkbar, mit dem der Pumpenkolben in eine Hin- und Herbewegung versetzt wird. Die Fördereinheit 150 ist über ein Auslassventil 156 ebenfalls mit dem Hochdruckanschluss 141 der Baueinheit 120 verbunden. Die elektrisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 fördert also ebenfalls in die Kraftstoff-Sammelleitung 142.
Der Elektromotor 154 wird von einem Steuer- und Regelgerat 158 angesteuert, welches mit verschiedenen Sensoren, beispielsweise dem Sensor 147, verbunden ist, und welches den Betrieb des Kraftstoffsystems 112 und der Brennkraftmaschine 114 steuert bzw. regelt. Zur Steuerung des Elektromotors 154 der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 ist das Steuer- und Regelgerät 158 mit einem Schalter 160 verbunden, der wiederum durch die Bewegung einer Türe 162 des Kraftfahrzeugs 110 geschaltet wird. Möglich ist auch, dass der Schalter 160 durch ein berührungsloses Zugangssystem des Kraftfahrzeugs 110 betätigt bzw. geschaltet wird. Derartige Systeme sind beispielsweise unter der Bezeichnung "Keyless-System" bekannt.
Bezüglich der Baueinheit 120 sei darauf hingewiesen, dass trotz "optisch gleicher" Darstellung in Figur 1 die elektrisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 erheblich kleiner baut als die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 122, da ihre Förderleistung erheblich kleiner ist. Auch genügt zum Antrieb der Fördereinheit 150 der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 ein sehr klein bauender Elektromotor 154.
Das Kraftfahrzeug 110 mit dem Kraftstoffsystem 112 und der Brennkraftmaschine 114 arbeitet folgendermaßen (vgl. auch Figuren 2 und 3):
Wird die Türe 162 zum Zeitpunkt t0 (Figur 2) geöffnet, wird hierdurch der Schalter 160 betätigt, was dem Steuer- und Regelgerät 158 angezeigt wird. Dieses setzt bei stehendem Kraftfahrzeug 110 und ausgeschalteter Brennkraftmaschine 114 daraufhin die als Vorförderpumpe wirkende elektrische Kraftstoffpumpe 118 sowie den Elektromotor 154 der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 in Gang (Balken 164 in Figur 7). Somit wird Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter 116 über die elektrische Kraftstoffpumpe 118 vorverdichtet (üblicherweise auf ungefähr 4 bis 8 bar) und über den Druckdämpfer 130 zur elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 gefördert.
Durch diese wird der Kraftstoff weiter komprimiert und in die Kraftstoff-Sammelleitung 142 gefördert. In dieser wird der Kraftstoff unter sehr hohem Druck gespeichert. Wie oben ausgeführt worden ist, verfügt die elektrisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 nur über eine kleine Förderleistung, wodurch sie sehr klein baut. Aufgrund der zur Verfügung stehenden Zeit zwischen der Betätigung des Schalters 160 und dem Anlassen der Brennkraftmaschine 114 (meist einige Sekunden) reicht die Förderleistung der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 jedoch aus, um in der Kraftstoff-Sammelleitung 142 einen gewünschten Kraftstoff-Hochdruck (gegebenenfalls bis einige hundert bar) zu erzeugen (vgl. Figur 7).
Ein solcher Kraftstoff-Hochdruck wird gewünscht, um auch bei den ersten Einspritzungen von Kraftstoff durch die Injektoren 144 in die Brennräume 146 der Brennkraftmaschine 114 eine gute Zerstäubung des Kraftstoffes zu erreichen. Hierdurch wird auch bei den ersten Verbrennungen von Kraftstoff in den Brennräumen 146 ein gutes Emissions- und Verbrauchsverhalten der Brennkraftmaschine 114 erzielt.
Das Druckspeichervolumen der Kraftstoff-Sammelleitung 142 ist dabei so gewählt, dass trotz der geringen Förderleistung der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 oder selbst bei bereits wieder ausgeschalteter Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 sichergestellt ist, dass die für einen Start der Brennkraftmaschine, auch bei Kaltstartbedingungen, erforderliche Kraftstoffmenge bei einem ausreichenden Druck in die Brennräume 146 der Brennkraftmaschine 114 eingebracht werden kann.
Die Position der Kurbelwelle 145 wird über den Sensor 147 während des Anlassvorgangs der Brennkraftmaschine 114 dem Steuer- und Regelgerät 158 mitgeteilt. Nach zwei vollen Umdrehungen der Kurbelwelle 145 (Balken 166 in Figur 2) wird der Elektromotor 154 der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 vom Steuer- und Regelgerät 158 ausgeschaltet (Zeitpunkt t1 in Figur 6). Zum einen kann ab diesem Zeitpunkt davon ausgegangen werden, dass die Brennkraftmaschine 114 angesprungen ist, und zum anderen kann ab diesem Zeitpunkt auch davon ausgegangen werden, dass die Förderleistung der mechanisch von der Nockenwelle 140 der Brennkraftmaschine 114 angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 122 ausreicht, um den für den weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine 114 erforderlichen Kraftstoff-Hochdruck in der Kraftstoff-Sammelleitung 142 bereitzustellen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Einspritzung von Kraftstoff mittels der Injektoren 144 ausgelöst. Der Kraftstoffdruck kann auch durch eine entsprechende Einstellung einer Ansteuerfrequenz des Elektromotors 154 eingestellt werden.
Wenn im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine 114 eine sehr hohe Leistung gefordert ist, wird der Elektromotor 154 vom Steuer- und Regelgerät 158 wieder eingeschaltet, so dass Kraftstoff nicht nur von der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 122, sondern zusätzlich auch von der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 in die Kraftstoff-Sammelleitung 142 gefördert wird. Hierdurch wird auch bei einer hohen Last sichergestellt, dass der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung 142 ausreichend hoch bleibt.
Durch die Integration der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 122 und der elektrisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 in eine Baueinheit 120 mit einem gemeinsamen Gehäuse 120 kann diese Baueinheit 120 einfach in die Brennkraftmaschine 114 eingebaut werden. Die Baueinheit 120 fördert nur über zwei Anschlüsse, nämlich den Niederdruckanschluss 128 und den Hochdruckanschluss 141. Dadurch, dass die elektrisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe 124 nur eine geringe Förderleistung aufweist und vergleichsweise klein baut, baut auch die Baueinheit 120 vergleichsweise klein.

Claims (18)

  1. Kraftstoffsystem (112) für eine Brennkraftmaschine (114), insbesondere mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe (122), welche von der Brennkraftmaschine (114) mechanisch angetrieben wird, und mit einer Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (124), wobei beide Hochdruck-Kraftstoffpumpen (122, 124) in eine gemeinsame Kraftstoff-Sammelleitung (142) fördern, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe (122) und die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (124) eine Baueinheit (120) bilden.
  2. Kraftstoffsystem (1) für eine Brennkraftmaschine, insbesondere mit Kraftstoff-Direkteinspritzung, mit einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe (7), welche von der Brennkraftmaschine mechanisch angetrieben wird, und mit einer Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (10), wobei beide Hochdruck-Kraftstoffpumpen (7, 10) in eine gemeinsame Kraftstoff-Sammelleitung (5) fördern, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (10) und die Kraftstoff-Sammelleitung (5) eine Baueinheit bilden.
  3. Kraftstoffsystem (112) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (124) und die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe (122) unterschiedliche Fördereinheiten, jedoch dasselbe Gehäuse (120) aufweisen.
  4. Kraftstoffsystem (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (10) an die Kraftstoff-Sammelleitung (5) angebaut oder in diese integriert ist.
  5. Kraftstoffsystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (10) eingangsseitig mit einem Ausgang einer Ventileinrichtung (32), mit der der Druck in der Kraftstoff-Sammelleitung (5) eingestellt bzw. begrenzt werden kann, verbunden ist.
  6. Kraftstoffsystem (1; 112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (10; 124) eine wesentlich geringere Förderleistung aufweist als die mechanisch angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe (7; 122).
  7. Kraftstoffsystem (1; 112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung (47; 158) aufweist, welche den Betrieb der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (10; 124) nach dem Starten der Brennkraftmaschine (114) beendet.
  8. Kraftstoffsystem (112) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (158) den Betrieb der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (124) spätestens dann beendet, wenn eine Kurbelwelle (145) der Brennkraftmaschine (114) eine bestimmte Drehzahl, vorzugsweise Leerlaufdrehzahl, erreicht hat.
  9. Kraftstoffsystem (1; 112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Kraftstoff-Sammelleitung (5; 142) so gewählt ist, dass in alle Zylinder der Brennkraftmaschine (114) eine Einspritzung nach dem Start mit einem gewünschten Kraftstoff-Hochdruck auch bei geringer oder nicht vorhandener Förderleistung der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe (7; 124) möglich ist.
  10. Kraftstoffsystem (1; 112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung (47; 158) umfasst, welche die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (10; 124) auch bei Volllast der Brennkraftmaschine (114) einschaltet.
  11. Kraftstoffsystem (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Erfassungseinrichtung umfasst, welche derart ausgeführt ist, dass sie den Leistungsabruf an die Brennkraftmaschine erfasst, und die Hochdruck-Hilfs-kraftstoffpumpe (10) während eines vorgegebenen Zeitraums betrieben wird, welcher zwischen einem ersten Zeitpunkt, an dem die Erfassungseinrichtung einen Leistungsabruf oberhalb einer vorgegebenen Leistungsschwelle erfasst, und einem zweiten Zeitpunkt liegt, an dem der Leistungsabruf unter die vorgegebene Leistungsschwelle sinkt.
  12. Kraftstoffsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (10) durch einen Elektromagnete (28, 31) betätigt wird.
  13. Kraftstoffsystem (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet als Proportionalmagnet (28, 31) ausgeführt ist.
  14. Kraftstoffsystem (1) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Magnetanker (28) des Elektromagneten (28, 31) direkt mit einer kolbenstange (27) der Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (10) verbunden ist, wobei der Durchmesser des Magnetankers (28) größer ist als derjenige der Kolbenstange (27).
  15. Kraftstoffsystem (1; 112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Mengensteuerventil (50; 151) umfasst, welches abhängig von einer Steuerungsvorgabe das Pumpenvolumen (43; 136) der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe (7; 122) mit der Niederdruck-Eingangsseite (11; 128) der mechanisch angetriebenen Hochdruck-Kraftstoffpumpe (7; 122) verbinden und anschließend während eines vorgegebenen Zeitraums trennen kann.
  16. Kraftfahrzeug (110) mit einer Brennkraftmaschine (114) und einem Kraftstoffsystem (112), welches eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe (122), die von der Brennkraftmaschine (114) mechanisch angetrieben wird, und eine Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (124) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffsystem (112) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  17. Kraftfahrzeug (110) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (124) durch ein Betätigungssignal einer Fahrertür (162) und/oder eines berührungslosen Zugangssystems (162) des Kraftfahrzeugs (110) in Betrieb gesetzt werden kann.
  18. Kraftfahrzeug (110) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Einrichtung (158) umfasst, welche die Hochdruck-Hilfskraftstoffpumpe (124) abschaltet, wenn ein gewünschter Kraftstoffdruck erreicht ist, noch bevor die Brennkraftmaschine gestartet wird.
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