DE102011005663A1 - Operating method of electric fuel pump in low pressure fuel system of internal combustion engine, involves changing opening timing of pressure limiting valve such that the actual performance reproaching value of fuel system is obtained - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Elektro-Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff aus einem Tank eines Kraftstoffversorgungs-Systems insbesondere eines Kraftfahrzeugs zu einem Verbraucher und insbesondere zur Eingangsseite einer Hochdruckpumpe fördert, welche diesen geförderten Kraftstoff unter hohem Druck für die Einspritzung in die Brennräume einer Brennkraftmaschine oder dergleichen bereitstellt, wobei die Elektro-Kraftstoffpumpe hinsichtlich ihrer Förderleistung anhand eines zumindest eine Betriebsgröße des Verbrauchers oder der Brennkraftmaschine berücksichtigenden Bedarfskennfeldes vorgesteuert wird und wobei in dieser Vorsteuerung ein zum Toleranzausgleich vorgesehener Vorhaltewert enthalten ist, der durch Abgleich mit einer im Kraftstoffsystem messbaren Größe an das tatsächlich vorliegende Systemverhalten angepasst wird. Zum Stand der Technik wird neben der
In Kraftstoffversorgungssystemen von Brennkraftmaschinen werden zur Förderung des benötigten Kraftstoffs eine oder mehrere elektrische Kraftstoffpumpen (im weiteren auch mit den Buchstaben „EKP” abgekürzt) verwendet. Bei Brennkraftmaschinen, die mit direkter Einspritzung des Kraftstoffs in den Brennraum arbeiten, dient eine EKP als Vorförderpumpe im sich an die EKP anschließenden sog. Kraftstoffniederdrucksystem zur Versorgung einer oder mehrerer Kraftstoffhochdruckpumpen (im weiteren auch mit den Buchstaben „HDP” abgekürzt) mit dem benötigten Kraftstoffvolumenstrom (Fördermenge) und Kraftstoffniederdruck (Vorförderdruck) aus dem Kraftstofftank. Wenngleich in der weiteren Beschreibung nurmehr von einer Brennkraftmaschine und einer dieser vorgeschalteten Hochdruckpumpe gesprochen wird, so ist doch die vorliegende Erfindung auf beliebige Verbraucher von Kraftstoff und insbesondere auf solche in einem Kraftfahrzeug anwendbar.In fuel supply systems of internal combustion engines, one or more electric fuel pumps (hereinafter also abbreviated to the letters "EKP") are used to convey the required fuel. In internal combustion engines, which work with direct injection of the fuel into the combustion chamber, an EKP serves as a prefeed pump in the following to the EKP so-called low-pressure fuel system for supplying one or more high-pressure fuel pumps (hereinafter also abbreviated with the letters "HDP") with the required fuel flow (Flow rate) and low fuel pressure (prefeed pressure) from the fuel tank. Although in the further description only one of an internal combustion engine and a high-pressure pump upstream of this is spoken, yet the present invention is applicable to any consumer of fuel and in particular to those in a motor vehicle.
Zur Ansteuerung einer oder mehrerer EKP eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine sind nach dem Stand der Technik verschiedene Möglichkeiten bekannt. So kann die Ansteuerung der EKP in Form einer Vollansteuerung, nämlich einer Förderung des maximal benötigten Kraftstoffvolumenstroms bei einem maximal benötigten Vorförderdruck oder in Form einer bedarfsabhängigen Ansteuerung erfolgen. Bei einer bedarfsabhängigen Ansteuerung wird in einer Ausprägungsform beispielsweise bei konstant maximalem Vorförderdruck des Kraftstoffsystems nur die Fördermenge der EKP variiert. Hierbei handelt es sich um eine sog. Last-Drehzahl-Regelung. In einer weiteren Ausprägungsform der bedarfsabhängigen Ansteuerung wird mit Hilfe einer Closed-Loop-Druckregelung unter Rückgriff auf die Messwerte eines Drucksensors im Kraftstoff-Niederdrucksystem sowohl die Fördermenge der EKP als auch deren Vor-Förderdruck geregelt. Hierfür wird folglich ein Sensor zur Erfassung des Kraftstoff-Drucks im Kraftstoffniederdrucksystem, d. h. im Bereich stromab der Elektro-Kraftstoffpumpe und stromauf der Kraftstoffhochdruckpumpe (HDP) benötigt.For controlling one or more EKP of a fuel supply system of an internal combustion engine, various possibilities are known in the prior art. Thus, the control of the EKP in the form of a full control, namely a promotion of the maximum required fuel flow at a maximum required Vorförderdruck or in the form of a demand-driven control. In the case of on-demand control, in one embodiment, for example, only the delivery rate of the EKP is varied at a constant maximum supply pressure of the fuel system. This is a so-called load-speed control. In a further embodiment of the demand-dependent control, the delivery rate of the EKP and its pre-delivery pressure are regulated with the aid of a closed-loop pressure regulation using the measured values of a pressure sensor in the low-pressure fuel system. For this purpose, therefore, a sensor for detecting the fuel pressure in the low-pressure fuel system, d. H. in the area downstream of the electric fuel pump and upstream of the high-pressure fuel pump (HDP) required.
Die nach dem Stand der Technik bekannten Arten zur Ansteuerung einer EKP weisen je nach Ausführung verschieden stark ausgeprägte Nachteile auf. So wird bei Anwendung der genannten Vollansteuerung einer EKP unabhängig vom tatsächlichen momentanen Bedarf des Kraftstoffversorgungssystems stets bei maximal erforderlichem Vorförderdruck die maximal erforderliche Kraftstoffmenge gefördert. Dies ist mit einer hohen elektrischen Leistungsaufnahme der EKP verbunden. Eine hohe elektrische Leistungsaufnahme der EKP führt zu einer erhöhten Belastung der elektrischen Komponenten wie EKP, Batterie eines mit diesem Kraftstoffversorgungssystem ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, dessen elektrischem Leitungssystem und Generator beziehungsweise allgemein einer elektrischen Stromquelle. Diese Komponenten müssen daher unter Umständen größer dimensioniert werden, was ein erhöhtes Gewicht und erhöhte Kosten zur Folge hat, oder sie weisen beispielsweise im Fall der Batterie eine geringere Lebensdauer auf. Der erhöhte Verbrauch an elektrischer Leistung führt auch zu einer Vergeudung von erzeugter elektrischer Energie; bei einem Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine als Antriebsaggregat erhöht dies beispielsweise dessen/deren Kraftstoffverbrauch.The known in the prior art types for controlling an EKP have, depending on the design to different degrees pronounced disadvantages. Thus, the application of the said full control of an EKP regardless of the actual momentary demand of the fuel supply system always promoted at maximum pre-feed pressure, the maximum amount of fuel required. This is associated with a high electrical power consumption of the EKP. A high electrical power consumption of the EKP leads to an increased load on the electrical components such as EKP, battery of a motor vehicle equipped with this fuel supply system, its electrical line system and generator or generally an electric power source. Therefore, these components may need to be made larger in size, resulting in increased weight and increased cost, or, for example, have a shorter life in the case of the battery. The increased consumption of electrical power also leads to a waste of generated electrical energy; in a motor vehicle with an internal combustion engine as the drive unit, this increases, for example, its fuel consumption.
Ein Kraftstoffversorgungssystem mit konstantem beziehungsweise nahezu konstantem maximalen Vorförderdruck und nur variabler bedarfsabhängiger Fördermenge der EKP kann diese Nachteile nur zum Teil kompensieren, da der benötigte Vorförderdruck nicht in allen Betriebszuständen eines Kraftstoffversorgungssystems maximal hoch ist. Auch dies führt zu einer hohen elektrischen Leistungsaufnahme der EKP mit den oben beschriebenen Nachteilen. Ein oben weiterhin genanntes Kraftstoffversorgungssystem mit Closed-Loop-Druckregelung. und einem Drucksensor im Kraftstoffniederdrucksystem kann den jeweils bedarfsabhängig benötigten. Vorförderdruck optimal einregeln und auch die Fördermenge der EKP bedarfsabhängig anpassen und damit die elektrische Leistungsaufnahme der EKP deutlich verringern. Jedoch ist ein solches System aufgrund des benötigten Kraftstoff-Niederdrucksensors mit hohen Kosten verbunden.A fuel supply system with constant or almost constant maximum prefeed pressure and only variable demand-dependent flow rate of the EKP can compensate for these disadvantages only partially, since the required prefeed pressure is not high in all operating conditions of a fuel supply system. This also leads to a high electrical power consumption of the EKP with the disadvantages described above. An above-mentioned fuel supply system with closed-loop pressure control. and a pressure sensor in the low-pressure fuel system can each demand the required. Optimally adjusting the pre-delivery pressure and also adjusting the delivery rate of the EKP according to demand, thus significantly reducing the electrical power consumption of the EKP. However, such a system is associated with high costs due to the required low-pressure fuel sensor.
Demgegenüber vorteilhafter ist es also, wie grundsätzlich bekannt (vgl. hierzu bspw. die beiden eingangs genannten Schriften) die Fördermenge der EKP und den Vorförderdruck des Niederdruck-Kraftstoffsystems durch eine geeignete Ansteuerung der EKP bedarfsabhängig vorzusteuern. Die bedarfsabhängig benötigte Fördermenge der EKP und der benötigte Vorförderdruck des Kraftstoffsystems wird vorzugsweise mit Hilfe von Bedarfskennfeldern in Abhängigkeit vom Betriebspunkt (= „Betriebsgröße”) der Brennkraftmaschine ermittelt und daraus eine benötigte Soll-Ansteuerung der EKP ermittelt und vorgegeben, aufgrund derer die EKP eine gewisse Förderleistung erbringt. Eine geeignete Soll-Ansteuerung der EKP kann beispielsweise in Form einer Soll-Drehzahl als Vorgabe für ein geeignetes EKP-Steuergerät beispielsweise mit anschließender Drehzahlregelung der EKP realisiert werden. Eine weitere geeignete Soll-Ansteuerung der EKP kann beispielsweise ein geeignetes Spannungssignal zur Ansteuerung der EKP sein.In contrast, it is thus more advantageous, as is generally known (cf., for example, the two publications cited above), to determine the delivery rate of the EKP and the prefeed pressure of the low-pressure Fuel system by a suitable control of the EKP preconditioned as needed. The demand-dependent flow rate of the EKP and the required pre-feed pressure of the fuel system is preferably determined by means of demand maps as a function of the operating point (= "operating variable") of the engine and from a required setpoint control of the EKP determined and predetermined, due to which the EKP a certain Delivery service. A suitable desired control of the EKP can be realized, for example, in the form of a setpoint speed as a default for a suitable EKP control unit, for example, with subsequent speed control of the EKP. Another suitable setpoint control of the EKP can be, for example, a suitable voltage signal for triggering the EKP.
Bei der Umsetzung eines Kraftstoffniederdrucksystems mit einer bedarfsabhängigen Vorsteuerung einer Elektro-Kraftstoffpumpe, wobei die benötigte Fördermenge der EKP zusammen mit dem benötigten Förderdruck der EKP vorgesteuert wird, sollten aufgrund der fehlenden Information über die Höhe des sich tatsächlich einstellenden Kraftstoff-Drucks im sich an die EKP anschließenden und die EKP mit enthaltenden sog. Niederdrucksystem für eine sichere Funktion des Systems sog. Vorhalte für verschiedene Toleranzen und Streubänder von Bauteilen und Komponenten des Kraftstoff-Niederdrucksystems berücksichtigt werden. Ein entsprechender Vorhaltewert für den Fördervolumenstrom und/oder den Förderdruck der EKP kann also vorgesehen sein um Druckverluste bei der Durchströmung von Kraftstofffiltern (inklusive Einfluss ihrer Verschmutzung) und/oder Druckverluste bei der Durchströmung von Kraftstoffleitungen auszugleichen, ferner um eine Verringerung des EKP-Fördervolumenstroms bei Heißförderung oder durch Verschleiß zu kompensieren, ferner um Toleranzen beziehungsweise Streubänder einer ggf. von der EKP gespeisten Saugstrahlpumpe (im weiteren auch mit „SSP” abgekürzt) und/oder Toleranzen beziehungsweise Streubänder der Fördercharakteristik der EKP auszugleichen. Ferner können durch einen mehrere solcher Auswirkungen berücksichtigenden Vorhaltewert Druckverluste bei der Überströmung von Druckhalteventilen oder Druckbegrenzungsventilen ausgeglichen werden und weiterhin Sicherheitsabstände des Kraftstoffdrucks zur Dampfdruckkurve des jeweils verwendeten Kraftstoffs, Druckvorhalte zur Berücksichtigung dynamischer Effekte (zum Beispiel lokale Druckminima aufgrund hoher Strömungsgeschwindigkeiten) zur Vermeidung von Dampfblasenbildung und zur Vermeidung von Kavitation, und mehr. Diese Vorhalte werden gemacht, um auch ein Kraftstoffversorgungssystem mit Komponenten an den Grenzen der Streubänder funktionssicher betreiben zu können. Beispielsweise fördert ein Exemplar einer EKP mit minimaler Förderchrakteristik gegenüber einem Exemplar einer EKP mit mittlerer Fördercharakteristik bei gleicher Ansteuerung einen geringeren Volumenstrom. Die Ansteuerung erfolgt für ein funktionssicheres Kraftstoffversorgungs-System sinnvollerweise solchermaßen, dass auch eine EKP mit minimaler Fördercharakteristik verbaut sein kann. Ist dann jedoch ein Exemplar einer EKP mit mittlerer Fördercharakteristik verbaut, so stellt sich bei gleicher Ansteuerung ein entsprechend höherer Vorförderdruck ein im Kraftstoffniederdrucksystem ein. Ein solcher höherer Vorförderdruck verringert das Potential zur Absenkung der elektrischen Leistungsaufnahme der EKP. Dies verringert in der Folge auch das Potential zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs mit einem solchen Kraftstoffversorgungssystem.In the implementation of a low-pressure fuel system with a demand-dependent feedforward control of an electric fuel pump, the required flow of the EKP is piloted together with the required delivery pressure of the EKP, should due to the lack of information about the amount of actually adjusting fuel pressure in itself to the EKP subsequent and the EKP with containing so-called. Low pressure system for safe operation of the system so-called. Provision for different tolerances and scattering bands of components and components of the low-pressure fuel system are taken into account. A corresponding reserve value for the delivery volume flow and / or the delivery pressure of the EKP can therefore be provided to compensate for pressure losses in the flow through fuel filters (including the influence of their contamination) and / or pressure losses in the flow through fuel lines, and also to reduce the EKP delivery volume flow To compensate for hot promotion or wear, and also to compensate for tolerances or scattering bands of possibly supplied by the EKP suction jet pump (hereinafter also abbreviated to "SSP") and / or tolerances or scatter bands of the delivery characteristics of EKP. Furthermore, can be compensated by a number of such effects taking into account pressure drops in the flow of pressure relief valves or pressure relief valves and further safety margins of the fuel pressure to the vapor pressure curve of each fuel used pressure margins to account for dynamic effects (for example, local pressure minima due to high flow velocities) to avoid vapor bubble formation and to avoid cavitation, and more. These provisions are made in order to operate a fuel supply system with components at the boundaries of the scattering bands functionally reliable. By way of example, a copy of an EKP with a minimum delivery characteristic compared to a copy of an EKP with a medium delivery characteristic, with the same activation, promotes a lower volume flow. The control is carried out for a functionally reliable fuel supply system usefully in such a way that even an EKP can be installed with minimal funding characteristic. If, however, a copy of an EKP with a medium delivery characteristic is then installed, a correspondingly higher prefeed pressure is established in the low-pressure fuel system with the same activation. Such a higher feed pressure reduces the potential for lowering the electric power consumption of the EKP. This consequently also reduces the potential for reducing fuel consumption, for example of a motor vehicle with such a fuel supply system.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.To point out a remedy for this problem is the object of the present invention.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe ist für ein Betriebsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass gesteuert und überwacht durch eine elektronische Steuereinheit in einem ausgewählten Betriebszustand des Kraftstoffsystems über eine gewisse Zeitspanne die Förderleistung der Elektro-Kraftstoffpumpe kontinuierlich über den Zeitpunkt des Öffnens eines im sich an die Elektro-Kraftstoffpumpe anschließenden Kraftstoffniederdrucksystem vorgesehenen Druckbegrenzungsventils hinaus erhöht wird und dabei entweder der zeitliche Verlauf der elektrischen Stromaufnahme der Elektro-Kraftstoffpumpe und/oder des mittels eines Drucksensors stromab der Hochdruckpumpe feststellbaren und dem Kraftstoff-Druck im Kraftstoffniederdrucksystem entsprechenden Kraftstoff-Drucks verfolgt wird, wobei sich der Öffnungszeitpunkt des genannten Druckbegrenzungsventils in einer Änderung des verfolgten Verlaufs widerspiegelt, so dass hieraus bekannt ist, mit welcher bestimmten Aufnahme von elektrischem Strom der bekannte Öffnungs-Druck des Druckbegrenzungsventils im Kraftstoffniederdrucksystem erzielt wird und daraufhin durch einen Vergleich mit einem vorgegebenen Soll-Druckwert bei dieser bestimmten Strom-Aufnahme der für das tatsächliche Systemverhalten geeignete Vorhaltewert abgeleitet wird.A first solution to this problem is for an operating method according to the preamble of
Eine zweite Lösung dieser Aufgabe ist für ein auf die Anwendung in Verbindung mit einer Hochdruckpumpe für eine Brennkraftmaschine beschränktes Betriebsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2 dadurch gekennzeichnet, dass gesteuert und überwacht durch eine elektronische Steuereinheit in einem ausgewählten Betriebszustand des Kraftstoffsystems die Elektro-Kraftstoffpumpe mit einer bekannten Förderleistung betrieben wird und dabei der mittels eines Drucksensors stromab der Hochdruckpumpe feststellbare und dem Kraftstoff-Druck im Kraftstoffniederdrucksystem entsprechende Kraftstoff-Druck festgestellt wird und mit dem für diese Förderleistung bekannten Soll-Druck verglichen wird, woraufhin aus diesem Vergleich ein für das tatsächliche Systemverhalten geeigneter Vorhaltewert abgeleitet wird.A second solution to this problem is for a limited to the application in connection with a high pressure pump for an internal combustion engine operating method according to the preamble of
Bevorzugt ist der jeweils ausgewählte Betriebszustand ein Zustand, in welchem eine Inbetriebnahme des für einen längeren Zeitraum in der Größenordnung von zumindest mehreren Stunden stillgesetzten Kraftstoff-Versorgungssystems bevorsteht. Ein weiterer ausgewählte Betriebszustand ist ein Zustand ist, in welchem die Hochdruckpumpe bei in Betrieb befindlicher Brennkraftmaschine nicht betrieben wird, und es wird dieses Betriebsverfahren bevorzugt so durch durchgeführt, dass eine im Kraftstoffsystem vorgesehene Saugstrahlpumpe im ausgewählten Betriebszustand von der Elektro-Kraftstoffpumpe versorgt wird.Preferably, the respectively selected operating state is a state in which a start-up of the fuel supply system shut down for a relatively long period of time, on the order of at least several hours, is imminent. Another selected operating condition is a condition in which the high-pressure pump is not operated when the internal combustion engine is in operation, and this operating method is preferably performed by supplying an ejector pump provided in the fuel system in the selected operating condition by the electric fuel pump.
Allgemein gesprochen, sieht die vorliegende Erfindung vor, das Verhalten bestimmter Komponenten eines Kraftstoffversorgungssystems einer Brennkraftmaschine oder eines beliebigen Verbrauchers (wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben) zur Reduzierung von Unsicherheiten im Bezug auf die tatsächliche Toleranzlage eines Kraftstoffversorgungssystems beziehungsweise im Bezug auf die tatsächliche Lage eines Kraftstoffversorgungssystems innerhalb seiner Streubänder heranzuziehen. Durch die Reduzierung dieser Unsicherheiten, das heißt durch die genauere Kenntnis, welche Komponenten mit welcher Toleranzlage in einem vorliegenden Kraftstoffversorgungssystem verbaut sind, lassen sich notwendige Vorhalte bezüglich der Vorsteuerung der Fördermenge und/oder bezüglich des Vorförderdrucks der EKP reduzieren.Generally speaking, the present invention provides for the behavior of certain components of a fuel supply system of an internal combustion engine or any consumer (as indicated in the preamble of claim 1) for reducing uncertainties with respect to the actual tolerance position of a fuel supply system or with respect to the actual position of a Fuel system within its scattered bands. By reducing these uncertainties, that is to say by the more precise knowledge of which components are installed with which tolerance position in a present fuel supply system, it is possible to reduce necessary provisions with regard to the precontrol of the delivery quantity and / or with regard to the prefeed pressure of the EKP.
Eine mögliche Ausprägung dieser Erfindung stellt die Nutzung einer beliebig häufigen oder kontinuierlichen Messung der elektrischen Stromaufnahme der EKP im Betrieb dar. Mit Hilfe des Stromsignals erhält man für eine bestimmte gewählte Ansteuerung der EKP eine Rückmeldung über den tatsächlichen Wirkungsgrad der EKP. Auf Basis dieser Information kann die Toleranzlage der EKP beziehungsweise des gesamten Kraftstoffversorgungssystems wie folgt genauer ermittelt werden: Wird nämlich eine EKP mit einem bestimmten Ansteuerwert, der aus einem Soll-Fördervolumenstrom und einem Soll-Vorförderdruck ermittelt wird, angesteuert, so kann sich in einem stationären Betriebspunkt der EKP abhängig von den Toleranzlagen im Kraftstoffsystem beispielsweise ein Ist-Fördervolumenstrom einstellen, der gleich dem Soll-Fördervolumenstrom ist und ein Ist-Vorförderdruck, der größer gleich dem Soll-Vorförderdruck ist. Da auch die Stromaufnahme einer EKP bei konstanter Ansteuerung abhängig vom Gegendruck der EKP ist und für einen gegebenen EKP-Typ in Form von Kennfeldern mit Streubändern vorliegt, kann die Toleranzlage des Gesamtsystems bis auf die Unsicherheiten aus der unbekannten Toleranzlage der EKP genauer bestimmt werden. Erkennt man beispielsweise aus der EKP-Stromaufnahme, dass der vorgesteuerte, notwendige Systemdruck überschritten wird, wird konsequenterweise die Ansteuerung der EKP reduziert. Eine entsprechende Adaption der EKP-Ansteuerung kann beliebig häufig oder kontinuierlich erfolgen.A possible feature of this invention is the use of any frequent or continuous measurement of the electrical power consumption of the EKP in operation. With the help of the current signal is obtained for a specific selected control of the EKP feedback on the actual efficiency of the EKP. On the basis of this information, the tolerance position of the EKP or of the entire fuel supply system can be determined more precisely as follows: If an EKP with a specific activation value, which is determined from a desired delivery volume flow and a desired prefeed pressure, is actuated, then a steady state can occur Operating point of the EKP depending on the tolerance levels in the fuel system, for example, set an actual flow rate, which is equal to the desired flow rate and an actual pre-feed pressure, which is greater than the desired Vorförderdruck. Since the current consumption of an EKP with constant activation depends on the back pressure of the EKP and is present for a given EKP type in the form of maps with scatter bands, the tolerance position of the entire system can be determined in more detail up to the uncertainties from the unknown tolerance position of the EKP. If, for example, it is detected from the EKP current consumption that the pilot-operated, necessary system pressure is exceeded, the triggering of the EKP is consequently reduced. A corresponding adaptation of the EKP control can be done as often or continuously.
Eine besonders vorteilhafte Ausprägung dieser Erfindung ergibt sich aus einer Messung der elektrischen Stromaufnahme einer EKP unter Ausnutzung der grundsätzlich bekannten Charakteristik einer oder mehrerer Saugstrahlpumpen, die von der EKP angetrieben wird/werden, d. h. deren Treibförderstrom vom Förderstrom der EKP abgezweigt wird, und die vorzugsweise in dem Fachmann bekannter Weise im Tank angeordnet ist/sind. Die Durchflusscharakteristik einer Saugstrahlpumpe ist im Allgemeinen in relativ engen Grenzen bekannt. Wird die Brennkraftmaschine nicht betrieben, so ist deren Abnahmemenge an Kraftstoff praktisch gleich Null. Steigert man von einem niedrigen Druckniveau im die EKP enthaltenden und sich an diese anschließenden Niederdrucksystem ausgehend die Ansteuerung bzw. Förderleistung der EKP, so lässt sich in einem solchen System mit darin vorgesehenem Druckbegrenzungsventil ein Öffnen dieses Druckbegrenzungsventils anhand der Strommessung der EKP detektieren.A particularly advantageous embodiment of this invention results from a measurement of the electric current consumption of an EKP by utilizing the basically known characteristic of one or more ejector pumps which is / are driven by the EKP, ie. H. whose propulsion flow is diverted from the flow of the EKP, and which is preferably arranged in the manner known in the art in the tank / are. The flow characteristic of a suction jet pump is generally known in relatively narrow limits. If the internal combustion engine is not operated, then the amount of fuel removed is practically equal to zero. Increasing from a low pressure level in the EKP containing and subsequent to this low pressure system starting the control or capacity of the EKP, it can be detected in such a system with therein pressure relief valve opening this pressure relief valve based on the current measurement of EKP.
Hierzu wird zunächst auf die beigefügte
Wenn nun wie im dem vorangegangenen Absatz vorhergehenden Absatz beschrieben die Förderleistung der EKP
Nachdem mit einem weiteren Anstieg der Förderleistung der EKP
Beispielsweise gilt für üblichen Elektro-Kraftstoffpumpen folgender Zusammenhang: (partielle Ableitung der Stromaufnahme der EKP nach der Ansteuerung der EKP bei konstantem Fördervolumenstrom) ist ungleich (partielle Ableitung der Stromaufnahme der EKP nach der Ansteuerung der EKP bei konstantem Gegendruck).For example, the following relationship applies to conventional electric fuel pumps: (partial derivation of the power consumption of the EKP after triggering the EKP at a constant delivery volume flow) is unequal (partial derivation of the power consumption of the EKP after triggering the EKP at constant back pressure).
Das Öffnen des Druckbegrenzungsventils kann somit wie in
Alternativ oder zusätzlich zum soweit beschrieben Betriebsverfahren kann ein üblicherweise stromab einer genannten Hochdruckpumpe (HDP) vorgesehener Drucksensor zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe herangezogen werden, und zwar bei Verwendung einer bekannten Bauart einer solchen HDP, bei der in bestimmten Betriebszuständen die Hochdruckseite der HDP mit der Niederdruckseite der HDP in direkter Verbindung steht. In solchen Betriebszuständen kann mittels eines vorhandenen Hochdrucksensors somit auch der Kraftstoffdruck im Niederdrucksystem gemessen werden, ohne dass hierfür ein eigenständiger Drucksensor im Niederdrucksystem benötigt wird. Wenn in einem solchen Betriebszustand die EKP hinsichtlich einer bestimmten Förderleistung angesteuert wird, so kann über den Hochdrucksensor der sich im Niederdrucksystem einstellende Kraftstoffdruck gemessen und aus einem Abgleich des gemessenen Kraftstoffdrucks mit einem Soll-Kraftstoffdruck dieser Vorsteuerung können daraufhin die zunächst berücksichtigten Vorhalte für den Druck oder den Fördervolumenstrom der EKP zu einem besser geeigneten Vorhaltewert hin angepasst werden. Beispielsweise kann ausgehend von einem Zustand, in dem der gemessene Kraftstoffdruck größer als der für diese Ansteuerung der EKP in der elektronischen Steuereinheit abgelegte Soll-Kraftstoffdruck ist, die Ansteuerung der EKP solange reduziert werden, bis Gleichheit zwischen diesen beiden Werten vorliegt.Alternatively or in addition to the method of operation described so far, a pressure sensor usually provided downstream of a high-pressure pump (HDP) can be used to achieve the object according to the invention, using a known type of such HDP, in which the high-pressure side of the HDP with the low-pressure side in certain operating states the HDP is in direct connection. In such operating conditions, the fuel pressure in the low-pressure system can thus also be measured by means of an existing high-pressure sensor, without the need for an independent pressure sensor in the low-pressure system. If, in such an operating condition, the EKP is a specific flow rate is controlled, it can be measured via the high pressure sensor in the low pressure system adjusting fuel pressure and from a comparison of the measured fuel pressure with a target fuel pressure of this feedforward can then consider the initially taken into account for the pressure or the flow rate of the EKP to a more suitable Preservation value to be adjusted. For example, starting from a state in which the measured fuel pressure is greater than the target fuel pressure stored in the electronic control unit for this control of the EKP, the control of the EKP can be reduced until equality exists between these two values.
Bei Verwendung eines solchen Hochdrucksensors kann es jedoch sein, dass dessen Genauigkeit im Niederdruckbereich nicht ausreichend hoch ist, so dass die mit dem Hochdrucksensor gemessenen Niederdruck-Werte nicht direkt verwendbar sind. Dennoch kann ein stromab einer genannten Hochdruckpumpe (HDP) vorgesehener Drucksensor zur Lösung der vorliegenden Aufgabe herangezogen werden, wenn eine bekannte Bauart einer solchen HDP, bei der in bestimmten Betriebszuständen die Hochdruckseite der HDP mit der Niederdruckseite der HDP in direkter Verbindung steht, vorliegt. Hierfür wird ein ähnliches Betriebsverfahren vorgeschlagen, wie es weiter oben unter Zuhilfenahme der Messung der Stromaufnahme der EKP bei im Hinblick auf zunehmende Förderleistung zunehmender Ansteuerung der EKP beschrieben wurde. Die beigefügte
Ein solcher genannter Betriebszustand der Hochdruckpumpe HDP, in dem mittels eines auf der Hochdruckseite der HDP vorgesehenen Drucksensors auch der Kraftstoffdruck auf der Niederdruckseite der HDP gemessen werden kann, liegt beispielsweise dann vor, wenn an den elektrischen Elementen des Kraftstoffsystems zwar eine elektrische Spannung anliegt, jedoch die der Hochdruckpumpe nachgeschaltete Brennkraftmaschine nicht betrieben wird, so dass auch die HDP nicht in Betrieb genommen ist. Ein solcher Betriebszustand der Hochdruckpumpe HDP, in dem mittels eines auf der Hochdruckseite der HDP vorgesehenen Drucksensors auch der Kraftstoffdruck auf der Niederdruckseite der HDP gemessen werden kann, liegt aber beispielsweise auch dann vor, wenn an den elektrischen Elementen des Kraftstoffsystems eine elektrische Spannung anliegt und die Brennkraftmaschine betrieben wird, ohne dass die Hochdruckpumpe betrieben wird. In Brennkraftmaschinen-Betriebspunkten nahe des Leerlaufs oder im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine ist nämlich der von der Elektro-Kraftstoffpumpe
Solche genannten Betriebszustände der Hochdruckpumpe HDP, in denen mittels eines auf der Hochdruckseite der HDP vorgesehenen Drucksensors auch der Kraftstoffdruck auf der Niederdruckseite der HDP gemessen werden kann, können somit als genannter „ausgewählter” Betriebszustand dienen, in welchem das erläuterte erfindungsgemäße Betriebsverfahren bevorzugt durchgeführt wird. Was den oben erstgenannten HDP-Betriebszustand bei nicht betriebener Brennkraftmaschine betrifft, so ist dieser ausgewählte Betriebszustand ein Zustand, in welchem eine Inbetriebnahme des für einen längeren Zeitraum in der Größenordnung von zumindest mehreren Stunden stillgesetzten Kraftstoff-Versorgungssystems bevorsteht. So kann beispielsweise in Verbindung mit einem Aufschließen eines Kraftfahrzeugs, in dem ein solches Kraftstoffsystem installiert ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt und die EKP entsprechend angesteuert werden. Vorteilhaft ist, wenn zuvor die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs für einen längeren Zeitraum (in der genannten Größenordnung zumindest mehrerer Stunden) außer Betrieb war, da sich dann der Kraftstoffdruck auf der Hochdruckseite der HDP so weit abgebaut hat, dass er kleiner dem Öffnungsdruck des genannten Druckbegrenzungsventils ist. Im Falle eines Betriebs der Brennkraftmaschine bei nicht betriebener HDP ist diese Voraussetzung ohnehin erfüllt.Such named operating states of the high-pressure pump HDP, in which by means of a provided on the high pressure side of the HDP pressure sensor and the fuel pressure can be measured on the low pressure side of the HDP, can thus serve as said "selected" operating state, in which the described operating method according to the invention is preferably carried out. As for the above-mentioned HDP operating state when the internal combustion engine is not operated, this selected operating state is a state in which start-up of the fuel supply system shut down for a long period on the order of at least several hours is imminent. Thus, for example, in connection with unlocking a motor vehicle in which such a fuel system is installed, the method according to the invention is carried out and the EKP are correspondingly activated. It is advantageous if previously the internal combustion engine of the motor vehicle for a longer period of time (in the order of magnitude of at least several hours) was out of operation, since then the Fuel pressure on the high pressure side of the HDP has degraded so far that it is smaller than the opening pressure of said pressure relief valve. In the case of operation of the internal combustion engine when not operated HDP this condition is fulfilled anyway.
Da zum Zeitpunkt des genannten Öffnens des Druckbegrenzungsventils sowohl der Kraftstoffdruck im Niederdrucksystem bekannt ist, denn dieser ist gleich dem Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils, als auch die Ansteuerung der EKP bekannt ist, lässt sich über die relativ eng tolerierte Charakteristik des SSP (der Volumenstrom durch die SSP ist bei dem anliegenden Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils relativ genau bekannt) auf die Toleranzlage der EKP beziehungsweise auf die Toleranzlage des gesamten Kraftstoffversorgungssystems schließen. Die Genauigkeit dieser Toleranzeinengung wird im Wesentlichen von der Genauigkeit der SSP-Charakteristik und von der Genauigkeit der Detektion des Öffnens des Druckbegrenzungsventils bestimmt. Diese sind aber im Allgemeinen wesentlich genauer als eine typische EKP-Toleranz beziehungsweise als eine typische Toleranz des gesamten Kraftstoffversorgungssystems hinsichtlich des Zusammenhangs zwischen EKP-Ansteuerung, EKP-Fördermenge und Kraftstoffsystemdruck. Durch die genauere Kenntnis der vorliegenden Toleranzlagen lassen sich somit die Vorhalte zur Sicherstellung eines einwandfreien. Betriebs reduzieren, das heißt, die Ansteuerung der EKP wird um die entsprechend nicht notwendigen Anteile eines Fördervolumenstrom- beziehungsweise Druckvorhalts reduziert, und es wird ein für das wie beschrieben tatsächlich ermittelte Systemverhalten geeigneter Vorhaltewert abgeleitet, der beispielsweise in Tabellen in der besagten elektronischen Steuereinheit abgelegt sein kann.Since both the fuel pressure in the low pressure system is known at the time of said opening of the pressure relief valve, because this is equal to the opening pressure of the pressure relief valve, as well as the control of EKP is known, can be on the relatively narrow tolerated characteristic of the SSP (the flow rate through the SSP is relatively accurately known at the applied opening pressure of the pressure limiting valve) close to the tolerance position of the EKP or the tolerance position of the entire fuel supply system. The accuracy of this tolerance narrowing is essentially determined by the accuracy of the SSP characteristic and the accuracy of the detection of the opening of the pressure relief valve. However, these are generally much more accurate than a typical EKP tolerance or typical tolerance of the entire fuel supply system in terms of the relationship between ECP drive, EKP delivery, and fuel system pressure. As a result of the more precise knowledge of the present tolerance positions, the provisions can be made to ensure a faultless. Reduce operating, that is, the control of the EKP is reduced by the correspondingly unnecessary portions of a Fördervolumenstrom- or Druckvorhalts, and it is derived for the described as actually described system behavior suitable Vorhaltewert, for example, be stored in tables in said electronic control unit can.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich eine Vergrößerung des Potentials einer Verringerung der hydraulischen Leistung eines druckvariablen Niederdrucksystems mit bedarfsabhängiger Vorsteuerung der EKP und somit dem Potential einer weiteren Verringerung der elektrischen Leistungsaufnahme der EKP durch die gezielte Reduzierung bestehender Druckvorhalte für einen funktionssicheren Betrieb. Dadurch reduziert sich der mittlere Systemdruck im Niederdrucksystem noch weiter. Durch die weiter verringerte hydraulische Systemleistung und die weiter verringerte elektrische Leistungsaufnahme der EKP werden Potentiale hinsichtlich eines weiter verringerten Kraftstoffverbrauchs beispielsweise von Kraftfahrzeugen erschlossen. Der im Mittel geringere Systemdruck bei variablen Druckvorhalten und die geringere elektrische Leistungsaufnahme erlaubt es weiterhin, Potentiale hinsichtlich der Auslegung und Dimensionierung von Bauteilen und Komponenten zu erschließen, wobei eine geringere mittlere Belastung der Komponenten zu weiteren möglichen Potentialen bezüglich Bauraum, Gewicht und Kosten führt.The method according to the invention results in an increase in the potential of a reduction in the hydraulic power of a pressure-variable low-pressure system with demand-dependent precontrol of the EKP and thus the potential for a further reduction of the electrical power consumption of the EKP by the targeted reduction of existing pressure reserves for a functionally reliable operation. This further reduces the mean system pressure in the low-pressure system. Due to the further reduced hydraulic system power and the further reduced electrical power consumption of the EKP, potentials for a further reduced fuel consumption of motor vehicles, for example, are tapped. The on average lower system pressure at variable pressure reserves and the lower electrical power consumption also makes it possible to develop potentials with regard to the design and dimensioning of components and components, wherein a lower average load of the components leads to further possible potentials in terms of installation space, weight and costs.
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