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Title:
FUEL SUPPLY MODULE WITH A VALVE FOR GASOLINE INDIRECT INJECTION IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/040313
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fuel supply module (1) for a gasoline direct injection in an internal combustion engine (10) of a motor vehicle. The fuel supply module (1) has an electric fuel pump (3) and a valve (5) that is attached to a pressure line (4) of an electric fuel pump (3) and that has a first chamber (7). Fuel (16) can flow from the pressure line (4) to the internal combustion engine (10) through the first chamber. The valve (5) operates then as a fuel pressure regulator that generates an additional pressure ($g(D)p) in the first chamber (7).

Inventors:
FRANK KURT
STROHL WILLI
Application Number:
PCT/DE1999/000110
Publication Date:
August 12, 1999
Filing Date:
January 19, 1999
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
F02M37/00; B60K15/077; F02M37/10; F02M37/14; F02M69/00; F02M69/46; F02M69/54; (IPC1-7): F02M37/10; F02M69/54
Foreign References:
US4543935A1985-10-01
EP0585810A11994-03-09
US5706785A1998-01-13
US4426978A1984-01-24
DE4242242A11994-06-16
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 375 (M - 1010) 14 August 1990 (1990-08-14)
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Claims:
Patentansprüche
1. KraftstoffFördermodul (l) für eine Benzindirekteinspeisung einer Brenn kraftmaschine (10) eines Kraftfahrzeuges, aufweisend eine Elektrokraft stoffpumpe (3) und ein mit einer Druckleitung (4) der Elektokraftstoff pumpe (3) verbundenes Ventil (5) mit einem ersten Raum (7), durch den Kraftstoff (16) von der Druckleitung (4) zur Brennkraftmaschine (10) hin strömen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (5) ein Kraftstoffdruckregler ist, der einen Zusatzdruck (Ap) in dem ersten Raum (7) erzeugt.
2. KraftstoffFördermodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffdruckregler ein Membranventil (5) ist.
3. KraftstoffFördermodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ventil (5) einen ersten Anschluß (19) zur Aufbrin gung des Zusatzdruckes (Ap) hat.
4. KraftstoffFördermodul (1) nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß ein EinAusVentil (18) den Zusatzdruck (Ap) steuert.
5. KraftstoffFördermodul (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das EinAusVentil (18) mit einem Steuergerät (30) verbunden ist.
6. KraftstoffFördermodul (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (30) eine Motorsteuerung (31) ist.
7. Kraftstoff Fordermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpe (27) zur Erzeugung des Zusatzdrucks (Ap) angeschlossen ist.
8. KraftstoffFördermodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffdruckregler eine Verbindung zu einem Niederoder Hochdruckkreislauf (28) hat.
9. KraftstoffFördermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (5) einen zweiten Anschluß (21) als Auslaß hat.
10. KraftstoffFördermodul (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Anschluß (21) eine Drossel (23) angeordnet ist.
11. KraftstoffFördermodul (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Anschluß (21) gesteuert verschließbar ist.
12. Kraftstoff Fordermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (5) ein mit einer Spiralfeder (25) in einem zweiten Raum (20) unterstütztes Membranventil (5) ist, wobei im zweiten Raum (5) der erste (19) und der zweite (21) An schluß münden.
Description:
Kraftstoff-Fördermodul für eine Benzindirekteinspeisuns einer Brennkraftmaschine mit einem Ventil Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Kraftstoff-Fördermodul für eine Benzindirektein- speisung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges. Das Kraftstoff-För- dermodul weist eine Elektrokraftstoffpumpe und ein mit einer Druckleitung der Elektrokraftstoffpumpe verbundenes Ventil auf. Das Ventil hat einen ersten Raum, durch den Kraftstoff von der Druckleitung zur Brennkraftma- schine hin strömen kann. Bekannt sind Kraftstoff-Fördermodule, die mit einem konstanten Systemdruck arbeiten. Ein derartiges Kraftstoff-Fördermodul geht beispielsweise aus der DE 42 42 242 Al hervor. Die dortige Elek- trokraftstoffpumpe ist mit einer Kraftstoffversorgungsleitung verbunden. Der zu dieser Leitung strömende Kraftstoffstrom wird über einen Druckregler beeinflußt. Dieser kann als einen Referenzwert zur Regelung den Umge- bungsdruck aufnehmen. Bei Druckänderung im System erlaubt der Druckreg- ler, daß ein Teil des Kraftstoffstromes aus der Kraftstoffversorgungsleitung wieder zurückgeführt wird zur Elektrokraftstoffpumpe, beispielsweise mit Hilfe einer Saugstrahlpumpe. Auf diese Weise wird im Kraftstoff-Fördermo- dul sichergestellt, daß dort immer ein konstanter Systemdruck vorliegt.

Andererseits ist es wiederum bekannt, daß ein Kraftstoff-Fördermodul nicht mit einem konstanten Systemdruck betrieben wird. Vielmehr wird der

Systemdruck elektronisch geregelt. Die Elektrokraftstoffpumpe ist dazu mit einem Steuergerät verbunden, welches wiederum aus der Kraftstoffversor- gungsleitung mittels eines Drucksensors Informationen über den Kraftstoff- strom erhält. Über ein Taktmodul steuert das Steuergerät die Elektrokraft- stoffpumpe an und ist durch Veränderung der Drehzahl der Elektrokraftstoff- pumpe in der Lage, den Druck im Kraftstoff-Fördermodul an den Bedarf anzupassen.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Kraftstoff-Fördermodul für eine Benzindirekteinspei- sung, das eine Elektrokraftstoffpumpe und ein mit einer Druckleitung der Elektrokraftstoffpumpe verbundenes Ventil mit einem ersten Raum aufweist, wobei durch den ersten Raum Kraftstoff von der Druckleitung zur Brenn- kraftmaschine hin strömen kann, hat als Ventil einen Kraftstoffdruckregler.

Dieser Kraftstoffdruckregler erzeugt einen Zusatzdruck in dem ersten Raum.

Dadurch gelingt es, daß im Startfall der Brennkraftmaschine das Kraftstoff- Fördermodul für die Benzindirekteinspeisung über einen bestimmten Zeitraum einen erhöhten Startdruck aufbringen kann. Im anschließenden Betriebszustand ist dieser erhöhte Startdruck jedoch nicht mehr nötig und kann entspannt werden. Auf diese Weise ist der Systemdruck an den jeweiligen Bedarf des Kraftstoff-Fördermoduls anpaßbar. Weiterhin ist diese Lösung aufgrund der wenigen notwendigen Bauteile äußerst kompakt und benötigt daher auch nur sehr wenig Platz im Tankbereich. Weiterhin entfällt bei dieser Lösung eine technisch aufwendigere Steuerung der Elektrokraftstoffpumpe, so daß der Aufbau des Kraftstoff-Fördermoduls vereinfacht und kostengünstiger ausge- führt werden kann. Durch Konzentrierung auf wenige Bauteile ist diese Lösung wiederum von vornherein mit weniger möglichen Störquellen behaf- tet, wobei durch Aufbau des Kraftstoff-Fördermoduls nach einem Baukasten- prinzip die jeweiligen Bauteile einfacher überprüft werden können. Weiterhin

gestattet diese Lösung, Bauteile zu verwenden, die bekannt und ausgereift sind. Dadurch gelingt es, den Entwicklungsaufwand für das Kraftstoff-För- dermodul gering halten zu können.

Die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale und Weiterbildungen sind vorteilhafte Ausgestaltungen, die die soeben angesprochenen Vorteile weiter unterstützen. Bevorzugt wird als Kraftstoffdruckregler ein Membran- ventil verwendet. Dieses hat einen ersten und einen zweiten Raum. Indem nun ein Druck im zweiten Raum erzeugt wird, wird dieser gleichzeitig auch im ersten Raum aufgeprägt und erzeugt auf diese Weise einen Zusatzdruck im Kraftstoff-Fördermodul. Anstatt des Membranventils sind aber auch andere Bauteile einsetzbar, die in der Lage sind, den Druck im ersten Raum zusätzlich zu erhöhen bzw. zu verringern, beispielsweise über einen Zylinder oder ähnliches.

Ausführungsbe isp iele Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungen werden anhand der nachfol- genden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine Prinzipskizze eines besonders bevorzugten Kraftstoff-Fördermo- duls gemäß der Erfindung unter Verwendung einer Saugstrahlpum- pe ; und Fig. 2 eine weitere Prinzipskizze, die einen vereinfachten Aufbau des Kraftstoff-Fördermoduls aufzeigt.

Fig. 1 zeigt ein Kraftstoff-Fördermodul l, das zur Startdruckerhöhung bei einer Benzindirekteinspeisung eingesetzt werden kann. Das Kraftstoff-Förder- modul 1 ist in einem Tank 2 angeordnet. Das Kraftstoff-Fördermodul 1 hat

eine Elektrokraftstoffpumpe 3. Von der Elektrokraftstoffpumpe 3 verläuft eine Druckleitung 4 zu einem Membranventil 5, wobei die Druckleitung 4 an einem Einlaß 6 in den ersten Raum 7 des Membranventils 5 mündet.

Über einen ersten Auslaß 8 kann ein Kraftstoffstrom aus dem ersten Raum 7 über eine Kraftstoffzuleitung 9 zu einer Brennkraftmaschine 10 mit Ben- zindirekteinspeisung strömen. In der Druckleitung 4 wie auch in der Kraft- stoffzuleitung 9 herrscht dabei der von der Elektrokraftstoffpumpe 3 aufge- brachte Systemdruck Psys Über einen zweiten Auslaß 11 wird Kraftstoff über eine Kraftstoffrückleitung 12 von einer geregelten Saugstrahlpumpe 13 angesaugt. Die Saugstrahlpumpe 13, die mittels eines Regelventils 14 gere- gelt wird, saugt bei der Rückführung des Kraftstoffes aus der Kraftstoffrück- leitung 12 in ein Reservoir 15 des Kraftstoff-Fördermoduls 1 auch Kraftstoff 16 aus einem Bodenbereich des Tanks 2 an. Aus dem Reservoir 15 saugt dann wiederum die Elektrokraftstoffpumpe 3 denjenigen Kraftstoff an, der in die Druckleitung 4 strömt. Von der Kraftstoffrückleitung 12 verläuft eine Abzweigung 17 zu einem Ein-Aus-Ventil 18. Das Ein-Aus-Ventil 18 wieder- um ist über einen ersten Anschluß 19 mit einem zweiten Raum 20 des Membranventils 5 verbunden. Weiterhin hat der zweite Raum 20 einen zweiten Anschluß 21, an dem eine Druckentlastungsleitung 22 angeschlossen ist. In der Druckentlastungsleitung wiederum befindet sich eine Drossel 23.

Diese Drossel 23 und damit der zweite Anschluß 21 ist gesteuert verschließ- bar bzw. öffnet sich in Abhängigkeit von einer hier nicht näher dargestellten Steuerung. Das Membranventil 5 wiederum weist neben der Membran 24 auch eine Spiralfeder 25 auf. Diese ist im zweiten Raum 20 angeordnet und unterstützt die Membran 24 in ihrer Wirkung. Das Membranventil 5 mit Membran 24 und Spiralfeder 25 regelt mit diesen Mitteln den Systemdruck p während des normalen Betriebszustandes der laufenden Brennkraftmaschi- ne. Wird diese jedoch gestartet, wird in dem ersten Raum 7 ein Zusatz- druck erzeugt, indem das Ein-Aus-Ventil 18 den Druck PRL aus der Kraft- stoffrückleitung 12, der gleichzeitig der Ansaugdruck pggp der Saugstrahl-

pumpe 13 ist, über den ersten Anschluß 19 im zweiten Raum 20 auf der Federseite des Membranventils 5 zusätzlich aufprägt. Dadurch erhöht sich der Systemdruck p um einen Betrag Ap. Soll der Systemdruck psys nach erfolgreichem Startvorgang auf einen niedrigeren Betriebsdruck reduziert werden, wird das Ein-Aus-Ventil 18 geschlossen und der Zusatzdruck über die Drossel 23 abgebaut. Bei dieser dargestellten Ausführung wird als Zusatzdruck der Ansaugdruck pssp der Saugstrahlpumpe 13 ausgenutzt, so daß ein zusätzliches Mittel zur Druckerzeugung für den Zusatzdruck entfällt.

Bei dem folgenden Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden übereinstimmende Elemente aus Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Kraftstoff-Fördermoduls l, bei dem der Zusatz- druck nicht über eine Saugstrahlpumpe erzeugt wird. Dieses erfolgt vielmehr über eine Druckerzeugungseinrichtung 26, die an dem Ein-Aus-Ventil 18 angeschlossen ist. Die Druckerzeugungseinrichtung 26 kann eine Pumpe 27 oder eine Nieder-oder Hochdruck-Kreislaufleitung 28 des Kraftfahrzeuges sein. Beide Alternativen sind gestrichelt dargestellt. Das Ein-Aus-Ventil 18 ist über eine erste Leitung 29 mit einem Steuergerät 30 verbunden. Das Steuergerät 30 ist Teil einer Motorsteuerung 31, die über eine zweite Leitung 32 mit der Brennkraftmaschine 10 verbunden ist. Die Drossel 23 wiederum ist ebenfalls an das Steuergerät 30 über eine dritte Leitung 33 angeschlossen. Dadurch ist es möglich, daß das Ein-Aus-Ventil 18 wie auch die Drossel 23 über ein Steuergerät beeinflußbar sind. Das Ein-Aus-Ventil 18 kann elektrisch, pneumatisch, hydraulisch, mechanisch oder auf anderem Wege betätigt werden, wobei dessen Steuerimpulse abhängig von verschiede- nen Motorparametern, wie Temperatur, Kraftstoff, Luftdruck usw., sein können. Gleiches gilt auch für die Steuerung der Drossel 23. Anstatt des Steuergerätes 30 ist jedoch ebenfalls der Einsatz eines Zeitgliedes 34 mög- lich, das gestrichelt angedeutet ist. Das Zeitglied 34 wird beispielsweise beim Drehen eines Zündschlüssels aktiviert und löst geeignete Steuerimpulse

für die Drossel 23 bzw. das Ein-Aus-Ventil 26 aus. Auch auf diese Weise ist es möglich, daß das Ein-Aus-Ventil 18 nach dem Startvorgang wieder geschlossen wird, um den niedrigeren Betriebsdruck durch Abbau des Zu- satzdruckes über die Drossel 23 zu erzielen.