• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Insbesondere bei einem relativ großen Motor, der für eine wesentliche Zeitperiode bei kalter Temperatur inaktiv gewesen ist, kann der Druck innerhalb eines Brennstoffsystems absinken. Vor der Einteilung eines Motorstarts können Brennstoffpumpen, die betriebsmäßig mit dem Motor gekoppelt sind, nicht den Brennstoff innerhalb des Brennstoffsystems unter Druck setzen und/oder zirkulieren. Somit kann die Zeit vernünftigerweise verzögert werden, die erforderlich ist, um die Hochdruck-Leitungen mit einem ausreichenden Brennstoffdruck zu beliefern, um den Motor zu starten und laufen zu lassen. Um die Verzögerung beim Start des Motors zu verringern, weist die vorliegende Erfindung ein elektronisches Steuermodul auf, welches einen Vorfüllungsalgorithmus aufweist. Der Vorfüllungsalgorithmus ist dahingehend wirksam, dass er eine elektrisch angetriebene Pumpe aktiviert, wenn ein Brennstoffsystem in einem nicht vorgefüllten Zustand ist. Das elektronische Steuermodul ist in Verbindung mit mindestens einem Sensor, der betreibbar ist, um den Zustand des Brennstoffsystems abzufühlen.
    公开号:DE102004018843A1
    申请号:DE200410018843
    申请日:2004-04-19
    公开日:2004-12-16
    发明作者:Luca Greco；Amy M. Metamora Hess；Alan R. Metamora Stockner
    申请人:Caterpillar Inc；
    IPC主号:F02D41-06
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Brennstoffsystemeund insbesondere auf ein Verfahren für das Vorfüllen in Brennstoffsystemen unterVerwendung von eines elektronischen Steuersystems.
    [0002] Esist in der Technik bekannt, dass wenn ein Motor abgeschaltet wirdund füreine Zeitperiode inaktiv bleiben kann, der Brennstoffdruck innerhalbdes Brennstoffsystems des Motors abnehmen wird. Wenn zusätzlich derMotor füreine relativ lange Zeitperiode inaktiv geblieben ist, oder wennder Motor im heißenZustand abgeschaltet worden ist und auf die Umgebungslufttemperaturan einem kalten Tag abkühlenkonnte, wird der Brennstoff sich zusammenziehen, was gestattet,dass sich Dampf und/oder Luftblasen innerhalb des Brennstoffsystemsbilden. Wenn weiterhin das Brennstoffsystem für Instandhaltungszwecke abgelassenwird, muss der Brennstoff innerhalb des Systems ersetzt werden.Somit muss, um den Motor erneut zu starten, das Brennstoffsystemmit Brennstoff vorgefülltwerden, und der Druck innerhalb des Brennstoffsystems muss angehoben werden.
    [0003] Beivielen Brennstoffsystemen wird der Druck innerhalb des Brennstoffsystemsdurch eine Hochdruck-Pumpe angehoben. Eine Brennstofftransferpumpeliefert den Brennstoff zu der Hochdruck-Pumpe, und die Hochdruck-Pumpe setzt den Brennstoffunter Druck und liefert ihn zu einer gemeinsamen Druckleitung bzw.Verteilerleiste oder Common-Rail. Es ist in der Technik bekannt,dass, um effizient die Hochdruck-Pumpe zu betreiben, der Brennstoff,der von der Brennstofftransferpumpe in die Hochdruck-Pumpe fließt, aufeinem Schwelleneinlassdruck sein muss. Sobald der Brennstoff indie Hochdruck-Pumpe eintritt, muss die Hochdruck-Pumpe weiter denDruck des Brennstoffes auf einen Auslassventilöffnungsdruck anheben, um den Flussdes Brennstoffes von der Hochdruck-Pumpe zur Common-Rail zu gestatten.Die Hochdruck-Pumpe kann dann die Common-Rail mit dem Brennstoff vorfüllen undden Druck der Common-Rail auf Einspritzdrücke anheben.
    [0004] Oftsind die Hochdruck-Pumpe und die Brennstofftransferpumpe betriebsmässig mitdem Motor gekoppelt. Sobald das Anlaufen des Motors begonnen hat,dauerte es eine gewisse Zeit, dass die Brennstofftransferpumpe denDruck des Brennstoffes anhebt, der zu der Hochdruck-Pumpe auf dem Schwelleneinspritzdruckgeliefert wird. Sobald darüberhinaus das Kurbeln bzw. Anlaufen des Motors begonnen hat, dauertes eine gewisse Zeit bis die Hochdruck-Pumpe einen ausreichendenDruck erzeugt, um das Auslassventil der Hochdruck-Pumpe zu öffnen. Weildas Vorpumpen der Common-Rail von der Hochdruck-Pumpe abhängt, diewiederum von der Ausgabe der Brennstofftransferpumpe abhängt, wird dieMotoranlaufzeit durch die Hochdruck-Pumpe und die Brennstofftransferpumpegesteigert.
    [0005] Mitden Jahren haben die Ingenieure verschiedene Strategien zum Vorpumpenbzw. Vorfüllen einesBrennstoffsystems und zur Verringerung der Motoranlaufzeit entwickelt.Eine solche Strategie ist die Anwendung von elektrisch angetriebenenVorpumpen. Beispielsweise weist das Brennstoffsystem, welches indem US-Patent 5 878 718 gezeigt ist, welches an Rembold und andeream 9. März1999 ausgegeben wurde, eine elektrisch angetriebene Brennstofftransferpumpeauf, die auch als die Vorpumpe bzw. Vorfüllungspumpe wirkt. Bei derInitialisierung des Motors wird die Pumpe von Rembold elektrisch aktiviertund beginnt, Brennstoff zu einer mechanischen Hochdruck-Pumpe undeiner Brennstoff-Common-Rail zu liefern. Wenn jedoch Drucksensorenabfühlen,dass das Brennstoffsystem in einem nicht vorgepumpten Zustand ist,wird ein elektrisch gesteuertes Ventil aktiviert, um die Lieferungder Brennstofftransferpumpe zu steigern. Die Brennstofftransferpumpewird dann als die Vorpumpe bzw. Vorfüllungspumpe wirken, um Brennstoffzu der Common-Rail übereine Brennstoffverbindungsleitung zu liefern, die an der Hochdruck-Pumpevorbei läuft,die betriebsmässigmit dem Motor gekoppelt ist. In dem man ihn an der Hochdruck-Pumpevorbei leitet, kann Brennstoff zu der Common-Rail geliefert werden, ohnedurch die Hochdruck-Pumpe behindert zu werden. Wenn die Hochdruck-Pumpevollständigaktiviert ist und Hochdruck-Brennstoff zu der Common-Rail liefert,wird das elektronisch gesteuerte Ventil in seine normale Motorbetriebspositionzurückgebracht,was die Lieferung von der elektrisch angetriebenen Pumpe reduziert.Die elektrisch angetriebene Pumpe wird als die Brennstofftransferpumpe wirkenund Brennstoff zu der Common-Rail über die Hochdruck-Pumpe liefern,und nicht an der Hochdruck-Pumpe vorbei laufen lassen.
    [0006] Obwohldie Pumpe von Rembold eine Strategie zur Verringerung der Anlaufzeitdes Motors und zum Vorfüllendes Brennstoffsystems veranschaulicht, gibt es Raum zur Verbesserung.Beispielsweise ist es bei größeren Motoren,wie beispielsweise bei jenen, die in Verbindung mit Generatoren,Marine-Anwendungenund Lokomotiven verwendet werden, oft ineffizient und unpraktisch,eine elektrisch angetriebene Brennstofftransferpumpe zu verwenden.Je größer derMotor ist, desto größer istdie Brennstofftransferpumpe, und somit die erforderliche Energiezum Betrieb der Brennstofftransferpumpe. Oft werden Hand-Vorpumpenoder manuell aktivierte Vorpumpen verwendet. Weiterhin sollte für Motoren mitspeziellen Anwendungen, wie beispielsweise Motoren, die bei Generatorenim Falle von Notfällenverwendet werden, das System die Common-Rail vor der Einleitungdes Motorstartsvorfüllenkönnen,um relativ schnelle Motorstarts sicherzustellen. Beispielsweisemuss in einem Krankenhaus, wo die primäre Leistungsquelle unterbrochenwird, der in Verbindung mit dem Generator verwendete Motor innerhalbeiner festgelegten kurzen Periode beginnen können zu arbeiten und mechanischeEnergie an den Generator zu liefern, um den Betrieb der Einrichtungendes Krankenhauses aufrecht zu erhalten und die Regelungen von derRegierung zu erfüllen.Die Pumpe von Rembold, die nicht vor der Einleitung eines Motorstartsaktiviert wird, kann nicht eine vorgefüllte Common-Rail in einem inaktivenMotor sicherstellen.
    [0007] Dievorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere deroben dargelegten Probleme zu überwinden.
    [0008] Gemäß einesAspektes der vorliegenden Erfindung weist ein Brennstoffsystem eineerste Brennstoffpumpe auf, die elektrisch angetrieben wird, und zwarin Verbindung mit einem elektronischen Steuermodul. Eine zweiteBrennstoffpumpe ist betriebsmässigmit einem Motor gekoppelt. Das elektronische Steuermodul weist einenVorfüllungsalgorithmusauf, der die erste Brennstoffpumpe aktivieren kann, wenn das Brennstoffsystemin einem nicht vorgefülltenZustand ist.
    [0009] Gemäß einesweiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung weist ein Steuersystemein elektronisches Steuermodul in Verbindung mit mindestens einemSensor auf, der betreibbar ist, um einen Zustand des Brennstoffsystemsabzufühlen.Das elektronische Steuermodul weist einen Vorfüllungsalgorithmus auf, derbetreibbar ist, um eine elektronisch angetriebene Brennstoffpumpezu aktivieren, wenn der Zustand des Brennstoffsystems nicht vorgefüllt ist.
    [0010] Gemäß noch einesweiteren Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Brennstoffsystem vorgefüllt, indem man zuerst bestimmt, ob das Brennstoffsystem in einem nichtvorgefülltenZustand ist. Wenn das Brennstoffsystem in einem nicht vorgefüllten Zustandist, wird eine elektrisch mit Leistung versorgte Pumpe über einelektronisches Steuermodul aktiviert.
    [0011] 1 ist eine schematischeDarstellung eines Brennstoffsystems gemäß der vorliegenden Erfindung;und
    [0012] 2 ist ein Flussdiagrammeines Vorfüllungsalgorithmusgemäß der vorliegendenErfindung.
    [0013] MitBezug auf 1 ist eineschematische Darstellung eines Brennstoffsystems 10 gemäß der vorliegendenErfindung gezeigt. Das Brennstoffsystem 10 zirkuliert Brennstoffzwischen einem Brennstofftank 12 und einem Motor 11 über eineVersorgungsleitung 13 und eine Rückleitung 14. Innerhalb derBrennstoffversorgungsleitung 13 sind mindestens zwei Pumpengezeigt, und vorzugsweise drei Pumpen. Eine erste Brennstoffpumpe,die die Vorfüllungspumpe 16 ist,wird elektrisch mit Leistung versorgt und ist in Verbindung miteinem elektronischen Steuermodul 24 über eine Pumpenkommunikationsleitung 23.Die Vorfüllungspumpe 16 istin einem Vorfüllungsteil 13c desVersorgungsdurchlasses 13 positioniert. Eine zweite Brennstoffpumpe,die die Brennstofftransferpumpe 17 ist, ist betriebsmässig mitdem Motor 11 übereine mechanische Verbindung gekoppelt, die Zahnräder und sich drehende Wellen miteinschließenkönnte.Obwohl ein Druckregler in einem getrennten Gehäuse stromabwärts vonder Brennstofftransferpumpe 17 vorgesehen sein könnte, veranschaulichtdie vorliegende Erfindung die Brennstofftransferpumpe 17,wie sie einen Druckregler von einer herkömmlichen Bauart aufweist, dietypischerweise mit dem Brennstofftank 12 über eine Reglerrückleitung 18 verbundenist. Der Druckregler reguliert die Lieferung des Brennstoffes vonder Brennstofftransferpumpe 17 und kann dabei helfen, Luftaus dem Brennstoff zu entfernen.
    [0014] DieBrennstofftransferpumpe 17 und die Vorfüllungspumpe 16 sindparallel zueinander angeordnet, so dass Brennstoff, der aus demBrennstofftank 12 herausgezogen wird, entweder durch dieBrennstofftransferpumpe 17 oder die Vorfüllungspumpe 16 laufenwird, nachdem er durch einen ersten Brennstofffilter 15 gelaufenist. Obwohl die Brennstofftransferpumpe 17 und die Vorfüllungspumpe 16 vorzugsweisegemeinsam einen Teil der Versorgungsleitung 13 verwenden,der sich von dem Brennstofftank 12 her erstreckt, sei bemerkt,dass jede Pumpe 17 und 16 strömungsmittelmässig mitdem Brennstofftank 12 überihre eigene Versorgungsleitung mit ihrem eigenen Brennstofffilterverbunden sein könnte.In dem bevorzugten Ausführungsbei spielläuft dieAusgabe aus der Vorfüllungspumpe 16 andem Pumpenteil der Brennstofftransferpumpe 17 vorbei; jedochist die Strömungsmittelverbindungselbst innerhalb des Gehäusesfür dieBrennstofftransferpumpe 17 gelegen. Es sei weiter bemerkt,dass der Vorfüllungsteil 13c mitder Versorgungsleitung 13a stromaufwärts von der Brennstofftransferpumpe 17 undnicht übereinen Teil der Brennstofftransferpumpe 17 verbunden sein könnte. Einerstes Ventil 27 und ein zweites Ventil 29 verhindernden Fluss des Brennstoffes zu der Vorfüllungspumpe 16 und/oderder Brennstofftransferpumpe 17 und weg von diesen Pumpen.Obwohl die Ventile 27 und 29 verschiedene Bauartensein könnten, veranschaulichtdie vorliegende Erfindung die Ventile 27 und 29 alsherkömmlicheRückschlagventile.Das erste Ventil 27 ist innerhalb des Vorfüllungsteils 13c positioniertund verhindert den Rückflussdes Brennstoffes in den Vorfüllungsteil 13c derVersorgungsleitung 13. Das zweite Ventil 29 iststromaufwärtsvon der Brennstofftransferpumpe 17 positioniert und verhindertden Rücklaufdes Brennstoffes durch den stromaufwärts liegenden Teil 13a derVersorgungsleitung 13.
    [0015] Einedritte Brennstoffpumpe, die die Hochdruck-Pumpe 20 ist,ist stromabwärtsvon sowohl der Brennstofftransferpumpe 17 als auch derVorfüllungspumpe 16 positioniert.Die dritte Brennstoffpumpe 20 ist betriebsmässig mitdem Motor 11 übereine herkömmlichemechanische Verbindung gekoppelt, die Zahnräder und sich drehende Wellenaufweisen könnte.Die Hochdruck-Pumpe 20 weistein Auslassventil auf, welches gestatten wird, dass Brennstoff ausder Hochdruck-Pumpe 20 fließt, wenn der Druck innerhalbder Hochdruck-Pumpe 20 einen Auslassventilöffnungsdruckerreicht hat. Die Hochdruck-Pumpe 20 weist auch einen Schwelleneinlassdruckauf, auf dem die Pumpe 20 wirkungsvoll arbeitet. Der Schwelleneinlassdruckist der Druck des Brennstoffes, der in die Hochdruck-Pumpe 20 fließt. Einzweiter Brennstofffilter 19, der eine intensive Filterungdes Brennstoffes vorsieht, ist innerhalb der Versorgungsleitungen 13,stromabwärtsvon der Brennstofftransferpumpe 17 und der Vorfüllungspumpe 16 undstromaufwärtsvon der Hochdruck-Pumpe 20 positioniert. Obwohl drei Pumpen bevorzugtwerden, sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung auch ein Brennstoffsystemmit mehr als drei Pumpen oder mit nur zwei Brennstoffpumpen in Betrachtzieht. Bei dem Brennstoffsystem mit zwei Pumpen ist eine elektrischmit Leistung versorgte Brennstofftransferpumpe in geeigneter Weiseangeschlossenen und wird gesteuert, um Brennstoff zu der Hochdruck-Pumpe 20 zuzirkulieren, und um auch als die Vorfüllungspumpe der vorliegendenErfindung zu dienen.
    [0016] DasBrennstoffsystem 10 weist vorzugsweise eine Bypass- bzw. Überleitung 21 auf,die strömungsmittelmässig einenstromaufwärtsgelegenen Teil 13a der Versorgungsleitung 13 miteinem stromabwärtsgelegenen Teil 13b der Versorgungsleitung 13 verbindet.Weil der stromaufwärtsliegenden Teil 13a und der stromabwärts liegende Teil 13b durch dieHochdruck-Pumpe 20 getrennt werden, läuft der Brennstoff, der durchdie Überleitung 21 fließt, an der Hochdruck-Pumpe 20 vorbei.Ein Rückschlagventil 22 istinnerhalb der Überleitung 21 positioniert.Das Rückschlagventil 22 istvorzugsweise in die geschlossene Position durch eine Feder vorgespannt. Essei jedoch bemerkt, dass das Ventil 22 von verschiedenerBauart und von verschiedener komplexer Ausführung sein könnte. DerFachmann wird erkennen, dass in einer alternativen Version der Einfluss desRückschlagventils 22 undder Überleitung 21 in derHochdruck-Pumpe 20 so vorgesehen werden könnte, dassdie Hochdruck-Pumpe einen Durchfluss gestatten würde, wenn die Pumpe nicht arbeitet,und das die Druckdifferenz einem Rückschlagventil 22 äquivalentist. Brennstoff wird zu der Überleitung 21 entwedervon der Vorfüllungspumpe 16 oderder Brennstofftransferpumpe 17 über den stromaufwärts liegendenTeil des Versorgungsdurchlasses 13a fließen. Wennder Brennstoffdruck, der in die Überleitung 21 vondem stromaufwärtsliegenden Teil des Versorgungsdurchlasses 13a fließt, größer ist,als der Brennstoffdruck in dem stromabwärts liegenden Teil des Versorgungsdurchlasses 13b unddie Vorspannung der Feder, wird sich das Rückschlagventil 22 öffnen, undBrennstoff kann in den stromabwärts liegendenTeil 13b fließen.Wenn jedoch der Druck innerhalb des stromabwärts liegenden Teils 13b größer istals der Druck innerhalb des stromaufwärts liegenden Teils 13a wirddas Rückschlagventil 22 geschlossenbleiben. Sowohl die Vorfüllungspumpe 16 als auchdie Brennstofftransferpumpe 17 können einen ausreichenden Druckinnerhalb der Überleitung 21 vorsehen,um das Ventil 22 zu öffnen,wenn die Hochdruck-Pumpe 20 noch nicht begonnen hat, einenAusgangsfluss zu erzeugen. Es sei bemerkt, dass die Überleitung 21 mitdem stromabwärtsliegenden Teil 13b in irgend einer herkömmlichen Weise verbunden seinkönnte,einschließlicheiner Verbindungsbox, die eine herkömmliche T-Verbindung und ein Sicherheitsventilaufweist, jedoch nicht darauf eingeschränkt.
    [0017] Derstromabwärtsliegende Teil 13b des Versorgungsteils 13 istströmungsmittelmässig mitder Common-Rail 28 verbunden. Der Brennstoff innerhalbder Common-Rail 28 wird an die Vielzahl von Einspritzvorrichtungen 25 über Akkumulatoren 26 geliefert.Jede Brennstoffeinspritzvorrichtung 25 ist vorzugsweiseströmungsmittelmässig inVerbindung mit einem Akkumulator 26, der die Einspritzvorrichtung 25 vonDruckspitzen isoliert. Es sei jedoch bemerkt, dass Akkumulatoren 26 indem Brennstoffsystem 10 nicht nötig sind. Obwohl die vorliegendeErfindung derart veranschaulicht ist, dass sie sechs Brennstoffeinspritzvorrichtungen 25 undeine Common-Rail 28 aufweist, sei bemerkt, dass das Brennstoffsystemmehr als eine Common-Rail aufweisen könnte und irgend eine Anzahlvon Brennstoffeinspritzvorrichtungen aufweisen könnte. Die Brennstoffeinspritzvorrichtungen 25 spritzenBrennstoff in die Motorzylinder ein; Brennstoff, der nicht eingespritzt wird,wird zurückzum Brennstofftank 12 überdie Rückleitung 14 zurRückzirkulationdurch das Brennstoffsystem 10 zurückgeleitet. Falls benötigt, istein (nicht gezeigter) Luftstarter an dem Motor 11 angebracht,um komprimierte Luft in die Motorzylinder während des Starts des Motors 11 zupumpen. Der Fachmann wird erkennen, dass ein elektrischer Start ebenfallsin Betracht gezogen wird. Es sei bemerkt, dass ein Luftrückschlagventilinnerhalb der Common-Rail 28 positioniert sein kann, oderauf einen hohen Erhebungspunkt innerhalb des Brennstoffsystems 9,um irgend welchen Dampf und/oder Luftblasen aus dem Brennstoffsystemzu evakuieren bzw. abzuleiten. Es sei weiter bemerkt, dass die Luft und/oderder Dampf durch eine Vielzahl von Brennstoffeinspritzvorrichtungen 25 undin den Motorzylinder oder zurückzum Tank wäh rendder Vorfüllunggedrücktwerden könnte.
    [0018] Vorzugsweiseweist der stromabwärtsliegende Teil 13b der Versorgungsleitung 13 Leitungen mitdoppelten Wändenauf. Der unter Druck gesetzte Brennstoff fließt innerhalb eines Raums, derdurch eine erste Wand definiert wird. Wenn der unter Druck gesetzteBrennstoff durch die erste Wand leckt, kann der Brennstoff zwischender ersten Wand und der zweiten Wand fließen. Der Brennstoff, der innerhalb derersten Wand geblieben ist, kann zu den Brennstoffeinspritzvorrichtungen 25 zurEinspritzung in die Motorzylinder laufen. Jedoch wird irgendwelcher Brennstoff,der zwischen die ersten und zweiten Wände geleckt bzw. gelaufen ist,durch eine Leckleitung 45 ablaufen. Innerhalb der Leckleitung 45 istein Feuchtigkeitssensor 38 positioniert, der vorzugsweisein Verbindung mit dem elektronischen Steuermodul 24 über dieVerbindungsleitung 39 ist. Wenn der Feuchtigkeitssensor 38 Feuchtigkeitabfühlt,wird der Feuchtigkeitssensor 38 dies an das elektronische Steuermodul 24 übermitteln,und das elektronische Steuermodul 24 wird den Bedienerdahingehend alarmieren, dass es ein Hochdruck-Leitungsleck gibt. Essei auch bemerkt, das um eine Leckage innerhalb des Brennstoffsystems 9 abzufühlen, derFeuchtigkeitssensor 38 auch in Strömungsmittelverbindung mit anderenBereichen von hohem Druck innerhalb des Brennstoffsystems 9 seinkönnte,wie beispielsweise der Hochdruck-Pumpe 20. Es sei bemerkt, dassdie vorliegende Erfindung ein Brennstoffsystem ohne doppelwendigeHochdruck-Leitungen und einen Feuchtigkeitssensor in Betracht zieht.
    [0019] EinSteuersystem 46 weist mindestens einen Sensor auf, derin dem Brennstoffsystem 10 positioniert ist, um den Zustanddes Brennstoffsystems 10 abzufühlen. Es kann einen Drucksensor 30 geben, derstromaufwärtsvon der Hochdruck-Pumpe 20 positioniert ist, einen weiterenDrucksensor 31, der stromabwärts von der Hochdruck-Pumpe 20 positioniertist, einen Motordrehzahlsensor 32 und einen Sensor 33 für den Zustanddes Luftstarters in Verbindung mit dem elektronischen Steuermodul 24 über diestromaufwärtsgelegene Kommunikationsleitung 34 bzw. die stromabwärts gelegeneKom munikationsleitung 35 bzw. die Motordrehzahlkommunikationsleitung 36 bzw.eine Luftstarterkommunikationsleitung 37. Weil der Drucksensor 31 stromabwärts vonder Hochdruck-Pumpe 20 positioniert ist, fühlt derDrucksensor 31 den Druck innerhalb eines Hochdruck-Teilsder Common-Rail 28 des Brennstoffsystems 10 ab.Es sei bemerkt, dass der Sensor 31 an der Common-Rail 28 angebrachtsein kann. Weil der Drucksensor 30 stromaufwärts vonder Hochdruck-Pumpe 20 positioniert ist, fühlt derSensor 30 den Druck innerhalb des Niederdruck-Teils des Brennstoffsystems 10 ab.Bei der einfachsten Version der vorliegenden Erfindung weist dasSteuersystem 46 nur den stromaufwärts gelegenen Drucksensor 30 auf.Jedoch kann in einer komplizierteren Version der vorliegenden Erfindungdas Steuersystem 46 Brennstoffzustandssensoren zusätzlich zuden Sensoren 30, 31, 32 und 33 inveranschaulichten Beispiel aufweisen.
    [0020] MitBezug auf 2 ist einFlussdiagramm gezeigt, welches einen Vorfüllungsalgorithmus 40 gemäß der vorliegendenErfindung darstellt. Das elektronische Steuermodul 24 weisteinen Vorfüllungsalgorithmus 40 auf,der dahingehend betreibar ist, dass er die Vorfüllungspumpe 16 aktiviert,wenn das Brennstoffsystem 10 in einem nicht vorgefüllten Zustandist. Fürdie Zwecke der vorliegenden Erfindung ist das Brennstoffsystem 10 ineinem nicht vorgefülltenZustand, wenn der Brennstoffsystemdruck unter dem Schwelleneinlassdruckist, der fürden effektiven Betrieb der Hochdruck-Pumpe 20 erforderlichist. Wenn der Druck unter dem Schwelleneinlassdruck ist, könnten Luftund/oder Dampfblasen innerhalb des Brennstoffsystems 10 eingeschlossensein. Wenn jedoch der Druck überdem Schwelleneinlassdruck ist, und somit das Brennstoffsystem indem vorgefülltenZustand ist, wird das Brennstoffsystem 10 im allgemeinenauch frei von Luft und/oder Dampfblasen sein.
    [0021] DerVorfüllungsalgorithmus 40 weistvorzugsweise einen Motoraktivierungsbetriebszustand 40a undeinen Betriebszustand 40b für inaktiven Motor auf, obwohler nicht den Betriebszustand 40b für den inaktiven Motor aufweisenmuss. Wenn der Vorfüllungsalgorithmus 40 indem Motoraktivierungsbe triebszustand 40a ist, ist der Vorfüllungsalgorithmus 40a beider Motorstarteinleitung 11a aktiviert. Wenn der Vorfüllungsalgorithmus 40 indem Betriebszustand 40b für inaktiven Motor ist, wirdder Vorfüllungsalgorithmus 40b beider Deaktivierung des Motors aktiviert. Somit wird der Vorfüllungsalgorithmus 40 zuerstbestimmen, ob der Motorstart eingeleitet worden ist. Wenn der Motorstarteingeleitet worden ist, wird ein Anlaufen bzw. Kurbeln des Motors 40 vorzugsweisebeginnen. Es sei jedoch bemerkt, dass die vorliegende ErfindungSysteme in Betracht zieht, bei denen das Anlaufen bzw. Kurbelwellendes Motors verzögertwird, bis zu dem Zeitpunkt, nachdem die Vorfüllungspumpe 16 ihrenBetrieb vollendet hat.
    [0022] Während derMotor anläuft,wird der Drucksensor 30 den Druck stromaufwärts vonder Hochdruck-Pumpe 20 abfühlen und diesen an das elektronischeSteuermodul 24 übermitteln.Der Vorfüllungsalgorithmus 40a bestimmt,ob das Brennstoffsystem 10 in dem nicht vorgefüllten Zustandist, zumindest teilweise, und zwar durch Vergleich des abgefühlten stromaufwärts liegendenDruckes 30a mit einem vorbestimmten stromaufwärts liegendenDruck 30b. Die vorliegende Erfindung bezieht in einer komplizierterenVersion andere Bedingungen in Betracht, wie beispielsweise den stromabwärts liegendenDruck, die abgefühltwerden, um zu bestimmen, ob das Brennstoffsystem 10 indem nicht vorgefülltenZustand ist. Der vorbestimmte stromaufwärts liegende Druck 30b stehtin Beziehung mit dem Schwelleneinlassdruck der Hochdruck-Pumpe 20.Der Fachmann wird erkennen, dass der vorbestimmte stromaufwärts liegendenDruck 30b abhängigvon der Größe und der Artder Hochdruck-Pumpe 20 variieren kann, die innerhalb desBrennstoffsystems 10 vorgesehen ist. Wenn der abgefühlte stromaufwärts liegendeDruck 30a geringer als der vorbestimmte Druck 30b ist,ist das Brennstoffsystem 10 auf einen Druck abgefallen, dernicht ausreicht, um effektiv die Hochdruck-Pumpe 20 zubetreiben. Somit ist das Brennstoffsystem 10 in dem nichtvorgefülltenZustand, und die Vorfüllungspumpe 16 wirdaktiviert. Wenn der abgefühlte Druck 30a größer alsder vorbestimmte Druck 30b ist, ist das Brennstoffsystem 10 ineinem vorgefülltenZustand, und die Anlaufzeit des Motors wird vernünftig sein, um den Motor 11 zustarten.
    [0023] Wenndie Vorfüllungspumpe 16 aktiviertworden ist, wird der Vorfüllungsalgorithmus 40a weiter Brennstoffsystemzustände abfühlen, umzu bestimmen, ob das Brennstoffsystem 10 den vorgefüllten Zustanderreicht. Der Vorfüllungsalgorithmus 40a wirdwieder den abgefühltenstromaufwärtsliegenden Druck 30a mit dem vorbestimmten stromaufwärts liegendenDruck 30b vergleichen. Weiter wird der Vorfüllungsalgorithmus 40a einenabgefühlten stromabwärts gelegenenDruck 31a mit einem vorbestimmten stromabwärts liegendenDruck 31b vergleichen. Der vorbestimmte stromabwärts liegende Druck 31b kannauch der Schwelleneinlassdruck sein, der für einen effektiven Betriebder Vorfüllungspumpe 16 erforderlichist. Wenn der stromaufwärts liegendeDruck 30a und/oder der stromabwärts liegende Druck 31a größer alsder vorbestimmte stromaufwärtsliegende oder stromabwärtsliegende Druck 30b bzw. 31b ist, wird der Vorfüllungsalgorithmus 40a dieVorfüllungspumpe 16 deaktivieren 16b.Jedoch wird der Vorfüllungsalgorithmus 40a auchvorzugsweise die Motordrehzahl überden Motordrehzahlsensor 32 und den Zustand des Luftstarters über denLuftstartersensor 33 abfühlen. Der Vorfüllungsalgorithmus 40a wirddie abgefühlteMotordrehzahl 32a und den abgefühlten Luftstarterzustand 33a mitder vorbestimmten Motordrehzahl 32b bzw. dem vorbestimmtenLuftstarterzustand 33b vergleichen. Die vorbestimmte Motordrehzahl 32b istdie Drehzahl des Motors 11, die ausreicht, um die Brennstofftransferpumpe 17 mitLeistung zu versorgen, um eine Ausgabe auf dem Schwelleneinlassdruckzu erzeugen. Der vorbestimmte Zustand 33b des Luftstarterswird aktiviert. Wenn die abgefühlteMotordrehzahl 32a größer alsdie vorbestimmte Motordrehzahl 32b ist, wird die Vorfüllungspumpe 16 deaktiviert16b. In ähnlicherWeise wird, wenn der abgefühlteLuftstarterzustand 33a ein anderer ist als der vorbestimmteLuftstarterzustand 33b, die Vorfüllungspumpe 16 deaktiviert16b. Somit ist das Brennstoffsystem 10 in dem vorgefüllten Zustand,wenn der abgefühltestromaufwärtsliegende Druck 30a und/oder der abgefühlte stromabwärts liegendeDruck 31a und/oder die abgefühlte Motordrehzahl 32a größer alsder vorbestimmte stromaufwärtsliegende Druck 30b bzw. der vorbestimmte stromabwärts liegendeDruck 31b bzw. die vorbestimmte Motordrehzahl 32b ist,oder wenn der abgefühlteZustand 33a des Luftstarters ein anderer ist als der vorbestimmteZustand 33b des Luftstarters.
    [0024] Wenndie abgefühltenDrücke 30a und 31a unddie abgefühlteMotordrehzahl 32a geringer als die vorbestimmten Drücke 30b und 31b unddie vorbestimmte Motordrehzahl 32b sind, und wenn der Luftstarterzustand 33a einanderer ist als der vorbestimmte Luftstarterzustand 33b,ist das Brennstoffsystem 10 immer noch in dem nicht vorgefüllten Zustand,und die Vorfüllungspumpe 16 wirdaktiv bleiben. Der Vorfüllungsalgorithmus 40a wirdweiter fortfahren, die abgefühltenBrennstoffsystemzustände mitden vorbestimmten Brennstoffsystemzuständen zu vergleichen, bis erbestimmt, dass das Brennstoffsystem 10 in dem vorgefüllten Zustandist. Es sei bemerkt, dass, um zu bestimmen, ob das Brennstoffsystem 10 indem vorgefülltenZustand ist, die vorliegende Erfindung in Betracht zieht, die Brennstoffsystembedingungenzusätzlichzu den oben aufgelisteten Zuständenabzufühlenund zu vergleichen, oder mit anderen als diesen. Weiterhin kannbei einer einfacheren Version der vorliegenden Erfindung nur der stromaufwärts gelegeneDruck oder der stromabwärtsgelegene Druck oder die Motordrehzahl und der Zustand des Luftstartersabgefühltwerden, um zu bestimmen, ob das Brennstoffsystem in dem nicht vorgefüllten Zustandist.
    [0025] Wennder Vorfüllungsalgorithmus 40 abfühlt, dassder Motor 11 deaktiviert worden ist, wird der Betriebszustand 40b für inaktivenMotor des Vorfüllungsalgorithmus 40 beginnen,die Zeit zu überwachen,wo der Motor 11 inaktiv bleibt. Nach einem vorbestimmtenZeitintervall 44, wenn der Motor deaktiviert ist, ist derVorfüllungsalgorithmus 40 betreibbar bzw.wirksam, um zu bestimmen, ob das Brennstoffsystem 10 indem nicht vorgefülltenZustand ist. Die Längedes vorbestimmten Zeitintervalls 44 kann eine Auswahl beider Konstruktion sein, obwohl die Länge vorzugsweise nicht länger alserforderlich ist, damit das Brennstoffsystem 10 in dennicht vorgefülltenZustand abfällt.
    [0026] DerVorfüllungsalgorithmus 40b wirdbestimmen, ob das Brennstoffsystem 10 in dem vorgefüllten Zustandist, und zwar durch Vergleich des abgefühlten stromaufwärts liegendenDruckes 30a mit dem vorbestimmten stromaufwärts liegendenDruck 30b. Wenn die abgefühlten Drücke 30a größer sindals der vorbestimmte Druck 30b wird der Vorfüllungsalgorithmus 40b bestimmen,dass das Brennstoffsystem 10 in dem vorgefüllten Zustandist, und die Vorfüllungspumpe 16 wirdinaktiv bleiben. Wenn jedoch der abgefühlte Druck 30a geringerist als der vorbestimmte Druck 30b, wird der Vorfüllungsalgorithmus 40b die Vorfüllungspumpe 16 aktivieren 16a.Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung zusätzlicheZustände desBrennstoffsystems in Betracht zieht, wie beispielsweise, dass derstromabwärtsliegende Druck abgefühltund verglichen wird, um zu bestimmen, ob das Brennstoffsystem 10 indem nicht vorgefüllten Zustandist. Der Drucksensor 30 wird weiter die stromaufwärts liegendenDrücke 30a abfühlen und diesean das elektronische Steuermodul 24 übermitteln. Nachdem die Vorfüllungspumpe 16 aktiviertist, wird zusätzlichder stromabwärtsliegende Drucksensor 31 den stromabwärts liegenden Druck 31a abfühlen undihn mit dem vorbestimmten stromabwärts liegenden Druck 31b vergleichen.Wenn mindestens einer der abgefühltenDrücke 30a und 31a dievorbestimmten Drücke 30b und 31b überschreitet,ist das Brennstoffsystem 10 in dem vorgefüllten Zustand, unddie Pumpe 16 wird deaktiviert 16b. Bei dem nächsten vorbestimmtenZeitintervall 44 werden Drehsensoren 30 und 31 wiederumdie Drückeinnerhalb der Versorgungsleitung 13 abfühlen, und der Vorgang wirdsich wiederholen. Wiederum könnten dieBrennstoffzustandssensoren zusätzlicheZustandsensoren aufweisen, oder nur einen der Drucksensoren 30a oder 30b.Weil jedoch der Motor 11 in dem Betriebszustand 40b für inaktivenMotor inaktiv bleibt, werden die Motordrehzahl und der Zustand desLuftstarters nicht abgefühlt,um zu bestimmen, ob das Brennstoffsystem 10 in dem vorgefüllten Zustandist.
    [0027] MitBezug auf die 1 und 2 wird die vorliegende Erfindungfür einenVerbrennungsmotor besprochen. Obwohl die vorliegende Erfindung allge meinauf irgend einen Verbrennungsmotor anwendbar ist, findet die vorliegendeErfindung spezielle Anwendung bei relativ großen Motoren, einschließlich Motoren,die in Verbindung mit elektrischen Generatoren, Lokomotiven undMarine-Anwendungen verwendet werden, jedoch nicht eingeschränkt aufdiese.
    [0028] Wennein Motorstart eingeleitet wird, wird das Anlaufen 47 desMotors beginnen, und der Motoraktivierungsbetriebszustand 40a desVorfüllungsalgorithmus 40 wirdaktiviert. Es sei jedoch bemerkt, dass das Anlaufen des Motors bisnachdem der Betrieb der Vorfüllungspumpe 16 vollendetist, verzögert werdenkann, falls nötig.Der stromaufwärtsliegende Sensor 30 fühltden Druck innerhalb des stromaufwärts liegenden Teils 13a abund übermitteltdiesen an das elektronische Steuermodul 24 über dieKommunikationsleitung 34 für den stromaufwärts liegendenSensor. Der Vorfüllungsalgorithmus 40 wirdbestimmen, ob das Brennstoffsystem 10 in dem nicht vorgefüllten Zustandist, und zwar zumindest teilweise durch Vergleich des abgefühlten stromaufwärts liegendenDruckes 30a mit dem vorbestimmten stromaufwärts liegendenDruck 30b. Der vorbestimmte stromaufwärts liegende Druck 30b entsprichtdem Schwelleneinlassdruck der Hochdruck-Pumpe 20. Weiles in der Technik bekannt ist, dass wenn der stromabwärts liegendeDruck 31a unter dem Schwelleneinlassdruck gefallen ist,dann der stromaufwärtsliegende Druck 30a wahrscheinlicher auch unter den Schwelleneinlassdruckabgefallen ist, zieht die vorliegende Erfindung in Betracht, dasssowohl die stromaufwärtsals auch stromabwärtsgelegenen Teile 13a und 13b der Versorgungsleitung 13 abgefühlt werden,um Sicherheit bezüglichdes Zustandes des Brennstoffsystems 10 zu bieten. Wenn indem veranschaulichten Beispiel der abgefühlte stromaufwärts liegendeDruck 30a größer alsder vorbestimmte stromaufwärtsliegende Druck 30b ist, ist das Brennstoffsystem 10 indem vorgefülltenZustand.
    [0029] Wenndas elektronische Steuermodul 34 bestimmt, dass das Brennstoffsystem 10 indem vorgefülltenZustand ist, wird die Vorfüllungspumpe 16 nichtaktiviert. Weil der stromaufwärtsliegende Druck 30a überdem Schwelleneinlassdruck der Hochdruck-Pumpe 20 ist, kanndie Hochdruck einlassdruck der Hochdruck-Pumpe 20 ist, kanndie Hochdruck-Pumpe 20 einen effektiven Betrieb beginnen, wodurchdie Zeit verringert wird, die erforderlich ist, damit die Hochdruck-Pumpe 20 denDruck auf den Auslassventilöffnungsdruckanhebt und eine Ausgabe erzeugt. Sobald die Hochdruck-Pumpe 20 eine Ausgabeerzeugt, kann der Druck der Common-Rail 28 auf Einspritzdruckpegelangehoben werden, und der Motor kann starten 48.
    [0030] Wennjedoch der abgefühltestromaufwärts liegendeDruck 30a geringer als der vorbestimmte stromaufwärts liegendeDruck 30b ist, ist das Brennstoffsystem 10 indem nicht vorgefülltenZustand. Obwohl es verschiedene Gründe dafür gibt, dass das Brennstoffsystem 10 indem nicht vorgefülltenZustand ist, gilt, dass oft je längerder Motor 10 vor dem Start des Motors deaktiviert gewesenist, und je kälter dieTemperatur des Brennstoffsystems ist, desto wahrscheinlicher esist, dass das Brennstoffsystem 10 in den nicht vorgefüllten Zustandgehen wird. Wenn das Brennstoffsystem 10 in dem nicht vorgefüllten Betriebszustandist, wird der Vorfüllungsalgorithmus 40 vorzugsweisedie Vorfüllungspumpe 16 über diePumpenkommunikationsleitung 23 aktivieren. Es sei jedochbemerkt, dass wenn das Brennstoffsystem 10 nur zwei Brennstoffpumpenaufweisen würde,der Vorfüllungsalgorithmus 40 eineelektrisch angetriebene Brennstofftransferpumpe aktivieren würde.
    [0031] DieVorfüllungspumpe 16 wirdbeginnen, Brennstoff von dem Brennstofftank 12 und durchden ersten Brennstofffilter 15 und den zweiten Brennstofffilter 19 zupumpen. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel tritt das Anlaufen 47 desMotors gleichzeitig mit dem Betrieb der Vorfüllungspumpe 16 auf.Währendman jedoch gleichzeitig die Vorfüllungspumpe 16 betreibtund den Motor 11 anlaufen lässt, kann dies einen gesteigertenBrennstofffluss zum Brennstoffsystem 10 vorsehen, und zwarverursacht sowohl durch die Vorfüllungspumpe 16 als auchdurch die Ausgabe der Brennstofftransferpumpe 17, wobeidies auch eine beträchtlicheMenge an Energie erfordert, um sowohl das Anlaufen 47 des Motorsals auch die Vorfüllungspumpe 16 gleichzeitig mitLeistung zu versorgen. Ein Teil des Brennstoffes wird durch die Überleitung 21 umdie Hochdruck-Pumpe 20 herum fließen, und ein wei terer Teil wirddurch den stromaufwärtsliegenden Teil 13a der Versorgungsleitung 13 zurHochdruck-Pumpe 20 fließen. Die Hochdruck-Pumpe 20 kannnoch nicht ausreichend mit Leistung versorgt sein, um den Auslassventilöffnungsdruckzu erzeugen, um eine Ausgabe zu erzeugen. Somit wird der Brennstoff,der durch die Überleitung 21 fließt, ausreichen,um das Rückschlagventil 22 gegenden Druck innerhalb des stromabwärtsliegenden Teils 13b zu öffnen,und die Vorfüllungspumpe 16 wirddie Common-Rail bzw. gemeinsame Druckleitung 28 mit Brennstoffvorfüllen,in dem sie den Brennstoff zu der Common-Rail 28 liefert.Somit kann die Vorfüllungspumpe 16 Brennstoff zuder Common-Rail 28 liefern, um Dampf und/oder Luftblasenzu evakuieren bzw. herauszuspülen,währendsie auch den Druck des Brennstoffsystems 10 auf den Schwelleneinlassdruckanhebt, der erforderlich fürden wirkungsvollen Betrieb der Hochdruck-Pumpe 20 ist.Zusätzlichkann als eine Alternative zur Überleitungdes Brennstoffes um die Hochdruck-Pumpe 20 herum über die Überleitung 25 der Ventilöffnungsdruckdes Pumpenauslassventils abgesenkt werden, so dass der Druck, dervon der Vorfüllungspumpe 16 und/oderder Brennstofftransferpumpe 17 erzeugt wird, ausreicht,um das Pumpenauslassventil zu öffnen.Somit könntedie Vorfüllungspumpe 16 Brennstoffzu der Common-Rail 28 über dieHochdruck-Pumpe 20 liefern, bevor die Hochdruck-Pumpe 20 beginnt,zu arbeiten. Der Fachmann wird erkennen, dass die Überleitung 25 undder abgesenkte Pumpenauslassventilöffnungsdruck in Verbindungmiteinander oder getrennt voneinander verwendet werden könnten. Fallsdiese zusammen verwendet werden, könnte der Brennstoff gleichzeitig durchdie Überleitung 21 unddie Hochdruck-Pumpe 20 fließen. Wenndie Hochdruck-Pumpe 20 beginnt, eine Ausgabe zu erzeugen,die den vorbestimmten stromaufwärtsliegenden Druck 31a überschreitet, wirddas Rückschlagventil 22 sichschließen.
    [0032] Derstromaufwärtsliegende Drucksensor 30, der stromabwärts liegende Drucksensor 31,der Motordrehzahlsensor 32 und der Sensor 33 für den Zustanddes Luftstarters werden ihre jeweiligen Zustände abfühlen. Wenn der abgefühlte stromaufwärts liegendeDruck 30a und/oder der abgefühlte stromabwärts liegendeDruck 31a und/oder die abgefühlte Motordrehzahl 32a größer alsder vorbestimmte stromaufwärtsliegende Druck 30b bzw. der vorbestimmte stromabwärts liegendeDruck 31b bzw. die vorbestimmte Motordrehzahl 32b sind,oder wenn der abgefühlteLuftstarterzustand 33a ein anderer als der vorbestimmteLuftstarterzustand 33b ist, wird das elektronische Steuermodul 24 bestimmen,dass das Brennstoffsystem 10 in einem vorgefüllten Zustand ist.Somit ist der Brennstoffdruck innerhalb des stromaufwärts liegendenTeils 13a der Versorgungsleitung 13 über demSchwelleneinlassdruck der Hochdruck-Pumpe 20. Der Vorfüllungsalgorithmus 40 wirddie Vorfüllungspumpe 16 deaktivieren 16b.
    [0033] Weilder Druck innerhalb des stromaufwärts liegenden Teils 13a über demSchwelleneinlassdruck ist, kann die Hochdruck-Pumpe relativ schnellden Druck innerhalb der Hochdruck-Pumpe 20 anheben. Sobaldder Druck den Auslassventilöffnungsdruckerreicht, wird sich das Auslassventil öffnen, und die Hochdruck-Pumpe 20 wirdunter Druck gesetzten Brennstoff zu der Common-Rail 28 liefern.Weil die Common-Rail 28 schon über dem Schwelleneinlassdruckist, könnenirgendwelche Dampf und/oder irgend welche Luftblasen, die innerhalbder Common-Rail 28 eingeschlossen sind, schon evakuiert sein,wodurch die Zeit verringert wird, in der die Hochdruck-Pumpe 20 dieCommon-Rail 28 auf den Einspritzdruck anhebt. Sobald sieauf den Einspritzdruck ist, kann der Motor starten 48.Weil somit die Common-Rail 28 mit Brennstoff gefüllt werdenkann, währenddas Brennstoffsystem 10 auf den Schwelleneinspritzdruckangehoben wird, wird die Anlaufzeit des Motors verringert.
    [0034] Vorzugsweiseweist der Vorfüllungsalgorithmus 40 auchden Betriebszustand 40b für inaktiven Motor auf. DerBetriebszustand 40b fürinaktiven Motor wird aktiviert, wenn der Motor 11 deaktiviertist. Wenn der Motor 11 deaktiviert ist, wird der Vorfüllungsalgorithmus 40 beginnen,die Zeit zu überwachen,für dieder Motor 11 inaktiv geblieben ist. Beim vorbestimmtenZeitintervall 44, d. h. bei dem Zeitpunkt, zu dem der Druckinnerhalb des Brennstoffsystems 10 in den nicht vorgefüllten Zustandfallen könnte,wird der Drucksensor 30 den stromaufwärts liegenden Druck 30a abfühlen unddie sen an das elektronische Steuermodul 24 über dieKommunikationsleitung 34 übermitteln. Der Vorfüllungsalgorithmus 40 wirdden abgefühltenDruck 30a mit dem vorbestimmten stromaufwärts liegendenDruck 30b vergleichen. Wenn der abgefühlte Druck 30a größer als dervorbestimmte Druck 30b ist, ist das Brennstoffsystem 10 indem vorgefülltenZustand, und der Vorfüllungsalgorithmus 40 wirddie Vorfüllungspumpe 16 nichtaktivieren. Somit könntedas Brennstoffsystem 10 den Motor 11 starten,ohne zuerst den Brennstoffsystemdruck auf dem Schwelleneinlassventildruck anzuhebenund die Common-Rail 28 mit Brennstoff zu füllen. DerVorfüllungsalgorithmus 40 wirdwiederum den abgefühltenDruck 30a mit dem vorbestimmten Druck 30b nacheinem weiteren vorbestimmten Zeitintervall 44 vergleichen.Es sei bemerkt, dass das vorbestimmte Zeitintervall 44 zwischenden Vergleichen sich verkürzenkönnte,wenn die Zeit ansteigt, fürdie der Motor 11 inaktiv bleibt. Weiterhin sei bemerkt,dass die vorliegende Erfindung in Betracht zieht, dass der Vorfüllungsalgorithmus 40 dieLänge desvorbestimmten Zeitintervalls basierend auf der abgefühlten Umgebungstemperatureinstellen könnte.Je längerder Motor 11 inaktiv bleibt, und je kälter die Umgebungstemperaturist, desto größer istdie Wahrscheinlichkeit, dass das Brennstoffsystem 10 in demnicht vorgefülltenZustand ist.
    [0035] Wennjedoch der abgefühlteDruck 30a geringer als der vorbestimmte Druck 30b ist,wird der Vorfüllungsalgorithmus 40 dieVorfüllungspumpe 16 aktivieren,die den Brennstoff aus dem Brennstofftank 12 ziehen wird,und diesen zur Überleitung 21 liefernwird. Der Brennstoff innerhalb der Überleitung 21 kanndas Ventil 22 öffnenund zu der Common-Rail 28 über den stromaufwärts liegendenTeil 13b fließen.Der Brennstoff wird zu der Common-Rail 28 geliefert, umdie Vorfüllungder Common-Rail 28 zu beginnen. Somit wird, wenn der Motor 11 aktiviert ist 11a,das Brennstoffsystem 10 in dem vorgefüllten Zustand sein. Nachdemdie Vorfüllungspumpe 16 aktiviertist, wird der Vorfüllungsalgorithmus 40 fortfahren,die abgefühltenDrücke 30a und 31a mitden vorbestimmten Drücken 30b bzw. 31b zuvergleichen. Wenn mindestens einer der abgefühlten Drücke 30a und 31a größer alsdie vorbestimmten Drücke 30b und 31b ist,wird der Vorfüllungsalgorithmus 40 die Vorfül lungspumpe 16 deaktivieren.Der Vorfüllungsalgorithmus 40 wirdwiederum den stromaufwärtsliegenden Druck 30a abfühlenund ihn mit dem vorbestimmten stromaufwärts liegenden Druck 30b beim nächsten vorbestimmtenZeitintervall 44 vergleichen. Der Prozess wird sich fortdauerndwiederholen, bis der Start des Motors eingeleitet wird.
    [0036] Dievorliegende Erfindung ist vorteilhaft, weil sie die Anlaufzeit desMotors verringert, indem sie abfühlt,wann das Brennstoffsystem 10 in dem nicht vorgefüllten Zustandist, und die Zeit verringert, die man benötigt, damit das Brennstoffsystem 10 den vorgefüllten Zustanddurch Aktivierung einer elektrisch angetriebenen Vorfüllungspumpe 16 erreicht. Indem bevorzugten Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung kann die Vorfüllungspumpe 16 entwedervor dem Anlaufen des Motors oder gleichzeitig damit den Druck desBrennstoffsystems 10 auf den Schwelleneinlassdruck anhebenund Brennstoff zu der Common-Rail 28 in nicht vorgefüllten Situationen liefern,wenn die Hochdruck-Pumpe 20 noch keine Ausgabe erzeugt.Somit wird der effektive Betrieb der Hochdruck-Pumpe 20 nichtdurch die Brennstofftransferpumpe 17 verzögert, unddie Füllungder Common-Rail 28 mit Brennstoff wird nicht durch die Hochdruck-Pumpe 20 verzögert. DieStartzeit des Motors kann somit verringert werden, während man diemechanisch angetriebene Brennstofftransferpumpe 17 verwendet.
    [0037] Darüber hinauswerden mechanisch angetriebene Pumpen, wie beispielsweise die Brennstofftransferpumpe 17 unddie Hochdruck-Pumpe 20, im allgemeinen als wirkungsvollerund zuverlässigerangesehen als elektrisch angetriebene Pumpen für größere Motoren. Mechanisch angetriebenePumpen sind wirkungsvoller, weil sie Energie verwenden, die schondirekt vom Motor 11 erzeugt wird. Insbesondere bei relativgroßenMotoren, wie beispielsweise jenen, die in Verbindung mit Generatoren,Booten und Lokomotiven verwendet werden, muss die Brennstofftransferpumpe 17 relativleistungsfähigsein, um den Brennstoff durch das große Brennstoffsystem zu zirkulieren.Somit könnteeine elektrisch mit Leistung versorgte Brennstofftransferpumpe,die in diesen Motoren verwendet wird, insbesondere ineffizient und teuersein.
    [0038] Zusätzlich istdie vorliegende Erfindung vorteilhaft, weil das Verfahren der Vorfüllung bzw.Umleitung um die Brennstofftransferpumpe 20 elektronisch gesteuertwird. Somit kann der Zustand des Brennstoffsystems 10 überwachtwerden, auch wenn der Motor 11 inaktiv ist, um sicherzustellen,dass der Motor 11 ohne eine unvernünftige Verzögerung starten kann. Zusätzlich können zusätzlich dazu,dass eine Verzögerungder Motoranlaufzeiten ärgerlichist, unvernünftigniedrige Motoranlaufzeiten in Notfällen schädlich sein. Beispielsweisekann ein Motor, der in einem Generator verwendet wird, für eine langeZeitperiode inaktiv bleiben. Wenn jedoch die primäre Leistungsquelleversagt, kann der Generator eine begrenzte Zeit zur Wiederherstellungder Leistung vorgeschrieben haben, ohne in schädlicher Weise jene zu beeinflussen,denen die Leistung dient. Die vorliegende Erfindung kann sicherstellen,dass das Brennstoffsystem füreinen solchen Notfall vorgefülltist.
    [0039] Essei bemerkt, dass die obige Beschreibung nur zu Veranschaulichungszweckenvorgesehen ist und nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung in irgendeinerWeise einschränkensoll. Der Fachmann wird erkennen, dass andere Aspekte, Ziele undVorteile der Erfindung aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarungund der beigefügtenAnsprücheerlangt werden können.
    权利要求:
    Claims (11)
    [1] Brennstoffsystem (10), welches Folgendes aufweist: eineerste Brennstoffpumpe (16), die elektrisch angetriebenwird; eine zweite Brennstoffpumpe (20), die betriebsmässig miteinem Motor (11) gekoppelt ist; und Mittel zur Aktivierungder ersten Brennstoffpumpe (16), wenn das Brennstoffsystem(10) in einem nicht vorgefüllten Zustand ist.
    [2] Brennstoffsystem (10) nach Anspruch 1, wobei dieMittel zur Aktivierung ein elektronisches Steuermodul (24)aufweisen, welches einen Vorfüllungsalgorithmus(40) aufweist und in Steuerverbindung mit der ersten Brennstoffpumpe(16) ist.
    [3] Brennstoffsystem (10) nach Anspruch 2, wobei derVorfüllungsalgorithmus(40) dahingehend betreibbar ist, dass er die erste Pumpe(16) deaktiviert, wenn das Brennstoffsystem (10)in einem vorgefülltenZustand ist.
    [4] Brennstoffsystem (10) nach Anspruch 2, welcheseine dritte Pumpe (17) aufweist, die stromaufwärts derzweiten Pumpe (20) positioniert ist und betriebsmässig mitdem Motor (11) gekoppelt ist.
    [5] Brennstoffsystem (10) nach Anspruch 4, wobei dieerste Brennstoffpumpe (16) eine Vorfüllungspumpe (16) ist,wobei die zweite Brennstoffpumpe 20 eine Hochdruck-Pumpe(20) ist, und wobei die dritte Brennstoffpumpe (17)eine Brennstofftransferpumpe (17) ist; wobei die Vorfüllungspumpe(16) in Strömungsmittelverbindungmit einer Common-Rail (28) über eine Bypass- bzw. Überleitung(21) und/oder die Hochdruck-Pumpe (20) in Verbindungist, wenn das Brennstoffsystem (10) in dem nicht vorgefüllten Zustandist, und wobei die Brennstofftransferpumpe (17) in Strömungsmittelverbindung mitder Common-Rail (28) überdie Hochdruck-Pumpe (20) ist, wenn das Brennstoffsystem(10) in einem vorgefülltenZustand ist; wobei der Vorfüllungsalgorithmus(40) einen Motoraktivierungsbetriebszustand (40a)und/oder einen Betriebszustand (40b) für inaktiven Motor aufweist; und wobeidas elektronische Steuermodul (28) in Verbindung mit einemDrucksensor (30) stromaufwärts von der Hochdruck-Pumpe(20) ist.
    [6] Steuersystem (46), welches Folgendes aufweist: mindestenseinen Sensor (30), der betreibbar ist, um einen Zustandeines Brennstoffsystems (10) abzufühlen; ein elektronischesSteuermodul (24), welches in Verbindung mit den mindestenseinen Sensor (30) ist und einen Vorfüllungsalgorithmus (40)aufweist; und wobei der Vorfüllungsalgorithmus (40)betreibbar ist, um eine elektrisch angetriebene Brennstoffpumpe (16)zu aktivieren, wenn der Zustand des Brennstoffsystems (10)nicht vorgefülltist.
    [7] Steuersystem (46) nach Anspruch 6, wobeider Vorfüllungsalgorithmus(40) betreibbar ist, um die elektrisch angetriebene Brennstoffpumpe(16) zu deaktivieren, wenn das Brennstoffsystem (10)in einem vorgefülltenZustand ist; und wobei der Vorfüllungsalgorithmus(40) einen Motoraktivierungsbetriebszustand (40a)und/oder einen Betriebszustand (40b) für inaktiven Motor aufweist.
    [8] Verfahren zur Vorfüllung eines Brennstoffsystems(10), welches folgende Schritte aufweist: Bestimmung,ob das Brennstoffsystem (10) in einem nicht vorgefüllten Zustandist; und wenn das Brennstoffsystem (10) in dem nichtvorgefülltenZustand ist, Aktivierung einer elektrisch angetriebenen Brennstoffpumpe(16).
    [9] Verfahren nach Anspruch 8, welches einen Schrittaufweist, Brennstoff zumindest teilweise durch Umgehung einer zweitenPumpe (20) zu zirkulieren, die betriebsmässig miteinem Motor (11) gekoppelt ist, wenn das Brennstoffsystem(10) in einem nicht vorgefüllten Zustand ist.
    [10] Verfahren nach Anspruch 8, welches den Schritt aufweist,wenn das Brennstoffsystem (10) in einem vorgefüllten Zustandist, die elektrisch angetriebene Brennstoffpumpe (16) zudeaktivieren.
    [11] Verfahren nach Anspruch 9, welches einen Schrittaufweist, zu bestimmen, ob das Brennstoffsystem (10) indem vorgefülltenZustand ist, und zwar zumindest teilweise durch Abfühlen voneinem Druck (30a) stromaufwärts von der Hochdruck-Pumpe(20) und/oder einem Druck (31a) stromabwärts vonder Hochdruck-Pumpe (20) und/oder einer Motordrehzahl (32a)und einem Luftstarterzustand (33a).
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    EP0643219B1|1998-01-07|Brennstoffversorgungssystem für eine Brennkraftmaschine
    US7913496B2|2011-03-29|Apparatus and method for pumping a cryogenic fluid from a storage vessel and diagnosing cryogenic pump performance
    EP1360406B1|2004-06-30|Kraftstoffsystem, verfahren zum betreiben des kraftstoff-systems, computerprogramm sowie steuer- und/oder regelgerät zur steuerung des kraftstoffsystems
    US7281520B2|2007-10-16|Arrangement for supplying fuel to the fuel injectors of an internal combustion engine
    EP1180595B1|2005-06-15|Kraftstoffversorgungsanlage
    US7107968B2|2006-09-19|Control device of high-pressure fuel system of internal combustion engine
    JP4637433B2|2011-02-23|Valve system for controlling the fuel introduction pressure in the high-pressure pump
    JP4127188B2|2008-07-30|内燃機関の燃料供給装置
    EP1306548B1|2007-03-14|Kraftstoffeinspritzanlage mit verbesserter Fördermengenregelung
    US7717077B2|2010-05-18|Internal combustion engine starting system and method
    US6964262B2|2005-11-15|Accumulator fuel injection system capable of preventing abnormally high pressure
    EP2010776B1|2010-05-19|Start-steuervorrichtung und start-steuerverfahren für brennkraftmaschine
    US6918376B2|2005-07-19|Fuel supply device for an internal combustion engine
    JP4909973B2|2012-04-04|内燃機関の制御装置
    US5546912A|1996-08-20|Fuel supply device
    EP2143916B1|2012-03-14|Zweikraftstoffeinspritzsystem und Kraftfahrzeug mit einem solchen Einspritzsystem
    DE102015107507A1|2015-11-26|Druckvorrichtung zum Verringern von tickenden Geräuschen im Leerlauf einer Kraftmaschine
    KR100591483B1|2006-06-21|내연기관의 연료 공급 장치
    KR101494109B1|2015-02-16|가스 연소식 엔진
    JP3389863B2|2003-03-24|内燃機関の燃料噴射制御装置
    US8800355B2|2014-08-12|Pressure accumulation fuel injection device
    US9897055B2|2018-02-20|Method and system for delivering a gaseous fuel into the air intake system of an internal combustion engine
    JP3972823B2|2007-09-05|蓄圧式燃料噴射システム
    US7779819B2|2010-08-24|Control method for an overpressure valve in a common-rail fuel supply system
    EP2964477B1|2018-06-20|Doppelbrennstoffsystem für einen verbrennungsmotor
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040211395A1|2004-10-28|
    US6817343B1|2004-11-16|
    CN100414087C|2008-08-27|
    CN1540156A|2004-10-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2011-04-28| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2011-04-28| R012| Request for examination validly filed|Effective date: 20110203 |
    2016-11-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]