用于使得燃油输送系统工作的装置和方法及燃油输送系统的制作方法
【专利摘要】一种用于使得燃油输送系统工作的装置，该燃油输送系统带有电泵（103），该电泵设置在燃油箱（101）的内部，以便把燃油从燃油箱（101）输送到燃油蓄存器（102），该装置被设计用于根据燃油蓄存器（102）中的压力预定值来调节或控制电泵（103）的转速。
【专利说明】用于使得燃油输送系统工作的装置和方法及燃油输送系统
[0001] 本发明涉及用于使得燃油输送系统工作的装置和方法。本发明还涉及特别是用于 汽车的燃油输送系统。
[0002] 通常的高压汽油喷射系统具有由电动机驱动的泵，该泵设置在汽油箱中。该电泵 附加于高压泵而设置，高压泵安置在内燃机上且由凸轮轴驱动。电泵在这种系统中被设计 用于提供大约5巴的压力。高达约200巴的高压由安置在内燃机上的受凸轮轴驱动的泵来 实现。在此必须设置有源的体积调节阀或压力调节阀，该调节阀对提供给喷射阀的压力加 以调节。
[0003] 希望提出用于使得燃油输送系统工作的装置以及方法，其能实现简单地调节或控 制燃油输送系统。还希望提出一种可简单地调节或控制的燃油输送系统。
[0004] 本发明的特征是用于使得燃油输送系统工作的方法和对应的装置。
[0005] 根据本发明的实施方式，燃油输送系统具有电泵，该电泵设置在燃油箱的内部。电 泵被设计用于把燃油从燃油箱输送到燃油蓄存器。电泵的转速根据燃油蓄存器中的压力预 定值来调节或控制。
[0006] 通过对电泵转速的调节或控制，可以实现简单地调节电泵的输送量。根据燃油箱 中的压力预定值给电泵供应电能，进而调节电泵转速。由此简单地调节输送量，进而调节所 提供的压力。
[0007] 该泵例如是活塞泵，其只有无源的入口阀和出口阀。可以省去有源的体积调节阀 或压力调节阀，因为通过电泵的可改变的转速来调节体积流。由此只需在燃油输送系统中 提供一个唯一的泵，该泵把燃油从燃油箱输送至燃油蓄存器。可以省去由凸轮轴驱动且例 如安置在内燃机上的第二泵。
[0008] 电泵设置在燃油箱中，电泵可以从该燃油箱输送燃油。因而允许有泄漏。电泵特 别是被设计用于提供高达200巴的压力。电泵尤其被设计用来提供介于50巴与250巴之 间的压力。燃油泵例如被设计用于提供燃油蓄存器中的高于1〇〇巴的压力。
[0009] 通过能提供高压的电泵，可以实现成本低廉的燃油输送系统，因为只设置了一个 唯一的泵，以便输送来自油箱的燃油并提供燃油蓄存器中的高压。此外无需体积流阀。还 可以简单地冷却燃油箱内部的电泵的驱动机构。
[0010] 根据一些实施方式，获取燃油箱中的实际压力。求取所获取的实际压力与压力预 定值之间的差。电泵转速根据所求取的差来调节。
[0011] 例如为了获取燃油蓄存器中的实际压力而在燃油蓄存器中设置压力传感器。该压 力传感器与用于驱动燃油系统的装置耦接。根据燃油蓄存器中的所希望的压力预定值和当 前的实际压力之间的差来给电泵供应或多或少的电能，从而改变电泵转速，进而改变电泵 的体积流。由此简单地使得实际压力等于压力预定值。
[0012] 根据其它实施方式，根据预定的压力来求取电泵的电流值。电泵被施加以所求取 的电流值，由此控制电泵转速。因而可以省去燃油蓄存器中的压力传感器。由此可以实现 成本低廉的燃油输送系统。可以对电泵进行纯粹的电流控制，因为所施加的电流与泵的转 速成比例，而泵的转速又与所提供的压力成比例。由此可直接控制由电泵提供的压力。
[0013] 根据其它实施方式，求取电泵上的电流值。求取电泵上的电压值。燃油蓄存器中 的压力的估算大小根据所求取的电流值和所求取的电压值来求取。电泵转速根据所求取的 估算大小来调节。由此可以省去燃油蓄存器中的压力传感器。根据电泵上的电流和电压来 求取燃油蓄存器中的当前实际压力的估算大小。根据在所估算的实际压力和压力预定值之 间的差例如调节电泵转速，从而使得实际压力等于压力预定值。
[0014] 根据其它实施方式，燃油系统具有压力蓄存器，该压力蓄存器分别液压地与电泵 和燃油蓄存器耦接，且液压地设置在电泵与燃油蓄存器之间。压力蓄存器设置在燃油箱内 部。压力蓄存器由电泵加载，从而泵例如只有当压力蓄存器为空或者近乎为空时才主动地 输送燃油。
[0015] 由此可使得泵在工作中例如始终都满载输送地工作，但为此仅在发动机的部分运 行时间内工作。由此可以实现高效的且低磨损的工作。压力蓄存器对燃油蓄存器的压力调 节加以稳定。此外，特别是对于带有停机-起动功能的汽车来说，在内燃机频繁地切断和接 通时有储备压力可供使用。通过在燃油箱内部设置压力蓄存器，可以实现压力蓄存器的简 单的构造，因为通过在油箱中的设置可以实现由原理引起的泄漏。由于由此实现的高效运 行，所以特别是可以减少C0 2。
[0016] 简短的【专利附图】
【附图说明】 其它优点、特征和改进可由下面结合附图介绍的实施例得到。
[0017] 其中： 图1为根据一种实施方式的燃油输送系统的示意图； 图2为根据一种实施方式的燃油输送系统的示意图； 图3为根据一种实施方式在对电泵进行电流控制时的关系曲线图。
[0018] 相同的、同类的和相同作用的部件在这些附图中标有相同的附图标记。
[0019] 对实施方式的详细说明 图1所示为燃油输送系统1〇〇的示意图。该燃油输送系统1〇〇具有燃油箱101。在燃 油箱101中存储有燃油例如汽油。
[0020] 燃油输送系统100还具有电泵103。该电泵103被设计用来输送来自燃油箱的燃 油 111。
[0021] 燃油输送系统100还具有燃油蓄存器102。燃油蓄存器102设置在燃油箱101的 外部。燃油蓄存器102与电泵103液压地耦接。
[0022] 在工作中利用电泵103给燃油蓄存器102填充来自燃油箱101的燃油111。燃油 例如从燃油蓄存器102被引导至喷射器，并由这些喷射器喷射到内燃机的燃烧室中。燃油 蓄存器102所需要的燃油压力由电泵103来提供。
[0023] 燃油输送系统100特别是设置在汽车中，且用于把燃油输送给直接喷射的汽油发 动机。
[0024] 电泵103具有电动机104和泵体105。电动机104用于驱动电泵103。电泵103 例如是活塞泵，其具有无源的入口阀和出口阀。视实施方式而定，电动机也可以设置在燃油 箱的外部，或者至少适当地设置在箱（101)的内部，使得它不会与燃油接触，从而可以避免 由此引起的对发动机（104)的损害。
[0025] 泵体105通过燃油管路直接与燃油蓄存器102耦接。在电泵103与燃油蓄存器 102之间未设置其它泵。电泵103被设计用来在燃油蓄存器102中提供足够高的压力，为了 直接喷射汽油，需要所述高的压力。电泵103被设计用于提供高于50巴的燃油压力，特别 是高于100巴的压力，尤其是至少200巴的压力。
[0026] 燃油输送系统没有有源的体积调节阀或压力调节阀。燃油蓄存器102中的压力通 过对电泵103的转速的调节或控制予以调节。
[0027] 有个装置109与燃油泵103耦接。该装置109被设计用来调节或控制电泵103的 转速。装置109特别是根据燃油蓄存器102的预定压力来调节电泵103的转速。燃油蓄存 器102的压力例如根据内燃机的运行模式来预定。如果相比于当前的压力要提高燃油蓄存 器102中的压力，装置109就提高电泵103的转速。为此给电泵103例如供应更多的电能。 电泵103的体积流由此提高，进而提高了燃油蓄存器102中的压力。相应地，如果预定燃油 蓄存器102中的较小的压力，电泵103的转速就会降低，进而减小其体积流。由电泵103输 送给燃油蓄存器102的燃油量通过电泵103的转速来调节，进而通过所供应的电能来调节。
[0028] 根据不同的实施方式，在燃油蓄存器102中设置有压力传感器110。该压力传感 器110被设计用来获取燃油蓄存器102中的燃油的当前实际压力。压力传感器110与装置 109耦接。压力传感器110把获取的实际压力传送给装置109。
[0029] 装置109被设计用于把燃油蓄存器102中的所获取的当前实际压力与压力预定值 相比较。如果燃油蓄存器102中的所获取的实际压力不同于压力预定值，特别是相差超过 预定的允许范围，装置109就相应地调节电泵103。例如，由装置109输出调节信号，该调节 信号根据所获取的实际压力与压力预定值之间的差来调节电泵103的转速。
[0030] 如果所获取的实际压力低于压力预定值，就利用装置109来提高电泵的转速。如 果所获取的实际压力高于压力预定值，就利用装置109来减小电泵103的转速。尤其利用 装置109输出一种调节信号，从而根据实际压力与压力预定值之间的差给电泵103供应电 能。
[0031] 图2为图1的燃油输送系统100的根据其它实施方式的示意图。与图1的实施方 式不同的是，根据图2的实施方式的燃油系统没有压力传感器110。此外，相比于图1的实 施方式，根据图2的实施方式的燃油输送系统100具有压力蓄存器106。压力蓄存器106按 照其它实施方式也在图1的实施方式中被设置。
[0032] 压力蓄存器106设置在燃油箱101的内部。压力蓄存器106液压地与电泵103和 燃油蓄存器102耦接。压力蓄存器106在电泵103的下游液压地设置在电泵103和燃油蓄 存器102之间。
[0033] 根据这些实施方式，压力蓄存器106具有蓄存器体108和活塞107。活塞107可 移动地设置在蓄存器体108中，且例如借助弹簧被预压紧。由电泵103输送的燃油进入到 压力蓄存器106中，并使得活塞107克服弹簧力相对于蓄存器体108移动。特别是在活塞 107与蓄存器体108之间的压力蓄存器泄漏是允许的，因为压力蓄存器106设置在燃油箱 101 中。
[0034] 在电泵103输送燃油期间，利用电泵103给压力蓄存器106填充燃油。如果电泵 103被切断，或者输送的燃油少于所需量，压力蓄存器106就把燃油排放至燃油蓄存器102。 因而即使在电泵103停机期间也能保持燃油蓄存器102中的压力。由此可以使得泵始终都 在满载输送中运行，以便填充压力蓄存器106,且可以在充满压力蓄存器106时将电泵103 停机。
[0035] 于是由压力蓄存器106提供用于燃油蓄存器102的被施加压力的燃油。因此，电泵 103仅在内燃机的部分运行时间内工作，电泵103由此可高效地且低磨损地工作。压力蓄存 器106还对燃油蓄存器102中的压力起到稳定作用，并消除压力波动。对于带有停机-起 动功能的汽车来说，在压力蓄存器106中有储备压力可供使用。
[0036] 根据一些实施方式，若没有压力传感器110,就直接通过给电泵施加的电流值来控 制电泵103的转速。
[0037] 如图3中所示，电泵103的扭矩以及电泵103的转速η与在电泵103上施加的电 流I成比例。电泵103的扭矩或转速η与由电泵103提供的压力成比例。电流I与转速η 的比对于预定压力，例如对于Pl=70巴的压力和Ρ2=120巴的压力来说是恒定的。
[0038] 由此可以根据预定压力例如借助预定的特性曲线族来求取电泵的与预定压力对 应的电流值。电泵103产生的压力由此可以利用装置109直接通过电流来控制。例如在 100巴的预定压力的特性曲线族上存储着20Α的电流值。如果燃油蓄存器102的预定压力 例如为100巴，就通过装置109输出相应的控制信号，从而在电泵103上施加20Α的电流。 通过施加的20Α的电流，对电泵103的转速予以适当控制，从而在燃油蓄存器102中建立起 大约100巴的压力。
[0039] 根据其它实施方式，在无压力传感器110时利用装置109来调节电泵103,其方式 为，装置109获取电泵上的电流值。装置109还获取电泵103上的电压值。装置109被设计 用来根据电流值和电压值求取燃油蓄存器中的实际压力估算大小。装置109被设计用于把 燃油蓄存器102中的所求取的实际压力估算大小与压力预定值相比较，特别是形成差。电 泵的转速利用装置109根据所求取的估算大小来调节，特别是根据估算大小与压力预定值 之间的差来调节。
[0040] 在其它实施方式中，燃油输送系统110没有压力蓄存器106,在这些实施方式中也 规定在无压力传感器110时对电泵103进行控制或调节，如结合图2的实施方式所述。
[0041] 电泵103被设计用于提供燃油蓄存器102中的足以进行汽油直接喷射的压力，燃 油系统因该电泵而成本低廉，因为尚仅需一个唯一的泵。装置109被设计用于调节或控制 电泵转速，从而由电泵103来提供预定的体积流，通过该装置可以实现简单地调节或控制 燃油输送系统100。尤其是无需附加的有源的体积流阀或压力调节阀，由此使得燃油输送系 统100成本低廉。由于在电泵转速、压力和所施加的电流之间成比例，所以可以省去压力传 感器110,由此可以实现成本低廉的燃油输送系统100。
[0042] 在一些实施方式中，燃油输送系统100具有压力蓄存器106,根据这些实施方式， 在燃油箱101内部的压力蓄存器106中提供燃油体积储备。由此可以实现内燃机和电泵103 的间歇性的高效运行。这特别有利于带有停机-起动装置或者采用混合方案的汽车。电泵 103的电动机104在燃油箱101内部被相对简单地冷却。电动机104通过装置109用来对 燃油蓄存器102中的压力进行压力控制或压力调节。
【权利要求】
1. 一种用于使得燃油输送系统工作的装置，该燃油输送系统带有电泵（103)，该电泵 设置在燃油箱（101)的内部，以便把燃油从燃油箱（101)输送到燃油蓄存器（102)，其中该 装置被设计用于： -根据燃油蓄存器（102)中的压力预定值来调节或控制电泵（103)的转速。
2. 如权利要求1所述的装置，该装置被设计用于： -根据在所求取的燃油蓄存器（102)中的实际压力与压力预定值之间的差来调节电泵 (103)。
3. 如权利要求1所述的装置，该装置被设计用于： -根据预定的压力来求取电泵（103)的电流值； -利用电泵（103)的所求取的电流值来控制电泵。
4. 如权利要求1所述的装置，该装置被设计用于： -根据所求取的电泵（103 )上的电流值和所求取的电泵（103 )上的电压值来求取燃油 蓄存器（102)中的压力的估算大小； -根据在所求取的压力估算大小和压力预定值之间的差来调节电泵（103)。
5. -种燃油输送系统，包括： -燃油箱（101); -被转速调节的或者被转速控制的电泵（103)，该电泵设置在燃油箱（101)的内部，以 便把燃油从燃油箱（101)输送到燃油蓄存器（102); -压力蓄存器（106)，该压力蓄存器分别液压地与电泵（103)和燃油蓄存器（102)耦接， 且液压地设置在电泵（103)与燃油蓄存器（102)之间，其中该压力蓄存器（106)设置在燃油 箱（101)的内部。
6. 如权利要求5所述的燃油输送系统，包括： -根据权利要求1~4中任一项的装置，该装置与电泵（103)耦接，以便调节或控制电泵 (103)的转速。
7. 如权利要求5或6中任一项所述的燃油输送系统，其中，电泵（103)被设计用来提供 燃油蓄存器（102)中的高于100巴的压力。
8. -种用于使得燃油输送系统（100)工作的方法，该燃油输送系统带有电泵（103)，该 电泵设置在燃油箱（101)的内部，以便把燃油从燃油箱（101)输送到燃油蓄存器（102)，包 括： -根据燃油蓄存器（102)中的压力预定值来调节或控制电泵（103)的转速。
9. 如权利要求8所述的方法，包括： -获取燃油蓄存器（102)中的实际压力； -求取所获取的实际压力与压力预定值之间的差； -根据所求取的差来调节电泵（103)的转速。
10. 如权利要求8所述的方法，包括： -根据预定的压力来求取电泵（103)的电流值； -对电泵（103)施加以所求取的电流值，由此控制电泵（103)的转速。
11. 如权利要求8所述的方法，包括： -求取电泵（103)上的电流值； -求取电泵（103)上的电压值； -根据所求取的电流值和所求取的电压值来求取燃油蓄存器（102)中的压力的估算大 小； -根据所求取的估算大小来调节电泵（103)的转速。
【文档编号】F02D41/38GK104053893SQ201280068015
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2012年11月22日 优先权日:2011年11月24日
【发明者】S.约纳斯, J.布格多夫 申请人:大陆汽车有限公司