CN104854332A - 用于操作高压燃料泵的方法和装置及系统 - Google Patents

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Abstract

为了利用燃料储存高压燃料储物器（7）中的液压能量的目的，在独立于预定的马达转速并且独立于预定的燃料需求的情况下以依赖于高压燃料泵（5）的预定效率范围的方式，操作车辆的高压燃料储物器（7）的高压燃料泵（5）。

Description

用于操作高压燃料泵的方法和装置及系统
技术领域
本发明首先涉及一种用于操作高压燃料泵的方法，其次涉及一种用于操作高压燃料泵的相应装置及具有该装置的相应系统。
背景技术
车辆常常具有高压燃料储物器（accumulator）和高压燃料泵。这里，被称为共轨（common rail）的高压燃料储物器的功用是储存能够在基本恒定压力下进行多次喷射的燃料体积。
发明内容
本发明所基于的目的首先是提供一种用于操作高压燃料储物器的高压燃料泵的方法，其次是提供一种用于操作高压燃料储物器的高压燃料泵的装置，该方法或装置有助于液压能量在高压燃料储物器中的简单储存。
该目的是通过专利的独立权利要求的特征而实现。在从属权利要求中描述了本发明优选的改进的特征。
本发明的特征首先在于一种用于操作车辆高压燃料储物器的高压燃料泵的方法，其次在于一种用于操作高压燃料泵的相应装置以及一种具有该装置、高压燃料泵和高压燃料储物器的相应系统。高压燃料泵是在独立于预定的发动机转速并且独立于预定的燃料需求的情况下以依赖于高压燃料泵的预定的效率程度的范围的方式而操作，以便利用高压燃料储物器中的燃料来储存液压能量。
预定的效率程度的范围是例如其中高压燃料泵具有非常高的效率程度的范围，也就是说例如超过50%的效率程度。这里，效率程度取决于例如输送量和/或在高压燃料储物器中占优势的流体压力和/或连接到高压燃料泵的供给管线中的流体压力，因此可以例如通过测量输送量和/或高压燃料储物器中的流体压力和/或供给管线中的流体压力来检查效率程度。
因此，只有当其正在非常高效率地工作时才对高压燃料泵加以操作。高压燃料泵不是以依赖于发动机转速的方式而操作，并且不是以依赖于预定燃料需求的方式而操作。因此能够始终在具有非常高的效率程度的范围内操作高压燃料泵。因此，能够在独立于发动机转速并且独立于燃料需求的情况下以简单的方式将液压能量储存在高压燃料储物器中，所述液压能量可以随后被用于例如喷射操作。然而，作为替代方案或者附加方案，所述液压能量还可以用于其它用途。
为了储存大量的液压能量，有利的是例如使用大于常规高压储物器的高压燃料储物器，也就是说，例如具有至少40 cm3容积的高压燃料储物器。
根据一个优选改型，利用回收的能量来操作高压燃料泵。
例如，如果所述回收的能量不能以其它方式被利用（例如因为车辆不具有为此目的而提供的电能储存装置并且/或者因为为此目的而提供的电能储存装置已完全被充满），则利用回收的能量来操作高压燃料泵。因此，可以利用回收的能量，从而将其转化成液压能量并存储该液压能量。因此，可以实现车辆的非常高的能量效率。
根据另一个优选改型，回收的能量包括通过制动能量回收所获得的能量。
可以采用简单的方式回收能量，具体地通过制动能量回收。为此目的，例如利用发电机将在制动能量情况下所产生的机械能转化成电能，并且利用高压燃料泵以液压能量的形式将该机械能储存在高压燃料罐中。
根据另一个优选改型，回收的能量包括通过排气热回收所获得的能量。
可以采用简单的方式通过排气热回收而回收能量。为此目的，例如利用热力学循环经由涡轮机将排气热转化成机械能，并且利用发电机将该机械能例如转化成电能，并且利用高压燃料泵以液压能量的形式将该机械能储存在高压燃料罐中。
根据另一个优选改型，高压燃料储物器另外还具有压力罐，用于储存液压能量。
因此，能够储存特别大量的液压能量。压力罐例如是隔膜式储物器。该压力罐具有例如至少1升的容积。
根据另一个优选改型，高压燃料泵可以机械联接到电机，用于操作高压燃料泵。
因此，可以非常简单地利用电能来操作高压燃料泵。因此，也能够非常简单地利用回收的能量（例如利用回收的制动能量和/或回收的排气热能）来操作高压燃料泵。
根据另一个优选改型，高压燃料泵构造成可以采用高压燃料泵的形式或者采用液压马达的形式而操作的液压机。高压燃料泵可以机械联接到电机，以便利用储存在高压燃料储物器中的液压能量来驱动电机。高压燃料泵是采用液压马达的形式以依赖于能量需求的方式而操作。
因此，在能量需求的情况下，可以简单地利用采用液压马达形式而操作的高压燃料泵和以此方式采用发电机形式而操作的电机并以简单的方式将所储存的液压能量转化成电能。因此，有可能不仅将所储存的液压能量用于喷射到内燃发动机中，而且例如还能够用于车辆中的电器和/或用于给电能储存装置充电。
根据另一个优选改型，利用高压燃料储物器中的燃料所储存的液压能量被提供用于在没有直接补充或者尤其在没有借助于高压燃料泵的燃料补充的情况下来操作内燃发动机。如果例如利用内燃发动机机械地驱动高压燃料泵，那么可以使高压燃料泵与内燃发动机分离，例如通过机械和/或液压和/或磁联接，由此可以仅从高压燃料储物器和/或压力罐来向内燃发动机的喷射器加以提供。因此，例如可以减少在高压燃料泵处的阻力损失。
除了高压燃料泵、装置和高压燃料储物器以外，所述系统具有例如压力罐和/或电机。
附图说明
在下文中利用示意图来更详细地说明本发明的示例性实施例。在附图中：
图1示出了具有高压燃料泵的系统，并且
图2示出了用于操作高压燃料泵的流程图。
具体实施方式
图1示出了系统1。该系统1具有车辆的高压燃料泵5。
高压燃料泵5例如在汽油的情况下构造成产生高达200巴的压力，并且在柴油的情况下产生高达2500巴的压力。
高压燃料泵5连接到被称为共轨的高压燃料储物器7。在进口侧，高压燃料泵5例如经由过滤器15连接到燃料罐10。
另外，高压燃料泵5可以机械联接到例如电机17。电机17构造成例如电马达。这样，可以由电机17驱动高压燃料泵5。
高压燃料泵5构造成例如液压机，该液压机可以采用高压燃料泵的形式或者采用液压马达的形式而操作。在这种情况下，作为替代方案或者附加方案，电机17构造成发电机。因此，高压燃料泵5可以驱动采用液压马达形式的电机17，用于将液压能量转化成电能。
此外，高压燃料储物器7另外还具有例如用于储存液压能量的压力罐9。压力罐9例如是隔膜式储物器。压力罐9具有例如至少1升的压力容积。
高压燃料储物器7另外还连接到用于操作车辆的内燃发动机的多个喷射阀20。
为了操作高压燃料泵5，而将高压燃料泵5连接到控制装置30。控制装置30也可以被称为用于操作高压燃料泵的装置。控制装置30包括计算机单元、程序和数据存储器以及至少一个接口，其经由该接口联接到高压燃料泵5以便控制该高压燃料泵5。此外，控制装置30可以连接到电机17以便控制该电机17。计算机单元和/或程序和数据存储器可以构造成在一个单元中并且/或者分布在多个单元中。
为了操作高压燃料泵5，而将程序优选地存储在控制装置30的程序和数据存储器中，可以在车辆操作期间执行该程序。在下文中利用图2的流程图更详细地说明该程序。
程序开始于步骤S1，其中可以任选地将变量初始化。
在步骤S3中，确定目前正在操作高压燃料泵5的效率程度W。这是例如考虑在高压燃料泵5进口侧的流体压力和/或高压燃料储物器7中的流体压力和/或流体的输送量而确定。
在步骤S5中，检查预定效率程度W是否在预定效率程度范围内。预定效率程度的范围例如是其中高压燃料泵5具有非常高的效率程度W的范围（也就是说，例如超过50%的效率程度W）。如果效率程度W不在该效率程度范围内，那么程序在步骤S7中继续。如果在该效率程度范围内，那么程序在步骤S9中继续。
在步骤S7中，独立于预定的发动机转速并且独立于在高压燃料泵5的预定的效率程度范围内的预定燃料需求而操作高压燃料泵5，从而利用高压燃料储物器7中和/或压力罐9中的燃料来储存液压能量。为此目的，例如利用例如之前被关闭的高压燃料泵5的进口阀、或者通过暂时地更加接近高压燃料泵5的泵活塞的下止点，而增加高压燃料泵5的输送量。这样，可以将液压能量储存在高压燃料储物器7和/或压力罐9中。
例如，在步骤S7中利用回收的能量（例如回收的制动能量和/或回收的排气热能）来操作高压燃料泵5。例如，如果所述回收的能量不能以其它方式被利用（例如因为车辆不具有为此目的而提供的电能储存装置并且/或者因为为此目的而提供的电能储存装置已被完全充满），则利用回收的能量操作高压燃料泵5。
在下一个步骤S9中，检查是否存在能量需求E。如果存在能量需求E，那么程序在步骤S11中继续。如果不存在能量需求E，那么程序在步骤S3中继续。
在步骤S11中，采用液压马达的形式以依赖于能量需求E的方式来操作高压燃料泵5，从而驱动采用发电机形式的电机17并因此将液压能量转化成电能。高压燃料泵5是采用液压马达的形式而操作，例如直到不再有能量需求E并且/或者直到在高压燃料储物器7中达到预定的压力下限。例如，由此所产生的电能可以用于车辆中的电器和/或用于给电能储存装置充电。
随后，程序在步骤S3中继续。
也可以在两个独立的程序中实现高压燃料泵5的两个功能，也就是说采用高压泵形式的操作和采用液压马达形式的操作，在这里程序必须确保不能在相同时间执行这两个功能。
作为将液压能量转化成电能的替代方案或者附加方案，车辆的内燃发动机还可以利用经由喷射器20所喷射的高压燃料储物器7和/或压力罐9中的燃料而进行操作。
这样，除了用作用于操作内燃发动机的高压燃料储物器7以外，高压燃料储物器7和/或压力罐9还可以用作液压能量储存装置，例如没有直接补充或者没有利用高压燃料泵5的燃料加以补充，因此例如可以提高车辆的能量效率。
如果例如利用内燃发动机机械地驱动高压燃料泵5，那么可以例如借助于机械和/或液压和/或磁联接而使高压燃料泵5与内燃发动机分离，由此可以仅从高压燃料储物器7和/或压力罐9中来向喷射器加以提供。因此，例如可以减小在高压燃料泵5处的阻力损失。
附图标记的列表
5    高压燃料泵
7  高压燃料储物器
9  压力罐
10 燃料罐
15 过滤器
17 电机
20 喷射器
30 控制装置
W  效率程度
E  能量需求

Claims (11)

1. 一种用于操作车辆的高压燃料储物器（7）的高压燃料泵（5）的方法，在所述方法中，所述高压燃料泵（5）是独立于预定的发动机转速并且独立于预定的燃料需求以依赖于所述高压燃料泵（5）的预定主动范围的方式而操作，从而利用所述高压燃料储物器（7）中的所述燃料来储存液压能量。
2. 如权利要求1所述的方法，利用回收的能量来操作所述高压燃料泵（5）。
3. 如权利要求2所述的方法，所述回收的能量包括通过制动能量回收所获得的能量。
4. 如权利要求2或3所述的方法，所述回收的能量包括通过排气热回收所获得的能量。
5. 如前述权利要求中任一项所述的方法，所述高压燃料储物器（7）另外还具有用于储存所述液压能量的压力罐（9）。
6. 如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述高压燃料泵（5）能够被机械联接到电机（17）以便操作所述高压燃料泵（5）。
7. 如前述权利要求中任一项所述的方法，所述高压燃料泵（5）被构造成液压机，其能够采用高压燃料泵的形式或者采用液压马达的形式而操作，并且能够被机械联接到电机（17），从而利用储存在所述高压燃料储物器（7）中的所述液压能量来驱动所述电机（17），在所述方法中，所述高压燃料泵（5）是采用液压马达的形式以依赖于能量需求（E）的方式而操作。
8. 如前述权利要求中任一项所述的方法，利用所述高压燃料储物器（7）中的所述燃料所储存的液压能量被提供用于在没有借助于所述高压燃料泵（5）的燃料直接补充的情况下来操作内燃发动机。
9. 一种用于操作高压燃料泵（5）的装置，所述装置被构造成执行如权利要求1至8中任一项所述的方法。
10. 一种系统（1），其具有如权利要求9所述的装置、高压燃料泵（5）和高压燃料储物器（7）。
11. 如权利要求10所述的系统（1），另外还具有能够被机械联接到所述高压燃料泵（5）的电机（17），所述高压燃料泵（5）被构造成能够采用高压燃料泵（5）的形式或者采用液压马达的形式而操作的液压机，能够利用其来驱动所述电机（17）。
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