DE102014224750B4 - Vacuum system for an internal combustion engine and method of operating the same - Google Patents

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Abstract

Verbrennungskraftmaschine mit einem Fluid-Reservoir und einem Fluid-Dampfspeicher, wobei der Fluid-Dampfspeicher über eine erste Verbindungsleitung mit einem Ventil verbunden ist, wobei das Ventil mit einer elektrisch angetriebenen Vakuumpumpe verbunden ist, wobei die elektrisch angetriebene Vakuumpumpe einen ersten Einlass aufweist, der zur Ausführung einer Saugfunktion ausgebildet ist und einen zweiten Einlass aufweist, der zur Ausführung einer Spülfunktion ausgebildet ist.Internal combustion engine with a fluid reservoir and a fluid vapor accumulator, wherein the fluid vapor accumulator is connected via a first connecting line to a valve, wherein the valve is connected to an electrically driven vacuum pump, wherein the electrically driven vacuum pump has a first inlet, the Execution of a suction function is formed and has a second inlet, which is designed to perform a rinsing function.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vakuumsystem in einem Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Tank und einem damit verbundenen Dampfspeicher, wobei der Dampfspeicher eine Verbindungsleitung zum Spülen aufweist, und einer elektrisch getriebenen Vakuumpumpe, deren Auslass zur Verbrennungskraftmaschine führt.The present invention relates to a vacuum system in a motor vehicle having an internal combustion engine and a tank and a steam accumulator connected thereto, wherein the steam accumulator has a connecting line for purging, and an electrically driven vacuum pump whose outlet leads to the internal combustion engine.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des Vakuumsystems.Furthermore, the invention relates to a method for operating the vacuum system.

Stand der TechnikState of the art

Um den erhöhten Anforderungen des Klimaschutzes gerecht zu werden, sehen sich die Automobilhersteller gezwungen, die CO2 Emissionen ihrer Fahrzeugflotten zu reduzieren und so den aufkommenden Normen zu entsprechen. Bis sich der Elektroantrieb technisch und wirtschaftlich nachhaltig darstellen lässt, behält der Verbrennungsmotor wohl seine dominierende Stellung als Antriebsquelle für Pkw und Nutzfahrzeuge. Begleitend zu verschiedenen Maßnahmen sollen die Reibungswiderstände der Verbrennungskraftmaschine bezüglich Wasser- und Vakuumpumpen reduziert werden. Anstatt also einen mit dem Motor mitdrehenden Antrieb für Pumpen zu verwenden, sieht man elektrische Pumpen als Lösung an, die nur bei Bedarf zugeschaltet werden und im Ruhezustand keinerlei zusätzlichen Reibwiderstand aufweisen.In order to meet the increased requirements of climate protection, car manufacturers are forced to reduce the CO 2 emissions of their vehicle fleets and thus comply with the emerging standards. Until the electric drive can be sustainably displayed technically and economically, the internal combustion engine probably retains its dominant position as a source of power for passenger cars and commercial vehicles. Accompanying various measures, the frictional resistance of the internal combustion engine with respect to water and vacuum pumps should be reduced. So instead of using a co-rotating with the motor drive for pumps, you see electric pumps as a solution that are switched on only when needed and have no additional frictional resistance at rest.

Eine elektrische Vakuumpumpe, EVP deckt dabei unter Umständen den gesamten Vakuumbedarf eines Fahrzeugs ab, speziell in Elektro-, Hybrid- und Dieselfahrzeugen, sowie bei der Benzindirekteinspritzung. Darüber hinaus kommt die EVP zum Einsatz, wenn der Verbrennungsmotor moderner Fahrzeuge kein ausreichendes Vakuum zum Betrieb des Bremskraftverstärkers und unterdruckgesteuerter Aktuatoren liefert.An electric vacuum pump, EVP, may cover the entire vacuum requirement of a vehicle, especially in electric, hybrid and diesel vehicles, as well as in gasoline direct injection. In addition, the EVP is used when the combustion engine of modern vehicles does not provide sufficient vacuum to operate the brake booster and vacuum-controlled actuators.

Durch gesteuerten und abrufbaren Unterdruck unabhängig vom Antriebsstrang, trägt eine EVP zur Reduktion des CO2 Ausstoß konventioneller Verbrennungsmotoren bei.Controlled and callable vacuum independent of the powertrain, an EPP contributes to the reduction of CO2 emissions of conventional internal combustion engines.

Weiterhin verfügen moderne Kraftfahrzeuge in der Regel über ein Tankentlüftungssystem. Die im Kraftstofftank entstehenden Kraftstoffdämpfe werden in einen Kraftstoffdampfspeicher geleitet. Der Kraftstoffdampfspeicher weist einen Aktivkohlefilter auf. Im Aktivkohlefilter werden die aus dem Kraftstoff austretenden Kohlenwasserstoffe aufgefangen und zurückgehalten. Sobald die maximale Partikelbeladung erreicht ist, muss der Aktivkohlefilter gespült werden.Furthermore, modern motor vehicles usually have a tank ventilation system. The fuel vapors generated in the fuel tank are directed into a fuel vapor storage. The fuel vapor storage has an activated carbon filter. In the activated carbon filter, the hydrocarbons emerging from the fuel are collected and retained. Once the maximum particle load is reached, the activated carbon filter must be rinsed.

Über ein Spülluftventil wird der Ansaugtrakt einer Verbrennungskraftmaschine mit dem Kraftstoffdampfspeicher verbunden und durch Unterdruck ein Volumenstrom durch den Filter gezogen. Die Kraftstoffdämpfe gelangen so in den Luftansaugbereich des Verbrennungsmotors und werden mitverbrannt.About a purge valve, the intake of an internal combustion engine is connected to the fuel vapor storage and pulled by vacuum, a volume flow through the filter. The fuel vapors thus enter the air intake area of the internal combustion engine and are burned.

Um politische Emissionsziele zu erreichen, werden oftmals sehr feine Aktivkohlefilter eingesetzt. Diese fungieren aber als Drossel gegenüber der Luftzufuhr, es wird also mehr Unterdruck zur Aufrechterhaltung eines Volumenstroms benötigt. Durch Verkleinerung der Motoren werden diese vermehrt mit offenen Drosselklappen betrieben, so dass das Niveau des Unterdrucks im Ansaugtrakt sinkt, also weniger Unterdruck für einen Spülvorgang zur Verfügung steht.In order to achieve political emission targets, very fine activated carbon filters are often used. However, these act as a throttle relative to the air supply, so it is more negative pressure needed to maintain a flow rate. By reducing the size of the engines, these are increasingly operated with open throttle valves, so that the level of negative pressure in the intake tract decreases, so less negative pressure is available for a flushing operation.

Somit muss die Spülluftfunktion über eine elektrische Spülpumpe dargestellt werden.Thus, the purge air function must be represented by an electric rinse pump.

Aus der EP 2 652 306 A1 ist eine Anordnung zum Spülen bekannt. In der Belüftungsleitung für den Kraftstoffdampfspeicher ist eine Spülluftpumpe angeordnet, die in die Ventileinheit zur Steuerung der Belüftung des Kraftstoffdampfspeichers integriert ist.From the EP 2 652 306 A1 an arrangement for rinsing is known. In the vent line for the fuel vapor storage, a purge air pump is arranged, which is integrated in the valve unit for controlling the ventilation of the fuel vapor storage.

Um die Anforderungen an CO2-Ausstoßminimierung sowie modernen Kraftstoffdampfrückführungen gerecht zu werden, werden somit unterschiedliche Pumpensysteme verwendet, die wiederum Zusatzgewicht bringen.In order to meet the requirements of CO2 emission minimization and modern fuel vapor recirculation, so different pump systems are used, which in turn bring additional weight.

DE 10 2013 216 998 A1 zeigt ein Diagnosesystem für einen Motor. Dabei wird eine Vakuumpumpe benutzt, um einen Überdruck in einem Dampfspeicher aufzubauen und so die Undichtigkeit des Kraftstoffsystems zu messen. Die Pumpe weist keinen ersten Einlass und zweiten Einlass auf. US 2010/0 000 207 A1 stellt eine kombinierte Gas- und Flüssigkeitspumpe für eine Brennkraftmaschine dar. Die Pumpe besitzt einem Einlass, der mit einer Gasquelle, einen weiteren Einlass, der mit einer Flüssigkeitsquelle verbunden ist. DE 10 2013 216 998 A1 shows a diagnostic system for a motor. In this case, a vacuum pump is used to build up a pressure in a steam accumulator and thus to measure the leakage of the fuel system. The pump has no first inlet and second inlet. US 2010/0 000 207 A1 illustrates a combined gas and liquid pump for an internal combustion engine. The pump has an inlet connected to a gas source, another inlet connected to a source of liquid.

WO 2012/007 125 A2 zeigt eine Flügelzellenpumpe mit Stator, Rotor und mehrere an dem Rotor beweglich gelagerte Flügel, die einen zwischen dem Stator und dem Rotor gebildeten Arbeitsraum in mehrere Arbeitszellen mit variierendem Volumen unterteilen. WO 2012/007 125 A2 shows a vane pump with stator, rotor and a plurality of wings movably mounted on the rotor, which divide a working space formed between the stator and the rotor into a plurality of work cells with varying volume.

Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Vakuumsystem für ein Kraftfahrzeug zu entwickeln, das verschiedenen Druckaufgaben auf einfache Weise im Fahrzeug übernimmt.It is the object of the invention to develop a vacuum system for a motor vehicle, which takes over various printing tasks in a simple manner in the vehicle.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Vakuumsystem in einem Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Tank und einem damit verbundenen Dampfspeicher, wobei der Dampfspeicher eine Verbindungsleitung zum Spülen aufweist, und einer elektrisch getriebenen Vakuumpumpe, deren mindestens ein Auslass zur Verbrennungskraftmaschine führt, wobei die elektrisch angetriebene Vakuumpumpe einen ersten Einlass aufweist, der als Anschluss an das Vakuumsystems des Fahrzeugs dient und einen zweiten Einlass, der mit der Verbindungsleitung zum Spülen des Dampfspeichers verbunden ist.The object is achieved with a vacuum system in a motor vehicle with an internal combustion engine and a tank and a steam accumulator connected thereto, wherein the steam accumulator has a connecting line for purging, and an electrically driven vacuum pump, the at least one outlet of which leads to the internal combustion engine, the electrically driven vacuum pump having a first inlet serving as connection to the vacuum system of the vehicle and a second inlet Inlet connected to the connecting pipe for purging the steam accumulator.

Durch die Integration des Spülvorgangs in eine Vakuumpumpe, die bereits im System vorgesehen ist, wird das gesamte Vakuumsystem im Kraftfahrzeug optimiert. Es wird eine zusätzliche Spülpumpe eingespart und das Gesamtsystem dadurch auch kostenmäßig optimiert.By integrating the rinsing process in a vacuum pump, which is already provided in the system, the entire vacuum system is optimized in the motor vehicle. It saves an additional flushing pump and thereby optimizes the overall system in terms of cost.

Es ist dabei von Vorteil, dass der erste und der zweite Einlass zu getrennten Druckraumeingängen in der Vakuumpumpe führen. Dadurch ist es möglich die Pumpe für die beiden Funktionen optimal zu verwenden.It is advantageous that the first and the second inlet lead to separate pressure chamber inlets in the vacuum pump. This makes it possible to optimally use the pump for the two functions.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die Druckraumeingänge auch im Arbeitsraum getrennt sind oder nur eine sehr kurze Zeit in einer Kurzschlussverbindung stehen.It is advantageous if the pressure chamber inputs are also separated in the working space or are only in a short circuit connection for a very short time.

Um den Spülvorgang optimal anzusteuern, ist vor dem zweiten Einlass ein Spülluftventil in der Verbindungsleitung zum Dampfspeicher vorgesehen.In order to optimally control the flushing process, a purge valve is provided in the connecting line to the steam accumulator in front of the second inlet.

Dabei kann das Ventil vor der Vakuumpumpe oder in der Vakuumpumpe angeordnet sein.In this case, the valve may be arranged in front of the vacuum pump or in the vacuum pump.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Steuerung der elektrischen Vakuumpumpe und des Ventils von einem gemeinsamen Steuergerät.In an advantageous embodiment, the control of the electric vacuum pump and the valve is carried out by a common control unit.

Für den Spülvorgang ist es vorteilhaft, dass die Steuerung mit dem Steuergerät das Ventil temporär öffnet.For the flushing process, it is advantageous that the controller with the control unit opens the valve temporarily.

Auch kann die Steuerung mit dem Steuergerät mindestens ein weiteres Ventil am ersten Einlass steuern.Also, the controller may control with the controller at least one other valve at the first inlet.

Das Vakuumsystem mit der Vakuumpumpe weist drei Betriebszustände auf, indem die Ventile beide geöffnet, oder das eine oder das andere geschlossen ist.The vacuum system with the vacuum pump has three operating states in which the valves are both opened or one or the other is closed.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass die Vakuumpumpe sowohl einen Funktion zur Herstellung von Vakuum für Verbraucher im Kraftfahrzeug als auch eine Funktion zum Spülen eines Dampfspeichers ausführt.The inventive method has the advantage that the vacuum pump performs both a function for the production of vacuum for consumers in the motor vehicle and a function for purging a vapor accumulator.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Erfindung wird in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.The invention is illustrated in the figures and explained in more detail in the following description.

1 zeigt einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Systems 1 shows a schematic structure of the system according to the invention

2 und 3 zeigen jeweils einen Schnitt durch eine Ausführungsform einer Vakuumpumpe mit Rotor in unterschiedlichen Stellungen. 2 and 3 each show a section through an embodiment of a vacuum pump with rotor in different positions.

In der 1 ist schematisch ein Vakuumsystem 40 dargestellt, das die erfindungsgemäße Lösung benutzt. Eine Verbrennungskraftmaschine 30 weist eine Ansaugseite 31 und eine Abgasseite 32 auf. Die Verbrennungskraftmaschine 30 ist über eine Kraftstoffzufuhr 34 mit einem Tank 33 verbunden, an dem schematisch eine Einfülleinheit skizziert ist. Dem Tank 33 zugeordnet ist ein Dampfspeicher 35, der einen Aktivkohlefilter enthält. An der Verbrennungskraftmaschine 30 ist eine Vakuumpumpe 1 angeordnet, deren Auslass 17 direkt mit dem Kurbelgehäuse 26 der Verbrennungskraftmaschine verbunden ist. Das ist aber nur ein Ausführungsbeispiel, der Auslass 17 wird ganz allgemein mit der Ansaugseite der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Eingangsseitig, also auf der Ansaugseite ist die Vakuumpumpe 1 mit einem Verbraucher 14 über einen ersten Einlass 15 verbunden. Vor dem Einlass 15 ist beispielhaft ein Eingangsventil 41 angeordnet. Die Vakuumpumpe 1 weist einen zweiten Einlass 16 auf. Der zweite Einlass 16 steht über eine Verbindungsleitung 37 und ein Spülluftventil 38 mit dem Dampfspeicher zu 35 in Verbindung.In the 1 is schematically a vacuum system 40 represented, which uses the solution according to the invention. An internal combustion engine 30 has a suction side 31 and an exhaust side 32 on. The internal combustion engine 30 is about a fuel supply 34 with a tank 33 connected, on which schematically a filling unit is sketched. The tank 33 assigned is a steam storage 35 containing an activated carbon filter. At the internal combustion engine 30 is a vacuum pump 1 arranged, whose outlet 17 directly with the crankcase 26 the internal combustion engine is connected. But that is just one example, the outlet 17 is generally connected to the intake side of the internal combustion engine. On the inlet side, so on the suction side is the vacuum pump 1 with a consumer 14 via a first inlet 15 connected. Before the inlet 15 is an example of an input valve 41 arranged. The vacuum pump 1 has a second inlet 16 on. The second inlet 16 is over a connecting line 37 and a purge valve 38 with the steam storage too 35 in connection.

Ein Steuergerät 39 ist über Steuerleitungen sowohl mit dem Spülluftventil 38 als auch mit der Vakuumpumpe 1 verbunden. Weiterhin weist er eine Verbindung zum Eingangsventil 41 auf. Diese Ausführungsform ist ebenfalls beispielhaft, es ist auch möglich getrennte Steuerungen für das Spülluftventil und die Vakuumpumpe bereitzustellen.A control unit 39 is via control lines both with the purge valve 38 as well as with the vacuum pump 1 connected. Furthermore, it has a connection to the input valve 41 on. This embodiment is also exemplary, it is also possible to provide separate controls for the purge air valve and the vacuum pump.

In 2 ist eine Vakuumpumpe 1 schematisch im Querschnitt dargestellt. Die Ausführungsform ist beispielhaft und die Erfindung nicht auf eine Vakuumpumpe in dieser beispielhaften Ausführung beschränkt. Die zuvor definierten Einlässe 15 und 16 sowie der Auslass 17 stehen mit den jeweiligen Arbeitsraum- Ein- und Auslässe der Vakuumpumpe in Verbindung. Die bauliche Ausgestaltung des Gehäuses und der Anschluss an die von der Systemseite definierten Einlässe und den Auslass erfolgt dabei nach fachmännischem Wissen.In 2 is a vacuum pump 1 shown schematically in cross section. The embodiment is exemplary and the invention is not limited to a vacuum pump in this exemplary embodiment. The previously defined inlets 15 and 16 as well as the outlet 17 communicate with the respective working chamber inlets and outlets of the vacuum pump. The structural design of the housing and the connection to the inlets defined by the system side and the outlet is carried out according to expert knowledge.

Die Vakuumpumpe 1 umfasst ein Gehäuse mit einem Magnetring 2 mit einer Umlaufkontur 4, die auch als Hubkontur bezeichnet wird. Innerhalb des Magnetrings 2 ist ein Rotor 5 drehbar gelagert, der sich im Betrieb in einer Betriebsdrehrichtung dreht, die durch einen Pfeil 6 angedeutet ist.The vacuum pump 1 includes a housing with a magnetic ring 2 with a circulation contour 4 , which is also referred to as Hubkontur. Within the magnetic ring 2 is a rotor 5 rotatably mounted, which rotates in operation in an operating direction of rotation, which is indicated by an arrow 6 is indicated.

In einem Flügelaufnahmeschlitz des Rotors 5 ist ein Flügel 8 innerhalb der Umlaufkontur 4 verschiebbar geführt. An den Enden des Flügels 8 ist eine Kappe 9 angebracht, die an der Umlaufkontur 4 anliegen. Der Laufring 23 weist in dieser Ausführung zwei nasenartige radiale Ausbildungen 20 auf, wobei sich die Flügel mit der Kappe 9 zusammen mit dem Rotor 5 in einem Schmiegespalt 25 anschmiegen.In a wing receiving slot of the rotor 5 is a grand piano 8th within the circulation contour 4 slidably guided. At the ends of the wing 8th is a cap 9 attached to the circulating contour 4 issue. The race 23 has in this embodiment, two nose-like radial formations 20 on, with the wings with the cap 9 together with the rotor 5 in a Schmiegespalt 25 nestle.

Durch den Rotor 5 und den Flügel 8 wird ein Arbeitsraum der Vakuumpumpe 1 in dem Gehäuse 2 in einen Saugraum 23 in der linken Pumpenhälfte und einen Druckbereich oder Druckraum 21 in der rechten Pumpenhälfte unterteilt. Der Saugraum 23 steht mit einem ersten Druckraum-Eingang 11 der Vakuumpumpe 1 in Verbindung. Über den ersten Druckraum-Eingang 11 wird ein Arbeitsmedium, insbesondere Luft, in den Saugraum 23 eingesaugt und aus dem Druckraum 21 heraus gefördert.Through the rotor 5 and the wing 8th becomes a working space of the vacuum pump 1 in the case 2 in a suction room 23 in the left pump half and a pressure range or pressure chamber 21 divided in the right pump half. The suction room 23 stands with a first pressure room entrance 11 the vacuum pump 1 in connection. About the first pressure chamber entrance 11 is a working medium, in particular air, in the suction chamber 23 sucked in and out of the pressure chamber 21 sponsored out.

Die Vakuumpumpe, die wegen ihres einen Flügels auch als Monoflügelzellenpumpe bezeichnet wird, wird dazu verwendet, einen Unterdruck, das heißt ein Vakuum, an einem Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs anzulegen. Bei dem Verbraucher 14 handelt es sich beispielsweise um den genannten Bremskraftverstärker.The vacuum pump, which is also referred to as a monoflügelzellenpumpe because of its one wing, is used to apply a negative pressure, that is, a vacuum, to a brake booster of a motor vehicle. At the consumer 14 This is, for example, the aforementioned brake booster.

Der Druckraum 21 steht über einen Druckraum-Ausgang 18, mit dem Auslass 17 und beispielsweise mit einem Kurbelgehäuse 26 oder einfach nur der Ansaugseite einer Verbrennungskraftmaschine 30 eines Kraftfahrzeugs in Verbindung. Über den Druckraumausgang 18 wird das durch den Flügel 8 mit Druck beaufschlagte Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum der Vakuumpumpe 1 ausgeschoben, wobei die Zwischenschaltung eines Rückschlagventils möglich ist.The pressure room 21 stands over a pressure room exit 18 , with the outlet 17 and for example with a crankcase 26 or just the intake side of an internal combustion engine 30 a motor vehicle in connection. Via the pressure chamber outlet 18 that will be through the wing 8th pressurized working fluid from the working space of the vacuum pump 1 pushed out, the interposition of a check valve is possible.

Erfindungsgemäß weist die Vakuumpumpe einen zweiten Druckraum-Eingang 12 auf, der beabstandet vom ersten Druckraumeingang 11 angeordnet ist. Der erste Druckraumeingang 11 ist dabei mit dem ersten Einlass 15 der Vakuumpumpe verbunden und der zweite Druckraumeingang 12 mit dem zweiten Einlass 16. In der 2 befindet sich der Flügel 8 in einer Position, in der die beiden Druckraum-Eingänge voneinander getrennt sind. In der 3 befindet sich der Flügel 8 in einer Position, in der die beiden Druckraum-Eingänge 11,12 in einer Kurzschlussposition sind. Sobald der Flügel in der Drehrichtung des Pfeils 6 über den zweiten Druckraumeingang, ist die Kurzschlussposition beendet.According to the invention, the vacuum pump has a second pressure chamber inlet 12 spaced from the first pressure chamber entrance 11 is arranged. The first print room entrance 11 is with the first inlet 15 connected to the vacuum pump and the second pressure chamber inlet 12 with the second inlet 16 , In the 2 is the wing 8th in a position where the two pressure chamber inputs are separated. In the 3 is the wing 8th in a position where the two pressure chamber inputs 11 . 12 are in a short circuit position. Once the wing in the direction of rotation of the arrow 6 via the second pressure chamber input, the short-circuit position is completed.

Um das erfindungsgemäße Vakuumsystem optimal zu betreiben, fällt der Steuerung der Vakuumpumpe eine große Rolle zu.To operate the vacuum system according to the invention optimally, the control of the vacuum pump plays a major role.

Da die elektrische Vakuumpumpe im Gegensatz zur mechanischen Vakuumpumpe nicht von der Motordrehzahl der Verbrennungskraftmaschine abhängt, kann ihr Fördervolumen nach Bedarf eingestellt werden.Since the electric vacuum pump in contrast to the mechanical vacuum pump does not depend on the engine speed of the internal combustion engine, its delivery volume can be adjusted as needed.

Die Ansteuerung kann die Leistungsaufnahme die Leistungsaufnahme der Vakuumpumpe 1 hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs im Fahrzyklus eines Kraftfahrzeugs optimieren und die Pumpe bei Nichtgebrauch teilweise deaktivieren. Wird im Vakuumsystem zusätzlicher Unterdruck angefordert, beispielsweise bei eingeleiteten Bremsvorgängen, kann die Vakuumpumpe in einfacher Art und Weise auf ihrer optimales Fördervolumen hochgefahren werden.The control can be the power consumption the power consumption of the vacuum pump 1 optimize fuel consumption in the driving cycle of a motor vehicle and partially disable the pump when not in use. If additional vacuum is requested in the vacuum system, for example when braking operations are initiated, the vacuum pump can be raised in a simple manner to its optimum delivery volume.

Die elektrische Vakuumpumpe wird über einen BLDC-Motor angetrieben und kann über die Elektronik drehzahlgesteuert werden. Die Drehzahlsteuerung ermöglicht konstante Durchflüsse, wenn den normalen Aufgaben der Vakuumpumpe weitere Funktionen, in diesem Fall die Spülluftfunktion dazu geschaltet wird.The electric vacuum pump is driven by a BLDC motor and can be speed controlled via the electronics. The speed control allows constant flow rates when the normal tasks of the vacuum pump other functions, in this case the purge air function is switched to it.

Im Gegensatz zu einer elektrischen Vakuumpumpe mit Bürstenmotor erfolgt keine Drehzahländerung durch Änderung des Drehmomentes, wenn sowohl Spülluftfunktion als auch normale Vakuumfunktion im Betrieb sind.Unlike a brush-motor electric vacuum pump, there is no change in speed due to a change in torque when both purge air and normal vacuum functions are in operation.

Das Spülluftventil 38 ist in dieser Ausführungsform nicht Umfang der elektrischen Vakuumpumpe, sondern befindet sich in der Verbindungsleitung 37. In einer alternativen Ausführungsform ist das Spülluftventil 38 dagegen am zweiten Einlass 16 an der Vakuumpumpe integriert.The purge valve 38 is in this embodiment not scope of the electric vacuum pump, but is located in the connecting line 37 , In an alternative embodiment, the purge valve is 38 on the other hand at the second inlet 16 integrated on the vacuum pump.

Die Ansteuerung des Vakuumsystems erfolgt über das Steuergerät 39. Während des Betriebes der Vakuumpumpe oder eine Anforderung an einen Spülvorgang ist das Spülluftventil 38 geschlossen, das Eingangsventil 41 dagegen zum Verbraucher 14 geöffnet. Damit kann die Vakuumpumpe eine optimale Evakuierung des Verbrauchers beispielsweise des Bremskraftverstärkers erreichen.The control of the vacuum system via the control unit 39 , During operation of the vacuum pump or a request for a flushing process is the purge valve 38 closed, the input valve 41 against the consumer 14 open. Thus, the vacuum pump can achieve optimal evacuation of the consumer, for example, the brake booster.

Sollte eine Anforderung an das Spülen des Dampfspeichers vorliegen, gibt es zwei mögliche Ausführungsformen. In einer ersten Ausführung wird das Eingangsventil 41 auf der Saugseite und am ersten Einlass 15 der Vakuumpumpe geschlossen. Das Spülluftventil 38 öffnet sich und der Aktivkohlefilter im Dampfspeicher 35 ist allein an die Vakuumpumpe angeschlossen. Das restliche Vakuumsystem ist abgekoppelt und wird in diesem Zustand nicht weiter mit Unterdruck versorgt.Should there be a request to rinse the vapor storage, there are two possible embodiments. In a first embodiment, the input valve 41 on the suction side and at the first inlet 15 closed the vacuum pump. The purge valve 38 opens and the activated carbon filter in the steam storage 35 is connected to the vacuum pump alone. The rest of the vacuum system is uncoupled and will not continue to be supplied with negative pressure in this state.

Alternativ dazu ist es möglich, beide Ventile 38 und 41 zu öffnen. In diesem Modus ist es der Vakuumpumpe möglich, sowohl die Spülfunktion auszuführen, als auch eine Saugfunktion und damit Unterdruck für einen Verbraucher zur Verfügung zu stellen. Die Saugfunktion und der Unterdruck für den Verbraucher können dabei in Abhängigkeit von der Drehzahl, beispielsweise bis zur Hälfte reduziert werden.Alternatively, it is possible to use both valves 38 and 41 to open. In this mode it is possible for the vacuum pump to perform both the flushing function and to provide a suction function and thus negative pressure for a consumer. The suction and the negative pressure for the consumer can be reduced depending on the speed, for example, up to half.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Vakuumpumpevacuum pump
22
Magnetringmagnetic ring
44
Umlaufkonturperipheral contour
55
Rotorrotor
66
Pfeilarrow
88th
Flügelwing
99
Kappecap
1111
erster Druckraum-Eingangfirst pressure chamber entrance
1212
zweiter Druckraum-Eingangsecond pressure chamber input
1414
Verbraucherconsumer
1515
erster Einlassfirst inlet
1616
zweiter Einlasssecond inlet
1717
Auslassoutlet
1818
Druckraum-AusgangPressure chamber output
2020
Ausbildungentraining
2121
Druckraumpressure chamber
2222
Saugraumsuction
2323
Laufringrace
2525
SchmiegespaltSchmiegespalt
2626
Kurbelgehäusecrankcase
3030
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
3131
Ansaugseitesuction
3232
Abgasseiteexhaust side
3333
Tanktank
3434
KraftstoffzuführungFuel supply
3535
Dampfspeichersteam accumulator
3636
Verbindungconnection
3737
Verbindungsleitungconnecting line
3838
Spülluftventilpurge valve
3939
Steuergerätcontrol unit
4040
Vakuumsystemvacuum system
4141
Eingangsventilinlet valve

Claims (12)

Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine (30) und einem Tank (33) und einem damit verbundenen Dampfspeicher (35), wobei Dampfspeicher (35) eine Verbindungsleitung (37) zum Spülen aufweist, und einer elektrisch getriebenen Vakuumpumpe (1), deren mindestens eine Auslass (17) zur Verbrennungskraftmaschine oder zum Ansaugtrakt führt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch angetriebene Vakuumpumpe (1) einen ersten Einlass (15) aufweist, der als Anschluss an das Vakuumsystems des Fahrzeugs dient und einen zweiten Einlass (16), der mit der Verbindungsleitung (37) zum Spülen des Dampfspeichers (35) verbunden ist.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle having an internal combustion engine ( 30 ) and a tank ( 33 ) and an associated steam storage ( 35 ), whereby steam storage ( 35 ) a connection line ( 37 ) for rinsing, and an electrically driven vacuum pump ( 1 ) whose at least one outlet ( 17 ) leads to the internal combustion engine or the intake tract, characterized in that the electrically driven vacuum pump ( 1 ) a first inlet ( 15 ), which serves as a connection to the vacuum system of the vehicle and a second inlet ( 16 ) connected to the connecting line ( 37 ) for rinsing the steam storage ( 35 ) connected is. Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Einlass (15, 16) zu getrennten Druckraumeingängen (11, 12) führen.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to claim 1, characterized in that the first and the second inlet ( 15 . 16 ) to separate pressure chamber inlets ( 11 . 12 ) to lead. Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckraumeingänge (11, 12) auch im Arbeitsraum getrennt sind.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to claim 2, characterized in that the pressure chamber inlets ( 11 . 12 ) are also separated in the work space. Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckraumeingänge (11, 12) nur die Zeit in einer Kurzschlussverbindung stehen bis sich ein Flügel (8) über den zweiten Druckraumeingang (12) dreht.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to claim 2, characterized in that the pressure chamber inlets ( 11 . 12 ) only the time in a short-circuit connection until a wing ( 8th ) via the second pressure chamber inlet ( 12 ) turns. Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Einlass (16) mit einem Spülluftventil (38) in der Verbindungsleitung (37) zum Dampfspeicher (35) versehen ist.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the second inlet ( 16 ) with a purge valve ( 38 ) in the connection line ( 37 ) to the steam storage ( 35 ) is provided. Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülluftventil (38) vor der Vakuumpumpe (1) oder in der Vakuumpumpe (1) angeordnet ist.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to claim 5, characterized in that the purge valve ( 38 ) in front of the vacuum pump ( 1 ) or in the vacuum pump ( 1 ) is arranged. Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung mindestens ein weiteres Ventil (41) am ersten Einlass (15) steuertVacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a control at least one further valve ( 41 ) at the first inlet ( 15 ) controls Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der elektrischen Vakuumpumpe und mindestens eines der Ventile von einem gemeinsamen Steuergerät (39) erfolgt.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to claim 7, characterized in that the control of the electric vacuum pump and at least one of the valves by a common control device ( 39 ) he follows. Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung das Spülluftventil (38) temporär öffnet.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to claim 7 or 8, characterized in that the control of the purge valve ( 38 ) opens temporarily. Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuumsystem drei Betriebszustände für die Vakuumpumpe (1) aufweist, indem die Ventile (38, 41) beide geöffnet, oder das eine oder das andere geschlossen ist.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to claim 6 to 9, characterized in that the vacuum system three operating conditions for the vacuum pump ( 1 ) by the valves ( 38 . 41 ) both open, or one or the other is closed. Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe (1) von einem BLDC Motor getrieben ist.Vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the vacuum pump ( 1 ) is driven by a BLDC motor. Verfahren zum Betrieb eines Vakuumsystem (40) in einem Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe (1) sowohl eine Funktion zur Herstellung von Vakuum für Verbraucher (14) im Kraftfahrzeug als auch eine Funktion zum Spülen eines Dampfspeichers (35) eines Tanks (33) ausführt.Method for operating a vacuum system ( 40 ) in a motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the vacuum pump ( 1 ) both a function for the production of vacuum for consumers ( 14 ) in the motor vehicle as well as a function for purging a vapor accumulator ( 35 ) of a tank ( 33 ).
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