用于機(jī)動(dòng)車輛應(yīng)用的產(chǎn)生真空的系統(tǒng)、泵和方法
【專利摘要】一種真空產(chǎn)生系統(tǒng)，特別是用于混合驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的應(yīng)用，包括布置成根據(jù)利用裝置(15)中的真空狀況和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(11)或電動(dòng)馬達(dá)(12)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的真空泵(10)。還提供用于這種系統(tǒng)的泵和通過使用該系統(tǒng)產(chǎn)生真空的方法。
【專利說明】用于機(jī)動(dòng)車輛應(yīng)用的產(chǎn)生真空的系統(tǒng)、泵和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及真空泵，并更特別是涉及用于汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用的產(chǎn)生真空的系統(tǒng)、 可以在這種系統(tǒng)中使用的真空泵和通過使用該系統(tǒng)和泵產(chǎn)生真空的方法。
[0002] 優(yōu)選地，本發(fā)明旨在用于具有混合驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車輛，即裝備有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng) 馬達(dá)的機(jī)動(dòng)車輛。

【背景技術(shù)】
[0003] 機(jī)動(dòng)車輛中的多種裝置需要減壓以便操作。一個(gè)例子是制動(dòng)增壓器。在大多數(shù)當(dāng) 前車輛中，減壓通過真空泵產(chǎn)生，在減壓已經(jīng)產(chǎn)生之后，真空泵被操作以補(bǔ)償利用裝置的真 空消耗和損失。
[0004] 在混合驅(qū)動(dòng)車輛中，傳統(tǒng)上使用兩個(gè)獨(dú)立真空源以用于這種目的，即通過內(nèi)燃發(fā) 動(dòng)機(jī)操作的泵（"機(jī)械泵"）和通過電動(dòng)馬達(dá)操作的泵（"電動(dòng)泵"）。這種解決方案在內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)也允許產(chǎn)生真空，但是這造成泵加倍，并因此造成成本增加。此外，傳統(tǒng)機(jī) 械泵（如果它們?cè)O(shè)計(jì)有在發(fā)動(dòng)機(jī)的低轉(zhuǎn)動(dòng)速度下滿足空氣排空速度的要求的特征）將在較 高轉(zhuǎn)動(dòng)速度下具有過大尺寸，并且這造成更高的功率吸收以及更高的消耗和更高的環(huán)境污 染。而且，電動(dòng)泵相對(duì)昂貴，并難以管理，并且通常它們進(jìn)行干操作并因此具有較低可靠性 和較短持續(xù)時(shí)間。
[0005] US 2010/0230187公開一種用于混合驅(qū)動(dòng)車輛的真空泵，該泵只通過電動(dòng)馬達(dá)操 作，電動(dòng)馬達(dá)繼而可通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。泵具有可變輸送率，并與真空控制驅(qū)動(dòng)器相關(guān)， 該真空控制驅(qū)動(dòng)器在真空累積器中的真空水平足夠時(shí)使泵關(guān)閉。在電操作車輛的長(zhǎng)期間歇 運(yùn)動(dòng)的情況下，需要由自身電動(dòng)馬達(dá)操作的輔助泵。
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于汽車應(yīng)用的產(chǎn)生真空的系統(tǒng)和方法，以及用于這 種系統(tǒng)的泵，消除了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明，這可以通過使用真空泵來實(shí)現(xiàn)，真空泵能夠連接到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（此 后還稱為"熱發(fā)動(dòng)機(jī)"）以及優(yōu)選地專用于泵的電動(dòng)馬達(dá)，并根據(jù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況和利 用裝置中的真空狀況通過發(fā)動(dòng)機(jī)或馬達(dá)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
[0008] 在熱發(fā)動(dòng)機(jī)以低轉(zhuǎn)動(dòng)速度操作時(shí)，泵可以通過電動(dòng)馬達(dá)以這種速度驅(qū)動(dòng)，以滿足 利用裝置的真空要求。以此方式，泵排量可以減小，因此功率吸收減小，同時(shí)泵通過內(nèi)燃發(fā) 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的有利特征，電動(dòng)馬達(dá)能夠通過泵驅(qū)動(dòng)，并且在泵通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū) 動(dòng)時(shí)作為發(fā)電機(jī)操作。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一有利特征，該系統(tǒng)連接到熱發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑回路，使得泵在通過 熱發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)和通過電動(dòng)馬達(dá)電驅(qū)動(dòng)的情況下都被潤(rùn)滑。
[0011] 本發(fā)明還提供一種真空泵，其通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)或優(yōu)選專用于泵的電動(dòng)馬達(dá)獨(dú)立操 作，并且與潤(rùn)滑回路相關(guān)，潤(rùn)滑回路能夠在泵由所述發(fā)動(dòng)機(jī)操作時(shí)用熱發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)的壓力 下的潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑泵，并且在泵通過電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)時(shí)用通過泵從發(fā)動(dòng)機(jī)槽抽吸的潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑 栗。
[0012] 在替代中，獨(dú)立于泵通過發(fā)動(dòng)機(jī)還是馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，泵可以自潤(rùn)滑，并只從油槽抽吸 油。
[0013] 本發(fā)明還提供產(chǎn)生真空的方法，其包括如下步驟：
[0014] 提供能夠通過熱發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)馬達(dá)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的真空泵；
[0015] 如果利用裝置中的真空水平足夠或熱發(fā)動(dòng)機(jī)以不低于最小速度的速度操作，則通 過熱發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵；
[0016] 如果真空水平不足并且熱發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉或以低于最小速度的速度操作，則通過電動(dòng) 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 參考附圖，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從通過非限定例子給出的優(yōu)選實(shí)施方式的 以下描述中變得明白，附圖中：
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的真空產(chǎn)生系統(tǒng)的基本視圖；
[0019] 圖2是示出圖1所示的系統(tǒng)中使用的泵及其潤(rùn)滑系統(tǒng)的部件的橫截面圖；以及
[0020] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 參考圖1和2,根據(jù)本發(fā)明，真空泵送系統(tǒng)1包括真空泵10,其能夠通過熱發(fā)動(dòng)機(jī) 11或優(yōu)選專用于泵的電動(dòng)馬達(dá)12獨(dú)立操作，以便在利用裝置15中產(chǎn)生真空。在本發(fā)明的 優(yōu)選應(yīng)用中，發(fā)動(dòng)機(jī)11屬于混合驅(qū)動(dòng)車輛。電動(dòng)馬達(dá)12在需要產(chǎn)生真空并且熱發(fā)動(dòng)機(jī)11 被關(guān)閉或以不足以使泵滿足利用裝置15的要求的速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)泵，而在其他狀況，泵通 過熱發(fā)動(dòng)機(jī)11驅(qū)動(dòng)。此外，泵10連接到發(fā)動(dòng)機(jī)11的潤(rùn)滑回路16,以便在機(jī)械和電驅(qū)動(dòng)的 情況下潤(rùn)滑。
[0022] 第一單向聯(lián)接器13 (例如飛輪聯(lián)接器）布置在熱發(fā)動(dòng)機(jī)11和泵之間，以便在泵通 過電動(dòng)馬達(dá)12操作時(shí)使泵10與發(fā)動(dòng)機(jī)11脫離連接。第二飛輪單向聯(lián)接器14(只在圖1 的視圖中示出）可以設(shè)置在電動(dòng)馬達(dá)12和泵10之間，以便在熱發(fā)動(dòng)機(jī)11操作的同時(shí)使電 動(dòng)馬達(dá)12與泵10脫離連接。
[0023] 泵10優(yōu)選為轉(zhuǎn)動(dòng)正排量泵，例如葉片泵，其安裝到凸輪軸或發(fā)動(dòng)機(jī)11的驅(qū)動(dòng)軸。 由于在熱發(fā)動(dòng)機(jī)11的低轉(zhuǎn)動(dòng)速度下，例如在車輛以中檔或以低速運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的情 況下，泵10可以通過電動(dòng)馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)，如果與用于相同應(yīng)用的傳統(tǒng)機(jī)械真空泵相比，泵10 可具有減小排量。例如，泵10可具有大約50-60cm 3的排量，即設(shè)置尺寸以通常300-400rpm 的低速操作的傳統(tǒng)泵的排量的大致1/6,而電動(dòng)馬達(dá)12將以大約2500rpm操作，由此盡管泵 10的排量減小，也確保所需空氣排出能力。
[0024] 泵10的轉(zhuǎn)子20的軸線可以與驅(qū)動(dòng)軸的軸線重合，向其傳遞熱發(fā)動(dòng)機(jī)11或電動(dòng)馬 達(dá)12的運(yùn)動(dòng)，如圖2所示。在替代中，泵軸線可以平行于所述軸線的至少一個(gè)。電動(dòng)馬達(dá) 12的軸也可以垂直于泵轉(zhuǎn)子的軸線布置。當(dāng)然，如果軸線不重合，必須設(shè)置將運(yùn)動(dòng)從驅(qū)動(dòng)軸 傳遞到轉(zhuǎn)子軸的適當(dāng)裝置。
[0025] 電動(dòng)馬達(dá)12通常是直流馬達(dá)，例如電子轉(zhuǎn)換馬達(dá)，并也可以在泵10通過熱發(fā)動(dòng)機(jī) 11驅(qū)動(dòng)時(shí)用作發(fā)電機(jī)。在不希望用作發(fā)電機(jī)時(shí)，例如在具有相對(duì)短壽命的電刷的電動(dòng)馬達(dá) 的情況下，將設(shè)置以上所述的第二單向聯(lián)接器14。
[0026] 本發(fā)明的重要問題在于泵10的潤(rùn)滑。
[0027] 潤(rùn)滑回路16 (圖2示出將油輸送到泵10的部分）根據(jù)車輛通過熱發(fā)動(dòng)機(jī)11或是 電動(dòng)馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)而以兩種不同方式操作。在第一情況下，回路如同具有機(jī)械驅(qū)動(dòng)的傳統(tǒng)泵 的情況操作，并且泵10經(jīng)過與第一單向止回閥（單向閥）23相關(guān)的第一入口導(dǎo)管21從熱 發(fā)動(dòng)機(jī)11接收壓力下的油，第一單向止回閥23在等于或高于第一閾值的壓力下打開，例如 0. 3bar。在第二情況下，泵10經(jīng)過與第二止回閥25相關(guān)的第二入口導(dǎo)管22從油槽直接抽 吸油，第二止回閥25在低于或等于低于第一閾值的第二閾值的壓力下打開，例如0. lbar。
[0028] 閥23使壓力下的油經(jīng)過到形成在轉(zhuǎn)子20內(nèi)并與泵10的室30連通的導(dǎo)管或孔 24。在室30內(nèi)形成的空氣-油混合物接著朝著發(fā)動(dòng)機(jī)11排放。為了附圖的簡(jiǎn)明，沒有示 出排放導(dǎo)管。
[0029] 閥25使抽吸的油朝著終止于閥23的室27的導(dǎo)管26并因此朝著導(dǎo)管24經(jīng)過。在 室30中形成的空氣-油混合物中所含的油接著經(jīng)過傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)油分離器（未示出）與空 氣分離，并發(fā)送返回潤(rùn)滑回路16。
[0030] 理解到在閥23打開時(shí)，止回閥25防止來自入口 21的油流到入口 22,并相反地，在 閥25打開時(shí)，止回閥23防止油從導(dǎo)管26流到入口 21。
[0031] 由于第二入口導(dǎo)管22的設(shè)置，也可以在電動(dòng)馬達(dá)12失效并且在熱發(fā)動(dòng)機(jī)11的低 轉(zhuǎn)動(dòng)速度的情況下進(jìn)行泵潤(rùn)滑。在后面的情況下，泵10將以減小的輸送率以及減小的真空 水平操作。
[0032] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
[0033] 當(dāng)然，在車輛使用時(shí)泵操作（步驟100)。在系統(tǒng)在減壓下操作而需要真空時(shí)（步 驟101)，泵的操作模式取決于減壓下操作的系統(tǒng)中的真空水平的檢查結(jié)果（步驟102)。
[0034] 如果真空水平足夠（來自步驟102的輸出Y)，滿足要求（步驟103)。此外，如果 車輛制動(dòng)（來自步驟104的輸出Y)，電動(dòng)馬達(dá)12可用作發(fā)電機(jī)以便能量回收（步驟105)。 操作接著從步驟1〇〇重新開始，如果車輛沒有制動(dòng)（來自步驟104的輸出N0)，過程也返回 到步驟100。
[0035] 如果真空水平不足（來自步驟102的輸出N0)，隨后步驟取決于熱發(fā)動(dòng)機(jī)11的狀 態(tài)。如果后者是關(guān)閉的（來自步驟106的輸出Y)，則泵通過電動(dòng)馬達(dá)12驅(qū)動(dòng)（步驟107)。 如果熱發(fā)動(dòng)機(jī)11是開啟（來自步驟106的輸出N0)，進(jìn)一步檢查（步驟108)發(fā)動(dòng)機(jī)是否 在超過給定最小速度的速度下操作，例如1500rpm。如果肯定（來自步驟108的輸出Y)，泵 通過熱發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)（步驟109)，但是如果否定（來自步驟108的輸出N0)，過程返回到步驟 107。過程接著從步驟107和109返回到步驟100。
[0036] 本發(fā)明實(shí)際上解決現(xiàn)有技術(shù)的問題。結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單并不太昂貴，因?yàn)閱蝹€(gè)泵根據(jù)利 用裝置中的真空水平和熱發(fā)動(dòng)機(jī)的操作狀況通過發(fā)動(dòng)機(jī)或馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。此外，可以使用具有 比傳統(tǒng)泵更小排量的泵，由此減小機(jī)械驅(qū)動(dòng)操作過程中的功率吸收以及消耗。
[0037] 理解到在穩(wěn)定狀態(tài)的狀況下（步驟100-105)，泵10的操作是不必要的。但是，如 上所述，考慮到減小的排量，機(jī)械驅(qū)動(dòng)中的功率吸收非常小并因此不需要使用泵，泵可以在 不需要泵操作的周期的過程中與發(fā)動(dòng)機(jī)脫離連接，這些泵更加復(fù)雜并因此昂貴。
[0038] 清楚的是以上描述只通過非限定例子給出，并且可以進(jìn)行變化和改型而不偏離本 發(fā)明的范圍。因此，例如即使已經(jīng)針對(duì)用于混合驅(qū)動(dòng)車輛的真空產(chǎn)生系統(tǒng)進(jìn)行參照，本發(fā)明 當(dāng)然也可以用于只裝備有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)車輛中。
[〇〇39] 此外，即使已經(jīng)公開泵送系統(tǒng)，其中潤(rùn)滑可以使用通過熱發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)的壓力下的 油或從油槽直接抽吸的油，泵可以在任何操作狀況下自潤(rùn)滑并從槽抽吸油。在這種情況下， 導(dǎo)管21、閥23和優(yōu)選的閥25將被省略。
【權(quán)利要求】
1. 一種真空產(chǎn)生系統(tǒng)，特別是用于機(jī)動(dòng)車輛的應(yīng)用，包括真空泵（10)和能夠驅(qū)動(dòng)泵的 電動(dòng)馬達(dá)（12)，其中真空泵（10)能夠同樣連接到機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)，并根據(jù)利用 裝置（15)中的真空狀況和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)的操作狀況通過發(fā)動(dòng)機(jī)（11)或馬達(dá)（12)獨(dú)立 驅(qū)動(dòng)； 其特征在于，該系統(tǒng)裝備用于泵（10)的潤(rùn)滑回路（16)，潤(rùn)滑回路（16)包括： 用于潤(rùn)滑劑的入口端口（22)，其能夠接收從容器抽吸的潤(rùn)滑劑；或者 用于潤(rùn)滑劑的第一入口端口（21)，其能夠從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)接收壓力下的潤(rùn)滑劑， 并與在潤(rùn)滑劑壓力至少等于第一預(yù)定值時(shí)能夠使得潤(rùn)滑劑朝著泵（10)經(jīng)過的第一止回閥 (23)相關(guān)；以及 用于潤(rùn)滑劑的第二入口端口（22)，其能夠接收從容器抽吸的潤(rùn)滑劑，并與在潤(rùn)滑劑壓 力不超過低于第一預(yù)定值的第二預(yù)定值時(shí)使得潤(rùn)滑劑朝著泵（10)經(jīng)過的第二止回閥（25) 相關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)是混合驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)， 并且電動(dòng)馬達(dá)（12)是專用于泵（10)的馬達(dá)。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，能夠在泵通過電動(dòng)馬達(dá)（12)驅(qū) 動(dòng)時(shí)使泵（10)與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)脫離連接的第一單向聯(lián)接裝置（13)設(shè)置在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) (11)和泵（10)之間。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，電動(dòng)馬達(dá)（12)能夠在泵通過內(nèi)燃 發(fā)動(dòng)機(jī)（11)驅(qū)動(dòng)時(shí)作為發(fā)電機(jī)通過泵操作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，能夠在泵通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)驅(qū) 動(dòng)時(shí)使泵（10)與電動(dòng)馬達(dá)（12)脫離連接的第二單向聯(lián)接裝置（14)設(shè)置在電動(dòng)馬達(dá)（12) 和泵（10)之間。
6. -種真空泵，特別是用于機(jī)動(dòng)車輛的應(yīng)用，其特征在于，真空泵能夠通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) (11)或電動(dòng)馬達(dá)（12)獨(dú)立操作，并具有潤(rùn)滑系統(tǒng)，該潤(rùn)滑系統(tǒng)包括： 用于潤(rùn)滑劑的第一入口端口（21)，其用于接收內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)供應(yīng)的壓力下的潤(rùn)滑 劑； 第一止回閥（23)，其與用于潤(rùn)滑劑的第一入入口端口（21)相關(guān)并能夠在潤(rùn)滑劑壓力 至少等于第一預(yù)定值時(shí)使?jié)櫥瑒┏茫?0)經(jīng)過； 用于潤(rùn)滑劑的第二入口端口（22)，其用于接收通過泵（10)從容器抽吸的潤(rùn)滑劑；以及 第二止回閥（25)，其與用于潤(rùn)滑劑的第二入口端口（22)相關(guān)，并能夠在潤(rùn)滑劑壓力不 超過低于第一預(yù)定值的第二預(yù)定值時(shí)使?jié)櫥瑒┏茫?0)經(jīng)過。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的泵，其中，電動(dòng)馬達(dá)（12)是專用于泵（10)的馬達(dá)。
8. -種在機(jī)動(dòng)車輛的裝置內(nèi)產(chǎn)生真空的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟： 提供真空泵（10)，其能夠通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)或電動(dòng)馬達(dá)（12)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)； 檢查利用裝置（15)中的真空水平和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)的操作狀況（102、106、108); 如果真空水平足夠或者內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)在不低于最小速度的速度下操作，則通過內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵（103、109); 如果真空水平不足（108U09)且內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉或以低于最小速度的速度操作，則通 過電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)泵（107); 通過如下方式潤(rùn)滑泵： 通過由泵（10)從容器抽吸的潤(rùn)滑劑；或者 在泵（10)通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)（11)供應(yīng)的壓力下的潤(rùn)滑劑，并 且在泵通過電動(dòng)馬達(dá)（12)驅(qū)動(dòng)時(shí)，通過由泵（10)從容器抽吸的潤(rùn)滑劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括在車輛制動(dòng)（104)并且泵（10)通過內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī) (11)驅(qū)動(dòng)時(shí)作為發(fā)電機(jī)操作電動(dòng)馬達(dá)的步驟（105)。
【文檔編號(hào)】F04C28/00GK104105882SQ201280069056
【公開日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月5日
【發(fā)明者】V·萊弗爾特, L·卡代杜, G·扎爾多 申請(qǐng)人:Vhit公司