[发明专利]带有供给泵的、尤其用于机动车的废热利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有供给泵的、尤其用于带有内燃机的机动车的、根据权利要求1的前序部分所述的废热利用系统、一种根据权利要求16所述的车辆以及一种根据权利要求17所述的方法。

背景技术

在关于机动车中的废热利用的通常已知的系统中通过供给泵来提供压力和流量，该供给泵在没有确定相应的工作介质的情况下通常还被称为供水泵。这种供给泵的结构形式可以是不同的，例如轴向活塞泵、轴向活塞调节泵、膜片式活塞泵(仅列举几个示例)。这些泵可以通常已知的方式以电或机械的方式来驱动。

通过机械地联结到内燃机处，泵转速通过加速或减速与马达转速相耦合，由此根据泵特性来预设提供的流量和泵出口压力。因此在通过内燃机机械地驱动的供给泵中在不同的运行点处(例如在加热过程期间)提供工作介质的并非总是完全需要的质量流。倘若并不需要通过供给泵由于转速耦合强制提供的质量流，则该质量流又直接引回到工作介质箱处。对于附加地泵送的介质质量流必需的能量必须由内燃机提供并引起不利的燃料额外消耗。

在机动车的废热利用系统中的供给泵运行时的另一问题是水基的介质－尤其带有或没有有机添加物的水－可用作工作介质。这种介质具有负面的特性，即在低温下介质在结合体积增大的情况下冻结成硬块。供给泵不适合利用冷冻的工作介质运行可在此受到损坏，这在最不利的情况下可导致持久的全部损坏。

发明内容

因此，本发明的目的在于如此改进和配备尤其用于带有内燃机的机动车的、带有供给泵的废热利用系统使得在低温下实现用于供给泵的损坏防护和/或实现在能量方面最优的使用。

该目的利用独立权利要求的特征来实现。对此有利的设计方案是从属权利要求的对象。

根据本发明设置成：在废热利用系统中布置有至少一个温度传感器以用于直接或间接探测实时的工作介质温度。该至少一个传感器联接到控制单元处以用于控制泵驱动装置，其中，在控制单元中预设有与实时的工作介质温度相比较的至少一个温度阈值。在低于温度阈值时，控制单元停用泵驱动装置和因此泵输送部。在超出该温度值或者相对于该温度阈值限定的更高的温度阈值时接通泵输送部。

针对供给泵在低温的情况下的损伤防护，根据工作介质的冻结温度来选择温度阈值。在低于温度阈值时以此为出发点，即在供给泵中包含或形成有冻结的工作介质。在这种运行状态下借助于控制单元停用泵驱动装置和因此泵输送部。为了在该温度阈值处排除在切断和接通之间的摇摆，应针对接通过程根据两点调节设置第二温度阈值，其中，带有高于第一温度阈值的切换间隔。

为了获取关于实时的工作介质温度的尽可能准确的信息，应直接将温度传感器布置在泵区域中和/或在泵壳体处或在泵壳体中的工作介质中。

在机动车未运行、停止时，在工作介质的冻结条件下在供给泵中形成至少一定的冻结的残留量。因此，供给泵应如此设计使得在泵停用时并未由此出现泵损伤。利用根据本发明的控制系统确保供给泵在该状态中不可起动且不可由此受到损伤，否则供给泵必须克服冻结的工作介质工作。

为了在内燃机起动之后从带有冻结的工作介质的当前状态尽可能快地达到供给泵的允许且无干扰的运行，提出将供给泵联接到到内燃机的加热的冷却回路处。在此尤其可通过供给泵的壳体的通道导引冷却液，从而使得包含在供给泵中的冻结的工作介质迅速解冻和液化。在达到接通温度阈值之后，那时自动起动供给泵。通过供给泵的冷却液的流量可取决于工作介质温度(尤其当工作介质解冻时)如有可能再次中断或者切断。

根据本发明的组件与控制系统适合于这样的泵驱动装置，其包括机械传动装置以用于将内燃机的旋转直接传递到泵驱动轴上。可以本身已知的方式利用在内燃机处的从动轮和在泵驱动轴上的驱动轮实现这种直接的机械驱动，以及可通过缠绕器件(Umschlingungsmittel)或其他传动器件实现传递旋转的连接。对此已知不同的实施方式(例如皮带轮、齿轮等)和相关联的不同缠绕器件(例如齿带、楔形带、链条等)。此外，已知带有彼此啮合的齿轮的相应的直接的齿轮联结部。

在一种优选的实施方式中，为了停用/接通泵驱动装置而在泵驱动轴中提出有可借助于控制单元来切换的联结部，利用其可中断或建立与内燃机的转速的机械的耦合。

为了保护供给泵，可利用这种联结器在冻结条件下低于温度阈值时保持切断泵驱动装置如此之久直至可在相应探测到的温度高于冻点时在工作介质没有冻结的情况下实现安全的运行。