DE102007037525A1 - Ölfiltersystem und Verfahren zum Betreiben eines Ölfiltersystems - Google Patents

Ölfiltersystem und Verfahren zum Betreiben eines Ölfiltersystems Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ölfiltersystem, insbesondere zur Filterung von Motorenöl von Kraftfahrzeugen, das einen Öleinlass, eine dem Öleinlass nachgeschaltete, wenigstens ein Filterelement umfassenden Filterelementanordnung und einen der Filterelementanordnung nachgeschalteten Ölauslass umfasst, wobei am Öleinlass ein Öleinlasssensor zur Erfassung des von der Anzahl und/oder Größe der im Öl vorhandenen Partikel abhängigen Verschmutzungsgrads vorgesehen ist, dass die Filterelementanordnung derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass sie in unterschiedlichen Betriebslagen mit unterschiedlichen Filterwirkungen betreibbar ist, und dass eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Filterelementanordnung in Abhängigkeit des vom Öleinlasssensor erfassten Verschmutzungsgrads vorgesehen ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines Ölfiltersystems.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Ölfiltersystem, insbesondere zur Filterung von Motorenöl von Kraftfahrzeugen, das einen Öleinlass, eine dem Öleinlass nachgeschaltete, wenigstens ein Filterelement umfassende Filterelementanordnung und einen der Filterelementanordnung nachgeschalteten Ölauslass umfasst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Ölfilterelements.
  • Derartige Ölfiltersysteme sind in vielfältiger Art und Weise bekannt. Je nach vorgegebenen Wartungsintervallen ist bei derartigen Ölfiltersystemen das Filterelement zu wechseln. Da das Filterelement einen Strömungswiderstand für das zu filternde Öl darstellt, ist eine Ölpumpe mit ausreichender Leistung erforderlich, die das Öl durch das Ölfiltersystem fördert.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte Ölfiltersysteme zu verbessern und insbesondere den Strömungswiderstand des verwendeten Filterelements möglichst gering zu halten.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Ölfiltersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein derartiges Ölfiltersystem sieht folglich am Öleinlass einen Öleinlasssensor zur Erfassung des insbesondere von der Anzahl und/oder Größe der im Öl vorhandenen Partikel abhängigen Verschmutzungsgrades vor. Ferner ist die Ölfilterelementanordnung derart ausgebildet, dass sie je nach Ansteuerung in unterschiedlichen Betriebslagen mit unterschiedlichen Filterwirkungen betreibbar ist. Zudem ist eine Steuereinheit vorgesehen, die die Filterelementanordnung in Abhängigkeit des vom Öleinlasssensor erfassten Verschmutzungsgrades ansteuert.
  • Ein derartiges Ölfiltersystem hat folglich den Vorteil, dass wenn der Öleinlasssensor einen geringen Verschmutzungsgrad des Öls erkennt, die Filterwirkung der Filterelementanordnung vergleichsweise gering gehalten werden kann, so dass der Strömungswiderstand der Filterelementanordnung, beziehungsweise der darin vorgesehenen Filterelemente, vergleichsweise gering ist. Aufgrund des geringeren Strömungswiderstandes kann die Ölpumpe mit einer vergleichsweise geringen Leistung betrieben werden. Wird ein höherer Verschmutzungsgrad am Öleinlasssensor festgestellt, so kann die Filterwirkung durch beispielsweise Zuschalten weiterer Filterelemente erhöht werden, wodurch allerdings der Strömungswiderstand und damit die Leistungsaufnahme der Ölpumpe steigt.
  • Die Filterelementanordnung weist vorzugsweise wenigstens zwei Filterelemente auf, wobei in unterschiedlichen Betriebslagen lediglich das eine oder das andere Filterelement und/oder beide Filterelemente parallel nebeneinander und/oder seriell hintereinander schaltbar sind, so dass die Filterelementanordnung insbesondere in einer Grobfilter-Betriebslage mit geringer Filterwirkung und in einer Feinfilter-Betriebslage mit höherer Filterwirkung betreibbar ist.
  • Um bei insbesondere weitgehend unverschmutztem Öl den Strömungswiderstand der Filterelementanordnung möglichst gering zu halten, kann ebenfalls vorgesehen sein, dass die Filterelementanordnung derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass sie in einer Neutral-Betriebslage ohne Filterwirkung betreibbar ist. Hierzu kann insbesondere eine die Filterelemente umgebende Bypassleitung in insbesondere der Filterelementanordnung vorgesehen sein.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass die Filterelementanordnung wenigstens zwei voneinander beabstandete, einen Zwischenraum bildende Filterelemente umfasst, wobei der Zwischenraum mit dem Ölauslass verbunden ist. Zwischen dem Öleinlass und dem Zwischenraum ist ein Neutral-Betriebslagen-Ventil vorgesehen. Zwischen dem Öleinlass und der den Zwischenraum abgewandten Seite des ersten Filterelements ist ein erstes Filter-Betriebslagen-Ventil vorgesehen und zwischen dem Öleinlass und der dem Zwischenraum abgewandten Seite des zweiten Filterelements ein zweites Filter-Betriebslagen-Ventil. Die Ventile sind dabei derart ansteuerbar, dass in der Neutral-Betriebslage das Neutral-Betriebslage-Ventil geöffnet ist. Insbesondere dann, wenn die restlichen Ventile geschlossen sind, kann das Öl ohne Filterwirkung die Filterelementanordnung durchströmen. In einer ersten beziehungsweise zweiten Filter-Betriebslage ist das erste beziehungsweise zweite Filter-Betriebslagen-Ventil geöffnet, wobei die restlichen Ventile dann jeweils geschlossen sind. In der ersten Filter-Betriebslage wird folglich das erste Filterelement und in der zweiten Filter-Betriebslage das zweite Filterelement durchströmt. Sehen die beiden Filterelemente unterschiedliche Filterwirkungen beziehungsweise Strömungswiderstände vor, so kann in den beiden verschiedenen Filter-Betriebslagen eine unterschiedliche Filterwirkung erzielt werden. Die beschriebene Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, dass das die Filterelementanordnung durchströmende Öl, unabhängig von der Betriebslage, stets über den Zwischenraum in den Ölauslass strömt und die einzelnen Filterelemente stets in der gleichen Richtung durchströmt werden. Insofern findet, unabhängig von der Betrieblage, kein unerwünschtes Auswaschen von Partikeln aus den Filterelementen beziehungsweise der Filterelementanordnung statt.
  • Eine weitere, vorteilhafte Filterelementanordnung, die ebenfalls zwei voneinander beabstandete, einen Zwischenraum bildende, Filterelemente umfasst, sieht vor, dass die dem Zwischenraum abgewandte Seite des zweiten Filterelements in den Ölauslass mündet. Dabei ist vorgesehen, dass zwischen dem Öleinlass und der dem Zwischenraum abgewandten Seite des zweiten Filterelements wenigstens ein Neutral-Betriebslagen-Ventil vorgesehen ist und dass zwischen dem Öleinlass und dem Zwischenraum wenigstens ein erstes Filter-Betriebslagen-Ventil vorgesehen ist. Zwischen dem Öleinlass und der dem Zwischenraum abgewandten Seite des ersten Filterelements ist ein zweites Filter-Betriebslagen-Ventil vorgesehen. Die einzelnen Ventile sind dabei derart ansteuerbar, dass in der Neutral-Betriebslage das Neutral-Betriebslagen-Ventil geöffnet und insbesondere die restlichen Ventile geschlossen sind. In der Neutral-Betriebslage kann folglich das Öl ungefiltert vom Öleinlass über die dem Zwischenraum abgewandten Seite des zweiten Filterelements zum Ölauslass strömen. In einer ersten Filter-Betriebslage ist das erste Filter-Betriebslagen-Ventil geöffnet und die restlichen Ventile sind vorzugsweise geschlossen. In dieser Betriebslage kann folglich Öl kommend vom Öleinlass über den Zwischenraum das zweite Filterelement passierend hin zum Ölauslass strömen. In einer zweiten Betriebslage wird dann lediglich das zweite Filter-Betriebslagen-Ventil geöffnet und das erste Filter-Betriebslagen-Ventil geschlossen. In dieser Betriebslage strömt folglich dann das vom Öleinlass kommende Öl zunächst durch das erste Filterelement in den Zwischenraum und vom Zwischenraum durch das zweite Filterelement hin zum Ölauslass. Die beiden Filterelemente sind folglich in dieser Filter-Betriebslage hintereinander in Reihe geschalten, wodurch eine hohe Filterwirkung erzielt werden kann, allerdings bei hohem Strömungswiderstand. Das Vorsehen einer derartigen Filterelementanordnung hat auch den Vorteil, dass, unabhängig von der Betriebslage der Filterelementanordnung, das Öl stets von der dem Zwischenraum abgewandten Seite des zweiten Filterelements zum Ölauslass strömt, so dass die Filterelemente stets durch die gleiche Richtung durchströmt werden und kein Partikelaustrag aus der Filterelementanordnung stattfindet.
  • In entsprechender Weise können erfindungsgemäß auch mehr als zwei Filterelemente vorgesehen sein, die wie beschrieben entsprechend angesteuert werden. Die Ansteuerung erfolgt dabei vorzugsweise stets so, dass keine Schmutzpartikel aus der Filterelementanordnung ausgetragen werden. Zur Realisierung der Neutral-Betriebslage kann zudem vorgesehen sein, dass eine die Filterelemente umgehende Bypassleitung vorgesehen ist, durch welche bei Ansteuern des Neutral-Betriebslagen-Ventils das Öl ohne Filterwirkung vom Öleinlass zum Ölauslass strömen kann.
  • Die Filterelemente können insbesondere ringartig ausgebildet sein und konzentrisch zueinander entlang einer gemeinsamen Mittellängsachse verlaufend angeordnet sein. Das Vorsehen derartiger Filterelemente hat den Vorteil, dass das Öl gleichmäßig radial nach außen durch die Filterelemente strömen kann.
  • Vorteilhafterweise kann gemäß der Erfindung auch am Ölauslass ein Ölauslasssensor zur Erfassung insbesondere des von der Anzahl und/oder Größe der im Öl vorhandenen Partikel abhängigen Verschmutzungsgrades vorgesehen sein. Durch einen Vergleich des Verschmutzungsgrades am Ölauslass und des Verschmutzungsgrades am Öleinlass kann folglich auf die tatsächliche Filterwirkung rückgeschlossen werden. Insbesondere dann, wenn trotz zugeschalteter Filterelemente keine befriedigende Filterwirkung vorliegt, kann dies ein Hinweis darauf sein, dass die verwendeten Filterelemente verschlissen und auszutauschen sind.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass sie in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades am Ölauslass Filterreinigungsmittel zur Reinigung wenigstens eines Filterelements und/oder einen Signalgeber zur Abgabe eines Warn- oder Störsignals ansteuert.
  • Ferner ist denkbar, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie eine den Öldruck des zu filternden Öls erzeugende Ölpumpe in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades des Öl am Öleinlasssensor und/oder in Abhängigkeit der jeweiligen Betriebslage der Filterelementanordnung ansteuert. Da die Filterwirkung und damit der Durchflusswiderstand der Filterelementanordnung abhängig von deren Betrieslage ist, kann hierdurch die Ölpumpe optimal betrieben werden. Bei geringem Strömungswiderstand kann die Ölpumpe mit geringerer Leistung betrieben werden; bei höherem Strömungswiderstand mit höherer Leistung.
  • Der Öleinlasssensor und der gegebenenfalls vorzusehende Ölauslasssensor sind vorzugsweise als Ultraschallsensoren ausgebildet. Mit derartigen Sensoren kann insbesondere die Größe, die Anzahl sowie gegebenenfalls auch die Geschwindigkeit von Schmutzpartikeln im Ölstrom festgestellt werden, ohne dass der Strömungswiderstand des Öls hierdurch beeinflusst wird. Zudem kann beispielsweise auch die Strömungsgeschwindigkeit der Partikel beziehungsweise des Öls bestimmt werden.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht Filterreinigungsmittel zur Reinigung wenigstens eines Filterelements und/oder einen Signalgeber vor, die dann angesteuert werden, wenn der Verschmutzungsgrad am Ölauslass einen Reinigungsschwellwert überschreitet. Zur Reinigung des Filterelements ist denkbar, dass das Filterelement derart in Bewegung versetzt wird, dass Schmutzpartikel von ihm gelöst werden beziehungsweise an ihn abgestreift werden.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Ölfilterelements, insbesondere eines erfindungsgemäßen Ölfilterelements. Ein solches Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Verschmutzungsgrad des Öls am Öleinlass erfasst wird und die Filterelementanordnung, die mit unterschiedlichen Filterwirkungen betreibbar ist, in Abhängigkeit des erfassten Verschmutzungsgrades angesteuert wird. Dabei kann der Verschmutzungsgrad nicht nur am Öleinlass, sondern auch am Ölauslass Berücksichtigung finden.
  • Vorteilhafterweise kann die Filterelementanordnung in einer Neutral-Betriebslage, in der insbesondere keine Filterwirkung erzielt wird, betrieben werden, wenn der erfasste Verschmutzungsgrad unterhalb eines Reinöl-Schwellwerts liegt. Bei einem derartigen Verschmutzungsgrad ist das zu filternde Öl vergleichsweise sauber und eine Filterung ist vorzugsweise nicht erforderlich. Der Strömungswiderstand der Filterelementanordnung ist dadurch minimal.
  • Die Filterelementanordnung kann auch in insbesondere einer Grobfilter-Betriebslage betrieben werden, und zwar dann, wenn der erfasste Verschmutzungsgrad oberhalb des Reinöl-Schwellwerts und unterhalb eines Feinschmutz-Schwellwerts liegt. Ferner ist die Filterelementanordnung vorzugsweise noch in einer Feinfilter-Betriebslage betreibbar, wenn der erfasste Verschmutzungsgrad oberhalb des Feinschmutz-Schwellwerts liegt und eine hohe Filterwirkung erzielt werden soll.
  • Ein vorteilhaftes Verfahren ergibt sich auch dann, wenn die Steuereinrichtung eine den Öldruck des zu filternden Öls erzeugende Ölpumpe in Abhängigkeit des jeweils erfassten Verschmutzungsgrades und/oder in Abhängigkeit der jeweiligen Betriebslage der Filterelementanordnung ansteuert.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ölfiltersystems;
  • 2a bis 2c verschiedene Schaltstellungen einer Filterelementanordnung eines erfindungsgemäßen Ölfilters; und
  • 3a bis 3c eine zweite Ausführungsform einer Filterelementanordnung für ein erfindungsgemäßes Ölfiltersystem.
  • In der 1 ist ein Ölkreislauf 10 dargestellt, mit dem ein Verbrennungsmotor 12 mit Öl versorgt wird. Das Öl wird aus einem Öltank 14 mittels einer Ölpumpe 16 in ein erfindungsgemäßes Ölfiltersystem 18 gefördert, von wo aus es dem Motor 12 zugeführt wird.
  • Das erfindungsgemäße Ölfiltersystem 18 umfasst einen Öleinlass 20 sowie einen Ölauslass 22. Zwischen dem Öleinlass 20 und dem Ölauslass 22 ist eine Filterelementanordnung 24 vorgesehen. Am Öleinlass 20 ist ein Öleinlasssensor 26 und am Ölauslass ein Ölauslasssensor 28, jeweils in Form eines Ultraschallpartikelsensors vorgesehen, die jeweils die Anzahl, Größe und Strömungsgeschwindigkeit der im Öl vorhandenen Partikel bestimmen und daraus auf den Verschmutzungsgrad des Öls am Öleinlass 26 beziehungsweise Ölauslass 28 rückschließen.
  • Das Ölfiltersystem 18 umfasst zudem eine Steuereinheit 30, die in Abhängigkeit von den von den Sensoren 26, 28 erfassten Werte die Filterelementanordnung 24 ansteuert. Die Filterelementanordnung 24 ist dabei in verschiedenen Betriebslagen betreibbar, je nach festgestelltem Verschmutzungsgrad des Öls beziehungsweise je nach externer Anforderung an das System. In diesem Zusammenhang weist die Steuereinheit 30 eine Eingangsgröße 32 auf, über die, insbesondere in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors, die Filterelementanordnung 24 ansteuerbar ist.
  • Für den Fall, dass keine externe Ansteuerung der Steuereinheit 30 über die Eingangsgröße 32 erfolgt, ist der Betrieb des Ölfiltersystems 18 wie folgt:
    Wird insbesondere vom Öleinlasssensor 26 ein sehr geringer Verschmutzungsgrad festgestellt, der unterhalb eines Reinöl-Schwellwerts liegt, so wird die Filterelementanordnung 24 von der Steuereinheit 30 derart angesteuert, dass keine Filterwirkung mit der Filterelementanordnung 24 erzielt wird. Das Öl kann beispielsweise durch einen Bypass vorbei an den in der Filterelementanordnung 24 vorhandenen Filterelemente direkt vom Öleinlass 20 zum Ölauslass 22 geführt werden. Wird vom Öleinlass 26 ein Verschmutzungsgrad erfasst, der oberhalb des Reinöl-Schwellwerts liegt, so wird die Filterelementanordnung 24 derart angesteuert, dass das die Filterelementanordnung 24 durchströmende Öl gefiltert wird. Wird lediglich eine grobe Verschmutzung des Öls festgestellt, und liegt der Verschmutzungsgrad unterhalb eines Feinschmutz-Schwellwerts, so kann mit der Filterelementanordnung 24 lediglich eine Grobfilterung erfolgen. Wird beispielsweise eine Verschmutzung mit feinen Partikeln festgestellt, so kann die Filterelementanordnung derart geschalten werden, dass eine Feinfilterung stattfindet.
  • Insgesamt sollte das Ölfiltersystem so betrieben werden, dass der Strömungswiderstand, den die Filterelementanordnung 24 bildet, möglichst gering ist. Vorzugsweise kann die Ölpumpe 16 von der Steuereinheit 30 in Abhängigkeit des jeweiligen Strömungswiderstandes, den die Filterelementanordnung 24 darstellt, betrieben werden. Bei geringer Verschmutzung, und damit bei geringer Filterwirkung, ist der Strömungszustand relativ gering, weshalb die Ölpumpe 16 mit geringerer Leistung betrieben werden kann. Wird eine höhere Verschmutzung festgestellt, so kann aufgrund des damit einhergehenden höheren Strömungswiderstands die Leistung der Ölpumpe 16 erhöht werden.
  • Durch die Eingangsgröße 32 kann zudem, je nach Betriebszustand des Motors, von der Steuereinheit 30 nicht nur die Betriebslage der Filterelementanordnung 24, sondern auch die Leistung der Ölpumpe 16 verändert werden.
  • 2 zeigt verschiedene Betriebslagen einer ersten Ausführungsform einer Filterelementanordnung 24. Die Filterelementanordnung 24 weist dabei zwei koaxial zueinander angeordnete, ringartig ausgebildete Filterelemente 40 und 42 vor. Zwischen dem inneren Filterelement 40 und dem äußeren Filterelement 42 ist ein Zwischenraum 44 vorgesehen. Der Zwischenraum 44 ist dabei mit dem Ölauslass 22 verbunden.
  • Auf der dem Öleinlass 20 zugewandten Seite weist die Filterelementanordnung 24 eine Ventilanordnung 46 auf, die insgesamt drei verschiedene Arten von Ventilen umfasst: Zwei Neutral-Betriebslagen-Ventile 48, ein Grob-Betriebslagen-Ventil 50 und zwei Fein-Betriebslagen-Ventile 52. Die Neutral-Betriebslagen-Ventile 48 sind dabei zwischen dem Zwischenraum 44 und dem Öleinlass 20 vorgesehen. Das Grob-Betriebslagen-Ventil 50 ist zwischen der dem Zwischenraum 44 abgewandten Seite des inneren Filterelements 40 und dem Öleinlass 20 vorgesehen. Die beiden Fein-Betriebslagen-Ventile 52 sind auf der dem Zwischenraum 44 abgewandten Außenseite des äußeren Filterelements 42 und dem Öleinlass 20 vorgesehen.
  • Die dem Ölauslass 22 zugewandte Seite des vom inneren Filterelement 40 umgebenen Raumes ist, wie aus den 2a bis 2c deutlich wird, verschlossen. Ebenso ist die dem Ölauslass 22 zugewandte Seite des radial außen liegenden Raumes, der durch die Feinbetriebslagen-Ventile 52 geöffnet werden kann, verschlossen.
  • In der 2a, in der die Neutral-Betriebslage ohne Filterwirkung der Filterelementanordnung 24 dargestellt ist, sind die beiden Neutral-Betriebslagen-Ventile 48 geöffnet und die restlichen Ventile verschlossen. Dadurch kann das zu filternde Öl vom Öleinlass über den Zwischenraum 44 zum Ölauslass 22 strömen, ohne dass es gefiltert wird.
  • In einer zweiten Betriebslage der Ölfilteranordnung 24, wie sie in 2b dargestellt ist, ist lediglich das Grob-Betriebslagen-Ventil 50 geöffnet; die restlichen Ventile sind geschlossen. Hierdurch kann das zu filternde Öl vom Öleinlass 20 in den Innenraum des inneren Filterelements 40 einströmen, und von dort das Filterelement 40 nach radial außen in den Zwischenraum 44 durchströmen. Vom Zwischenraum 44 strömt dann das von lediglich dem Filterelement 40 gefilterte Öl hin zum Ölauslass 22.
  • In der 2c ist eine dritte Betriebslage der Filterelementanordnung 24 dargestellt. In dieser Betriebslage sind lediglich die beiden Fein-Betriebslagen-Ventile 52 geöffnet. Das Öl kann folglich vom Öleinlass 20 auf die radial außen liegende Seite des äußeren Filterelements 44 strömen und anschließend das Filterelement 42 nach radial innen durchströmen. Vom Zwischenraum 44 kann dann das von lediglich dem Filterelement 42 gefilterte Öl hin zum Ölauslass 22 abströmen.
  • Ist das innere Filterelement 40 gröber ausgebildet als das äußere Filterelement 42, so stellt die in 2b dargestellte Betriebslage eine Grobfilter-Betriebslage und die in 2c dargestellte Betriebslage eine Feinfilter-Betriebslage dar.
  • Aufgrund der beschriebenen Anordnung der Ventile 48, 50 und 52 wird gewährleistet, dass die Filterelemente 40 und 42 stets von der gleichen Seite her durchströmt werden und dass kein Partikelaustrag aus der Filterelementanordnung 24 stattfindet.
  • Der Aufbau der in der 3 gezeigten Filterelementanordnung 24 entspricht im Wesentlichen dem der in 2 gezeigten Filterelementanordnung 24. Die Filterelementanordnung gemäß 3 unterscheidet sich von der gemäß 2 allerdings dadurch, dass der vom äußeren Filterelement 42 begrenzte, radial außen liegende Raum mit dem Ölauslass 22 verbunden ist und dass der Zwischenraum 44 hin zum Ölauslass 22 verschlossen ist. Auch die einzelnen Ventile der Ventilanordnung 46 werden unterschiedlich angesteuert.
  • In der in der 3a gezeigten Neutral-Betriebslage, in der die Filterelementanordnung 24 ohne Filterwirkung durchströmt wird, sind lediglich die außen liegenden Ventile, die hier als Neutral-Betriebslagen-Ventile 54 bezeichnet werden, geöffnet. Die restlichen Ventile sind verschlossen.
  • In der in 3b gezeigten Betriebslage sind lediglich die mittleren Ventile, die hier als Grob-Betriebslagen-Ventile 56 bezeichnet werden, geöffnet. Dadurch kann das vom Öleinlass kommende Öl das radial außen liegende Filterelement durchströmen.
  • In 3c ist eine Fein-Betriebslage dargestellt, in der lediglich das mittlere, hier als Fein-Betriebslage-Ventil 58 bezeichnete Ventil 58 geöffnet ist, dargestellt. In dieser Fein-Betriebslage wird zunächst das innenliegende Filterelement 44 und anschließend das außen liegende Filterelement 42 durchströmt.
  • Vorteilhafterweise handelt es sich bei dieser Ausführungsform bei dem äußeren Filterelement 42 um einen Feinfilter und bei dem inneren Filterelement 40 um einen gröberen Filter.
  • Vorteil der in 3 dargestellten Ausführungsform ist, dass die Filterelemente 42 und 40 in der Fein-Betriebs-Lage, wie sie in 3c dargestellt ist, seriell hintereinander geschaltet werden können. Dennoch werden in keiner Betriebslage des Filterelements Schmutzpartikel aus dem Filterelement ausgetragen, da stets das Öl von der dem inneren Filterelement 40 abgewandten Seite des äußeren Filterelements 42 hin zum Ölauslass 22 strömt.
  • Von der Erfindung sind selbstverständlich noch weitere, nicht dargestellte und nicht explizit beschriebene Anordnungen von Filterelementen und Ventilen umfasst, aufgrund derer die Filterelementanordnung in verschiedenen Betriebszuständen betreibbar ist. Insbesondere kann bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung eine Filterelementanordnung vorgesehen sein, die lediglich in zwei Betriebslagen betreibbar ist. In einer Filter-Betriebslage, in der das Öl durch ein vorgesehenes Filterelement hindurchfließt. Die zweite Betriebslage stellt die Neutral-Betriebslage dar, in das Öl das Filterelement nicht passiert und insbesondere mittels einem Bypass an dem Filterelement vorbei vom Öleinlass hin zum Ölauslass geleitet wird.

Claims (16)

  1. Ölfiltersystem (18), insbesondere zur Filterung von Motorenöl von Kraftfahrzeugen, das einen Öleinlass (20), eine dem Öleinlass nachgeschaltete, wenigstens ein Filterelement umfassenden Filterelementanordnung (24) und einen der Filterelementanordnung (24) nachgeschalteten Ölauslass (22) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass am Öleinlass (20) ein Öleinlasssensor (26) zur Erfassung des von der Anzahl und/oder Größe der im Öl vorhandenen Partikel abhängigen Verschmutzungsgrads vorgesehen ist, dass die Filterelementanordnung (24) derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass sie in unterschiedlichen Betriebslagen mit unterschiedlichen Filterwirkungen betreibbar ist, und dass eine Steuereinheit (30) zur Ansteuerung der Filterelementanordnung (24) in Abhängigkeit des vom Öleinlasssensor (26) erfassten Verschmutzungsgrads vorgesehen ist.
  2. Ölfiltersystem (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelementanordnung (28) wenigstens zwei Filterelemente (40, 42) aufweist, wobei in unterschiedlichen Betriebslagen lediglich das eine oder das andere Filterelement (40, 42) und/oder beide Filterelemente (40, 42) parallel nebeneinander und/oder seriell hintereinander schaltbar sind.
  3. Ölfiltersystem (18) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelementanordnung (24) derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass sie in einer Neutral-Betriebslage ohne Filterwirkung betreibbar ist.
  4. Ölfiltersystem (18) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelementanordnung (24) wenigstens zwei voneinander beabstandete, einen Zwischenraum (44) bildende Filterelemente (40, 42) umfasst, wobei der Zwischenraum (44) mit dem Ölauslass (22) verbunden ist, – wobei zwischen dem Öleinlass (20) und dem Zwischenraum (44) wenigstens ein Neutral-Betriebslagen-Ventil (48) vorgesehen ist, und/oder – wobei zwischen dem Öleinlass (20) und der dem Zwischenraum (44) abgewandten Seite des ersten Filterelements (40) wenigstens ein erstes Filter-Betriebslagen-Ventil (50) vorgesehen ist, und/oder – wobei zwischen dem Öleinlass (20) und der dem Zwischenraum (44) abgewandten Seite des zweiten Filterelements (42) wenigstens ein zweites Filter-Betriebslagen-Ventil (52) vorgesehen ist, wobei die Ventile derart ansteuerbar sind, – dass in der Neutral-Betriebslage das Neutral-Betriebslagen-Ventil (50) geöffnet ist und/oder – dass in einer ersten bzw. zweiten Filter-Betriebslage das erste bzw. zweite Filter-Betriebslage-Ventil (50, 52) geöffnet ist (2).
  5. Ölfiltersystem (18) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelementanordnung (24) wenigstens zwei voneinander beabstandete, einen Zwischenraum (44) bildende Filterelemente (40, 42) umfasst, wobei die dem Zwischenraum (44) abgewandte Seite des zweiten Filterelements (42) mit dem Ölauslass (22) verbunden ist, – wobei zwischen dem Öleinlass (20) und der dem Zwischenraum (44) abgewandten Seite des zweiten Filtere (54) vorgesehen ist, und/oder – wobei zwischen dem Öleinlass (20) und dem Zwischenraum (44) wenigstens ein erstes Filter-Betriebslagen-Ventil (56) vorgesehen ist, und/oder – wobei zwischen dem Öleinlass (20) und der dem Zwischenraum (44) abgewandten Seite des ersten Filterelements (40) wenigstens ein zweites Filter-Betriebslagen-Ventil (58) vorgesehen ist, wobei die Ventile derart ansteuerbar sind, – dass in der Neutral-Betriebslage das Neutral-Betriebslagen-Ventil (54) geöffnet ist, und/oder – dass in einer ersten Filter-Betriebslage das erste Filter-Betriebslagen-Ventil (56) geöffnet ist und in einer zweiten Filter-Betriebslage das zweite Filter-Betriebslagen-Ventil (58) geöffnet ist, wobei die restlichen Ventile jeweils geschlossen sind (3).
  6. Ölfiltersystem (18) nach wenigstens einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterelemente (40, 42) ringartig ausgebildet und konzentrisch zu einer gemeinsamen Mittellängsachse verlaufend angeordnet sind.
  7. Ölfiltersystem (18) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch am Ölauslass (22) ein Ölauslasssensor (28) zur Erfassung des von der Anzahl und/oder Größe der im Öl vorhandenen Partikel abhängigen Verschmutzungsgrad vorgesehen ist.
  8. Ölfiltersystem (18) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) derart ausgebildet ist, dass sie eine den Öldruck des zu filternden Öls erzeugende Ölpumpe (16) in Abhängigkeit des Verschmutzungsgrades des Öls am Öleinlasssensor (26) und/oder in Abhängigkeit der jeweiligen Betriebslage der Filterelementanordnung (24) ansteuert.
  9. Ölfiltersystem (18) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öleinlasssensor (26) und/oder der Ölauslasssensor (28) als Ultraschallsensoren ausgebildet sind.
  10. Ölfiltersystem (18) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Filterreinigungsmittel zur Reinigung wenigstens eines Filterelements (40, 42) und/oder einen Signalgeber vorgesehen sind und dann angesteuert werden, wenn der Verschmutzungsgrad am Ölauslass (28) einen Reinigungsschwellwert überschreitet.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Ölfiltersystems (18), insbesondere eines Ölfiltersystems (18) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, das einen Öleinlass (20), eine dem Öleinlass (20) nachgeschaltete, wenigstens ein Filterelement (40, 42) umfassenden Filterelementanordnung (24) und einen der Filterelementanordnung (24) nachgeschalteten Ölauslass (22) umfasst, wobei die Filterelementanordnung (24) derart ausgebildet und ansteuerbar ist, dass sie mit unterschiedlichen Filterwirkungen betreibbar ist, wobei der von der Anzahl und/oder Größe der im Öl vorhandenen Partikel abhängige Verschmutzungsgrad des Öls am Öleinlass (20) erfasst wird und die Filterelementanordnung in Abhängigkeit des erfassten Verschmutzungsgrades angesteuert wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Anzahl und/oder Größe der im Öl vorhandenen Partikel abhängige Verschmutzungsgrad des Öls auch am Ölauslass (22) erfasst wird und dass die Ansteuerung der Filterelementanordnung (24) auch in Abhängigkeit dieses Verschmutzungsgrads erfolgt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Filterelementanordnung (24) derart erfolgt, dass sie dann in einer Neutral-Betriebslage, in der Öl die Filterelementanordnung (24) ungefiltert passiert, betrieben wird, wenn der erfasste Verschmutzungsgrad unterhalb eines Reinöl-Schwellwerts liegt.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Filterelementanordnung (24) derart erfolgt, dass sie dann in einer ersten Filter-Betriebslage betrieben wird, wenn der erfasste Verschmutzungsgrad oberhalb des Reinöl-Schwellwerts und unterhalb eines Feinschmutz-Schwellwerts liegt. (Grob)
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung der Filterelementanordnung (24) derart erfolgt, dass sie dann in einer zweiten Filter-Betriebslage betrieben wird, wenn der erfasste Verschmutzungsgrad oberhalb des Feinschmutz-Schwellwerts liegt.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine den Öldruck des zu filternden Öls erzeugende Ölpumpe (16) in Abhängigkeit des jeweils erfassten Verschmutzungsgrades und/oder in Abhängigkeit der jeweiligen Betriebslage der Filterelementanordnung ansteuert.
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