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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Erfindung betrifft eine Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung für einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Aus Verbrennungsmotoren abgelassenes Altöl kann bei unsachgemäßer Handhabung zu einer Verschmutzung des Bodens, der Oberflächengewässer und des Grundwassers beitragen. Bislang wurde Fahrzeugmotoröl herkömmlicherweise routinemäßig gewechselt, und zwar entweder auf Kilometerbasis oder in bestimmten Zeitintervallen. Diese Intervalle waren im Allgemeinen vorsichtig bemessen, um jegliche Möglichkeit eines Motorschadens zu vermeiden, und führten zu der Notwendigkeit einer verantwortungsvollen Entsorgung von Milliarden Gallonen von Altöl pro Jahr.
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Eine neuere Entwicklung bestand in der Entwicklung von Algorithmen oder Sensoren, um den Zustand des Öls zu schätzen oder direkt zu messen und eine Notwendigkeit, es zu wechseln, nur dann anzuzeigen, wenn dessen Schmierfähigkeit ein annehmbares Niveau unterschritt. Dadurch konnten allgemein längere Ölwechselintervalle als mit dem vorgenannten routinemäßigen Ansatz erzielt werden, und es konnte das Volumen des zur Entsorgung anstehenden Altöls zwar reduziert, jedoch nicht minimiert oder eliminiert werden.
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Öle sind im Allgemeinen komplexe Gemische aus chemischen Verbindungen, die sich durch einen Grundstoff und eine kollektiv als ein Additivstoffpaket beschriebe Kombination von Additivstoffen auszeichnen, welche entsprechend ausgewählt sind, um spezifische Leistungsattribute zu verbessern. Herkömmlicherweise handelte es sich bei dem Grundstoff um einen Erdölkohlenwasserstoff, der aus Rohöl gewonnen wurde. Es werden jedoch zunehmend synthetische Grundstoffe, wie beispielsweise Polyalphaolefin (PAO) oder Syntheseester und verwandte Synthesestoffe, wie etwa alkylierte Naphtaline und alkylierte Benzole verwendet. Im Allgemeinen sind sowohl der Grundstoff als auch das Additivstoffpaket so ausgewählt, dass sie erwünschte Öl-Attribute in einem für die beabsichtigte Verwendung des Öls angemessenen Ausmaß bereitstellen.
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Das Erfordernis des Ölwechselns beruht auf der Notwendigkeit, Verunreinigungssubstanzen zu entfernen und das Additivstoffpaket, das im Zuge der Verwendung zunehmend verbraucht oder ”aufgebraucht” wird, zu ergänzen. Ein Großteil des Grundstoffs selber ”zerfällt” nicht, obwohl geringe Mengen, welche die Zylinderwände schmieren und an den Kolbenringen vorbeigelangen, in der Brennkammer verbrannt werden. Somit ist ”Altöl” in erster Linie als Verunreinigungssubstanzen enthaltendes, unverbrauchtes Öl zu betrachten, in dem Additivstoffe fehlen oder in nur mehr verringertem Ausmaß vorhanden sind.
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Es ließe sich daher das zur Entsorgung anstehende Altölvolumen weiter reduzieren, wenn das Problem der Partikelverunreinigung gelöst werden könnte und wenn das Additivstoffpaket nachgefüllt werden könnte. Mit diesen Anpassungen, und allenfalls der Hinzufügung einer kleineren Menge Neuöl, wäre es möglich, Altöl zu regenerieren, so dass dieses eine Tauglichkeit als Schmiermittel und für den Motorschutz bietet, die im Wesentlichen jener von Neuöl gleichkommt.
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Eine herkömmliche Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung für einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug ist aus der Druckschrift
WO 2005/088 084 A1 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weiter verbesserte Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung zu schaffen.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es wird eine Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung zur Verlängerung der Standzeit des Schmieröls für einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug beschrieben. Die Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung wird in das Ölkreislaufsystem des Fahrzeugmotors eingebaut, das einen beständigen Fluss von Schmiermittel zu den Motorbauteilen bereitstellt.
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Schmiermittel umfassen Grundöl und zumindest einen Additivstoff zur Gewährleistung der Schmierleistung. Die Effizienz von Schmiermitteln verschlechtert sich während des Gebrauchs, da die Additivstoffe während des Motorbetriebs allmählich aufgebraucht werden und das Grundöl durch Partikel verunreinigt wird, bei denen es sich im Allgemeinen um Nebenprodukte der Verbrennung handelt. Diese Verschlechterung lässt sich durch die Verwendung geeigneter Sensoren in Verbindung mit einem an Bord des Fahrzeugs befindlichen Computer messen oder vorhersagen.
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Die Standzeit des umgewälzten Schmieröls wird durch eine erfindungsgemäße Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung verlängert, welche zwei Filter, die in der Lage sind, Partikel aggressiver als herkömmliche Ölfilter zu entfernen, einen Vorrat an Öl-Additivstoffen und ein Mittel zur Abgabe oder Einleitung der Additivstoffe in das Grundöl umfasst.
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Somit wird durch die Filter kontinuierlich ein niedriger Partikelverunreinigungsgrad beibehalten und es kommt in einer Ausführungsform durch ein automatisiertes System, das durch ein von dem Computer kommendes Signal aktiviert wird, zu einer Abgabe von zusätzlichem Additivstoff bzw. von zusätzlichen Additivstoffen, wenn der Anteil an Additivstoff(en) auf ein unannehmbar niedriges Niveau absinkt.
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Ebenfalls neu ist das Mittel zum Anbringen der Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung an einem Fahrzeug. Dieses neue Anbringungsmittel bietet die Möglichkeit, spezifische Ölfilter- und Öl-Additifstoffabgabevorrichtungen kundenspezifisch an spezifische Motoren oder Motorfamilien anzupassen, und bietet weiterhin die Möglichkeit, den Anteil oder die Menge an Additivstoff(en) besser an die zu erwartenden Nutzungsmuster des Fahrzeugs anzupassen.
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Erfindungsgemäß ist eine Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung für einen Verbrennungsmotor in einem Fahrzeug vorgesehen, wobei der Fahrzeugmotor ein Kreislaufsystem zur Schaffung eines kontinuierlichen Schmierfluidstroms zu den Motorbestandteilen umfasst, wobei das Schmiermittel ein Grundöl und zumindest einen Additivstoff für ein Schmierleistungsvermögen umfasst, wobei der Additivstoff während des Motorbetriebs allmählich aufgebraucht wird; wobei der Motor zusätzlich zumindest einen Sensor umfasst, der in der Lage ist, Messungen vorzunehmen, welche repräsentativ für den Ölzustand und den Additivstoffverbrauch sind; und wobei das Fahrzeug einen Computer umfasst, der funktional mit dem Sensor in Verbindung steht und in der Lage ist, Sensormesswerte zu verarbeiten, um die aktuelle Konzentration an Grundöl-Additivstoffen zu erfassen. Die Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung ist zum Zweck der Aufnahme des Hauptstroms des umgewälzten Schmiermittels während des Motorbetriebs an dem Motor befestigbar und umfasst: ein Gehäuse mit einer Koppeleinheit zur Anbringung an dem Motor, wobei die Koppeleinheit einen Schmiermitteleingang und zumindest zwei Schmiermittelauslässe aufweist; ein Ölfiltriersystem, das Öl von einem Schmiermitteleingang aufnimmt und Öl aus den Schmiermittelausgängen abgibt; einen mit dem Schmiermittelstrom in der Vorrichtung in Verbindung stehenden Speicher für zumindest einen Schmieröl-Additivstoff; und einen Abgabemechanismus, um eine Additivstoffmenge von dem Speicher in den Schmiermittelstrom zu befördern.
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Gemäß einer Ausführungsform steht der Computer funktional mit der Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung in Verbindung, um die Abgabe von zumindest einem Additivstoff in das die Vorrichtung durchströmende Schmiermittel hinein zu initiieren.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Ölfilter- und Öl-Additivstoffabgabevorrichtung zumindest einen Additivstoffabgabeabschnittsensor zur Bestätigung der Zuführung einer spezifizierten Menge an Additivstoff auf.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen Fahrzeugmotor und bietet einen veranschaulichenden Überblick über die Interaktion des Filterpakets mit dem Motorölverteilersystem, den Sensoren und einem fahrzeugeigenen Computer.
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2 zeigt ein die gegenwärtige Erfindung darstellendes Ölfilterpaket, in welchem ein Hauptstromfilter, ein Nebenstromfilter, eine Komplementärmenge ergänzender Additivstoffe und ein Mittel zur kontrollierten Abgabe der Additivstoffe integriert sind.
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3 zeigt das ursprünglich in 2 gezeigte Verfahren der kontrollierten Abgabe von Additivstoffen in detaillierterer Weise.
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4A, B, C, D, E und F zeigen sechs voneinander unterscheidbare Anschlussauslegungen, die für eine Anbringung des Ölfilterpakets an einem Verbrennungsmotor geeignet sind.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Viele der Bestandteile von Fahrzeugmotoröl bleiben während der Verwendung in einem im Allgemeinen unbeeinträchtigten Zustand; andere Bestandteile werden während der Verwendung verbraucht und aufgebraucht; weitere bleiben zwar selber weitgehend unbeeinträchtigt, werden jedoch durch Verbrennungsprodukte verunreinigt.
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Herkömmliche Ansätze, mit denen eine beständige Durchströmung des Motors mit brauchbarem Schmieröl über die Betriebslebensdauer des Fahrzeugs hinweg sichergestellt werden soll, basieren schlicht darauf, das Altöl nach einer angemessenen Verwendungsdauer abzulassen und durch Neuöl zu ersetzen. In der Vergangenheit wurde die Nutzungsdauer auf Basis der verstrichenen Zeit oder der zurückgelegten Strecken bemessen, ein besseres Verständnis der Degradationsmechanismen von Fahrzeugöl hat inzwischen zur Entwicklung von Algorithmen oder messungsbasierten Techniken für eine präzisere Bestimmung der Restschmierfähigkeit des Öls geführt. Selbst mit diesen ausgereifteren Ansätzen zur Bestimmung des Endes der Standzeit von Motoröl, mit denen ein Ölwechsel im Allgemeinen weniger häufig erforderlich wird, ist die grundlegende Verfahrensweise des Entsorgens und Ersetzens nach wie vor der vorherrschende Ansatz, um eine sachgemäße Schmierung für Fahrzeugmotoren zu gewährleisten.
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Der hier verfolgte Ansatz basiert auf der Erkenntnis, dass ein volumenmäßig großer Anteil des Öls eine nur minimale chemische Veränderung erfahren hat und daher wiederverwendet werden kann. Dies erfordert das Nachfüllen jener Bestandteile, die verbraucht sind, und das Entfernen der Verunreinigungsstoffe aus dem Rest. Mit diesen Ansätzen lässt es sich bewerkstelligen, dass die Nutzungsdauer des Öls, bevor dieses zur Ganze durch Neuöl ersetzt werden muss, wesentlich verlängert wird.
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Ebenso wie bei der derzeit gängigen Praxis, wird auch im Rahmen dieser Erfindung davon ausgegangen, dass das Öl, nachdem es in das Fahrzeug eingefüllt worden ist, die erwünschten Schmiereigenschaften nur für eine begrenzte Zeit erbringt, und dass anschließend Handlungsbedarf besteht. Der Ausgangspunkt für das erfindungsgemäße Vorgehen liegt in dem Wissen, dass sich das momentan dem Fahrzeug zugeführte Öl dem Ende seiner Nutzlebensdauer hinsichtlich einer angemessenen Schmierung für den Motor nähert.
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Zeit- oder kilometerbasierte Voraussagen betreffend das Ende der Standzeit des Öls werden derzeit rasch durch algorithmische Ansätze ersetzt. Algorithmische Ansätze, die sich die Kenntnis von Motor-Betriebsparametern wie beispielsweise der Öltemperatur zunutze machen, um die Standzeit des Öls zu schätzen, sind gleichermaßen durch die größere Anzahl von Motorsensoren und durch den Zuwachs bei der fahrzeugeigenen Computer-Rechenleistung möglich geworden. Weitere Fortschritte basieren auf direkten Erfassungen von Ölqualität durch Sensoren der elektrischen Eigenschaften des Öls wie etwa des spezifischen Widerstands und der Permittivität. Mit angemessenen fahrzeugeigenen Gerätschaften in Verbindung mit einer fahrzeugeigenen Rechen- und Steuervorrichtung lässt sich das Ende der Öl-Standzeit an Bord des Fahrzeugs bestimmen und an den Fahrer übermitteln. Diese Benachrichtigung kann durch eine fahrzeuginterne Nachrichtenanzeige, wahlweise begleitet von einem akustischen Alarm, erfolgen, oder kann durch ein Fahrzeugkommunikationssystem, wie zum Beispiel Onstar®, oder per E-Mail oder Mobiltelefon übermittelt werden.
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Ebenso wie bei der derzeitigen Praxis, wird durch eine Benachrichtigung über das Ende der Öl-Standzeit angezeigt, dass der Ölfilter gewechselt werden sollte. Im Gegensatz zu der derzeitigen Praxis sind jedoch in dem Ölfilter, genauer gesagt in dem Ölfilterpaket, extra abgebbare Öl-Additivstoffe enthalten, die in der Lage sind, die Schmier- und Motorschutzfunktion des Öls zu regenerieren. Erreicht wird dies durch ein Ölfilterpaket, welches sich der Auslegung nach von jenem, das nach derzeitiger Praxis verwendet wird, unterscheidet.
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Die derzeitige Praxis besteht in Allgemeinen darin, einen einzelnen 'Hauptstrom'-Filter zu verwenden, der häufig in Form einer runden, zylindrischen Dose von angemessener Größe und Filterkapazität ausgeführt ist. Die Dose wird so in das Schmiermittelkreislaufsystem eingesetzt, dass das gesamte Motoröl durch den Filter hindurchströmt, in welchem größere Partikel, im Allgemeinen solche mit einer Größe von ungefähr 20 Mikrometer und darüber, zurückgehalten werden. Dieser Filter, der häufig als ein 'Spin-on'-Filter beschrieben wird, wird an einem Ende mittels eines breiten, hohlen Vorsprungs mit Innengewinde befestigt. Öl wird über eine Reihe von Öffnungen, die rund um den hohlen Vorsprung herum angeordnet sind, in den Filter gepumpt, wobei das Medium nach dem Durchströmen des Filters durch den hohlen Vorsprung wieder austritt.
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Es sind verschiedenerseits Anstrengungen unternommen worden, um diesen allgemeinen Entwurf dahingehend abzuändern, dass im Anschluss an einen Ölwechsel eine Hinzufügung von Additivstoffen zu dem Motoröl ermöglicht wird. Diese Ansätze und alle sonstigen Ansätze, die darauf abzielen, den derzeitigen 'Spin-on'-Ölfilter im Hinblick auf eine allmähliche Abgabe von Additivstoffen anzupassen, sind für die vorliegende Erfindung nicht geeignet, weil sie davon ausgehen, dass das Öl gewechselt wird und daher keine Möglichkeit vorsehen, den Großteil des Altöls innerhalb des Motors zurückzuhalten. Die derzeitige Praxis des Ablassens von Öl aus einem Motor besteht nämlich darin, den Filter zu entfernen und zumindest eine gewisse Menge des Altöls durch die Motoröffnungen, die komplementär zu den Filtereinlassöffnungen sind, ablaufen zu lassen.
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Es ist ein Ziel dieser Erfindung, das Volumen des zu entsorgenden Altöls zu reduzieren, indem ein möglichst großes Altölvolumen der Weiterverwendung zugeführt wird. Daher erfordert die erfindungsgemäße Praxis einen Filter, der über eine Verbindung mit dem Ölkreislaufsystem verbunden wird, bei welcher in geöffnetem Zustand kein Öl ausläuft, sondern dieses vielmehr im Inneren des Motors zurückgehalten wird. Es ist möglich, ein Auslaufen sowohl aus dem Filter als auch aus dem Motor zu unterbinden. Solche 'Trockentrenn'-Verbindungen sind in der Technik gemeinhin bekannt und sind über Hersteller wie beispielsweise Snap-tite, Aeroquip, Parker und Hansen im Handel erhältlich. Dadurch wird ein guter Handhabungskomfort geboten, es würde jedoch eine bestimmte Menge Öl in dem Filter zurückbleiben, wodurch die Hinzufügung einer bestimmten Menge Ergänzungsöl erforderlich wäre, um bei einem Filtertausch den Motorölstand beizubehalten. Diesem Problem kann auf verschiedene Art und Weise begegnet werden, und zwar beispielsweise indem der Ölfilter vor dem Austausch entleert wird und das Öl in den Motor zurückgeleitet wird; indem anlässlich des Filtertauschs dem Motor eine Ladung Neuöl hinzugefügt wird; am komfortabelsten wird dies jedoch dadurch gelöst, dass der Ersatzfilter vorgefüllt mit einem angemessenen Volumen an Ersatzöl ausgestattet wird.
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Ein alternativer Ansatz würde darin bestehen, den Filter in umgekehrter Stellung oberhalb des Ölsumpfes anzubringen, so dass schwerkraftbedingt sichergestellt wäre, dass der Filter leer ist, wenn der Motor nicht in Betrieb ist. Ein solcher Ansatz würde jedoch 'Trockenstarts' herbeiführen und bewirken, dass der Motor beim Anlassen kurzfristig kein zusätzliches Öl erhält, bis der Filter sich mit Öl befüllt hat, was daher keine empfehlenswerte Verfahrensweise darstellt.
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Die Verwendung abdichtender Anschlüsse ermöglicht und erfordert eine Veränderung beim Filterentwurf. Somit wird es ermöglicht, in den Filter ein Additivstoffpaket samt Abgabesystem zu integrieren, und zwar ohne die Einschränkungen, die dem derzeitigen Entwurf anhaften.
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Im Hinblick auf die Zielsetzung einer Reduzierung der Motorölwechselintervalle sollte darüber hinaus die Effizienz des Motorölfilters verbessert werden, um zu ermöglichen, dass dieser kleinere Partikel entfernt als dies im Moment mit den derzeitigen Hauptstromfiltern der Fall ist. Entsprechend der nach dem Stand der Technik gehandhabten Praxis erfolgt dies, indem ein Nebenstromfilter, der in der Lage ist, Partikel mit einer Größe von ungefähr 2 Mikrometer und darüber zurückzuhalten, parallel zu dem Hauptstromfilter angeordnet wird. Ein Nebenstromfilter befindet sich typischerweise in einem sekundären Ölkreislaufsystem, das mit dem primären Ölkreislaufsystem zusammentrifft, nachdem das Öl durch den Hauptstromfilter hindurchgetreten ist. Ungefähr 10% des in dem primären Ölkreislaufsystem strömenden Öls werden durch den Nebenstromfilter hindurchgeleitet und das gefilterte Öl wird in die Ölwanne abgegeben.
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In der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung sind ein Hauptstrom-Ölfilter, ein Nebenstromfilter und eine Öl-Nachfüllmöglichkeit in einem Filterpaket kombiniert, das in einem Gehäuse enthalten ist, in welchem drei Verbindungen zu dem Ölkreislaufsystem integriert sind. Die allgemeine Implementierung der Erfindung in einem Fahrzeugmotor ist in 1 veranschaulicht, die eine schematische Darstellung eines Motors 10 mit einer Ölwanne 14 samt darin enthaltenem Öl 16, das durch eine Ölpumpe 23 verteilt wird, zeigt. Nach dem Austreten aus der Ölpumpe 23 tritt das umgewälzte Öl durch den Einlass 20 in das Filterpaket 400 (detailgenauer in 2 gezeigt) ein und tritt in den Hauptstromfilter 32 ein. Ein Teil des Stroms aus dem Hauptstromfilter 32 wird durch den Nebenstromfilter 40 hindurch umgeleitet und tritt an dem Auslass 122 aus, von wo aus er in die Ölwanne 14 zurückgeführt wird, während der Rest des Öls bei dem Auslass 22 austritt und allen Teilen des Motors, die einer Schmierung bedürfen, wie beispielsweise den Lagern, Zylindern usw. (nicht gezeigt), zugeführt wird. In weiterer Folge läuft das Öl von dem Motor wieder in die Ölwanne 14 hinein ab, wodurch der Kreislauf vollendet wird. Außerdem sind in 1 Öl-Additivstoffspeichereinheiten 200 und 202 gezeigt. Der Öltemperatursensor 26 befindet sich bei der Ölwanne und sendet über die Verbindung 33 Signale an den Computer 21, während sich der Additivstoffabgabesensor 36 auf dem Filterpaket 400 befindet und über die Verbindung 34 gleichermaßen mit dem Computer 21 kommuniziert. Über die Verbindung 56 überträgt der Computer 21 Befehle zur Abgabe von Additivstoff aus dem Filterpaket 400.
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2 zeigt als veranschaulichende Ausführungsform ein erfindungsgemäßes Filterpaket 400, das einen Hauptstrom-Ölfilter 32, einen Nebenstromfilter 40, sowie ein Mittel zum Speichern und Abgeben von Öl-Additivstoffen umfasst, wobei alle diese Elemente im Allgemeinen in dem Gehäuse 15 untergebracht oder enthalten sind. Es ist beabsichtigt, dass sämtliche Merkmale und Fähigkeiten des derzeitigen Hauptstrom-Ölfilters auch in dem Hauptstromfilter 32 vorhanden sind. Diese umfassen ein Antirückflussventil, um sicherzustellen, dass in dem Filter enthaltenes Öl nicht unter dem Einfluss der Schwerkraft in die Motor-Ölwanne zurückfließt, wenn der Motor abgeschaltet wird, und ein Entlastungsventil, um ein Mittel zur fortgesetzten Bereitstellung von Öl zu dem Motor zu schaffen, selbst wenn das Filtermedium verstopft ist.
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Das Öl tritt durch den Einlassanschluss 20 ein und durchströmt das Filtermedium 38 des Hauptstromfilters 32, bevor es größtenteils durch den Auslassanschluss 22 austritt, wobei die allgemeine Bewegung des Öls schematisch durch eine Reihe von großen Pfeilen dargestellt ist. Von dem Ölstrom am Auslass des Ölfilters 32, der so ausgewählt ist, dass er eine ausreichende Strömung zu dem Motor zu gewährleistet, wird ein vorbestimmter Teil durch Einbauten, Schieber oder sonstige dem Fachmann bekannte Mittel (nicht gezeigt) umgelenkt und durch den Einlass 120 zu dem Nebenstromfilter 40 geleitet. In den Nebenstromfilter 40 wird das Öl durch das Filtermedium 38' hindurchgeleitet, wie dies durch eine Reihe kleiner Pfeile angedeutet ist, bevor es durch den Auslass 122 aus dem Filter austritt.
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Aus der weiteren Erörterung von 2 geht jedoch hervor, dass in dem Gehäuse 15 die Behälter 210, 212, 214 und 216, Hohlkörper, abgegrenzt an einem Ende durch die Ausflussöffnungen 310, 312, 314 und 316, von reduzierter Abmessung an dem anderen Ende, integriert sind. In den Behältern sind Additivstoffe 200, 202, 204 und 206 gespeichert, die jeweils infolge eines Drucks der Plungerkolben 220, 222, 224 und 226 in den Hauptstromfilter 32 hinein abgegeben werden können. Die Darstellung von vier Abgabesystemen soll hier nur als Beispiel dienen und hat keinerlei einschränkenden Charakter.
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Als typische Öl-Additive sind zu nennen: Reibkraftminderer; Detergentien; aschefreie Antioxidantien; sowie Entschäumer oder Belüftungsinhibitoren. Die Anzahl von Abgabesystemen hängt demnach im Allgemeinen davon ab, ob Additivstoffrezepturen für diese Bedürfnisse bereitgestellt werden, und falls dies der Fall ist, ob diese einzeln oder kombiniert abgegeben werden.
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Es kann eine Vielzahl von Abgabemechanismen verwendet werden. Die in 2 gezeigte Anordnung, die einer Injektionsspritze ähnelt, stellt Mittel für eine kontrollierte Additivstoffabgabe bereit. Die Hinzufügung eines Einwegventils (nicht gezeigt) oder einer ähnlichen Strömungsregelvorrichtung an dem Abgabeende des Behälters würde einen Rückstrom oder eine unkontrollierte Einbringung des Additivstoffs in das Öl verhindern. In ähnlicher Weise könnten auch piezoelektrische oder thermisch aktivierte und Vorrichtungen, wie sie etwa in Tintenstrahldruckern für die Abgabe von Tinte (nicht gezeigt) zum Einsatz kommen, als Additivstoff-'Patrone' adaptiert werden, um eine kontrollierte Additivstoffabgabe zu ermöglichen. Dies könnte durch eine drastische Verringerung der Abmessungen der Ausflussöffnungen 310, 312, 314 und 316 und durch die Platzierung eines piezoelektrischen Antriebs oder eines Heizelements in dem Kanal erfolgen, um Additivstofftröpfchen vorwärtszutreiben und auszustoßen.
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Dieser Ansatz müsste jedoch technisch so geplant sein, dass ein Betrieb bei Öldruckpegeln, die typischerweise in einem Fahrzeug auftreten und sich in einem Bereich zwischen 7 bis 12 Pfund pro Quadratzoll (psi) im Leerlauf und bis zu 80 psi unter Last bewegen, möglich wäre, oder es könnte ein Steueralgorithmus verwendet werden, der nur dann Additivstoff abgibt, wenn der Motor nicht in Betrieb ist.
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Wenn eine chargenweise Abgabe annehmbar wäre, könnte schließlich auch eine trennbare Verpackungsweise (nicht gezeigt) verwendet werden, die den Additivstoff während der Fertigung und während des Versands enthalten würde, die jedoch eine rasche und vollständige Abgabe des Additivstoffs bei der Anbringung an einen Motor ermöglichen würde.
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Die bevorzugten Abgabeeinrichtungen sind von der Abgabestrategie abhängig. Die derzeitige Praxis besteht darin, Additivstoffe als Charge gemeinsam mit dem Neuöl einzubringen, und ein ähnlicher Ansatz könnte in der erfindungsgemäßen Praxis verfolgt werden. Dies könnte beispielsweise erfolgen durch: Befüllen des Filterpakets mit Ergänzungsöl, das mit einer vollständigen Komplementärmenge an Additivstoffen beladen ist; oder durch separates Abpacken der Additivstoffe innerhalb des Filterpakets, wobei diese jedoch unmittelbar beim Einbau durch Zerbrechen oder Durchstechen des Pakets freigegeben werden; oder, wie bei der injektionsspritzenartigen Auslegung aus 2, durch unmittelbar beim Einbau erfolgendes, vollständiges Niederdrücken sämtlicher Plungerkolben 220, 222, 224 und 226.
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Angesichts der Tatsache jedoch, dass eine Vielfalt von Additivstoffen, und zwar unter anderem: (a) Reibkraftminderer, bei denen es sich entweder um einen Metallkomplex wie Molybdändithiocarbamat oder eine organische Säure oder ein organisches Derivat wie beispielsweise Glycerinmonooleat oder Ölsäure handeln kann; (b) Detergentien, bei denen es sich typischerweise um in Öl mit einem Sulfonat oder Phenat aufgeschlämmtes Calciumcarbonat handelt; (c) Dispergiermittel, bei denen es sich um lange Kettenpolymer-Hauptketten (gewöhnlich Polyisobutylen) verbunden mit einer polaren Gruppe (gewöhnlich einer Aminogruppe) handelt; (d) aschefreie Antioxidantien, bei denen es sich typischerweise um gehinderte Phenole und Alkyldiphenylamine handelt; und (e) Entschäumer/Belüftungsinhibitoren, bei denen es sich typischerweise um Siloxanpolymere handelt, in gemeinsamer Verwendung stehen, ist eine progressive, bedarfsorientierte Additivstofffreigabe von Vorteil, um zu jedem Zeitpunkt eine angemessene, jedoch nicht übermäßige Additivstoffmenge in dem Öl verfügbar zu halten.
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Die meisten Additivstoffe stellen potenziell eine Gefahr für den Motor dar, sofern sie in übermäßig hoher Konzentration vorhanden sind. Aufgrund der chargenweise vorgenommenen Abgabe von Additivstoffen werden gemäß der derzeitigen Praxis Additivstoffe in größerer Konzentration als benötigt in das Neuöl eingebracht, um sicherzustellen, dass auch am Ende der Nutzlebensdauer noch eine ausreichende Additivstoffmenge vorhanden ist, um den Anforderungen des Motors zu genügen. Somit stellt die derzeitige Praxis einen Kompromiss zwischen der Einbringung hoher Additivstoffkonzentrationen zur Verlängerung der Ölwechselintervalle und der Minimierung des Additivstoffgehalts zur Begrenzung von deren Gefahrenpotenzial dar.
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Durch eine schrittweise Abgabe dieser Additivstoffe würde sichergestellt, dass diese nie in potenziell gefährlichen Konzentrationen vorhanden wären, und es wäre gleichzeitig möglich, ein größeres Additivstoffvolumen in dem Filterpaket unterzubringen, um die Intervalle, in denen das Filterpaket gewechselt werden muss, noch weiter zu strecken. Daher kann es vorzuziehen sein, Additivstoffe kontrolliert abzugeben, und zwar in einem Verhältnis, das im Wesentlichen jenem Verhältnis entspricht, in dem diese verbraucht werden, um so zu jedem Zeitpunkt ein im Allgemeinen unverändertes Konzentrationsniveau an Additivstoffen in dem Öl aufrechtzuerhalten. Somit kann es wünschenswert sein, mechanische oder thermomechanische Ansätze zu verwenden, die eine dosierte Freigabe von Additivstoffen ermöglichen.
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Mithilfe von Tintenstrahl-Technologie auf Basis von piezoelektrischen oder thermisch aktivierten Vorrichtungen ist es an sich möglich, Fluide in kontrollierter Menge abzugeben, da die Tröpfchengröße gesteuert und die Anzahl der abgegebenen Tröpfchen auf einfache Weise bestimmt werden kann. Das in 2 gezeigte Schema kann jedoch auf einfache Weise dahingehend abgeändert werden, dass auch die abgegebene Additivstoffmenge kontrolliert wird. Wie in 3 gezeigt, kann die Bewegung des Plungerkolbens durch einen Elektromotor 240 gesteuert werden, welcher das Zahnrad 242 in einer durch den Pfeil 244 angezeigten Richtung dreht. Das Zahnrad 242 steht seinerseits mit der Zahnstange 230 in Eingriff, die fest mit dem Plungerkolben 220 verbunden ist, durch welchen der Additivstoff 200 aus seinem Behälter 210 herausgedrückt und in das Öl hinein befördert wird.
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Angesichts des Beschädigungspotenzials, welches besteht, wenn der Additivstoff nicht abgegeben wird oder wenn er nicht in angemessenen Mengen abgegeben wird, sollte ein Abgabesystem grundsätzlich nicht mit einem rückführungslosen Steuersystem betrieben werden. Es ist somit wünschenswert, über eine unabhängige Messung zu verfügen, welche gleichermaßen bestätigt, dass Additivstoff abgegeben wurde und dass eine angemessene Menge davon abgegeben wurde, wie dies bei dem Sensor 36 und der Kommunikationsverbindung 34 in 1 angezeigt ist.
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Für das soeben beschriebene injektionsspritzenartige System ist es beispielsweise durchführbar, die abgegebene Additivstoffmenge aus der Nachverfolgung des Motorstroms oder der Drehung des Zahnrads 242 (3) und aus der sich daraus ergebenden Verschiebung des Plungerkolbens 210 abzuleiten. In wünschenswerterer Weise kann die Verschiebung des Plungerkolbens 210 direkt gemessen werden, und zwar durch Einbau und Verwendung eines Lineargebers oder einer anderen Messeinrichtung, wie etwa eines linearen variablen Differentialtransformators. In noch wünschenswerterer Weise könnte ein Durchflussmessgerät (nicht gezeigt) an dem Auslass des Behälters 200 installiert sein.
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Diese Ansätze könnten allesamt zu fehlerhaften Daten führen. Beispielsweise könnten ein Schlupf des Zahnrads 242 oder ein Leckverlust von Additivstoff um den Plunger 220 herum oder ein Gerätefehler in einem Durchflussmessgerät zu einer fälschlichen Signalübertragung bezüglich einer Additivstoffabgabe führen, während eine solche nicht stattgefunden hat.
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Für den Fachmann ist es jedoch erkenntlich, dass ein Vergleich von indirekten Messungen auch dazu verwendet werden kann, eine korrekte Betriebsweise umfassender zu charakterisieren oder Gerätefehler oder -probleme zu identifizieren. Wenn beispielsweise unabhängige Messungen der Rotation des Zahnrads 242 und der Verschiebung der Zahnstange 230 mit dem bekannten Übersetzungsverhältnis zwischen diesen konsistent sind, so ergibt sich daraus eine größere Verlässlichkeit als aus einer jeden der beiden Messungen für sich allein genommen. Ähnliche Überlegungen gelten auch für die Übereinstimmung zwischen Strömungsmessungen und Zahnstangenverschiebung. Es kann somit erwogen werden, dass gemäß der Praxis dieser Erfindung angemessene Schutzmaßnahmen vorgesehen sind, um die Wahrscheinlichkeit einer unwissentlichen Überversorgung oder Unterversorgung mit Additivstoffen auf einen annehmbar geringen Grad abzusenken. Es ist weiterhin davon auszugehen, dass die abgegebene Additivmenge ausreichen würde, um ein Sensorsignal auszulösen, welches sich deutlich genug von dem Hintergrundrauschen abheben würde, um als solches erkannt zu werden.
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Im Fall einer piezoelektrisch oder thermisch betätigten, tintenstrahlartigen Abgabe-'Patrone' führt die rasche Ausstoßung eines jeden Tröpfchens zu einem akustischen Impuls oder Druckimpuls, der durch ein Mikrophon oder einen Drucksensor detektiert werden kann. In diesem Fall sollte sich das Signal auf der Basis einer relativ einfachen Phasenbeziehung zwischen dem Sensorsignal und dem Befehlssignal für die Betätigung der Abgabevorrichtung deutlich gegenüber dem Hintergrundrauschen abheben und erkannt werden. Gepaart mit dem Wissen um die Tröpfchengröße, die eine Funktion der Geometrie der Additivstoff-'Patrone' darstellt, lässt sich das abgegebene Additivstoffvolumen nachverfolgen.
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Da der Additivstoff kontinuierlich abgegeben und gemessen wird, und zwar ungeachtet des Mechanismus, nach dem dies geschieht, lassen sich das Gesamtvolumen berechnen und die Ergebnisse abspeichern. Gepaart mit dem Wissen um das in dem Filterpaket ursprünglich geladene Additivstoffvolumen, kann das verbleibende Additivstoffvolumen bestimmt werden und dazu verwendet werden, die verbleibende Standzeit für das Öl zu berechnen. Alternativ dazu kann es auch möglich sein, das verbleibende Additivstoffvolumen auf direkte Weise zu bestimmen. So könnte etwa für die in 3 abgebildete injektionsspritzenartige Vorrichtung das Restvolumen direkt durch Nachverfolgen der Plungerkolbenstellung bestimmt werden.
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Demnach sind elektronische und elektrische Verbindungen mit dem Filterpaket erforderlich, um Strom zur Einleitung der Additivstoffabgabe und zur Versorgung von Sensoren bereitzustellen, welche Daten betreffend den noch verbleibenden Additivstoffinhalt des Filterpakets an eine fahrzeugeigene Rechen- und Steuervorrichtung liefern können. Diese Merkmale und Verbindungen sind dem Fachmann allgemein bekannt und werden hier nicht gezeigt.
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Ein zusätzliches Merkmal der aktuellen Erfindung besteht darin, dass ein Mittel zur Bestätigung, dass ein neues Filterpaket, und nicht etwa ein gebrauchtes installiert worden ist, sowie ein Mittel zur Überführung der Vorrichtung von dem einen Zustand in den anderen integriert sein können. Dafür können einfache mechanische Ansätze, wie beispielsweise eine Plombe, die während des Patroneneinbaus durchtrennt wird, verwendet werden. Alternativ dazu können auch elektrische Ansätze verwendet werden. Elektrische Ansätze haben den Vorteil, dass sie ein Ausgangssignal erzeugen, welches von der fahrzeugeigenen Rechen- und Steuervorrichtung interpretiert werden kann, um eine an den Bediener gerichtete, persistente Fehlermeldung auszulösen. Ein einfacher Ansatz besteht darin, einen Widerstand von bekanntem Wert mit dem Leistungsschaltkreis für die Abgabevorrichtung parallel zu schalten, so dass ein Anlegen von Energie an die Abgabevorrichtung zu einem 'Durchbrennen' des Widerstands und zur Schaffung eines offenen Schaltkreises führt. Somit müsste ein Leseschaltkreis bei der Filterpaketinstallation lediglich den Widerstandswert messen, um zu bestimmen, dass ein neues Paket installiert worden war, wohingegen jeglicher Gebrauch des Filters unverzüglich den Widerstand 'durchbrennen' ließe, und somit zur Anzeige eines gebrauchten Filters oder, genauer gesagt, eines nicht-neuen Filters führen würde. Der Übergang von einem ungebrauchten Zustand zu einem gebrauchten Zustand würde anzeigen, dass ein neues Filterpaket installiert worden war und würde die fahrzeugeigene Rechen- und Steuervorrichtung dazu veranlassen, sämtliche Additivstoffvolumina auf einen Wert zurückzusetzen, der jenen in einem ungebrauchten Filterpaket entspricht.
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Schließlich ist es noch erforderlich, sicherzustellen, dass das korrekte Filterpaket ausgewählt worden ist und dass es auch sachgemäß installiert worden ist. Die physische Installation kann durch Messungen des Öldrucks überwacht werden, da sich ein Versagen einer der Kupplungsstellen zwischen dem Filterpaket und dem Motor rasch in Form eines Druckabfalls bemerkbar machen würde. Die elektrische Installation würde einfach dadurch angesprochen, dass die fahrzeugeigene Rechen- und Steuervorrichtung eine Reihe von Befehlen an das Filterpaket ausgibt und die Ergebnisse überwacht, um sicherzustellen, dass diese innerhalb von erwarteten Wertebereichen liegen.
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Die Auswahl des korrekten Filterpakets kann durch eine angemessene Dimensionierung und Positions-Codierung der drei Ölstromverbindungen: Einlass 20; Hauptstrom-Filterauslass 22; und Nebenstrom-Filterauslass 122 erfolgen. Da der Ölstrom zu 100% durch den Einlass 20 strömt, das ausströmende Öl sich jedoch in einem Verhältnis von 90:10 zwischen den Auslässen 22 und 122 aufteilt, kann das Flächenverhältnis der drei physischen Verbindungen entsprechend dimensioniert werden, um diese voneinander unterscheidbar zu machen. Die Anschluss-Mittellinien können dann, wie in 4A unter 300 gezeigt, in einer asymmetrischen, geometrischen Anordnung angeordnet werden, so dass sechs verschiedene Platzierungen der drei Anschlüsse möglich sind, wie dies beispielsweise in 4A, B, C, D, E und F gezeigt ist. Somit kann durch Variieren des allgemeinen geometrischen Musters und durch Variieren der Anschlussplatzierung innerhalb einer jeden Anordnung erreicht werden, dass ein spezifisches Filterpaket, und somit eine eindeutige Additivstoffpaket-Rezeptur, spezifischen Motoren oder Motorfamilien zugeordnet wird, wodurch eine Anbringung eines falschen Filterpakets an einen falschen Motor verunmöglicht wird.
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Es können aber natürlich auch elektronische Ansätze herangezogen werden, um sicherzustellen, dass für einen spezifischen Motor das korrekte Filterpaket verwendet wird. Dies kann anstelle des obigen mechanischen Ansatzes, oder in Verbindung mit diesem, erfolgen, und kann beispielsweise durch den Einbau von geeignet codierten Chips oder sonstigen Vorkehrungen in das Filterpaket und von Mitteln zum Auslesen der Chips in die fahrzeugeigene Rechen- und Steuervorrichtung implementiert sein. Gemäß diesem Ansatz könnte die fahrzeugeigene Rechen- und Steuervorrichtung so programmiert sein, dass sie auf ein Nicht-Übereinstimmen zwischen dem installierten Filterpaket und dem 'korrekten' Filterpaket auf angemessene Weise reagiert. Da eine solche Nichtübereinstimmung die mögliche Gefahr einer Beschädigung des Fahrzeugmotors in sich bergen könnte, ist es vorzuziehen, dass eine weitergehende Nutzung unterbunden wird. Dies kann durch Außerbetriebsetzen des Fahrzeugs erfolgen, und zwar beispielsweise dadurch, dass der Anlasser gesperrt wird, oder dass das Fahrzeug nur noch unter eingeschränkten Fahrbedingungen, beispielsweise in einem Notlaufmodus, für eine beschränkte Zeitdauer oder Fahrstrecke betrieben werden kann.
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Es ist anzumerken, dass nicht alle Additivstoffe in dem Filterpaket vorhanden sein müssen und dass sie, selbst wenn sie alle vorhanden sind, nicht in vergleichbaren Mengen vorhanden sein müssen. Beispielsweise werden bestimmte Additivstoffe, wie etwa Viskositätsmodifikatoren und Antischaummittel nur minimal aufgebraucht und wären diese daher in dem Nachfüll-Filterpack in nur begrenzten Mengen enthalten.
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Die obigen Erörterungen hatten vor allem den Betrieb der Additivstoffabgabevorrichtungen und der Mittel zur Gewährleistung von deren anforderungsgemäßer Funktionsweise zum Gegenstand. Eine allgemeinere Frage betrifft die Grundlage oder die Logik, auf die sich der Controller bei einer Ausgabe eines Befehls zur Additivstoffabgabe stützt, und die Frage, wie viel Additivstoff auszugeben ist.
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Eine Herangehensweise besteht darin, den Ansatz einer Regelung im Regelkreis zu verfolgen und die Abgabe von Additivstoffen an eine direkte Messung der Additivstoffkonzentration in dem Öl zu koppeln, so dass Additivstoffe nur dann abgegeben werden, wenn unabhängige Messungen der Additivstoffkonzentration in dem Öl anzeigen, dass zusätzlicher Additivstoff benötigt wird. Alternativ dazu und unter Heranziehung von in der Vergangenheit mit algorithmischen Ansätzen gemachten Erfahrungen könnte der Bedarf an Additivstoffzugaben aus der Kenntnis von Fahrbedingungen abgeleitet werden und als Grundlage für die Abgabe von Additivstoffen verwendet werden. Diese Praxis ist zwar weniger befriedigend als direkte Additivstoffkonzentrationsmessungen, sie beruht jedoch auf robusten und bewährten Algorithmen. Schließlich könnte das System Additivstoffe auch weitgehend auf Basis einer Steuerung ohne Rückführung abgeben und könnte die Abgabe auf Kilometer- oder Zeitbasis erfolgen.
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Im Fall einer auf Algorithmen basierenden Steuerung oder bei Heranziehung von zeit- oder fahrstreckenbasierten Ansätzen würde keine direkte Messung des Additivstoffgehalts des umgewälzten Öls durchgeführt werden und würde die Additivstoffabgabe auf der Grundlage von angenommenen Verbrauchsraten erfolgen. Angesichts des Erfolgs der aktuellen Öl-Standzeitalgorithmen ist es naheliegend, davon auszugehen, dass ein solcher Ansatz auch für die Vorhersage des Bedarfs einer ergänzenden Abgabe von Additivstoffen erfolgreich sein könnte, und zeitbasierte oder streckenbasierte Ansätze könnten ebenfalls annehmbar sein, sofern angemessene Sicherheitsfaktoren in das Verfahren integriert werden. Das Hauptproblem bei diesen Ansätzen liegt darin, dass sie nicht in der Lage sind, ein eventuelles Versagen bei der Abgabe zu erkennen, das durch Funktionsstörungen an Ausrüstungsgegenständen, vorzeitiges Aufbrauchen des gespeicherten Additivstoffs oder eine sonstige, unerwartete Situation bedingt sein kann. Viele dieser Probleme können jedoch abgefedert werden, indem das Abgabesystem mit den weiter oben beschriebenen Instrumenten ausgestattet wird.
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Eine Regelung im Regelkreis ist hingegen robuster, da die Additivstoffabgabe auf einer direkten Messung des Additivstoffgehalts in dem Öl basiert und die Angemessenheit der Zugabe durch direkte Messung nachprüfbar ist. Eine chemische Analyse von Additivstoffen ist an Bord des Fahrzeugs nicht durchführbar, eine an Bord des Fahrzeugs stattfindende Messung der elektrischen Eigenschaften des Öls, insbesondere des spezifischen Widerstands und der Permittivität, ist jedoch bereits vorgeführt worden und es ist gezeigt worden, dass diese Daten, sofern sie in angemessener Weise aufbereitet werden, mit einer Abnahme von Öl-Additivstoffen korrelieren.
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Somit kann die erfindungsgemäße Praxis mit einer an Bord durchgeführten Ölzustandserfassung und mit einem angemessenen Computermittel zur Bestimmung des Öl-Additivstoffgehalts gekoppelt werden, und die erfindungsgemäße Praxis würde in einem System mit vollständiger Instrumentenausstattung und umfassender Regelung wie folgt vor sich gehen:
- a) der Ölzustand wird wiederholt unter Verwendung einer fahrzeugeigenen Rechenvorrichtung über fahrzeugeigene Sensoren hergeleitet, gemeinsam mit einer Schwellenwert-Kennlinie, welche die Notwendigkeit einer Ergänzung der Konzentration an Öl-Additivstoffen angibt;
- b) sobald der Gehalt von zumindest einem der Öl-Additivstoffe unter seinen Schwellenwert fällt, gibt die fahrzeugeigene Rechenvorrichtung einen Befehl an das Ölfilterpack-Abgabesystem aus, mit welchem dieses angewiesen wird, den zumindest einen Öl-Additivstoff abzugeben;
- c) der bzw. die benötigte(n) Additivstoff(e) wird (werden) in vorbestimmter Menge durch den Ölfilterpack abgegeben und der Zustand des Ölfilterpacks wird kontrolliert, um sicherzustellen, dass dieser weiterhin in der Lage ist, Additivstoffe in der gewünschten, vorbestimmten Menge abzugeben;
- d) die Schritte a), b) und c) werden so lange wiederholt, bis der Ölfilterpack erschöpft ist und nicht mehr in der Lage ist, Additivstoffe in der gewünschten, vorbestimmten Menge abzugeben, woraufhin
- e) der Fahrzeugbediener über ein beliebiges Kommunikationsmittel, wie beispielsweise eine Fahrzeugarmaturenbrettanzeige und/oder eine akustische Warnung, eine E-Mail-Nachricht, eine telefonische Benachrichtigung, usw. in Kenntnis gesetzt wird, dass es erforderlich ist, den Ölfilterpack auszutauschen;
- f) der Fahrzeugbesitzer oder ein Mechaniker entfernt den gebrauchten Ölfilterpack ohne Ölverlust, abgesehen von dem in dem Ölfilterpack befindlichen Öl;
- g) der gebrauchte Filter wird durch einen neuen Filterpack samt zugeordnetem Öl-Additivstoffpaket und Abgabesystem ersetzt, welcher neues Ergänzungsöl enthält, das volumenmäßig ausreichend ist, um das motor- bzw. fahrzeugspezifisch in dem Filter zurückgehaltene Ölvolumen zu ersetzen, wobei der neue Filterpack eindeutige Befestigungsmerkmale aufweist, um sicherzustellen, dass er nur auf den Motor und/oder das Fahrzeug passt, für welchen bzw. für welches er bestimmt ist;
- h) die Installation des Ersatz-Ölfilterpacks wird automatisch an das fahrzeugeigene Steuersystem übermittelt, welches die gespeicherten Daten über den Zustand des Schmieröls im Speicher belässt und das Aufzeichnungsprotokoll über die verfügbaren Additivstoffzugaben auf den Ausgangswert zurücksetzt, um der Hinzufügung des neuen Ölfilterpacks Rechnung zu tragen; und
- i) die Schritte a) bis i) werden wiederholt.
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Falls fahrzeugeigene Ölzustandserfassungsmittel und geeignete Rechenmittel zur Bestimmung des Öl-Additivstoffgehalts nicht verfügbar sind, jedoch ausreichende Daten verfügbar sind, um einen Öl-Standzeitalgorithmus zu implementieren, so würde die erfindungsgemäße Praxis wie folgt vor sich gehen:
- a) der Ölzustand wird wiederholt geschätzt, und zwar unter Verwendung eines Algorithmus, der Eingaben erfordert, welche die Motor-Betriebsbedingungen darstellen, und mit einem vorbestimmten Schwellenwert-Zustand verglichen, der die Notwendigkeit einer Ergänzung der Konzentration an Öl-Additivstoffen angibt;
- b) sobald der geschätzte Gehalt von zumindest einem der Öl-Additivstoffe unter seinen Schwellenwert fällt, gibt die fahrzeugeigene Rechenvorrichtung einen Befehl an das Ölfilterpack-Abgabesystem aus, mit welchem dieses angewiesen wird, den zumindest einen Öl-Additivstoff abzugeben;
- c) der bzw. die benötigte(n) Additivstoff(e) wird (werden) in vorbestimmter Menge durch den Ölfilterpack abgegeben und der Zustand des Ölfilterpacks wird kontrolliert, um sicherzustellen, dass dieser weiterhin in der Lage ist, Additivstoffe in der gewünschten, vorbestimmten Menge abzugeben;
- d) die Schritte a), b) und c) werden so lange wiederholt, bis der Ölfilterpack erschöpft ist und nicht mehr in der Lage ist, Additivstoffe in der gewünschten, vorbestimmten Menge abzugeben, woraufhin
- e) der Fahrzeugbediener über ein beliebiges Kommunikationsmittel, wie beispielsweise eine Fahrzeugarmaturenbrettanzeige und/oder eine akustische Warnung, eine E-Mail-Nachricht, eine telefonische Benachrichtigung, usw. in Kenntnis gesetzt wird, dass es erforderlich ist, den Ölfilterpack auszutauschen;
- f) der Fahrzeugbesitzer oder ein Mechaniker entfernt den gebrauchten Ölfilterpack ohne Ölverlust, abgesehen von dem in dem Ölfilterpack befindlichen Öl;
- g) der gebrauchte Filter wird durch einen neuen Filterpack samt zugeordnetem Öl-Additivstoffpaket und Abgabesystem ersetzt, welcher neues Ergänzungsöl enthält, das volumenmäßig ausreichend ist, um das motor- bzw. fahrzeugspezifisch in dem Filter zurückgehaltene Ölvolumen zu ersetzen, wobei der neue Filterpack eindeutige Befestigungsmerkmale aufweist, um sicherzustellen, dass er nur auf den Motor und/oder das Fahrzeug passt, für welchen bzw. für welches er bestimmt ist;
- h) die Installation des Ersatz-Ölfilterpacks wird automatisch an das fahrzeugeigene Steuersystem übermittelt, welches die gespeicherten Daten über den Zustand des Schmieröls im Speicher belässt und das Aufzeichnungsprotokoll über die verfügbaren Additivstoffzugaben auf den Ausgangswert zurücksetzt, um der Hinzufügung des neuen Ölfilterpacks Rechnung zu tragen; und
- i) die Schritte a) bis i) werden wiederholt.
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In einer letzten Ausführungsform, die nur dann zur Anwendung kommt, wenn weder eine fahrzeugeigene Erfassung der Ölqualität noch eine algorithmenbasierte Schätzung der Ölqualität verfügbar ist, kann ein System auf Zeit- oder Kilometerbasis wie folgt verwendet werden:
- a) der Fahrzeug-Kilometerstand oder die Motor-Betriebsstunden werden wiederholt gemessen und mit vorbestimmten Kilometerständen oder Motorbetriebsstunden verglichen, welche die Notwendigkeit einer Ergänzung der Konzentration an Öl-Additivstoffen angeben;
- b) sobald der Kilometerstand oder die Motor-Betriebsstunden den jeweils vorbestimmten Wert erreichen, gibt die fahrzeugeigene Rechenvorrichtung einen Befehl an das Ölfilterpack-Abgabesystem aus, mit welchem dieses angewiesen wird, den zumindest einen Öl-Additivstoff abzugeben;
- c) der bzw. die benötigte(n) Additivstoff(e) wird (werden) in vorbestimmter Menge durch den Ölfilterpack abgegeben und der Zustand des Ölfilterpacks wird kontrolliert, um sicherzustellen, dass dieser weiterhin in der Lage ist, Additivstoffe in der gewünschten, vorbestimmten Menge abzugeben;
- d) die Schritte a), b) und c) werden so lange wiederholt, bis der Ölfilterpack erschöpft ist und nicht mehr in der Lage ist, Additivstoffe in der gewünschten, vorbestimmten Menge abzugeben, woraufhin
- e) der Fahrzeugbediener über ein beliebiges Kommunikationsmittel, wie beispielsweise eine Fahrzeugarmaturenbrettanzeige und/oder eine akustische Warnung, eine E-Mail-Nachricht, eine telefonische Benachrichtigung, usw. in Kenntnis gesetzt wird, dass es erforderlich ist, den Ölfilterpack auszutauschen;
- f) der Fahrzeugbesitzer oder ein Mechaniker entfernt den gebrauchten Ölfilterpack ohne Ölverlust, abgesehen von dem in dem Ölfilterpack befindlichen Öl;
- g) der gebrauchte Filter wird durch einen neuen Filterpack samt zugeordnetem Öl-Additivstoffpaket und Abgabesystem ersetzt, welcher neues Ergänzungsöl enthält, das volumenmäßig ausreichend ist, um das motor- bzw. fahrzeugspezifisch in dem Filter zurückgehaltene Ölvolumen zu ersetzen, wobei der neue Filterpack eindeutige Befestigungsmerkmale aufweist, um sicherzustellen, dass er nur auf den Motor und/oder das Fahrzeug passt, für welchen bzw. für welches er bestimmt ist;
- h) die Installation des Ersatz-Ölfilterpacks wird automatisch an das fahrzeugeigene Steuersystem übermittelt, welches das Aufzeichnungsprotokoll über die verfügbaren Additivstoffzugaben auf den Ausgangswert zurücksetzt, um der Hinzufügung des neuen Ölfilterpacks Rechnung zu tragen; und
- i) die Schritte a) bis i) werden wiederholt.
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In Abhängigkeit zu der Menge an Öl, die bei dem Verbrennungsprozess verbraucht wird, kann es erforderlich sein, dem Fahrzeug Ergänzungsöl hinzuzufügen. Im Zusammenhang mit der Abfolge der Schritte, wie sie für eine jede der drei Ausführungsformen detailliert beschrieben worden sind, könnte dies auf komfortable Weise bei Schritt g) erfolgen. Da es sich jedoch bei der Hinzufügung von Ergänzungsöl um eine routinemäßige Wartungsarbeit handelt, die zu jedem beliebigen Zeitpunkt vorgenommen werden könnte, wurde diese Tätigkeit nicht als integraler Bestandteil von Schritt g) aufgenommen.
