DE102013001750A1 - Method for controlling oil pressure for combustion engine, involves keeping oil pressure in first speed range of engine constant and increasing oil pressure in second speed range with increasing speed so as to be above first speed range - Google Patents

Method for controlling oil pressure for combustion engine, involves keeping oil pressure in first speed range of engine constant and increasing oil pressure in second speed range with increasing speed so as to be above first speed range Download PDF

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Abstract

The method involves keeping the oil pressure in a first initial speed range of the engine constant. The oil pressure in second speed range of the engine is increased with increasing speed. The second speed range is above the first speed range. The oil pressure is held constant at a third speed range of the engine, and the oil pressure in a fourth speed range of the engine is increased with increasing engine speed. The third speed range and fourth speed range are above the second speed range. The fourth speed range is above the third speed range. An independent claim is included for oil pump.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, um einen Öldruck für einen Verbrennungsmotor zu regeln, sowie eine entsprechend ausgestaltete Ölpumpe.The present invention relates to a method for controlling an oil pressure for an internal combustion engine and to a correspondingly configured oil pump.

Die EP 2 154 373 A1 offenbart eine Ölpumpe, bei welcher die Eingriffsbreite zwischen zwei Zahnrädern verringert wird, um den Öldruck auch bei steigender Drehzahl konstant zu halten. Darüber hinaus weist die Ölpumpe einen Anschlag auf, so dass die Eingriffsbreite auch bei steigender Drehzahl nicht weiter verringert wird.The EP 2 154 373 A1 discloses an oil pump in which the engagement width between two gears is reduced to keep the oil pressure constant even with increasing speed. In addition, the oil pump has a stop, so that the engagement width is not further reduced even with increasing speed.

Die EP 1 942 277 A2 beschreibt eine Druckregelung für Hydraulikpumpen. Dabei weißt eine Regelölpumpe eine Anschlagposition auf, um zu vermeiden, dass eine minimale Eingriffsbreite von zwei Zahnrädern weiter unterschritten wird.The EP 1 942 277 A2 describes a pressure control for hydraulic pumps. In this case, a control oil pump has a stop position in order to avoid that a minimum engagement width of two gears is further undercut.

Die DE 103 57 619 A1 offenbart ebenfalls eine Druckregelung für Hydraulikpumpen. Dabei existiert eine Anschlagposition, um zu vermeiden, dass zwei Zahnräder über eine maximale Eingriffsbreite hinaus zueinander verschoben werden können.The DE 103 57 619 A1 also discloses a pressure control for hydraulic pumps. In this case, there is a stop position to avoid that two gears can be shifted beyond a maximum engagement width out to each other.

Die DE 10 2007 039 589 A1 beschreibt die Druckregelung für verstellbare Ölpumpen. Auch bei dieser Ölpumpe variiert die Eingriffsbreite von zwei Zahnrädern abhängig von der Drehzahl.The DE 10 2007 039 589 A1 describes the pressure control for adjustable oil pumps. Even with this oil pump, the engagement width of two gears varies depending on the speed.

Der Öldruckbedarf eines Verbrennungsmotors steigt kontinuierlich mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors an. Um diesem kontinuierlichen mit der Drehzahl ansteigenden Öldruckbedarf gerecht zu werden, existieren nach dem Stand der Technik entweder Lösungen, welche einen hohen technischen Aufwand aufweisen (wie beispielsweise eine Kennfeldregelung), oder Lösungen, welche ineffizient sind (wie beispielsweise die Bypassregelung).The oil pressure requirement of an internal combustion engine increases continuously with the speed of the internal combustion engine. In order to cope with this continuous increasing with the speed oil pressure demand exist according to the prior art either solutions that have a high technical effort (such as a map control), or solutions that are inefficient (such as the bypass control).

Aus diesem Grund stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Öldruckregelung bereitzustellen, welche zum einen den Öldruck effizient regelt, aber zum anderen keinen hohen technischen Aufwand erfordert.For this reason, the present invention has the object to provide an oil pressure control, which on the one hand controls the oil pressure efficiently, but on the other hand requires no high technical effort.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Regelung eines Öldrucks nach Anspruch 1, durch eine Ölpumpe nach Anspruch 5 und durch ein Fahrzeug nach Anspruch 9 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.According to the invention this object is achieved by a method for controlling an oil pressure according to claim 1, by an oil pump according to claim 5 and by a vehicle according to claim 9. The dependent claims define preferred and advantageous embodiments of the present invention.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung eines Öldrucks für einen Verbrennungsmotor bereitgestellt. Dabei wird der Öldruck in einem ersten Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors konstant gehalten und in einem zweiten Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors mit steigender Drehzahl erhöht. Der zweite Drehzahlbereich grenzt dabei oberhalb an den ersten Drehzahlbereich an.In the context of the present invention, a method for regulating an oil pressure for an internal combustion engine is provided. In this case, the oil pressure is kept constant in a first speed range of the internal combustion engine and increased in a second speed range of the internal combustion engine with increasing speed. The second speed range is adjacent to above the first speed range.

Mit anderen Worten ist der Öldruck in dem ersten Drehzahlbereich konstant und steigt dann ab einer vorbestimmten Drehzahl, welche das Ende des ersten Drehzahlbereichs markiert, (beispielsweise linear mit der Drehzahl) an. Diese erfindungsgemäße Lösung kann sehr einfach durch einen entsprechenden Anschlag einer Ölpumpe realisiert werden, wie im Folgenden bei der Beschreibung der erfindungsgemäßen Ölpumpe ausgeführt wird. Die erfindungsgemäße Lösung ist damit nahezu kostenneutral zu realisieren und dennoch sehr robust, da auf eine zusätzliche fehleranfällige Elektronik verzichtet werden kann.In other words, the oil pressure in the first rotational speed range is constant and then increases (for example, linearly with the rotational speed) from a predetermined rotational speed which marks the end of the first rotational speed range. This solution according to the invention can be realized very simply by a corresponding stop of an oil pump, as will be explained below in the description of the oil pump according to the invention. The solution according to the invention is therefore almost cost-neutral to implement and yet very robust, as can be dispensed with an additional error-prone electronics.

Darüber hinaus können ein dritter Drehzahlbereich und ein vierter Drehzahlbereich des Verbrennungsmotors vorhanden sein, welche oberhalb des zweiten Drehzahlbereichs liegen. Dabei grenzt der vierte Drehzahlbereich oberhalb an den dritten Drehzahlbereich an, in der gleichen Weise wie der zweite Drehzahlbereich an den ersten Drehzahlbereich angrenzt. Während der Öldruck in dem dritten Drehzahlbereich konstant gehalten wird, steigt der Öldruck in dem vierten Drehzahlbereich (beispielsweise linear) mit steigender Drehzahl an.In addition, a third speed range and a fourth speed range of the internal combustion engine may be present, which are above the second speed range. In this case, the fourth speed range adjoins the third speed range above, in the same way as the second speed range adjoins the first speed range. While the oil pressure is kept constant in the third speed range, the oil pressure in the fourth speed range (for example, linearly) increases with increasing speed.

Durch diese Erweiterung um den dritten und vierten Drehzahlbereich kann der Öldruck vorteilhafterweise noch besser an den Bedarf des Verbrennungsmotors angepasst werden.By this extension to the third and fourth speed range of the oil pressure can advantageously be better adapted to the needs of the internal combustion engine.

Dabei steigt der Öldruck zwischen dem zweiten Drehzahlbereich und dem dritten Drehzahlbereich vorteilhafterweise sprunghaft an. Unter einem sprunghaften Anstieg wird dabei ein starker Anstieg (beispielsweise ein Anstieg um mehr als 1 bar) ab einer bestimmten Drehzahl bzw. innerhalb eines sehr engen Drehzahlbereichs (z. B. von weniger als 50 1/min) verstanden.In this case, the oil pressure between the second speed range and the third speed range advantageously increases suddenly. A sudden increase is understood here to mean a sharp increase (for example, an increase of more than 1 bar) above a certain rotational speed or within a very narrow rotational speed range (for example, of less than 50 rpm).

Ein solcher sprunghafter Anstieg kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Eingriffsbreite zweier Zahnräder, mit welchen der Öldruck erzeugt wird, ab der bestimmten Drehzahl abrupt auf die volle Überdeckung eingestellt wird.Such a sudden increase can for example be realized in that the engagement width of two gears, with which the oil pressure is generated, is abruptly set to the full coverage from the certain speed.

Durch den sprunghaften Anstieg zwischen dem zweiten Drehzahlbereich und dem dritten Drehzahlbereich kann der Verlauf des Öldrucks abhängig von der Drehzahl noch besser an den Öldruckbedarf des Verbrennungsmotors angepasst werden.Due to the sudden increase between the second rotational speed range and the third rotational speed range, the course of the oil pressure can be adapted even better to the oil pressure requirement of the internal combustion engine depending on the rotational speed.

Wie bereits vorab angedeutet ist, kann der vorab beschriebene Öldruckverlauf über der Drehzahl durch eine Ölpumpe mit zwei in Eingriff befindlichen Zahnrädern erzeugt werden, welche sich proportional zu der Drehzahl des Verbrennungsmotors drehen. Dabei wird der Öldruck konstant gehalten, indem eine Eingriffsbreite der Zahnräder mit steigender Drehzahl verringert wird. Um den Öldruck mit steigender Drehzahl ansteigen zu lassen, wird die Eingriffsbreite der Zahnräder über den entsprechenden Drehzahlbereich konstant gehalten.As already indicated above, the above-described oil pressure curve over the Speed are generated by an oil pump with two meshing gears, which rotate in proportion to the speed of the engine. In this case, the oil pressure is kept constant by an engagement width of the gears is reduced with increasing speed. In order to increase the oil pressure with increasing speed, the engagement width of the gears is kept constant over the corresponding speed range.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch eine Ölpumpe bereitgestellt. Die Ölpumpe umfasst zwei in Eingriff befindliche Zahnräder, mit welchen ein der Ölpumpe zugeführtes Öl gefördert oder unter Druck abgeführt wird. Die Ölpumpe ist derart ausgestaltet, dass eine Eingriffsbreite der beiden Zahnräder umso kleiner ist, je höher eine Drehzahl der Zahnräder ist, um so einen Öldruck, mit welchem das Öl von der Ölpumpe ausgegeben wird, über einen vorbestimmten Drehzahlbereich hinweg konstant zu halten. Darüber hinaus umfasst die Ölpumpe einen Anschlag, durch welchen die Eingriffsbreite der beiden Zahnräder ab einer vorbestimmten Drehzahl der Zahnräder nicht weiter verringert wird, um so den Öldruck ab der vorbestimmten Drehzahl mit steigender Drehzahl zu erhöhen. Dabei entspricht die minimale Eingriffsbreite, welche vorherrscht, wenn eine weitere Verringerung der Eingriffsbreite durch den Anschlag verhindert wird, 30% bis 70% (bevorzugt 45% bis 55% und am besten 50%) der maximalen Eingriffsbreite, welche vorherrscht, wenn die beiden Zahnräder Vollüberdeckung aufweisen.In the context of the present invention, an oil pump is also provided. The oil pump comprises two meshing gears with which an oil supplied to the oil pump is conveyed or discharged under pressure. The oil pump is configured such that the higher a rotational speed of the gears, the smaller the engagement width of the two gears, so as to keep constant an oil pressure at which the oil is discharged from the oil pump over a predetermined rotational speed range. In addition, the oil pump includes a stopper by which the engagement width of the two gears is not reduced further from a predetermined speed of the gears, so as to increase the oil pressure from the predetermined speed with increasing speed. At this time, the minimum engaging width which prevails when further reduction of the engaging width is prevented by the stopper corresponds to 30% to 70% (preferably 45% to 55% and more preferably 50%) of the maximum engaging width which prevails when the two gears Have full coverage.

Indem die beiden Zahnräder mit steigender Drehzahl der Zahnräder derart gegeneinander verschoben werden (wodurch sich die Eingriffsbreite verringert), dass der Öldruck des von der Ölpumpe ausgegebenen Öls konstant bleibt, erzeugt die Ölpumpe in dem vorbestimmten Drehzahlbereich trotz steigender Drehzahl einen konstanten Öldruck. Erst wenn das Zahnrad, welches gegenüber dem anderen Zahnrad verschoben wird, um die Eingriffsbreite zu verringern, gegen den Anschlag stößt, arbeitet die Ölpumpe als Konstantpumpe, was bedeutet, dass der Öldruck linear mit der Drehzahl der Zahnräder (und damit mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors) ansteigt.By the two gears are shifted against each other with increasing speed of the gears (thereby reducing the engagement width) that the oil pressure of the oil discharged from the oil pump remains constant, the oil pump generates a constant oil pressure in the predetermined speed range despite increasing speed. Only when the gear, which is moved relative to the other gear to reduce the engagement width, abuts against the stop, the oil pump operates as a fixed displacement pump, which means that the oil pressure linear with the speed of the gears (and thus with the speed of the engine ) increases.

Dabei ist die Ölpumpe insbesondere ausgestaltet, um bei einer weiteren vorbestimmten Drehzahl, welche größer als die vorbestimmte Drehzahl ist, die beiden Zahnräder (beispielsweise mittels des der Ölpumpe zugeführten Öls) wieder in eine volle Überdeckung zu bringen.In this case, the oil pump is in particular configured to bring the two gears (for example by means of the oil pump oil supplied) back into a full overlap at a further predetermined speed, which is greater than the predetermined speed.

Mit anderen Worten erhöht sich der von der Ölpumpe erzeugte Öldruck mit steigender Drehzahl, da sich die Eingriffsbreite aufgrund des Anschlags nicht weiter verringern kann. Wenn die Drehzahl der weiteren vorbestimmten Drehzahl entspricht, bringt die Ölpumpe die beiden Zahnräder wieder in eine volle Überdeckung (d. h. die Eingriffsbreite wird auf ihren maximalen Wert eingestellt). Dadurch wird der Öldruck plötzlich bzw. sprunghaft auf einen höheren Wert eingestellt. Wenn nun die Drehzahl weiter erhöht wird, verringert sich die Eingriffsbreite erneut, so dass die Ölpumpe ab der weiteren vorbestimmten Drehzahl wieder einen konstanten Öldruck erzeugt. Erst wenn das sich verschiebende Zahnrad durch den Anschlag daran gehindert wird, sich weiter zu verschieben, arbeitet die Ölpumpe wieder als Konstantpumpe, so dass sich der Öldruck (z. B. linear) mit weiter steigender Drehzahl erhöht.In other words, the oil pressure generated by the oil pump increases with increasing speed, because the engagement width due to the stop can not be further reduced. When the rotational speed is equal to the further predetermined rotational speed, the oil pump brings the two gears back into full coverage (i.e., the engagement width is set to its maximum value). As a result, the oil pressure is suddenly or abruptly set to a higher value. Now, if the speed is further increased, the engagement width is reduced again, so that the oil pump again generates a constant oil pressure from the further predetermined speed. Only when the sliding gear is prevented by the stop to move further, the oil pump works again as a constant pump, so that the oil pressure (eg linear) increases with increasing speed.

Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst die Ölpumpe eine Verschiebeeinheit, mit welcher das eine Zahnrad der beiden Zahnräder gegenüber dem anderen Zahnrad verschoben wird. Die Ölpumpe ist dabei derart ausgestaltet, dass die Ölpumpe das von ihr ausgegebene Öl einem Verbrennungsmotor zuführt und die Verschiebeeinheit mit Hilfe eines von dem Brennverbrennungsmotor zurückgeführten Öls verschiebt. Dabei stellt die Ölpumpe einen auf die Verschiebeeinheit einwirkenden Ölstrom bei der weiteren vorbestimmten Drehzahl ein, um die Verschiebeeinheit (und damit das Zahnrad) derart zu verschieben, dass die beiden Zahnräder wieder in eine Vollüberdeckung (d. h. maximale Eingriffsbreite) kommen, wodurch der von der Ölpumpe erzeugte Öldruck sprunghaft ansteigt.In a preferred embodiment of the invention, the oil pump comprises a displacement unit, with which the one gear of the two gears is moved relative to the other gear. The oil pump is designed in such a way that the oil pump feeds the oil discharged from it to an internal combustion engine and shifts the displacement unit with the aid of an oil returned from the internal combustion engine. In this case, the oil pump sets a force acting on the displacement unit oil flow at the further predetermined speed to move the displacement unit (and thus the gear) so that the two gears again in a full coverage (ie maximum engagement width) come, which by the oil pump generated oil pressure rises sharply.

Schließlich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine erfindungsgemäße Ölpumpe umfasst.Finally, in the context of the present invention, a vehicle is provided which comprises an oil pump according to the invention.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird grundsätzlich eine so genannte 2-Stufen-Regelung realisiert. Diese Regelung wird über den mechanischen Anschlag so modifiziert, dass in bestimmten Betriebsbereichen bzw. Drehzahlbereichen die eigentliche 2-Stufen-Regelung außer Kraft gesetzt wird und die Ölpumpe in diesen Betriebsbereichen als Konstantpumpe arbeitet. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise ein Öldruckverlauf realisieren, welcher wesentlich näher an der eigentlichen Öldruckbedarfslinie des Verbrennungsmotors liegt (als bei einer 2-Stufen-Regelung ohne Anschlag) und damit auch zur Verbrauchsoptimierung beiträgt. Dazu wird eine Steuereinheit (die Verschiebeeinheit), deren axiale Verschiebung das von der Ölpumpe geförderte Ölvolumen bestimmt, konstruktiv gewollt bei bestimmten Betriebspunkten gegen den Anschlag im Gehäuse gefahren, so dass die 2-Stufen-Regelung dadurch außer Kraft gesetzt wird.In a preferred embodiment of the present invention, a so-called two-stage control is basically realized. This control is modified via the mechanical stop so that in certain operating ranges or speed ranges, the actual 2-stage control is overridden and the oil pump operates in these operating ranges as a constant pump. This advantageously makes it possible to realize an oil pressure curve which is substantially closer to the actual oil pressure requirement line of the internal combustion engine (than to a 2-stage control without a stop) and thus also contributes to fuel consumption optimization. For this purpose, a control unit (the displacement unit) whose axial displacement determined by the oil pump oil volume determined constructively driven at certain operating points against the stop in the housing, so that the 2-stage control is thereby overridden.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch bei Schiffen, Flugzeugen sowie gleisgebundenen oder spurgeführten Fahrzeugen einsetzbar ist. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auch außerhalb von Bewegungsmittel, beispielsweise für einen stationär eingesetzten Verbrennungsmotor eingesetzt werden.The present invention is particularly suitable for motor vehicles. Of course, the present invention is not limited to this preferred application, since the present invention also applies to ships, aircraft as well as track-bound or track-guided vehicles can be used. In addition, the present invention can also be used outside of moving means, for example, for a stationary internal combustion engine.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.In the following, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments of the invention with reference to the figures.

1 stellt eine erfindungsgemäße Ölpumpe mit Verschiebeeinheit dar. 1 represents an inventive oil pump with displacement unit.

2 stellt die erfindungsgemäße Ölpumpe im Querschnitt dar. 2 represents the oil pump according to the invention in cross section.

In 3 sind Druckverläufe und andere Verläufe über der Drehzahl dargestellt.In 3 Pressure curves and other profiles over the speed are shown.

4 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Ölpumpe. 4 schematically shows a vehicle according to the invention with an oil pump according to the invention.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Ölpumpe 20 dargestellt. Durch zwei Zahnräder 4, 7 fördert bzw. pumpt die Ölpumpe 20 das ihr zugeführte Öl zu einem Verbrennungsmotor (in 1 nicht dargestellt). Der Verbrennungsmotor und die Ölpumpe 20 sind dabei derart gekoppelt, dass die Drehzahl der Zahnräder 4, 7 proportional der Drehzahl des Verbrennungsmotors entspricht. Ein von dem Verbrennungsmotor zurückgeführtes Öl wird in Kammern 16, 17 einer Verschiebeeinheit 18 geführt, wodurch die Verschiebeeinheit 18 abhängig von einem Öldruck, mit welchem dieses Öl zurückgeführt wird, gegen die Feder 3 verschoben wird. Dabei wird der über einen Ölkanal 15 der Ölkammer 16 zugeführte Ölstrom mittels eines Regelkolbens 5 eingestellt bzw. geregelt. Diesem Regelkolben 5 wird über zwei Ölzuflüsse 11, 12 das von dem Verbrennungsmotor zurückgeführte Öl zugeführt, was bewirkt, dass sich der Regelkolben 5 gegen eine Feder 6 verschiebt, wenn der Öldruck in den Ölzuflüssen 11, 12 ansteigt, oder durch die Federkraft der Feder 6 in die andere Richtung verschoben wird, wenn der Öldruck in den Ölzuflüssen 11, 12 abfällt. Durch eine Verschiebung des Regelkolbens 5 nach rechts (in 1) wird ein größerer Anteil des Öls, welches über den Ölzufluss 13 dem Regelkolben 5 zugeführt wird, in den Ölkanal 15 geleitet. Da das über den Ölzufluss 13 zugeführte Öl einen geringeren Öldruck aufweist als das über den Ölzufluss 14 zugeführte Öl, sinkt der Öldruck in der Ölkammer 16 ab, so dass sich die Verschiebeeinheit 18 gegen die Feder 3 nach links (in 1) verschiebt (da der Öldruck in der Kammer 17 konstant bleibt). Durch diese Verschiebung verkleinert sich die Eingriffsbereite der beiden Zahnräder 4, 7. Dagegen wird durch eine Verschiebung des Regelkolbens 5 nach links ein größerer Anteil des Öls, welches über den Ölzufluss 14 dem Regelkolben 5 zugeführt wird, in den Ölkanal 15 geleitet. Da das über den Ölzufluss 14 zugeführte Öl einen größeren Öldruck aufweist, als das über den Ölfluss 13 zugeführte Öl, steigt der Öldruck in der Ölkammer 16 an, so dass sich die Verschiebeeinheit 18 nach rechts verschiebt, wodurch sich die Eingriffsbereite der beiden Zahnräder 4, 7 vergrößert.In 1 is an oil pump according to the invention 20 shown. Through two gears 4 . 7 pumps or pumps the oil pump 20 the supplied oil to an internal combustion engine (in 1 not shown). The combustion engine and the oil pump 20 are coupled in such a way that the speed of the gears 4 . 7 proportional to the speed of the internal combustion engine. An oil returned from the engine becomes chambers 16 . 17 a displacement unit 18 guided, causing the displacement unit 18 depending on an oil pressure with which this oil is returned, against the spring 3 is moved. This is the via an oil channel 15 the oil chamber 16 supplied oil flow by means of a control piston 5 set or regulated. This control piston 5 will have two oil inflows 11 . 12 supplied to the oil returned from the internal combustion engine, which causes the control piston 5 against a spring 6 shifts when the oil pressure in the oil flows 11 . 12 rises, or by the spring force of the spring 6 is shifted in the other direction when the oil pressure in the oil flows 11 . 12 drops. By a displacement of the control piston 5 to the right (in 1 ) is a greater proportion of the oil, which is above the oil inflow 13 the control piston 5 is fed into the oil passage 15 directed. Because that's about the oil inflow 13 supplied oil has a lower oil pressure than that via the oil flow 14 supplied oil, the oil pressure in the oil chamber decreases 16 off, so that the displacement unit 18 against the spring 3 to the left (in 1 ) shifts (as the oil pressure in the chamber 17 remains constant). By this shift, the engagement of the two gears reduced 4 . 7 , By contrast, by a displacement of the control piston 5 to the left, a larger portion of the oil, which over the oil inflow 14 the control piston 5 is fed into the oil passage 15 directed. Because that's about the oil inflow 14 supplied oil has a greater oil pressure than that over the oil flow 13 supplied oil, the oil pressure in the oil chamber increases 16 on, so that the displacement unit 18 shifts to the right, resulting in the intervention of the two gears 4 . 7 increased.

Mit anderen Worten verringert sich die Eingriffsbreite, wenn der Öldruck des von dem Verbrennungsmotor zurückgeführten Öls ansteigt, und es vergrößert sich die Eingriffsbreite, wenn der Öldruck des von dem Verbrennungsmotor zurückgeführten Öls abfällt. Da der Öldruck des von dem Verbrennungsmotor zurückgeführten Öls linear mit der Drehzahl des Verbrennungsmotors ansteigt bzw. abfällt, verkleinert bzw. vergrößert sich die Eingriffsbreite, wenn sich die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht bzw. verringert.In other words, the engagement width decreases as the oil pressure of the oil returned from the engine increases, and the engagement width increases as the oil pressure of the oil returned from the engine falls. Since the oil pressure of the oil recirculated from the engine increases and decreases linearly with the engine speed, the engagement width decreases as the engine speed increases and decreases.

Durch einen Anschlag 1 (siehe 2) wird erfindungsgemäß dafür gesorgt, dass sich die Verschiebeeinheit 18 nicht weiter nach links gegen die Feder 3 verschieben kann. Wenn die Verschiebeeinheit 18 gegen den Anschlag stößt, verringert sich die Eingriffsbreite der beiden Zahnräder 4, 7 auch bei steigender Drehzahl des Verbrennungsmotors nicht weiter. Dadurch steigt der von der Ölpumpe 20 erzeugte Öldruck mit steigender Drehzahl weiter an, sobald die Verschiebeeinheit 18 an den Anschlag stößt.By a stop 1 (please refer 2 ) is ensured according to the invention that the displacement unit 18 not further to the left against the spring 3 can move. When the displacement unit 18 abuts against the stop, the engagement width of the two gears decreases 4 . 7 even with increasing speed of the engine no further. This increases the oil pump 20 generated oil pressure with increasing speed as soon as the displacement unit 18 hits the stop.

Durch ein Ventil (z. B. ein Schaltventil) der Ölpumpe 20 wird das von dem Verbrennungsmotor zurückgeführte Öl ab einer bestimmten Drehzahl nur noch dem Ölzufluss 12 (und nicht mehr dem Ölzufluss 11) zugeführt. Dadurch verringert sich schlagartig der Öldruck, welcher den Regelkolben 5 nach rechts (in 1) gegen die Feder 6 drückt, wodurch der Regelkolben 5 schlagartig nach links verschoben wird. Wie vorab ausgeführt ist, bewirkt diese Verschiebung des Regelkolbens 5 nach links, dass der Öldruck in der Ölkammer 16 ansteigt, wodurch die beiden Zahnräder 4, 7 wieder in eine Vollüberdeckung (d. h. maximale Eingriffsbreite) verschoben werden.Through a valve (eg a switching valve) of the oil pump 20 the oil recirculated from the internal combustion engine will only influence the oil inflow from a certain speed 12 (and no longer the oil inflow 11 ). This suddenly reduces the oil pressure, which the control piston 5 to the right (in 1 ) against the spring 6 pushes, causing the control piston 5 is suddenly moved to the left. As stated above, causes this displacement of the control piston 5 to the left that the oil pressure in the oil chamber 16 rises, causing the two gears 4 . 7 be moved back into a full coverage (ie maximum engagement width).

Ab dieser vorbestimmten Drehzahl arbeitet die Ölpumpe 20 wieder wie es oben beschrieben ist, mit der einzigen Ausnahme, dass das von dem Verbrennungsmotor zurückgeführte Öl nur noch über den Ölzufluss 12 zugeführt wird. Da allerdings die Drehzahl des Verbrennungsmotors und damit der Öldruck des von dem Verbrennungsmotor zurückgeführten Öls in einem höheren Bereich liegen, verhält sich die Ölpumpe in gleicher Weise, wie es vorab beschrieben ist. D. h. bei weiter steigender Drehzahl verschiebt sich die Verschiebeeinheit 18, so dass aufgrund der sich verringernden Eingriffsbreite der von der Ölpumpe 20 erzeugte Öldruck konstant bleibt. Sobald sich die Drehzahl derart erhöht hat, dass sich die Verschiebeeinheit 18 aufgrund des Anschlags 1 nicht weiter verschieben kann, steigt der von der Ölpumpe 20 erzeugte Öldruck wieder linear mit der weiter ansteigenden Drehzahl des Verbrennungsmotors und damit der Zahnräder 4, 7 an.From this predetermined speed, the oil pump works 20 again as described above with the sole exception that the oil returned by the internal combustion engine is only above the oil inflow 12 is supplied. However, since the speed of the engine and thus the oil pressure of the returned oil from the engine are in a higher range, the oil pump behaves in the same manner as described above. Ie. as the speed increases, the displacement unit shifts 18 , so that due to the decreasing engagement width of the oil pump 20 generated oil pressure remains constant. Once the speed has increased so much that the displacement unit 18 because of the attack 1 can not move further, the oil pump increases 20 oil pressure generated linearly with the further increasing speed of the engine and thus the gears 4 . 7 at.

Der Regelkolben 5 fungiert demnach als eine Druckwaage, wobei der Regelkolben 5 für eine untere Druckstufe (über die Ölzuflüsse 11 und 12) an zwei Flächen und für eine obere Druckstufe (über den Ölzufluss 12) nur an einer Fläche mit Druck beaufschlagt wird.The control piston 5 thus acts as a pressure balance, the control piston 5 for a lower pressure level (via the oil inflows 11 and 12 ) on two surfaces and for an upper pressure stage (via the oil inflow 12 ) is pressurized only on one surface.

Zusammenfassend ist die in 1 und 2 dargestellte Ölpumpe 20 damit in der Lage, den in 3 mit dem Bezugszeichen 29 dargestellten erfindungsgemäßen Pumpendruck 29 oder Galeriedruck 28 über der Drehzahl zu realisieren.In summary, the in 1 and 2 illustrated oil pump 20 to be able to do the in 3 with the reference number 29 illustrated pump pressure according to the invention 29 or gallery print 28 to realize over the speed.

In 2 ist die Ölpumpe 20 im Querschnitt in einem Zustand dargestellt, in welchem die Verschiebeeinheit 18 eine Stellung aufweist, in welcher die Zahnräder 4, 7 einen maximalen Eingriff aufweisen. Dabei ist mit dem Bezugszeichen 2 eine axiale Verschiebungsrichtung bezeichnet, in welcher sich die Verschiebeeinheit 18 in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors bzw. der Zahnräder 4, 7 verschiebt.In 2 is the oil pump 20 shown in cross-section in a state in which the displacement unit 18 has a position in which the gears 4 . 7 have a maximum engagement. It is denoted by the reference numeral 2 denotes an axial displacement direction in which the displacement unit 18 depending on the speed of the internal combustion engine or the gears 4 . 7 shifts.

In 3 sind ein Volumenstrom 25, ein Galeriedruck 28 und ein Pumpendruck 29 über der Drehzahl 23 dargestellt. Dabei ist in 3 rechts mit dem Bezugszeichen 21 ein Maßstab für den Volumenstrom 21 und links ein Maßstab für den Druck 22 abgebildet. Unter dem Galeriedruck 28 versteht man dabei den Druck innerhalb des Verbrennungsmotors herrscht, was den Druck in bestimmten dem Verbrennungsmotor zugeordneten Komponenten, wie dem Hauptlager, dem Pleuellager oder auch den Abgasturbolader, einschließt.In 3 are a volume flow 25 , a gallery print 28 and a pump pressure 29 above the speed 23 shown. It is in 3 right with the reference number 21 a standard for the volume flow 21 and on the left a scale for the pressure 22 displayed. Under the gallery print 28 This is understood to mean the pressure within the internal combustion engine, which includes the pressure in certain components associated with the internal combustion engine, such as the main bearing, the connecting rod bearing or the exhaust gas turbocharger.

In einem unteren Drehzahlbereich unterhalb einer Drehzahl von 1250 1/min des Verbrennungsmotors und damit der Zahnräder 4, 7 steigen die Verläufe 25, 28, 29 im Wesentlichen linear mit der Drehzahl 23 an. Ab der Drehzahl von 1250 1/min beginnt der erste Drehzahlbereich 41, in welchem sowohl der Galeriedruck 28 als auch der Pumpendruck 29 und der Volumenstrom 25 konstant trotz ansteigender Drehzahl 23 verlaufen. Um diesen Drehzahlbereich 41 zu realisieren, verringert die Ölpumpe 20 die Eingriffsbreite kontinuierlich mit ansteigender Drehzahl 23. Bei einer Drehzahl von ungefähr 2700 1/min endet der erste Drehzahlbereich 41, und es beginnt der zweite Drehzahlbereich 42. Bei dieser Drehzahl kontaktiert die Verschiebeeinheit 18 den Anschlag 1, so dass sich die Eingriffsbreite in der Ölpumpe 20 trotz weiter steigender Drehzahl 23 nicht weiter verringern kann. Daher arbeitet die Ölpumpe 20 in dem zweiten Drehzahlbereich 42 als Konstantpumpe (d. h. der Öldruck steigt linear mit der Drehzahl an).In a lower speed range below a speed of 1250 1 / min of the engine and thus the gears 4 . 7 the gradients rise 25 . 28 . 29 essentially linear with the speed 23 at. From the speed of 1250 rpm, the first speed range begins 41 in which both the gallery print 28 as well as the pump pressure 29 and the volume flow 25 constant despite increasing speed 23 run. Around this speed range 41 to realize, reduces the oil pump 20 the engagement width continuously with increasing speed 23 , At a speed of about 2700 rpm, the first speed range ends 41 , and it starts the second speed range 42 , At this speed contacted the displacement unit 18 the stop 1 , so that the engaging width in the oil pump 20 despite further increasing speed 23 can not further reduce. Therefore, the oil pump works 20 in the second speed range 42 as constant pump (ie the oil pressure rises linearly with the speed).

Am Ende des zweiten Drehzahlbereichs 42 bzw. bei oder ab dem vorbestimmten Drehzahlschwellenwert 24 (in 3 ungefähr 3200 1/min) verändert die Ölpumpe 20 den Ölzufluss zum Regelkolben 5 (vergleiche obige Beschreibung), wodurch die Verschiebeeinheit 18 rasch derart verschoben wird, dass die beiden Zahnräder 4, 7 mit Vollüberdeckung ineinandergreifen, wodurch der Pumpendruck 29, der Galeriedruck 28 und der Volumenstrom 25 sprunghaft ansteigen. Nach dem Drehzahlschwellenwert 24 beginnt der dritte Drehzahlbereich, in welchem sich die Eingriffsbreite der Ölpumpe 20 wiederum kontinuierlich mit weiter ansteigender Drehzahl 23 verringert, wodurch sowohl der Pumpendruck 29 als auch der Galeriedruck 28 und der Volumenstrom 25 sich nicht verändern bzw. konstant verlaufen. Am Ende des dritten Drehzahlbereichs 43 (bei ungefähr 4000 1/min) beginnt der vierte Drehzahlbereich. Da die Verschiebeeinheit 18 bei der Drehzahl, welche das Ende des dritten Drehzahlbereichs 43 bzw. den Beginn des vierten Drehzahlbereichs markiert, gegen den Anstoß 1 anstößt und damit die Eingriffsbreite trotz steigender Drehzahl 23 konstant bleibt, steigen im vierten Drehzahlbereich 24 sowohl der Pumpendruck 29 als auch der Galeriedruck 28 und der Volumenstrom 25 linear mit der Drehzahl 23 an.At the end of the second speed range 42 or at or from the predetermined speed threshold 24 (in 3 about 3200 1 / min) changes the oil pump 20 the oil flow to the control piston 5 (see above description), whereby the shifting unit 18 quickly shifted so that the two gears 4 . 7 mesh with full coverage, reducing the pump pressure 29 , the gallery print 28 and the volume flow 25 soar. After the speed threshold 24 begins the third speed range, in which the engagement width of the oil pump 20 again continuously with further increasing speed 23 decreases, reducing both the pump pressure 29 as well as the gallery print 28 and the volume flow 25 do not change or run constantly. At the end of the third speed range 43 (at about 4000 rpm), the fourth speed range begins. Because the displacement unit 18 at the speed which is the end of the third speed range 43 or the beginning of the fourth speed range marked against the kick 1 abuts and thus the engagement width despite increasing speed 23 remains constant, rising in the fourth speed range 24 both the pump pressure 29 as well as the gallery print 28 and the volume flow 25 linear with the speed 23 at.

Das Bezugszeichen 31 markiert einen ersten Druckbereich und das Bezugszeichen 32 einen zweiten Druckbereich des Galeriedrucks 28. Mit dem Bezugszeichen 33 sind in 3 diejenigen Bereiche gekennzeichnet, in welchen die erfindungsgemäße Ölpumpe 20 aufgrund des mechanischen Anschlags 1 als Konstantpumpe arbeitet. Darüber hinaus umfasst das Diagramm der 3 den Verlauf der mechanischen Leistung 26 der Ölpumpe 20 und den Verlauf der Pulsations-Amplitude (indirekt) der Ölpumpe 20.The reference number 31 marks a first printing area and the reference numeral 32 a second print area of the gallery print 28 , With the reference number 33 are in 3 those areas characterized in which the oil pump according to the invention 20 due to the mechanical stop 1 works as a constant pump. In addition, the diagram includes the 3 the course of mechanical performance 26 the oil pump 20 and the course of the pulsation amplitude (indirect) of the oil pump 20 ,

4 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10, welches neben einem Verbrennungsmotor 8 eine erfindungsgemäße Ölpumpe 20 aufweist. 4 shows a vehicle according to the invention 10 , which is next to an internal combustion engine 8th an oil pump according to the invention 20 having.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
mechanischer Anschlagmechanical stop
22
axiale Verschiebungaxial displacement
33
Federfeather
44
Zahnradgear
55
Regelkolbencontrol piston
66
Federfeather
77
Zahnradgear
88th
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
1010
Fahrzeugvehicle
11–1411-14
Ölzuflussoil flow
1515
Ölkanaloil passage
16, 1716, 17
Ölkammeroil chamber
1818
Verschiebeeinheitdisplacement unit
20 20
Ölpumpeoil pump
2121
Volumenstrom in I/minFlow rate in l / min
2222
Druck in barPressure in bar
2323
Drehzahl in 1/minSpeed in 1 / min
2424
DrehzahlschwellenwertSpeed threshold
2525
Volumenstromflow
2626
mechanische Leistungmechanical power
2727
Pulsations-Amplitude (indirekt)Pulsation amplitude (indirect)
2828
GaleriedruckGallery print
2929
Pumpendruckpump pressure
31, 3231, 32
Druckstufepressure stage
3333
Pumpendruck steigt proportional zur DrehzahlPump pressure increases proportionally to the speed
41–4441-44
DrehzahlbereichSpeed range

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2154373 A1 [0002] EP 2154373 A1 [0002]
  • EP 1942277 A2 [0003] EP 1942277 A2 [0003]
  • DE 10357619 A1 [0004] DE 10357619 A1 [0004]
  • DE 102007039589 A1 [0005] DE 102007039589 A1 [0005]

Claims (9)

Verfahren zur Regelung eines Öldrucks für einen Verbrennungsmotor (8), wobei der Öldruck in einem ersten Drehzahlbereich (41; 43) des Verbrennungsmotors (8) konstant gehalten wird, und wobei der Öldruck in einem zweiten Drehzahlbereich (42; 44) des Verbrennungsmotors (8) mit steigender Drehzahl (23) erhöht wird, wobei der zweite Drehzahlbereich (42; 44) oberhalb an den ersten Drehzahlbereich (41; 43) angrenzt.Method for regulating an oil pressure for an internal combustion engine ( 8th ), wherein the oil pressure in a first speed range ( 41 ; 43 ) of the internal combustion engine ( 8th ) is kept constant, and wherein the oil pressure in a second speed range ( 42 ; 44 ) of the internal combustion engine ( 8th ) with increasing speed ( 23 ), wherein the second speed range ( 42 ; 44 ) above the first speed range ( 41 ; 43 ) adjoins. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Öldruck in einem dritten Drehzahlbereich (43) des Verbrennungsmotors (8) konstant gehalten wird, und dass der Öldruck in einem vierten Drehzahlbereich (44) des Verbrennungsmotors mit steigender Drehzahl (23) ansteigt, wobei der dritte Drehzahlbereich (43) und der vierte Drehzahlbereich (44) oberhalb des zweiten Drehzahlbereichs (42) liegen und wobei der vierte Drehzahlbereich (44) oberhalb an den dritten Drehzahlbereich (43) angrenzt.A method according to claim 1, characterized in that the oil pressure in a third speed range ( 43 ) of the internal combustion engine ( 8th ) is kept constant, and that the oil pressure in a fourth speed range ( 44 ) of the internal combustion engine with increasing speed ( 23 ), wherein the third speed range ( 43 ) and the fourth speed range ( 44 ) above the second speed range ( 42 ) and wherein the fourth speed range ( 44 ) above the third speed range ( 43 ) adjoins. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Öldruck zwischen dem zweiten Drehzahlbereich (42) und dem dritten Drehzahlbereich (43) sprunghaft ansteigt.A method according to claim 2, characterized in that the oil pressure between the second speed range ( 42 ) and the third speed range ( 43 ) rises sharply. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öldruck durch eine Pumpe (20) mit zwei in Eingriff befindlichen Zahnrädern (4, 7) erzeugt wird, welche sich proportional mit der Drehzahl (23) drehen, dass der Öldruck konstant gehalten wird, indem eine Eingriffsbreite der Zahnräder (4, 7) mit steigender Drehzahl (23) verringert wird, und dass der Öldruck mit der Drehzahl (23) ansteigt, indem die Eingriffsbreite der Zahnräder (4, 7) konstant gehalten wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the oil pressure by a pump ( 20 ) with two meshing gears ( 4 . 7 ) which is proportional to the speed ( 23 ) that the oil pressure is kept constant by an engaging width of the gears ( 4 . 7 ) with increasing speed ( 23 ) and that the oil pressure with the speed ( 23 ) increases by the engagement width of the gears ( 4 . 7 ) is kept constant. Ölpumpe, welche zwei in Eingriff befindliche Zahnräder (4, 7) umfasst, um ein der Ölpumpe (20) zugeführtes Öl zu fördern, wobei die Ölpumpe (20) ausgestaltet ist, dass eine Eingriffsbreite der beiden Zahnräder (4, 7) umso kleiner ist, je höher eine Drehzahl (23) der Zahnräder (4, 7) ist, um so einen Ölausgangsdruck des von der Ölpumpe (20) ausgegebenen Öls über einen bestimmten Drehzahlbereich (41; 43) hinweg konstant zu halten, wobei ein Anschlag (1) vorhanden ist, um die Eingriffsbreite ab einer vorbestimmten Drehzahl nicht weiter zu verringern, um den Ölausgangsdruck ab der vorbestimmten Drehzahl mit steigender Drehzahl (23) zu erhöhen, und wobei die minimale Eingriffsbreite 30% bis 70% der maximalen Eingriffsbreite beträgt.Oil pump, which two gears in engagement ( 4 . 7 ) to one of the oil pump ( 20 ) to convey supplied oil, wherein the oil pump ( 20 ) is configured such that an engagement width of the two gears ( 4 . 7 ) is smaller, the higher a speed ( 23 ) of the gears ( 4 . 7 ) is so as to provide an oil outlet pressure of the oil pump ( 20 ) output oil over a certain speed range ( 41 ; 43 ), whereby a stop ( 1 ) is provided in order not to reduce the engagement width from a predetermined speed further to the oil outlet pressure from the predetermined speed with increasing speed ( 23 ), and wherein the minimum engagement width is 30% to 70% of the maximum engagement width. Ölpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (20) ausgestaltet ist, um bei einer weiteren vorbestimmten Drehzahl (24), welche größer als die vorbestimmte Drehzahl ist, mittels des zugeführten Öls die beiden Zahnräder (4, 7) wieder in eine Vollüberdeckung zu bringen.Oil pump according to claim 5, characterized in that the oil pump ( 20 ) is configured to at a further predetermined speed ( 24 ), which is greater than the predetermined speed, by means of the supplied oil, the two gears ( 4 . 7 ) bring in a full coverage again. Ölpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (20) eine Verschiebeeinheit (18) umfasst, mit welcher ein Zahnrad (4) der beiden Zahnräder gegenüber dem anderen Zahnrad (7) verschoben wird, dass die Ölpumpe (20) ausgestaltet ist, um das Öl einem Verbrennungsmotor (8) zuzuführen und die Verschiebeeinheit (18) mittels eines von dem Verbrennungsmotor (8) zurückgeführten Öls zu verschieben, dass die Ölpumpe (20) ausgestaltet ist, um einen auf die Verschiebeeinheit (18) einwirkenden Ölstrom einzustellen, um die Verschiebeeinheit (18) derart zu verschieben, dass die beiden Zahnräder (4, 7) wieder in eine Vollüberdeckung gebracht werden, um dadurch den Ölausgangsdruck sprunghaft zu erhöhen.Oil pump according to claim 6, characterized in that the oil pump ( 20 ) a displacement unit ( 18 ), with which a gear ( 4 ) of the two gears relative to the other gear ( 7 ) that the oil pump ( 20 ) is configured to transfer the oil to an internal combustion engine ( 8th ) and the displacement unit ( 18 ) by means of one of the internal combustion engine ( 8th ) returned oil, that the oil pump ( 20 ) is configured to move one onto the displacement unit ( 18 ) adjusting the flow of oil to the displacement unit ( 18 ) such that the two gears ( 4 . 7 ) are brought back into a full coverage, thereby increasing the oil outlet pressure by leaps and bounds. Ölpumpe nach einem der Ansprüche 5–7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölpumpe (20) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1–4 ausgestaltet ist.Oil pump according to one of claims 5-7, characterized in that the oil pump ( 20 ) is configured for carrying out the method according to any one of claims 1-4. Fahrzeug mit einer Ölpumpe (20) nach einem der Ansprüche 5–8.Vehicle with an oil pump ( 20 ) according to any one of claims 5-8.
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