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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse. Insbesondere betrifft sie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse, welche in der Lage sind, eine Leistungsfähigkeit eines Kolbens und eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Ein Verbrennungsmotor verdichtet und zündet im Allgemeinen Kraftstoff und Luft, welche in einen Brennraum eingebracht sind, so dass sich Kolben nach oben und nach unten bewegen, und wandelt die Hinundherbewegung (z.B. die Aufwärts-Abwärts-Bewegung) der Kolben in eine Rotationsbewegung unter Verwendung eines Kurbelmechanismus um, um eine Rotationsleistung zu erhalten.
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Der Verbrennungsmotor kann oft aufgrund einer hohen Last, welche beim Betrieb darauf aufgebracht wird, und eines Auftretens einer Reibung zwischen Komponenten bei einer hohen Drehzahl drehen (z.B. kann bei einer hohen Drehzahl auch eine entsprechend hohe Reibung zwischen Komponenten auftreten).
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Die auf solch einen Reibungsbereich aufgebrachte Kraft zusammen mit der dazu hinzugefügten Kraft des Zylinders, die in dem Expansionstakt / Arbeitstakt des Zylinders erzeugt wird, kann aufgrund des Widerstands verloren sein (z.B. kann die Kraft des Zylinders, die in dem Expansionstakt / Arbeitstakt des Zylinders erzeugt wird, um die in dem Reibungsbereich verlorene Kraft verringert sein). Die Reibung zwischen Komponenten verursacht eine schnelle Abnutzung und eine kurze Lebensdauer der entsprechenden Komponenten. Dies bewirkt, dass sich die Leistung des Verbrennungsmotors verschlechtert.
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Ein Kolben, welcher gegenwärtig in einem Verbrennungsmotor verwendet wird, ist hauptsächlich aus einer Aluminiumlegierung, welche ein leichtes Gewicht und eine hohe Wärmedurchlässigkeit aufweist, gefertigt. Jedoch weist eine Aluminiumlegierung einen Nachteil dahingehend auf, dass eine Festigkeit und eine Robustheit (z.B. eine Härte) bei hoher Temperatur verringert sind.
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Der Kopfabschnitt des Kolbens ist hoher Erwärmung ausgesetzt, wenn ein Gemisch in einem oberen Brennraum verbrannt wird, was folglich zu Problemen hinsichtlich einer Verringerung der Festigkeit, einer Wärmedehnung, einer Aluminiumanhaftung, einer übermäßigen Abnutzung von Ringen, etc. führen kann. Je höher die Temperatur des Kolbens ist, umso schneller ist ferner eine Verschlechterung (z.B. eine Zersetzung) des Öls, was bewirken kann, dass eine Kohlenstoffablagerung übermäßig ausgebildet wird.
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Um zu verhindern, dass der Verbrennungsmotor aufgrund dieser Probleme beschädigt wird, kann die Leistung des Verbrennungsmotors angepasst werden oder der Kühlmitteldurchfluss geändert werden, so dass die Temperatur des Kolbens unterhalb eines bestimmten Niveaus gehalten wird, jedoch ist der Effekt dieser Maßnahmen nicht groß.
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Die bezogene Technik verwendet folglich ein Verfahren eines Kühlens eines Kolbens durch Sprühen von Öl von dem unteren Abschnitt des Kolbens aus unter Verwendung einer Öldüse, um die Temperatur des Kolbens effektiv zu verringern. Das heißt, dass, wenn eine Ölpumpe Öl pumpt und an einen Hauptkanal fördert, die Öldüse das Öl in den Öldüsenkanal des Kolbens injiziert, wodurch der Kopfabschnitt des Kolbens gekühlt wird.
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Bei dem Verfahren eines Kühlens des Kolbens wird, wenn der Verbrennungsmotor gestartet ist und ein Druck im Öl erzeugt ist, das Öl ungeachtet der Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) und eines Lastzustands gesprüht und wird die Öldüse deshalb ständig betrieben. Folglich ist eine Leistungsfähigkeit der Ölpumpe erhöht und wirkt die erhöhte Leistungsfähigkeit als eine Last auf den Verbrennungsmotor, und eine Kraftstoffeffizienz kann sich folglich verschlechtern.
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Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse zu schaffen, welche in der Lage sind, eine Leistungsfähigkeit eines Kolbens und eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern, indem ein Zielöldruck mittels eines Leistungskompensationskennfelds, einer Zielöldruckkurve und eines Temperaturkompensationskennfelds, die unter Verwendung einer (Verbrennungsmotor-)Drehzahl, einer Verbrennungsmotorlast (z.B. eines Verbrennungsmotordrehmoments) und einer Öltemperatur festgelegt sind, ermittelt wird und indem der ermittelte Zielöldruck und ein momentaner Öldruck verglichen werden und gesteuert wird, um einen Öffnungsgrad eines Öldüsenventils zum Kühlen des Kolbens zu ermitteln.
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In einer beispielhaften Ausführungsform weist eine Vorrichtung zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse auf: einen mit Öl versorgten Hauptkanal (z.B. einen Hauptverteilerkanal), einen Öldüsenkanal, welcher einen Ölinjektionsweg (z.B. einen Ölinjektionsdurchlass) definiert, so dass das durch den Hauptkanal strömende Öl in diesen eingeleitet wird und hin zu einem unteren Abschnitt (z.B. einer dem Brennraum abgewandten Unterseite) eines Kolbens gesprüht wird, ein Öldüsenventil, welches den Ölinjektionsweg öffnet, so dass das dem Hauptkanal zugeführte Öl in den Öldüsenkanal eingeleitet wird, und eine Steuereinrichtung, welche mit dem Öldüsenventil elektrisch verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung einen Ölzieldruck mittels eines ersten Faktorwerts (z.B. eines Erste-Größe-Werts), der mit einer Drehzahl und einer Verbrennungsmotorlast korrespondiert (z.B. von diesen abhängig ist), eines zweiten Faktorwerts (z.B. eines Zweite-Größe-Werts), der mittels einer vorbestimmten Zielöldruckkurve ermittelt ist, und eines dritten Faktorwerts (z.B. eines Dritte-Größe-Werts), der mit einer Drehzahl und einer Öltemperatur in dem Hauptkanal korrespondiert (z.B. von diesen abhängig ist), ermittelt, um einen Öffnungsgrad des Öldüsenventils unter Verwendung des Zielöldrucks zu steuern.
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Die Steuereinrichtung kann aufweisen eine Leistungskompensationskennfeld-Setzvorrichtung (z.B. eine Leistungskompensationskennfeld-Einstellvorrichtung), welche es dem ersten Faktorwert erlaubt, gesetzt (z.B. eingestellt, festgelegt, festgestellt; nachfolgend kurz: „gesetzt“) zu werden, eine Zielöldruckkurve-Setzvorrichtung (z.B. eine Zielöldruckkurve-Einstellvorrichtung), welche es dem zweiten Faktorwert erlaubt, gesetzt zu werden, eine Temperaturkompensationskennfeld-Setzvorrichtung (z.B. eine Temperaturkompensationskennfeld-Einstellvorrichtung), welche es dem dritten Faktorwert erlaubt, gesetzt zu werden, und eine Ermittlungsvorrichtung (z.B. eine Berechnungsvorrichtung), welche dazu eingerichtet ist, durch Addieren eines ersten Druckwerts, welcher mittels Multiplizierens des ersten und des zweiten Faktorwerts bei der Gleiche-Drehzahl-Bedingung erhalten wird, zu einem zweiten Druckwert, welcher durch eine Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Faktorwert erhalten wird, den Zielöldruck zu ermitteln.
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Die Leistungskompensationskennfeld-Setzvorrichtung kann es dem ersten Faktorwert erlauben, aus einer mittels einer Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl und einer Verbrennungsmotorlast bei der Drehzahl gesetzt zu werden.
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Die Zielöldruckkurve-Setzvorrichtung kann es dem zweiten Faktorwert, der mit einer mittels der Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl korrespondiert, erlauben, aus einer vorbestimmten Zielöldruckkurve gesetzt zu werden.
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Die Temperaturkompensationskennfeld-Setzvorrichtung kann es dem dritten Faktorwert erlauben, aus einer mittels einer Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl und einer bei der Drehzahl gemessenen Öltemperatur in dem Hauptkanal gesetzt zu werden.
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Das Öldüsenventil kann ein elektronisches Magnetproportionalsteuerventil (z.B. ein elektronisches Elektromagnetproportionalsteuerventil, ein elektronisches Solenoidproportionalsteuerventil) sein.
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Die Steuereinrichtung kann mittels einer Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung) (z.B. anhand eines PI-Glieds) den Zielöldruck mit einem momentanen Öldruck in dem Hauptkanal und einem Öldruck in dem Öldüsenkanal vergleichen und den Öffnungsgrad des Öldüsenventils steuern.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist ein Verfahren zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse auf: Setzen (z.B. Einstellen, Festlegen, Feststellen) eines ersten Faktorwerts, eines zweiten Faktorwerts und eines dritten Faktorwerts unter Verwendung einer (Verbrennungsmotor-)Drehzahl, einer Verbrennungsmotorlast (z.B. eines Verbrennungsmotordrehmoments), und einer Öltemperatur in einem Hauptkanal, und Ermitteln eines ersten Druckwerts mittels Multiplizierens des ersten und des zweiten Faktorwerts bei der Gleiche-Drehzahl-Bedingung, Ermitteln eines zweiten Druckwerts mittels einer Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Faktorwert bei einer Gleiche-Drehzahl-Bedingung, und Ermitteln eines Zielöldrucks durch Addieren des ersten Druckwerts zum zweiten Druckwert.
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Das Verfahren kann ferner aufweisen: Steuern eines Öffnungsgrads eines Öldüsenventils mittels Vergleichens des Zielöldrucks mit einem momentanen Öldruck in dem Hauptkanal und einem Öldruck in einem Öldüsenkanal.
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Beim Setzen eines ersten Faktorwerts, eines zweiten Faktorwerts und eines dritten Faktorwerts kann der erste Faktorwert aus einer mittels einer Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl und einer Verbrennungsmotorlast bei der Drehzahl gesetzt werden.
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Beim Setzen eines ersten Faktorwerts, eines zweiten Faktorwerts und eines dritten Faktorwerts kann der zweite Faktorwert, der mit einer mittels einer Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl korrespondiert, aus einer vorbestimmten Zielöldruckkurve gesetzt werden.
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Beim Setzen eines ersten Faktorwerts, eines zweiten Faktorwerts und eines dritten Faktorwerts kann der dritte Faktorwert aus einer mittels einer Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl und einer bei der Drehzahl gemessenen Öltemperatur in dem Hauptkanal gesetzt werden.
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Andere Aspekte und beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend diskutiert.
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Es ist zu verstehen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen einschließt und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden) einschließt. Ein Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche sowohl mit Benzin als auch elektrisch betrieben werden.
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Die obigen und weitere Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden nachstehend diskutiert.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Ansicht, welche schematisch eine Vorrichtung zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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2 ist eine Ansicht, welche eine Steuereinrichtung der Vorrichtung zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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3 ist ein Diagramm, welches eine Zielöldruckkurve für die Vorrichtung zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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5 ist ein Blockdiagramm, welches eine Steuerungslogik des Verfahrens zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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6 ist eine beispielhafte Tabelle zur Ermittlung eines Zielöldrucks in dem Verfahren zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden (zumindest) teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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In den Figuren beziehen sich durchgehend durch die diversen Figuren der Zeichnungen Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bauteile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können. Außerdem können detaillierte Beschreibungen von Funktionen und Strukturen, die in der Technik wohlbekannt sind, weggelassen werden, um zu vermeiden, dass das Wesentliche der vorliegenden Erfindung unklar wird.
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1 ist eine Ansicht, welche schematisch eine Vorrichtung zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine Ansicht, welche eine Steuereinrichtung der Vorrichtung zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 3 ist ein Diagramm, welches eine Zielöldruckkurve für die Vorrichtung zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Wie in 1 dargestellt, weist die Vorrichtung zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse einen Hauptkanal (z.B. einen Hauptverteilungskanal) 100, einen Öldüsenkanal (z.B. Öldüsenverteilungskanal) 200, ein Öldüsenventil 300 und eine Steuereinrichtung 400 auf.
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Der Hauptkanal 100 ist in einem Zylinderblock eines Kolbens angebracht, so dass Öl entlang eines inneren Durchgangs des Hauptkanals 100 mittels des Betreibens einer Ölpumpe gefördert wird.
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Der Öldüsenkanal 200 definiert außerdem einen Ölinjektionsweg, so dass das durch den Hauptkanal 100 strömende Öl in diesen eingeleitet wird und hin zu dem unteren Abschnitt (z.B. der Unterseite) des Kolbens gesprüht wird.
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Das Öldüsenventil 300 öffnet den Ölinjektionsweg, so dass das dem Hauptkanal 100 zugeführte Öl in den Öldüsenkanal 200 eingeleitet wird, indem der Druck des Öls erhöht wird.
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Das Öldüsenventil 300 ist hier ein elektronisches Magnetproportionalsteuerventil (z.B. ein elektronisches Elektromagnetproportionalsteuerventil, ein elektronisches Solenoidproportionalsteuerventil) und ist elektrisch mit der Steuereinrichtung 400 verbunden. Der Öffnungsgrad des Öldüsenventils 300 kann mittels der Steuerung durch die Steuereinrichtung 400 eingestellt werden.
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Ein konventionelles Öldüsenventil ist nämlich ein mechanisches Steuerventil, dessen Öffnungsgrad nicht mittels der Steuerung einer Steuereinrichtung unabhängig eingestellt und gesteuert werden kann. Aus diesem Grund wird einem Kolben immer dieselbe Ölmenge ungeachtet von Bedingungen / Zuständen, die eine Drehzahl, eine Verbrennungsmotorlast und eine Öltemperatur einschließen, zugeführt.
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Da eine konventionelle Flussrate, welche zum Kühlen eines Kolbens erforderlich ist, auf der Grundlage des Hohe-Last-Bereichs eines Verbrennungsmotors eingestellt ist, tritt eine übermäßig überschüssige Flussrate aufgrund der übermäßigen Injektion von Öl in dem Niedrige-Last-Bereich des Verbrennungsmotors auf. Dies kann zur Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Kolbens und der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz führen. Ferner gibt es ein Problem dahingehend, dass es erforderlich ist, die Leistungsfähigkeit einer Ölpumpe zu erhöhen, da dem Kolben immer die gleiche Ölmenge zugeführt werden kann.
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Die Steuereinrichtung 400 gemäß der Ausführungsform kann eine (Durch-)Flussrate, welche für einen Kolben erforderlich ist, unter Verwendung einer Drehzahl, einer Verbrennungsmotorlast bei der Drehzahl und einer Verbrennungsmotortemperatur ermitteln und folglich effektiv den Öffnungsgrad des Öldüsenventils 300 steuern. Als ein Ergebnis ist es möglich, die obigen Probleme zu heben.
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Die Steuereinrichtung 400 ermittelt einen Zielöldruck in dem Öldüsenkanal 200 mittels eines ersten Faktorwerts, welcher mit einer (Verbrennungsmotor-)Drehzahl und einer Verbrennungsmotorlast korrespondiert, eines zweiten Faktorwerts, welcher mittels einer vorbestimmten Zielöldruckkurve ermittelt wird, und eines dritten Faktorwerts, welcher mit einer Drehzahl und einer Öltemperatur in dem Hauptkanal 100 korrespondiert, und steuert den Öffnungsgrad des Öldüsenventils 300 unter Verwendung des ermittelten Zielöldrucks.
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Hierzu weist die Steuereinrichtung, welche elektrisch mit dem Öldüsenventil 300 verbunden ist, eine Leistungskompensationskennfeld-Setzvorrichtung 410, eine Zielöldruckkurve-Setzvorrichtung 420, eine Temperaturkompensationskennfeld-Setzvorrichtung 430 und eine Ermittlungsvorrichtung 440 auf, wie in 2 dargestellt.
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Die Leistungskompensationskennfeld-Setzvorrichtung 410 erlaubt es dem ersten Faktorwert, aus einer mittels einer Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl und einer bei der Drehzahl erfassten Verbrennungsmotorlast gesetzt zu werden (z.B. ist die Leistungskompensationskennfeld-Setzvorrichtung 410 dazu eingerichtet, den ersten Faktorwert entsprechend einer Drehzahl und einer bei der Drehzahl erfassten Verbrennungsmotorlast aus einem Leistungskompensationskennfeld auszulesen und einzustellen).
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Die Zielöldruckkurve-Setzvorrichtung 420 ist voreingestellt (z.B. mit einer voreingestellten Zielöldruckkurve bereitgestellt) und erlaubt es dem zweiten Faktorwert, der mit einer mittels der Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl korrespondiert, aus einer vorbestimmten Zielöldruckkurve, wie in 3 gezeigt, gesetzt zu werden (z.B. ist die Zielöldruckkurve-Setzvorrichtung 420 dazu eingerichtet, den zweiten Faktorwert, der mit einer mittels der Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl korrespondiert, aus einer vorbestimmten Zielöldruckkurve entsprechend einer Drehzahl auszulesen und einzustellen).
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Die Temperaturkompensationskennfeld-Setzvorrichtung 430 erlaubt es dem dritten Faktorwert, aus einer mittels der Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl und einer bei der Drehzahl gemessenen Öltemperatur in dem Hauptkanal 100 gesetzt zu werden (z.B. ist die Temperaturkompensationskennfeld-Setzvorrichtung 430 dazu eingerichtet, den dritten Faktorwert entsprechend einer Drehzahl und einer bei der Drehzahl gemessenen Öltemperatur in dem Hauptkanal 100 aus einem Temperaturkompensationskennfeld auszulesen und einzustellen).
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Die Ermittlungsvorrichtung 440 ermittelt den ersten, den zweiten und den dritten Faktorwert bei der Gleiche-Drehzahl-Bedingung (z.B. unter Verwendung der gleichen Drehzahl) und ermittelt einen Zielöldruck durch Addieren eines ersten Druckwerts, welcher mittels Multiplizierens des ersten und des zweiten Faktorwerts erhalten wird, zu einem zweiten Druckwert, welcher durch eine Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Faktorwert erhalten wird.
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Das heißt, dass der Zielöldruck ermittelt werden kann mittels der Gleichung „Zielöldruck = (erster Faktorwert × zweiter Faktorwert) + (zweiter Faktorwert – dritter Faktorwert)“. Die Steuereinrichtung 400 vergleicht und steuert einen momentanen Öldruck in dem Hauptkanal 100 und einen Öldruck in dem Öldüsenkanal 200 mittels einer Proportional-Integral-Steuerung (PI-Steuerung) (z.B. anhand eines PI-Glieds) und ermittelt (z.B. legt fest) folglich eine für einen Kolben erforderliche Flussrate, um das Öldüsenventil 300 zu steuern. Als ein Ergebnis ist es möglich, den Öffnungsgrad des Öldüsenventils 300 effektiv zu regulieren.
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Folglich kann die Vorrichtung zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß der Ausführungsform das Öldüsenventil 300 steuern durch Ermitteln des Zielöldrucks mittels des Leistungskompensationskennfelds, der Zielöldruckkurve und des Temperaturkompensationskennfelds, welche unter Verwendung der Drehzahl, der Verbrennungsmotorlast und der Öltemperatur in dem Hauptkanal 100 festgelegt sind, wobei der Öffnungsgrad des Öldüsenventils 300 abhängig von dem Hohe-Last-Bereich und dem Niedrige-Last-Bereich des Verbrennungsmotors eingestellt wird. Es ist dadurch möglich, die Leistungsfähigkeit des Kolbens und eine Kraftstoffeffizienz zu verbessern und simultan die Leistungsfähigkeit (z.B. die erforderliche Leistungsstärke) der Ölpumpe zum Fördern von Öl an den Hauptkanal 100 zu verringern.
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4 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 5 ist ein Blockdiagramm, welches eine Steuerungslogik des Verfahrens zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 6 ist eine beispielhafte Tabelle zur Ermittlung eines Zielöldrucks in dem Verfahren zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Das Verfahren zum Steuern einer Kolbenkühlungsöldüse und die Steuerungslogik davon werden unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben.
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Als erstes werden ein erster Faktorwert, ein zweiter Faktorwert und ein dritter Faktorwert unter Verwendung einer Drehzahl, einer Verbrennungsmotorlast und einer Öltemperatur in einem Hauptkanal gesetzt (S100).
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Der erste Faktorwert wird hier aus einer mittels einer Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl und einer Verbrennungsmotorlast bei der Drehzahl gesetzt. Der gesetzte erste Faktorwert ist wie in der Tabelle eines Leistungskompensationskennfelds, die in 6 dargestellt ist, gespeichert.
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Der zweite Faktorwert wird gesetzt, so dass er ein Wert, welcher zu einer mittels der Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl korrespondiert, aus einer vorbestimmten Zielöldruckkurve, welche in 3 dargestellt ist, ist. Der gesetzte zweite Faktorwert ist wie in der Tabelle einer Zielöldruckkurve, die in 6 dargestellt ist, gespeichert.
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Der dritte Faktorwert wird hier aus einer mittels der Drehzahlerfassungsvorrichtung erfassten Drehzahl und einer bei der Drehzahl gemessenen Öltemperatur in dem Hauptkanal gesetzt. Der gesetzte dritte Faktorwert ist wie in der Tabelle eines Temperaturkompensationskennfelds, die in 6 dargestellt ist, gespeichert.
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Wenn der erste, der zweite und der dritte Faktorwert gesetzt sind (S100), wird ein erster Druckwert durch Multiplizieren des ersten und des zweiten Faktorwerts bei der Gleiche-Drehzahl-Bedingung erhalten, wird ein zweiter Druckwert durch eine Differenz zwischen dem zweiten und dem dritten Faktorwert bei der Gleiche-Drehzahl-Bedingung erhalten und wird ein Zielöldruck ermittelt durch Addieren des ersten Druckwerts zu dem zweiten Druckwert (S200).
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Ein Öffnungsgrad eines Öldüsenventils wird schließlich gesteuert durch Vergleichen des Zielöldrucks mit einem momentanen Öldruck in dem Hauptkanal und einem Öldruck in einem Öldüsenkanal (S300).
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Ein Beispiel des Ermittelns eines Zielöldrucks durch Vergleichen eines ersten Betriebszustands, bei welchem die Drehzahl 1800 1/min beträgt, die Temperatur in dem Hauptkanal 60°C beträgt und die Verbrennungsmotorlast 10% beträgt, mit einem zweiten Betriebszustand, bei welchem die Drehzahl 1800 1/min, was gleich der Drehzahl in dem ersten Betriebszustand ist, beträgt, die Temperatur in dem Hauptkanal 100°C beträgt und die Verbrennungsmotorlast 80% beträgt, wird unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
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Es kann zunächst gesehen werden, dass in dem ersten Betriebszustand der erste Faktorwert mittels des Leistungskompensationskennfelds 0,10 beträgt und dass der zweite Faktorwert mittels der Zielöldruckkurve 155 beträgt.
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Der erste Druckwert ist folglich „0,10 × 155 = 15,5 kPa“.
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Der dritte Faktorwert wird mittels des Temperaturkompensationskennfelds rückgemeldet (z.B. bestätigt) als 129, und der zweite Druckwert beträgt „155 – 129 = 26 kPa“. Dadurch beträgt der Zielöldruck 41,5 kPa mittels der Gleichung „Zielöldruck = erster Druckwert + zweiter Druckwert“, welche in dem Zielöldruck-Ermittlungsschritt (S200) angegeben ist.
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Es kann ferner gesehen werden, dass in dem zweiten Betriebszustand der erste Faktorwert mittels des Leistungskompensationskennfelds 0,92 beträgt und dass der zweite Faktorwert mittels der Zielöldruckkurve 155 beträgt.
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Der erste Druckwert ist folglich „0,92 × 155 = 142,6 kPa“.
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Der dritte Faktorwert wird mittels des Temperaturkompensationskennfelds rückgemeldet (z.B. bestätigt) als 155, und der zweite Druckwert beträgt „155 – 155 = 0 kPa“. Dadurch beträgt der Zielöldruck 142,6 kPa mittels der Gleichung „Zielöldruck = erster Druckwert + zweiter Druckwert“, welche in dem Zielöldruck-Ermittlungsschritt (S200) angegeben ist.
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Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Leistungsfähigkeit des Kolbens und die Kraftstoffeffizienz verbessert werden, da (wie in obigem Beispiel veranschaulicht) der Zielöldruck in Abhängigkeit von dem ersten und dem zweiten Betriebszustand unterschiedlich ermittelt wird und folglich der Öffnungsgrad des Öldüsenventils abhängig von den Zuständen gesteuert wird.
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Angenommen, dass die Flussrate, die in einem ersten Lastzustand, bei welchem die Drehzahl 1800 1/min beträgt und die Verbrennungsmotorlast 100% beträgt, erforderlich ist, 5,2 L/min beträgt und die Flussrate, die in einem zweiten Lastzustand, bei welchem die Verbrennungsmotorlast 10% bei der gleichen Drehzahl beträgt, erforderlich ist, 0,5 L/min beträgt, weist in der bezogenen Technik die Flussrate, welche durch die Öldüse bei der Drehzahl von 1800 1/min eingestellt ist, eine obere Grenze von 7,3 L/min auf. Die überschüssige Flussrate in dem ersten Lastzustand beträgt folglich 2,1 L/min und die überschüssige Flussrate in dem zweiten Lastzustand beträgt folglich 6,8 L/min.
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Da die konventionelle Flussrate, welche zur Kühlung eines Kolbens erforderlich ist, auf der Grundlage des Hohe-Last-Bereichs eines Verbrennungsmotors festgelegt ist, kann folglich eine übermäßige überschüssige Flussrate in dem Niedrige-Last-Bereich des Verbrennungsmotors auftreten. Da jedoch in der beispielhaften Ausführungsform der Öffnungsgrad des Öldüsenventils gemäß dem Zielöldruck gesteuert werden kann, ist es möglich, zu verhindern, dass die übermäßige Ölflussrate in dem Niedrige-Last-Bereich des Verbrennungsmotors auftritt.
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Die vorliegende Erfindung hat einen Effekt des Verbesserns der Leistungsfähigkeit des Kolbens und der Kraftstoffeffizienz durch Ermitteln des Zielöldrucks mittels des Leistungskompensationskennfelds, der Zielöldruckkurve und des Temperaturkompensationskennfelds, welche unter Verwendung einer Drehzahl einer Verbrennungsmotorlast und einer Öltemperatur festgelegt sind, und durch Vergleichen und Steuern des vorbestimmten Zielöldrucks und des momentanen Öldrucks, um den Öffnungsgrad des Öldüsenventils zum Kühlen des Kolbens zu ermitteln.
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Außerdem hat die vorliegende Erfindung einen Effekt des Verringerns der Leistungsfähigkeit der Ölpumpe, welche Öl zum Hauptkanal pumpt und fördert, da der Öffnungsgrad des Öldüsenventils selektiv verändert werden kann, um mit der Drehzahl, der Verbrennungsmotorlast und der Öltemperatur zu korrespondieren, mittels Vergleichens und Steuerns des Zielöldrucks und des momentanen Öldrucks.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, hat die vorliegende Erfindung einen Effekt des Verbesserns der Leistungsfähigkeit des Kolbens und der Kraftstoffeffizienz durch Ermitteln des Zielöldrucks mittels des Leistungskompensationskennfelds, der Zielöldruckkurve und des Temperaturkompensationskennfelds, welche unter Verwendung einer Drehzahl einer Verbrennungsmotorlast und einer Öltemperatur gesetzt sind, und durch Vergleichen des vorbestimmten Zielöldrucks und des momentanen Öldrucks und Steuern des Öldrucks gemäß dem Zielöldruck, um den Öffnungsgrad des Öldüsenventils zum Kühlen des Kolbens festzulegen.
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Außerdem hat die vorliegende Erfindung einen Effekt des Verringerns der Leistungsfähigkeit der Ölpumpe, welche Öl zum Hauptkanal pumpt und fördert, da der Öffnungsgrad des Öldüsenventils selektiv verändert werden kann, um mit der Drehzahl, der Verbrennungsmotorlast und der Öltemperatur zu korrespondieren, mittels Vergleichens des Zielöldrucks und des momentanen Öldrucks und Steuerns des Öldrucks gemäß dem Zielöldruck.
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Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
