DE10213598A1 - Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb derselben - Google Patents
Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb derselbenInfo
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Abstract
Eine Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine ist mit einem Einlassanschluss (15) und einem Abgabeanschluss (16) versehen, die jeweils in einem Pumpengehäuse (2) ausgebildet sind. Die Ölpumpe (1) weist eine maschinenbetriebene Pumpe (11) auf, die als eine erste Hauptpumpe dient, und eine elektrische Pumpe (21), die als eine zweite Hilfspumpe dient, die beide in einem gemeinsamen Pumpengehäuse enthalten sein können. Die maschinenbetriebene Pumpe (11) wird durch eine Antriebskraft einer Kurbelwelle gedreht und die elektrische Pumpe (21) wird von der Antriebskraft eines Elektromotors gedreht. Dies ermöglicht es, die maximale Leistung der maschinenbetriebenen Pumpe (11), die als die Hauptpumpe dient, zu verringern. In einem Fahrzeugbetriebsbereich, in dem der Ölabgabedruck, der von der maschinenbetriebenen Pumpe (11) erzeugt wird, ungenügend wird, wird die elektrische Pumpe (21), die als die Hilfspumpe dient, gemeinsam mit der maschinenbetriebenen Pumpe (11) so betrieben, dass ein geeigneter Ölabgabedruck oder eine geeignete Ölabgabemenge erreicht werden kann. Es kann auch zugelassen werden, dass die elektrische Pumpe (21) eine Zeit lang nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine betrieben wird.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ölpumpe, die in
einer Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug genutzt wird,
und auf ein Verfahren, um diese Ölpumpe zu betreiben.
Im Allgemeinen ist die Nutzung einer Trochoidenpumpe
zur Schmierung einer Brennkraftmaschine (die im folgenden
einfach als eine Maschine bezeichnet wird) für ein Fahr
zeug, wie sie beispielsweise in JP-A-10-77817 offenbart
ist, bekannt. Die vorstehend erwähnte Trochoidenpumpe
weist eine Welle auf, die durch eine Antriebskraft einer
Kurbelwelle der Maschine so gedreht wird, dass sie das Öl
in einer zu einer Drehzahl der Maschine proportionalen
Menge abgibt und einen Öldruck und eine Ölabgabemenge er
zeugt. Wenn festgestellt wird, dass ein Abgabedruck der
Pumpe gleich oder größer als ein vorbestimmter Druckwert
wird, öffnet ein Druckbegrenzungsventil, das am Abgabean
schluss der Pumpe angeordnet ist, um den Abgabeanschluss
mit einem Einlassanschluss zu verbinden. Als Ergebnis
wird ein Teil des vom Abgabeanschluss abgegebenen Öls an
den Einlassanschluss zurückgegeben. Dies ermöglicht es,
eine Beschädigung oder einen Ölaustritt aus einem Maschi
nenschmiersystem zu verhindern.
In der vorstehend beschriebenen Ölpumpe für die Ma
schine wird ein Überschuss des Öls durch ein Druckbegren
zungsventil an eine Niederdruckseite des Schmiersystems
zurückgegeben, um so einen im Maschinenschmiersystem auf
tretenden Schaden und Ölaustritt zu verhindern. Der vor
stehend erwähnte Mechanismus kann jedoch einen Verlust
einer mechanischen Energie, die ein Ventilelement gegen
eine Federspannkraft bewegt, die durch eine Feder des
Druckbegrenzungsventils erzeugt wird, und einen Verlust
einer Antriebsenergie verursachen, die das Öl umwälzt,
indem sie den Überschuss des von der Ölpumpe hochgepump
ten Öls an die Niederdruckseite des Systems zurückgibt.
Dies kann eine Brennstoffverbrauchseffizienz verringern,
was zu einem Pulsieren oder Geräuschen in der Maschine
führt.
Die Werte des Öldrucks und der Ölabgabemenge, die auf
die bei einer hohen Maschinendrehzahl benötigten Werte
gesteuert werden, können den benötigten Öldruck und die
Ölabgabemenge bei einer niedrigen Maschinendrehzahl nicht
erreichen, was zu einem nicht ausreichendem Öldruckwert
und einer nicht ausreichenden Ölmenge führt. Besonders
wenn die Maschine des Fahrzeugs bei einer hohen Tempera
tur im Leerlauf ist, wird der Öldruck der Maschine ver
ringert. Daher kann der Öldruck und die Ölmenge, die ei
nem Lager- und Ventilsystem und anderen Schmierölsystemen
zugeführt wird, ungenügend werden.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Ölpumpe für
eine Maschine und ein Verfahren zum Betrieb der Ölpumpe
zu schaffen, die verhindern, dass der Öldruckwert oder
eine Ölabgabemenge bei einer mittleren oder hohen Dreh
zahl der Maschine zu groß werden, und die die Betriebs
stabilität und Verlässlichkeit der Maschine bei einer
niedrigen Drehzahl verbessern.
Weiterhin schafft die Erfindung eine Ölpumpe für eine
Maschine und ein Verfahren zum Betrieb der Ölpumpe, bei
dem ein Ölabgabegrunddruck von einer maschinenbetriebenen
Pumpe erzeugt wird, die von der Antriebskraft der Maschi
ne betrieben wird, während die Ölabgabegrundkraft unter
Nutzung eines elektrischen Signals gesteuert wird.
Weiterhin schafft die Erfindung eine Ölpumpe für eine
Maschine und ein Verfahren zum Betrieb der Ölpumpe, wobei
eine maschinenbetriebene Pumpe, die als eine Hauptpumpe
dient, und durch die Antriebskraft angetrieben wird, die
von der Maschine erzeugt wird, und eine elektrische
Pumpe, die als eine Hilfspumpe dient, und durch ein elek
trisches Signal angetrieben wird, gemeinsam die Ölpumpe
bilden.
In der erfindungsgemäßen Ölpumpe sind eine maschinen
betriebene Pumpe, die mit der Abtriebswelle der Maschine
gemeinsam gedreht wird, und die elektrische Pumpe, die
durch den Elektromotor gedreht wird, im gleichen Pumpen
gehäuse vorgesehen. Dies ermöglicht es, dass jede der
Pumpen einen Schaden der anderen ausgleichen kann. Dies
ermöglicht es weiterhin, die Leistung der Ölpumpe durch
Betrieb beider Pumpen zu steigern. Die erfindungsgemäße
Ölpumpe kann auf verschiedene Arten in Übereinstimmung
mit der beabsichtigten Nutzung betrieben werden, indem
die Verteilung der Antriebskraft gesteuert wird, die von
zwei Arten von Antriebsquellen bereitgestellt wird. Der
Ölabgabegrunddruck, der von der maschinenbetriebenen
Pumpe bereit gestellt wird, kann durch den Ölabgabedruck,
der von der elektrischen Pumpe abgegeben wird, angepasst
oder korrigiert werden. Im Ergebnis kann die Ölpumpe mit
hoher Effizienz betrieben werden, indem eine geeignete
Energieverteilung durchgeführt wird.
Da die Abtriebswelle der Maschine im Allgemeinen als
die Antriebskraftquelle der maschinenbetriebenen Pumpe
genutzt wird, sind der resultierende Abgabedruck und die
Abgabemenge an die Maschinendrehzahl angepasst. Die Nut
zung der elektrischen Pumpe als einer Hilfspumpe zusätz
lich zur maschinenbetriebenen Pumpe als der Hauptpumpe
erlaubt eine präzise Steuerung der Maschine, die gut an
einen Betriebszustand der Maschine angepasst ist.
Die elektrische Pumpe, die als die Hilfspumpe dient,
erlaubt die Verringerung der maximalen Kapazität der ma
schinenbetriebenen Pumpe, die als die Hauptpumpe dient.
Daher wird die elektrische Pumpe in dem Drehzahlbereich
betrieben, in dem der von der maschinenbetriebenen Pumpe
erzeugte Ölabgabedruck ungenügend wird, um so den Ölabga
bedruck und die Ölabgabemenge auf geeignete Werte zu er
höhen. Im mittleren oder hohen Drehzahlbereich, in dem
der Ölabgabedruck zu groß wird, wird der Ölabgabedruck
oder die Ölabgabemenge auf einen Minimalwert gesteuert.
Dagegen kann in niederen Drehzahlbereich ein ausreichen
der Ölabgabedruck oder eine ausreichende Ölabgabemenge
erreicht werden.
Eine erfindungsgemäße Ölpumpe für eine Brennkraftma
schine weist ein Rückschlagventil auf, das in einem Öl
durchlass angeordnet ist, der einen Abgabeanschluss der
maschinenbetriebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der
elektrischen Pumpe so verbindet, dass es dem Öl nur mög
lich ist, in eine Richtung von der elektrischen Pumpe zur
maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen. Da es die vorste
hend beschriebene Ölpumpe ermöglicht, dass die maschinen
betriebene Pumpe allein innerhalb des Pumpengehäuses be
trieben wird, ist es nützlich, die erfindungsgemäße Öl
pumpe als eine kombinierte Pumpeneinheit zu nutzen, die
Zubehör der Ölpumpe umfaßt.
In einem Verfahren zum Betrieb der vorstehenden er
findungsgemäßen Ölpumpe wird ein Antriebsschaltkreis zum
Antrieb der elektrischen Pumpe betrieben, wenn die Ma
schine mindestens einen vorbestimmten Zeitabschnitt in
Betrieb ist und die Öltemperatur mindestens ungefähr 80°C
erreicht. Als Ergebnis wird das Steckenbleiben der Ölpum
pe aufgrund von im Öl enthaltenen Schlamm verhindert, was
die Funktionen der Ölpumpe schützt.
In einem Verfahren zum Betrieb der vorstehend erwähn
ten erfindungsgemäßen Ölpumpe wird die elektrische Pumpe
für einen vorbestimmten Zeitabschnitt nach dem Ausschal
ten eines Zündschalters der Maschine betrieben. Die elek
trische Pumpe wird vorbereitend so betrieben, dass der
nächste Neustart der Maschine sanft durchgeführt werden
kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschrei
bung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe
für eine Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfin
dung zeigt;
Fig. 2 ein Diagramm, das den Ölfluss in einem
Schmiersystem für die Maschine gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine Ansicht, die ein Rückschlagventil für die
Ölpumpe für die Maschine gemäß der Ausführungform der Er
findung in einem geschlossenen Zustand zeigt;
Fig. 4 eine Ansicht, die das Rückschlagventil für die
Ölpumpe für die Maschine gemäß der Ausführungsform der
Erfindung in einem offenen Zustand zeigt;
Fig. 5 ein Blockschaubild einer Steuerschaltung für
einen Elektromotor gemäß der ersten Ausführungform der
Erfindung;
Fig. 6 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen ei
nem Abgabedruck der Pumpe und einer Maschinendrehzahl ge
mäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 7 eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe
für eine Maschine nach einer anderen Ausführungsform der
Erfindung zeigt; und
Fig. 8 eine Ansicht, die ein Rückschlagventil für die
Ölpumpe für die Maschine gemäß der Ausführungsform der
Erfindung zeigt.
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung
mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Eine Ölpumpe für einen Verbrennungskraftmaschine (die
im Folgenden als eine Maschine bezeichnet wird) wird in
den Fig. 1, 2, 3 und 4 gezeigt. Mit Bezug auf Fig. 2 wird
Öl für die Maschine aus einer Ölwanne 3 durch eine Ölpum
pe 1 hochgepumpt und in einen Einlassanschluss 15 einge
saugt. Das Öl wird über eine maschinenbetriebene Pumpe 11
oder eine elektrische Pumpe 21 so durch einen Abgabean
schluss 16 abgegeben, dass es einem Maschinenschmierpfad
4 bereitgestellt wird. Eine überschüssige Ölmenge, die
von der Ölpumpe 1 unter Druck bereitgestellt wird, wird
durch ein Druckbegrenzungsventil 5 auf einer Niederdruck
seite an die Ölwanne 3 zurückgegeben.
Mit Bezug auf Fig. 1 weist ein Pumpengehäuse 2 der
Ölpumpe 1 den Einlassanschluss 15 und den Abgabeanschluss
16 auf. Die Ölpumpe 1 weist eine maschinenbetriebene
Pumpe 11 auf, die als eine erste Pumpe dient, die durch
eine Antriebskraft einer Kurbelwelle angetrieben wird,
und eine elektrische Pumpe 21, die als eine zweite Pumpe
dient und durch eine Antriebskraft eines Elektromotors
angetrieben wird, die beide im Pumpengehäuse 2 enthalten
sind.
Die maschinenbetriebene Pumpe 11 als die erste Pumpe
vom Trochoid-Typ weist eine Pumpenwelle 12 auf, die durch
eine und synchron mit einer Kurbelwelle einer Maschine
gedreht wird. Die Pumpenwelle 12 ist mit einem ersten An
triebsrotor 13 versehen, der als ein innerer Rotor dient.
Ein erster angetriebener Rotor 14 als ein äußerer Rotor
ist drehbar an einer inneren Wand 7 des Pumpengehäuses 2
an einer Außenseite des ersten Antriebsrotors 13 gela
gert. In dieser Ausführungsform weist der erste Antriebs
rotor 13 vier Außenzähne auf, die an seiner Außenfläche
gebildet sind. Der erste angetriebene Rotor 14 weist fünf
Innenzähne auf, so dass deren Anzahl größer als die der
Außenzähne des ersten Antriebsrotors 13 ist. Mit Bezug
auf Fig. 1 werden die Innenzähne des ersten angetriebenen
Rotors 14 mit den Außenzähnen des ersten Antriebsrotors
13 in Eingriff gebracht, wenn der erste Antriebsrotor 13
in einer Richtung wie durch den Pfeil gezeigt dreht, so
dass der erste angetriebene Rotor 14 in der gleichen
Richtung gedreht wird. Als Ergebnis wird das durch den
Einlassanschluss 15 in eine erste Pumpenkammer 17 flie
ßende Öl dem Abgabeanschluss 16 bereitgestellt, da sich
das Volumen der Pumpenkammer ändert. Das in den Einlass
anschluss fließende Öl 15 wird in eine Pumpenkammer ein
geführt, die durch die äußeren Zähne des ersten Antriebs
rotors 13 und die inneren Zähne des ersten angetriebenen
Rotors 14 festgelegt ist. Dann wird das Öl innerhalb der
Pumpenkammer dem Abgabeanschluss zur Verfügung gestellt,
wenn sich die Pumpenwelle 12 dreht. Das Öl wird schließ
lich durch den Abgabeanschluss 16 abgegeben.
Die elektrische Pumpe 21 als zweite Pumpe ist ebenso
wie die maschinenbetriebene Pumpe 11 als erste Pumpe vom
Trochoid-Typ, und weist den Einlassanschluss 15 auf, der
gemeinsam mit der maschinenbetriebenen Pumpe 11 genutzt
wird. Ein zweiter Abgabeanschluss 25, der zur elektri
schen Pumpe 21 gehört, ist mit dem gemeinsam genutzten
Abgabeanschluss 16 durch einen Durchlass 32, eine Ventil
fassung 33 und einen Durchlass 34 verbunden. Die Leis
tungsfähigkeit der elektrischen Pumpe 21 ist kleiner als
die der maschinenbetriebenen Pumpe 11, und sie weist eine
Pumpenwelle 22 auf, die synchron mit einer (nicht gezeig
ten) elektrischen Motorwelle dreht, an der ein zweiter
Antriebsrotor 23 befestigt ist. Ein zweiter angetriebener
Rotor 24, der innere Zähne aufweist, die im Eingriff mit
den äußeren Zähnen des zweiten Antriebsrotors 23 drehen,
ist drehbar an einer inneren Wand 8 des Pumpengehäuses 2
gelagert. Die Abgabeleistung der elektrischen Pumpe 21
ist in Übereinstimmung mit einer Drehzahl des Elektromo
tors auf einen vorbestimmten Wert eingestellt. Der zweite
Antriebsrotor 23 ist kleiner als der erste Antriebsrotor
13, und der zweite angetriebene Rotor 24 ist kleiner als
der erste angetriebene Rotor 14.
Ein Rückschlagventil 31 ist an der Ventilfassung 33
des Pumpengehäuses 2 angebracht. Der Durchlass 32 ist mit .
einer Einlassseite der Ventilhalterung 33 verbunden, und
der Durchlass 34 ist mit einer Auslassseite der Ventil
halterung 33 verbunden. Der zweite Abgabeanschluss 25 der
elektrischen Pumpe 21 ist auf einer Einlassseite des Ven
tils angebracht. Der mit dem Abgabeanschluss 16 verbun
dene Durchlass 34 ist auf einer Auslassseite des Ventils
angebracht.
Mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 wird das Rückschlag
ventil 31 genau beschrieben. Ein zylindrisches Ventilele
ment 36, das einen Boden aufweist, ist verschiebbar an
einer Innenwand 331 der Ventilhalterung 33 im Pumpenge
häuse 2 befestigt. Eine Schraubendruckfeder 37 befindet
sich im Ventilelement 36. Die von der Schraubendruckfeder
37 erzeugte Kraft bewirkt, dass das Ventilelement 36 den
Durchlass 32 schließt. Fig. 3 ist eine Ansicht, die das
Rückschlagventil 31 in einem geschlossenen Zustand zeigt,
und Fig. 4 ist eine Ansicht, die das Rückschlagventil 31
in einem offenen Zustand zeigt. Das Ventilelement 36 wird
in einer Position gehalten, in der die Druckdifferenz
zwischen dem Durchlass 34 und dem zweiten Abgabeanschluss
25 durch den Federspanndruck der Schraubendruckfeder 37
ausgeglichen wird.
Wenn die Druckdifferenz zwischen dem Durchlass 34 und
dem zweiten Abgabeanschluss 25 steigt, was verursacht,
dass das Ventilelement 36 den Durchlass 34 mit der Ven
tilhalterung 33 verbindet, fließt das Öl in eine Rich
tung, die durch Pfeile in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn die
Antriebskraft des Elektromotors an die zweite Pumpenwelle
22 übertragen wird, dreht sich der zweite Antriebsrotor
23 auf einer Antriebsseite in einer durch den Pfeil in
Fig. 1 gezeigten Richtung. Dann dreht sich der zweite an
getriebene Rotor 24, der Innenzähne aufweist, die mit den
Außenzähnen des zweiten Antriebsrotors 23 in Eingriff
stehen, auf einer Abtriebsseite. Demgemäß wird das Öl in
die durch die Außenzähne und die Innenzähne der Rotoren
23, 24 festgelegte Pumpenkammer gesaugt. Das Öl wird dann
durch Pumpfunktionen aus der Pumpenkammer in den zweiten
Abgabeanschluss 25 abgegeben.
Mit Bezug auf Fig. 5 dreht sich die elektrische Pumpe
synchron mit der Motorabtriebswelle eines Elektromotors
41, der durch ein Antriebssignal angetrieben wird, das
von einer Steuerschaltung 42 gesendet wird. Die Steuer
schaltung 42 empfängt ein Öltemperatursignal, das von ei
nem Öltemperatursensor 43 gesendet wird, ein Öldrucksig
nal, das von einem Öldrucksensor 44 gesendet wird, und
ein Maschinendrehzahlsignal, das von einem Maschinendreh
zahlsensor 45 gesendet wird, und verarbeitet die Signale
so, dass der Strom zum Antrieb des Elektromotors 41 be
stimmt wird.
Wenn erkannt wird, dass die Ölversorgung mit Bezug
auf den Öldruckwert, der zuvor in Übereinstimmung mit der
Drehzahl der im Fahrzeug angebrachten Maschine festgelegt
wird, ungenügend ist, erhöht die Steuerschaltung 42 die
Drehzahl des Elektromotors 41, bis der Öldruck auf einen
vorbestimmten Wert steigt. Die Drehzahl des Elektromotors
41 kann konstant gehalten werden, bis der Öldruckwert
gleich dem vorbestimmten Wert wird. Alternativ kann die
Drehzahl des Elektromotors 41 beschleunigt werden.
Die elektrische Pumpe 21 wird als eine Hilfspumpe be
trieben, wenn der Abgabedruck der maschinenbetriebenen
Pumpe 11 nicht einen vorbestimmten Druck erreicht, so
dass der Abgabedruck den Zieldruck erreicht. Beispiels
weise wird die elektrische Pumpe 21 im Fall der hohen Öl
temperatur und niedrigen Maschinendrehzahl zusammen mit
der maschinenbetriebenen Pumpe 11 so betrieben, dass der
Öldruck erzeugt wird, an dem der in Ölflussrichtung nach
der Pumpe geschaltete Öldruckmechanismus gesteuert werden
kann. Im Fall einer hohen Maschinendrehzahl wird indessen
die maschinenbetriebene Pumpe 11 betrieben und die elek
trische Pumpe 21 angehalten.
In der zusammengesetzten Ölpumpe, die die maschinen
betriebene Pumpe und die elektrische Pumpe aufweist, wird
der Abgabedruck in einem Bereich festgelegt, der von 60
bis 12 kPa in dem Zustand reicht, in dem die Öltemperatur
gleich oder höher als 80°C ist und die Maschinendrehzahl
gleich oder niedriger als 2000 U/min ist. Das Rückschlag
ventil 31 ist zwischen dem zweiten Abgabeanschluss 25 der
elektrischen Pumpe 21 und dem damit verbundenen gemeinsam
genutzten Abgabeanschluss 16 vorgesehen, um so den Öl
fluss von dem Abgabeanschluss 16 zum zweiten Abgabean
schluss 25 zu verhindern.
Der Betrieb der Ölpumpe nach einer Ausführungsform
der Erfindung wird nun beschrieben. Mit Bezug auf Fig. 6
werden sowohl die maschinenbetriebene Pumpe 11 als auch
die elektrische Pumpe 21 betrieben, um den Abgabedruck zu
erhöhen, wenn die Maschinendrehzahl in einem niedrigen
Drehzahlbereich liegt, wodurch dem Maschinenschmiersystem
eine ausreichende Ölmenge zur Verfügung gestellt wird.
Wenn die Maschinendrehzahl im mittleren bis hohen Dreh
zahlbereich liegt, wird nur die maschinenbetriebene Pumpe
11 betrieben und die elektrische Pumpe 21 angehalten. Als
Ergebnis wird der Abgabedruck auf einen vergleichsweise
niedrigen Druck angepasst, was den Überschuss der Versor
gung mit Öl verringert. Demgemäß kann das zur Schmierung
notwendige Öl von der Ölpumpe in einer kleineren Menge
bereitgestellt werden, was einen unnötigen Energiever
brauch verhindert. Im Folgenden wird der Betriebszustand
der Ölpumpe für die Maschine beschrieben.
In der gezeigten Ausführungsform wird der Steuer
schaltkreis 42 so ausgelegt, dass die elektrische Pumpe
21 dann betrieben wird, wenn eine Gesamtdrehzahl der ma
schinenbetriebenen Pumpe 11 oder ein gesamter Zeitab
schnitt zum Betrieb der Maschine einen zuvor festgesetz
ten Wert erreicht, und die Öltemperatur 80°C oder mehr
erreicht. Demgemäß kann das Versagen der elektrischen
Pumpe 21 aufgrund einer Adhäsion von im Öl enthaltenen
Schlamm verhindert werden.
Beim Schalten des Zündschalters der Maschine von EIN
auf AUS wird die elektrische Pumpe 21 für einen vorbe
stimmten Zeitabschnitt betrieben. In diesem Fall wird
beispielsweise die elektrische Pumpe 21 für einen be
stimmten Zeitabschnitt betrieben, nachdem die Maschine
von einem Betriebszustand in einen angehaltenen Zustand
wechselt. Beispielsweise wird die elektrische Pumpe 21
für den vorbestimmten Zeitabschnitt betrieben, wenn die
laufende Maschine gestoppt wird. Im vorstehend erwähnten
Fall kann die Maschine zu einem Zeitpunkt wieder gestar
tet werden, zu dem das Einlass-/Abgabeventil in einer op
timalen Position steht. Im vorstehend erwähnten Zustand
wird ein Öldruck erzeugt, unter dem eine Flügelzellen
pumpe mit einem fortlaufend variablen Ventilzeitansteuer
mechanismus auf eine beliebige Position zurückgebracht
wird. Die Maschine wird angehalten, indem das Einlassven
til der Maschine in einen geschlossenen Zustand gebracht
wird, um bis zum Neustart der Maschine darin gehalten zu
werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird mit
Bezug auf Fig. 7 beschrieben. In dieser Ausführungsform
wird die maschinenbetriebene Pumpe, die durch eine An
triebskraft der Kurbelwelle gedreht wird, getrennt von
der vom Elektromotor gedrehten elektrischen Pumpe vorge
sehen.
Ein Pumpengehäuse 68, das eine maschinenbetriebene
Pumpe 51 aufweist, wird von einem Pumpengehäuse 78, das
eine elektrische Pumpe 61 aufweist, getrennt. Die maschi
nenbetriebene Pumpe 51 ist in der Nähe der Kurbelwelle
angeordnet. Da die elektrische Pumpe 61 vom Elektromotor
angetrieben wird und keine Antriebskraft der Kurbelwelle
benötigt, ist indessen die Position, an der die elektri
sche Pumpe angeordnet werden kann, frei wählbar. Daher
kann die elektrische Pumpe an einer Position getrennt von
der maschinenbetriebenen Pumpe 51 angeordnet sein.
Mit Bezug auf Fig. 7 wird eine Pumpenwelle 52 durch
eine Antriebskraft der Kurbelwelle gedreht. Ein erster
Antriebsrotor 53 ist an einer Pumpenwelle 52 befestigt.
Ein erster angetriebener Rotor 54 steht mit dem ersten
Antriebsrotor 53 im Eingriff. Die maschinenbetriebene
Pumpe 51 weist weiterhin einen Einlassanschluss 55 und
einen Abgabeanschluss 56 auf. Ein Durchlass 58, der den
Einlassanschluss 55 und den Abgabeanschluss 56 umgeht,
ist mit einem Druckbegrenzungsventil 59 versehen.
Die elektrische Pumpe 61 weist indessen eine zweite
Pumpenwelle 62, die durch die Antriebskraft des Elektro
motors gedreht wird, einen zweiten Antriebsrotor 63, der
an der zweiten Pumpenwelle 62 befestigt ist, einen zwei
ten angetriebenen Rotor 64, der mit dem zweiten Antriebs
rotor 63 im Eingriff steht, einen Einlassanschluss 65,
und einen Abgabeanschluss 66 auf. Ölversorgungsdurchlässe
69, 70 sind an den Einlassanschlüssen 55, 65 gebildet,
die mit einem Ölfilter 6 und der Ölwanne 3 in Verbindung
stehen. Die Abgabeanschlüsse 56, 66 stehen mit dem Ma
schinenschmierpfad 4 in Verbindung.
Eine andere Ausführungsform, die ein Rückschlagventil
aufweist, das in einer Ölpumpe genutzt wird, wird mit Be
zug auf Fig. 8 beschrieben. Das Rückschlagventil wird
nicht durch Nutzung des Federmechanismus, sondern in
Übereinstimmung mit einem Unterschied im Abgabedruck zwi
schen der maschinenbetriebenen Pumpe und der elektrischen
Pumpe geöffnet und geschlossen.
Der zweite Abgabeanschluss 25 der elektrischen Pumpe
ist mit dem Abgabeanschluss 16 über die Durchlässe 72, 73
verbunden. Ein zwischen dem Durchlass 73 und dem Abgabe
anschluss 16 vorgesehenes Ventilelement kann an einem
konvexen Abschnitt 74 als einem Ventilsitz anstoßen oder
davon entfernt sein. Das Ventilelement 76 kann aus einem
Material wie einem Metall, einem Kunststoff oder einem
Gummi gebildet werden.
In dieser Ausführungsform werden beim Start der Ma
schine die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische
Pumpe betrieben. Im Bereich niedriger Drehzahl, in dem
der Abgabedruck der von der ersten Pumpenwelle gedrehten
maschinenbetriebenen Pumpe nicht ausreichend hoch wird,
wird das Ventilelement 76 in einer Richtung geöffnet, die
durch die gepunktete Linie in Fig. 8 gezeigt ist, solange
der Abgabedruck der elektrischen Pumpe höher als der der
maschinenbetriebenen Pumpe ist. Als Ergebnis wird das Öl
auf die Seite der Abgabekammer 16 abgegeben.
Im mittleren Drehzahlbereich wird der Abgabedruck der
maschinenbetriebenen Pumpe so erhöht, dass eine ausrei
chende Menge von Öl mit ausreichendem Ölabgabedruck abge
geben wird. Wenn die elektrische Pumpe gestoppt wird,
wird das Ventilelement 76 durch den Abgabedruck der ma
schinenbetriebenen Pumpe, die durch die erste Pumpenwelle
gedreht wird, gegen den konvexen Abschnitt 74 als den
Ventilsitz gepresst. Dies versetzt den Öldurchlass in ei
nen Ventilschließungszustand und verhindert so den Rück
fluss des Öls aus dem Abgabeanschluss 16 an die Seite der
elektrischen Pumpe.
Zusammengefaßt leistet die Erfindung Folgendes:
Eine Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine ist mit ei nem Einlassanschluss und einem Abgabeanschluss versehen, die jeweils in einem Pumpengehäuse ausgebildet sind. Die Ölpumpe weist eine maschinenbetriebene Pumpe auf, die als eine erste Hauptpumpe dient, und eine elektrische Pumpe, die als eine zweite Hilfspumpe dient, die beide in einem gemeinsamen Pumpengehäuse enthalten sein können. Die ma schinenbetriebene Pumpe wird durch eine Antriebskraft ei ner Kurbelwelle gedreht und die elektrische Pumpe wird von der Antriebskraft eines Elektromotors gedreht. Dies ermöglicht es, die maximale Leistung der maschinenbetrie benen Pumpe, die als die Hauptpumpe dient, zu verringern. In einem Fahrzeugbetriebsbereich, in dem der Ölabgabe druck, der von der maschinenbetriebenen Pumpe erzeugt wird, ungenügend wird, wird die elektrische Pumpe, die als die Hilfspumpe dient, gemeinsam mit der maschinenbe triebenen Pumpe so betrieben, dass ein geeigneter Ölabga bedruck oder eine geeignete Ölabgabemenge erreicht werden kann. Es kann auch zugelassen werden, dass die elektri sche Pumpe eine Zeit lang nach dem Abschalten der Brenn kraftmaschine betrieben wird.
Eine Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine ist mit ei nem Einlassanschluss und einem Abgabeanschluss versehen, die jeweils in einem Pumpengehäuse ausgebildet sind. Die Ölpumpe weist eine maschinenbetriebene Pumpe auf, die als eine erste Hauptpumpe dient, und eine elektrische Pumpe, die als eine zweite Hilfspumpe dient, die beide in einem gemeinsamen Pumpengehäuse enthalten sein können. Die ma schinenbetriebene Pumpe wird durch eine Antriebskraft ei ner Kurbelwelle gedreht und die elektrische Pumpe wird von der Antriebskraft eines Elektromotors gedreht. Dies ermöglicht es, die maximale Leistung der maschinenbetrie benen Pumpe, die als die Hauptpumpe dient, zu verringern. In einem Fahrzeugbetriebsbereich, in dem der Ölabgabe druck, der von der maschinenbetriebenen Pumpe erzeugt wird, ungenügend wird, wird die elektrische Pumpe, die als die Hilfspumpe dient, gemeinsam mit der maschinenbe triebenen Pumpe so betrieben, dass ein geeigneter Ölabga bedruck oder eine geeignete Ölabgabemenge erreicht werden kann. Es kann auch zugelassen werden, dass die elektri sche Pumpe eine Zeit lang nach dem Abschalten der Brenn kraftmaschine betrieben wird.
Claims (13)
1. Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, die Folgen
des aufweist:
eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die durch eine Abtriebswelle der Brennkraftmaschine gedreht wird;
eine elektrische Pumpe (21), die durch eine An triebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe pa rallel zueinander angeordnet sind; und
ein Rückschlagventil (31), das in einem Öldurchlass zur Verbindung eines Abgabeanschlusses der maschinenbe triebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elektri schen Pumpe so angeordnet ist, dass es dem Öl ermöglicht wird, nur in der Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen.
eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die durch eine Abtriebswelle der Brennkraftmaschine gedreht wird;
eine elektrische Pumpe (21), die durch eine An triebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe pa rallel zueinander angeordnet sind; und
ein Rückschlagventil (31), das in einem Öldurchlass zur Verbindung eines Abgabeanschlusses der maschinenbe triebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elektri schen Pumpe so angeordnet ist, dass es dem Öl ermöglicht wird, nur in der Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen.
2. Ölpumpe (1) nach Anspruch 1, wobei die maschinenbe
triebene Pumpe (11) eine Zahnradpumpe aufweist.
3. Ölpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
elektrische Pumpe (21) eine Zahnradpumpe aufweist.
4. Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine nach An
spruch 1, wobei die elektrische Pumpe (21) angetrieben
wird, wenn eine Öltemperatur größer oder gleich 80°C wird
und eine Drehzahl der Brennkraftmaschine kleiner oder
gleich 2000 U/min wird, so dass ein Abgabedruck in einem
Bereich von ungefähr 60 bis ungefähr 120 kPa gehalten
wird.
5. Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, die Folgen
des aufweist:
einen Einlassanschluss (15);
einen Abgabeanschluss (16);
ein Pumpengehäuse (2), das eine erste Pumpenkammer aufweist, die in einem ersten Durchlass gebildet ist, der den Einlassanschluss (15) mit dem Abgabeanschluss (16) der Ölpumpe (1) verbindet, und eine zweite Pumpenkammer, die in einem zweiten Durchlass gebildet wird, der den ersten Durchlass umgeht und den Einlassanschluss (15) mit dem Abgabeanschluss (16) verbindet;
eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die in der ers ten Pumpenkammer vorgesehen ist und durch eine Antriebs kraft der Brennkraftmaschine gedreht wird;
eine elektrische Pumpe (21), die in der zweiten Pum penkammer vorgesehen ist und von einer Antriebskraft ei nes Elektromotors gedreht wird; und
ein Rückschlagventil (31), das in dem zweiten Durch lass des Pumpengehäuses vorgesehen ist und sich öffnet, wenn ein Öldruck des von der zweiten Pumpenkammer abgege benen Öls um mindestens einen vorbestimmten Wert höher ist als ein Öldruck am Abgabeanschluss der Ölpumpe.
einen Einlassanschluss (15);
einen Abgabeanschluss (16);
ein Pumpengehäuse (2), das eine erste Pumpenkammer aufweist, die in einem ersten Durchlass gebildet ist, der den Einlassanschluss (15) mit dem Abgabeanschluss (16) der Ölpumpe (1) verbindet, und eine zweite Pumpenkammer, die in einem zweiten Durchlass gebildet wird, der den ersten Durchlass umgeht und den Einlassanschluss (15) mit dem Abgabeanschluss (16) verbindet;
eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die in der ers ten Pumpenkammer vorgesehen ist und durch eine Antriebs kraft der Brennkraftmaschine gedreht wird;
eine elektrische Pumpe (21), die in der zweiten Pum penkammer vorgesehen ist und von einer Antriebskraft ei nes Elektromotors gedreht wird; und
ein Rückschlagventil (31), das in dem zweiten Durch lass des Pumpengehäuses vorgesehen ist und sich öffnet, wenn ein Öldruck des von der zweiten Pumpenkammer abgege benen Öls um mindestens einen vorbestimmten Wert höher ist als ein Öldruck am Abgabeanschluss der Ölpumpe.
6. Ölpumpe (1) nach Anspruch 5, wobei die maschinenbe
triebene Pumpe (11) einen ersten angetriebenen Rotor auf
weist, der drehbar an einer inneren Wand der ersten Pum
penkammer befestigt ist und eine Vielzahl von Innenzähnen
aufweist, und
weiterhin einen ersten Antriebsrotor aufweist, der eine
Vielzahl von Außenzähnen aufweist, die mit den Innenzäh
nen in Eingriff stehen, und eine erste Pumpenwelle auf
weist, die am ersten Antriebsrotor angebracht ist und
durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschine gedreht
wird.
7. Ölpumpe (1) nach Anspruch 6, wobei die elektrische
Pumpe (21) einen zweiten angetriebenen Rotor aufweist,
der drehbar am zweiten Pumpengehäuse befestigt ist und
eine Vielzahl von Innenzähnen aufweist, weiterhin einen
zweiten Antriebsrotor aufweist, der eine Vielzahl von
Außenzähnen aufweist, die mit den Innenzähnen in Eingriff
stehen, und eine zweite Pumpenwelle aufweist, die am
zweiten Antriebsrotor angebracht ist und durch eine An
triebskraft des Elektromotors gedreht wird.
8. Ölpumpe (1) nach Anspruch 5, wobei die elektrische
Pumpe (21) einen angetriebenen Rotor aufweist, der dreh
bar an der zweiten Pumpenkammer gefestigt ist und eine
Vielzahl von äußeren Zähnen aufweist, weiterhin einen An
triebsrotor aufweist, der eine Vielzahl von äußeren Zäh
nen aufweist, die mit den inneren Zähnen in Eingriff ste
henund eine Pumpenwelle aufweist, der am Antriebsrotor
befestigt ist und durch eine Antriebskraft des Elektromo
tors gedreht wird.
9. Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine nach An
spruch 5, wobei die elektrische Pumpe (21) angetrieben
wird, wenn eine Öltemperatur größer oder gleich ungefähr
80°C wird, und eine Drehzahl der Brennkraftmaschine klei
ner oder gleich ungefähr 2000 U/min wird, so dass ein Ab
gabedruck in einem Bereich von ungefähr 60 bis ungefähr
120 kPa gehalten wird.
10. Verfahren zum Betrieb einer Ölpumpe (1) für eine
Brennkraftmaschine, das aufweist:
- a) eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die durch eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedreht wird;
- b) eine elektrische Pumpe (21), die durch eine An triebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe par allel zueinander angeordnet sind; und
- c) ein Rückschlagventil (31), das in einem Öldurch lass angeordnet ist, der einen Abgabeanschluss der ma schinenbetriebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elektrischen Pumpe so verbindet, dass es dem Öl nur er möglicht wird, in einer Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen,
11. Verfahren zum Betriebs einer Ölpumpe (1) für eine
Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist:
- a) ein Pumpengehäuse (2), das eine erste Pumpenkam mer aufweist, die in einem ersten Durchlass gebildet wird, der den Einlassanschluss mit dem Abgabeanschluss der Ölpumpe verbindet, und das eine zweite Pumpenkammer aufweist, die in einem zweiten Durchlass gebildet wird, der den ersten Durchlass umgeht und den Einlassanschluss mit dem Abgabeanschluss verbindet;
- b) eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die in der ersten Pumpenkammer vorgesehen ist und durch eine An triebskraft gedreht wird, die von der Brennkraftmaschine erzeugt wird;
- c) eine elektrische Pumpe (21), die in der zweiten Pumpenkammer vorgesehen ist und durch eine Antriebskraft eines Elektromotors gedreht wird; und
- d) ein Rückschlagventil (31), das in dem zweiten Durchlass des Pumpengehäuses vorgesehen ist und sich öff net, wenn ein Druck des aus der zweiten Pumpenkammer ab gegebenen Öls um mindestens einen vorbestimmten Wert hö her als der Öldruck am Abgabeanschluss der Ölpumpe ist,
12. Verfahren zum Betrieb einer Ölpumpe (1) für eine
Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist:
- a) eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die durch eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedreht wird;
- b) eine elektrische Pumpe (21), die durch eine An triebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe pa rallel zueinander angeordnet sind; und
- c) ein Rückschlagventil (31), das in einem Öldurch lass angeordnet ist, der den Abgabeanschluss der maschi nenbetriebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elek trischen Pumpe so verbindet, dass es dem Öl nur gestattet wird, in einer Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen,
13. Verfahren zum Betrieb einer Ölpumpe (1) für eine
Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist:
- a) eine Pumpengehäuse (2), das eine erste Pumpenkam mer aufweist, die in einem ersten Durchlass gebildet wird, der den Einlassanschluss mit dem Abgabeanschluss der Ölpumpe verbindet, und das eine zweite Pumpenkammer aufweist, die in einem zweiten Durchlass gebildet wird, der den ersten Durchlass umgeht und den Einlassanschluss mit dem Abgabeanschluss verbindet;
- b) eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die in der ersten Pumpenkammer vorgesehen ist und von einer An triebskraft gedreht wird, die von der Brennkraftmaschine erzeugt wird;
- c) eine elektrische Pumpe (21), die in der zweiten Pumpenkammer vorgesehen ist und durch eine Antriebskraft eines Elektromotors gedreht wird; und
- d) ein Rückschlagventil (31), das im zweiten Durch lass des Pumpengehäuses vorgesehen ist und sich öffnet, wenn ein aus der zweiten Pumpenkammer abgegebener Öldruck um mindestens einen vorbestimmten Wert höher als ein Öl druck im Abgabeanschluss der Ölpumpe ist, wobei:
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