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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Motorschmierkreise und insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf ein Verfahren zum Schmieren eines Motors über einen
Motorbetriebsbereich hinweg und zwar unter Verwendung, mindestens
teilweise, einer Kombination von 2 Pumpen.
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Hintergrund
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Um einen Motor in ordnungsgemäßer Weise zu
betreiben, muss ein Schmiermittel bzw. ein Schmierströmungsmittel,
wie beispielsweise Öl
kontinuierlich durch einen Schmierkreis des Motors geliefert werden.
Das Schmiermittel schmiert und kühlt
die sich bewegenden Teile des Motors. Oftmals wird das Schmiermittel
oder Schmierfluid zum Motor über
eine Schmiermittelpumpe geliefert, die betriebsmäßig mit dem Motor gekoppelt
ist. Dies geschieht deshalb, weil die Zufuhr des Schmiermittels
zum Motor durch die Schmiermittelpumpe abhängig von der Motordrehzahl
ist, so dass die Schmiermittellieferung mit ansteigender Motordrehzahl
ansteigt. Das für
den Motor erforderliche Schmiermittelvolumen steigt jedoch im allgemeinen
mit der Motordrehzahl nur soweit an, bis der Motor eine Drehzahl
erreicht, bei dieser mit dem Spitzendrehmoment arbeitet. Bei der Spitzendrehmomentmotordrehzahl
ist das vom Motor erforderliche Schmiermittelvolumen annähernd gleich
einem vorbestimmten Strömungsvolumen.
Ingenieure fanden heraus, dass bei Drehzahlen größer als der Spitzendrehmomentmotordrehzahl
der Motor weiterhin das vorbestimmte Strömungsvolumen von Schmiermittel
benötigt,
und zwar unabhängig
davon, ob die Motordrehzahl ihren Anstieg fortsetzt. Obwohl die
Schmiermittelproduktion mit ansteigender Motordrehzahl somit weiterhin
ansteigt bleibt das zum Schmieren und Kühlen des Motors erforderliche Schmiermittelvolumen
relativ konstant, wenn der Motor bei Drehzahlen größer als
der Spitzendrehmomentmotordrehzahl arbeitet. Um sicherzustellen, dass
der Motor während
seines gesamten Motordrehzahlbereichs hinreichend ge schmiert wird,
ist die mechanisch angetriebene Schmiermittelpumpe derart bemessen,
dass sie das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen an den Motor bei
der Spitzendrehmomentmotordrehzahl liefert. Da jedoch die Schmiermittelpumpe
betriebsmäßig an den
Motor gekoppelt ist, steigt die Ausgangsgröße der Schmiermittelpumpe dann
weiterhin an, wenn die Motordrehzahl über die Spitzendrehmomentmotordrehzahl
hinaus ansteigt. Die Schmiermittelpumpe erzeugt mehr Schmiermittel
als zum Schmieren des Motors erforderlich ist. Um das an den Motor
gelieferte Schmiermittelvolumen auf dem vorbestimmten Strömungsvolumen
zu halten, dann wenn der Motor bei Drehzahlen arbeitet, die größer als
die Spitzendrehmomentmotordrehzahl ist, wird daher überschüssiges Schmiermittel über ein
Rückschlagventil
abgeleitet und zwar über
eine parallele oder Umgehungsleitung zurück zur Schmiermittelquelle
zur erneuten Zirkulation durch den Schmierkreis.
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Obwohl die Bemessung der Schmiermittelpumpe,
derart, dass diese das vorbestimmte Strömungsvolumen erzeugt sobald
der Motor die Spitzendrehmomentmotordrehzahl erreicht sicherstellt, dass
der Motor in adäquater
Weise geschmiert wird, so kann auch Leistung verschwendet werden.
Es ist auf dem Gebiet der Technik bekannt, dass die Motordrehzahl
mit der der Motor beim Spitzendrehmoment beginnt zu arbeiten im
allgemeinen größer ist
als die Lehrlaufdrehzahl aber oftmals langsamer als Drehzahlen bei
denen der Motor vorherrschenderweise arbeitet. Beispielsweise kann
ein in einem Straßenlastwagen
verwendeter Motor bei einem Spitzendrehmoment bei annähernd 1100
Umdrehungen pro Minute anfangen zu arbeiten. Straßenlastwagen
werden jedoch für
den größten Teil
ihrer Betriebslebensdauer auf Autobahnen mit Geschwindigkeiten benutzt,
bei denen der Motor bei annähernd
1500 Umdrehungen pro Minute arbeitet. Auf diese Weise liefert die
Schmiermittelpumpe über
den größten Teil der
Betriebslebensdauer des Straßenlastwagens hinweg überschüssiges Schmiermittel.
Da das überschüssige Schmiermittel
nicht verwendet wird, sondern zu Schmiermittelquelle zurückgeführt wird,
stellt dieses zurückgeführte Schmiermittel
verschwendete Leistung dar. Anders ausgedrückt sind die während der
Zirkulation des nicht verwendeten Schmieröls verbrauchten Pferdestärken verschwendet,
zusammen mit dem verbrauchten Kraftstoff. Somit arbeitet für den größten Teil
der Motorbetriebszeit die Pumpe mindestens leicht ineffizient. Da
die Schmiermittelpumpe mit dem Motor gekoppelt ist, kann ferner
die Schmiermittelpumpe nicht anfangen Schmiermittel an den Motor
zu liefern, bis der Motor gestartet wurde. Obwohl die Schmierung
im Augenblick des Anlassens kritisch ist, kann das Schmiermittel
in der Schmiermittelquelle verbleiben und wird nicht an den Motor
geliefert, bis die Schmiermittelpumpe hinreichend geladen und durch
den Motor mit Leistung versorgt ist.
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Ein Verfahren, um hinreichende Schmierung eines
Motors beim Starten des Motors und über den gesamten Motorbetriebsbereich
vorzusehen, ist in dem US Patent 5,884,601 ausgegeben an Robinson am
23. März
1999, offenbart. Das Robinson-Schmiersystem sieht vor, dass das
Schmiermittel an einen Motor über
eine Schmiermittelpumpe geliefert wird, die durch einen Elektromotor
mit variabler Drehzahl angetrieben wird. Die Drehzahl des Elektromotors
und somit diejenige der Schmiermittelpumpe ist unabhängig von
der Motordrehzahl. Auf diese Weise kann diese Schmiermittelpumpe
aktiviert werden und Schmiermittel an den Motor beim Zünden bzw.
Anlassen des Motors liefern. Darüber
hinaus steht der Elektromotor über
eine Steuervorrichtung in elektronischer Verbindung mit einem Motorlastsensor.
Daher kann die Drehzahl des Elektromotors, der die Schmiermittelpumpe
betreibt, basierend auf dem Schmiermittelbedarf des Motors verändert werden. Um
so größer die
Motorbelastung ist, umso mehr Schmiermittel kann die Schmiermittelpumpe
liefern. Auf diese Weise muss kein Schmiermittel zu einer Schmiermittelquelle
umgeleitet bzw. abgeleitet werden.
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Obwohl das Robinson-Schmiersystem
das Schmiermittelvolumen unabhängig
von der Motordrehzahl steuern kann, und zwar durch Verwendung des
mit der Schmiermittelpumpe gekoppelten Elektromotors, ist der Verlass
allein auf einen elektrisch angetriebenen Motor weniger effizient
und weniger zuverlässig
als der Verlass auf eine mechanisch angetriebene Pumpe. Mechanisch
angetriebene Pumpen sparen Energie und reduzieren die Betriebskosten,
da sie direkt vom Motor angetrieben werden oder aber durch einen
effizienten Ge triebesatz. Darüber hinaus
haben sich mechanisch angetriebene Pumpen als zuverlässiger und
dauerhafter erwiesen als elektrisch angetriebene Pumpen. Da in dem
Robinson-Schmiersystem nur eine Pumpe vorgesehen ist, muss die Pumpe
derart bemessen sein, dass die höchsten
und niedrigsten Motoranforderungen erfüllt werden, was möglicherweise
die Kosten erhöht
und die Effizienz verringert.
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Die Erfindung bezieht sich auf die Überwindung
eines oder mehrerer der oben genannten Probleme.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung weist ein Motor ein Motorgehäuse auf, an dem ein Schmiermittelkreis
angebracht ist. Der Schmiermittelkreis weist eine Schmiermittelpumpe auf,
die betriebsmäßig mit
dem Motor gekoppelt ist und eine veränderbare Ausgangsgröße besitzende Pumpe.
Die in ihrer Abgabemenge variable Pumpe steht in Verbindung mit
einer Pumpenabgabe- oder Pumpenausgangssteuervorrichtung, die betreibbar ist
um eine Schmiermittelausgangsgröße von der
variablen Lieferpumpe als eine Funktion der Motordrehzahl vorzusehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung weist eine Schmiermittelpumpenausgangsgrößensteuervorrichtung
eine Vorrichtung auf, die betriebsmäßig mit einer elektrisch angetriebenen
variablen Lieferpumpe gekoppelt ist. Die Vorrichtung weist einen
Motordrehzahlsensor auf und ist betätigbar, um eine Schmiermittelausgangsgröße der variablen
Pumpe als Funktion der Motordrehzahlveränderung zu verändern.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung wird ein Verfahren zum Schmieren eines Motors vorgesehen,
wobei ein Schritt des Lieferns einer ersten Schmiermittelmenge an
den Motor vorgesehen ist, und zwar über eine Schmiermittelpumpe,
die betriebsmäßig mit
dem Motor gekoppelt ist. Eine zweite Menge an Schmiermittel wird
an den Motor über
eine variable Liefer pumpe geliefert, wenn die erste Schmiermittelmenge
kleiner ist als ein vorbestimmtes Schmiermittelvolumen.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines Motors gemäß der Erfindung.
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2 ist
eine graphische Darstellung, die eine Schmiermittelpumpenlieferung
und eine Lieferung einer Pumpe mit variabler Lieferung abhängig von
der Motordrehzahl gemäß der Erfindung
zeigt;
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2b ist
eine graphische Darstellung, die eine Gesamtschmiermittellieferung
abhängig
von der Motordrehzahl gemäß der Erfindung
zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Motors.
Der Motor 10 weist ein Motorgehäuse 11 auf, an dem
ein Schmiermittelkreis oder eine Schmiermittelschaltung 9 angebracht
ist. Der Schmiermittelkreis 9 weist eine Schmiermittelpumpe 14 und
eine eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 auf. Die
Schmiermittelpumpe 14 ist betriebsmäßig an den Motor 10 gekoppelt,
und zwar über
eine konventionelle Verbindung, die Zahnräder und Drehwellen aufweisen
könnte.
Die eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 steht in Verbindung
mit einer Pumpenausgangsgrößensteuervorrichtung
und zwar betätigbar
zum Verändern
einer Schmiermittelausgangsgröße, von
der eine variable Lieferung besitzenden Pumpe 13 als eine
Funktion von Motordrehzahl und/oder Schmiermittelströmungsvolumen.
Man erkennt, dass das Schmiermittelströmungsvolumen das Schmiermittelvolumen
ist, welches durch den Schmiermittelkreis 9 zirkuliert wird.
Da der Schmiermittelkreis 9 ein relativ geschlossenes System
ist, kann das Strömungsmittelvolumen
durch Überwachung
des Drucks innerhalb des Schmiermittelkreises 9 überwacht
werden. Obwohl die Ausgangsgröße der eine
vari able Lieferung besitzenden Pumpe 13 basierend auf entweder
dem Schmiermittelströmungsvolumen
oder der Motordrehzahl verändert
werden kann, ist es bevorzugt, dass die Ausgangsgröße, der
eine variable Lieferung besitzenden Pumpe 13 eine Funktion
sowohl der Motordrehzahl als auch des Schmiermittelströmungsvolumens
(oder des Drucks) oder der Motordrehzahl allein ist. Die eine variable
Lieferung besitzende Pumpe 13 ist vorzugsweise eine elektrisch
angetriebene Pumpe, könnte
aber auch irgend eine andere, eine variable Lieferung besitzende
Pumpe sein. Die Pumpenausgangsgrößensteuervorrichtung
ist vorzugsweise ein elektronisches Steuermodul 24, welches
einen Schmiermittelaufrechterhaltungsalgorithmus, und zwar betreibbar
zur Veränderung
der Schmiermittelausgangsgröße von der
eine variable Lieferung besitzenden Pumpe 13 als eine Funktion der
Motordrehzahl. Obwohl die Pumpenauslasssteuervorrichtung vorzugsweise
das elektronische Steuermodul 24 ist, erkennt man, dass
unterschiedliche Bauarten von Pumpenausgangssteuervorrichtungen verwendet
werden könnten,
die die Schmiermittelausgangsgröße als eine
Funktion der Motordrehzahl verändern,
und zwar einschließlich
mechanischer Pumpenausgangsgrößensteuervorrichtungen.
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Das elektronische Steuermodul 24 steht
in Verbindung mit der eine variable Lieferung besitzenden Pumpe 13 und
einem Motordrehzahlsensor 17 sowie über eine Pumpenverbindungsleitung 20 bzw. eine
Motordrehzahlsensorverbindungsleitung 18. Das elektronische
Steuermodul 24 ist auch vorzugsweise in Verbindung mit
einem Drucksensor 26 und einem Zündungsschalter 21 über eine
Drucksensorverbindungsleitung 27 bzw. eine Zünderverbindungsleitung 22.
Obwohl es erfindungsgemäß bevorzugt wird,
dass der Drucksensor 26 und der Motordrehzahlsensor 17 vorhanden
sind, um das Schmiermittelströmungsvolumen
innerhalb des Schmiermittelkreises 9 zu überwachen,
erkennt man, dass das Schmiermittelströmungsvolumen innerhalb des Schmiermittelkreises 9 unter
Verwendung anderer Variablen abgeschätzt werden könnte, wie
beispielsweise entweder unter Verwendung des Motordrehzahlsensors 17 oder
des Drucksensors 26.
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Die Schmiermittelpumpe 14 und
die eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 sind parallel zu
einander innerhalb des Schmiermittelkreises 9 angeordnet.
Wenn somit beide Pumpen 13 und 14 aktiviert sind,
so kann die Schmiermittelpumpe 14 und die eine variable
Lieferung besitzende Pumpe 13 gleichzeitig Strömungsmittel,
wie beispielsweise Öl von
einer Schmiermittelquelle 12 vorzugsweise einem Ölbehälter, an
den Motor 10 liefern, und zwar über eine Versorgungsleitung 16.
Die Schmiermittelpumpe 14 zieht Schmiermittel aus der Schmiermittelquelle 12 über einen
ersten Teil 16a, der Versorgungslieferleitung 16.
Die eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 zieht Strömungsmittel
bzw. Schmiermittel aus der Schmiermittelquelle 12 über einen
zweiten Teil 16b der Versorgungs- oder Lieferleitung 16.
Sowohl ein Auslass 28 der Schmiermittelpumpe 14 als
auch ein Auslass 29, der eine variable Lieferung besitzenden
Pumpe 13 sind strömungsmittelmäßig mit
dem dritten Teil 16c der Versorgungsleitung 16 verbunden,
in welcher ein Ölfilter 15 und
ein Ölkühler 35 vorzugsweise
angeordnet sind. Der zweite Teil 16b der Versorgungsleitung 16 kann
eine Verbindung herstellen mit dem dritten Teil der Versorgungsleitung 16c in
irgendeiner konventionellen Art und Weise.
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Eine Bypass- bzw. Umgehungsleitung 25 verbindet
strömungsmittelmäßig die
Schmiermittelquelle 12 mit dem dritten Teil 16c der
Versorgungsleitung 16 und zwar vorzugsweise an dem Punkt
innerhalb der Versorgungsleitung 16 benachbart zu dem Schmiermittelpumpenauslass 28 und
stromaufwärts von
dem Verbindungspunkt zwischen dem zweiten Teil 16b und
dem dritten Teil 16c der Versorgungsleitung 16.
Die Bypass-Leitung 25 weist ein federbelastetes Bypass-
oder Umgehungsventil 19 auf. Wenn das durch die Schmiermittelpumpe 14 erzeugte
Strömungsvolumen
ein vorbestimmtes Strömungsvolumen übersteigt,
so öffnet
der durch das Strömungsvolumen
erzeugte Druck das federbelastete Bypass-Ventil 19. Das
Schmiermittel, welches das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen übersteigt,
kann zu der Schmiermittelquelle 12 über die Bypass-Leitung 25 zurückgeführt werden.
Das nicht zurückgeleitete
Schmiermittel wird an den Motor 10 geliefert und zwar zusammen
mit dem Schmiermittel erzeugt durch die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 und sieht Schmierung für die beweglichen Teile
des Motors vor, wie beispielsweise die Lager an der Kurbelwelle;
ferner wird Strömungsmittel
zu Düsen
geleitet, welche auf die Unterseite des Kolbens zum Kühlen des
Motors spritzen. Nach der Zirkulation durch den Motor 10 kann
das Schmiermittel zu der Schmiermittelquelle 12 zur Zirkulation über eine Rückführleitung 23 zurückgebracht
werden. Man erkennt, dass die vorliegende Erfindung auch andere Schmiermittel
außer Öl ins Auge
fasst, die durch den Schmiermittelkreis 9 zirkuliert werden.
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Die 2a und 2b zeigen eine graphische Darstellung
einer Schmiermittelpumpenlieferung (Schmiermittelpumpenliefermenge)
(D14) und einer eine variable Lieferung
aufweisenden Pumpenlieferung (variable Pumpenliefermenge) (D13) abhängig von
der Motordrehzahl (ES = Engine Speed) und ferner eine graphische
Darstellung, welche die Gesamtschmiermittellieferung (TD) abhängig von
der Motordrehzahl (ES) zeigt. Die Motorzahl (ES) ist längs der X-Achse
jeder graphischen Darstellung aufgetragen und eine Schmiermittelströmungsmittellieferung (Schmiermittelströmungsliefermenge)
(D) ist längs der
Y-Achse jeder graphischen Darstellung aufgetragen. Längs der
X-Achse ist eine Spitzendrehmomentmotordrehzahl (PT = peak torque)
veranschaulicht. Die Spitzendrehmomentmotordrehzahl (PT) ist die
Motordrehzahl bei der Motor 10 anfängt mit dem Spitzendrehmoment
zu arbeiten. Der Fachmann erkennt, dass das Drehmoment des Motors
selbst dann, wenn die Motordrehzahl ansteigt nicht über die Spitzendrehmomentmotordrehzahl
(PT) ansteigt. Die eine variable Lieferung besitzende Pumpe ist
vorzugsweise derart bemessen, dass sie die maximale Ausgangsgröße bei der
Spitzendrehmomentmotordrehzahl (PT) liefert. Der Fachmann erkennt
jedoch auch, dass . die eine variable Lieferung vorsehende Pumpe 13 derart
bemessen werden kann, dass sie die maximale Ausgangsgröße bei einer
Motordrehzahl niedriger als der Spitzenmomentmotordrehzahl liefert,
um eine Kompensation für
den Abrieb im Motor über
die Zeit hinweg und für
plötzliche
Temperaturänderungen
vorzusehen. Wenn bei einem Motor Abrieb auftritt, so können sich
die Zwischenräume bzw.
das Spiel zwischen den beweglichen Teilen des Motors vergrößern, was
mehr Schmierströmungsmittel
oder Schmiermittel erfordert. Wenn ferner ein Motor der ein Schmierströmungsmittel,
wie beispielsweise Öl,
ver wendet für
die Verwendung in kalten Temperaturen ausgelegt ist, und dann wärmeren Temperaturen
ausgesetzt wird, so kann die Viskosität des Schmiermittels mehr Schmiermittel
erforderlich machen, um den Motor 10 zu schmieren und zu
kühlen. Beispielsweise
arbeitet im dargestellten Ausführungsbeispiel
der Motor 10 mit einem Spitzendrehmoment bei 1100 Umdrehungen
pro Minute. Um jedoch den möglichen
Motorabrieb zu kompensieren könnte
die eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 derart
bemessen sein, dass sie eine maximale Ausgangsgröße bzw. Abgabemenge bei 1000
Umdrehungen pro Minute liefert. Daher kann der Motor 10 unter
allen erwarteten Bedingungen adäquat
mit Schmiermittel beliefert werden.
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Längs
der Y-Achse ist vorbestimmtes Schmiermittelströmungsvolumen 34 aufgetragen, wobei
es sich hier um das Strömungsvolumen
des Schmiermittels handelt, welches erforderlich ist, um die Schmierung
innerhalb und die Kühlung
der beweglichen Teile des Motors 10 dann beizubehalten, wenn
der Motor 10 auf und oberhalb der Spitzendrehmomentmotordrehzahl
(PT) arbeitet. Bei Motordrehzahlen kleiner als der Spitzendrehmomentmotordrehzahl
(PT) steigt das erforderliche Strömungsvolumen für die Aufrechterhaltung
der inneren Schmierung und für
die Kühlung
der beweglichen Teile des Motors 10 an, bleibt aber kleiner
als das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen 34. Es
ist zu bemerken, dass das vorbestimmte Schmierströmungsvolumen 34 sich
gemäss
unterschiedlichen Größen und
Typen von Motoren ändern
kann. Es ist ferner klar, dass das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen 34 durch
die Schmiermittelpumpe 14, die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 oder beide Pumpen 13 und 14 geliefert
werden kann. Um sicherzustellen, dass das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen 34 bei
Drehzahlen größer als
der Spitzendrehmomentmotordrehzahl (PT) aufrechterhalten wird, fühlt der
Drucksensor 22 der stromabwärts von dem Schmiermittelpumpenauslass 29 und
dem eine variable Lieferung vorsehenden Pumpenauslass 29 positioniert
ist den Druck innerhalb der Versorgungsleitung 16 ab und überträgt das Ergebnis
an das elektronische Steuermodul 24 über die Drucksensorverbindungsleitung 27.
Da der Schmiermittelkreis 9 ein verhältnismäßig geschlossenes System ist,
kann das elektronische Steuermodul 24 das Strömungsvolumen
innerhalb der Versorgungsleitung 16 aus dem abgefühlten Druck
bestimmen. Auf diese Weise kann das an den Motor 10 gelieferte
Schmiermittel auf einem vorbestimmten Druck gehalten werden, um
die Lieferung des Schmiermittels oder Schmierströmungsmittels auf dem vorbestimmten
Schmiermittelströmungsvolumen 34 zu
halten.
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Weiterhin bezugnehmend auf die 2a und 2b sei bemerkt, dass der gesamte Motordrehzahlbereich
des Motors 10 vier Unterbereiche aufweist. Es gibt vorzugsweise
einen Niedrigmotordrehzahlbereich 30, einen mittleren Motordrehzahlbereich 31,
einen vorbestimmten Motordrehzahlbereich 32 und einen hohen
Motordrehzahlbereich 33. Der niedrige Motordrehzahlbereich 30 erstreckt
sich von 0 Umdrehungen pro Minute bis zu der Spitzendrehmomentmotordrehzahl
(PT). Der Fachmann erkennt, dass dann, wenn die Motordrehzahl über den
niedrigen Motordrehzahlbereich 30 hin ansteigt, das auf den
Motor ausgeübte
Drehmoment auch ansteigt. Somit wird das Strömungsvolumen an Schmierströmungsmittel
erforderlich zum Schmieren und Kühlen des
Motors 10 mit der Motordrehzahl über den niedrigen Motordrehzahlbereich 30 hinweg
ansteigen. Da der Motor noch nicht bei der Spitzendrehmomentmotordrehzahl
(PT) arbeitet, bleibt das Volumen an Schmierströmungsmittel, das der Motor
erfordert, kleiner als das vorbestimmte Strömungsvolumen 34.
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Der mittlere Motordrehzahlbereich 31 umfasst
Motordrehzahlen die größer sind
als die Spitzendrehmomentmotordrehzahl (PT) und kleiner als ein
vorbestimmter Motordrehzahlbereich 32. Da der mittlere
Motordrehzahlbereich 31 nur Drehzahlen über der Spitzendrehmomentmotordrehzahl
(PT) umfasst, erfordert der Motor 10 das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen
34, um Schmierung über
den mittleren Motordrehzahlbereich 31 beizubehalten. Der
vorbestimmte Motordrehzahlbereich 32 ist der Bereich von
Motordrehzahlen, bei denen der Motor 10 vorherrschend arbeitet.
Der Fachmann erkennt, dass der vorbestimmte Motordrehzahlbereich 32 dadurch
bestimmt werden kann, dass man einen Arbeitszyklus (duty cycle)
eines Fahrzeug in dem Motor arbeitet analysiert. Der Arbeitszyklus
ist eine Repräsentation
der Art und Wei se wie das Fahrzeug speziell verwendet wird. Im dargestellten
Beispiel eines Straßenlastwagens
haben Ingenieure aus dem Arbeitszyklus bestimmt, dass der Straßenlastwagen den
größten Teil
seiner Betriebslebensdauer mit Geschwindigkeiten betrieben wird,
die einer Autobahn entsprechen, wobei der Motor mit einer Drehzahl
zwischen 1500 bis 1520 Umdrehungen pro Minute arbeitet. Somit ist
der vorbestimmte Motordrehzahlbereich 32 annähernd 1500
bis 1520 Umdrehungen pro Minute für ein Anwendungsbeispiel. Die
Schmiermittelpumpe 14 ist derart bemessen, dass sie das
vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen 34 bei Drehzahlen
innerhalb des vorbestimmten Motordrehzahlbereichs 32 erzeugt.
Der hohe Motordrehzahlbereich 33 umfasst Motordrehzahlen
die größer sind
als der vorbestimmte Motordrehzahlbereich 32. Da sowohl
der vorbestimmte Motordrehzahlbereich 32 als auch der hohe
Motordrehzahlbereich 33 nur Drehzahlen umfassen, die größer sind
als die Spitzendrehmomentmotordrehzahl 34, wird der Motor 10 das vorbestimmte
Schmiermittelströmungsvolumen 34 erfordern,
um Schmierung über
den vorbestimmten Motordrehzahlbereich 32 und den hohen
Motordrehzahlbereich 33 aufrechtzuerhalten.
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Speziell in der 2a ist ein Graph gezeigt, der die Schmiermittelpumpenlieferung
(D14) und die von der eine variable Lieferung
besitzenden Pumpe kommende Lieferung (D13)
abhängig
von der Motordrehzahl (ES) erfindungsgemäß darstellt. Die Schmiermittelpumpenlieferung
(D14) veranschaulicht das Volumen an Schmiermitte,
welches von der Schmiermittelpumpe 14 an den Motor 10 geliefert wird
und die von der variablen Lieferpumpe gelieferte Lieferung (D13) veranschaulicht das Volumen an Schmiermittel,
welches von der Pumpe 13 mit variabler Lieferung an den
Motor 10 geliefert wird. Da die Schmiermittelpumpe 14 als
eine primäre
Schmiermittelpumpe verwendet wird und die mit variabler Lieferung
ausgestatte Pumpe 13 als eine Hilfsschmiermittelpumpe verwendet
wird, ist die Lieferung (D14) der Schmiermittelpumpe
signifikant größer als
die Lieferung (D13) der eine variable Lieferung
besitzenden Pumpe. Da die Schmiermittelpumpe 14 betriebsmäßig mit
dem Motor 10 gekuppelt ist, steigt die Schmiermittelpumpenlieferung 14 mit
der Motordrehzahl an, und zwar über
den Niedermotordrehzahlbereich 30 und den mittleren Motordrehzahlbereich 31. Infolge
der Größe der Schmiermittelpumpe 14 ist dann,
wenn der Motor 13 bei der Spitzendrehmomentdrehzahl (PT)
arbeitet, die Schmiermittelpumpenlieferung (D14)
kleiner als das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen 34. Wenn
die Motordrehzahl sich innerhalb des vorbestimmten Motordrehzahlbereichs 32 befindet,
so ist die Schmiermittelpumpenlieferung (D14)
annähernd
gleich dem vorbestimmten Schmiermittelströmungsvolumen 34. Wenn
der Motor 10 innerhalb des hohen Motordrehzahlbereichs 33 arbeitet,
bleibt die Schmiermittelpumpenlieferung (D14)
relativ konstant auf dem vorbestimmten Strömungsmittelströmungsvolumen 34. Innerhalb
des hohen Motordrehzahlbereichs 33 wird der durch die Schmiermittelpumpenlieferung
(D14) erzeugte Druck beim Übersteigen
des vorbestimmten Strömungsmittelvolumens 34 das
Rückschlagventil 19 öffnen. Überschüssiges Strömungsvolumen
kehrt zur Schmiermittelquelle 12 über die Bypass- oder Umgehungsleitung 25 zurück. Überschüssige Strömung gibt
es bei oder nahe 0 im Bereich 32.
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Speziell auf die in 2a gezeigte Lieferung (D13)
der eine variable Lieferung besitzenden Pumpe eingehend sei bemerkt,
dass die Lieferung (D13) der eine variable
Lieferung besitzenden Pumpe sich als eine Funktion der Motordrehzahl ändert. Der Schmiermittelaufrechterhaltungsalgorithmus
ist vorzugsweise in der Lage bzw. betätigbar, um die Lieferung (D13) der eine variable Lieferung besitzenden Pumpe
zu erhöhen,
wenn sich die Motordrehzahl erhöht,
und zwar über
den Niedermotordrehzahlbereich 30. Die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 erzeugt vorzugsweise maximale Lieferung bei
der Spitzendrehmomentmotordrehzahl (PT). Es sei bemerkt, dass die
eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 eine maximale
Ausgangsgröße bei einer
Motordrehzahl erzeugen kann, die kleiner ist als die Spitzendrehmomentmotordrehzahl
(PT) um sicherzustellen, dass hinreichend Schmiermittel dann fließt, wenn
der Motor Abrieb zeigt. Es sei ferner bemerkt, dass die vorliegende
Erfindung vorsieht, dass die eine variable Lieferung besitzende
Pumpenlieferung (D13) konstant ist, und
zwar bei ihrer maximalen Lieferung über den Niedermotordrehzahlbereich 30 hinweg
und nicht auf maximale Lieferung über den Niedermotordrehzahlbereich 30 ansteigt.
Der Schmierauf rechterhaltungsalgorithmus besteht vorzugsweise darin,
die Lieferung (D13) der eine variable Lieferung
besitzenden Pumpe mit sich erhöhender Motordrehzahl über den
mittleren Motordrehzahlbereich 31 hin zu erhöhen. Wenn
die Motordrehzahl auf den vorbestimmten Motordrehzahlbereich 32 ansteigt,
so wird der Schmieralgorithmus vorzugsweise die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 deaktivieren. Die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 kann dann inaktiv verbleiben, wenn
der Motor 10 innerhalb des vorbestimmten Motordrehzahlbereichs 32 und
dem hohen Motordrehzahlbereich 33 arbeitet.
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Wiederum bezugnehmend auf 2b sei bemerkt, dass hier
eine graphische Darstellung gezeigt ist, die eine Gesamtschmiermittellieferung
(TD) abhängig
von der Motordrehzahl (ES) zeigt, und zwar entsprechend der Erfindung.
Die Gesamtschmiermittellieferung (TD) ist das Gesamtvolumen an Strömungsmittel,
welches zum Motor 10 geliefert wird. Die gesamte Schmiermittellieferung
(TD) kann durch die Pumpe 14 die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 oder beide Pumpen 13 und 14 kombiniert geliefert
werden. Man erkennt, dass die gesamte Schmiermittellieferung (TD)
das Volumen an Schmiermittel oder Schmierströmungsmittel ist, welches erforderlich
ist, um den Motor 10 bei sich verändernden Motordrehzahlen zu
schmieren und zu kühlen. Über den
Niedrigmotordrehzahlbereich 30 hinweg steigt der Bedarf
an Schmiermittel mit der Motordrehzahl an, da der Motor 10 noch
nicht die Spitzendrehmomentmotordrehzahl (PT) erreicht hat. Die
gesamte Schmiermittellieferung (TD) steigt mit größer werdender
Motordrehzahl an, da sowohl die Schmiermittelpumpenlieferung (D14) als auch die Lieferung (D13)
der Pumpe mit variabler Lieferung mit ansteigender Motordrehzahl
ansteigen. Somit ist über
den niedrigen Motordrehzahlbereich 30 die Gesamtschmiermittellieferung
(TD) die Summe von sowohl der Schmiermittelpumpenlieferung (D14) als auch der Lieferung (D13)
der variablen Pumpe.
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Wenn der Motor 10 die Spitzendrehmomentmotordrehzahl
(PT) erreicht, so sind die Schmiermittelpumpenlieferung (D14) und die Lieferung (D13)
der eine variable Lieferung besitzenden Pumpe gleich dem vorbestimmten
Schmiermit telströmungsvolumen 34. Über den
mittleren Motordrehzahlbereich 31 hinweg verbleibt die
Gesamtschmiermittellieferung (TD) relativ konstant bei dem vorbestimmten
Strömungsvolumen 34,
wenn die Motordrehzahl ansteigt weil die Schmiermittelpumpenlieferung
(D14) weiterhin bei sich erhöhender Motordrehzahl
ansteigt, während
die Lieferung (D13) der eine variable Lieferung besitzenden
Pumpe mit ansteigender Motordrehzahl abnimmt. Der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus
wird die Lieferung (D13) der Pumpe mit variabler Lieferung
proportional vermindern, um die Schmiermittelpumpenlieferung (D14) zu erhöhen.
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Über
den vorbestimmten Motordrehzahlbereich 32 hinweg verbleibt
die Gesamtschmiermittellieferung (TD) auch relativ konstant auf
dem vorbestimmten Schmiermittelströmungsvolumen 34. Da die
Schmiermittelpumpenlieferung (D14) annähernd gleich
dem vorbestimmten Schmiermittelströmungsvolumen 34 über den
vorbestimmten Motordrehzahlbereich hinweg ist, wird der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus
die eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 dann deaktivieren,
wenn die Motordrehzahl sich innerhalb des vorbestimmten Motordrehzahlbereichs 32 befindet.
Wenn auf diese Weise der Motor 10 innerhalb des vorbestimmten
Motordrehzahlbereichs 32 arbeitet, so wird die Gesamtschmiermittellieferung
(TD) durch die Schmiermittelpumpe 14 erzeugt. Die Gesamtschmiermittellieferung
(TD) verbleibt relativ konstant bei dem vorbestimmten Schmiermittelströmungsvolumen 34 über den
hohen Motordrehzahlbereich 33 hinweg. Die eine variable
Lieferung besitzende Pumpe 13 bleibt innerhalb des hohen
Motordrehzahlbereichs 32 inaktiv. Wenn jedoch die Schmiermittelpumpe 14 mit
dem Motor 10 gekuppelt wird, so wird die Erzeugung von Schmierströmungsmittel
von der Schmiermittelpumpe 14 mit der Motordrehzahl ansteigen.
Um das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen 34 über den
hohen Motordrehzahlbereich 33 aufrechtzuerhalten, wird
Schmierströmungsmittel
hinausgehend über
das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen 34 über die
Umgehungs- oder Bypassleitung 35 zurück zur Schmierströmungsmittelquelle 12 geleitet.
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Man erkennt, dass der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus
vorzugsweise auch verwendbar ist, um die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 dann zu aktivieren, wenn der Motor 10 inaktiv
ist. Wenn der Zündschalter 21 aktiviert
wird und dies dem elektronischen Steuermodul 24 über die
Zündungsverbindungsleitung 22 mitgeteilt
wird, so kann das elektronische Steuermodul 24 die eine
variable Lieferung besitzende Pumpe 13 über die Pumpenverbindungsleitung 20 aktivieren.
Sobald das elektronische Steuermodul 24 bestimmt, dass
der Motor in signifikanter Weise geschmiert ist, und zwar geschieht
dies entweder durch Überwachung
der Zeitperiode während
welcher die eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 aktiviert
wurde, oder aber es geschieht durch den Schmiermitteldruck innerhalb des
Motors 10, so kann der Motor 10 anfangen angelassen
zu werden, d.h. zu drehen. Daher ist beim Anfang des Anlassens bzw.
Drehens des Motors sichergestellt, dass der Motor 10 geschmiert
wird.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Anhand der 1 und 2 wird
die Erfindung für
einen Straßenlastwagen
beschrieben, und zwar den vorbestimmten Motordrehzahlbereich 32 umfassend.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
beträgt
der Motordrehzahlbereich 32 annähernd 1500 bis 1520 Umdrehungen
pro Minute. Der Motor im Straßenlastwagen
arbeitet somit den größten Teil seiner
Betriebszeit bei annähernd
1500 bis 1520 Umdrehungen pro Minute. Es sei jedoch bemerkt, dass erfindungsgemäß der Betrieb
auch bei Straßenlastwagen
erfolgen könnte,
die einen vorbestimmten Motordrehzahlbereich besitzen der sich von
dem Bereich von 1500 bis 1520 Umdrehungen pro Minute unterscheidet.
Darüber
hinaus kann die vorliegende Erfindung bei anderen Arten von Anwendungsfällen eingesetzte
werden die unterschiedliche vorbestimmte Motordrehzahlbereiche besitzen,
wie beispielsweise bei einer Arbeitsmaschine die nicht auf der Straße verwendet
wird, oder bei einem Generatorsatz.
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Um den vorbestimmten Motordrehzahlbereich 32 zu
bestimmen, wird ein Arbeitszyklus des Fahrzeugs betrachtet. Der
Fachmann erkennt, dass der Ar beitszyklus des Fahrzeugs eine Darstellung dessen
ist, wie das Fahrzeug speziell verwendet wird. Obwohl beispielsweise
der Straßenlastwagen den
größten Teil
seiner Betriebszeit auf Straßen
in einer Stadt bei relativ niedrigen Drehzahlen und Geschwindigkeiten
verbringt arbeitet der Straßenlastwagen
vorherrschend bei relativ hohen Drehzahlen oder Geschwindigkeiten
bei einem Autobahnbetrieb. Beim Betrieb auf der Autobahn verbringt
der Straßenlastwagen
den größten Teil
seiner Zeit in einem Bereich von Fahrzeuggeschwindigkeiten bzw.
Fahrzeugdrehzahlen. Der vorbestimmte Motordrehzahlbereich 32 ist
der Bereich von Motordrehzahlen bei denen der Motor dann betrieben
wird, wenn das Fahrzeug sich innerhalb seines vorherrschenden Bereichs
von Motordrehzahlen bzw. Motorgeschwindigkeiten arbeitet. Sobald
der vorbestimmte Motordrehzahlbereich 32 bestimmt ist,
kann die Schmiermittelpumpe 14 bemessen werden um das vorbestimmte Strömungsvolumen 34 innerhalb
des vorbestimmten Motordrehzahlbereichs 32 zu erzeugen.
Der Fachmann erkennt, dass die Schmiermittelpumpe 14 in
einer konventionellen Art und Weise bemessen werden kann, und zwar
einschließlich,
aber nicht beschränkt darauf,
einer Änderung
des Abstandes des Kolbenhubs.
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Ferner ist die vorliegende Erfindung
als ein Verfahren zum Schmieren des Motors 10 veranschaulicht,
und zwar unter Verwendung eines Regelsystems (closed loop system)
einschließlich
des Motordrehzahlsensors 17 und des Drucksensors 26. Der
Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus variiert die Lieferung (D13) der eine variable Lieferung besitzenden
Pumpe als eine Funktion der abgefühlten Motordrehzahl um die
Schmiermittelpumpenlieferung (D14) zu ergänzen und
die Gesamtlieferung (TD) die zum Schmieren des Motors 10 erforderlich
ist zu liefern. Der Drucksensor 26 kann den Druck abfühlen und
den abgefühlten
Druck an das elektronische Steuermodul 24 melden, um festzustellen,
ob die gesamte Schmierströmungsmittellieferung
(TD) gleich dem vorbestimmten Schmiermittelströmungsvolumen 34 ist.
Obwohl die vorliegende Erfindung sowohl den Drucksensor 27 als
auch den Motordrehzahlsensor 17 aufweist, sei bemerkt,
dass die Schmierung des Motors 10 einfach dadurch aufrechterhalten
werden könnte,
dass man nur entweder den Druck oder die Motordrehzahl abfühlt oder
aber dass man andere Schaltungsbedingungen oder -zustände abfühlt. Darüber hinaus
sei bemerkt, dass obwohl das elektronische Steuermodul 24 die
bevorzugte Pumpenausgangsgrößensteuer- oder -regelvorrichtung
ist, die eine variable Lieferung besitzende Pumpe mit der Lieferung
(D13) verändert werden können, und
zwar als eine Funktion der Motordrehzahl durch verschiedene Arten
von Pumpenausgangssteuer- oder -regelvorrichtungen wie beispielsweise
mechanischen Pumpenausgangssteuer- oder -regelvorrichtungen.
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Um das Motorstarten zu initiieren,
wird der Zündschalter 21 aktiviert.
Die Aktivierung des Zündschalters 21 wird
dem elektronischen Steuermodul 24 über die Zündverbindungsleitung 22 gemeldet. Nachdem
der Zündschalter 21 aktiviert
ist und vor dem Anlassen des Motors wird der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus
vorzugsweise die eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 aktivieren,
um irgendeine vorbestimmte Ausgangsgröße über die Pumpenverbindungsleitung 20 zu
erzeugen. Die eine variable Lieferung besitzende Pumpe 13 liefert Schmierströmungsmittel
an den Motor 10, und zwar über die Versorgungsleitung 16 um
sicherzustellen, dass der Motor 10 beim Beginn des Anlassens
geschmiert ist. Da Motorabrieb oftmals während des Motoranlassens auftritt
ist es wichtig, dass der Motor 10 hinreichend vor dem Anlassen
geschmiert wird. Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung
verschiedene Verfahren ins Auge fasst, um die Zeitperiode zu bestimmen
während
welcher die eine variable Lieferung besitzende Pumpe 10 vor
dem Anlassen des Motors aktiviert ist. Beispielsweise sieht die
Erfindung ein Steuersystem (open loop system) vor bei dem die eine
variable Lieferung besitzende Pumpe 13 aktiv verbleibt,
und zwar vor dem Motoranlassen für
eine vorbestimmte Zeitperiode, oder aber die Erfindung sieht ein
Regelsystem (closed loop system) vor, in dem die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 aktiviert verbleibt, bis ein Drucksensor
abfühlen
kann und das elektronische Steuermodul 24 bestimmen kann,
dass der Druck innerhalb des Schmiermittelkreises 9 hinreichend
ist, um beträchtlichen
Abrieb während
des Motoranlassens zu verhindern.
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Nach dem Starten fängt die
Schmiermittelpumpe 14 langsam an ihren Betrieb aufzunehmen. Wenn
die Motordrehzahl ansteigt, so wird die Schmiermittelpumpe 14 in
der Lage sein mehr Schmierströmungsmittel
von der Schmierströmungsmittelquelle 12 abzuziehen
und das Schmierströmungsmittel
an den Motor 10 zu liefern. Nachdem der Motor 10 startet,
wird der Motordrehzahlsensor 17 periodisch die Motordrehzahl
abfühlen
und die entsprechende Information an das elektronische Steuermodul 24 über die
Sensorverbindungsleitung 18 übertragen. Der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus
bestimmt die Pumpenlieferung (D13) der eine variable
Lieferung besitzenden Pumpe die erforderlich ist, um die Schmierpumpenlieferung
(D14) bei der abgefühlten Motordrehzahl zu ergänzen. Das
elektronische Steuermodul 24 beliefert die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 mit hinreichend Strom um die eine variable
Lieferung besitzende Pumpenlieferung 13 erforderlich bei
der abgefühlten Motordrehzahl
zu erzeugen. Der Motordrehzahlsensor 17 setzt seine Abfühlung fort
und informiert das elektronische Steuermodul 24 hinsichtlich
der Motordrehzahl, und der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus
setzt seine Bestimmung der Lieferung (D13) der
eine variable Lieferung besitzenden Pumpe fort, die erforderlich
ist, um die Schmiermittelpumpenlieferung (D13)
zu ergänzen.
Wenn die abgefühlte
Motordrehzahl über
den Niedermotordrehzahlbereich 30 ansteigt, so erhöht der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus
die Lieferung der (D13) der eine variable Lieferung
besitzenden Pumpe und der Motor 10 erhöht die Schmiermittelpumpenlieferung
(D14). Wenn somit die Motordrehzahl über den
Niedermotordrehzahlbereich 30 ansteigt, so steigt auch
die Gesamtschmiermittellieferung (TD) an, um die Schmiermittelanforderungen
des Motors zu erfüllen.
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Der Fachmann erkennt, dass dann,
wenn der Motor auf Drehzahlen auf oder oberhalb der Spitzendrehmomentmotordrehzahl
(PT) hochgefahren ist, die Gesamtschmiermittellieferung (TD) erforderlich zum
Schmieren und Kühlen
des Motors relativ konstant bei dem vorbestimmten Schmierströmungsvolumen 34 bleibt,
und zwar unabhängig
von dem Anstieg der Motordrehzahl. Wenn die Motordrehzahl über den
mittleren Motordrehzahlbereich 31 ansteigt, so wird die
Schmiermittelpumpe 14 ihre Lieferung (D14)
zum Motor 10 über den
dritten Teil 16c der Versorgungsleitung 16 erhöhen. Um
den dritten Teil 16c der Versorgungsleitung 16 beim
vorbestimmten Schmierströmungsvolumen 34 aufrechtzuerhalten, setzt
der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus die Überwachung der abgefühlten Motordrehzahl
fort. Der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus vermindert den elektrischen
Strom zur eine variable Lieferung besitzenden Pumpe 13 über die
Pumpenverbindungsleitung 20 wenn die abgefühlte Motordrehzahl ansteigt.
Die Lieferung (D13) der eine variable Lieferung
besitzenden Pumpe wird vorzugsweise über den mittleren Motordrehzahlbereich 31 abnehmen, und
zwar mit einer Rate, die die Gesamtschmiermittellieferung (TD) bei
dem vorbestimmten Schmierströmungsvolumen 34 vermindert.
Der Drucksensor 26 kann periodisch den Druck innerhalb
des dritten Teils 16c der Versorgungsleitung 16 abfühlen um
sicherzustellen, dass das vorbestimmte Schmiermittelströmungsvolumen 34 aufrechterhalten
wird. Wenn der Druck innerhalb des dritten Teils 16c der
Versorgungsleitung 16 unter den Druck abfällt, der
dem vorbestimmten Strömungsvolumen 34 entspricht,
so könnte
der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus die Lieferung (D13) der eine variable Lieferung besitzenden
Pumpe 13 demgemäss
einstellen.
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Wenn das Fahrzeug seine Geschwindigkeit erhöht, so kann
der Motorsensor 17 abfühlen
und der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus kann bestimmen, dass
der Motor 10 bei einer Drehzahl arbeitet innerhalb des
vorbestimmten Motordrehzahlbereichs 32. Der Drucksensor 26 wird
auch den Druck innerhalb des dritten Teils 16c der Versorgungsleitung
abfühlen
und diese Information dem elektronischen Steuermodul 24 übertragen.
Der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus sollte bestimmen dass der Druck
innerhalb der Versorgungsleitung 10 mit dem vorbestimmten
Strömungsvolumen 34 in
Korrelation steht. Sobald der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus
bestimmt, dass die abgefühlte
Motordrehzahl sich innerhalb des vorbestimmten Motordrehzahlbereichs 32 befindet
und der Druck innerhalb des dritten Teils 16c der Versorgungsleitung 16 in
Korrelation steht mit dem vorbestimmten Schmiermittelströmungsvolumen 34,
so wird der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus die eine variable
Lieferung besitzenden Pumpe 13 deaktivieren, und zwar durch Stoppen
der elektrischen Stromversorgung zu der eine variable Lieferung
besitzenden Pumpe 13. Bei Drehzahlen jedoch innerhalb des
vorbestimmten Motordrehzahlbereichs 32 wird die Schmiermittelpumpe 14 in
hinreichender Weise durch den Motor 10 angetrieben, um
die Gesamtschmiermittellieferung (TD) an den Motor 10 ohne
die Zuhilfenahme der eine variable Lieferung besitzenden Pumpe 13 vorzusehen. Da
der vorbestimmte Motordrehzahlbereich 32 als die Motordrehzahlen
umfassend bestimmt wurde, bei denen der Motor vorherrschend arbeitet,
wird der Motor 10 vorzugsweise eine Majorität oder einen
Hauptteil seiner Betriebszeit innerhalb des vorbestimmten Motordrehzahlbereichs 32 verbringen.
Auf diese Weise ist während
des Hauptteils der Motorbetriebszeit, die eine variable Lieferung
besitzende Pumpe 13 inaktiv und es wird kein Schmierströmungsmittel
zu der Schmiermittelquelle umgeleitet.
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Wenn der Schmiermittelaufrechterhaltungsalgorithmus
bestimmt, dass die Motordrehzahl den Anstieg über den vorbestimmten Motordrehzahlbereich 32 hin
fortsetzt, und zwar in den hohen Motordrehzahlbereich 33,
so wird der Schmiermittelaufrechterhaltungsalgorithmus die Gesamtschmiermittellieferung
(TD) zum Motor 10 beim vorbestimmten Schmiermittelströmungsvolumen 34 aufrechterhalten.
Obwohl die erhöhten
Motordrehzahlen die Schmiermittelpumpe 14 antreiben werden,
um ein Strömungsvolumen
an Schmiermittel zu erzeugen, welches größer ist als das vorbestimmte
Schmiermittelströmungsvolumen 34,
wird das überschüssige aus
dem Auslass 29 strömende
Volumen als ein Druck auf das federbelastete Ventil 19 innerhalb
der Umgehungsleitung 25 wirken, was bewirkt, dass das Ventil 19 sich
entgegen der Vorspannung der Feder öffnet. Das Schmiermittelströmungsvolumen
des Schmiermittels, welches das vorbestimmte Strömungsvolumen 32 übersteigt,
kehrt zur Schmiermittelquelle 12 zurück. Wenn die Motordrehzahl
auf den vorbestimmten Motordrehzahlbereich 32 zurückfällt, so
sollte der Druck innerhalb des dritten Teils 16c der Versorgungsleitung
16 wiederum gleich dem vorbestimmten Strömungsvolumen 34 sein,
was gestattet, dass das Ventil 19 schließt und die
Umgehungs- oder Bypassleitung 25 vom dritten Teil 16c der
Versorgungsleitung 16 blockiert. Die eine variable Lieferung besitzenden
Pumpe 13 kann bei Motordrehzahlen innerhalb des vorbestimmten
Motordrehzahlbereichs 32 und im hohen Motordrehzahlbereich 33 inaktiv verbleiben.
Um den Motor 10 abzuschalten, wird der Zündschalter 12 ent-aktiviert.
Die De- oder Entaktivierung des Zündschalters 21 kann
dem elektronischen Steuermodul 24 über die Zündverbindungsleitung 22 gemeldet
werden. Nach der Deaktivierung des Zündschalters 21 wird
der Schmieraufrechterhaltungsalgorithmus vorzugsweise die eine variable
Lieferung besitzenden Pumpe 13 aktivieren, um eine gewisse
vorbestimmte Ausgangsgröße über die
Pumpenverbindungsleitung 20 zu erzeugen. Die eine variable
Lieferung besitzenden Pumpe 13 kann Kühlschmiermittel an bestimmte
Komponenten wie beispielsweise einen Turbolader liefern, um das
Auftreten von mit der Wärmeaufnahme
zusammenhängenden
Problemen zu reduzieren.
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Die vorliegende Erfindung ist von
Vorteil, da sie in hinreichender Weise eine Schmierung und Kühlung des
Motors 10 vorsieht, und zwar über den gesamten Motordrehzahlbereich
hinweg, wobei die Kraftstoffeffizienz verbessert wird. Die Schmiermittelpumpe 14 die
betriebsmäßig mit
dem Motor 10 gekuppelt ist, kann derart bemessen sein,
dass das vorbestimmte Schmierströmungsvolumen 34 bei
Motordrehzahlen erzeugt wird, bei denen der Motor 10 vorherrschend
arbeitet. Daher kann während
des Hauptteils der Motorbetriebszeit die Schmiermittelpumpe 14 alleine
den Motor 14 schmieren, wobei kein Strömungsmittel zurück zur Schmiermittelquelle 12 abgeführt oder
umgeleitet wird. Daher kann die Menge an rückgeführten Strömungsmittel und somit die verschwendete
Leistung reduziert werden. Bei den vorherrschenden Motordrehzahlen
beliefert der Motor 10 die Schmiermittelpumpe 14 nicht
mit mehr Leistung als notwendig, was sich in einem verminderten Kraftstoffverbrauch
niederschlägt.
Die durch die eine variable Lieferung besitzenden Pumpe 13 verbrauchte
Energie zur Ergänzung
der Schmiermittelpumpe 14 bei niedrigeren Motordrehzahlen
ist kleiner als die Energie, die durch das Begrenzen der abgeleiteten Schmierströmungsmittel
eingespart wird. Ferner gestattet die vorliegende Erfindung dem
Motor 10 hinreichend mit Schmiermittel versehen zu werden,
wobei die Vorteile der Zuverlässigkeit
und Effizienz bei mechanischen angetriebenen primären Schmiermittelpumpen
realisiert werden.
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Darüber hinaus ist die vorliegende
Erfindung vorteilhaft, da die elektrisch mit Leistung versorgte eine
variable Lieferung besitzenden Pumpe 13 vor dem Motoranlassen
aktiviert werden kann um sicherzustellen, dass der Motor 10 während des
Motoranlassens hinreichend geschmiert ist. Somit wird das Risiko
eines Motorabriebs während
des Motoranlassens vermindert.
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Ferner ist die vorliegende Erfindung
vorteilhaft da die mit elektrischer Leistung belieferte eine variable
Lieferung besitzenden Pumpe 10 nach dem Abschalten des
Motors aktiviert werden kann, um eine Kühlölströmung zu einem Turbolader vorzusehen,
auf welche Weise das Auftreten von Problemen vermindert wird, die
mit der Wärmeaufnahme
einhergehen.
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Es sei bemerkt, dass die obige Beschreibung nur
illustrierend zu verstehen ist und nicht den Rahmen der Erfindung
einschränken
soll. Der Fachmann erkennt, dass sich weitere Aspekte, Ziele und
Vorteile der Erfindung aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung
und der beigefügten
Ansprüche 21201
ergeben.