DE112011105510T5

DE112011105510T5 - Ölzufuhrvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE112011105510T5
Application number: DE112011105510.2T
Authority: DE
Inventors: Yuta Inoue
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2014-10-02
Anticipated expiration: 2031-08-11
Also published as: US9032929B2; CN103052770A; WO2013021420A1; JPWO2013021420A1; CN103052770B; DE112011105510B4; US20140190444A1; JP5310953B2

Abstract

Es wird eine Ölzufuhrvorrichtung offenbart, die zu geringen Kosten verwirklicht werden kann und die den gesunkenen Ölstand des Öls, das in die Ölvorratseinheit gefüllt worden ist, zuverlässig erfassen kann. Die Ölzufuhrvorrichtung 50 ist mit einer Ölpumpe 1 versehen, die so eingestellt ist, dass sie eine Mehrzahl von Umstellungs-Abgabedrücken P, Q, R, S aufweist, bei denen die Ölabgabedrücke für jede der Solldrehzahlen N1, N2, N3 geändert werden, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors die Solldrehzahlen N1, N2, N3 bzw. N4 erreicht. Die ECU 51 ist dafür ausgelegt, unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, nicht kleiner ist als der Entscheidungswert, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, gesunken ist.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ölzufuhrvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, und insbesondere eine Ölzufuhrvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die Öl zu Abschnitten eines Verbrennungsmotors, die mit Öl geschmiert werden müssen, liefert, um die mit Öl zu schmierenden Abschnitte zu schmieren und zu kühlen.
Technischer Hintergrund
Als Ölzufuhrvorrichtung für einen Verbrennungsmotor zum Einbau in ein Fahrzeug, die Öl zum Schmieren und Kühlen von mit Öl zu schmierenden Abschnitten zu den Abschnitten des Verbrennungsmotors liefert, die mit Öl geschmiert werden müssen, wird eine Ölpumpe verwendet, die so aufgebaut ist, dass ihre Abgabemenge variabel ist, und die in der Lage ist, einen Ölabgabedruck auf Basis der Drehzahl des Verbrennungsmotors geeignet anzupassen (siehe beispielsweise das Patentdokument 1).
Die Ölpumpe dieser Art ist im Allgemeinen mit einem Pumpenkörper versehen, der eine Ansaugöffnung, eine Haupt-Ausgabeöffnung und eine Neben-Ausgabeöffnung aufweist. Durch die Ansaugöffnung kann Öl, das in einer Ölwanne enthalten ist, auf Basis der Drehung eines Rotors angesaugt werden, der sich synchron mit einer Kurbelwelle dreht, die einen Teil des Verbrennungsmotors bildet, während das Öl durch die Haupt-Abgabeöffnung und die Neben-Abgabeöffnung auf Basis der Drehung des Rotors abgegeben werden kann. Die Ölpumpe weist auf: eine erste Ölleitung, durch die Öl von der Haupt-Abgabeöffnung zu den zu schmierenden Abschnitten geliefert werden kann, eine zweite Ölleitung, durch die Öl von der Neben-Abgabeöffnung zur ersten Ölleitung geliefert werden kann, und eine Entlastungsleitung, um Öl von einem Hydraulikdruck-Regelventil, das mit einem Ventil versehen ist, das auf Basis des Öldrucks zur ersten Ölleitung bewegt werden kann, zur Ansaugöffnung und/oder zur Ölwanne zurückzuführen.
Das Ventil der Ölpumpe ist mit einer ersten Ventil-Ölleitung und einer zweiten Ventil-Ölleitung ausgebildet. Das Ventil der Ölpumpe ist so aufgebaut, dass es Öl von der Neben-Abgabeöffnung mittels der ersten Ventil-Ölleitung zur ersten Ölleitung liefert, wenn der Druck des Öls zur ersten Ölleitung im Bereich eines vorgegebenen Druckpegels liegt, und andererseits Öl von der Neben-Abgabeöffnung mittels der zweiten Ventil-Ölleitung zur ersten Ölleitung liefert, wenn der Druck des Öls zur ersten Ölleitung den vorgegebenen Druckpegel überschreitet.
Die Ölpumpe, die so aufgebaut ist, dass Öl von der Neben-Abgabeöffnung mittels der ersten Ventil-Ölleitung zur ersten Ölleitung geliefert wird, wenn der Druck des Öls in der ersten Ölleitung im Bereich eines vorgegebenen Druckpegels liegt, führt dazu, dass die Ölmenge, die zur ersten Ölleitung geliefert wird, einer Menge gleich ist, die eine Summe der Ölmengen ist, die durch die Haupt-Abgabeöffnung und die Neben-Abgabeöffnung geliefert werden, wie von der durchgezogenen Linie O-P in 25 dargestellt.
Wenn der Verbrennungsmotor so betrieben wird, dass seine Drehzahl erhöht wird und dadurch gewährleistet ist, dass nur mit dem Öl, das durch die Haupt-Abgabeöffnung läuft, eine ausreichende Menge an Öl zu den zu schmierenden Abschnitten geliefert wird, wird die Ölpumpe so betrieben, dass eine überschüssige Menge an Öl in der zweiten Ölleitung nicht zur ersten Ölleitung geliefert wird, sondern zur Entlastungsleitung zurückgeführt wird (siehe die Linien P-Q und Q-R in 25), weil das Öl aus der ersten Ölleitung nicht mit dem Öl aus der zweiten Ölleitung zusammengeführt werden muss.
Andererseits weist der Verbrennungsmotor, der mit einer hohen Drehzahl betrieben wird, zu schmierende Abschnitte auf, die mit einer großen Ölmenge, d. h. einer ausreichenden Ölmenge, beliefert werden müssen. Aus diesem Grund ist die Ölpumpe so aufgebaut, dass sie das Öl von der Neben-Abgabeöffnung mittels der zweiten Ventil-Ölleitung zur ersten Ölleitung liefert (siehe die Linie R-S in 25), wenn der Druck des Öls zur ersten Ölleitung den vorgegebenen Druckpegel überschreitet.
Dabei kann die Ölmenge in der Ölpumpe, die zur ersten Ölleitung geliefert werden soll, wiederum eine Summe der Ölmengen sein, die durch die Haupt-Abgabeöffnung und die Neben-Abgabeöffnung abgegeben werden, obwohl die Ölmenge, die zur ersten Ölleitung geliefert werden soll, einmal nur die Ölmenge gewesen ist, die durch die Haupt-Abgabeöffnung läuft.
Die Ölpumpe weist eine Öldruckeigenschaft auf, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Öldruck von einem Änderungspunkt-Abgabedruck R vertikal auf einen Änderungspunkt-Abgabedruck S steigt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors auf eine Solldrehzahl N3 erhöht wird, wie von der durchgezogenen Linie R-S in 25 dargestellt.
Infolgedessen kann die Ölpumpe aufgrund der Tatsache, dass das Volumen des Öls drastisch erhöht werden kann, auch dann einen ausreichenden Öldruck gewährleisten, d. h. eine ausreichende Ölmenge, die zu den zu schmierenden Abschnitten geliefert werden muss, wenn der Verbrennungsmotor bei einer hohen Drehzahl betrieben wird.
Die herkömmliche Ölpumpe weist eine von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängige Steigerungsrate des Ölabgabedrucks der Ölpumpe auf, die so variiert wird, dass sie eine Mehrzahl von verschiedenen Abgabedruckstufen (O-P, P-Q, Q-R, R-S, S-T, T-U) in dem Drehzahlbereich (O-N1, N1-N2, N2-N3, N3-N4, N4-N5) aufweist, wie in 25 dargestellt. Die herkömmliche Ölpumpe wird so gesteuert, dass sie die Steigerungsrate des Ölabgabedrucks so variieren kann, dass die Steigerungsrate des Ölabgabedrucks in dem Drehzahlbereich ein einer Mehrzahl von unterschiedlichen Abgabedruckstufen variiert werden kann, wodurch auf Basis der Drehzahl des Verbrennungsmotors eine optimale Ölmenge zu den zu schmierenden Abschnitten geliefert werden kann.
Die Ölpumpe ist so eingestellt, dass eine Steigerungsrate des Ölabgabedrucks der Ölpumpe in dem Drehzahlbereich bei der Mehrzahl von unterschiedlichen Abgabedruckstufen variiert werden kann, und der Ölabgabedruck im mittleren Drehzahlbereich (N1-N3) des Verbrennungsmotors auf die Linie P-Q-R gesenkt werden kann. Das heißt, dass die Ölpumpe den zu schmierenden Abschnitten eine größere Ölmenge als nötig liefern kann, wodurch verhindert werden kann, dass eine übermäßige Last an die Ölpumpe angelegt wird.
Andererseits wird das Öl, das in der Ölwanne enthalten ist, von der Ölpumpe zu den zu schmierenden Abschnitten geliefert, um die zu schmierenden Abschnitte zu schmieren und zu kühlen, und wird danach in der Ölwanne gesammelt. Dabei führt die Verringerung der Ölmenge, die in der Ölwanne enthalten ist, dazu, dass der Anteil des Öls, das in der Ölwanne gesammelt wird, abnimmt, was dazu führt, dass der Ölstand des Öls unter die optimale Ölmenge fällt, die in der Ölwanne enthalten sein sollte, das heißt, dass zu wenig Öl in der Ölwanne ist.
Die oben angesprochene Senkung des Ölstands führt dazu, dass ein Sieb möglicherweise in einen Zustand gebracht wird, in dem das Sieb Luft ansaugt, wenn Öl von der Ölwanne durch ihn hindurch zu Ölpumpe fließen soll (dieser Zustand wird im Folgenden einfach als „Luftansaugzustand” bezeichnet).
Ein solcher Luftansaugzustand des Siebs führt zu einer Senkung des Abgabedrucks des Öls, das von der Ölpumpe abgegeben wird, wodurch es sein kann, dass die Pumpe keine ausreichende Ölmenge zu den zu schmierenden Abschnitten liefern kann, was zu einer Verschlechterung einer Schmierung der zu schmierenden Abschnitte führt.
Die herkömmliche Pumpe muss den Änderungspunkt-Abgabedruck S beispielsweise sofort ändern, wenn der Ölabgabedruck in den Änderungspunkt-Abgabedruck R geändert wird. Wenn die Luft vom Sieb angesaugt wird, wird der Änderungspunkt-Abgabedruck R ausgehend von der Drehzahl N3 des Verbrennungsmotors zur Seite der hohen Drehzahlen verschoben. Daher wird die Drehzahl zur Erhöhung des Ölabgabedrucks auf den Änderungspunkt-Abgabedruck R zur Seite der hohen Drehzahlen verschoben, so dass die Ölpumpe keine ausreichende Ölmenge zu den zu schmierenden Abschnitten liefern kann, die eine große Ölmenge brauchen, um das Öl zu liefern, wenn der Verbrennungsmotor in einem hohen Drehzahlbereich läuft.
Um diese Nachteile zu überwinden, ist die herkömmliche Ölzuführvorrichtung so aufgebaut, dass sie den Ölstand des Öls, das in der Ölwanne enthalten ist, erfasst und überwacht, ob das Öl unter den gewünschten Ölstand sinkt oder nicht, wodurch das Öl aufgefüllt werden kann, falls nötig.
Eine der bekannten Ölzufuhrvorrichtungen ist mit einem Ölstandsensor versehen, um den Ölstand des Öls zu erfassen, das in der Ölwanne enthalten ist (siehe zum Beispiel Patentdokument 2). Dieser Sensor weist einen Schwimmer und einen Verbindungsmechanismus auf, so dass der Sensor den Schwimmer, der zusammen mit dem Ölstand absinkt, erfassen kann, wodurch das Sinken des Ölstands erfasst werden kann.
Es ist eine weitere Ölzufuhrvorrichtung bekannt, die mit einem Ölstandanzeiger versehen ist, um den Ölstand in der Ölwanne zu erfassen (siehe zum Beispiel Patentdokument 3).
Der Ölstandanzeiger ist solchermaßen am Verbrennungsmotor angebracht, dass der Ölstandanzeiger in eine Bohrung eingeführt ist, die im Verbrennungsmotor ausgebildet ist, und einen vorderen Endabschnitt aufweist, der in das Öl getaucht ist, das in der Ölwanne enthalten ist.
Mit der oben angesprochenen bekannten Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors können der Ölstand und der Zustand des Öls in der Ölwanne dadurch überprüft werden, dass das Öl, das am vorderen Endabschnitt des Ölstandanzeigers haftet, betrachtet wird, nachdem der Ölstandanzeiger aus dem Verbrennungsmotor genommen worden ist.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

PTL 1 Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2005-140022
PTL 2 Patentdokument 2: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2008-286063
PTL 3 Patentdokument 3: offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2009-180166

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Jedoch ist der so aufgebaute Ölstandanzeiger mit dem Schwimmer und dem Verbindungsmechanismus versehen, die teuer sind, was zu erhöhten Herstellungskosten führt, wenn der teure Schwimmer und der Verbindungsmechanismus in der Ölzuführvorrichtung montiert werden, um den Ölstand des Öls, das in der Ölwanne enthalten ist, zu erfassen.
Infolgedessen kann es sein, dass manche Fahrer, die den Ölstand nicht regelmäßig prüfen, den gesunkenen Ölstand nicht bemerken.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die genannten Probleme zu lösen, und daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ölzufuhrvorrichtung zu schaffen, die kostengünstig verwirklicht werden kann und die den gesunkenen Ölstands des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, zuverlässig erfassen kann.
Lösung des Problems
Um die genannten Probleme zu lösen, ist eine Ölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass sie aufweist: eine Ölzufuhrleitung, durch die Öl, das in einer Ölvorratseinheit enthalten ist, zu einer Mehrzahl von zu schmierenden Abschnitten eines Verbrennungsmotors geliefert wird, und die das Öl in die Ölvorratseinheit zurückführt, eine Pumpeneinheit, die das Öl, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, in die Ölzufuhrleitung abgibt, wobei die Pumpeneinheit so gesteuert wird, dass sie eine Mehrzahl von unterschiedlichen Stufen des Ölabgabedrucks der Pumpeneinheit in Bezug auf das Maß einer Steigerung des von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Ölabgabedrucks der Pumpeneinheit auf Basis des Drehzahlbereichs des Verbrennungsmotors variiert, wobei die Pumpeneinheit eine Mehrzahl von Umstellungs-Abgabedrücken aufweist, die für jede von einer Mehrzahl von Solldrehzahlen geändert werden, wenn die jeweiligen Drehzahlen des Verbrennungsmotors die Mehrzahl von Solldrehzahlen erreichen, und eine Störungsfeststellungseinheit, die dazu dient, die Solldrehzahl, die einem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, der aus der Mehrzahl von Umstellungs-Abgabedrücken ausgewählt ist, vorab auszuwählen und unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht kleiner ist als ein vorgegebener Wert, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist.
Die oben definierte Ölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann zulassen, dass der tatsächliche Ölabgabedruck nicht auf den Ölabgabedruck erhöht wird, der dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, obwohl die Solldrehzahl des Verbrennungsmotors dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, wenn wegen des sinkenden Füllstands des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, eine Luftansaugung bewirkt wird und der Druck des Öls, das von der Pumpeneinheit abgegeben wird, sinkt.
Aus diesem Grund kann die Pumpeneinheit zulassen, dass der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors weiter auf eine Drehzahl erhöht wird, die über der Solldrehzahl liegt.
Aus diesem Grund ist die Ölzufuhrvorrichtung so aufgebaut, dass sie die Pumpeneinheit aufweist, die eine Mehrzahl von Umstellungs-Abgabedrücken aufweist, die jeweils für jede von einer Mehrzahl von Solldrehzahlen geändert werden, wenn die Drehzahlen des Verbrennungsmotors die Mehrzahl von Solldrehzahlen erreichen, und die Störungsfeststellungseinrichtung dazu dient, unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht kleiner ist als ein vorgegebener Wert, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, sinkt.
Durch den Aufbau der oben definierten Ölzufuhrvorrichtung kann die Störungsfeststellungseinheit entscheiden, dass die tatsächliche Drehzahl eine Drehzahl innerhalb des Fehlerbereichs in der Nähe der Solldrehzahl ist, wodurch festgestellt werden kann, dass der tatsächliche Ölabgabedruck auf den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck gestiegen ist, wenn die Störungsfeststellungseinheit entscheidet, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, kleiner ist als der Entscheidungswert.
Infolgedessen kann die Ölpumpe den Ölabgabedruck erhöhen, wodurch die zu schmierenden Abschnitte, die mit einer ausreichenden Menge an Öl versorgt werden müssen, ausreichend geschmiert werden können, beispielsweise wenn der Verbrennungsmotor in einem hohen Drehzahlbereich betrieben wird.
Wenn die Störungsfeststellungseinheit entscheidet, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht kleiner ist als der Entscheidungswert, wird die Pumpeneinheit so betrieben, dass der Ölabgabedruck durch die Luftansaugung gesenkt wird. Wenn die tatsächliche Drehzahl höher ist als die Solldrehzahl, wird daher der tatsächliche Abgabedruck nicht auf den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erhöht. Die Störungs-Erfassungseinheit kann entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist.
Infolgedessen kann die Ölzuführvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur auf einen teuren Ölsensor, sondern auch auf eine Ölinspektionsarbeit, die üblicherweise von einem Fahrer durchgeführt wird, überflüssig machen. Darüber hinaus kann die Ölzufuhrvorrichtung das Sinken des Füllstands des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, mit einer preiswerten Konstruktion zuverlässig erfassen.
Die oben beschriebene Ölzufuhrvorrichtung kann vorzugsweise eine Abgabedruck-Erfassungseinheit, die den Ölabgabedruck erfasst, der von der Pumpeneinheit abgegeben wird, und eine Drehzahl-Erfassungseinheit aufweisen, die die Drehzahl des Verbrennungsmotors erfasst, und die Störungsfeststellungseinheit dient dazu, gemäß den Informationen, die von der Abgabedruck-Erfassungseinheit und der Drehzahl-Erfassungseinheit erfasst werden, unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht unter einem vorgegebenen Wert liegt, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist.
Dadurch, dass die oben genannte Ölzufuhrvorrichtung die Abgabedruck-Erfassungseinheit, die den Ölabgabedruck erfasst, der von der Pumpeneinheit abgegeben wird, und die Drehzahl-Erfassungseinheit aufweist, die die Drehzahl des Verbrennungsmotors erfasst, kann die Störungsfeststellungseinheit den Abgabedruck des Öls, das von der Ölpumpe abgegeben wird, und die Drehzahl des Verbrennungsmotors gemäß den Informationen, die von der Abgabedruck-Erfassungseinheit und der Drehzahl-Erfassungseinheit erfasst werden, zuverlässig erkennen.
Die oben genannte Ölzufuhrvorrichtung kann vorzugsweise eine Störungswarneinheit aufweisen, und die Störungsfeststellungseinheit dient dazu, unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht kleiner ist als ein Entscheidungswert, ein Störungssignal an die Störungswarneinheit auszugeben, und die Störungswarneinheit dient dazu, einen Alarm auszugeben, wenn sie das Störungssignal von der Störungsfeststellungseinheit empfangt.
Die so aufgebaute Ölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dient dazu, eine Warnung durch die Störungswarneinheit auszugeben, wenn sie das Störungssignal von der Störungsfeststellungseinheit empfangt, wodurch der Fahrer gewarnt werden kann, dass Öl fehlt, und der Fahrer aufgefordert werden kann, Öl in die Ölvorratseinheit nachzufüllen. Ferner kann die Ölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bewirken, dass der Fahrer erkennt, dass Öl fehlt, wodurch verhindert werden kann, dass der Verbrennungsmotor mit zu wenig Öl betrieben wird, und verhindert wird, dass die Fähigkeit, die zu schmierenden Abschnitte zu schmieren, leidet.
In der oben genannten Ölzufuhrvorrichtung kann die Störungsfeststellungseinheit vorzugsweise dazu dienen, die veränderliche Ölmenge, die in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gemäß der Abweichung zu bestimmen.
Die Tatsache, dass die Störungsfeststellungseinheit in der genannten Ölzufuhrvorrichtung dazu dient, die veränderliche Ölmenge, die in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gemäß der Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umschaltungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, zu bestimmen, führt dazu, dass die Ölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur einen teuren Ölstandsensor, sondern auch eine Ölinspektionsarbeit überflüssig machen kann, die üblicherweise von einem Fahrer durchgeführt wird. Daher kann die Ölzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das Sinken des Füllstands des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, mit einer preiswerten Konstruktion zuverlässig erfassen.
Die oben genannte Ölzufuhrvorrichtung kann vorzugsweise eine Öltemperatur-Erfassungseinheit aufweisen, die die Temperatur des Öls erfasst, das von der Pumpeneinheit abgegeben wird, und die Störungsfeststellungseinheit dient dazu, den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck auf Basis der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der Temperatur des Öls, das von der Pumpeneinheit ausgegeben wird, zu ändern.
Der Grund dafür ist, dass die Viskosität des Öls, das von der Pumpeneinheit abgegeben wird, auf Basis der gestiegenen Temperatur abnimmt, und somit an den zu schmierenden Abschnitten mehr Öl verloren geht, wodurch die Zunahme des Ölabgabedrucks in Bezug auf die Zunahme der Drehzahl des Verbrennungsmotors geringer ist, so dass der Umstellungs-Abgabedruck des Ölabgabedrucks, der auf die Öltemperatur bezogen ist, infolge der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors variiert werden kann.
Daher kann die Störungsfeststellungseinheit den frei wählbaren Umschaltungs-Abgabedruck auf Basis der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der Temperatur des Öls, das von der Pumpeneinheit abgegeben wird, vorab ändern, und kann dadurch einen optimalen frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck auf Basis der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der Temperatur des Öls, das von der Pumpeneinheit abgegeben wird, einstellen, so dass die Störungsfeststellungseinheit die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, mit großer Genauigkeit erfassen kann. Infolgedessen kann die oben genannte Ölzufuhrvorrichtung mit großer Genauigkeit entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist.
In der oben genannten Ölzufuhrvorrichtung kann die Störungsfeststellungsvorrichtung vorzugsweise dazu dienen, den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck und die Solldrehzahl, die dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, gemäß den Informationen, die von der Öltemperatur-Erfassungseinheit erfasst wird, zu berechnen und unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht unter einem Entscheidungswert liegt, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist.
Die oben genannte Ölzufuhrvorrichtung ist so aufgebaut, dass die Störungsfeststellungseinheit den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck, der auf Basis der Temperatur des Öls eingestellt wird, und die Soll-Drehzahl, die dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, berechnet und gemäß den so erhaltenen Rechenergebnissen entscheidet, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist, so dass die Ölzufuhrvorrichtung die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, mit großer Genauigkeit erfassen kann. Infolgedessen kann die oben genannte Ölzufuhrvorrichtung mit hoher Genauigkeit entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann eine Ölzufuhrvorrichtung schaffen, die kostengünstig aufgebaut sein kann und die zuverlässig den gesunkenen Ölstand des Öls, das in der Ölzufuhrvorrichtung enthalten ist, erfassen kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ausführungsform einer Ölzufuhrvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Konstruktionsskizze einer Ölpumpe, die in einer Ölzufuhrvorrichtung eines Verbrennungsmotors vorgesehen ist;
2 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Konstruktionsskizze einer Ölpumpe, die in einem Verbrennungsmotor eingebaut ist;
3 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt Ölzufuhrleitungen und zu schmierende Abschnitte, die an den Ölzufuhrleitungen vorgesehen sind.
4 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Konstruktionsskizze einer Ölpumpe eines Typs A;
5 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Konstruktionsskizze einer Ölpumpe eines Typs B;
6 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Konstruktionsskizze einer Ölpumpe eines Typs C;
7 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Konstruktionsskizze einer Ölpumpe eines Typs D;
8 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und eine Konstruktionsskizze einer Ölpumpe eines Typs E;
9 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dessen Öltemperatur in einem hohen Temperaturbereich liegt, und einem Ölabgabedruck;
10 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Beziehung zwischen den Drehzahlen von Verbrennungsmotoren, in denen keine Luftansaugung bewirkt wird, und solchen, in denen eine Luftansaugung bewirkt wird, und Ölabgabedrücken;
11 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Schaltplan einer Ölpumpenvorrichtung;
12 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dessen Öltemperatur in einem normalerweise verwendeten Bereich liegt, und einem Ölabgabedruck;
13 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Bestimmen des Absinkens eines Ölstands erläutert;
14 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt ein Mischungsverhältnis einer Ölmenge aus Öl und Bläschen, die in einer Ölwanne enthalten ist, und die Beziehung zu einem Ölsieb und einem Ölstand, wenn der Ölstand ausreichend ist;
15 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Beziehung zu einem Ölsieb und einem Ölstand, wenn der Ölstand ausgehend von dem in 14 dargestellten Zustand gesunken ist.
16 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Beziehung zu einem Ölsieb und einem Ölstand, wenn der Ölstand ausgehend von dem in 15 dargestellten Zustand gesunken ist.
17 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Beziehung zu einem Ölsieb und einem Ölstand, wenn der Ölstand ausgehend von dem in 16 dargestellten Zustand gesunken ist.
18 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Beziehung zu einem Ölsieb und einem Ölstand, wenn der Ölstand ausgehend von dem in 17 dargestellten Zustand gesunken ist.
19 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt eine Abweichung einer Solldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl auf Basis des Ölstands und eine Eigenschaft auf Basis des Ölstands in 14.
20 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt eine Abweichung einer Solldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl auf Basis des Ölstands und eine Eigenschaft auf Basis des Ölstands in 15.
21 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt eine Abweichung einer Solldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl auf Basis des Ölstands und eine Eigenschaft auf Basis des Ölstands in 16.
22 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt eine Abweichung einer Solldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl auf Basis des Ölstands und eine Eigenschaft auf Basis des Ölstands in 17;
23 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt eine Abweichung einer Solldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl auf Basis des Ölstands und eine Eigenschaft auf Basis des Ölstands in 18.
24 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt eine Beziehung zu einer Ölmenge von Öl, das in der Ölwanne enthalten ist, und einer Drehzahlgrenze, an der der Abgabedruck der Ölpumpe geändert wird;
25 ist eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors mit einer Ölpumpe, die so aufgebaut ist, dass sie eine variable Ölabgabemenge aufweist, und einem Ölabgabedruck der Ölpumpe.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine Ausführungsform einer Ölzufuhrvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die begleitende Zeichnung erläutert.
1 bis 24 zeigen diese eine Ausführungsform der Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung.
Zunächst wird im Folgenden der Aufbau der Ausführungsform beschrieben.
In 1, 2 ist eine Ölpumpe 1, die als Öleinheit dient, mit einem Pumpenkörper 6 ausgestattet, in dem eine Ansaugöffnung 3, eine Haupt-Abgabeöffnung 4 und eine Neben-Abgabeöffnung 5 ausgebildet sind. Die Ansaugöffnung 3 ist dafür ausgelegt, auf Basis der Drehung eines Rotors 2, der sich synchron mit einer Kurbelwelle dreht, die einen Teil eines in der Zeichnung nicht dargestellten Verbrennungsmotors bildet, Öl anzusaugen. Die Haupt-Abgabeöffnung 4 und die Neben-Abgabeöffnung 5 dienen dazu, das Öl auf Basis der Drehung des Rotors 2 abzugeben.
Die Ölpumpe 1 weist auf: eine Ölzufuhrleitung 8, die Öl zu einem zu schmierenden Abschnitt 7 liefert, eine erste Ölleitung 9, die Öl von zumindest der Haupt-Abgabeöffnung 4 zur Ölzufuhrleitung 8 liefert, eine zweite Ölleitung 10, die Öl von der Neben-Abgabeöffnung 5 durch die erste Ölleitung 9 zur Ölzufuhrleitung 8 liefert, eine Ölrückführungsleitung 12, die Öl von der Neben-Abgabeöffnung 5 zur Ansaugöffnung 3 und/oder zur Ölwanne 11, die eine Ölvorratseinheit bildet, zurückführt, und ein Hydraulikdruck-Steuerventil 14 mit einem Ventilkörper 13. Der Ventilkörper 13 verbindet die zweite Ölleitung 10 und die erste Ölleitung 9 und/oder die Ölrückführungsleitung 12 durch einen Betrieb auf Basis des Ölhydraulikdrucks zur Ölzufuhrleitung 8.
Der Pumpenkörper 6 besteht aus Metallen (beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung, einer Eisenlegierung) und weist einen inneren Abschnitt auf, in dem eine Pumpenkammer 15 ausgebildet ist. Die Pumpenkammer 15 ist so aufgebaut, dass sie einen äußeren Rotor 16, an dem eine große Zahl von Innenzähnen 16a ausgebildet sind, um ein Antriebszahnrad zu bilden, und einen inneren Rotor 17, an dem eine große Zahl von Außenzähnen ausgebildet sind, um ein Antriebszahnrad zu bilden, aufnehmen kann. Der Rotor 2 in der vorliegenden Ausführungsform besteht aus dem äußeren Rotor 16 und dem inneren Rotor 17.
Der innere Rotor 17 ist mit der Kurbelwelle verbunden, die einen Teil des Verbrennungsmotors bildet, der als Antriebsquelle dient und somit so ausgelegt ist, dass er sich zusammen mit der Kurbelwelle dreht. Das heißt, dass die Ölpumpe 1 der vorliegenden Ausführungsform von der Art ist, die direkt mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist. Die Innenzähne 16a und die Außenzähne 17a werden mit einer Trochoid- oder Zykloidkurve usw. beschrieben.
Der Rotor 2 ist für eine Bewegung in der Richtung ausgelegt, die von einem Pfeil A1 dargestellt ist, um den inneren Rotor 17 zu bewegen. Auf Basis der Drehung des inneren Rotors 17 werden die Außenzähne 17a des inneren Rotors 17 mit den Innenzähnen 16a des äußeren Rotors 16 in Eingriff gebracht, worauf der äußere Rotor 16 sich in der gleichen Richtung dreht wie der innere Rotor 17.
Der Rotor 2 weist Lücken 18a bis 18k auf, die von den Außenzähnen 17a des inneren Rotors 17 und den Innenzähnen 16a des äußeren Rotors 16 zwischen den Außenzähnen 17a und den Innenzähnen 16a gebildet werden. Die Lücke 18k hat das größte Volumen, während jede der Lücken 18e und 18f das kleinste Volumen aufweist. Beispielsweise nimmt das Volumen im Rotor 2 von der Lücke 18e zur Lücke 18a allmählich zu, wodurch ein Saugdruck erzeugt, d. h. eine Ölansaugwirkung erreicht wird, während das Volumen im Rotor 2 von der Lücke 18j zur Lücke 18f allmählich abnimmt, wodurch ein Abgabedruck erzeugt d. h. eine Ölabgabewirkung erreicht wird.
Sowohl die Haupt-Abgabeöffnung 4 als auch die Neben-Abgabeöffnung 5 des Pumpenkörpers 6 bilden eine Öffnung, durch die Öl auf Basis der Drehung des Rotors 2 aus der Pumpenkammer 15 abgegeben wird. Die Haupt-Abgabeöffnung 4 weist Stirnflächen 4a, 4b auf, während die Neben-Abgabeöffnung 5 auch Stirnflächen 5a, 5b aufweist.
Ebenso bildet die Ansaugöffnung 3 des Pumpenkörpers 6 eine Öffnung, durch die das Öl auf Basis der Drehung des Rotors 2 in die Pumpenkammer 15 gesaugt wird. Die Ansaugöffnung 3 weist ebenfalls Stirnflächen 3a, 3b auf.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Haupt-Abgabeöffnung 4 in der Drehrichtung des Rotors 2, die von dem Pfeil A1 angezeigt wird, der Neben-Abgabeöffnung 5 vorgelagert angeordnet. Der Öffnungsquerschnitt der Haupt-Abgabeöffnung 4 ist im Vergleich zum Öffnungsquerschnitt der Neben-Abgabeöffnung 5 groß eingerichtet.
Die Haupt-Abgabeöffnung 4 und die Neben-Abgabeöffnung 5 sind durch einen trennenden Abschnitt 19 voneinander getrennt, so dass die Haupt-Abgabeöffnung 4 und die Neben-Abgabeöffnung 5 jeweils Abgabefunktionen aufweisen, die unabhängig voneinander sind. Die Breite des trennenden Abschnitts 19 ist kleiner eingerichtet als die Breite der Zähne, die zwischen der Haupt-Abgabeöffnung 4 und der Neben-Abgabeöffnung 5 angeordnet sind, um zu verhindern, dass der Öldruck in der Lücke, die zwischen den beiden benachbarten Zähnen gebildet wird, steigt, weil das Öl in einem Schritt, in dem die von den Innenzähnen 16a und den Außenzähnen 17a gebildeten Lücken auf Basis der Drehung des Rotors 2 verkleinert werden, von den Innenzähnen 16a und den Außenzähnen 17a eingeschlossen wird und nicht entweichen kann.
Die Ölzufuhrleitung 8 ist eine Ölleitung, die das Öl zu den zu schmierenden Abschnitten 7 liefert und stellt einen Teil einer Ölzufuhrleitung 20 dar, die im Laufe der Beschreibung noch erläutert wird.
Die erste Ölleitung 9 weist die Haupt-Abgabeöffnung 4 auf, die mit der Ölzufuhrleitung 8 kommuniziert bzw. in Verbindung steht, so dass das Öl, das aus der Haupt-Abgabeöffnung 4 abgegeben wird, zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert werden kann.
Die zweite Ölleitung 10 weist auch die Ölzufuhrleitung 8 auf, die mit der Neben-Abgabeöffnung 5 kommuniziert bzw. in Verbindung steht, so dass das Öl, das aus der Neben-Abgabeöffnung 5 abgegeben wird, durch die erste Ölleitung 9 zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert werden kann. Die Ausführungsform ist in 1 an einem Beispiel gezeigt, bei dem das Öl, das aus der Neben-Abgabeöffnung 5 abgegeben wird, durch die erste Ölleitung 9 zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert wird, nachdem es durch das Hydraulikdruck-Steuerventil 14 und die Haupt-Abgabeöffnung 4 gelaufen ist.
Die Ölrückführungsleitung 12 bildet eine Ölleitung, die zulässt, dass das Öl, das aus der Neben-Abgabeöffnung 5 abgegeben wird, zur Ansaugöffnung 3 und/oder zur Ölwanne 11 zurückgeführt wird. Die Ansaugöffnung 3 kommuniziert mit einer Ansaugleitung 21, durch die das Öl aus der Ölwanne 11 angesaugt wird.
Das Hydraulikdruck-Steuerventil 14 ist mit einem Ventilkörper 13 versehen, der auf Basis des Öldrucks des Öls zur Ölzufuhrleitung 8 aktiviert wird, und an dem eine Ventilkammer 22 ausgebildet ist, die als Raum dient, in dem der Ventilkörper 13 verschoben werden kann. Der Ventilkörper 13 ist so in der Ventilkammer 22 aufgenommen, dass er durch eine Druckschraubenfeder 23 in eine Richtung gedrängt wird, die von einem Pfeil B1 dargestellt ist. Der Ventilkörper 13 weist axiale Endabschnitte auf, die jeweils mit einem ersten Ventilabschnitt 13a und einem zweiten Ventilabschnitt 13b ausgebildet sind, die eine erste Ventilkammer 24a und eine zweite Ventilkammer 24b bilden. Die erste Ventilkammer 24a und die zweite Ventilkammer 24b bilden zusammen einen Ölaufnahmeabschnitt zum Aufnehmen des Öls im Hydraulikdruck-Steuerventil 14.
Der Ventilkörper 13 weist einen Teilungsabschnitt 13c auf, der den Ölaufnahmeabschnitt in die erste Ventilkammer 24a und die zweite Ventilkammer 24b teilt.
Das Hydraulikdruck-Steuerventil 14 ist mit einer ersten Ventilöffnung 25 versehen, die über eine Zwischen-Ölleitung 26 mit der ersten Ölleitung 9 und der Ölzufuhrleitung 8 kommuniziert bzw. in Verbindung steht. Das Hydraulikdruck-Steuerventil 14 ist so ausgelegt, dass die erste Ventilöffnung 25 mit der ersten Ölleitung 9 kommuniziert, wodurch der Öldruck des Öls durch die erste Ölleitung 9 zum Ventilkörper 13 übertragen werden kann.
Das Hydraulikdruck-Steuerventil 14 ist ferner mit einer zweiten Ventilöffnung 27 versehen, die mit der zweiten Ölleitung 10 kommunizieren kann. Das heißt, dass das Hydraulikdruck-Steuerventil 14 das Öl von der Neben-Abgabeöffnung 5 in die erste Ventilkammer 24a und die zweite Ventilkammer 24b einlassen kann, wenn das zweite Ventil 27 mit der zweiten Ölleitung 10 kommuniziert.
Das Hydraulikdruck-Steuerventil 14 ist ferner mit Rückführungsöffnungen 28a, 28b versehen, die mit der Ölrückführungsleitung 12 kommunizieren können, und dient dazu, das Öl vom Hydraulikdruck-Steuerventil 14 zur Ansaugöffnung 3 zurückfließen zu lassen, wenn die Rückführungsöffnungen 28a, 28b mit der Ölrückführungsleitung 12 in Verbindung stehen.
Das Hydraulikdruck-Steuerventil 14 ist ferner mit einer Übergangsöffnung 29 versehen, die mit der Haupt-Abgabeöffnung 4 kommuniziert, um das Öl vom Hydraulikdruck-Steuerventil 14 zur Haupt-Abgabeöffnung 4 zu liefern.
Andererseits kommuniziert die Ölzufuhrleitung 8 mit einer Ölzufuhrleitungseinheit 20, die, wie in 3 dargestellt, so aufgebaut ist, dass sie eine Mehrzahl von Rohren und Leitungen aufweist, die dazu dienen, das Öl, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, zu den einzelnen zu schmierenden Abschnitten zu liefern und danach in die Ölwanne 11 zurückzuführen.
Die Ölzufuhrleitungseinheit 20 ist so aufgebaut, dass das Öl, das in der Ölwanne 11 enthalten ist und von der Ölpumpe 1 nach oben gepumpt wird, zu den einzelnen zu schmierenden Abschnitten 7 des Verbrennungsmotors geliefert werden kann, um die zu schmierenden Abschnitte 7 zu kühlen und zu schmieren.
Das Öl dient nicht nur dazu, die zu schmierenden Abschnitte 7 zu schmieren, sondern auch dazu, Wärme, beispielsweise Reibungswärme, die von den zu schmierenden Abschnitten 7 erzeugt wird, zu absorbieren, bevor es in die Ölwanne 11 zurückgeführt wird.
Genauer weist ein Ölsieb 30 eine Ansaugöffnung auf, die in die Ölwanne 11 getaucht ist, und ist dafür ausgelegt, das Öl, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, zu filtern. Das Öl, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, ist dazu bestimmt, von der Ölpumpe 1 hochgepumpt zu werden und von der Ölpumpe 1 an die Ölzufuhrleitung 8 abgegeben zu werden. Die Ölzufuhrleitung 8 ist mit einem Ölfilter 31 versehen, der dafür ausgelegt ist, Verunreinigungen im Öl zu entfernen.
Der Ölzufuhrleitung 8 nachgelagert ist ein Hauptkanal 32, der sich entlang der Kurbelwelle in der Wandfläche eines Zylinderblocks 42 erstreckt. Der Hauptkanal 32 verzweigt sich zu einem Zylinderkopf 41 und dem Zylinderblock 42, um das Öl, das aus der Ölpumpe 1 abgegeben wird, zum Zylinderkopf 41 und zum Zylinderblock 4 zu liefern.
Das Öl, das verzweigt und zum Zylinderkopf 41 und zum Zylinderblock 42 geliefert wird, wird zu den verschiedenen Teilen und Elementen geliefert, aus denen der Verbrennungsmotor besteht.
Beispielsweise wird das Öl im Zylinderblock 42 als Schmieröl für einen Kurbelwellendrehzapfen 43, einen Kurbelzapfen 44, ein Pleuel 45 und dergleichen und als Betriebsöl für eine Öldüse 46, die als Einspritzeinheit dient, verwendet. Das Öl im Zylinderkopf 41 wird als Schmieröl für einen Nockendrehzapfen 47 und dergleichen und als Betriebsöl für einen Ventileinsteller 48 und ein VVT (Variable Valve Timing-Intelligent) bzw. eine variable Ventilsteuerung 49 verwendet.
Das heißt, dass die zu schmierenden Abschnitte 7 einen Kurbelwellendrehzapfen 43, einen Kurbelzapfen 44, ein Pleuel 45, eine Öldüse 46, einen Nockendrehzapfen 47, einen Spielausgleich 48 und ein VVT 49 aufweisen.
Hierbei ist die Öldüse 46 dafür ausgelegt, das Öl zur Bodenfläche des hier nicht dargestellten Kolbens des Verbrennungsmotors zu spritzen, um den Kolben zu kühlen, der brennenden Gasen und einer starken Wärmebelastung ausgesetzt ist, wodurch verhindert wird, dass beispielsweise während eines Hochlastbetriebs des Verbrennungsmotors eine gestörte Verbrennung stattfindet, und somit ein Klopfen-Phänomen unterdrückt wird.
Das VVT 49 zeigt einen variablen Einlass-/Auslassventilmechanismus an, der dafür ausgelegt ist, Einlassventile und Auslassventile, die nicht dargestellt sind, auf Basis des Betriebs des Verbrennungsmotors zu optimalen Öffnungs- und Schließungszeiten zu steuern. Das VVT 49 ist so aufgebaut, dass es die Ansaugnockenwelle und die Auslassnockenwelle und einen VVT-Controller, der am axialen Endabschnitt der Auslassnockenwelle vorgesehen ist, aufweist.
Das VVT 49 dient dazu, durch Übertragen des Öldrucks vom Ölsteuerventil auf eine Verfrühungswinkelkammer und eine Verzögerungswinkelkammer des VVT-Controllers die Phase der Nockenwelle zum Nockenwellenrad zu ändern, wodurch die Zeit zum Auf- und Zusteuern des Ansaugventils und des Auslassventils verfrüht oder verzögert wird.
Hierbei bilden die Ölpumpe 1, die Ölzufuhrleitungseinheit 20 und die Ölwanne 11 in der vorliegenden Ausführungsform insgesamt eine Ölzufuhrvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Ölpumpe 1 der vorliegenden Ausführungsform dient dazu, den Ventilkörper 13 des Hydraulikdruck-Steuerventils 14 auf Basis der erhöhten Drehzahl des Rotors 2, d. h. der Drehzahl des Verbrennungsmotors, auf die folgenden unterschiedlichen Stufen A bis E zu bringen. Die Ölpumpe 1 der vorliegenden Ausführungsform ist so eingestellt, dass sie einen ersten Drehzahlbereich, einen zweiten Drehzahlbereich und einen dritten Drehzahlbereich in einer Reihenfolge ab einer niedrigeren Drehzahl des Verbrennungsmotors aufweist. Hierbei zeigt die Drehzahl des Verbrennungsmotors eine Drehzahl der Kurbelwelle an, die mit der des Rotors 2 identisch ist.
Stufe A (erster Drehzahlbereich)
Die Ölpumpe 1 ist so aufgebaut, dass sie im Falle einer niedrigen Drehzahl des Verbrennungsmotors das Öl unmittelbar nach dem Starten des Verbrennungsmotors durch den Öldruck des Öls, das von der Haupt-Abgabeöffnung 4 und der Neben-Abgabeöffnung 5 in die erste Ölleitung 9 abgegeben wird, zur Ölzufuhrleitung 8 liefert.
Ferner dient die Ölpumpe 1 dazu, den Ventilkörper 13 über die Zwischen-Ölleitung 26 und die erste Ventilöffnung 25 des Hydraulikdruck-Steuerventils 14 mit dem Öldruck zu beaufschlagen, wodurch eine Ventilkörper-Antriebskraft F1 erzeugt wird, um den Ventilkörper 13 anzutreiben. Wenn die Ventilkörper-Antriebskraft F1 kleiner ist als die Vorspannkraft F3 der Druckfeder 23 (F1 < F3), wird der Ventilkörper 13 von der Druckschraubenfeder 23 in die Richtung bewegt, die von einem Pfeil B1 dargestellt ist (siehe 1). Dabei befindet sich die Ölpumpe 1 in einem Zustand, in dem der erste Ventilabschnitt 13a des Ventilkörpers 13 die Rückführungsöffnung 28a schließt, der zweite Ventilabschnitt 13b des Ventilkörpers 13 die Rückführungsöffnung 28b schließt, während die zweite Ventilöffnung 27 und die Übergangsöffnung 29 miteinander kommunizieren (siehe 4).
Aus diesem Grund wird das Öl aus der Neben-Abgabeöffnung 5 durch die erste Ventilkammer 24a und die erste Ölleitung 9 zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert. Das heißt, dass der Ölabgabedruck des Öls zur Ölzufuhrleitung 8 auf Stufe A dem Öldruck gleich wird, der von der Gesamtmenge des Öls, das durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 fließt, und des Öls, das durch die Neben-Abgabeöffnung 5 fließt, erzeugt wird, wie von der gepunkteten Linie in 9 dargestellt.
Dabei weist der Abgabedruck des Öls, das zur Ölzufuhrleitung 8 abgegeben wird, eine Eigenschaft auf, die von der durchgezogenen Linie O-P in 9 dargestellt wird. Genauer wird die Eigenschaft erhalten, dass auf Basis der gestiegenen Drehzahl des Verbrennungsmotors die Ölmenge, die aus der Haupt-Abgabeöffnung 4 abgegeben wird, zunimmt und der Öldruck des Öls in der ersten Ölleitung 9 steigt, und dass die Ölmenge, die aus der Neben-Abgabeöffnung 5 abgegeben wird, und der Öldruck des Öls in der zweiten Ölleitung 10 zunehmen.
Stufe B (erster Drehzahlbereich)
Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht wird, so dass sie die Drehzahl N1 überschreitet, wodurch bewirkt wird, dass die Ventilkörper-Antriebskraft F1 erhöht wird, so dass eine Kraft erhalten wird, die größer ist als die Vorspannkraft F3 der Druckschraubenfeder 23 (F1 > F3), wird der Ventilkörper 13 in einer Richtung bewegt, die von einem Pfeil B2 in 1 dargestellt ist, bis die Ventilkörper-Antriebskraft F1 die Vorspannkraft F3 ausgleicht.
Dabei nimmt der Ventilkörper 13 eine Position ein, wo die zweite Ventilöffnung 27 und die Übergangsöffnung 29 miteinander kommunizieren und der erste Ventilabschnitt 13a die Rückführungsöffnung 28a freigibt, so dass sie nicht mehr geschlossen ist, wie in 5 dargestellt. Das heißt, der Ventilkörper 13 nimmt einen Zwischenzustand ein, so dass er in die Stufe C übergeht, die im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Zu dieser Zeit wird das Öl von der Neben-Abgabeöffnung 5 zum Teil durch die erste Ventilkammer 24a zur Ölrückführungsleitung 12 geliefert und zum Teil durch die erste Ölleitung 9 zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert.
Die Ölmenge, die zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert wird, wird der Summe der abgegebenen Ölmenge, die durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 läuft, und der abgegebenen Ölmenge, die durch die Neben-Abgabeöffnung 5 läuft, gleich. Zu dieser Zeit weist der Abgabedruck des Öls, das zur Ölzufuhrleitung 8 abgegeben wird, eine Eigenschaft auf wie von der durchgezogenen Linie P-Q in 9 dargestellt, gekennzeichnet durch die Tatsache, dass die Steigerungsrate der erhöhten Abgabemenge geringer ist als die der erhöhten Drehzahl des Verbrennungsmotors, da die erste Ventilkamer 24a mit der Ölrückführungsleitung 12 kommuniziert.
Hierbei wird im Folgenden die Beziehung zwischen dem Öldruck, der für das VVT 49 als einen der zu schmierenden Abschnitte 7 erforderlich ist, und der Drehzahl des Verbrennungsmotors als Beispiel für die Erklärung genommen. Beispielsweise muss der Verbrennungsmotor unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors einen Öldruck aufweisen, der der Gesamtabgabemenge aus der Abgabemenge des Öls, das durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 fließt, und der Abgabemenge des Öls, das durch die Neben-Abgabeöffnung 5 fließt, ungefähr gleich ist. Die Gesamtabgabemenge ist für den Verbrennungsmotor jedoch nicht notwendig, wenn die Drehzahl des Rotors eine vorgegebene Drehzahl (N1) überschreitet. Anders ausgedrückt kann das nötige Öl schon allein mit der Ölabgabemenge sichergestellt werden, die durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 fließt (siehe den Bereich in 9, der mit „V” bezeichnet ist). Daher ist die Ölpumpe vorzugsweise so aufgebaut, dass sie eine Eigenschaft aufweist, dass die jeweiligen Steigungen O-P und P-Q in 9 über dem erforderlichen Öldruck V des VVT liegen.
Stufe C (zweiter Drehzahlbereich)
Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors weiter zumindest auf eine Drehzahl N2 erhöht wird, wird der Ventilkörper 13 weiter in die Richtung bewegt, die von dem Pfeil B2 in 1 dargestellt ist.
Dabei nimmt der Ventilkörper 13 eine Position ein, wo die zweite Ventilöffnung 27 und die Übergangsöffnung 29 nicht miteinander kommunizieren und der erste Ventilabschnitt 13a des Ventilkörpers 13 die Rückführungsöffnung 28a vollständig freigibt, so dass sie nicht geschlossen ist, wie in 6 dargestellt.
Unter diesen Bedingungen dient die Ölpumpe 1 dazu, das Öl von der Haupt-Abgabeöffnung 4 zur Ölzuführungsleitung 8 zu liefern und das Öl von der Neben-Abgabeöffnung 5 durch die erste Ventilkammer 24a zur Ölrückführungsleitung 12 zu liefern, wenn der Öldruck des Öls, das zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert werden soll, erhöht ist.
Dabei weist der Abgabedruck des Öls, das zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert wird, eine Eigenschaft auf wie von der durchgezogenen Linie Q-R in 9 dargestellt. Auf Stufe C wird der Abgabedruck des Öls, das zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert wird, dem Abgabedruck des Öls, das durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 fließt, gleich, wie von der gepunkteten Linie L2 in 9 dargestellt.
Stufe D (dritter Drehzahlbereich)
Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors weiter zumindest auf eine Drehzahl N3 erhöht wird, wird der Ventilkörper 13 weiter in die Richtung bewegt, die vom Pfeil B2 in 1 angezeigt wird.
Dabei nimmt der Ventilkörper 13 eine Position ein, wo die zweite Ventilöffnung 27 und die Übergangsöffnung 29 miteinander kommunizieren und der Teilungsabschnitt 13c verhindert, dass das Öl zur Rückführungsöffnung 28a geliefert wird, wie in 7 dargestellt. Aus diesem Grund wird das Öl von der Neben-Abgabeöffnung 5 somit durch die zweite Ventilkammer 24b und die erste Ölleitung 9 zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert.
Auf Stufe D wird die Ölmenge, die zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert wird, wiederum zur Gesamtabgabemenge der Ölabgabemenge, die durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 strömt und der Ölabgabemenge, die durch die Neben-Abgabeöffnung 5 strömt. Dabei weist der Abgabedruck des Öls, das zur Ölzufuhrleitung 8 abgegeben wird, eine Eigenschaft auf, die von der durchgezogenen Linie R-T in 9 dargestellt wird.
Auf diese Weise dient der Ventilkörper 13 dazu, den Bestimmungsort für das Öl, das bisher zur Rückführungsöffnung 28a übertragen worden ist, in die Ölzufuhrleitung 8 zu ändern, um die Übertragung des Öls zur Rückführungsöffnung 28a zu unterbrechen, nachdem die zweite Ventilöffnung 27 und die Übergangsöffnung 29 miteinander in Verbindung gebracht worden sind.
Infolgedessen wird der Abgabedruck des Öls, das zur Ölzufuhrleitung 8 abgegeben wird, erhöht (die durchgezogene Linie R-S in 9), und danach wird die Ölmenge, die von der Ölzufuhrleitung 8 abgegeben wird, zur Gesamtabgabemenge der Ölabgabemenge, die durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 fließt, und der Ölabgabemenge, die durch die Neben-Abgabeöffnung 5 fließt (die durchgezogene Linie S-T in 9).
Stufe E (dritter Drehzahlbereich)
Wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors weiter zumindest auf eine Drehzahl N4 erhöht wird, wird der Ventilkörper 13 weiter in der Richtung bewegt, die von dem Pfeil B2 in 1 angezeigt wird.
Dabei nimmt der Ventilkörper 13 eine Position ein, wo die zweite Ventilöffnung 27 und die Übergangsöffnung 29 miteinander kommunizieren, und der zweite Ventilabschnitt 13b die Rückführungsöffnung 28b freigibt, so dass diese nicht geschlossen ist, wie in 8 dargestellt. Dann gibt der Ventilkörper 13 die Rückführungsöffnung 28a frei, so dass sie nicht mehr vom Teilungsabschnitt 13c geschlossen ist.
Infolgedessen wird das Öl von der Neben-Abgabeöffnung 5 durch die zweite Ventilkammer 24b und die Rückführungsöffnung 28a zur Ölrückführungsleitung 12 zurückgeführt, während das Öl von der Haupt-Abgabeöffnung 4 ebenfalls durch die Rückführungsöffnung 28b zur Ölrückführungsöffnung 12 geliefert wird.
Das heißt, auf Stufe E wird die Ölabgabemenge, die von der Ölpumpe 1 abgegeben wird, die Summe eines Teils der Ölabgabemenge, der durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 läuft, und eines Teils der Ölabgabemenge, der durch die Neben-Abgabeöffnung 5 läuft. Zu dieser Zeit weist der Abgabedruck des Öls, das zur Ölzuführungsleitung 8 abgegeben wird, eine Eigenschaft auf wie von der durchgezogenen Linie T-U in 9 dargestellt, gekennzeichnet dadurch, dass der erhöhte Ölabgabedruck nicht so stark steigt wie die erhöhte Drehzahl des Verbrennungsmotors, da die erste Ventilkammer 24b mit der Ölrückführungskammer 12 kommuniziert. Hierbei dient nachstehend die Beziehung zwischen dem Öldruck, der für die Öldüse 46 nötig ist, einem der zu schmierenden Abschnitte 7 und der Drehzahl des Verbrennungsmotors als ein Beispiel zur Erläuterung.
Zum Beispiel muss der Verbrennungsmotor in der Nähe des hohen Drehzahlbereichs des Verbrennungsmotors einen Öldruck aufweisen, der der Gesamtabgabemenge, die eine Summe der Ölabgabemenge, die durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 läuft, und der Ölabgabemenge, die durch die Neben-Abgabeöffnung 5 läuft, ungefähr gleich ist. Jedoch ist die Gesamtabgabemenge nicht erforderlich, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors eine vorgegebene Drehzahl (N4) überschreitet (siehe den Bereich, der in 9 mit „W” bezeichnet ist). Daher ist die Ölpumpe 1 vorzugsweise so aufgebaut, dass sie eine Eigenschaft aufweist, dass die Steigung T-U über dem erforderlichen Öldruck W der Öldüse 46 liegt.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass die Ölpumpe 1 so aufgebaut ist, dass sie eine Ölzufuhr von der Neben-Abgabeöffnung 5 zur Ölzufuhrleitung 8 durch die erste Ventilkammer 24a und die erste Ölleitung 9 ermöglicht, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors im ersten Drehzahlbereich liegt. Dabei wird die Ölmenge, die zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert wird, zur Gesamtmenge der Ölabgabemenge, die durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 läuft, und der Ölabgabemenge, die durch die Neben-Abgabeöffnung 5 läuft (durchgezogene Linien O-P, P-Q in 9).
Im zweiten Drehzahlbereich, wo die Drehzahl des Verbrennungsmotors erhöht ist, wird der Abgabedruck des Öls, das aus der Haupt-Abgabeöffnung 4 abgegeben wird, erhöht, und somit kann der nötige Öldruck der Ölzufuhrleitung 8 schon allein mit der Ölabgabemenge, die durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 läuft, sichergestellt werden, weswegen es nicht nötig ist, das Öl aus der ersten Ölleitung 9 und das Öl aus der zweiten Ölleitung 10 zusammenzuführen (durchgezogene Linie Q-R in 9).
In dem Fall, wo der nötige Öldruck schon allein mit der Ölabgabemenge sichergestellt werden kann, die durch die erste Ölleitung 9 fließt, muss das überschüssige Öl in der zweiten Ölleitung 10 nicht zur Ölzufuhrleitung 8 zurückgeführt werden, sondern wird durch die erste Ventilkammer 24a zur Ölrückführungsleitung 12 zurückgeführt. Auf diese Weise weist das überschüssige Öl keinen hohen Öldruck auf.
Wenn dagegen der Verbrennungsmotor in einem hohen Drehzahlbereich arbeitet (dritter Drehzahlbereich), muss sofort eine große Menge an Öl beispielsweise zu dem Kolben in den zu schmierenden Abschnitten 7, einer Öldüse 46 und dergleichen geliefert werden.
Aus diesem Grund dient die Ölpumpe 1 dazu, den Ölabgabedruck im dritten Drehzahlbereich schnell von R auf S zu erhöhen, wie in 9 dargestellt, und das Öl von der Neben-Abgabeöffnung 5 durch die zweite Ventilkammer 24b und die erste Ölleitung 9 zur Ölzufuhrleitung 8 zu liefern. Dabei kann die Ölmenge, die zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert wird, der Gesamtmenge der Ölmenge, die durch die Haupt-Abgabeöffnung 4 abgegeben wird, und der Ölmenge, die durch die Neben-Abgabeöffnung 5 abgegeben wird, gleich sein (durchgezogene Linie S-T in 9).
Dadurch kann die Ölpumpe 1 das Ölvolumen, das zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert wird, im Hochgeschwindigkeitsbereich der Drehzahl des Rotors erneut erhöhen, wodurch die Ölmenge, die zur Ölzufuhrleitung 8 geliefert werden muss, zuverlässig sichergestellt werden kann.
Auf diese Weise wird die Ölpumpe 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so gesteuert, dass sie die Mehrzahl von Stufen des Ölabgabedrucks auf solche Weise variieren kann, dass die Steigerungsrate des von der Drehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Ölabgabedrucks der Ölpumpe so variiert werden kann, dass sie die Mehrzahl von unterschiedlichen Stufen A bis E (O-P, P-Q, Q-R, R-S, S-T, T-U) des Abgabedrucks auf Basis der Drehzahlbereiche (0-N1, N1-N2, N2-N3, N3-N4, N4-N5) aufweist, wie in 25 dargestellt.
Insbesondere weist die Ölpumpe 1 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Eigenschaft auf, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ölabgabedruck ungefähr vertikal erhöht wird, wie daraus ersichtlich ist, dass der Abgabedruck S sofort nach dem Abgabedruck R erhöht wird, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors im Bereich R-S, in dem die Änderungsrate des Ölabgabedrucks unter der Mehrzahl von Stufen des Ölabgabedrucks, die von den Stufen A bis E dargestellt werden, am höchsten ist, die Drehzahl N3 erreicht.
Wenn der Füllstand des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, sinkt, wird das Phänomen bewirkt, das als Luftansaugung bezeichnet wird, wobei Luft von der Ansaugöffnung des Ölsiebs 30 angesaugt wird.
Die Ölpumpe 1 gemäß der vorliegenden Erfindung muss den Ölabgabedruck auf Umstellungs-Abgabedrucks R ändern und den Ölabgabedruck sofort auf den Umstellungs-Abgabedruck S erhöhen, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors die Solldrehzahl N3 erreicht. Wenn eine Luftansaugung bewirkt wird, sinkt der Abgabedruck des Öls, das von der Ölpumpe 1 abgegeben wird, so dass der Änderungs-Abgabedruck R ausgehend von der Drehzahl N3 des Verbrennungsmotors zur Seite der hohen Drehzahlen verschoben wird, wie von der gestrichelten Linie Ai in 10 dargestellt.
Daher wird auch die Drehzahl des Verbrennungsmotors, die vom Umstellungs-Abgabedruck R zum Umstellungs-Abgabedruck S geändert werden soll, zur Seite der hohen Drehzahlen verschoben, und somit kann die Ölpumpe keine ausreichende Ölmenge zur Öldüse 46 liefern, die eine große Ölmenge braucht, um Öl zu liefern, und die den Kolben nicht ausreichend schmieren kann, wenn der Verbrennungsmotor in einem hohen Drehzahlbereich arbeitet.
Die Ölpumpe 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist so aufgebaut, dass sie eine Eigenschaft aufweist, dass sie den Ölabgabedruck vom Umstellungs-Abgabedruck R, an dem die Erhöhung des Ölabgabedrucks beginnt, auf den Umstellungs-Abgabedruck S erhöht, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors die Solldrehzahl erreicht.
Die Ölzufuhrvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so ausgelegt, dass sie gemäß dem Umstellungs-Abgabedruck R, d. h. einem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck, und der Drehzahl des Verbrennungsmotors bestimmt, ob der Ölstand gesunken ist, weswegen keine teuren Ölstandanzeiger und keine Ölinspektionsarbeit durch Ölstandanzeiger nötig sind.
Die folgende Erklärung ist auf einen konkreten Aufbau der Ölzufuhrvorrichtung 50 zur Bestimmung des Sinkens des Ölstands gerichtet.
Die in 11 dargestellte Ölzufuhrvorrichtung 50 ist mit einer ECU (elektronischen Steuereinheit) 51, die eine Störungs-Erfassungseinheit bildet, einem Öldrucksensor 52, der eine Öldruck-Erfassungseinheit bildet, einem Öltemperatursensor 53, der eine Öltemperatur-Erfassungseinheit bildet, und einem Drehzahlsensor 54, der eine Drehzahl-Erfassungseinheit bildet, ausgestattet.
Die ECU 51 ist so aufgebaut, dass sie eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 51a, einen RAM (Schreib-/Lesespeicher) 51b, einen ROM (Festwertspeicher) 51c, einen Eingabeport 51d und einen Ausgabeport 51e aufweist.
Die CPU 51a ist dafür ausgelegt, einen Störungsfeststellungsprozess auszuführen, um gemäß einem Solldrehzahl-Entscheidungskennfeld, einem Ölfehlmengen-Entscheidungskennfeld und einem Ölstandsenkungs-Entscheidungsprogramm, die im Laufe der Beschreibung noch erläutert werden, zu bestimmen, ob der Ölstand gesunken ist oder nicht.
Der RAM 51b ist mit einem Arbeitsbereich zum Zwischenspeichern von verschiedenen Daten versehen. Der ROM 51 ist so ausgelegt, dass er das Solldrehzahl-Entscheidungskennfeld, das Ölfehlmengen-Entscheidungskennfeld und das Ölstandsenkungs-Entscheidungsprogramm speichert, was ebenfalls im Lauf der Beschreibung erläutert werden wird.
Der Eingabeport 51d ist so ausgelegt, dass Informationen, die vom Öldrucksensor 52, vom Öltemperatursensor 53 und vom Drehzahlsensor 54 erfasst werden, in ihn eingegeben werden können, während der Ausgabeport 51e dafür ausgelegt ist, ein Störungssignal an eine Warnvorrichtung 55 auszugeben, die im Folgenden beschrieben wird.
Der Öldrucksensor 52 ist am Hauptkanal 32 der Ölzufuhrleitung 20 angebaut, um den Ölabgabedruck der Ölpumpe 1 anhand des Drucks des Öls zu erfassen, das zum Hauptkanal 32 geliefert wird.
Der Öltemperatursensor 53 ist am Hauptkanal 32 angebaut, um die Temperatur des Öls zu erfassen, das zum Hauptkanal 32 geliefert wird.
Der Drehzahlsensor 54 ist dafür ausgelegt, die Drehzahl der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors zu erfassen, und die ECU 51 ist dafür ausgelegt, die Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) des Verbrennungsmotors aus der zeitabhängigen Drehzahl des Kurbelsensors zu berechnen.
Die ECU 51 wird vorab so eingestellt, dass die Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors auf Basis des Umstellungs-Abgabedrucks (beispielsweise der Punkte R und S in 9, 12) in dem Bereich liegt, wo die Steigerungsrate des Ölabgabedrucks von den Ölabgabedrücken in der Mehrzahl von Stufen am größten ist.
Die Solldrehzahlen N3 des Verbrennungsmotors, die den Umstellungs-Abgabedrücken R, S entsprechen, unterscheiden sich voneinander je nach der Temperatur des Öls, und die Umstellungs-Abgabedrücke R, S und die Solldrehzahlen N3 des Verbrennungsmotors werden jeweils für jede Öltemperatur eingestellt.
Genauer ist die Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors und dem Ölabgabedruck in 9 so dargestellt, dass sie im Hochtemperaturbereich der Öltemperatur (beispielsweise etwa 110 bis 130°C) liegt. 9 zeigt eine Öldruckeigenschaft bei z. B. 130°C Öltemperatur.
12 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors und dem Ölabgabedruck in dem Temperaturbereich, der üblicherweise für die Öltemperatur verwendet wird (zum Beispiel von einer normalen Temperatur bis etwa 110°C). 12 zeigt eine Öldruckeigenschaft von z. B. etwa 80°C Öltemperatur.
Hierbei werden in dem Fall der hohen Öltemperatur, der in 9 dargestellt ist, die Umstellungs-Abgabedrücke R und S, an denen der Ölabgabedruck abrupt erhöht wird, zur Seite der hohen Drehzahlen des Verbrennungsmotors verschoben. Der Grund dafür ist, dass die Viskosität des Öls auf Basis der erhöhten Temperatur abnimmt und somit eine große Menge an Öl an den zu schmierenden Abschnitten 7, zu denen das Öl geliefert werden muss, verloren geht, weswegen die Steigerung des Ölabgabedrucks im Verhältnis zur Steigerung der Drehzahl des Verbrennungsmotors langsamer vorangeht.
Anders ausgedrückt ist der Grund der, dass eine kleine Menge an Öl an den zu schmierenden Abschnitten 7 verloren geht, die mit dem Öl beliefert werden müssen, wenn die Viskosität des Öls hoch ist, wodurch die Steigerung des Ölabgabedrucks in Bezug auf die Steigerung der Drehzahl des Verbrennungsmotors schneller vorangeht.
Der ROM 51c der ECU 51 ist dafür ausgelegt, das Solldrehzahl-Entscheidungskennfeld, in dem die Umstellungs-Abgabedrücke R, S in Bezug auf die Temperatur des Öls auf Basis der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors zugewiesen sind, zu speichern, so dass die Umstellungs-Abgabedrücke R, S unter Bezugnahme auf das Solldrehzahl-Entscheidungskennfeld auf Basis der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors gemäß der Öltemperatur geändert werden können, die vom Öltemperatursensor 53 erfasst wird.
Aus diesem Grund werden die Umstellungs-Abgabedrücke R, S und die Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors auf Basis der Öltemperatur aus dem Solldrehzahl-Entscheidungskennfeld ausgelesen, um den Betriebszustand der Ölpumpe 1 beispielsweise in dem Fall zu erkennen, dass die Öltemperatur 130°C ist.
Ferner kann die Beziehung zwischen den Umstellungs-Abgabedrücken R, S, der Drehzahl N3 des Verbrennungsmotors und der Öltemperatur durch Ausführen einer Lernsteuerung gemäß dem Ölabgabedruck, der Öltemperatur und der Drehzahl des Verbrennungsmotors, die während des Betriebs des Verbrennungsmotors erfasst werden, berechnet werden, statt auf das Kennfeld gemäß der vorliegenden Erfindung Bezug zu nehmen.
Die ECU 51 ist dafür ausgelegt, unter der Bedingung dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die vom Öldrucksensor 52 tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck der Ölzufuhrleitung 8 den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, gesunken ist.
Insbesondere ist die ECU 51 dafür ausgelegt, die Daten in Bezug auf die Umstellungs-Abgabedrücke R, S und die Solldrehzahl N3, die miteinander im Zusammenhang stehen, gemäß der Öltemperatur, die vom Öltemperatursensor 53 erfasst wird, zu ändern. Das heißt, die ECU 51 ist dafür ausgelegt, die Daten in Bezug auf die Umstellungs-Abgabedrücke R, S und die Solldrehzahl N3, die mit der Öltemperatur im Zusammenhang steht, aus dem Solldrehzahl-Entscheidungskennfeld auszulesen, das im ROM 51c gespeichert ist.
Die ECU 51 ist dafür ausgelegt, mit Bezug auf den Umstellungs-Abgabedruck R und die Solldrehzahl N3, die aus dem Solldrehzahl-Entscheidungskennfeld ausgelesen werden, unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors nicht kleiner ist als ein vorgegebener Wert, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, gesunken ist, und danach ein Störungssignal auszugeben.
Der ROM 51c der ECU 51 ist dafür ausgelegt, das Ölfehlmengen-Entscheidungskennfeld zu speichern und sich die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die vom Öldrucksensor 54 tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck der Ölzufuhrleitung 8 den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, zu merken, wobei die Abweichung mit der Ölmenge in Zusammenhang steht.
Die ECU 51 ist dafür ausgelegt, die veränderliche Menge des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, gemäß dem Ölfehlmengen-Entscheidungskennfeld zu bestimmen, wodurch die Ölfehlmenge des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, bestimmt wird, d. h. die Ölfehlmenge des Öls, die dem Füllstand entspricht, der unter den optimalen Ölstand gesunken ist.
Die Ölzufuhrvorrichtung 50 ist mit einer Warnvorrichtung 55 versehen, die als Störungswarneinheit dient, die dafür ausgelegt ist, aufzuleuchten und einen Fahrer darüber zu informieren, dass der Ölstand gesunken ist, wenn sie ein Störungssignal von der ECU 51 empfängt. Das Informationsverfahren ist nicht auf die visuelle Warnung, wie das genannte Aufleuchten und dergleichen beschränkt, sondern kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine akustische Warnung, die von Summtönen und dergleichen bewirkt wird, und eine spürbare Warnung, die von Vibrationen bewirkt wird, beinhalten.
Nun wird das Ölstandsenkungs-Entscheidungsverfahren mit Bezug auf das Flussdiagramm beschrieben, das in 13 dargestellt ist. 13 ist eine Darstellung eines Ölstandssenkungs-Entscheidungsprogramms, das im ROM 51c der ECU 51 gespeichert ist und dafür ausgelegt ist, die Entscheidung über eine Ölstandssenkungs gemäß dem Ölstandssenkungs-Entscheidungsprogramm durchzuführen.
Zuerst nimmt die CPU 51a Bezug auf ein Solldrehzahl-Entscheidungskennfeld, das im ROM 51c gespeichert ist, und liest die Solldrehzahlen N3 im Zusammenhang mit einer Mehrzahl von Temperaturen und die Ölabgabedrücke im Hochtemperaturbereich und im üblicherweise verwendeten Temperaturbereich aus (Schritt S1).
Dann nimmt die CPU 51a Bezug auf das Solldrehzahl-Entscheidungskennfeld, das im ROM 51c gespeichert ist, und liest die Umstellungs-Abgabedrücke R, S und die Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors im Zusammenhang mit der aktuellen Öltemperatur, die vom Öltemperatursensor 53 erfasst wird, aus (Schritt S2).
Die folgende Erläuterung wird anhand eines Beispiels gegeben, in dem die Öltemperatur, die vom Öltemperatursensor 53 erfasst wird, 130°C beträgt. Dabei werden die Umstellungs-Abgabedrücke R, S und die Solldrehzahl N3 von einer Eigenschaft in 9 dargestellt. Wie in 9 dargestellt, ist die Pumpe 1 so eingestellt, dass sie so betrieben wird, dass der Ölarbeitsdruck vertikal auf den Umstellungs-Abgabedruck S erhöht wird, wenn der Abgabedruck von der Ölpumpe den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht. Der Unterschied zwischen den Drehzahlen bei den Umstellungs-Abgabedrücken R, S ist ein kleiner Wert, z. B. einige zehn Umdrehungen pro Minute.
Die CPU 51a wird dann betrieben, um zu entscheiden, ob die tatsächliche Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich gemäß den Informationen, die vom Drehzahlsensor 54 erfasst werden, erfasst wird, höher ist als die Solldrehzahl N3 (Schritt S3).
Wenn die CPU 51a in Schritt S3 entscheidet, dass die tatsächliche Drehzahl N gleich oder niedriger ist als die Solldrehzahl N3, entscheidet die CPU 51a, dass die tatsächliche Drehzahl N die Solldrehzahl N3 nicht erreicht, und beendet die aktuelle Verarbeitung.
Wenn die CPU 51a in Schritt S3 entscheidet, dass die tatsächliche Drehzahl N höher ist als die Solldrehzahl N3, stellt die CPU 51a gemäß den erfassten Informationen vom Öldrucksensor 52 fest, ob der aktuelle Öldruck Pw größer ist als der Umstellungs-Abgabedruck S (Schritt S4). Der Unterschied zwischen der tatsächlichen Drehzahl N und der Solldrehzahl N3 ist so eingestellt, dass er größer is als der Unterschied zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors während des Umstellungs-Abgabedrucks R und der Drehzahl des Verbrennungsmotors während des Umstellungs-Abgabedrucks S, wenn die tatsächliche Drehzahl N3 ausgehend vom Umstellungs-Abgabedruck R erhöht wird.
Wenn die CPU 51a in Schritt S4 entscheidet, dass der aktuelle Öldruck Pw größer ist als der Umstellungs-Abgabedruck S, entscheidet die CPU 51a, dass bei der Solldrehzahl N3, wo der Ölabgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck S erreicht, weil er auf normale Weise vom Umstellungs-Abgabedruck R aus erhöht wird, genügend Öl vorhanden ist, und beendet die aktuelle Verarbeitung.
Wenn die CPU 51a in Schritt S4 entscheidet, dass der aktuelle Öldruck Pw gleich oder niedriger ist als der Umstellungs-Abgabedruck S, entscheidet die CPU 51a, ob die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der tatsächlichen Drehzahl N zu der Zeit, wo der tatsächliche Ölabgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, gleich oder größer ist als der Entscheidungswert oder nicht (Schritt S5).
Wenn die CPU 51a entscheidet, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der tatsächlichen Drehzahl N geringer ist als der Entscheidungswert (Schritt S5), entscheidet die CPU 51a, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der tatsächlichen Drehzahl N zu der Zeit, zu der der tatsächliche Ölabgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, im Fehlerbereich liegt, und beendet die aktuelle Verarbeitung.
Der oben geschilderte Ablauf gibt an, dass die Ölpumpe 1 so betrieben wird, dass sie den Abgabedruck unmittelbar nach dem Erreichen des Umstellungs-Abgabedrucks R durch den tatsächlichen Abgabedruck zu der Zeit, zu der die tatsächliche Drehzahl N der Solldrehzahl N3 gleich wird, sofort auf den Umstellungs-Abgabedruck S erhöht. Das heißt, dass die CPU 51a entscheidet, dass genügend Öl in der Ölwanne 11 enthalten ist, so dass ein normaler Ölstand vorhanden ist und keine Luft von der Ölpumpe 1 angesaugt wird.
Wenn die CPU 51a andererseits entscheidet, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der tatsächlichen Drehzahl N gleich oder größer ist als der Entscheidungswert (Schritt S5), zeigt diese Bestimmung durch die CPU 51a an, dass die Ölpumpe 1 so betrieben wird, dass sie den Abgabedruck auf den Umstellungs-Abgabedruck S erhöht, nachdem der tatsächliche Abgabedruck zu der Zeit, zu der die tatsächliche Drehzahl N in dem Drehzahlbereich liegt, der höher ist als der tatsächliche Drehzahlbereich N3, den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht hat. Das heißt, dass die CPU 51a entscheidet, dass der Ölstand des Öls, das in der Ölwanne enthalten ist, gesunken ist, was eine Luftansaugung in der Ölpumpe 1 bewirkt hat.
Dabei gibt die CPU 51a ein Störungssignal an die Warnvorrichtung 55 aus (Schritt S6), die ihrerseits so betrieben wird, dass sie für den Fahrer aufleuchtet. Das Aufleuchten der Warnvorrichtung 55 informiert den Fahrer über den Ölmangel und fordert den Fahrer auf, eine Ölfauffüllung vorzunehmen, um das Öl in der Ölwanne 11 aufzufüllen.
Die CPU 51a nimmt dann Bezug auf das Ölfehlmengen-Entscheidungskennfeld, das im ROM 51c gespeichert ist, und liest die fehlende Ölmenge entsprechend der Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der tatsächlichen Drehzahl N aus. Die CPU 51a gibt danach ein Ölmangelsignal, das die fehlende Ölmenge angibt, an die Warnvorrichtung 55 aus (Schritt S7), und beendet die aktuelle Verarbeitung. Die Warnvorrichtung 55 wird betrieben, um die fehlende Ölmenge zahlenmäßig anzugeben, wenn sie das Ölmangelsignal empfängt.
Die folgende Erläuterung eines Verfahrens zur Bestimmung der Ölmenge, die der Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der tatsächlichen Drehzahl N entspricht, wird unter Bezugnahme auf 14 bis 24 angegeben.
14 bis 18 sind Darstellungen, die jeweils die prozentualen Mischungsverhältnisse des Öls und der Bläschen zeigen, die in der Ölwanne 11 gemischt und enthalten sind, und zeigen jeweils Zustände, in denen die Ölstände des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, schrittweise von 14 zu 18 sinken.
19 bis 23 sind Ansichten, die die Abweichungen zwischen den Solldrehzahlen N3 und den tatsächlichen Drehzahlen N entsprechend den Ölständen zeigen, und zeigen jeweils Zustände, in denen die Abweichungen zwischen den Solldrehzahlen N3 und den tatsächlichen Drehzahlen N von 19 zu 23 steigen.
Wenn der Ölstand Lo des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, auf einem optimalen Stand gehalten wird, wie in 14 dargestellt, das heißt, dass in der Ölwanne 11 eine ausreichende Menge an Öl enthalten ist, liegt der prozentuale Anteil an Luft in der Mischung in Bezug auf die Ölmenge zwischen dem Ölstand Lo und dem Ölstand L1 bei X%.
Der prozentuale Anteil der Luft an der Mischung in Bezug auf die Ölmenge zwischen dem Ölstand L1 und dem Ölstand L2 ist X1% und kleiner als X%. Ferner ist der prozentuale Anteil der Luft an der Mischung in Bezug auf die Ölmenge zwischen dem Ölstand L2 und dem Ölstand L3 X2% und kleiner als X1%.
Der prozentuale Anteil der Luft an der Mischung in Bezug auf die Ölmenge ist zwischen dem Ölstand L3 und dem Ölstand L4 X3% und kleiner als X2%. Ferner ist der prozentuale Anteil der Luft an der Mischung in Bezug auf die Ölmenge unter dem Ölstand L4 X4% und kleiner als X3%. Hierbei ist X4% gleich null. Wie in 14 bis 18 dargestellt, wird die Luftmenge, die mit dem Öl gemischt ist, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, zum Boden der Ölwanne 11 hin weniger.
Wenn der Ölstand Lo bei einem optimalen Ölstand gehalten wird, wie in 14 dargestellt, was bedeutet, dass das Ölsieb 30 bis unter den Ölstand L4 eingetaucht ist, bewirkt der Luftfilter 30 keine Luftansaugung. Zu dieser Zeit ist die Öleigenschaft die gleiche wie beabsichtigt, wie in 19 dargestellt.
Das heißt, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der tatsächlichen Drehzahl N (im Folgenden als eingegrenzte Drehzahl N bezeichnet) zu der Zeit, zu der der tatsächliche Ölabgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, im Fehlerbereich liegt.
Wenn der Ölstand Lo unter den optimalen Ölstand sinkt, so dass das Ölsieb 30 im Bereich der Ölstände L3 und L4 mit dem prozentualen Luftanteil X3 an der Mischung eingetaucht wird, wie in 15 dargestellt, wird eine Luftansaugung in der Ölpumpe 1 bewirkt. Aus diesem Grund wird die eingegrenzte Drehzahl N über die Solldrehzahl N3 hinaus zur Seite der hohen Drehzahlen verschoben, wodurch zugelassen wird, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der eingegrenzten Drehzahl N erhöht wird, wie in 20 dargestellt.
Wenn der Ölstand Lo weiter unter den optimalen Ölstand sinkt, so dass das Ölsieb 30 im Bereich der Ölstande L2 und L3 mit dem prozentualen Luftanteil X2 an der Mischung eingetaucht wird, wie in 16 dargestellt, wird eine weitere Luftansaugung in der Ölpumpe 1 bewirkt. Aus diesem Grund wird die eingegrenzte Drehzahl N über die Solldrehzahl N3 hinaus weiter zur Seite der hohen Drehzahlen verschoben, wodurch zugelassen wird, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der Grenzdrehzahl N weiter erhöht wird, wie in 21 dargestellt.
Wenn der Ölstand Lo weiter unter den optimalen Ölstand sinkt, so dass das Ölsieb 30 im Bereich der Ölstände L1 und L2 mit dem prozentualen Luftanteil X1 an der Mischung eingetaucht wird, wie in 16 dargestellt, wird eine noch weitere Luftansaugung in der Ölpumpe 1 bewirkt. Aus diesem Grund wird die eingegrenzte Drehzahl N über die Solldrehzahl N3 hinaus weiter zur Seite der hohen Drehzahlen verschoben, wodurch zugelassen wird, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der Grenzdrehzahl N weiter erhöht wird, wie in 22 dargestellt. Die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der Grenzdrehzahl N entspricht dabei beispielsweise dem Fall, in dem der Ölstand im roten Bereich ist.
Wenn der Ölstand Lo noch weiter unter den optimalen Ölstand sinkt, so dass das Ölsieb 30 im Bereich der Ölstände Lo und L1 mit dem prozentualen Luftanteil X an der Mischung eingetaucht wird, wie in 18 dargestellt, wird der Ölabgabedruck nicht auf den Umstellungs-Abgabedruck R erhöht und liegt daher unter dem Umstellungs-Abgabedruck S, wie in 18 dargestellt.
Wie in 24 dargestellt, besteht eine Korrelation zwischen der Ölmenge, die in der Ölwanne 11 enthalten ist, und der eingegrenzten Drehzahl N, und somit wird die eingegrenzte Drehzahl N linear mit der sinkenden Ölmenge geändert.
Die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der tatsächlichen Drehzahl N und das Maß der Änderung des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, sind miteinander korreliert. Das Ölfehlmengen-Entscheidungskennfeld ist so erstellt, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 und der tatsächlichen Drehzahl N mit dem Maß der Änderung des Öls, das in der Ölwanne 11 gespeichert ist, im Zusammenhang steht.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist die Ölzufuhrvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Ölpumpe 1 versehen, die so eingestellt ist, dass sie eine Mehrzahl von Umstellungs-Abgabedrücken P, Q, R, S aufweist, bei denen die Ölabgabedrücke für jede der Solldrehzahlen N1, N2, N3 geändert werden, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors die jeweiligen Solldrehzahlen N1, N2, N3, N4 erreichen. Die ECU 51 ist so ausgelegt, dass sie unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, nicht kleiner ist als der vorgegebene Wert, entscheidet, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, gesunken ist.
Wenn die ECU 51 entscheidet, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, kleiner ist als der Entscheidungswert, entscheidet die ECU 51, dass die tatsächliche Drehzahl N eine Drehzahl innerhalb des Fehlerbereichs in der Nähe der Solldrehzahl N3 ist, wodurch die ECU 51 entscheiden kann, dass der tatsächliche Ölabgabedruck vom Umstellungs-Abgabedruck R auf den Umstellungs-Abgabedruck S steigt.
Aus diesem Grund kann die Ölpumpe 1 den Ölabgabedruck umgehend vom Umstellungs-Abgabedruck R auf den Umstellungs-Abgabedruck S erhöhen, wenn der Verbrennungsmotor im hohen Drehzahlbereich läuft, wodurch eine ausreichende Menge an Öl zur Öldüse 46 geliefert werden und der Kolben ausreichend geschmiert werden kann.
Die ECU 51 ist so ausgelegt, dass sie entscheidet, dass der Ölabgabedruck aufgrund der bewirkten Ölansaugung gesunken ist und somit der Füllstand des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, gesunken ist, wenn die tatsächliche Drehzahl N schneller ist als die Solldrehzahl N3 auf die hohe Drehzahl erhöht wird, falls die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, nicht kleiner ist als der Entscheidungswert.
Infolgedessen braucht die Ölzufuhrvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform keinen teuren Ölstandsensor und kann auch auf Ölinspektionsarbeiten verzichten, die vom Fahrer durchgeführt werden, wie sie für die herkömmliche Ölzufuhrvorrichtung nötig sind. Außerdem ist die Ölzufuhrvorrichtung 50 preiswert aufgebaut und kann das Sinken des Ölstands in der Ölwanne zuverlässig erfassen.
Ferner ist die Ölzufuhrvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Öldrucksensor 52 zur Erfassung des Abgabedrucks des Öls, das von der Pumpe 1 abgegeben wird, und einem Drehzahlsensor 54 versehen, der die Drehzahl des Verbrennungsmotors erfasst, wodurch die ECU 51 in der Lage ist, den Abgabedruck des Öls, das von der Ölpumpe 1 abgegeben wird, und die Drehzahl des Verbrennungsmotors gemäß den Informationen, die vom Öldrucksensor 52 und vom Drehzahlsensor 54 erfasst werden, zuverlässig zu erkennen.
Ferner dient die ECU 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dazu, unter der Bedingung, dass die ECU 51 entscheidet, dass zu wenig Öl in der Ölwanne 11 enthalten ist, das Störungssignal an die Warnvorrichtung 55 auszugeben und zu bewirken, dass die Warnvorrichtung 55 eine Warnung ausgibt, wodurch der Fahrer gewarnt werden kann, dass zu wenig Öl vorhanden ist, und der Fahrer aufgefordert werden kann, eine Ölauffüllung vorzunehmen, um das Öl in der Ölwanne 11 aufzufüllen.
Auf diese Weise kann der Fahrer erkennen, dass zu wenig Öl in der Ölwanne 11 vorhanden ist, so dass die Ölzufuhrvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht nur verhindern kann, dass der Verbrennungsmotor mit zu wenig Öl betrieben wird, sondern auch verhindern kann, dass die Schmierleistung in Bezug auf die zu schmierenden Abschnitte 7 schlechter wird.
Die ECU 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist dafür ausgelegt, die Ölmenge, die von der Ölpumpe 1 abgegeben werden soll, auf Basis der Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, zu bestimmen. Infolgedessen braucht die Ölzufuhrvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform keinen teuren Ölstandsensor und kann auch auf die Durchführung einer Ölinspektion durch den Fahrer verzichten, wie sie für die herkömmliche Ölzufuhrvorrichtung nötig ist. Außerdem kann die Ölzufuhrvorrichtung 50 zuverlässig das Sinken des Ölstands in der Ölwanne 11 erfassen.
Ferner weist die Ölzufuhrvorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Öltemperatursensor 53 auf, um die Temperatur des Öls zu erfassen, das von der Ölpumpe 1 abgegeben wird, und ist so ausgelegt, dass sie die Umstellungs-Abgabedrücke R, S auf Basis der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors gemäß der Temperatur des Öls, das von der Ölpumpe 1 abgegeben wird, ändern kann.
Aus diesem Grund kann die ECU 51 den optimalen Umstellungs-Abgabedruck R auf Basis der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors gemäß der Temperatur des Öls, das von der Ölpumpe 1 abgegeben wird, einstellen und kann mit großer Genauigkeit die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, erfassen. Infolgedessen kann die ECU 51 das Sinken des Ölstands mit großer Genauigkeit erfassen.
Ferner ist die ECU 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dafür ausgelegt, den Umstellungs-Abgabedruck R und die Solldrehzahl N3 gemäß den Informationen, die vom Öltemperatursensor 53 erfasst werden, zu berechnen und unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, nicht kleiner ist als der Entscheidungswert, entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, gesunken ist.
Aus diesem Grund kann die ECU 51 mit großer Genauigkeit die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, erfassen. Dies führt dazu, dass die ECU 51 mit großer Genauigkeit entscheiden kann, ob der Ölstand gesunken ist.
Ferner kann die ECU 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ausgelegt sein, dass sie unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl N3 des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem Umstellungs-Abgabedruck R entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl N des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Abgabedruck den Umstellungs-Abgabedruck R erreicht, nicht kleiner ist als der Entscheidungswert, entscheiden, dass der Ölstand des Öls, das in der Ölwanne 11 enthalten ist, gesunken ist.
Obwohl die obige Ausführungsform in Bezug auf einen Fall beschrieben wurde, dass der gegebene Umstellungs-Abgabedruck auf den Umstellungs-Abgabedruck R eingestellt ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Fall beschränkt, sondern kann einen beliebigen der Umstellungs-Abgabedrücke P, Q, T als gegebenen Umstellungs-Abgabedruck einstellen.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, hat die Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung die vorteilhaften Wirkungen, dass das Sinken des Füllstands des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, mit einem kostengünstigen Aufbau zuverlässig erfasst werden kann. Ferner ist die Ölzufuhrvorrichtung des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung als Ölzufuhrvorrichtung geeignet, die so aufgebaut ist, dass sie das Öl zu den zu schmierenden Abschnitten des Verbrennungsmotors der Fahrzeuge liefert und die zu schmierenden Abschnitte schmiert und kühlt.
Bezugszeichenliste

1: Ölpumpe (Pumpeneinheit)
11: Ölwanne (Ölvorratseinheit)
20: Ölzufuhrleitung
50: Ölzufuhrvorrichtung
51: ECU (Störungsfeststellungseinheit)
51a: CPU
51b: RAM
52: Öldrucksensor (Abgabedruck-Erfassungseinheit)
53: Öltemperatursensor (Öltemperatur-Erfassungseinheit)
54: Drehzahlsensor (Drehzahl-Erfassungseinheit)
55: Warnvorrichtung (Störungswarneinheit)

Claims

Ölzufuhrvorrichtung, eine Ölzufuhrleitung, die die Zufuhr eines Öls, das in einer Ölvorratseinrichtung enthalten ist, zu einer Mehrzahl von zu schmierenden Abschnitten eines Verbrennungsmotors ermöglicht und das Öl in die Ölvorratseinheit zurückführt, und eine Pumpeneinheit umfassend, die das Öl, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, zur Ölzufuhrleitung abgibt, wobei die Pumpeneinheit so gesteuert wird, dass sie eine Mehrzahl von unterschiedlichen Stufen aufweist, auf denen der Umfang der Erhöhung des Ölabgabedrucks der Pumpeneinheit in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors auf Basis des Drehzahlbereichs des Verbrennungsmotors geändert wird, wobei die Pumpeneinheit eine Mehrzahl von Umstellungs-Abgabedrücken aufweist, die jeweils für jede von einer Mehrzahl von Solldrehzahlen geändert werden, wenn die jeweiligen Drehzahlen des Verbrennungsmotors die Mehrzahl von Solldrehzahlen erreichen, und eine Störungsfeststellungseinheit, die dazu dient, die Solldrehzahl, die einem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, der aus der Mehrzahl von Umstellungs-Abgabedrücken ausgewählt ist, vorab einzustellen und unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht kleiner ist als ein Entscheidungswert, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist.
Ölzufuhrvorrichtung nach Anspruch 1, eine Abgabedruck-Erfassungseinheit, die den Ölabgabedruck erfasst, der von der Pumpeneinheit abgegeben wird, und eine Drehzahl-Erfassungseinheit aufweisend, die die Drehzahl des Verbrennungsmotors erfasst, und wobei die Störungsfeststellungseinheit dazu dient, gemäß den Informationen, die von der Abgabedruck-Erfassungseinheit und der Drehzahl-Erfassungseinheit erfasst werden, unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht kleiner ist als ein Entscheidungswert, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist.
Ölzufuhrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner eine Störungswarneinheit aufweisend, wobei die Störungsfeststellungseinheit dazu dient, unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht kleiner ist als ein Entscheidungswert, ein Störungssignal an die Störungswarneinheit auszugeben, und die Störungswarneinheit dazu dient, eine Warnung auszugeben, wenn sie das Störungssignal von der Störungsfeststellungseinheit empfängt.
Ölzufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, in der die Störungsfeststellungseinheit dazu dient, die veränderliche Ölmenge, die in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gemäß der Abweichung zu bestimmen.
Ölzufuhrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner eine Öltemperatur-Erfassungseinheit aufweisend, die die Temperatur des Öls erfasst, das von der Pumpeneinheit abgegeben wird, und wobei die Störungsfeststellungseinheit dazu dient, den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck auf Basis der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors gemäß der Temperatur des Öls, das von der Pumpeneinheit abgegeben wird, zu ändern.
Ölzufuhrvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Störungsfeststellungseinheit dazu dient, den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck und die Solldrehzahl, die dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, gemäß den Informationen, die von der Öltemperatur-Erfassungseinheit erfasst werden, zu berechnen und unter der Bedingung, dass die Abweichung zwischen der Solldrehzahl des Verbrennungsmotors, die so eingestellt ist, dass sie dem frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck entspricht, und der tatsächlichen Drehzahl des Verbrennungsmotors, die tatsächlich erfasst wird, wenn der Ölabgabedruck den frei wählbaren Umstellungs-Abgabedruck erreicht, nicht kleiner ist als ein Entscheidungswert, zu entscheiden, dass der Füllstand des Öls, das in der Ölvorratseinheit enthalten ist, gesunken ist.