EP1043483B1 - Verfahren zum Regeln der Schmierung, vorzugsweise bei Verbrennungsmotoren und Anordnung zum Regeln gemäss dem Verfahren - Google Patents

Verfahren zum Regeln der Schmierung, vorzugsweise bei Verbrennungsmotoren und Anordnung zum Regeln gemäss dem Verfahren Download PDF

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EP1043483B1 EP00105639A EP00105639A EP1043483B1 EP 1043483 B1 EP1043483 B1 EP 1043483B1 EP 00105639 A EP00105639 A EP 00105639A EP 00105639 A EP00105639 A EP 00105639A EP 1043483 B1 EP1043483 B1 EP 1043483B1
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pressure
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    • F01M2250/64—Number of revolutions

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the lubrication, preferably in internal combustion engines and an arrangement for regulating according to the method, according to the headings of the main and In addition to the claim
  • a centrifugal governor and the control rod of an injection pump form under Interposition of a lever system, the actuator for a Variable-volume lubricant pump, starting from the crankshaft the internal combustion engine is driven.
  • the result is a, from the injected fuel quantity and the speed of the Internal combustion engine dependent amount of lubricant, which depends on the Lubricant pump promoted the lubrication circuit of the Internal combustion engine is supplied.
  • US 5,884,601 A1 discloses a controlled lubrication on a Internal combustion engine with a volume-controllable lubricant pump.
  • an actuator of Lubricant pump operated with a pressure control loop for the Lubricant pump is provided, comprising a desired pressure value of the Lubricant for a measuring point of the lubricant circuit, as well as a Unit at the signals of the respective target pressure value and the current one Actual pressure of the measuring point of the lubrication circuit.
  • the unit forms a signal of the control deviation; a drive device moves according to the signal of the Regefabweichung that the flow of Lubricant pump regulating actuator.
  • US 5,884,601 A1 is the Set pressure value constant, so that an adjustment to the respective Operating state of the internal combustion engine is not possible.
  • the object of the invention is a generic one Method for controlling the lubrication and on the other hand an arrangement to create rules according to the procedure. It should Input data that is applied to the engine control unit or in this arise, and special functional data of the lubrication state as Influencing variables guarantee a safe lubricating condition. Especially should the most vulnerable points of the internal combustion engine safely be supplied to the required lubricating oil pressure.
  • the arrangement according to the invention comprises a control circuit for the lubricant pump with a characteristic diagram for the operating condition-dependent desired pressure values of the lubricant for one or more selected measuring points in the lubrication circuit. From this map, the operating condition of the engine can be used to call up desired pressure values of the lubricant.
  • a downstream unit the signals of the respective target pressure value and the current actual pressure of one of the selected measuring points of the lubrication circuit abut, forms a signal of the control deviation for a drive device. This adjusts the direction of action of the actuator according to the signal of the control deviation, which regulates the flow rate of the lubricant pump.
  • Fig.1 shows a pressure control circuit 2, z. B. for a driven by an internal combustion engine VM lubricant pump 1, the flow rate by means of an actuator 13 is variable.
  • This lubricant pump 1 feeds the lubrication circuit DK, the z. B. is relieved via a throttle point to the return R. It is shown in FIGS. 1 and 2 only schematically without details.
  • the associated pressure control circuit 2 is constructed as follows. Target pressure values p sw at a selected measuring point M, z. B. a lubrication circuit SK are stored in a map 40 and can when entering the parameters, eg. As the engine speed n, the load L and the engine temperature T, the current operating state of an internal combustion engine 35, are read from this.
  • a control deviation RA is determined in a unit 41 and fed to a control device 42.
  • the actuator 13 is displaced via signals S13 of the control device 42, whereby an increase or decrease is set. This takes place until the actual pressure p i of the oil at the selected measuring point M in the lubricating circuit SK corresponds to the operating state-dependent desired pressure value p sw read from the characteristic map 40.
  • the temperature TL can advantageously be detected, see FIG. 2.
  • a map 40 contains operating state-dependent desired pressure values p sw of one or more selected measuring points M of the lubricating circuit SK, which are retrievable in dependence on the input signals of the operating state.
  • a unit 41 are the input side signals of the respective target pressure value p sw and the current actual pressure p i , from which a signal of the control deviation RA is formed.
  • a control device 42 feeds the actuator 13 in accordance with the signal of the control deviation RA and thus determines its operating direction and the position of the control lever of the lubricant pump 1.
  • a unit 43 see Fig. 2, for evaluating the temperature TL at a particularly vulnerable, the highest loaded bearing VL present.
  • a signal Fmax for setting a maximum delivery of the lubricant pump 1 is formed. This signal Fmax is present on the input side together with the signal of the control deviation RA of a priority circuit 44, whereby only this output side is effective when the signal Fmax is applied, whereby a maximum delivery of the lubricant pump is set.
  • the actuator 13 may be an electromagnet, an electrical, hydraulic or be pneumatic actuator, its control directly or indirectly from the pressure control loop 2 takes place.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Schmierung, vorzugsweise bei Verbrennungsmotoren und eine Anordnung zum Regeln gemäß dem Verfahren, entsprechend den Oberbegriffen des Haupt- und Nebenanspruches
Vorbekannt ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Regeln der Schmierung anhand von Betriebsparametern eines Verbrennungsmotors durch die Schrift DE-P 753 580. Die Schmiermittelmenge, vorzugsweise für die Zylinderschmierung einer Brennkraftmaschine wird abhängig vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine bemessen und ihr zugeführt. Dies wird durch folgenden Aufbau möglich:
Ein Fliehkraftregler und die Regelstange einer Einspritzpumpe bilden unter Zwischenschaltung eines Hebelsystems das Stellglied für eine mengenregelbare Schmiermittelpumpe, die ausgehend von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Im Ergebnis ergibt sich eine, von der eingespritzten Kraftstoffmenge und der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängige Schmiermittelmenge, die von der Schmiermittelpumpe gefördert dem Schmierkreislauf der Brennkraftmaschine zugeführt wird.
Vorbekannt ist eine ähnliche Anordnung durch die Schrift DE 36 37 031 A1 bei Dieselmotoren für den Antrieb von Schiffen. Die Ölpumpe wird belastungsabhängig eingestellt, so dass sie sowohl bei Nenndrehzahl oder - leistung als auch im Teillastbereich des Motors die Schmierung an allen Schmierstellen ausreichend gewährleistet.
Die US 5,884,601 A1 offenbart eine geregelte Schmierung an einem Verbrennungsmotor mit einer mengenregelbaren Schmiermittelpumpe. In Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine wird unter Erfassung von Laststellung und Motordrehzahl ein Stellglied der Schmiermittelpumpe betätigt, wobei ein Druckregelkreis für die Schmiermittelpumpe vorgesehen ist, umfassend einen Soll-Druckwert des Schmiermittels für eine Messstelle des Schmiermittelkreislaufs, sowie eine Einheit an der Signale des jeweiligen Solldruckwerts und des momentanen Ist-Drucks der Messstelle des Schmierkreislaufs anliegen. Die Einheit bildet ein Signal der Regelabweichung; eine Ansteuereinrichtung bewegt entsprechend dem Signal der Regefabweichung das die Fördermenge der Schmiermittelpump regelnde Stellglied. Gemäß der US 5,884,601 A1 ist der Soll-Druckwert konstant, sodass eine Anpassung an den jeweiligen Betriebszustand der Brennkraftmaschine nicht möglich ist.
Sowohl die US 5,339,776 A1 als auch die FR 2 673 677 A1 beschreiben eine geregelte Schmierung an einem Verbrennungsmotor, wobei zur Einstellung des Schmiermitteldrucks der zu regelnde Solldruck betriebsparameterabhängig von Last, Drehzahl, und Temperatur einstellbar ist. Allerdings erfolgt keine örtlich angepasste Versorgung mit Schmiermittel, sodass die Gefahr besteht, dass besonders gefährdete Stellen der Brennkraftmaschine nicht ausreichen mit Schmiermittel versorgt werden.
Der Erfindung liegt einerseits die Aufgabe zugrunde ein gattungsgemäßes Verfahren zum Regeln der Schmierung und andererseits eine Anordnung zum Regeln gemäß dem Verfahren zu schaffen. Dabei sollen Eingangsdaten, die dem Motorsteuergerät anliegen oder in diesem entstehen, und besondere Funktionaldaten des Schmierzustandes als Einflussgrößen einen sicheren Schmierzustand gewährieisten. Insbesondere sollen die jeweils gefährdetsten Stellen der Brennkraftmaschine sicher mit dem erforderlichen Schmieröldruck versorgt werden.
Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren und eine Anordnung mit den jeweiligen Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Haupt- und Nebenanspruches erreicht.
Die erfindungsgemäße Anordnung umfaßt einen Regelkreis für die Schmiermittelpume mit einem Kennfeld für vom Betriebszustand abhängige Solldruckwerte des Schmiermittels für eine oder mehrere ausgewählte Meßstellen im Schmierkreislauf. Aus diesem Kennfeld sind vom Betriebszustand des Motors Solldruckwerte des Schmiermittels abhängig abrufbar. Eine nachgeschaltete Einheit, der Signale des jeweiligen Solldruckwertes und des momentanen Ist-Druckes einer der ausgewählten Meßstellen des Schmierkreislaufes anliegen, bildet ein Signal der Regelabweichung für eine Ansteuereinrichtung. Diese stellt entsprechend dem Signal der Regelabweichung die Wirkrichtung des Stellgliedes ein, welches die Fördermenge der Schmiermittelpumpe regelt.
In dem Kennfeld können direkte und indirekte Einflüsse auf die Schmierung bei allen Betriebsbedingungen eines Motors für die Mengenregelung der Schmierpumpe berücksichtigt werden. Einzelheiten des Verfahrens sowie Ausgestaltungen der Anordnung gemäß den Unteransprüchen werden im Zusammenhang mit den erzielten Vorteilen in der Beschreibung erläutert.
Anhand einer Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend beschrieben.
Es zeigt:
Fig.1
ein schematisiertes Schaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig.2
ein schematisiertes Schaltbild einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführung.
Fig.1 zeigt einen Druckregelkreis 2, z. B. für eine von einem Verbrennungsmotor VM angetriebene Schmiermittelpumpe 1, deren Fördermenge mittels eines Stellgliedes 13 veränderbar ist. Diese Schmiermittelpumpe 1 speist den Schmierkreislauf DK, der z. B. über eine Drosselstelle zum Rücklauf R entlastet wird. Er ist in den Fig. 1 und Fig. 2 nur schematisch ohne Einzelheiten dargestellt.
Der zugehörige Druckregelkreis 2 ist wie folgt aufgebaut. Solldruckwerte psw an einer ausgewählten Meßstelle M, z. B. eines Schmierkreislaufes SK, sind in einem Kennfeld 40 gespeichert und können bei Eingabe der Parameter, z. B. der Motordrehzahl n, der Last L und der Motortemperatur T, des momentanen Betriebszustandes eines Verbrennungsmotors 35, aus diesem ausgelesen werden.
Bei einem Vergleich des ausgelesenen Soll-Druckwertes psw und des Ist-Druckes pi an der ausgewählten Meßstelle M des Schmierkreislaufes SK wird in einer Einheit 41 eine Regelabweichung RA ermittelt und einer Ansteuervorrichtung 42 zugeführt.
. Bei vorhandener Regelabweichung RA wird das Stellglied 13 über Signale S13 der Ansteuervorrichtung 42 verlagert, wobei eine Mehr- oder Minderförderung eingestellt wird. Dies erfolgt, bis der Ist-Druck pi des Öls an der ausgewählten Meßstelle M im Schmierkreislauf SK dem betriebszustandsabhängigen, aus dem Kennfeld 40 ausgelesenen Soll-Druckwert psw entspricht.
An einer besonders gefährdeten Lagerstelle VL des Verbrennungsmotors VM kann vorteilhaft die Temperatur TL erfaßt werden, siehe Fig. 2. Überschreitet die Temperatur TL einen Grenzwert, so wird eine Maximalförderung Fmax der Schmiermittelpumpe eingestellt wird. Die übrigen Parameter des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors VM bleiben in diesem Fall ohne Einfluß auf die eingestellte maximale Fördermenge Fmax.
Die erfindungsgemäße Anordnung zum Regeln der Schmierung, siehe Fig. 1, gemäß dem Verfahren weist folgende Baugruppen auf. Ein Kennfeld 40 enthält betriebszustandsabhängige Soll-Druckwerte psw von einer oder mehreren ausgewählten Meßstellen M des Schmierkreislaufes SK, die in Abhängigkeit von den eingangsseitig anliegenden Signalen des Betriebszustandes abrufbar sind. Einer Einheit 41 liegen eingangsseitig Signale des jeweiligen Soll-Druckwertes psw und des momentanen Ist-Druckes pi an, aus denen ein Signal der Regelabweichung RA gebildet wird. Eine Ansteuereinrichtung 42 speist entsprechend dem Signal der Regelabweichung RA das Stellglied 13 und bestimmt damit dessen Wirkrichtung und die Stellung des Regelhebels der Schmiermittelpumpe 1.
Vorteilhaft ist eine Einheit 43, siehe Fig. 2, zum Auswerten der Temperatur TL an einer besonders gefährdeten, am höchsten belasteten Lagerstelle VL vorhanden. Beim Überschreiten der zulässigen Temperatur TL wird ein Signal Fmax zum Einstellen einer Maximalförderung der Schmiermittelpumpe 1 gebildet.
Dieses Signal Fmax liegt zusammen mit dem Signal der Regelabweichung RA einer Vorrangschaltung 44 eingangsseitig an, wobei beim Anliegen des Signals Fmax nur dieses ausgangsseitig wirksam ist, womit eine Maximalförderung der Schmiermittelpumpe eingestellt wird.
Das Stellglied 13 kann ein Elektromagnet, ein elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Stellmotor sein, dessen Ansteuerung direkt oder indirekt vom Druckregelkreis 2 erfolgt.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Regeln der Schmierung, vorzugsweise für Verbrennungsmotoren mit einer mengenregelbaren Schmiermittelpumpe, deren Stellglied in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine unter Erfassung von Laststellung und Motordrehzahl betätigt wird wobei
    ein Druckregelkreis (2) für die Schmiermittelpumpe (1) ein Kennfeld (40) für vom Betriebszustand abhängige Soll-Druckwerte (pSW) des Schmiermittels für eine oder mehrere ausgewählte Meßstellen (M) des Schmierkreislaufes (SK) aufweist,
    die Soll-Druckwerte (pSW) des Schmiermittels vom Betriebszustand abhängig aus dem Kennfeld (40) abrufbar sind,
    eine Einheit (41), der Signale des jeweiligen Solldruckwertes (pSW) und des momentanen Ist-Druckes (pl) einer der ausgewählten Meßstellen (M) des Schmierkreislaufes (SK) anliegen, ein Signal der Regelabweichung (RA) bildet,
    eine Ansteuereinrichtung (42), die entsprechend dem Signal (1) der Regelabweichung (RA) das die Fördermenge der Schmiermittelpumpe (1) regelnde Stellglied (13) bewegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Auswahl der steuernd wirksamen Messstelle (Mw), an welcher der momentane Ist-Druck (pi) erfasst wird, und des zur Messstelle (Mw) zugehörigen Kennfelds (40) in Abhängigkeit von den Parametern des Betriebszustandes (PBz) des Verbrennungsmotors (VM) bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß an einer besonders gefährdeten Lagerstelle (VL) die Temperatur (TL) erfaßt wird, und beim Überschreiten eines Grenzwertes eine Maximalförderung einstellbar ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet , daß beim Überschreiten eines Grenzwertes der Temperatur (Tl) die übrigen Parameter des Betriebszustandes des Verbrennungsmotors (VM) ohne Einfluß auf die Fördermenge sind.
  4. Anordnung zum Regeln der Schmierung gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, vorzugsweise für Verbrennungsmotoren mit einer mengenregelbaren Schmiermittelpumpe, deren Stellglied in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Brennkraftmaschine bei Erfassung von Laststellung und Motordrehzahl betätigbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß das mengenverändernde Stellglied (13) von einem Druckregelkreis (2) angesteuert ist, der folgende Baugruppen enthält:
    ein Kennfeld (40) für betriebszustandsabhängige Soll-Druckwerte (pSW) für eine oder mehrere ausgewählte Meßstellen (M) des Schmierkreislaufes (SK), die betriebszustandsabhängig abrufbar sind,
    eine Einheit (41), der Signale des jeweiligen Soll-Druckwertes (pSW) und des momentanen Ist-Druckes (pi) anliegen, aus denen ein Signal der Regelabweichung (RA) gebildet wird,
    eine Ansteuereinrichtung (42), die entsprechend dem Signal der Regelabweichung (RA) die Wirkrichtung des Stellgliedes (13) einstellt,
    Mittel zur Auswahl der steuernd wirksamen Messstelle (Mw), an welcher der momentane Ist-Druck (pi) erfasst wird, und des zur Messstelle (Mw) zugehörigen Kennfelds (40) in Abhängigkeit von den Parametern des Betriebszustandes (PBz) des Verbrennungsmotors (VM).
  5. Anordnung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Einheit (43) zum Auswerten der Temperatur (TL) an einer besonders gefährdeten Lagerstelle (VL) angeordnet ist, die beim Überschreiten eines Grenzwertes ein Signal (Fmax) zur Einstellung der Maximalförderung bildet.
  6. Anordnung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (Fmax) für maximale Fördermenge der Einheit (43) zum Auswerten der Temperatur (TL) und das Signal der Regelabweichung (RA) einer Vorrangschaltung (44) eingangsseitig anliegen, wobei bei Anliegen des Signals (Fmax) nur dieses ausgangsseitig wirksam ist.
EP00105639A 1999-04-08 2000-03-16 Verfahren zum Regeln der Schmierung, vorzugsweise bei Verbrennungsmotoren und Anordnung zum Regeln gemäss dem Verfahren Expired - Lifetime EP1043483B1 (de)

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