DE10213598B4

DE10213598B4 - Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb derselben

Info

Publication number: DE10213598B4
Application number: DE10213598A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Kariya Takahara; Yoshihiko Kariya Doi
Original assignee: Toyota Boshoku Corp; Denso Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp; Denso Corp
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP4446622B2; DE10213598A1; US20020139345A1; JP2002285813A; US6739305B2

Abstract

Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, mit:
einer maschinenbetriebenen Pumpe (11), die durch eine Abtriebswelle der Brennkraftmaschine gedreht wird;
einer elektrischen Pumpe (21; 61), die durch eine Antriebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe parallel zueinander angeordnet sind,
einem Rückschlagventil (31), das in einem Öldurchlass zur Verbindung eines Abgabeanschlusses der maschinenbetriebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elektrischen Pumpe so angeordnet ist, dass es dem Öl ermöglicht wird, nur in der Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen, und einer Steuerschaltung (42) zum Ansteuern der elektrischen Pumpe (21; 61),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerschaltung die elektrische Pumpe (21; 61) ansteuert, wenn die Öltemperatur auf oder über etwa 80°C und die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf oder unter 2000 U/min liegt, so dass der Abgabedruck in einem Bereich zwischen etwa 60 und etwa 120 kPa gehalten wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ölpumpe, die in einer Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug genutzt wird, und auf ein Verfahren, um diese Ölpumpe zu betreiben.
Aus der JP 10-77817 A ist eine Trochoidenpumpe zur Schmierung einer Brennkraftmaschine (die im folgenden einfach als eine Maschine bezeichnet wird) für ein Fahrzeug bekannt. Die Trochoidenpumpe weist eine Welle auf, die durch die Antriebskraft der Kurbelwelle der Maschine so gedreht wird, dass sie das Öl in einer zur Drehzahl der Maschine proportionalen Menge abgibt und einen Öldruck und eine Ölabgabemenge erzeugt. Wenn festgestellt wird, dass ein Abgabedruck der Pumpe gleich oder größer als ein vorbestimmter Druckwert wird, öffnet ein Druckbegrenzungsventil, das am Abgabeanschluss der Pumpe angeordnet ist, um den Abgabeanschluss mit einem Einlassanschluss zu verbinden. Als Ergebnis wird ein Teil des vom Abgabeanschluss abgegebenen Öls an den Einlassanschluss zurückgegeben. Dies ermöglicht es, eine Beschädigung oder einen Ölaustritt aus einem Maschinenschmiersystem zu verhindern.
Bei dieser Ölpumpe wird ein Überschuss des Öls durch ein Druckbegrenzungsventil an eine Niederdruckseite des Schmiersystems zurückgegeben, um so einen im Maschinenschmiersystem auftretenden Schaden und Ölaustritt zu verhindern. Der vorstehend erwähnte Mechanismus kann jedoch einen Verlust an mechanischer Energie, die ein Ventilelement gegen eine Federspannkraft bewegt, die durch eine Feder des Druckbegrenzungsventils erzeugt wird, sowie einen Verlust an Antriebsenergie, die das Öl umwälzt, erleiden, da der Überschuss des von der Ölpumpe hochgepumpten Öls an die Niederdruckseite des Systems zurückgegeben wird. Dies kann eine Brennstoffverbrauchseffizienz ver ringern, was zu einem Pulsieren oder Geräuschen in der Maschine führt.
Die Werte des Öldrucks und der Ölabgabemenge, die auf die bei einer hohen Maschinendrehzahl benötigten Werte gesteuert werden, können den benötigten Öldruck und die Ölabgabemenge bei einer niedrigen Maschinendrehzahl nicht erreichen, was zu einem nicht ausreichendem Öldruckwert und einer nicht ausreichenden Ölmenge führt. Besonders wenn die Maschine des Fahrzeugs bei einer hohen Temperatur im Leerlauf ist, wird der Öldruck der Maschine verringert. Daher kann der Öldruck und die Ölmenge, die einem Lager- und Ventilsystem und anderen Schmierölsystemen zugeführt wird, ungenügend werden.
Aus der DE 2916216 A ist eine Einrichtung zur Erwärmung von Teilen einer Brennkraftmaschine unter Zuhilfenahme einer Ölpumpe oder einer Zusatzölpumpe bekannt. Weiter wird erwähnt, dass mittels der Zusatzölpumpe nur in Sonderfällen, z. B. bei zu hoher Öltemperatur, ein Latentwärmespeicher wieder erwärmt werden kann.
Weitere Ölpumpen sind aus der DE 973994 B und der EP 0591167 B1 bekannt. Die DE 973994 B offenbart eine Ölpumpe bestehend aus zwei Zahnradpumpen in einem gemeinsamen Gehäuse. Die EP 0591167 B1 offenbart ein Schmiersystem mit gemeinsam benutztem Ölfilter und lehrt u. a., eine elektrisch betriebene Ölpumpe einige Zeit nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine zu betreiben.
Aus der DE 3929078 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Schmierung einer Brennkraftmaschine mittels einer Ölpumpe und einer elektrisch angetriebenen zusätzlichen Pumpe gemäß dem Oberbegriff der neuen Ansprüche 1 und 8 bekannt.
Hiervon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Ölpumpe für eine Maschine und ein Verfahren zum Betrieb der Ölpumpe zu schaffen, die die Betriebsstabilität und Verlässlichkeit der Maschine bei einer niedrigen Drehzahl verbessern und gleichzeitig verhindern, dass die elektrische Pumpe aufgrund von im Öl enthaltenem Schlamm steckenbleibt, um dadurch die Pumpenfunktion zu erhalten.
Diese Aufgabe wird durch eine Ölpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Ölpumpe sind eine maschinenbetriebene Pumpe, die mit der Abtriebswelle der Maschine gemeinsam gedreht wird, und die elektrische Pumpe, die durch den Elektromotor gedreht wird, im gleichen Pumpengehäuse vorgesehen. Dies ermöglicht es, dass jede der Pumpen einen Schaden der anderen ausgleichen kann. Dies ermöglicht es weiterhin, die Leistung der Ölpumpe durch Betrieb beider Pumpen zu steigern. Die erfindungsgemäße Ölpumpe kann auf verschiedene Arten in Übereinstimmung mit der beabsichtigten Nutzung betrieben werden, indem die Verteilung der Antriebskraft gesteuert wird, die von zwei Arten von Antriebsquellen bereitgestellt wird. Der Ölabgabegrunddruck, der von der maschinenbetriebenen Pumpe bereit gestellt wird, kann durch den Ölabgabedruck, der von der elektrischen Pumpe abgegeben wird, angepasst oder korrigiert werden. Im Ergebnis kann die Ölpumpe mit hoher Effizienz betrieben werden, indem eine geeignete Energieverteilung durchgeführt wird.
Da die Abtriebswelle der Maschine im Allgemeinen als die Antriebskraftquelle der maschinenbetriebenen Pumpe genutzt wird, sind der resultierende Abgabedruck und die Abgabemenge an die Maschinendrehzahl angepasst. Die Nut zung der elektrischen Pumpe als einer Hilfspumpe zusätzlich zur maschinenbetriebenen Pumpe als der Hauptpumpe erlaubt eine präzise Steuerung der Maschine, die gut an einen Betriebszustand der Maschine angepasst ist.
Die elektrische Pumpe, die als die Hilfspumpe dient, erlaubt die Verringerung der maximalen Kapazität der maschinenbetriebenen Pumpe, die als die Hauptpumpe dient. Daher wird die elektrische Pumpe in einem niedrigen Drehzahlbereich betrieben, in dem der von der maschinenbetriebenen Pumpe erzeugte Ölabgabedruck ungenügend wird, um so den Ölabgabedruck und die Ölabgabemenge auf geeignete Werte zu erhöhen. Im mittleren oder hohen Drehzahlbereich, in dem der Ölabgabedruck zu groß wird, wird der Ölabgabedruck oder die Ölabgabemenge auf einen Minimalwert gesteuert. Dagegen kann in niederen Drehzahlbereich ein ausreichender Ölabgabedruck oder eine ausreichende Ölabgabemenge erreicht werden.
Bei der erfindungsgemäßen Ölpumpe wird die elektrische Pumpe angesteuert, wenn die Öltemperatur mindestens ungefähr 80°C beträgt udn die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf oder unter 2000 U/min liegt, so dass der Abgabedruck in einem Bereich zwischen etwa 60 und 120 kPa gehalten wird. Als Ergebnis wird das Steckenbleiben der Ölpumpe aufgrund von im Öl enthaltenen Schlamm verhindert, was die Pumpenfunktion aufrechterhält.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Ölpumpe sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die elektrische Pumpe für einen vorbestimmten Zeitabschnitt nach dem Ausschalten eines Zündschalters der Maschine angesteuert werden. Die elektrische Pumpe wird dadurch auf einen anschließenden Neustart der Maschine vorbereitet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe für eine Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 ein Diagramm, das den Ölfluss in einem Schmiersystem für die Maschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
3 eine Ansicht, die ein Rückschlagventil für die Ölpumpe für die Maschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung in einem geschlossenen Zustand zeigt;
4 eine Ansicht, die das Rückschlagventil für die Ölpumpe für die Maschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung in einem offenen Zustand zeigt;
5 ein Blockschaubild einer Steuerschaltung für einen Elektromotor gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
6 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen einem Abgabedruck der Pumpe und einer Maschinendrehzahl gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;
7 eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe für eine Maschine nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt; und
8 eine Ansicht, die ein Rückschlagventil für die Ölpumpe für die Maschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Eine Ölpumpe für einen Verbrennungskraftmaschine (die im Folgenden als eine Maschine bezeichnet wird) wird in den 1, 2, 3 und 4 gezeigt. Mit Bezug auf 2 wird Öl für die Maschine aus einer Ölwanne 3 durch eine Ölpumpe 1 hochgepumpt und in einen Einlassanschluss 15 eingesaugt. Das Öl wird über eine maschinenbetriebene Pumpe 11 oder eine elektrische Pumpe 21 so durch einen Abgabeanschluss 16 abgegeben, dass es einem Maschinenschmierpfad 4 bereitgestellt wird. Eine überschüssige Ölmenge, die von der Ölpumpe 1 unter Druck bereitgestellt wird, wird durch ein Druckbegrenzungsventil 5 auf einer Niederdruckseite an die Ölwanne 3 zurückgegeben.
Mit Bezug auf 1 weist ein Pumpengehäuse 2 der Ölpumpe 1 den Einlassanschluss 15 und den Abgabeanschluss 16 auf. Die Ölpumpe 1 weist eine maschinenbetriebene Pumpe 11 auf, die als eine erste Pumpe dient, die durch eine Antriebskraft einer Kurbelwelle angetrieben wird, und eine elektrische Pumpe 21, die als eine zweite Pumpe dient und durch eine Antriebskraft eines Elektromotors angetrieben wird, die beide im Pumpengehäuse 2 enthalten sind.
Die maschinenbetriebene Pumpe 11 als die erste Pumpe vom Trochoid-Typ weist eine Pumpenwelle 12 auf, die durch eine und synchron mit einer Kurbelwelle einer Maschine gedreht wird. Die Pumpenwelle 12 ist mit einem ersten Antriebsrotor 13 versehen, der als ein innerer Rotor dient. Ein erster angetriebener Rotor 14 als ein äußerer Rotor ist drehbar an einer inneren Wand 7 des Pumpengehäuses 2 an einer Außenseite des ersten Antriebsrotors 13 gelagert. In dieser Ausführungsform weist der erste Antriebsrotor 13 vier Außenzähne auf, die an seiner Außenfläche gebildet sind. Der erste angetriebene Rotor 14 weist fünf Innenzähne auf, so dass deren Anzahl größer als die der Außenzähne des ersten Antriebsrotors 13 ist. Mit Bezug auf 1 werden die Innenzähne des ersten angetriebenen Rotors 14 mit den Außenzähnen des ersten Antriebsrotors 13 in Eingriff gebracht, wenn der erste Antriebsrotor 13 in einer Richtung wie durch den Pfeil gezeigt dreht, so dass der erste angetriebene Rotor 14 in der gleichen Richtung gedreht wird. Als Ergebnis wird das durch den Einlassanschluss 15 in eine erste Pumpenkammer 17 fließende Öl dem Abgabeanschluss 16 bereitgestellt, da sich das Volumen der Pumpenkammer ändert. Das in den Einlassanschluss fließende Öl 15 wird in eine Pumpenkammer eingeführt, die durch die äußeren Zähne des ersten Antriebsrotors 13 und die inneren Zähne des ersten angetriebenen Rotors 14 festgelegt ist. Dann wird das Öl innerhalb der Pumpenkammer dem Abgabeanschluss zur Verfügung gestellt, wenn sich die Pumpenwelle 12 dreht. Das Öl wird schließlich durch den Abgabeanschluss 16 abgegeben.
Die elektrische Pumpe 21 als zweite Pumpe ist ebenso wie die maschinenbetriebene Pumpe 11 als erste Pumpe vom Trochoid-Typ, und weist den Einlassanschluss 15 auf, der gemeinsam mit der maschinenbetriebenen Pumpe 11 genutzt wird. Ein zweiter Abgabeanschluss 25, der zur elektrischen Pumpe 21 gehört, ist mit dem gemeinsam genutzten Abgabeanschluss 16 durch einen Durchlass 32, eine Ventilfassung 33 und einen Durchlass 34 verbunden. Die Leis tungsfähigkeit der elektrischen Pumpe 21 ist kleiner als die der maschinenbetriebenen Pumpe 11, und sie weist eine Pumpenwelle 22 auf, die synchron mit einer (nicht gezeigten) elektrischen Motorwelle dreht, an der ein zweiter Antriebsrotor 23 befestigt ist. Ein zweiter angetriebener Rotor 24, der innere Zähne aufweist, die im Eingriff mit den äußeren Zähnen des zweiten Antriebsrotors 23 drehen, ist drehbar an einer inneren Wand 8 des Pumpengehäuses 2 gelagert. Die Abgabeleistung der elektrischen Pumpe 21 ist in übereinstimmung mit einer Drehzahl des Elektromotors auf einen vorbestimmten Wert eingestellt. Der zweite Antriebsrotor 23 ist kleiner als der erste Antriebsrotor 13, und der zweite angetriebene Rotor 24 ist kleiner als der erste angetriebene Rotor 14.
Ein Rückschlagventil 31 ist an der Ventilfassung 33 des Pumpengehäuses 2 angebracht. Der Durchlass 32 ist mit einer Einlassseite der Ventilhalterung 33 verbunden, und der Durchlass 34 ist mit einer Auslassseite der Ventilhalterung 33 verbunden. Der zweite Abgabeanschluss 25 der elektrischen Pumpe 21 ist auf einer Einlassseite des Ventils angebracht. Der mit dem Abgabeanschluss 16 verbundene Durchlass 34 ist auf einer Auslassseite des Ventils angebracht.
Mit Bezug auf die 3 und 4 wird das Rückschlagventil 31 genau beschrieben. Ein zylindrisches Ventilelement 36, das einen Boden aufweist, ist verschiebbar an einer Innenwand 331 der Ventilhalterung 33 im Pumpengehäuse 2 befestigt. Eine Schraubendruckfeder 37 befindet sich im Ventilelement 36. Die von der Schraubendruckfeder 37 erzeugte Kraft bewirkt, dass das Ventilelement 36 den Durchlass 32 schließt. 3 ist eine Ansicht, die das Rückschlagventil 31 in einem geschlossenen Zustand zeigt, und 4 ist eine Ansicht, die das Rückschlagventil 31 in einem offenen Zustand zeigt. Das Ventilelement 36 wird in einer Position gehalten, in der die Druckdifferenz zwischen dem Durchlass 34 und dem zweiten Abgabeanschluss 25 durch den Federspanndruck der Schraubendruckfeder 37 ausgeglichen wird.
Wenn die Druckdifferenz zwischen dem Durchlass 34 und dem zweiten Abgabeanschluss 25 steigt, was verursacht, dass das Ventilelement 36 den Durchlass 34 mit der Ventilhalterung 33 verbindet, fließt das Öl in eine Richtung, die durch Pfeile in 4 gezeigt ist. Wenn die Antriebskraft des Elektromotors an die zweite Pumpenwelle 22 übertragen wird, dreht sich der zweite Antriebsrotor 23 auf einer Antriebsseite in einer durch den Pfeil in 1 gezeigten Richtung. Dann dreht sich der zweite angetriebene Rotor 24, der Innenzähne aufweist, die mit den Außenzähnen des zweiten Antriebsrotors 23 in Eingriff stehen, auf einer Abtriebsseite. Demgemäß wird das Öl in die durch die Außenzähne und die Innenzähne der Rotoren 23, 24 festgelegte Pumpenkammer gesaugt. Das Öl wird dann durch Pumpfunktionen aus der Pumpenkammer in den zweiten Abgabeanschluss 25 abgegeben.
Mit Bezug auf 5 dreht sich die elektrische Pumpe synchron mit der Motorabtriebswelle eines Elektromotors 41, der durch ein Antriebssignal angetrieben wird, das von einer Steuerschaltung 42 gesendet wird. Die Steuerschaltung 42 empfängt ein Öltemperatursignal, das von einem Öltemperatursensor 43 gesendet wird, ein Öldrucksignal, das von einem Öldrucksensor 44 gesendet wird, und ein Maschinendrehzahlsignal, das von einem Maschinendrehzahlsensor 45 gesendet wird, und verarbeitet die Signale so, dass der Strom zum Antrieb des Elektromotors 41 bestimmt wird.
Wenn erkannt wird, dass die Ölversorgung mit Bezug auf den Öldruckwert, der zuvor in Übereinstimmung mit der Drehzahl der im Fahrzeug angebrachten Maschine festgelegt wird, ungenügend ist, erhöht die Steuerschaltung 42 die Drehzahl des Elektromotors 41, bis der Öldruck auf einen vorbestimmten Wert steigt. Die Drehzahl des Elektromotors 41 kann konstant gehalten werden, bis der Öldruckwert gleich dem vorbestimmten Wert wird. Alternativ kann die Drehzahl des Elektromotors 41 beschleunigt werden.
Die elektrische Pumpe 21 wird als eine Hilfspumpe betrieben, wenn der Abgabedruck der maschinenbetriebenen Pumpe 11 nicht einen vorbestimmten Druck erreicht, so dass der Abgabedruck den Zieldruck erreicht. Beispielsweise wird die elektrische Pumpe 21 im Fall der hohen Öltemperatur und niedrigen Maschinendrehzahl zusammen mit der maschinenbetriebenen Pumpe 11 so betrieben, dass der Öldruck erzeugt wird, an dem der in Ölflussrichtung nach der Pumpe geschaltete Öldruckmechanismus gesteuert werden kann. Im Fall einer hohen Maschinendrehzahl wird indessen die maschinenbetriebene Pumpe 11 betrieben und die elektrische Pumpe 21 angehalten.
In der zusammengesetzten Ölpumpe, die die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe aufweist, wird der Abgabedruck in einem Bereich festgelegt, der von 60 bis 120 kPa in dem Zustand reicht, in dem die Öltemperatur gleich oder höher als 80°C ist und die Maschinendrehzahl gleich oder niedriger als 2000 U/min ist. Das Rückschlagventil 31 ist zwischen dem zweiten Abgabeanschluss 25 der elektrischen Pumpe 21 und dem damit verbundenen gemeinsam genutzten Abgabeanschluss 16 vorgesehen, um so den Ölfluss von dem Abgabeanschluss 16 zum zweiten Abgabeanschluss 25 zu verhindern.
Der Betrieb der Ölpumpe nach einer Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben. Mit Bezug auf 6 werden sowohl die maschinenbetriebene Pumpe 11 als auch die elektrische Pumpe 21 betrieben, um den Abgabedruck zu erhöhen, wenn die Maschinendrehzahl in einem niedrigen Drehzahlbereich liegt, wodurch dem Maschinenschmiersystem eine ausreichende Ölmenge zur Verfügung gestellt wird. Wenn die Maschinendrehzahl im mittleren bis hohen Drehzahlbereich liegt, wird nur die maschinenbetriebene Pumpe 11 betrieben und die elektrische Pumpe 21 angehalten. Als Ergebnis wird der Abgabedruck auf einen vergleichsweise niedrigen Druck angepasst, was den Überschuss der Versorgung mit Öl verringert. Demgemäß kann das zur Schmierung notwendige Öl von der Ölpumpe in einer kleineren Menge bereitgestellt werden, was einen unnötigen Energieverbrauch verhindert. Im Folgenden wird der Betriebszustand der Ölpumpe für die Maschine beschrieben.
1) Zustand zum Verhindern eines Betriebsversagens der Maschine
In der gezeigten Ausführungsform wird der Steuerschaltkreis 42 so ausgelegt, dass die elektrische Pumpe 21 dann betrieben wird, wenn eine Gesamtdrehzahl der maschinenbetriebenen Pumpe 11 oder ein gesamter Zeitabschnitt zum Betrieb der Maschine einen zuvor festgesetzten Wert erreicht, und die Öltemperatur 80°C oder mehr erreicht. Demgemäß kann das Versagen der elektrischen Pumpe 21 aufgrund einer Adhäsion von im Öl enthaltenen Schlamm verhindert werden.
2) Zustand beim Wiederanlauf der Maschine
Beim Schalten des Zündschalters der Maschine von EIN auf AUS wird die elektrische Pumpe 21 für einen vorbestimmten Zeitabschnitt betrieben. In diesem Fall wird beispielsweise die elektrische Pumpe 21 für einen bestimmten Zeitabschnitt betrieben, nachdem die Maschine von einem Betriebszustand in einen angehaltenen Zustand wechselt. Beispielsweise wird die elektrische Pumpe 21 für den vorbestimmten Zeitabschnitt betrieben, wenn die laufende Maschine gestoppt wird. Im vorstehend erwähnten Fall kann die Maschine zu einem Zeitpunkt wieder gestartet werden, zu dem das Einlass-/Abgabeventil in einer optimalen Position steht. Im vorstehend erwähnten Zustand wird ein Öldruck erzeugt, unter dem eine Flügelzellenpumpe mit einem fortlaufend variablen Ventilzeitansteuermechanismus auf eine beliebige Position zurückgebracht wird. Die Maschine wird angehalten, indem das Einlassventil der Maschine in einen geschlossenen Zustand gebracht wird, um bis zum Neustart der Maschine darin gehalten zu werden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf 7 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird die maschinenbetriebene Pumpe, die durch eine Antriebskraft der Kurbelwelle gedreht wird, getrennt von der vom Elektromotor gedrehten elektrischen Pumpe vorgesehen.
Ein Pumpengehäuse 68, das eine maschinenbetriebene Pumpe 51 aufweist, wird von einem Pumpengehäuse 78, das eine elektrische Pumpe 61 aufweist, getrennt. Die maschinenbetriebene Pumpe 51 ist in der Nähe der Kurbelwelle angeordnet. Da die elektrische Pumpe 61 vom Elektromotor angetrieben wird und keine Antriebskraft der Kurbelwelle benötigt, ist indessen die Position, an der die elektrische Pumpe angeordnet werden kann, frei wählbar. Daher kann die elektrische Pumpe an einer Position getrennt von der maschinenbetriebenen Pumpe 51 angeordnet sein.
Mit Bezug auf 7 wird eine Pumpenwelle 52 durch eine Antriebskraft der Kurbelwelle gedreht. Ein erster Antriebsrotor 53 ist an einer Pumpenwelle 52 befestigt. Ein erster angetriebener Rotor 54 steht mit dem ersten Antriebsrotor 53 im Eingriff. Die maschinenbetriebene Pumpe 51 weist weiterhin einen Einlassanschluss 55 und einen Abgabeanschluss 56 auf. Ein Durchlass 58, der den Einlassanschluss 55 und den Abgabeanschluss 56 umgeht, ist mit einem Druckbegrenzungsventil 59 versehen.
Die elektrische Pumpe 61 weist indessen eine zweite Pumpenwelle 62, die durch die Antriebskraft des Elektromotors gedreht wird, einen zweiten Antriebsrotor 63, der an der zweiten Pumpenwelle 62 befestigt ist, einen zweiten angetriebenen Rotor 64, der mit dem zweiten Antriebsrotor 63 im Eingriff steht, einen Einlassanschluss 65, und einen Abgabeanschluss 66 auf. Ölversorgungsdurchlässe 69, 70 sind an den Einlassanschlüssen 55, 65 gebildet, die mit einem Ölfilter 6 und der Ölwanne 3 in Verbindung stehen. Die Abgabeanschlüsse 56, 66 stehen mit dem Maschinenschmierpfad 4 in Verbindung.
Eine andere Ausführungsform, die ein Rückschlagventil aufweist, das in einer Ölpumpe genutzt wird, wird mit Bezug auf 8 beschrieben. Das Rückschlagventil wird nicht durch Nutzung des Federmechanismus, sondern in Übereinstimmung mit einem Unterschied im Abgabedruck zwischen der maschinenbetriebenen Pumpe und der elektrischen Pumpe geöffnet und geschlossen.
Der zweite Abgabeanschluss 25 der elektrischen Pumpe ist mit dem Abgabeanschluss 16 über die Durchlässe 72, 73 verbunden. Ein zwischen dem Durchlass 73 und dem Abgabeanschluss 16 vorgesehenes Ventilelement kann an einem konvexen Abschnitt 74 als einem Ventilsitz anstoßen oder davon entfernt sein. Das Ventilelement 76 kann aus einem Material wie einem Metall, einem Kunststoff oder einem Gummi gebildet werden.
In dieser Ausführungsform werden beim Start der Maschine die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe betrieben. Im Bereich niedriger Drehzahl, in dem der Abgabedruck der von der ersten Pumpenwelle gedrehten maschinenbetriebenen Pumpe nicht ausreichend hoch wird, wird das Ventilelement 76 in einer Richtung geöffnet, die durch die gepunktete Linie in 8 gezeigt ist, solange der Abgabedruck der elektrischen Pumpe höher als der der maschinenbetriebenen Pumpe ist. Als Ergebnis wird das Öl auf die Seite der Abgabekammer 16 abgegeben.
Im mittleren Drehzahlbereich wird der Abgabedruck der maschinenbetriebenen Pumpe so erhöht, dass eine ausreichende Menge von Öl mit ausreichendem Ölabgabedruck abgegeben wird. Wenn die elektrische Pumpe gestoppt wird, wird das Ventilelement 76 durch den Abgabedruck der maschinenbetriebenen Pumpe, die durch die erste Pumpenwelle gedreht wird, gegen den konvexen Abschnitt 74 als den Ventilsitz gepresst. Dies versetzt den Öldurchlass in einen Ventilschließungszustand und verhindert so den Rückfluss des Öls aus dem Abgabeanschluss 16 an die Seite der elektrischen Pumpe.

Claims

Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, mit: einer maschinenbetriebenen Pumpe (11), die durch eine Abtriebswelle der Brennkraftmaschine gedreht wird; einer elektrischen Pumpe (21; 61), die durch eine Antriebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe parallel zueinander angeordnet sind, einem Rückschlagventil (31), das in einem Öldurchlass zur Verbindung eines Abgabeanschlusses der maschinenbetriebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elektrischen Pumpe so angeordnet ist, dass es dem Öl ermöglicht wird, nur in der Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen, und einer Steuerschaltung (42) zum Ansteuern der elektrischen Pumpe (21; 61), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung die elektrische Pumpe (21; 61) ansteuert, wenn die Öltemperatur auf oder über etwa 80°C und die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf oder unter 2000 U/min liegt, so dass der Abgabedruck in einem Bereich zwischen etwa 60 und etwa 120 kPa gehalten wird.
Ölpumpe (1) nach Anspruch 1, wobei die maschinenbetriebene Pumpe (11) eine Zahnradpumpe aufweist.
Ölpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrische Pumpe (21; 61) eine Zahnradpumpe aufweist.
Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit: einem Einlassanschluss (15); einem Abgabeanschluss (16); einem Pumpengehäuse (2), das eine erste Pumpenkammer aufweist, die in einem ersten Durchlass gebildet ist, der den Einlassanschluss (15) mit dem Abgabeanschluss (16) der Ölpumpe (1) verbindet, und eine zweite Pumpenkammer, die in einem zweiten Durchlass gebildet wird, der den ersten Durchlass umgeht und den Einlassanschluss (15) mit dem Abgabeanschluss (16) verbindet; wobei die maschinenbetriebene Pumpe (11) in der ersten Pumpenkammer vorgesehen ist; wobei die elektrische Pumpe (21) in der zweiten Pumpenkammer vorgesehen ist; und wobei das Rückschlagventil (31) in dem zweiten Durchlass des Pumpengehäuses vorgesehen ist und sich öffnet, wenn ein Öldruck des von der zweiten Pumpenkammer abgegebenen Öls um mindestens einen vorbestimmten Wert höher ist als ein Öldruck am Abgabeanschluss der Ölpumpe.
Ölpumpe (1) nach Anspruch 4, wobei die maschinenbetriebene Pumpe (11) einen ersten angetriebenen Rotor aufweist, der drehbar an einer inneren Wand der ersten Pumpenkammer befestigt ist und eine Vielzahl von Innenzähnen aufweist, und weiterhin einen ersten Antriebsrotor aufweist, der eine Vielzahl von Außenzähnen aufweist, die mit den Innenzähnen in Eingriff stehen, und eine erste Pumpenwelle aufweist, die am ersten Antriebsrotor angebracht ist und durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschine gedreht wird.
Ölpumpe (1) nach Anspruch 5, wobei die elektrische Pumpe (21) einen zweiten angetriebenen Rotor aufweist, der drehbar am zweiten Pumpengehäuse befestigt ist und eine Vielzahl von Innenzähnen aufweist, weiterhin einen zweiten Antriebsrotor aufweist, der eine Vielzahl von Außenzähnen aufweist, die mit den Innenzähnen in Eingriff stehen, und eine zweite Pumpenwelle aufweist, die am zweiten Antriebsrotor angebracht ist und durch eine Antriebskraft des Elektromotors gedreht wird.
Ölpumpe (1) nach Anspruch 4, wobei die elektrische Pumpe (21) einen angetriebenen Rotor aufweist, der drehbar an der zweiten Pumpenkammer befestigt ist und eine Vielzahl von äußeren Zähnen aufweist, weiterhin einen Antriebsrotor aufweist, der eine Vielzahl von äußeren Zähnen aufweist, die mit den inneren Zähnen in Eingriff stehen, und eine Pumpenwelle aufweist, die am Antriebsrotor befestigt ist und durch eine Antriebskraft des Elektromotors gedreht wird.
Verfahren zum Betrieb einer Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine mit: einer maschinenbetriebenen Pumpe (11), die durch eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedreht wird; einer elektrischen Pumpe (21; 61), die durch eine Antriebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe parallel zueinander angeordnet sind; und einem Rückschlagventil (31), das in einem Öldurchlass angeordnet ist, der einen Abgabeanschluss der maschinenbetriebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elektrischen Pumpe so verbindet, dass es dem Öl nur ermöglicht wird, in einer Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen, und einer Steuerschaltung (42) zum Ansteuern der elektrischen Pumpe, gekennzeichnet durch den Schritt Ansteuern der elektrischen Pumpe (21; 61), wenn die Brennkraftmaschine mindestens für einen vorbestimmten Zeitabschnitt betrieben wird und die Öltemperatur auf oder über etwa 80°C und die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf oder unter 2000 U/min liegt, so dass der Abgabedruck in einem Bereich zwischen etwa 60 und etwa 120 kPa gehalten wird.
Verfahren zum Betrieb einer Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, nach Anspruch 8, mit dem Schritt: Ansteuern der elektrischen Pumpe für einen vorbestimmten Zeitabschnitt nach dem Abschalten eines Zündschalters der Brennkraftmaschine.