DE10213598A1

DE10213598A1 - Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb derselben

Info

Publication number: DE10213598A1
Application number: DE10213598A
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Takahara; Yoshihiko 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: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: US6739305B2; DE10213598B4; US20020139345A1; JP4446622B2; JP2002285813A

Abstract

Eine Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine ist mit einem Einlassanschluss (15) und einem Abgabeanschluss (16) versehen, die jeweils in einem Pumpengehäuse (2) ausgebildet sind. Die Ölpumpe (1) weist eine maschinenbetriebene Pumpe (11) auf, die als eine erste Hauptpumpe dient, und eine elektrische Pumpe (21), die als eine zweite Hilfspumpe dient, die beide in einem gemeinsamen Pumpengehäuse enthalten sein können. Die maschinenbetriebene Pumpe (11) wird durch eine Antriebskraft einer Kurbelwelle gedreht und die elektrische Pumpe (21) wird von der Antriebskraft eines Elektromotors gedreht. Dies ermöglicht es, die maximale Leistung der maschinenbetriebenen Pumpe (11), die als die Hauptpumpe dient, zu verringern. In einem Fahrzeugbetriebsbereich, in dem der Ölabgabedruck, der von der maschinenbetriebenen Pumpe (11) erzeugt wird, ungenügend wird, wird die elektrische Pumpe (21), die als die Hilfspumpe dient, gemeinsam mit der maschinenbetriebenen Pumpe (11) so betrieben, dass ein geeigneter Ölabgabedruck oder eine geeignete Ölabgabemenge erreicht werden kann. Es kann auch zugelassen werden, dass die elektrische Pumpe (21) eine Zeit lang nach dem Abschalten der Brennkraftmaschine betrieben wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ölpumpe, die in einer Brennkraftmaschine für ein Fahrzeug genutzt wird, und auf ein Verfahren, um diese Ölpumpe zu betreiben.

Im Allgemeinen ist die Nutzung einer Trochoidenpumpe zur Schmierung einer Brennkraftmaschine (die im folgenden einfach als eine Maschine bezeichnet wird) für ein Fahr zeug, wie sie beispielsweise in JP-A-10-77817 offenbart ist, bekannt. Die vorstehend erwähnte Trochoidenpumpe weist eine Welle auf, die durch eine Antriebskraft einer Kurbelwelle der Maschine so gedreht wird, dass sie das Öl in einer zu einer Drehzahl der Maschine proportionalen Menge abgibt und einen Öldruck und eine Ölabgabemenge er zeugt. Wenn festgestellt wird, dass ein Abgabedruck der Pumpe gleich oder größer als ein vorbestimmter Druckwert wird, öffnet ein Druckbegrenzungsventil, das am Abgabean schluss der Pumpe angeordnet ist, um den Abgabeanschluss mit einem Einlassanschluss zu verbinden. Als Ergebnis wird ein Teil des vom Abgabeanschluss abgegebenen Öls an den Einlassanschluss zurückgegeben. Dies ermöglicht es, eine Beschädigung oder einen Ölaustritt aus einem Maschi nenschmiersystem zu verhindern.

In der vorstehend beschriebenen Ölpumpe für die Ma schine wird ein Überschuss des Öls durch ein Druckbegren zungsventil an eine Niederdruckseite des Schmiersystems zurückgegeben, um so einen im Maschinenschmiersystem auf tretenden Schaden und Ölaustritt zu verhindern. Der vor stehend erwähnte Mechanismus kann jedoch einen Verlust einer mechanischen Energie, die ein Ventilelement gegen eine Federspannkraft bewegt, die durch eine Feder des Druckbegrenzungsventils erzeugt wird, und einen Verlust einer Antriebsenergie verursachen, die das Öl umwälzt, indem sie den Überschuss des von der Ölpumpe hochgepump ten Öls an die Niederdruckseite des Systems zurückgibt. Dies kann eine Brennstoffverbrauchseffizienz verringern, was zu einem Pulsieren oder Geräuschen in der Maschine führt.

Die Werte des Öldrucks und der Ölabgabemenge, die auf die bei einer hohen Maschinendrehzahl benötigten Werte gesteuert werden, können den benötigten Öldruck und die Ölabgabemenge bei einer niedrigen Maschinendrehzahl nicht erreichen, was zu einem nicht ausreichendem Öldruckwert und einer nicht ausreichenden Ölmenge führt. Besonders wenn die Maschine des Fahrzeugs bei einer hohen Tempera tur im Leerlauf ist, wird der Öldruck der Maschine ver ringert. Daher kann der Öldruck und die Ölmenge, die ei nem Lager- und Ventilsystem und anderen Schmierölsystemen zugeführt wird, ungenügend werden.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Ölpumpe für eine Maschine und ein Verfahren zum Betrieb der Ölpumpe zu schaffen, die verhindern, dass der Öldruckwert oder eine Ölabgabemenge bei einer mittleren oder hohen Dreh zahl der Maschine zu groß werden, und die die Betriebs stabilität und Verlässlichkeit der Maschine bei einer niedrigen Drehzahl verbessern.

Weiterhin schafft die Erfindung eine Ölpumpe für eine Maschine und ein Verfahren zum Betrieb der Ölpumpe, bei dem ein Ölabgabegrunddruck von einer maschinenbetriebenen Pumpe erzeugt wird, die von der Antriebskraft der Maschi ne betrieben wird, während die Ölabgabegrundkraft unter Nutzung eines elektrischen Signals gesteuert wird.

Weiterhin schafft die Erfindung eine Ölpumpe für eine Maschine und ein Verfahren zum Betrieb der Ölpumpe, wobei eine maschinenbetriebene Pumpe, die als eine Hauptpumpe dient, und durch die Antriebskraft angetrieben wird, die von der Maschine erzeugt wird, und eine elektrische Pumpe, die als eine Hilfspumpe dient, und durch ein elek trisches Signal angetrieben wird, gemeinsam die Ölpumpe bilden.

In der erfindungsgemäßen Ölpumpe sind eine maschinen betriebene Pumpe, die mit der Abtriebswelle der Maschine gemeinsam gedreht wird, und die elektrische Pumpe, die durch den Elektromotor gedreht wird, im gleichen Pumpen gehäuse vorgesehen. Dies ermöglicht es, dass jede der Pumpen einen Schaden der anderen ausgleichen kann. Dies ermöglicht es weiterhin, die Leistung der Ölpumpe durch Betrieb beider Pumpen zu steigern. Die erfindungsgemäße Ölpumpe kann auf verschiedene Arten in Übereinstimmung mit der beabsichtigten Nutzung betrieben werden, indem die Verteilung der Antriebskraft gesteuert wird, die von zwei Arten von Antriebsquellen bereitgestellt wird. Der Ölabgabegrunddruck, der von der maschinenbetriebenen Pumpe bereit gestellt wird, kann durch den Ölabgabedruck, der von der elektrischen Pumpe abgegeben wird, angepasst oder korrigiert werden. Im Ergebnis kann die Ölpumpe mit hoher Effizienz betrieben werden, indem eine geeignete Energieverteilung durchgeführt wird.

Da die Abtriebswelle der Maschine im Allgemeinen als die Antriebskraftquelle der maschinenbetriebenen Pumpe genutzt wird, sind der resultierende Abgabedruck und die Abgabemenge an die Maschinendrehzahl angepasst. Die Nut zung der elektrischen Pumpe als einer Hilfspumpe zusätz lich zur maschinenbetriebenen Pumpe als der Hauptpumpe erlaubt eine präzise Steuerung der Maschine, die gut an einen Betriebszustand der Maschine angepasst ist.

Die elektrische Pumpe, die als die Hilfspumpe dient, erlaubt die Verringerung der maximalen Kapazität der ma schinenbetriebenen Pumpe, die als die Hauptpumpe dient. Daher wird die elektrische Pumpe in dem Drehzahlbereich betrieben, in dem der von der maschinenbetriebenen Pumpe erzeugte Ölabgabedruck ungenügend wird, um so den Ölabga bedruck und die Ölabgabemenge auf geeignete Werte zu er höhen. Im mittleren oder hohen Drehzahlbereich, in dem der Ölabgabedruck zu groß wird, wird der Ölabgabedruck oder die Ölabgabemenge auf einen Minimalwert gesteuert. Dagegen kann in niederen Drehzahlbereich ein ausreichen der Ölabgabedruck oder eine ausreichende Ölabgabemenge erreicht werden.

Eine erfindungsgemäße Ölpumpe für eine Brennkraftma schine weist ein Rückschlagventil auf, das in einem Öl durchlass angeordnet ist, der einen Abgabeanschluss der maschinenbetriebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elektrischen Pumpe so verbindet, dass es dem Öl nur mög lich ist, in eine Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen. Da es die vorste hend beschriebene Ölpumpe ermöglicht, dass die maschinen betriebene Pumpe allein innerhalb des Pumpengehäuses be trieben wird, ist es nützlich, die erfindungsgemäße Öl pumpe als eine kombinierte Pumpeneinheit zu nutzen, die Zubehör der Ölpumpe umfaßt.

In einem Verfahren zum Betrieb der vorstehenden er findungsgemäßen Ölpumpe wird ein Antriebsschaltkreis zum Antrieb der elektrischen Pumpe betrieben, wenn die Ma schine mindestens einen vorbestimmten Zeitabschnitt in Betrieb ist und die Öltemperatur mindestens ungefähr 80°C erreicht. Als Ergebnis wird das Steckenbleiben der Ölpum pe aufgrund von im Öl enthaltenen Schlamm verhindert, was die Funktionen der Ölpumpe schützt.

In einem Verfahren zum Betrieb der vorstehend erwähn ten erfindungsgemäßen Ölpumpe wird die elektrische Pumpe für einen vorbestimmten Zeitabschnitt nach dem Ausschal ten eines Zündschalters der Maschine betrieben. Die elek trische Pumpe wird vorbereitend so betrieben, dass der nächste Neustart der Maschine sanft durchgeführt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschrei bung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe für eine Maschine gemäß einer Ausführungsform der Erfin dung zeigt;

Fig. 2 ein Diagramm, das den Ölfluss in einem Schmiersystem für die Maschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 3 eine Ansicht, die ein Rückschlagventil für die Ölpumpe für die Maschine gemäß der Ausführungform der Er findung in einem geschlossenen Zustand zeigt;

Fig. 4 eine Ansicht, die das Rückschlagventil für die Ölpumpe für die Maschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung in einem offenen Zustand zeigt;

Fig. 5 ein Blockschaubild einer Steuerschaltung für einen Elektromotor gemäß der ersten Ausführungform der Erfindung;

Fig. 6 ein Schaubild, das eine Beziehung zwischen ei nem Abgabedruck der Pumpe und einer Maschinendrehzahl ge mäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7 eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe für eine Maschine nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigt; und

Fig. 8 eine Ansicht, die ein Rückschlagventil für die Ölpumpe für die Maschine gemäß der Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.

Eine Ölpumpe für einen Verbrennungskraftmaschine (die im Folgenden als eine Maschine bezeichnet wird) wird in den Fig. 1, 2, 3 und 4 gezeigt. Mit Bezug auf Fig. 2 wird Öl für die Maschine aus einer Ölwanne 3 durch eine Ölpum pe 1 hochgepumpt und in einen Einlassanschluss 15 einge saugt. Das Öl wird über eine maschinenbetriebene Pumpe 11 oder eine elektrische Pumpe 21 so durch einen Abgabean schluss 16 abgegeben, dass es einem Maschinenschmierpfad 4 bereitgestellt wird. Eine überschüssige Ölmenge, die von der Ölpumpe 1 unter Druck bereitgestellt wird, wird durch ein Druckbegrenzungsventil 5 auf einer Niederdruck seite an die Ölwanne 3 zurückgegeben.

Mit Bezug auf Fig. 1 weist ein Pumpengehäuse 2 der Ölpumpe 1 den Einlassanschluss 15 und den Abgabeanschluss 16 auf. Die Ölpumpe 1 weist eine maschinenbetriebene Pumpe 11 auf, die als eine erste Pumpe dient, die durch eine Antriebskraft einer Kurbelwelle angetrieben wird, und eine elektrische Pumpe 21, die als eine zweite Pumpe dient und durch eine Antriebskraft eines Elektromotors angetrieben wird, die beide im Pumpengehäuse 2 enthalten sind.

Die maschinenbetriebene Pumpe 11 als die erste Pumpe vom Trochoid-Typ weist eine Pumpenwelle 12 auf, die durch eine und synchron mit einer Kurbelwelle einer Maschine gedreht wird. Die Pumpenwelle 12 ist mit einem ersten An triebsrotor 13 versehen, der als ein innerer Rotor dient. Ein erster angetriebener Rotor 14 als ein äußerer Rotor ist drehbar an einer inneren Wand 7 des Pumpengehäuses 2 an einer Außenseite des ersten Antriebsrotors 13 gela gert. In dieser Ausführungsform weist der erste Antriebs rotor 13 vier Außenzähne auf, die an seiner Außenfläche gebildet sind. Der erste angetriebene Rotor 14 weist fünf Innenzähne auf, so dass deren Anzahl größer als die der Außenzähne des ersten Antriebsrotors 13 ist. Mit Bezug auf Fig. 1 werden die Innenzähne des ersten angetriebenen Rotors 14 mit den Außenzähnen des ersten Antriebsrotors 13 in Eingriff gebracht, wenn der erste Antriebsrotor 13 in einer Richtung wie durch den Pfeil gezeigt dreht, so dass der erste angetriebene Rotor 14 in der gleichen Richtung gedreht wird. Als Ergebnis wird das durch den Einlassanschluss 15 in eine erste Pumpenkammer 17 flie ßende Öl dem Abgabeanschluss 16 bereitgestellt, da sich das Volumen der Pumpenkammer ändert. Das in den Einlass anschluss fließende Öl 15 wird in eine Pumpenkammer ein geführt, die durch die äußeren Zähne des ersten Antriebs rotors 13 und die inneren Zähne des ersten angetriebenen Rotors 14 festgelegt ist. Dann wird das Öl innerhalb der Pumpenkammer dem Abgabeanschluss zur Verfügung gestellt, wenn sich die Pumpenwelle 12 dreht. Das Öl wird schließ lich durch den Abgabeanschluss 16 abgegeben.

Die elektrische Pumpe 21 als zweite Pumpe ist ebenso wie die maschinenbetriebene Pumpe 11 als erste Pumpe vom Trochoid-Typ, und weist den Einlassanschluss 15 auf, der gemeinsam mit der maschinenbetriebenen Pumpe 11 genutzt wird. Ein zweiter Abgabeanschluss 25, der zur elektri schen Pumpe 21 gehört, ist mit dem gemeinsam genutzten Abgabeanschluss 16 durch einen Durchlass 32, eine Ventil fassung 33 und einen Durchlass 34 verbunden. Die Leis tungsfähigkeit der elektrischen Pumpe 21 ist kleiner als die der maschinenbetriebenen Pumpe 11, und sie weist eine Pumpenwelle 22 auf, die synchron mit einer (nicht gezeig ten) elektrischen Motorwelle dreht, an der ein zweiter Antriebsrotor 23 befestigt ist. Ein zweiter angetriebener Rotor 24, der innere Zähne aufweist, die im Eingriff mit den äußeren Zähnen des zweiten Antriebsrotors 23 drehen, ist drehbar an einer inneren Wand 8 des Pumpengehäuses 2 gelagert. Die Abgabeleistung der elektrischen Pumpe 21 ist in Übereinstimmung mit einer Drehzahl des Elektromo tors auf einen vorbestimmten Wert eingestellt. Der zweite Antriebsrotor 23 ist kleiner als der erste Antriebsrotor 13, und der zweite angetriebene Rotor 24 ist kleiner als der erste angetriebene Rotor 14.

Ein Rückschlagventil 31 ist an der Ventilfassung 33 des Pumpengehäuses 2 angebracht. Der Durchlass 32 ist mit . einer Einlassseite der Ventilhalterung 33 verbunden, und der Durchlass 34 ist mit einer Auslassseite der Ventil halterung 33 verbunden. Der zweite Abgabeanschluss 25 der elektrischen Pumpe 21 ist auf einer Einlassseite des Ven tils angebracht. Der mit dem Abgabeanschluss 16 verbun dene Durchlass 34 ist auf einer Auslassseite des Ventils angebracht.

Mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 wird das Rückschlag ventil 31 genau beschrieben. Ein zylindrisches Ventilele ment 36, das einen Boden aufweist, ist verschiebbar an einer Innenwand 331 der Ventilhalterung 33 im Pumpenge häuse 2 befestigt. Eine Schraubendruckfeder 37 befindet sich im Ventilelement 36. Die von der Schraubendruckfeder 37 erzeugte Kraft bewirkt, dass das Ventilelement 36 den Durchlass 32 schließt. Fig. 3 ist eine Ansicht, die das Rückschlagventil 31 in einem geschlossenen Zustand zeigt, und Fig. 4 ist eine Ansicht, die das Rückschlagventil 31 in einem offenen Zustand zeigt. Das Ventilelement 36 wird in einer Position gehalten, in der die Druckdifferenz zwischen dem Durchlass 34 und dem zweiten Abgabeanschluss 25 durch den Federspanndruck der Schraubendruckfeder 37 ausgeglichen wird.

Wenn die Druckdifferenz zwischen dem Durchlass 34 und dem zweiten Abgabeanschluss 25 steigt, was verursacht, dass das Ventilelement 36 den Durchlass 34 mit der Ven tilhalterung 33 verbindet, fließt das Öl in eine Rich tung, die durch Pfeile in Fig. 4 gezeigt ist. Wenn die Antriebskraft des Elektromotors an die zweite Pumpenwelle 22 übertragen wird, dreht sich der zweite Antriebsrotor 23 auf einer Antriebsseite in einer durch den Pfeil in Fig. 1 gezeigten Richtung. Dann dreht sich der zweite an getriebene Rotor 24, der Innenzähne aufweist, die mit den Außenzähnen des zweiten Antriebsrotors 23 in Eingriff stehen, auf einer Abtriebsseite. Demgemäß wird das Öl in die durch die Außenzähne und die Innenzähne der Rotoren 23, 24 festgelegte Pumpenkammer gesaugt. Das Öl wird dann durch Pumpfunktionen aus der Pumpenkammer in den zweiten Abgabeanschluss 25 abgegeben.

Mit Bezug auf Fig. 5 dreht sich die elektrische Pumpe synchron mit der Motorabtriebswelle eines Elektromotors 41, der durch ein Antriebssignal angetrieben wird, das von einer Steuerschaltung 42 gesendet wird. Die Steuer schaltung 42 empfängt ein Öltemperatursignal, das von ei nem Öltemperatursensor 43 gesendet wird, ein Öldrucksig nal, das von einem Öldrucksensor 44 gesendet wird, und ein Maschinendrehzahlsignal, das von einem Maschinendreh zahlsensor 45 gesendet wird, und verarbeitet die Signale so, dass der Strom zum Antrieb des Elektromotors 41 be stimmt wird.

Wenn erkannt wird, dass die Ölversorgung mit Bezug auf den Öldruckwert, der zuvor in Übereinstimmung mit der Drehzahl der im Fahrzeug angebrachten Maschine festgelegt wird, ungenügend ist, erhöht die Steuerschaltung 42 die Drehzahl des Elektromotors 41, bis der Öldruck auf einen vorbestimmten Wert steigt. Die Drehzahl des Elektromotors 41 kann konstant gehalten werden, bis der Öldruckwert gleich dem vorbestimmten Wert wird. Alternativ kann die Drehzahl des Elektromotors 41 beschleunigt werden.

Die elektrische Pumpe 21 wird als eine Hilfspumpe be trieben, wenn der Abgabedruck der maschinenbetriebenen Pumpe 11 nicht einen vorbestimmten Druck erreicht, so dass der Abgabedruck den Zieldruck erreicht. Beispiels weise wird die elektrische Pumpe 21 im Fall der hohen Öl temperatur und niedrigen Maschinendrehzahl zusammen mit der maschinenbetriebenen Pumpe 11 so betrieben, dass der Öldruck erzeugt wird, an dem der in Ölflussrichtung nach der Pumpe geschaltete Öldruckmechanismus gesteuert werden kann. Im Fall einer hohen Maschinendrehzahl wird indessen die maschinenbetriebene Pumpe 11 betrieben und die elek trische Pumpe 21 angehalten.

In der zusammengesetzten Ölpumpe, die die maschinen betriebene Pumpe und die elektrische Pumpe aufweist, wird der Abgabedruck in einem Bereich festgelegt, der von 60 bis 12 kPa in dem Zustand reicht, in dem die Öltemperatur gleich oder höher als 80°C ist und die Maschinendrehzahl gleich oder niedriger als 2000 U/min ist. Das Rückschlag ventil 31 ist zwischen dem zweiten Abgabeanschluss 25 der elektrischen Pumpe 21 und dem damit verbundenen gemeinsam genutzten Abgabeanschluss 16 vorgesehen, um so den Öl fluss von dem Abgabeanschluss 16 zum zweiten Abgabean schluss 25 zu verhindern.

Der Betrieb der Ölpumpe nach einer Ausführungsform der Erfindung wird nun beschrieben. Mit Bezug auf Fig. 6 werden sowohl die maschinenbetriebene Pumpe 11 als auch die elektrische Pumpe 21 betrieben, um den Abgabedruck zu erhöhen, wenn die Maschinendrehzahl in einem niedrigen Drehzahlbereich liegt, wodurch dem Maschinenschmiersystem eine ausreichende Ölmenge zur Verfügung gestellt wird. Wenn die Maschinendrehzahl im mittleren bis hohen Dreh zahlbereich liegt, wird nur die maschinenbetriebene Pumpe 11 betrieben und die elektrische Pumpe 21 angehalten. Als Ergebnis wird der Abgabedruck auf einen vergleichsweise niedrigen Druck angepasst, was den Überschuss der Versor gung mit Öl verringert. Demgemäß kann das zur Schmierung notwendige Öl von der Ölpumpe in einer kleineren Menge bereitgestellt werden, was einen unnötigen Energiever brauch verhindert. Im Folgenden wird der Betriebszustand der Ölpumpe für die Maschine beschrieben.

1. Zustand zum Verhindern eines Betriebsversagens der Maschine

In der gezeigten Ausführungsform wird der Steuer schaltkreis 42 so ausgelegt, dass die elektrische Pumpe 21 dann betrieben wird, wenn eine Gesamtdrehzahl der ma schinenbetriebenen Pumpe 11 oder ein gesamter Zeitab schnitt zum Betrieb der Maschine einen zuvor festgesetz ten Wert erreicht, und die Öltemperatur 80°C oder mehr erreicht. Demgemäß kann das Versagen der elektrischen Pumpe 21 aufgrund einer Adhäsion von im Öl enthaltenen Schlamm verhindert werden.

2. Zustand beim Wiederanlauf der Maschine

Beim Schalten des Zündschalters der Maschine von EIN auf AUS wird die elektrische Pumpe 21 für einen vorbe stimmten Zeitabschnitt betrieben. In diesem Fall wird beispielsweise die elektrische Pumpe 21 für einen be stimmten Zeitabschnitt betrieben, nachdem die Maschine von einem Betriebszustand in einen angehaltenen Zustand wechselt. Beispielsweise wird die elektrische Pumpe 21 für den vorbestimmten Zeitabschnitt betrieben, wenn die laufende Maschine gestoppt wird. Im vorstehend erwähnten Fall kann die Maschine zu einem Zeitpunkt wieder gestar tet werden, zu dem das Einlass-/Abgabeventil in einer op timalen Position steht. Im vorstehend erwähnten Zustand wird ein Öldruck erzeugt, unter dem eine Flügelzellen pumpe mit einem fortlaufend variablen Ventilzeitansteuer mechanismus auf eine beliebige Position zurückgebracht wird. Die Maschine wird angehalten, indem das Einlassven til der Maschine in einen geschlossenen Zustand gebracht wird, um bis zum Neustart der Maschine darin gehalten zu werden.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf Fig. 7 beschrieben. In dieser Ausführungsform wird die maschinenbetriebene Pumpe, die durch eine An triebskraft der Kurbelwelle gedreht wird, getrennt von der vom Elektromotor gedrehten elektrischen Pumpe vorge sehen.

Ein Pumpengehäuse 68, das eine maschinenbetriebene Pumpe 51 aufweist, wird von einem Pumpengehäuse 78, das eine elektrische Pumpe 61 aufweist, getrennt. Die maschi nenbetriebene Pumpe 51 ist in der Nähe der Kurbelwelle angeordnet. Da die elektrische Pumpe 61 vom Elektromotor angetrieben wird und keine Antriebskraft der Kurbelwelle benötigt, ist indessen die Position, an der die elektri sche Pumpe angeordnet werden kann, frei wählbar. Daher kann die elektrische Pumpe an einer Position getrennt von der maschinenbetriebenen Pumpe 51 angeordnet sein.

Mit Bezug auf Fig. 7 wird eine Pumpenwelle 52 durch eine Antriebskraft der Kurbelwelle gedreht. Ein erster Antriebsrotor 53 ist an einer Pumpenwelle 52 befestigt. Ein erster angetriebener Rotor 54 steht mit dem ersten Antriebsrotor 53 im Eingriff. Die maschinenbetriebene Pumpe 51 weist weiterhin einen Einlassanschluss 55 und einen Abgabeanschluss 56 auf. Ein Durchlass 58, der den Einlassanschluss 55 und den Abgabeanschluss 56 umgeht, ist mit einem Druckbegrenzungsventil 59 versehen.

Die elektrische Pumpe 61 weist indessen eine zweite Pumpenwelle 62, die durch die Antriebskraft des Elektro motors gedreht wird, einen zweiten Antriebsrotor 63, der an der zweiten Pumpenwelle 62 befestigt ist, einen zwei ten angetriebenen Rotor 64, der mit dem zweiten Antriebs rotor 63 im Eingriff steht, einen Einlassanschluss 65, und einen Abgabeanschluss 66 auf. Ölversorgungsdurchlässe 69, 70 sind an den Einlassanschlüssen 55, 65 gebildet, die mit einem Ölfilter 6 und der Ölwanne 3 in Verbindung stehen. Die Abgabeanschlüsse 56, 66 stehen mit dem Ma schinenschmierpfad 4 in Verbindung.

Eine andere Ausführungsform, die ein Rückschlagventil aufweist, das in einer Ölpumpe genutzt wird, wird mit Be zug auf Fig. 8 beschrieben. Das Rückschlagventil wird nicht durch Nutzung des Federmechanismus, sondern in Übereinstimmung mit einem Unterschied im Abgabedruck zwi schen der maschinenbetriebenen Pumpe und der elektrischen Pumpe geöffnet und geschlossen.

Der zweite Abgabeanschluss 25 der elektrischen Pumpe ist mit dem Abgabeanschluss 16 über die Durchlässe 72, 73 verbunden. Ein zwischen dem Durchlass 73 und dem Abgabe anschluss 16 vorgesehenes Ventilelement kann an einem konvexen Abschnitt 74 als einem Ventilsitz anstoßen oder davon entfernt sein. Das Ventilelement 76 kann aus einem Material wie einem Metall, einem Kunststoff oder einem Gummi gebildet werden.

In dieser Ausführungsform werden beim Start der Ma schine die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe betrieben. Im Bereich niedriger Drehzahl, in dem der Abgabedruck der von der ersten Pumpenwelle gedrehten maschinenbetriebenen Pumpe nicht ausreichend hoch wird, wird das Ventilelement 76 in einer Richtung geöffnet, die durch die gepunktete Linie in Fig. 8 gezeigt ist, solange der Abgabedruck der elektrischen Pumpe höher als der der maschinenbetriebenen Pumpe ist. Als Ergebnis wird das Öl auf die Seite der Abgabekammer 16 abgegeben.

Im mittleren Drehzahlbereich wird der Abgabedruck der maschinenbetriebenen Pumpe so erhöht, dass eine ausrei chende Menge von Öl mit ausreichendem Ölabgabedruck abge geben wird. Wenn die elektrische Pumpe gestoppt wird, wird das Ventilelement 76 durch den Abgabedruck der ma schinenbetriebenen Pumpe, die durch die erste Pumpenwelle gedreht wird, gegen den konvexen Abschnitt 74 als den Ventilsitz gepresst. Dies versetzt den Öldurchlass in ei nen Ventilschließungszustand und verhindert so den Rück fluss des Öls aus dem Abgabeanschluss 16 an die Seite der elektrischen Pumpe.

Zusammengefaßt leistet die Erfindung Folgendes:
Eine Ölpumpe für eine Brennkraftmaschine ist mit ei nem Einlassanschluss und einem Abgabeanschluss versehen, die jeweils in einem Pumpengehäuse ausgebildet sind. Die Ölpumpe weist eine maschinenbetriebene Pumpe auf, die als eine erste Hauptpumpe dient, und eine elektrische Pumpe, die als eine zweite Hilfspumpe dient, die beide in einem gemeinsamen Pumpengehäuse enthalten sein können. Die ma schinenbetriebene Pumpe wird durch eine Antriebskraft ei ner Kurbelwelle gedreht und die elektrische Pumpe wird von der Antriebskraft eines Elektromotors gedreht. Dies ermöglicht es, die maximale Leistung der maschinenbetrie benen Pumpe, die als die Hauptpumpe dient, zu verringern. In einem Fahrzeugbetriebsbereich, in dem der Ölabgabe druck, der von der maschinenbetriebenen Pumpe erzeugt wird, ungenügend wird, wird die elektrische Pumpe, die als die Hilfspumpe dient, gemeinsam mit der maschinenbe triebenen Pumpe so betrieben, dass ein geeigneter Ölabga bedruck oder eine geeignete Ölabgabemenge erreicht werden kann. Es kann auch zugelassen werden, dass die elektri sche Pumpe eine Zeit lang nach dem Abschalten der Brenn kraftmaschine betrieben wird.

Claims

1. Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, die Folgen des aufweist:
eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die durch eine Abtriebswelle der Brennkraftmaschine gedreht wird;
eine elektrische Pumpe (21), die durch eine An triebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe pa rallel zueinander angeordnet sind; und
ein Rückschlagventil (31), das in einem Öldurchlass zur Verbindung eines Abgabeanschlusses der maschinenbe triebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elektri schen Pumpe so angeordnet ist, dass es dem Öl ermöglicht wird, nur in der Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen.

2. Ölpumpe (1) nach Anspruch 1, wobei die maschinenbe triebene Pumpe (11) eine Zahnradpumpe aufweist.

3. Ölpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die elektrische Pumpe (21) eine Zahnradpumpe aufweist.

4. Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine nach An spruch 1, wobei die elektrische Pumpe (21) angetrieben wird, wenn eine Öltemperatur größer oder gleich 80°C wird und eine Drehzahl der Brennkraftmaschine kleiner oder gleich 2000 U/min wird, so dass ein Abgabedruck in einem Bereich von ungefähr 60 bis ungefähr 120 kPa gehalten wird.

5. Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, die Folgen des aufweist:
einen Einlassanschluss (15);
einen Abgabeanschluss (16);
ein Pumpengehäuse (2), das eine erste Pumpenkammer aufweist, die in einem ersten Durchlass gebildet ist, der den Einlassanschluss (15) mit dem Abgabeanschluss (16) der Ölpumpe (1) verbindet, und eine zweite Pumpenkammer, die in einem zweiten Durchlass gebildet wird, der den ersten Durchlass umgeht und den Einlassanschluss (15) mit dem Abgabeanschluss (16) verbindet;
eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die in der ers ten Pumpenkammer vorgesehen ist und durch eine Antriebs kraft der Brennkraftmaschine gedreht wird;
eine elektrische Pumpe (21), die in der zweiten Pum penkammer vorgesehen ist und von einer Antriebskraft ei nes Elektromotors gedreht wird; und
ein Rückschlagventil (31), das in dem zweiten Durch lass des Pumpengehäuses vorgesehen ist und sich öffnet, wenn ein Öldruck des von der zweiten Pumpenkammer abgege benen Öls um mindestens einen vorbestimmten Wert höher ist als ein Öldruck am Abgabeanschluss der Ölpumpe.

6. Ölpumpe (1) nach Anspruch 5, wobei die maschinenbe triebene Pumpe (11) einen ersten angetriebenen Rotor auf weist, der drehbar an einer inneren Wand der ersten Pum penkammer befestigt ist und eine Vielzahl von Innenzähnen aufweist, und weiterhin einen ersten Antriebsrotor aufweist, der eine Vielzahl von Außenzähnen aufweist, die mit den Innenzäh nen in Eingriff stehen, und eine erste Pumpenwelle auf weist, die am ersten Antriebsrotor angebracht ist und durch eine Antriebskraft der Brennkraftmaschine gedreht wird.

7. Ölpumpe (1) nach Anspruch 6, wobei die elektrische Pumpe (21) einen zweiten angetriebenen Rotor aufweist, der drehbar am zweiten Pumpengehäuse befestigt ist und eine Vielzahl von Innenzähnen aufweist, weiterhin einen zweiten Antriebsrotor aufweist, der eine Vielzahl von Außenzähnen aufweist, die mit den Innenzähnen in Eingriff stehen, und eine zweite Pumpenwelle aufweist, die am zweiten Antriebsrotor angebracht ist und durch eine An triebskraft des Elektromotors gedreht wird.

8. Ölpumpe (1) nach Anspruch 5, wobei die elektrische Pumpe (21) einen angetriebenen Rotor aufweist, der dreh bar an der zweiten Pumpenkammer gefestigt ist und eine Vielzahl von äußeren Zähnen aufweist, weiterhin einen An triebsrotor aufweist, der eine Vielzahl von äußeren Zäh nen aufweist, die mit den inneren Zähnen in Eingriff ste henund eine Pumpenwelle aufweist, der am Antriebsrotor befestigt ist und durch eine Antriebskraft des Elektromo tors gedreht wird.

9. Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine nach An spruch 5, wobei die elektrische Pumpe (21) angetrieben wird, wenn eine Öltemperatur größer oder gleich ungefähr 80°C wird, und eine Drehzahl der Brennkraftmaschine klei ner oder gleich ungefähr 2000 U/min wird, so dass ein Ab gabedruck in einem Bereich von ungefähr 60 bis ungefähr 120 kPa gehalten wird.

10. Verfahren zum Betrieb einer Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, das aufweist:

a) eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die durch eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedreht wird;
b) eine elektrische Pumpe (21), die durch eine An triebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe par allel zueinander angeordnet sind; und
c) ein Rückschlagventil (31), das in einem Öldurch lass angeordnet ist, der einen Abgabeanschluss der ma schinenbetriebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elektrischen Pumpe so verbindet, dass es dem Öl nur er möglicht wird, in einer Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen,

wobei das Verfahren den Betrieb eines Antriebs schaltkreises aufweist, der die elektrische Pumpe an treibt, wenn die Brennkraftmaschine mindestens für einen vorbestimmten Zeitabschnitt betrieben wird und die Öltem peratur mindestens ungefähr 80°C erreicht.

11. Verfahren zum Betriebs einer Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist:

a) ein Pumpengehäuse (2), das eine erste Pumpenkam mer aufweist, die in einem ersten Durchlass gebildet wird, der den Einlassanschluss mit dem Abgabeanschluss der Ölpumpe verbindet, und das eine zweite Pumpenkammer aufweist, die in einem zweiten Durchlass gebildet wird, der den ersten Durchlass umgeht und den Einlassanschluss mit dem Abgabeanschluss verbindet;
b) eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die in der ersten Pumpenkammer vorgesehen ist und durch eine An triebskraft gedreht wird, die von der Brennkraftmaschine erzeugt wird;
c) eine elektrische Pumpe (21), die in der zweiten Pumpenkammer vorgesehen ist und durch eine Antriebskraft eines Elektromotors gedreht wird; und
d) ein Rückschlagventil (31), das in dem zweiten Durchlass des Pumpengehäuses vorgesehen ist und sich öff net, wenn ein Druck des aus der zweiten Pumpenkammer ab gegebenen Öls um mindestens einen vorbestimmten Wert hö her als der Öldruck am Abgabeanschluss der Ölpumpe ist,

wobei das Verfahren weiterhin den Betrieb eines Antriebs schaltkreises aufweist, der die elektrische Pumpe an treibt, wenn die Brennkraftmaschine für mindestens einen vorbestimmten Zeitabschnitt betrieben wird, und die Öl temperatur mindestens ungefähr 80°C erreicht.

12. Verfahren zum Betrieb einer Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist:

a) eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die durch eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine gedreht wird;
b) eine elektrische Pumpe (21), die durch eine An triebskraft eines Elektromotors gedreht wird, wobei die maschinenbetriebene Pumpe und die elektrische Pumpe pa rallel zueinander angeordnet sind; und
c) ein Rückschlagventil (31), das in einem Öldurch lass angeordnet ist, der den Abgabeanschluss der maschi nenbetriebenen Pumpe mit einem Abgabeanschluss der elek trischen Pumpe so verbindet, dass es dem Öl nur gestattet wird, in einer Richtung von der elektrischen Pumpe zur maschinenbetriebenen Pumpe zu fließen,

wobei das Verfahren den Betrieb der elektrischen Pumpe für einen vorbestimmten Zeitabschnitt nach dem Ab schalten eines Zündschalters der Brennkraftmaschine auf weist.

13. Verfahren zum Betrieb einer Ölpumpe (1) für eine Brennkraftmaschine, die Folgendes aufweist:

a) eine Pumpengehäuse (2), das eine erste Pumpenkam mer aufweist, die in einem ersten Durchlass gebildet wird, der den Einlassanschluss mit dem Abgabeanschluss der Ölpumpe verbindet, und das eine zweite Pumpenkammer aufweist, die in einem zweiten Durchlass gebildet wird, der den ersten Durchlass umgeht und den Einlassanschluss mit dem Abgabeanschluss verbindet;
b) eine maschinenbetriebene Pumpe (11), die in der ersten Pumpenkammer vorgesehen ist und von einer An triebskraft gedreht wird, die von der Brennkraftmaschine erzeugt wird;
c) eine elektrische Pumpe (21), die in der zweiten Pumpenkammer vorgesehen ist und durch eine Antriebskraft eines Elektromotors gedreht wird; und
d) ein Rückschlagventil (31), das im zweiten Durch lass des Pumpengehäuses vorgesehen ist und sich öffnet, wenn ein aus der zweiten Pumpenkammer abgegebener Öldruck um mindestens einen vorbestimmten Wert höher als ein Öl druck im Abgabeanschluss der Ölpumpe ist, wobei:

die elektrische Pumpe (21) während eines vorbestimm ten Zeitabschnitts betrieben wird, nachdem ein Zündschal ter der Brennkraftmaschine ausgeschaltet wird.