DE102020001107A1

DE102020001107A1 - Oil supply device for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102020001107A1
Application number: DE102020001107.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Klaiber; Hannes Mayer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2021-08-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ölversorgungseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem von Öl (18) aus wenigstens einem Reservoir (14) durchströmbaren Ölpfad (22), mittels welchem das Öl (18) aus dem Reservoir (14) zu wenigstens einem Verbraucher (16) zu führen ist, um dadurch den Verbraucher (16) mit dem Öl (18) zu versorgen. In dem Ölpfad (22) ist eine elektrisch betreibbare erste Pumpe (30) zum Fördern des Öls (18) durch zumindest einen Teil des Ölpfads (22) angeordnet. In dem Ölpfad (22) ist seriell zu der ersten Pumpe (30) eine mechanisch antreibbare zweite Pumpe (32) zum Fördern des Öls (18) durch zumindest einen Teil des Ölpfads (22) angeordnet. In Strömungsrichtung des durch den Ölpfad (22) hin zu dem Verbraucher (16) strömenden Öls (18) ist die als elektrisch betreibbare Kreiselpumpe ausgebildete erste Pumpe (30) stromauf der als mechanisch antreibbare Verdrängerpumpe ausgebildeten zweiten Pumpe (32) angeordnet.

The invention relates to an oil supply device (10) for a motor vehicle, with at least one oil path (22) through which oil (18) from at least one reservoir (14) can flow and by means of which the oil (18) from the reservoir (14) to at least one consumer (16) is to lead in order to thereby supply the consumer (16) with the oil (18). An electrically operable first pump (30) for conveying the oil (18) through at least part of the oil path (22) is arranged in the oil path (22). A mechanically drivable second pump (32) for conveying the oil (18) through at least part of the oil path (22) is arranged in series with the first pump (30) in the oil path (22). In the direction of flow of the oil (18) flowing through the oil path (22) to the consumer (16), the first pump (30) designed as an electrically operated centrifugal pump is arranged upstream of the second pump (32) designed as a mechanically operated positive displacement pump.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an oil supply device for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Eine solche Ölversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist beispielsweise bereits der DE 10 2017 003 553 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Ölversorgungseinrichtung weist wenigstens einen von Öl aus wenigstens einem Reservoir durchströmbaren Ölpfad auf, mittels welchem das den Ölpfad durchströmende Öl aus dem Reservoir zu wenigstens einem Verbraucher des Kraftfahrzeugs zu führen ist. Hierdurch wird der Verbraucher mit dem Öl aus dem Reservoir versorgt. Beispielsweise kann der Verbraucher mittels des Öls, welches mittels des Ölpfads zu dem Verbraucher geführt wird, betrieben und/oder gekühlt und/oder geschmiert werden.Such an oil supply device for a motor vehicle is, for example, already the DE 10 2017 003 553 A1 as known. The oil supply device has at least one oil path through which oil from at least one reservoir can flow, by means of which the oil flowing through the oil path can be led from the reservoir to at least one consumer of the motor vehicle. This supplies the consumer with the oil from the reservoir. For example, the consumer can be operated and / or cooled and / or lubricated by means of the oil which is guided to the consumer by means of the oil path.

Die Ölversorgungseinrichtung weist außerdem eine in dem Ölpfad angeordnete und elektrisch betreibbare erste Pumpe auf, mittels welcher das Öl aus dem Reservoir durch zumindest einen Teil des Ölpfads gefördert werden kann. Des Weiteren umfasst die Ölversorgungseinrichtung eine in dem Ölpfad seriell zu der ersten Pumpe angeordnete und mechanisch antreibbare beziehungsweise betreibbare zweite Pumpe zum Fördern des Öls durch zumindest einen Teil des Ölpfads. Beispielsweise kann das Öl mittels der Pumpen durch denselben Teil und/oder durch unterschiedliche Teile des Ölpfads gefördert werden.The oil supply device also has a first pump which is arranged in the oil path and can be operated electrically and by means of which the oil can be conveyed from the reservoir through at least part of the oil path. Furthermore, the oil supply device comprises a second pump, arranged in series with the first pump and mechanically drivable or operable, in the oil path, for conveying the oil through at least part of the oil path. For example, the oil can be conveyed through the same part and / or through different parts of the oil path by means of the pumps.

Des Weiteren ist aus der DE 195 38 633 A1 ein Pumpenaggregat zur Förderung von flüssigen Schmiermitteln oder Wärmeträgern bekannt. Der DE 10 2014 009 857 A1 ist eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug als bekannt zu entnehmen. Außerdem offenbart die DE 10 2015 113 839 A1 ein Hydrauliksystem für ein Fahrzeug.Furthermore, from the DE 195 38 633 A1 a pump unit for pumping liquid lubricants or heat carriers known. Of the DE 10 2014 009 857 A1 a drive device for a motor vehicle can be seen as known. In addition, the DE 10 2015 113 839 A1 a hydraulic system for a vehicle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ölversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders zuverlässige Ölversorgung gewährleistet werden kann.The object of the present invention is to further develop an oil supply device of the type mentioned at the beginning in such a way that a particularly reliable oil supply can be ensured.

Diese Aufgabe wird durch eine Ölversorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an oil supply device with the features of claim 1. Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Ölversorgungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders zuverlässige Ölversorgung, insbesondere des wenigstens einen Verbrauchers gewährleistet werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass in Strömungsrichtung des den Ölpfad durchströmenden und dabei durch den Ölpfad hin zu dem Verbraucher strömenden Öls die als elektrisch betreibbare Kreiselpumpe ausgebildete erste Pumpe, welche in dem Ölpfad seriell zu der zweiten Pumpe angeordnet und somit zu der zweiten Pump seriell beziehungsweise in Reihe geschaltet ist, stromauf der als mechanisch antreibbare Verdrängerpumpe ausgebildeten zweiten Pumpe angeordnet ist. Mit anderen Worten, bezogen auf die Strömungsrichtung des den Ölpfad durchströmenden und dabei durch den Ölpfad hin zu dem Verbraucher strömenden Öls ist die zweite Pumpe stromab der ersten Pumpe angeordnet, sodass das Öl auf seinem Weg durch den Ölpfad hin zu dem Verbraucher zunächst die elektrisch betreibbare beziehungsweise antreibbare erste Pumpe, welche einfach auch als elektrische Pumpe bezeichnet wird, und daraufhin die mechanisch antreibbare beziehungsweise betreibbare zweite Pumpe, welche einfach auch als mechanische Pumpe bezeichnet wird, durchströmt. Hierdurch können die Pumpen als Füll- und Unterstützungspumpen fungieren, um eine besonders vorteilhafte und zuverlässige Versorgung des wenigstens einen Verbrauchers mit dem Öl aus dem Reservoir sicherstellen zu können.In order to further develop an oil supply device of the type specified in the preamble of claim 1 in such a way that a particularly reliable oil supply, in particular of the at least one consumer, can be guaranteed, it is provided according to the invention that in the flow direction of the oil flowing through the oil path and thereby through the oil path to the consumer flowing oil, the first pump, designed as an electrically operated centrifugal pump, which is arranged in the oil path in series with the second pump and thus connected in series or in series with the second pump, is arranged upstream of the second pump, designed as a mechanically drivable displacement pump. In other words, based on the flow direction of the oil flowing through the oil path and thereby flowing through the oil path to the consumer, the second pump is arranged downstream of the first pump, so that the oil on its way through the oil path to the consumer is initially electrically operable or drivable first pump, which is also simply referred to as an electric pump, and then flows through the mechanically drivable or operable second pump, which is also simply referred to as a mechanical pump. As a result, the pumps can function as filling and support pumps in order to be able to ensure a particularly advantageous and reliable supply of the at least one consumer with the oil from the reservoir.

Das beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeug ausgebildete Kraftfahrzeug umfasst in seinem vollständig hergestellten Zustand die Ölversorgungseinrichtung und den wenigstens einen Verbraucher, welcher mit dem Öl versorgt und dadurch mittels des Öls betrieben und/oder geschmiert und/oder gekühlt werden kann. Bei dem Verbraucher handelt es sich beispielsweise um eine zusätzlich zu der Ölversorgungseinrichtung vorgesehene, separat von der Ölversorgungseinrichtung ausgebildete Einrichtung, welche beispielsweise eine auch als Motor oder Verbrennungsmotor bezeichnete Verbrennungskraftmaschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs sein kann. Somit kann durch die erfindungsgemäße Ölversorgungseinrichtung eine sichere und zuverlässige Ölversorgung der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet werden. Insbesondere ermöglicht es die Ölversorgungseinrichtung, einen besonders vorteilhaft hohen Druck des Öls aufzubauen, bevor ein eigentlicher Motorstart zum Starten der zunächst deaktivierten Verbrennungskraftmaschine durchgeführt wird. Mit anderen Worten ist durch die Ölversorgungseinrichtung ein vorteilhafter Öldruckaufbau vor dem Motorstart möglich. Des Weiteren ist es mit Hilfe dieser Ölversorgungseinrichtung nicht mehr notwendig, eine Druckölbetankung oder das manuelle Befüllen des Ölkreislaufs bzw. der mechanischen Ölpumpe, vor der ersten Inbetriebnahme durchzuführen.
Über die Motorsteuerung kann somit ein Zyklus definiert werden, der nach Erstbefüllung des Motors oder aber nach einem Ölwechsel eine Vorbefüllung des Ölkreislaufs mit Hilfe der elektrischen Ölpumpe vor dem ersten Motorstart sicherstellt. Außerdem können ein Ölvolumen und ein Öldruck hybridisiert werden. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Ölversorgungseinrichtung die mechanische Pumpe und die elektrische Pumpe umfasst. Außerdem können mittels der Ölversorgungseinrichtung auch besonders extreme Belastungen oder Betriebssituationen abgedeckt werden. Dies bedeutet, dass auch in solchen extremen Betriebssituationen eine hinreichen Ölversorgung gewährleistet werden kann. Bei einer solchen, extremen Betriebssituation handelt es sich beispielsweise um einen Leerlauf oder um einen Heißstart bei hohen Temperaturen.The motor vehicle, designed for example as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle or commercial vehicle, in its fully manufactured state comprises the oil supply device and the at least one consumer which is supplied with the oil and can thus be operated and / or lubricated and / or cooled by means of the oil. The consumer is, for example, a device that is provided in addition to the oil supply device, is designed separately from the oil supply device and can be, for example, an internal combustion engine, also referred to as an engine or internal combustion engine, for driving the motor vehicle. A safe and reliable oil supply to the internal combustion engine can thus be ensured by the oil supply device according to the invention. In particular, the oil supply device makes it possible to build up a particularly advantageously high pressure of the oil before an actual engine start is carried out to start the initially deactivated internal combustion engine. In other words, the oil supply device enables an advantageous oil pressure build-up before the engine is started. Furthermore, with the aid of this oil supply device, it is no longer necessary to refuel with pressurized oil or manually fill the oil circuit or the mechanical oil pump before the first start-up.
A cycle can thus be defined via the engine control, which ensures pre-filling of the oil circuit with the help of the electric oil pump before the engine is started after the engine has been filled for the first time or after an oil change. Also can an oil volume and an oil pressure can be hybridized. This is to be understood in particular as the fact that the oil supply device comprises the mechanical pump and the electrical pump. In addition, particularly extreme loads or operating situations can be covered by means of the oil supply device. This means that an adequate oil supply can be guaranteed even in such extreme operating situations. Such an extreme operating situation is, for example, idling or a hot start at high temperatures.

In vollständig hergestelltem Zustand weist das Kraftfahrzeug beispielsweise einen Ölkreislauf auf, welcher von dem Öl durchströmbar ist. Dabei sind beispielsweise in dem Ölkreislauf das Reservoir, der Verbraucher und die Ölversorgungseinrichtung angeordnet. Auf seinem Weg durch den Ölkreislauf kann das Öl beispielsweise aus dem Reservoir durch den Ölpfad und zu dem Verbraucher strömen und daraufhin, insbesondere über einen Rücklauf, von dem Verbraucher zurück in das Reservoir strömen. Dabei kann mittels der erfindungsgemäßen Versorgungseinrichtung ein besonders hoher Gesamtwirkungsgrad des Ölkreislaufs realisiert werden. Außerdem ermöglicht die Ölversorgungseinrichtung eine vorteilhafte Versorgung von Bauteilen, insbesondere auch im Rahmen eines Start-Stopp- und/oder Hybridbetriebs. Insbesondere beispielsweise dann, wenn die Verbrennungskraftmaschine im Rahmen eines Start-Stopp-Betriebs oder im Rahmen eines Hybridbetriebs automatisch gestartet wird, nachdem sie automatisch abgestellt beziehungsweise deaktiviert wurde, kann eine Versorgung des Verbrauchers mit einer hinreichend großen Menge des Öls in besonders kurzer Zeit gewährleistet werden. Mit anderen Worten kann mittels der Ölversorgungseinrichtung eine besonders schnelle Ölversorgung sichergestellt werden. In the completely manufactured state, the motor vehicle has, for example, an oil circuit through which the oil can flow. For example, the reservoir, the consumer and the oil supply device are arranged in the oil circuit. On its way through the oil circuit, the oil can, for example, flow out of the reservoir through the oil path and to the consumer and then, in particular via a return, flow from the consumer back into the reservoir. A particularly high overall efficiency of the oil circuit can be achieved by means of the supply device according to the invention. In addition, the oil supply device enables components to be advantageously supplied, in particular also in the context of a start-stop and / or hybrid operation. In particular, for example, when the internal combustion engine is started automatically as part of a start-stop operation or as part of a hybrid operation after it has been automatically switched off or deactivated, the consumer can be supplied with a sufficiently large amount of oil in a particularly short time . In other words, a particularly fast oil supply can be ensured by means of the oil supply device.

Der Erfindung liegen insbesondere die folgenden Erkenntnisse zugrunde: Ölpumpen werden in Verbrennungsmotors zur Schmierung, Kühlung und/oder Stellgliederversorgung eingesetzt, um beispielsweise Stellglieder mittels des Öls zu stellen beziehungsweise zu betreiben. Üblicherweise sind die Ölpumpen als mechanisch angetriebene Verdrängerpumpen ausgebildet. Ein Druckaufbau kann erst nach Start der Verbrennungskraftmaschine erfolgen, da die jeweilige Ölpumpe üblicherweise ausschließlich mechanisch und dabei von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere über deren, beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle, antreibbar ist. Mit anderen Worten kann unter dem Merkmal, dass die mechanische Pumpe, insbesondere ausschließlich, mechanisch betreibbar ist, verstanden werden, dass die mechanische Pumpe, insbesondere ausschließlich, von der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine mechanisch angetrieben werden kann. Je nach Startbedingungen kann es üblicherweise bis zu fünf Sekunden nach dem Motorstart dauern, bis ein hinreichender Druck des Öls aufgebaut ist.The invention is based in particular on the following findings: Oil pumps are used in internal combustion engines for lubrication, cooling and / or actuator supply, for example in order to set or operate actuators by means of the oil. The oil pumps are usually designed as mechanically driven positive displacement pumps. A pressure build-up can only take place after the internal combustion engine has started, since the respective oil pump can usually be driven exclusively mechanically and by the internal combustion engine, in particular via its output shaft, which is designed as a crankshaft, for example. In other words, the feature that the mechanical pump, in particular exclusively, can be operated mechanically, can be understood to mean that the mechanical pump, in particular exclusively, can be mechanically driven by the output shaft of the internal combustion engine. Depending on the starting conditions, it can usually take up to five seconds after starting the engine for sufficient pressure to build up in the oil.

Die Ölversorgungseinrichtung ermöglicht es nun, einen hinreichend hohen Druck des Öls in besonders kurzer Zeit beziehungsweise unabhängig von dem Motorstart aufzubauen. Hierzu ist die Ölversorgungseinrichtung als ein Mehrpumpen mit einer Reihenschaltung der Pumpen ausgebildet, wobei die Kreiselpumpe vor der Verdrängerpumpe beziehungsweise stromauf der Verdrängerpumpe angeordnet ist. Die Kreiselpumpe beziehungsweise ihr Pumpengehäuse ist beispielsweise bei minimalem Ölstand stets mit Öl befüllt beziehungsweise in das in dem Reservoir aufgenommene Öl eingetaucht. Dadurch kann ein sofortiger Druckaufbau insbesondere je nach Betriebsstrategie gewährleistet werden. Je nach Betriebsstrategie wird die Kreiselpumpe beispielsweise ausgeschaltet oder als Füllpumpe oder Unterstützungspumpe betrieben.The oil supply device now makes it possible to build up a sufficiently high pressure of the oil in a particularly short time or independently of the engine start. For this purpose, the oil supply device is designed as a multiple pump with a series connection of the pumps, the centrifugal pump being arranged in front of the displacement pump or upstream of the displacement pump. The centrifugal pump or its pump housing is, for example, always filled with oil at the minimum oil level or immersed in the oil received in the reservoir. In this way, an immediate pressure build-up can be guaranteed, in particular depending on the operating strategy. Depending on the operating strategy, the centrifugal pump is switched off, for example, or operated as a filling pump or support pump.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the single figure can be used not only in the specified combination, but also in other combinations or on their own, without the frame to leave the invention.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ölversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen.The single figure of the drawing shows a schematic representation of an oil supply device according to the invention for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle.

Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ölversorgungseinrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug. Dies bedeutet, dass das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand die Ölversorgungseinrichtung 10 aufweist. Insbesondere umfasst das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand einen Ölkreislauf 12, in welchem die Ölversorgungseinrichtung 10, wenigstens oder genau ein Reservoir 14 und wenigstens einen Verbraucher 16 des Kraftfahrzeugs angeordnet sind. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist das Reservoir 14 als eine Ölwanne ausgebildet. Das Kraftfahrzeug weist außerdem eine Verbrennungskraftmaschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug angetrieben werden kann. Dabei ist beispielsweise die Ölwanne Bestandteil der Verbrennungskraftmaschine. In der Ölwanne beziehungsweise in dem Reservoir 14 ist ein als Öl 18 ausgebildetes Schmiermittel aufgenommen, dessen auch als Kegel bezeichneter Füllstand in der Fig. mit 20 bezeichnet ist. Insbesondere hängt der Füllstand 20 des Öls 18 von dessen Menge in dem Reservoir 14 ab, sodass mit abnehmender Menge der Füllstand 20 sinkt und mit zunehmender Menge der Füllstand 20 steigt.The single figure shows an oil supply device in a schematic representation 10 for a motor vehicle. This means that the motor vehicle has the oil supply device in its completely manufactured state 10 having. In particular, the motor vehicle includes an oil circuit in its fully manufactured state 12th , in which the oil supply device 10 , at least or exactly one reservoir 14th and at least one consumer 16 of the motor vehicle are arranged. In the embodiment illustrated in the figure, the reservoir is 14th designed as an oil pan. The motor vehicle also has an internal combustion engine by means of which the motor vehicle can be driven. For example, the oil pan is part of the internal combustion engine. In the oil pan or in the reservoir 14th is an as oil 18th trained lubricant added, its also as a cone The fill level designated is designated by 20 in the FIG. In particular, the level depends 20th of the oil 18th of its amount in the reservoir 14th from, so that with decreasing quantity the level 20th decreases and with increasing amount the level 20th increases.

Die Ölversorgungseinrichtung 10 weist einen von dem Öl 18 aus dem Reservoir 14 durchströmbaren Ölpfad 22 auf, welcher auch als Zulauf bezeichnet wird. Über den Ölpfad 22 kann das Öl 18 aus dem Reservoir 14 hin zu dem Verbraucher 16 geführt werden, wodurch der Verbraucher 16 mit dem Öl 18 aus dem Reservoir 14 versorgt werden kann. Der Verbraucher 16 kann mittels des Öls 18 aus dem Reservoir 14 betrieben und/oder gekühlt und/oder geschmiert werden. Der Verbraucher 16 ist beispielsweise die Verbrennungskraftmaschine oder eine andere Komponente. Beispielsweise ist in der Fig. der Verbraucher 16 stellvertretend für wenigstens eine oder mehrere Schmierstellen gezeigt, welche mittels des Öls zu schmieren und/oder zu kühlen sind. Der Ölkreislauf 12 umfasst auch einen Ölrücklauf 24, über welchen das Öl von dem Verbraucher 16 zurück in das Reservoir 14 geführt wird. Somit ist der Ölpfad 22 in Strömungsrichtung des aus dem Reservoir 14 hin zu dem Verbraucher 16 und von dem Verbraucher 16 zurück zu dem beziehungsweise in das Reservoir 14 strömenden Öls, das heißt in Strömungsrichtung des den Ölkreislauf 12 durchströmenden Öls stromauf des Verbrauchers 16 und stromab des Ölrücklaufs 24 angeordnet, während der Ölrücklauf 24 stromab des Verbrauchers 16 und stromauf des Reservoirs 14 angeordnet ist.The oil supply system 10 tells one of the oil 18th from the reservoir 14th permeable oil path 22nd on, which is also referred to as the inlet. Over the oil path 22nd can the oil 18th from the reservoir 14th towards the consumer 16 be guided by the consumer 16 with the oil 18th from the reservoir 14th can be supplied. The consumer 16 can by means of the oil 18th from the reservoir 14th operated and / or cooled and / or lubricated. The consumer 16 is for example the internal combustion engine or another component. For example, in the figure, the consumer 16 Shown as representative of at least one or more lubrication points which are to be lubricated and / or cooled by means of the oil. The oil circuit 12th also includes an oil return 24 about which the oil is from the consumer 16 back to the reservoir 14th to be led. Thus is the oil path 22nd in the direction of flow from the reservoir 14th towards the consumer 16 and from the consumer 16 back to or into the reservoir 14th flowing oil, i.e. in the direction of flow of the oil circuit 12th oil flowing through upstream of the consumer 16 and downstream of the oil return 24 arranged while the oil return 24 downstream of the consumer 16 and upstream of the reservoir 14th is arranged.

Der Ölpfad 22 weist wenigstens einen Hauptölkanal 26 auf, welcher vorliegend beispielhaft für wenigstens ein oder mehrere Öldruckleitungen gezeigt ist. Außerdem umfasst der Ölpfad 22 eine Saugleitung 28, deren Funktion im Folgenden noch näher erläutert wird. In Strömungsrichtung des durch den Ölpfad 22 hindurchströmenden und dabei zu dem Verbraucher 16 hin strömenden Öls ist die Saugleitung 28 stromauf des Hauptölkanals 26 angeordnet. Die Verbrennungskraftmaschine ist beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildet und weist eine beispielsweise als Kurbelwelle ausgebildete Abtriebswelle auf, über welche die Verbrennungskraftmaschine Drehmomente zum Antreiben des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann.The oil path 22nd has at least one main oil channel 26th on, which is shown here by way of example for at least one or more oil pressure lines. Also includes the oil path 22nd a suction line 28 whose function is explained in more detail below. In the direction of flow through the oil path 22nd flowing through and thereby to the consumer 16 the oil flowing towards it is the suction line 28 upstream of the main oil duct 26th arranged. The internal combustion engine is designed, for example, as a reciprocating piston engine and has an output shaft, for example designed as a crankshaft, via which the internal combustion engine can provide torques for driving the motor vehicle.

Die Ölversorgungseinrichtung 10 weist eine in dem Ölpfad 22 angeordnete und elektrisch betreibbare erste Pumpe 30 auf, mittels welcher das Öl 18 aus dem Reservoir 14 durch zumindest einen Teil des Ölpfads 22 gefördert werden kann. Außerdem umfasst die Ölversorgungseinrichtung 10 eine in dem Ölpfad 22 seriell zu der ersten Pumpe 30 angeordnete und mechanisch antreibbare zweite Pumpe 32, mittels welcher das Öl 18 aus dem Reservoir 14 durch zumindest einen Teil des Ölpfads 22 gefördert werden kann. Die Pumpe 30 wird auch als elektrische Pumpe bezeichnet, wobei die Pumpe 32 auch als mechanische Pumpe bezeichnet wird. Die elektrische Pumpe 30 weist wenigstens ein Förderelement 34 und einen Elektromotor 36 auf, mittels welchem das Förderelement 34 elektrisch angetrieben und dadurch bewegt, insbesondere gedreht, werden kann. Durch Antreiben des Förderelements 34 wird das Öl 18 mittels des Förderelements 34 und dabei mittels der Pumpe 30 gefördert. Die Pumpe 32 weist ein zweites Förderelement 38 auf, welches - wie in der Fig. durch einen Pfeil 40 veranschaulicht ist - über eine Welle 42 von der Verbrennungskraftmaschine, insbesondere von deren Abtriebswelle, mechanisch angetrieben und dadurch bewegt, insbesondere gedreht, werden kann. durch Antreiben des Förderelements 38 wird mittels des Förderelements 38 und somit mittels der Pumpe 32 das Öl 18 durch den Ölpfad 22 gefördert.The oil supply system 10 has one in the oil path 22nd arranged and electrically operated first pump 30th on, by means of which the oil 18th from the reservoir 14th through at least part of the oil path 22nd can be promoted. The oil supply device also includes 10 one in the oil path 22nd in series with the first pump 30th arranged and mechanically drivable second pump 32 , by means of which the oil 18th from the reservoir 14th through at least part of the oil path 22nd can be promoted. The pump 30th is also known as an electric pump, the pump 32 also known as a mechanical pump. The electric pump 30th has at least one conveyor element 34 and an electric motor 36 on, by means of which the conveying element 34 electrically driven and thereby moved, in particular rotated. By driving the conveyor element 34 becomes the oil 18th by means of the conveying element 34 and by means of the pump 30th promoted. The pump 32 has a second conveyor element 38 on which - as in the figure. By an arrow 40 is illustrated - via a shaft 42 can be mechanically driven by the internal combustion engine, in particular by its output shaft, and thereby moved, in particular rotated. by driving the conveyor element 38 is by means of the conveying element 38 and thus by means of the pump 32 the oil 18th through the oil path 22nd promoted.

Um nun eine zuverlässige Ölversorgung des Verbrauchers 16, insbesondere der Verbrennungskraftmaschine, realisieren zu können, ist es bei der Ölversorgungseinrichtung 10 vorgesehen, dass in Strömungsrichtung des durch den Ölpfad 22 hin zu dem Verbraucher 16 strömenden Öls die als elektrisch betreibbare Kreiselpumpe ausgebildete erste Pumpe 30 stromauf der als mechanisch antreibbare Verdrängerpumpe ausgebildeten zweiten Pumpe 32 angeordnet ist. Somit strömt das Öl 18 auf seinem Weg durch den Ölpfad 22 hin zu dem Verbraucher 16 zunächst durch die Pumpe 30 und daraufhin durch die Pumpe 32.A reliable oil supply for the consumer 16 , in particular the internal combustion engine, it is with the oil supply device 10 provided that in the flow direction of the through the oil path 22nd towards the consumer 16 flowing oil, the first pump designed as an electrically operated centrifugal pump 30th upstream of the second pump designed as a mechanically drivable displacement pump 32 is arranged. Thus the oil flows 18th on his way through the oil path 22nd towards the consumer 16 first by the pump 30th and then through the pump 32 .

Der Pumpe 32, insbesondere dem Förderelement 38, ist eine Umgehungseinrichtung 44 zugeordnet. Die Umgehungseinrichtung 44 weist eine Umgehungsleitung 46 auf, welche an jeweiligen Verbindungsstellen V1 und V2 fluidisch mit dem Ölpfad 22 verbunden ist. Die Verbindungsstelle V1 ist dabei stromauf des Förderelements 38 und stromab des Förderelements 34 angeordnet, wobei die Verbindungsstelle V2 stromab des Förderelements 38 und stromauf des Verbrauchers 16 angeordnet ist. Somit kann beispielsweise zumindest ein Teil des den Ölpfads 22 durchströmenden Öls das FM 38 über die Umgehungsleitung 46 umgehen. In der Umgehungsleitung 46 ist ein Rückschlagventil 48 der Umgehungseinrichtung 44 angeordnet. Das Rückschlagventil 48 sperrt in Richtung der Verbindungsstelle V1 und öffnet in Richtung der Verbindungsstelle V2. Außerdem ist ein Überdruckventil 50 vorgesehen, welches beispielsweise dann, wenn ein in dem Hauptölkanal 26 herrschender Druck des Öls einen insbesondere vorgebbaren oder vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, öffnet, sodass zumindest ein Teil des zunächst in dem Hauptölkanal 26 aufgenommenen Öls über das Überdruckventil 50 aus dem Hauptölkanal 26 abgeführt und zurück in das Reservoir 14 geführt werden beziehungsweise zurückströmen kann.The pump 32 , in particular the conveying element 38 , is a bypass device 44 assigned. The bypass device 44 assigns a bypass line 46 on which at respective connection points V1 and V2 fluidic with the oil path 22nd connected is. The junction V1 is upstream of the conveying element 38 and downstream of the conveyor element 34 arranged, the junction V2 downstream of the conveyor element 38 and upstream of the consumer 16 is arranged. Thus, for example, at least part of the oil path 22nd the oil flowing through the FM 38 via the bypass line 46 bypass. In the bypass line 46 is a check valve 48 the bypass device 44 arranged. The check valve 48 locks in the direction of the junction V1 and opens towards the junction V2 . There is also a pressure relief valve 50 provided, which, for example, when a in the main oil channel 26th If the prevailing pressure of the oil exceeds a particular predeterminable or predefined threshold value, opens, so that at least part of the oil initially enters the main oil duct 26th absorbed oil via the pressure relief valve 50 from the main oil duct 26th discharged and back into the reservoir 14th can be guided or flow back.

Außerdem ist aus der Fig. erkennbar, dass die Pumpe 30 einen Ansaugstutzen 52 aufweist, über dessen Öffnung 54 das Förderelement 34 das Öl 18 aus dem Reservoir 14 in den Ölpfad 22 fördern, insbesondere einsaugen, kann. Dabei ist die Öffnung 54 stets, das heißt auch bei minimalem Öl- beziehungsweise Füllstand in dem Reservoir 14, in das Öl 18 eingetaucht, das heißt unterhalb dessen Oberfläche angeordnet. Mit anderen Worten bilden der Ansaugstutzen 52 und dessen Öffnung 54 eine Ansaugung, über die die Pumpe 30 das Öl 18 aus dem Reservoir 14 in den Ölpfad 22 einsaugen und daraufhin weiter zu der Pumpe 32 fördern kann. Dabei ist die Ansaugung unter dem minimalen Ölstand, sodass beispielsweise ein Pumpengehäuse der Pumpe 30 stets mit Öl befüllt ist. Dadurch kann beispielsweise auch dann Öl aus dem Reservoir 14 mittels der Pumpe 30 zumindest in die Saugleitung 28 gefördert und beispielsweise durch die Saugleitung 28 gefördert und/oder zu der Pumpe 32 gefördert werden, wenn die Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist und somit die Pumpe 32 nicht angetrieben wird. Über die Saugleitung 28 kann beispielsweise das Förderelement 38 das Öl 18 aus dem Reservoir 14 ansaugen beziehungsweise das Förderelement 38 kann das Öl, welches mittels des Förderelements 34 in die Saugleitung 28 gefördert wurde, ansaugen und weiter fördern, insbesondere hin zu dem Verbraucher 16 fördern.It can also be seen from the figure that the pump 30th an intake manifold 52 has, over its opening 54 the conveying element 34 the oil 18th from the reservoir 14th in the oil path 22nd can convey, especially suck in. Here is the opening 54 always, that is, even with the minimum oil or fill level in the reservoir 14th , in the oil 18th immersed, that is, arranged below its surface. In other words, form the intake manifold 52 and its opening 54 a suction through which the pump 30th the oil 18th from the reservoir 14th in the oil path 22nd suck in and then continue to the pump 32 can promote. The suction is below the minimum oil level, so that, for example, a pump housing of the pump 30th is always filled with oil. As a result, for example, oil can then also be removed from the reservoir 14th by means of the pump 30th at least in the suction line 28 promoted and for example through the suction line 28 promoted and / or to the pump 32 be promoted when the internal combustion engine is deactivated and thus the pump 32 is not driven. Via the suction line 28 can, for example, the conveyor element 38 the oil 18th from the reservoir 14th suction or the conveying element 38 can the oil, which by means of the delivery element 34 into the suction line 28 was promoted, suck in and continue to promote, especially towards the consumer 16 support financially.

Im Folgenden wird eine mögliche Funktion der Ölversorgungseinrichtung 10 beschrieben: vor einem eigentlichen Motorstart, in dessen Rahmen die zunächst deaktivierte Verbrennungskraftmaschine aktiviert, das heißt in ihren befeuerten Betrieb überführt wird, wird die Pumpe 30 gestartet, indem beispielsweise das Förderelement 34 mittels des Elektromotors 36 angetrieben wird. Hierdurch wird das Öl 18 aus dem Reservoir 14 in die Saugleitung 28 mittels der Pumpe 30 gefördert, sodass die Saugleitung 28 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, mittels der Pumpe 30 mit Öl 18 aus dem Reservoir 14 befüllt wird. Die Pumpe 30 kann das Öl aus dem Reservoir 14 über die Saugleitung 28 in und durch die Umgehungsleitung 46, welche auch als Bypass bezeichnet wird, fördern, wodurch die Pumpe 30 das Öl 18 aus dem Reservoir 14 über die Saugleitung 28 über die Umgehungsleitung 46 beispielsweise in und gegebenenfalls durch den Hauptölkanal 26 sowie gegebenenfalls zu dem Verbraucher 16 fördern kann. Auf diese Weise werden beispielsweise über den Bypass mit dem Rückschlagventil 48 Druckleitungen (Verbraucher 16) mit Öl befüllt, und die Schmierstellen werden mit einem Vordruck des Öls versorgt. Sobald der eigentliche Motorstart durchgeführt wird, das heißt sobald die Verbrennungskraftmaschine startet, wird das Förderelement 38 mechanisch angetrieben, sodass die Schmierstellen sofort mit Drucköl, welches durch Antreiben beziehungsweise Betreiben des Pumpe 32 bereitgestellt wird, versorgt werden. Je nach Auslegung der Pumpen 30 und 32 kann beispielsweise in der Folge die Pumpe 30 ausgeschaltet werden oder als Unterstützungspumpe weiterlaufen. Ist die Pumpe 30 ausgeschaltet, so saugt die Pumpe 32 das Öl 18 aus dem Reservoir 14 durch die als Kreiselpumpe ausgebildete Pumpe 30 beziehungsweise durch das Förderelement 34. Wird daraufhin, beispielsweise im Rahmen eines Start-Stopp-Betriebs, die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere automatisch, abgeschaltet, sodass die Pumpe 32 nicht mehr von der Verbrennungskraftmaschine mechanisch angetrieben wird und stillsteht, so kann - während die Verbrennungskraftmaschine abgeschaltet ist - die Pumpe 30 den Verbraucher 16 beziehungsweise die Verbrennungskraftmaschine mit Öl aus dem Reservoir 14 versorgen, bis die Verbrennungskraftmaschine, insbesondere automatisch, wieder gestartet wird. Die Pumpe 30 kann insbesondere als Unterstützungspumpe bei hohen Öltemperaturen, hohen Lasten und/oder dann laufen, wenn von einem Motorsteuergerät ein besonders hoher Druck des Öls angefordert wird. Insbesondere lassen sich durch die Ölversorgungseinrichtung 10 folgende Vorteile realisieren:

- Betriebssicherheit, Steigerung Robustheit,
- Stellglieder wie Kettenspanner oder Nockenwellenversteller werden schneller mit Öl versorgt. (Kettenlängung bei Motorstart wird reduziert, Drucksteuerventil kann schneller regeln, Nockenwellenversteller können schneller angesteuert werden)
- Verschleißreduzierung
- Abgasturbolader-Nachlaufkühlung, sodass Turboladerschäden aufgrund einer mangelnden Ölversorgung wie beispielsweise bei einem Start-Stopp-Betrieb vermieden werden können
- Reibleistungsreduzierung durch schnellere Ölversorgung
- Verbesserung des Gesamtwirkungsgrads des Ölkreislaufs
- Schneller Öldruckaufbau
- Sichere Ölversorgung auch bei niedrigviskosem Öl
- Verdrängerpumpe kann klein ausgelegt werden
- Abdeckung von auch als Worst-Case-Szenarien bezeichneten, extremen Betriebssituationen wie Leerlauf und/oder Heißstart bei hohen Temperaturen
- Druckölbetankung oder manuelle Erstbefüllung des Ölkreislaufs oder der mechanischen Ölpumpe ist für die Erstinbetriebnahme nicht mehr notwendig
- Definierter Zyklus durch Motorsteuerung gewährleistet mit Hilfe der elektrischen Ölpumpe nach dem Ölwechsel eine Vorbefüllung des Ölkreislaufs vor dem ersten Motorstart

One possible function of the oil supply system is described below 10 described: before an actual engine start, in the context of which the initially deactivated internal combustion engine is activated, that is to say switched to its fired operation, the pump 30th started by, for example, the conveying element 34 by means of the electric motor 36 is driven. This will make the oil 18th from the reservoir 14th into the suction line 28 by means of the pump 30th promoted so that the suction line 28 at least partially, in particular at least predominantly or completely, by means of the pump 30th with oil 18th from the reservoir 14th is filled. The pump 30th can take the oil from the reservoir 14th via the suction line 28 in and through the bypass line 46 , which is also known as a bypass, promote the pump 30th the oil 18th from the reservoir 14th via the suction line 28 via the bypass line 46 for example in and possibly through the main oil duct 26th and, if applicable, to the consumer 16 can promote. In this way, for example, via the bypass with the check valve 48 Pressure lines (consumers 16 ) is filled with oil and the lubrication points are supplied with a pre-pressure of the oil. As soon as the actual engine start is carried out, that is, as soon as the internal combustion engine starts, the conveying element is 38 mechanically driven so that the lubrication points are immediately supplied with pressure oil, which is produced by driving or operating the pump 32 is provided, supplied. Depending on the design of the pumps 30th and 32 can, for example, in the sequence the pump 30th can be switched off or continue to run as a support pump. Is the pump 30th switched off, the pump sucks 32 the oil 18th from the reservoir 14th by the pump designed as a centrifugal pump 30th or by the conveying element 34 . If then, for example in the context of a start-stop operation, the internal combustion engine is switched off, in particular automatically, so that the pump 32 is no longer mechanically driven by the internal combustion engine and is at a standstill, then - while the internal combustion engine is switched off - the pump 30th the consumer 16 or the internal combustion engine with oil from the reservoir 14th supply until the internal combustion engine, in particular automatically, is restarted. The pump 30th can especially run as a support pump at high oil temperatures, high loads and / or when a particularly high oil pressure is requested by an engine control unit. In particular, the oil supply device 10 realize the following advantages:

- operational safety, increased robustness,
- Actuators such as chain tensioners or camshaft adjusters are supplied with oil more quickly. (Chain elongation when the engine is started is reduced, pressure control valve can regulate faster, camshaft adjuster can be controlled more quickly)
- Reduction of wear
- Exhaust gas turbocharger after-run cooling, so that turbocharger damage due to insufficient oil supply, such as during start-stop operation, can be avoided
- Reduction of friction losses through faster oil supply
- Improvement of the overall efficiency of the oil circuit
- Fast oil pressure build-up
- Safe oil supply even with low-viscosity oil
- The positive displacement pump can be designed to be small
- Coverage of extreme operating situations, also known as worst-case scenarios, such as idling and / or hot starts at high temperatures
- Refueling with pressurized oil or manual initial filling of the oil circuit or the mechanical oil pump is no longer necessary for the initial start-up
- A defined cycle by the engine control ensures that the oil circuit is pre-filled with the help of the electric oil pump after the oil change before the engine is started for the first time

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010: ÖlversorgungseinrichtungOil supply device
1212th: ÖlkreislaufOil circuit
1414th: Reservoirreservoir
1616: Verbraucherconsumer
1818th: Öloil
2020th: FüllstandLevel
2222nd: ÖlpfadOil path
2424: RücklaufRewind
2626th: HauptölkanalMain oil duct
2828: SaugleitungSuction line
3030th: erste Pumpefirst pump
3232: zweite Pumpesecond pump
3434: FörderelementConveyor element
3636: FörderelementConveyor element
3838: FörderelementConveyor element
4040: Pfeilarrow
4242: Wellewave
4444: UmgehungseinrichtungBypass device
4646: UmgehungsleitungBypass line
4848: Rückschlagventilcheck valve
5050: ÜberdruckventilPressure relief valve
5252: AnsaugstutzenIntake manifold
5454: Öffnungopening
V1V1: VerbindungsstelleJunction
V2V2: VerbindungsstelleJunction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017003553 A1 [0002]
DE 19538633 A1 [0004]
DE 102014009857 A1 [0004]
DE 102015113839 A1 [0004]

Claims

Oil supply device (10) for a motor vehicle, with at least one oil path (22) through which oil (18) from at least one reservoir (14) can flow and by means of which the oil (18) from the reservoir (14) to at least one consumer (16) in order to thereby supply the consumer (16) with the oil (18), with an electrically operated first pump (30) arranged in the oil path (22) for conveying the oil (18) through at least part of the oil path ( 22), and with a mechanically drivable second pump (32) arranged in series with the first pump (30) in the oil path (22) for conveying the oil (18) through at least part of the oil path (22), characterized in that In the direction of flow of the oil (18) flowing through the oil path (22) to the consumer (16), the first pump (30) designed as an electrically operated centrifugal pump is arranged upstream of the second pump (32) designed as a mechanically driven positive displacement pump.

Oil supply device (10) Claim 1 , characterized in that the reservoir (14) is arranged upstream of the first pump (30) in the direction of flow of the oil (18) flowing through the oil path (22) to the consumer (16).

Oil supply device (10) Claim 1 or 2 , characterized in that an opening (54) of an intake port (52), via the opening (54) of which the oil (18) can be conveyed from the reservoir (14) into the oil path (22) by means of the first pump (30), in particular at least when the motor vehicle is deactivated, in which the oil (18) received in the reservoir (14) is immersed.