DE112008000963T5

DE112008000963T5 - Integrierter Ölzustands- und -füllstandssensor

Info

Publication number: DE112008000963T5
Application number: DE112008000963T
Authority: DE
Inventors: Robert Dean Davisburg Keller; Gerrit V. Lake Orion Beneker
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2007-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2010-03-25
Also published as: MX2009010918A; CN101680319A; US7921703B2; CN101680319B; AU2008237666A1; AU2008237666B2; US20080250851A1; WO2008125951A2; JP2010523893A; KR20090128553A; WO2008125951A3

Abstract

Ölzustands- und -füllstandssensor, der aufweist:
einen Solenoidkörper;
eine Spule, einen Anker und ein Polstück; wobei der Solenoidkörper wenigstens teilweise eine Ankerkammer zwischen dem Anker und dem Polstück definiert; wobei der Anker in Abhängigkeit von einer Erregung der Spule in der Ankerkammer bewegbar ist;
wobei der Anker eine erste Öffnung in Strömungsverbindung mit der Ankerkammer definiert; wobei das Polstück eine zweite Öffnung in Strömungsverbindung mit der Ankerkammer definiert; und wobei die Öffnungen derart konfiguriert sind, dass Fluid eintritt und verdrängt wird von der Ankerkammer durch die Öffnungen hindurch, wenn sich der Anker bewegt, wobei eine Bewegung des Ankers innerhalb der Ankerkammer dabei durch einen Fluiddurchflusswiderstand durch die Öffnungen beeinflusst wird.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 11. April 2007 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung 60/922,922, die hiermit durch ausdrückliche Bezugnahme in ihrer Gesamtheit mit aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft Ölsensoren.
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Neuere Fahrzeuge haben häufig erweiterte Garantien, die Fahrzeugherstellern ermöglichen, Reparaturen für Fahrzeuge mit höherer Laufleistung abzudecken. Regelmäßige Ölwechsel stellen häufig eine Bedingung zur Aufrechterhaltung des Garantieumfangs dar. Um eine richtige Instandhaltung sicherzustellen, kann ein Ölzustands- und -füllstandssensor in das Fahrzeug eingebaut werden, um den Zustand des Öls zu überwachen, den Fahrer zu alarmieren, wenn ein Ölwechsel erforderlich ist, und zu erfassen, ob ein Ölwechsel erfolgt ist.
In der Vergangenheit war die Ölwechselhäufigkeit anhand von Daumenregeln (z. B. alle 3000 Meilen) vorgeschrieben. Jedoch können neuere Technologien bei Ölzusätzen und zur Fahrzeugabstimmung die Zeitdauer und den Abstand zwischen den Wechseln verlängern. Außerdem ermöglicht ein besseres Verständnis von den Auswirkungen des Fahrzeugbetriebs auf den Ölzustand und eine verbesserte Rechenleistung des Motorcontrol lers eine kundenspezifische Anpassung und Vorhersage der Ölwechselhäufigkeit auf der Basis des tatsächlichen Zustands des Öls.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ölzustands- und -füllstandssensor geschaffen, der einen Solenoidkörper, eine Spule, einen Anker und ein Polstück enthält. Der Solenoidkörper definiert eine Ankerkammer zwischen dem Anker und dem Polstück. Der Anker ist als Reaktion auf eine Erregung der Spule in der Ankerkammer bewegbar. In einem Ölzustandserfassungssystem ist die Spule mit einer Steuerungseinrichtung betriebsmäßig verbunden, die wenigstens eins aus einer Öltemperatur, einer Ölviskosität, einem Ölfüllstand und einem Ölwechselvorgang bestimmen kann. In einer Ausführungsform können vier Ölfüllstände, einschließlich eines Überfüllungs-Ölstands und eines zu geringen Ölfüllstands, detektiert werden. Der Sensor wird als ein integrierter Ölzustands- und -füllstandssensor bezeichnet, da mehrere Erfassungsfunktionen in einem einzelnen Sensor integriert sind. Der Sensor kann in vielen unterschiedlichen Anwendungen eingesetzt werden, in denen ein Bedarf besteht, einen Fluidfüllstand, eine Fluidviskosität und/oder eine Fluidtemperatur zu messen, wie beispielsweise in Motoren, bei der Lebensmittelverarbeitung, in Ölgetrieben stationärer Pressen und in Fluidkühlsystemen.
Der Anker, das Polstück und der Solenoidkörper definieren mehrere Öffnungen und Kammern, die konfiguriert sind, um eine Verdrängung von Fluid durch die Ankerkammer, wenn der Anker sich bewegt, zu schaffen. Die Bewegungszeit des Ankers in der Ankerkammer entspricht dem Widerstand gegen eine Fluidströmung durch die Öffnungen. Die „Fluidströmung” durch jede jeweilige Öffnung kann Luft, eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Öl, oder eine Kombination von beiden sein und hängt von dem Ölfüllstand ab.
Beispielsweise definiert der Anker eine erste Öffnung in Kommunikationsverbindung mit der Ankerkammer. Das Polstück definiert eine zweite Öffnung in Kommunikationsverbindung mit der Ankerkammer. Die Öffnungen sind derart konfiguriert, dass Fluid in die Ankerkammer durch die Öffnungen eintritt und von der Ankerkammer durch die Öffnungen verdrängt wird und eine Bewegung des Ankers innerhalb der Ankerkammer dabei durch den Widerstand gegen den Fluiddurchfluss durch die Öffnungen beeinflusst ist. Innerhalb der Ankerkammer wird eine Druckdifferenz erzeugt, wenn die erste und die zweite Öffnung unterschiedliche Größen haben, was eine Verdrängung von Fluid in die Ankerkammer hinein und aus dieser heraus durch die Öffnungen bewirkt, wenn sich der Anker in einer vertikalen Richtung bewegt. Der Sensor ist konfiguriert, um in Öl innerhalb einer Ölwanne in einem vollständigen Zustand eingetaucht zu werden. Die Bewegungszeit des Ankers innerhalb der Ankerkammer steht mit der Viskosität des durch die Kammer und die Öffnungen strömenden Fluids in Beziehung. Wenn beispielsweise der Ölfüllstand niedrig ist, wird Luft anstatt von Öl in die Ankerkammer eingezogen. Weil Luft viel freier strömt als Öl, wird die mittlere Ankerbewegungszeit bzw. -hubzeit, die auch als Antwortzeit bezeichnet wird, kürzer, wenn das Öl tief steht. Somit kann die „Fluidströmung” innerhalb der Kammer und der Öffnungen, wie hierin beschrieben, entweder Luft oder Öl sein.
Das Polstück kann ein im Wesentlichen konisches Profil aufweisen, um eine Bewegung des Ankers innerhalb der Ankerkammer zu verlangsamen. Durch Verlangsamung der Bewegung des Ankers wird die Zunahme des von der Spule aufgenommenen Stroms entsprechend der Bewegungszeit des Ankers vergrößert. Ein konisches Profil des Polstücks beseitigt eine Beschleunigung des Ankers während dessen Bewegung, wodurch sich eine nahezu lineare Kurve der Viskosität gegenüber Geschwindigkeit ergibt, was die Antwortszeitcharakteristik eindeutiger macht, um den Ölzustand genauer erfassen zu können. Rückschlagventile, Dichtungsmechanismen und Vorspannmechanismen können dazu verwendet werden, die Ankerbewegung weiter zu verlangsamen und eine Verdrängung in den verschiedenen Kammern zu verursachen.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Formen zur Ausführung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ohne weiteres offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematisierte perspektivische Querschnittdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Ölzustands- und -füllstandssensors;
2 zeigt eine schematisierte perspektivische Darstellung eines Ölzustandserfassungssystems, das den Ölzustands- und -füllstandssensor nach 1 enthält, der in einer Ölwanne mit einer an den Sensor angeschlossenen Steuerungseinrichtung montiert ist;
3 zeigt eine schematisierte Querschnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Ölzustands- und -füllstandssensors;
4 zeigt eine schematisierte perspektivische Querschnittdarstellung einer dritten Ausführungsform eines Ölzustands- und -füllstandssensors;
5 zeigt eine schematisierte Querschnittdarstellung einer vierten Ausführungsform eines Ölzustands- und -füllstandssensors; und
6 zeigt eine schematisierte graphische Darstellung einer beispielhaften Stromentnahme gegenüber der Zeit für einen sich bewegenden Anker in einem beliebigen der Ölzustands- und -füllstandssensoren gemäß den 1–5 unter Veranschaulichung des „induktiven Kick”-Phänomens.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten bezeichnen, zeigt 1 einen Ölzustands- und -füllstandssensor 10, der an einer Montagehalterung 12 gehaltert ist. In 2 ist die Montagehalterung 12 an einer Ölwanne 14, wie beispielsweise einer Motorölwanne an einem Fahrzeug, gesichert, so dass der Ölzustands- und -füllstandssensor 12 in der Ölwanne 14 positioniert ist, um eine Detektion mehrerer Ölzustände, einschließlich der Öltemperatur, Ölviskosität, eines Ölwechselvorgangs und mehrerer Ölstände, zu ermöglichen, wie dies hier weiter beschrieben ist. Der Ölzustands- und -füllstandssensor 10 ist mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung 16 betriebsmäßig verbunden, die entweder innerhalb oder außerhalb der Ölwanne, wie beispielsweise an einem Fahrzeuggetriebe oder an sonstiger Stelle in dem Fahrzeug, enthalten sein kann, um ein Ölzustandserfassungssystem 18 zu erschaffen.
Bezugnehmend auf 1 ist der Ölzustands- und -füllstandssensor 10 in größeren Einzelheiten veranschaulicht. Ein Solenoidkörper 20 enthält einen äußeren Abschnitt 22, der auch als ein Becher bezeichnet wird, einen Basisabschnitt 24, einen Spulenhalteabschnitt 26, einen Fortsatzabschnitt 28 und einen Kappenabschnitt 34. Der Spulenhalteabschnitt 26 (der auch als Spulenträger bezeichnet wird) umgibt eine Spule 30. Der äußere Abschnitt 22, der Basisabschnitt 24, der Spulenhalteabschnitt 26, der Fortsatzabschnitt 28 und der Kappenabschnitt 34 können integral hergestellt sein oder durch Spritzen, Gießen oder andere Prozesse miteinander zusammenhängend hergestellt sein.
Im Inneren des äußeren Abschnitts 22 ist ein Polstück 32 eingepresst oder in sonstiger Weise gesichert. Der Kappenabschnitt 34 umschließt ein distales Ende des Polstücks 32 und weist eine hindurchführende Öffnung 36 auf (wobei die Öffnung 36 hierin als eine sechste Öffnung oder als eine weitere Öffnung bezeichnet wird). Das Polstück 32, der äußere Abschnitt 22, die Spule 30, ein Flusssammler 41 und ein Anker 40 bilden einen Elektromagneten. In einem Luftspalt zwischen dem Polstück 32 und dem Anker 40 werden Flusslinien erzeugt, wenn die Spule 30 durch eine elektrische Quelle (beispielsweise eine Batterie, nicht veranschaulicht) erregt wird.
Ein Anker 40 ist innerhalb eines säulenförmigen Hohlraums 37 bewegbar, der durch den Spulenhalteabschnitt 26 und den Basisabschnitt 24 definiert ist, wobei der Anker 40 teilweise eine Ankerkammer 42 zwischen dem Anker 40 und dem Polstück 32 definiert, deren Volumen variiert, wenn sich der Anker 40 als Reaktion auf den durch Erregung der Spule erzeugten Fluss bewegt. Die Flusssammler 41 sind neben dem Anker 40 positioniert. Der Solenoidkörper 20, der Anker 40 und das Polstück 32 haben viele Einrichtungen, die gestaltet sind, um die Bewegungszeit des Ankers 40 zu verlangsamen, um die Verstärkung des (d. h. die Zeitdauer bis zum Auftreten des) charakteristischen induktiven Kicks, der ein Ende der Bewegung anzeigt, zu erhöhen. Durch Verlangsamung der Bewegungszeit und darauffolgende Erhöhung der Verstärkung, werden relative Unterschiede bei der Bewegungszeit infolge von Veränderungen der Ölviskosität, des Ölfüllstands oder eines Ölwechselvorgangs verstärkt (d. h. die Empfindlichkeit des Sensors 10 wird vergrößert), und folglich werden die Ölzustände durch die Steuerungseinrichtung 16 genauer bestimmt und nachverfolgt.
Bezugnehmend auf 6 ergibt ein beispielhaftes Diagramm der Stromaufnahme gegenüber Zeit eine Stromaufnahmekurve 39 mit einem induktiven Kick, der als ein ausgeprägter Einbruch mit nachfolgender Erhöhung der Stromaufnahme veranschaulicht und dafür kennzeichnend ist, dass der Solenoidanker 40 ein En de der Bewegung erreicht, bei einer bekannten Öltemperatur (25°C) und einem bekannten Ölfüllstand (der Ölfüllstand ist tiefliegend festgelegt, was zu dem verhältnismäßig schnellen induktiven Kick bei 0,15 Sekunden führt). Das Diagramm gemäß 6 ist lediglich beispielhaft, und das Maß der Stromaufnahme und die Zeit bis zu dem induktiven Kick (d. h. die Ankerbewegungszeit) können variieren, wie dies hierin beschrieben ist.
Ein Stab 44 kann an einem Ende an einem Kolben 46 gesichert oder nicht gesichert sein. Ein stopfenartiges Element, das hier als eine Kugel 48 bezeichnet wird, ist an dem Anker 40 an einem gegenüberliegenden Ende eingepresst, angeschweißt oder in sonstiger Weise gesichert. Obwohl es als eine Kugel 48 bezeichnet wird, kann ein nicht kugelförmiges stopfenartiges Element anstelle der Kugel 48 verwendet werden. Die Kugel 48 bewegt sich nicht relativ zu dem Anker 40. Wenn der Magnetfluss des Sensors 10 den Anker 40 antreibt, bewegt sich der Kolben 46 innerhalb einer Polstückkammer 50 in dem Polstück 32. Ein Vorspannmechanismus, der in diesem Falle eine Feder 52 ist, spannt den Anker 40 von dem Polstück 32 weg vor. Das Polstück 32 weist eine Innenfläche mit einem konischen Profil 54 auf, die mit einem gleichen konischen Profil an eine Außenfläche des Ankers 40 gekoppelt ist. Das konische Profil 54 verteilt den Fluss über einen größeren Luftspalt angrenzend an den Anker 40, als dies ein flaches Polstückprofil machen würde, so dass auf diese Weise die Ankerbewegungszeit verlangsamt wird.
Eine zweite Körperkammer 56 ist in dem Basisabschnitt 24 ausgebildet. Eine erste Öffnung 58 in dem Anker steht in Strömungsverbindung mit der zweiten Kammer 56 über einen (mit Strichlinien veranschaulichten) Kanal 57, der durch einen anderen Abschnitt des Ankers 40 verläuft. Ein Kanal 60 durch den Anker 40 wird durch ein Kugelrückschlagventil 62 wahlweise geöffnet und geschlossen. Eine weitere Öffnung 64 in dem Anker 40 (die hierin als eine vierte Öffnung bezeichnet ist) befindet sich zwischen der feststehenden Kugel 48 und einer bewegbaren Kugel oder einem bewegbaren Stopfen des Kugelrückschlagventils 62. Die Öffnung 64 steht über einen Kanal 66 mit der Ankerkammer 42 in Fluidverbindung. Eine weitere Öffnung 68 in dem Polstück 32 (die hierin als eine zweite Öffnung bezeichnet ist) steht in Fluidverbindung mit der Ankerkammer 42 und mit der umgebenden Ölwanne 14.
Wenn sich der Anker 40 von dem Polstück 32 weg bewegt, bewegt sich die bewegbare Kugel des Ventils 62 von dem Kanal 60 weg und ermöglicht eine Strömung von der zweiten Körperkammer 56 zu der Ankerkammer 42 durch die Öffnungen 58 und 64 und die Kanäle 57, 60 und 66 hindurch, wodurch dem Sensor 10 ermöglicht wird, als eine Verdrängerpumpe zu dienen, im Gegensatz zu einer passiven Pumpwirkung, die ohne den Verschluss des Kugelrückschlagventils 62 auftritt. Größenunterschiede zwischen den Öffnungen tragen ebenfalls zu einer Verdrängung bei. Wenn sich der Anker 40 in Richtung des Polstücks 32 bewegt, deckt die bewegbare Kugel den Kanal 60 ab, wodurch das Fluid in der Ankerkammer 42 aus der zweiten Öffnung 68 über den Durchgang 67 herausgedrängt wird.
Der Fortsatzabschnitt 28 weist eine Kammer 70 auf, die hierin als eine erste Körperkammer oder eine untere Kammer bezeichnet ist, da sie in der Ölwanne 14 niedriger als der Rest des Sensors 10 positioniert ist, wie dies in 2 ersichtlich ist. Der Basisabschnitt 24 weist eine hierin als eine dritte Öffnung bezeichnete Öffnung 72 auf, die die zweite Körperkammer 56 mit der ersten Körperkammer 70 strömungsmäßig verbindet. Der Anker 40 weist einen Dichtungsmechanismus 74 auf, der in dieser Ausführungsform durch eine Elastomerdich tung gebildet ist, die die dritte Öffnung 72 abdichtet, wodurch eine Fluidströmung von der ersten Kammer 70 zu der zweiten Kammer 56 verhindert wird, wenn der Anker 40 durch die Feder 52 in die äußerst untere Stellung gemäß 1 vorgespannt ist (z. B. wenn die Spule nicht erregt ist). Der Dichtungsmechanismus 74 bedeckt nicht die dritte Öffnung 72, wenn sich der Anker 40 in Richtung des Polstücks 32 bewegt. Eine fünfte Öffnung 78 schafft eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Kammer 56 und der Ölwanne 14 gerade oberhalb eines Füllstands des Fluids in der Wanne 14, der mit D gekennzeichnet ist.
Die verschiedenen Kammern und Öffnungen, wie sie vorstehend beschrieben sind, legen Ankerbewegungszeitdauern fest, die für verschiedene Ölzustände, wie beispielsweise eine Ölviskosität und einen Ölwechselvorgang, sowie für verschiedene Ölstände in der Wanne 14 kennzeichnend sind, wie dies nachstehend beschrieben ist. Der Sensor ist ferner funktionsfähig, um die Öltemperatur zu bestimmen.
Ölfüllstand
Der gesamte Sensor 10 ist positioniert, um in einem Öl in der Ölwanne 14 eingetaucht zu sein. Wenn das Öl in der Ölwanne 14 einen vorbestimmten vollen Füllstand A aufweist, der in beiden 1 und 2 angezeigt ist, ist die Ankerbewegungszeit eine Funktion der Summe der Widerstände gegen eine Fluidströmung durch jede der Öffnungen 36, 68, 64, 58, 78 und 72, wobei der Reibungswiderstand an dem Anker und die Kolbenbewegung ebenfalls eine geringe Auswirkung haben. Weil diese Widerstände variieren, wenn sich der Ölfüllstand verändert, kann das Ölzustandssystem 18 den Ölfüllstand innerhalb der Ölwanne 14 überwachen und aufzeichnen, wodurch es den vorliegenden momentanen Ölstand als innerhalb eines von vier Bereichen liegend erkennt: voller Ölstand, Überfüllungs-Ölstand, „ein Quart niedriger” Ölstand und zu niedriger Ölstand. Diese Information kann bedarfsweise einem Fahrzeugführer mitgeteilt werden, indem ein Anzeigemonitor, wie beispielsweise auf einem Armaturenbrett-Bildschirm, an die Steuerungseinrichtung 16 angeschlossen und die Steuerungseinrichtung 16 programmiert wird, um ein Anzeigesignal an den Monitor zu senden, das dem überwachten Ölfüllstand entspricht.
Wenn sich der Ölfüllstand in der Wanne 14 bei einem beliebigen Pegel unterhalb der fünften Öffnung 78 befindet, wie durch den „zu niedrigen” Ölstand D in den 1 und 2 angezeigt, wird das gesamte Öl aus den Kammern 50, 42 und 56 bei dem ersten Ankerzyklus herausgedrängt. Wenn die Feder 52 den Anker 40 und den Kolben 46 vorspannt, wird anstelle von Öl Luft in die Kammern 50, 42, 56 eingesaugt, weil die Öffnungen 36, 68 und 78 oberhalb des Ölfüllstands liegen. In den nachfolgenden Zyklen ist die Ankerbewegungszeit, weil sich nur Luft durch die meisten Öffnungen bewegt, verhältnismäßig schnell. Somit erkennt die Steuerungseinrichtung 16 eine derartige Ankerbewegungszeit als für einen „zu niedrigen” Ölstand kennzeichnend, und sie speichert diese Information und kann programmiert sein, um zu einer Anzeige eine Mitteilung an den Fahrzeugführer über die Notwendigkeit, Öl zuzugeben, zu senden.
Wenn sich der Ölfüllstand in der Wanne 14 auf einem beliebigen Niveau unterhalb der zweiten Öffnung 68, wie durch den „ein Quart niedrigen” Ölstand C in den 1 und 2 angezeigt, jedoch oberhalb der fünften Öffnung 78 befindet, verdrängt die Kammer 42 Öl aus den Kammern 50, 42 und 56 heraus bei dem ersten Ankerzyklus. Wenn die Feder 52 den Anker 40 und den Kolben 46 vorspannt, wird Luft in die Kammern 50, 42 anstelle von Öl eingesaugt, weil sich die Öffnungen 36 und 68 oberhalb des Ölniveaus befinden. Weil die Öffnung 78 nun unter dem Ölniveau liegt, zieht sie Öl ein, wenn der Sensor 10 erregt wird. In den nachfolgenden Zyklen ist die Ankerbewegungszeit, weil nur Luft durch die Öffnungen 68 und 36 bewegt wird, langsamer als bei dem äußerst niedrigen Füllstand. Somit ist die Ankerbewegungszeit eine Funktion der Summe der Strömungswiderstände gegen einen Fluiddurchfluss durch die Öffnungen 72, 58, 64, 68 und 36. Auf diese Weise erkennt die Steuerungseinrichtung 16 eine derartige Ankerbewegungszeit als für einen „ein Quart niedrigen” Ölstand kennzeichnend.
Wenn sich das Öl bei einem beliebigen Füllstand oberhalb der zweiten Öffnung 68, wie in den 1 und 2 angezeigt, und niedriger als die sechste Öffnung 36 befindet, werden die Ankerkammer 42 sowie die erste und die zweite Körperkammer 70, 56 beständig mit Öl gefüllt, während sich der Anker 40 bewegt, und Öl wird durch die Öffnungen 72, 58, 64 und 68 gedrückt. Die Polstückkammer 50 wird mit Luft gefüllt. Diese Kombination ruft eine eindeutige Ankerbewegungszeit hervor, die von der Steuerungseinrichtung 16 als für einen vollen Ölfüllstand kennzeichnend erkannt wird und eine Funktion der Summe von Widerständen gegen die Fluidströmung durch die Öffnungen 72, 58, 64, 78, 36 und 68 ist.
Wenn sich der Ölfüllstand in der Ölwanne 14 auf einem beliebigen Niveau oberhalb der sechsten Öffnung 36 befindet, ist die Wanne überfüllt, wie dies durch den Überfüllungs-Füllstand B in den 1 und 2 angezeigt ist. Ein Drücken des Fluids durch die Öffnung 36 unter Druck sowie der zusätzliche Reibungswiderstand, der durch Öl in der Polstückkammer 50 hervorgerufen wird, verlangsamt den Anker 40 im Verhältnis zu der Ankerbewegungszeit bei einem vollen Ölfüllstand oder allen niedrigeren Ölfüllständen. Die Ankerbewegungszeit wird eine Funktion der Summe der Strömungswiderstände gegen einen Fluiddurchfluss durch die Öffnungen 72, 58, 64, 78, 36, 68 und 36. Die Steuerungseinrichtung 16 erkennt eine derartige Ankerbewegungszeit als für einen Überfüllungszustand kennzeichnend.
Ölviskosität
Wenn die Spule 30 erregt und entregt wird, bewegt sich der Anker 40 innerhalb des Hohlraums 37, der die Ankerkammer 42 enthält. Wenn sich der Anker 40 von dem Polstück 32 weg bewegt, wird Druck in der Ankerkammer 42 und der Polstückkammer 50 reduziert, und atmosphärischer Druck drückt das Fluid (entweder Öl oder Luft) durch die zweite Öffnung 68 bzw. die sechste Öffnung 36 hindurch in das Polstück 32. Ein Fluid wird ferner durch die Öffnung 58, den Kanal 57, den Kanal 60, die Öffnung 64 und den Kanal 66 in die Ankerkammer 42 hinein von der Körperkammer 56 aus eingezogen. Öl wird auch durch die Öffnungen 72 und 78 von der Kammer 56 aus gedrückt. Wenn sich der Anker 40 in Richtung des Polstücks 32 bewegt, wird ein Fluid (entweder Öl oder Luft) innerhalb der Ankerkammer 42 aus der zweiten Öffnung 68 herausgedrückt, und das Kugelventil 62 hindert das Fluid gezielt am Verlassen der Ankerkammer 42 durch die Öffnung 58, wie vorstehend beschrieben. Zusätzlich wird ein Fluid in der Polstückkammer 50 durch die sechste Öffnung 36 gedrückt. Ferner wird der Druck in der zweiten Körperkammer 56 reduziert, und atmosphärischer Druck drückt das Fluid durch die dritte Öffnung 72 und die fünfte Öffnung 78. Durch Aufsummieren des gesamten Fluidströmungswiderstandes von allen diesen verschiedenen Öffnungen und der Reibung der bewegten Teile wird die Ankerbewegung derart verlangsamt, dass durch eine Messung der Zeitdauer der Ankerbewegung und eine anschließende Anwendung eines Algorithmus die Antwortzeit einem Wert entspricht, der die Viskosität des Fluids kennzeichnet.
Die zweite Öffnung 68 ist hinsichtlich ihrer Abmessung größer als die erste Öffnung 58, oder sie ist wenigstens gemeinsam mit dem Kanal 67 konfiguriert, um einen größeren hydraulischen Widerstand als der Kanal 57, die Öffnung 58, die Öffnung 64 und der Kanal 66 zu schaffen, wodurch in der Ankerkammer 42 eine Druckdifferenz erzeugt wird und der Sensor 10 veranlasst wird, als eine Pumpe zu wirken. Wie vorstehend erläutert, trägt auch das Kugelventil 62 zu der Pumpwirkung bei. Öl, das durch die Öffnungen 58, 64 und 68 sowie die Kanäle 57, 60, 66 und 67 strömt, verlangsamt den Anker 40. Eine höhere Ölviskosität veranlasst den Anker 40, sich langsamer zu bewegen, wenn er zyklisch betätigt wird, wodurch die Ankerantwortzeit vergrößert wird. Zusätzlich nimmt das Volumen der zweiten Körperkammer 56 zu, wenn sich der Anker 40 in Richtung des Polstücks 32 bewegt, wobei Öl in die Kammer 56 hinein durch die Öffnungen 72 und 78 hindurch eingezogen und anschließend zu der Ankerkammer 42 gepumpt wird, wenn sich der Anker 40 von dem Polstück 32 weg bewegt. Die dritte Öffnung 72 ist hinsichtlich ihres Durchmessers größer als die erste Öffnung 58 und der Kanal 57, wodurch eine Druckdifferenz erzeugt wird, wenn sich der Anker 40 bewegt. Der induktive „Kick”, der an dem Ende des Ankerhubs in dem Zyklus auftritt, wird durch die Steuerungseinrichtung 16 detektiert, die mit der Spule 30 verbunden ist. Je dicker das Öl, desto länger dauert es, bis der induktive Kick auftritt. Die gesamte Ankerantwortzeit wird anschließend in einer Nachschlagetabelle überprüft, die in der Steuerungseinrichtung 16 gespeichert ist, um die relative Viskosität des Öls zu erhalten. Die Ölviskosität kann auf diese Weise unter Verwendung des Sensors 10 gemessen werden (außer wenn sich das Öl bei einem äußerst niedrigen Füllstand (d. h. unterhalb der Öffnung 78, wie beispielsweise bei dem Niveau D) befindet).
Es kann auch der Widerstand des Sensors 10 gemessen und die Spannung der Motorsteuerung gesteuert werden, um den Betriebsstrom zu dem Sensor 10 zu steuern. Dies reduziert alle Auswirkungen der Stromschwankungen auf die Ankerantwortzeit. Eine Begrenzung der Spannung unter 12 Volt kann den Anker 40 noch weiter verlangsamen, um die Beziehung der Antwortzeit zu der Viskosität zu modifizieren und dadurch die Sensorempfindlichkeit zu erhöhen.
Ölwechselvorgang
Der Ölzustands- und -füllstandssensor 10 ist derart konfiguriert, dass eine Überwachung des Stromstoße des Sensors 10 über zahlreiche Solenoidzyklen hinweg einen Ölwechselvorgang anzeigen kann. Die elastomere Dichtung 74 schließt jede Luft innerhalb der ersten Körperkammer 70 ein, wenn der Sensor 10 aus ist (d. h. wenn die Spule 30 nicht erregt ist). Es können auch alternative Dichtungsstrukturen, wie beispielsweise ein Rückschlagventil, eine Metalldichtung oder ein Nadelventil, verwendet werden, um Luft in der ersten Körperkammer 70 einzufangen. Eine konische Einrichtung 82, die durch den Basisabschnitt 24 an der ersten Körperkammer 70 gebildet ist, führt jede Luft, die in der ersten Körperkammer 70 angeordnet ist, so, dass diese neben der dritten Öffnung 72 verbleibt, bis sie aus der ersten Körperkammer 70 herausgepumpt wird. Während eines Ölwechsels wird Öl aus der Wanne 14 ausgelassen, und Öl läuft auch aus der ersten Körperkammer 70 heraus. Wenn die Ölwanne 14 erneut mit Öl gefüllt wird, wird Luft innerhalb der ersten Körperkammer 70 aufgenommen. Die Druckdifferenz, die zum Teil auf den Größenunterschied der Öffnungen 58, 64, 78 und 72 zurückzuführen ist, bei der Bewegung des Ankers und die Größe der in der ersten Körperkammer 70 eingefangenen Luftblase bestimmen somit die Anzahl der Betriebszyklen (eine Hin- und Herbewegung des Ankers in der Säule 37 stellt einen ein zelnen Zyklus dar), bevor die Luft aus der ersten Körperkammer 70 und den nachfolgenden Kammern 56 und 42 herausgepumpt wird. Während die eingefangene Luft durch den Sensor 10 gepumpt wird, variiert die Antwortzeit, und sie stabilisiert sich anschließend, wenn die gesamte eingefangene Luft ausgestoßen worden ist. Weil Luft viel freier durch die Öffnungen und Kammern strömt, wird der Reibungswiderstand des Öls die Ankerbewegungszeit merklich verlangsamen, wenn die gesamte Luft aus der ersten Körperkammer 70 heraus, durch die zweite Körperkammer 56 hindurch, durch die Ankerkammer 42 hindurch und zurück in die Ölwanne 14 gepumpt worden ist. Die Steuerungseinrichtung 16 ist programmiert, um dieses Schema der überwachten Ankerbewegungszeiten als für einen erfolgten Ölwechsel kennzeichnend zu erkennen.
Öltemperatur
Der gesamte Sensor 10 ist derart positioniert, dass er in Öl in der Ölwanne 14 eingetaucht ist, wenn das Öl innerhalb der Ölwanne 14 sich bei einem vorbestimmten vollen Füllstand A befindet, wie in den beiden 1 und 2 angezeigt ist. Als Ergebnis hiervon wird die Temperatur der Spule 30 die gleiche Temperatur wie die Öltemperatur erreichen. Um die Öltemperatur zu messen, wird der Spulenwiderstand gemessen und anschließend gegen eine Temperatur-Nachschlagetabelle überprüft, die in der Steuerungseinrichtung gespeichert ist, um die Temperatur des Öls zu bestimmen. Alternativ kann der Sensor 10 mit einer vordefinierten Spannung zyklisch betätigt werden. Durch Messung des Stroms kann der Spulenwiderstand berechnet und anschließend mit der Temperatur korreliert werden.
Demgemäß ist der Ölzustands- und -füllstandssensor 10 als ein Teil des Ölerfassungssystems 18 funktionsfähig, um den Ölfüllstand und ein Ölwechselereignis sowie Ölzustände, wie bei spielsweise die Öltemperatur und die Ölviskosität, zu bestimmen. Andere Ausführungsformen von Ölzustands- und -füllstandssensoren bieten ähnliche Möglichkeiten. Bezugnehmend auf 3 weist beispielsweise ein Ölzustands- und -füllstandssensor 110 einen Solenoidkörper 120 auf, der einen äußeren Abschnitt 122, eine einstückige Basis und Spulenhalterung 124 und einen Fortsatzabschnitt 128 enthält. Der einstückige Basis- und Spulenhalteabschnitt 124 umgibt eine Spule 130.
Ähnlich wie der Ölzustands- und -füllstandssensor 10 kann der Ölzustands- und -füllstandssensor 110 positioniert sein, um in Öl in der Ölwanne 14 eingetaucht zu sein, wenn sich das Öl innerhalb der Ölwanne 14 bei dem vorbestimmten vollen Füllstand A befindet, wie er in den beiden 1 und 2 angezeigt ist. Infolgedessen wird die Spulentemperatur die gleiche Temperatur wie die Öltemperatur erreichen. Um die Öltemperatur zu messen, wird der Spulenwiderstand gemessen und anschließend mit einer Temperatur-Nachschlagetabelle überprüft, die innerhalb der Steuerungseinrichtung 16 gespeichert ist, um die Temperatur des Öls zu bestimmen.
Der Ölzustands- und -füllstandssensor 110 enthält ein Polstück 132, das innerhalb des äußeren Abschnitts 122 eingepresst oder in sonstiger Weise gesichert ist. Ein Stopfenabschnitt 133 des Polstücks 132 weist eine durch ihn hindurchführende Öffnung 168 auf (wobei die Öffnung 168 hierin als eine zweite Öffnung bezeichnet wird).
Ein Anker 140 ist innerhalb eines säulenförmigen Hohlraums 137 bewegbar, der durch den Basis- und Spulenhalteabschnitt 124 definiert ist, wobei der Anker 140 teilweise eine Ankerkammer 142 zwischen dem Anker 140 und dem Polstück 132 definiert, deren Volumen variiert, wenn sich der Anker 140 als Reaktion auf den Fluss, der durch Erregung der Spule 130 erzeugt wird, bewegt. Benachbart zu dem Anker 140 sind Flusssammler 141 positioniert.
Ein Vorspannmechnismus, der in diesem Fall durch eine Feder 152 gebildet ist, spannt den Anker 140 von dem Polstück 132 weg vor. Das Polstück 132 weist eine Innenfläche mit einem konischen Profil 154 auf, die mit einem ähnlichen konischen Profil einer Außenfläche des Ankers 140 verbunden wird. Das konische Profil 154 verteilt den Fluss über einen größeren Luftspalt neben dem Anker 140 hinweg, als dies ein flaches Polstückprofil machen würde, so dass auf diese Weise die Ankerbewegungszeit verlangsamt wird.
Eine zweite Körperkammer 156 ist in dem Basis- und Spulenabschnitt 124 ausgebildet. Eine erste Öffnung 158 in einem Armabschnitt 143 des Ankers 140 steht in Strömungsverbindung mit der zweiten Kammer 156. Eine dritte Öffnung 172 ermöglicht eine Fluidkommunikationsverbindung zwischen der zweiten Körperkammer 156 und einer ersten Körperkammer 170, die in dem Fortsatzabschnitt 128 ausgebildet ist. Eine Öffnung 171 ermöglicht eine Fluidkommunikationsverbindung zwischen der ersten Körperkammer 170 und der umgebenden Ölwannenumgebung. Jede Luft in der ersten Körperkammer 170 wird aufsteigen und in dem oberen Abschnitt 173 der Kammer 170, angrenzend an die Öffnung 172 gehalten. Eine Elastomerdichtung 174, die mit dem Armabschnitt 143 des Ankers 140 verbunden ist, dichtet die dritte Öffnung 172 ab, wenn der Anker 140 von dem Polstück 132 weg vorgespannt ist. Die erste Öffnung 158 weist einen kleineren Durchmesser auf als die zweite Öffnung 168, die wiederum hinsichtlich ihres Durchmessers kleiner ist als die dritte Öffnung 172. Wenn die Spule 130 erregt wird, verdrängt der Anker 140 Öl, das in der Ankerkammer 142 aufgenommen ist, aus beiden Öffnungen 158, 168 heraus, wobei er auch durch das Öl, das die zweite Körperkammer 156 füllt, verlangsamt wird. Unter der An nahme, dass der Ölstand derart ist, dass die Ankerkammer 142 mit Öl gefüllt ist, bietet der Widerstand gegen eine Ölströmung durch die Öffnungen 158, 168 und der Reibungswiderstand des durch die Kammer 142 strömenden Öls einen Widerstand gegen die Ankerbewegung, der die Hubgeschwindigkeit des Ankers verlangsamt und die Charakteristik (d. h. Kurve) der Solenoidstromaufnahme verändert. Eine höhere Ölviskosität bewirkt, dass sich der Anker 140 langsamer bewegt. Die Ankerantwortzeit wird in der Nachschlagetabelle überprüft, die in der Steuerungseinrichtung 16 gespeichert ist, um die relative Viskosität des Öls zu erhalten.
Der Ölzustands- und -füllstandssensor 110 kann verwendet werden, um einen vollen Ölstand oder einen niedrigen Ölstand anzuzeigen. Ein voller Ölstand ist durch die Stromaufnahme angezeigt, wenn der Ölstand in der Ölwanne 14 höher ist als die Öffnung 168, wodurch die Ableitung des Öls aus der Ankerkammer 142 verlangsamt wird. Ein niedriger Ölstand ist durch die Stromaufnahme angezeigt, wenn der Ölstand in der Ölwanne 14 niedriger liegt als die Öffnung 168, so dass Luft in die Ankerkammer 142 durch die Öffnung 168 eingesaugt wird, wodurch dem Anker 140 ermöglicht wird, sich mit kleinerem Widerstand zu bewegen. Der Ölzustands- und -füllstandssensor 110 kann einen Ölwechselvorgang anhand der Druckdifferenz anzeigen, die zum Teil auf den Unterschied der Öffnungsgrößen der Öffnungen 172, 158, 168, die Bewegung des Ankers 140 und die Größe der in der ersten Körperkammer 170 eingefangenen Luftblase zurückzuführen ist. Diese Faktoren bestimmen die Anzahl von Ankerzyklen, bis die gesamte Luft aus der ersten Körperkammer und den anschließenden Kammern 156 und 142 herausgepumpt ist (d. h. bis sich die Ankerbewegungszeit als Reaktion auf das Pumpen von Öl anstelle von Luft verlangsamt und stabilisiert), um einen Ölwechselvorgang anzuzeigen.
Bezugnehmend auf 4 ist ein Solenoidsensor 210 veranschaulicht, der hinsichtlich aller Aspekte und Funktionen dem Solenoidsensor 110 ähnlich ist, mit der Ausnahme, dass die Elastomerdichtung 174 des Sensors 110 durch eine Konfiguration des Ankers 240 mit einem Armabschnitt 243 mit einem distalen Ende, das eine konische Gestalt 274 aufweist, ersetzt ist. Die konische Gestalt 274 dient als ein Dichtungsmechanismus durch Sperren der Öffnung 272, die der gleichen Funktion wie die Öffnung 172 dient. Auf gleiche Komponenten wird mit den gleichen Bezugszeichen Bezug genommen wie im Zusammenhang mit dem Solenoidsensor 110.
Bezugnehmend auf 5 ist ein Solenoidsensor 310 veranschaulicht, der ähnlich wie der Solenoidsensor 110 nach 3 funktioniert, mit der Ausnahme, dass kein Dichtungsmechanismus zwischen der Öffnung 372 vorhanden ist, die in einem Stopfenabschnitt 329 eines Solenoidkörpers 320 ausgebildet ist, der auch einen äußeren Abschnitt 322, einen einstückigen Spulenhalte- und Basisabschnitt 324, einen Fortsatzabschnitt 328 und einen Kammerabdichtungsabschnitt 331 enthält.
Der Ölzustands- und -füllstandssensor 310 enthält ein Polstück 332, das in dem äußeren Abschnitt 322 eingepresst oder in sonstiger Weise gesichert ist. Ein Stopfenabschnitt 333 des Polstücks 332 weist eine durch ihn hindurchführende Öffnung 368 auf (wobei die Öffnung 368 hierin als eine zweite Öffnung bezeichnet ist).
Ein Anker 340 ist innerhalb eines säulenartigen Hohlraums 337 bewegbar, der durch den Basis- und Spulenhalteabschnitt 324 definiert ist, wobei der Anker 340 zum Teil eine Ankerkammer 342 (die einen Teil des Hohlraums 337 bildet) zwischen dem Anker 340 und dem Polstück 332 definiert, deren Volumen variiert, wenn sich der Anker 340 in Abhängigkeit von dem Fluss bewegt, der erzeugt wird, wenn die Spule 330 erregt wird. Neben dem Anker 340 sind Flusswandler 341 angeordnet.
Ein Vorspannmechanismus, der in diesem Fall durch eine Feder 352 gebildet ist, spannt den Anker 340 von dem Polstück 332 weg vor. Das Polstück 332 weist eine Innenfläche mit einem konischen Profil 354 auf, das zur Verbindung mit einem ähnlichen konischen Profil einer Außenfläche des Ankers 340 dient. Das konische Profil 354 verteilt den Fluss über einen größeren Luftspalt an dem Anker 340 hinweg, als dies ein flaches Polstückprofil tun würde, so dass auf diese Weise die Ankerbewegungszeit verlangsamt wird.
Eine zweite Körperkammer 356 ist in dem Basis- und Spulenabschnitt 324 ausgebildet. Eine erste Öffnung 358 in einem Stopfenabschnitt 343 des Ankers 340 steht in Strömungsverbindung mit der zweiten Körperkammer 356. Eine dritte Öffnung 372 ermöglicht eine Strömungsverbindung zwischen der zweiten Körperkammer 356 und einer ersten Körperkammer 370, die in dem Fortsatzabschnitt 328 ausgebildet ist. Obwohl keine Dichtung oberhalb der Öffnung 372, wie in dem Sensor 110, angeordnet ist, weist die dritte Öffnung 372 einen größeren Durchmesser als die erste Öffnung 358 auf, wodurch eine passive Pumpwirkung innerhalb der Kammer 356 erzeugt wird, wenn sich der Anker 340 hin- und herbewegt. Somit ist die Ankerbewegungszeit nicht nur durch das Pumpen von Öl in die Kammer 340 hinein und aus der Kammer 340 heraus durch die Öffnungen 358, 356, sondern auch durch den Ölfluss durch die Öffnung 372 beeinflusst. Der Sensor 310 kann verwendet werden, um die Öltemperatur, die Ölviskosität, einen vollen Ölstand und einen niedrigen Ölstand in ähnlicher Weise, wie im Zusammenhang mit dem Sensor 110 beschrieben, zu bestimmen.
Ein inhaltsarmer Ölzustands- und -füllstandssensor, der hier als eine Zwei-Öffnungen-Konstruktion bezeichnet ist, nicht veranschaulicht, kann ähnlich wie der Ölzustands- und -füllstandssensor 310 konfiguriert sein, jedoch ohne die Körperkammer 356, den Stopfenabschnitt 329 und die dritte Öffnung 372. Demgemäß würde die erste Öffnung 358 in direkter Strömungsverbindung mit dem unteren Körperabschnitt 370 stehen. Ein derartiger Ölzustands- und -füllstandssensor würde ähnlich wie der Ölzustands- und -füllstandssensor 310 funktionieren, würde jedoch die Ankerbewegungszeit nicht in dem Maße wie mit der dritten Öffnung 372 verlangsamen, so dass auf diese Weise eine kleinere Zunahme bzw. Verstärkung der Stromaufnahme erzielt wird.
Ölluftgehalt und Ölpumpfunktion
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Ölzustandsanzeigen könnten die Sensoren 10, 110, 210 und 310 verwendet werden, um eine Höhe des Luft- bzw. Gasgehalts in dem Öl zu erfassen. Öl mit größerem Luftgehalt wird weniger viskos, lässt sich leichter durch Öffnungen hindurchdrücken und erzeugt weniger Widerstand an dem Anker. Dies hat schnellere Ankerbewegungszeiten bei einem gegebenen Ölfüllstand innerhalb der Ölwanne zur Folge. Die Steuerungseinrichtung könnte programmiert sein, um derartige Unterschiede hinsichtlich der Ankerbewegungszeit mit Ölluftgehaltsniveaus zu korrelieren.
Außerdem könnten die Sensoren 10, 110, 210 und 310 in einem Fahrzeug eingesetzt werden, um das Ölvolumen, das beim Anlassen in den Motor gepumpt wird, zu bestimmen. Ein Absinken von Öl in der Ölwanne tritt auf, wenn der Motor beim Motoranlassen Öl zur Schmierung und Kühlung zieht. Die Größe der Absenkung erzeugt eine Differenz des Ölfüllstands in der Ölwanne, die durch einen Unterschied hinsichtlich der Ankerbewe gungszeit in der vorstehend beschriebenen Weise erfasst werden kann. Es können zusätzliche Öffnungen und Kammern in den Ölzustands- und -füllstandssensor hinzugefügt werden, um verschiedene Ölstände genauer nachverfolgen und voneinander unterscheiden zu können. Jede Diskrepanz zwischen der erwarteten Größe der Absenkung, die als Daten innerhalb der Steuerungseinrichtung gespeichert ist, und der erfassten Absenkung, die die Steuerungseinrichtung mit der erwarteten Absenkung vergleicht, kann eine fehlerhafte Funktionsweise der Motorölpumpe anzeigen.
Während die besten Formen zur Ausführung der Erfindung in Einzelheiten beschrieben worden sind, werden diejenigen, die mit der Technik vertraut sind, auf die sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Realisierung der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.
Zusammenfassung:
Es ist ein Ölzustands- und -füllstandssensor geschaffen, der einen Solenoidkörper, eine Spule, einen Anker und ein Polstück enthält. Der Solenoidkörper definiert eine Ankerkammer zwischen dem Anker und dem Polstück. Der Anker ist in der Ankerkammer in Abhängigkeit von einer Erregung der Spule bewegbar. In einem Ölzustandserfassungssystem ist die Spule mit einer Steuerungseinrichtung betriebsmäßig verbunden, die wenigstens eins aus einer Öltemperatur, einer Ölviskosität, einem Ölfüllstand und einem Ölwechselereignis bestimmen kann. In einer Ausführungsform können vier Ölfüllstände, einschließlich eines Überfüllungs-Ölstands und eines zu niedrigen Ölstands, erfasst werden. Der Sensor wird als ein integrierter Ölzustands- und -füllstandssensor bezeichnet, weil mehrere Erfassungsfunktionen in einem einzigen Sensor integriert sind.

Claims

Ölzustands- und -füllstandssensor, der aufweist: einen Solenoidkörper; eine Spule, einen Anker und ein Polstück; wobei der Solenoidkörper wenigstens teilweise eine Ankerkammer zwischen dem Anker und dem Polstück definiert; wobei der Anker in Abhängigkeit von einer Erregung der Spule in der Ankerkammer bewegbar ist; wobei der Anker eine erste Öffnung in Strömungsverbindung mit der Ankerkammer definiert; wobei das Polstück eine zweite Öffnung in Strömungsverbindung mit der Ankerkammer definiert; und wobei die Öffnungen derart konfiguriert sind, dass Fluid eintritt und verdrängt wird von der Ankerkammer durch die Öffnungen hindurch, wenn sich der Anker bewegt, wobei eine Bewegung des Ankers innerhalb der Ankerkammer dabei durch einen Fluiddurchflusswiderstand durch die Öffnungen beeinflusst wird.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Öffnung unterschiedliche Größen aufweisen, um eine Druckdifferenz innerhalb der Ankerkammer zu erzeugen.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 2, wobei die erste Öffnung kleiner ist als die zweite Öffnung.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 1, wobei das Polstück ein im Wesentlichen konisches Profil aufweist, das konfiguriert ist, um eine Bewegung des Ankers innerhalb der Ankerkammer zu verlangsamen.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 1, wobei der Solenoidkörper eine erste Körperkammer und eine zweite Körperkammer definiert; wobei die zweite Körperkammer in Strömungsverbindung mit der ersten Öffnung steht; und wobei der Solenoidkörper eine dritte Öffnung in Strömungsverbindung mit sowohl der ersten Körperkammer als auch der zweiten Körperkammer definiert.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 5, wobei der Solenoidkörper eine konische Einrichtung an der ersten Körperkammer benachbart zu der dritten Öffnung bildet.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 5, der ferner aufweist: einen Dichtungsmechanismus zwischen dem Anker und dem Solenoidkörper, der konfiguriert ist, um die dritte Öffnung abzudichten.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 7, wobei der Dichtungsmechanismus eine Elastomerdichtung ist.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 7, wobei der Dichtungsmechanismus durch ein distales Ende des Ankers gebildet ist.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 7, der ferner aufweist: einen Vorspannmechanismus, der konfiguriert ist, um den Dichtungsmechanismus an der dritten Öffnung zu halten, wenn die Spule nicht erregt ist; wobei die dritte Öffnung und die erste und die zweite Körperkammer derart konfiguriert sind, dass eine Bewegung des Ankers innerhalb der Ankerkammer durch den Fluiddurchflusswiderstand durch die dritte Öffnung beeinflusst ist.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 10, wobei der Anker einen Kanal definiert, der mit der ersten Öffnung und der Ankerkammer in Strömungsverbindung steht; und ferner aufweisend: ein Rückschlagventil, das in dem Kanal untergebracht ist, um eine Strömung von der Ankerkammer zu der ersten Öffnung und der zweiten Körperkammer wahlweise zu sperren, wenn sich der Anker in eine Richtung bewegt, und um eine Strömung von der zweiten Körperkammer zu der Ankerkammer durch die erste Öffnung und den Kanal hindurch wahlweise zuzulassen, wenn sich der Anker in eine zu der einen Richtung entgegengesetzte Richtung bewegt, wodurch das Rückschlagventil eine Verdrängung des Fluids durch die Ankerkammer ermöglicht.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 1, wobei das Polstück eine Polstückkammer definiert; wobei der Solenoidkörper eine weitere Öffnung in Strömungsverbindung mit der Polstückkammer definiert, und ferner aufweisend: einen Kolben, der innerhalb der Polstückkammer angeordnet und in Abhängigkeit von einer Bewegung des Ankers derart bewegbar ist, dass eine Bewegung des Ankers durch den Fluiddurchflusswiderstand durch eine weitere Öffnung beeinflusst ist, wenn sich der Kolben in der Polstückkammer bewegt.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 1, der ferner aufweist: einen Vorspannmechanismus, der den Anker von dem Polstück weg vorspannt.
Ölzustandserfassungssystem, das aufweist: einen Solenoidkörper; eine Spule, einen Anker und ein Polstück; wobei der Solenoidkörper eine Ankerkammer zwischen dem Anker und dem Polstück definiert; wobei sich der Anker in Abhängigkeit von einer Erregung der Spule in der Ankerkammer bewegt; wobei der Anker eine erste Öffnung in Strömungsverbindung mit der Ankerkammer definiert; wobei das Polstück eine zweite Öffnung in Strömungsverbindung mit der Ankerkammer definiert; wobei die Öffnungen derart konfiguriert sind, dass ein Fluid in die und von der Ankerkammer durch die Öffnungen hindurch eintritt und verdrängt wird, wenn der Anker sich bewegt, wobei die Bewegungszeit des Ankers innerhalb der Ankerkammer dabei durch eine Summe von Fluiddurchflusswiderständen durch die Öffnungen beeinflusst ist; und eine Steuerungseinrichtung, die mit der Spule betriebsmäßig verbunden und funktionsfähig ist, um wenigstens entweder eine Öltemperatur und/oder eine Ölviskosität und/oder einen Ölfüllstand und/oder einen Ölwechselvorgang zu bestimmen.
Ölzustandserfassungssystem nach Anspruch 14, wobei das Polstück ein im Wesentlichen konisches Profil aufweist, das konfiguriert ist, um eine Bewegung des Ankers zu verlangsamen.
Ölzustandserfassungssystem nach Anspruch 14, wobei der Solenoidkörper eine erste Körperkammer und eine zweite Körperkammer definiert; wobei die zweite Körperkammer in Strömungsverbindung mit der ersten Öffnung steht; wobei der Solenoidkörper eine dritte Öffnung in Strömungsverbindung mit sowohl der ersten Körperkammer als auch der zweiten Körperkammer definiert; und wobei die dritte Öffnung und die erste und die zweite Körperkammer derart konfiguriert sind, dass eine Bewegungszeit des Ankers innerhalb der Ankerkammer ferner durch den Fluiddurchflusswiderstand durch die dritte Öffnung beeinflusst ist.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 16, der ferner aufweist: einen Dichtungsmechanismus an dem Anker, der konfiguriert ist, um die dritte Öffnung abzudichten, wenn sich der Anker in Richtung auf die dritte Öffnung bewegt; wobei Luft innerhalb der ersten Körperkammer aus dem Sensor durch die zweite Körperkammer und die Ankerkammer hindurch über die Öffnungen ausgestoßen wird, wenn sich der Anker bewegt, wobei die Ankerbewegungszeit dabei durch den Ausstoß von Luft bestimmt und für einen Ölwechselvorgang kennzeichnend ist.
Ölzustandserfassungssystem nach Anspruch 14, das ferner aufweist: ein Rückschlagventil, das eine Strömung von der Ankerkammer zu der ersten Öffnung sperrt, wenn der Anker sich in eine Richtung bewegt, und wahlweise eine Strömung zu der Ankerkammer durch die erste Öffnung hindurch zulässt, wenn sich der Anker in eine zu der einen Richtung entgegengesetzte Richtung bewegt, wodurch eine Verdrängung des Fluids durch die Ankerkammer hindurch ermöglicht wird.
Ölzustands- und -füllstandssensor für eine Ölwanne, der aufweist: einen Solenoidkörper; eine Spule, einen Anker und ein Polstück; wobei der Solenoidkörper eine Ankerkammer zwischen dem Anker und dem Polstück definiert; wobei der Anker sich in der Ankerkammer in Ahbängigkeit von einer Erregung der Spule bewegt; wobei der Anker, das Polstück und der Solenoidkörper mehrere Öffnungen und Kammern definieren; und wobei die Öffnungen konfiguriert sind, um eine Verdrängung von Fluid durch die Kammern und die Öffnungen zu schaffen, wenn sich der Anker bewegt, und um die Bewegungszeit des Ankers in der Ankerkammer entsprechend dem Fluiddurchflusswiderstand durch die Öffnungen zu beeinflussen.
Ölzustands- und -füllstandssensor nach Anspruch 19 in Kombination mit einer Ölwanne, die eingerichtet ist, um Öl aufzunehmen, und einer Steuerungseinrichtung, die mit der Spule betriebsmäßig verbunden ist; wobei der Anker eine erste Öffnung in Strömungsverbindung mit der Ankerkammer definiert; wobei das Polstück eine zweite Öffnung in Strömungsverbindung mit der Ankerkammer definiert; wobei der Solenoidkörper eine erste und eine zweite Körperkammer und eine dritte Öffnung definiert; wobei die erste und die zweite Körperkammer über eine dritte Öffnung in Strömungsverbindung miteinander stehen; wobei die zweite Körperkammer in Strömungsverbindung mit der ersten Öffnung steht; wobei der Ölzustands- und -füllstandssensor mit der Ölwanne verbunden und derart positioniert ist, dass der Anker zwischen dem Polstück und der zweiten Körperkammer angeordnet ist, wobei der Sensor konfiguriert ist, um bei einem vorbestimmten vollen Ölstand wenigstens teilweise in Öl eingetaucht zu sein, und dass die erste Körperkammer in der Ölwanne tiefer liegt als das Polstück, so dass die Ankerbewegungszeit durch die Steuerungseinrichtung mit dem vorbestimmten vollen Ölstand, wenn Öl in der Ölwanne oberhalb der zweiten Öffnung steht, und mit einem zweiten Ölstand, der niedriger liegt als der vorbestimmte volle Ölstand, korreliert wird, wenn Öl in der Ölwanne unterhalb der zweiten Öffnung, jedoch oberhalb der ersten Öffnung steht.
Ölzustands- und -füllstandssensor und Ölwanne nach Anspruch 20, wobei der Anker eine vierte Öffnung in Strömungsverbindung mit der Ankerkammer und einen Kanal in Strömungsverbindung mit der ersten und der vierten Öffnung definiert; wobei der Solenoidkörper eine fünfte Öffnung in Strömungsverbindung mit der zweiten Körperkammer definiert; und wobei die Ankerbewegungszeit durch die Steuerungseinrichtung mit einem dritten Ölstand unter dem zweiten Ölstand korreliert wird, wenn Öl in der Ölwanne unterhalb der fünften Öffnung steht.
Ölzustands- und -füllstandssensor und Ölwanne nach Anspruch 21, wobei das Polstück eine Polstückkammer definiert; wobei der Solenoidkörper eine sechste Öffnung in Strömungsverbindung mit der Polstückkammer definiert, und ferner aufweisend: einen Kolben innerhalb der Polstückkammer und in Abhängigkeit von einer Bewegung des Ankers derart bewegbar, dass eine Bewegung des Ankers durch den Fluiddurchflusswiderstand durch die sechste Öffnung beeinflusst ist, wenn sich der Kolben in der Polstückkammer bewegt; und wobei die Ankerbewegungszeit durch die Steuerungseinrichtung mit einem vierten Ölstand, der höher liegt als der vorbestimmte volle Ölstand, korreliert wird, wenn der Ölstand oberhalb der sechsten Öffnung liegt.