(57)【要約】【課題】内縁機関を潤滑するために用いられるオイルから煤を除去する。【解決手段】システムが、オイルから煤を除去するためのフィルター１６の作動を制御する。システムは、オイルから煤が除去される必要があるか否か、そして動作状態が煤を除去するのに適したものであるか否かを判断し、煤除去に最も適したレベルに流量又は圧力が設定されるのを可能とするために可変流量ポンプ１５を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルが通過したときに循環される潤滑システムを持つ内燃機関を潤滑するために用いられるオイルから煤を除去するシステムであって、
上記潤滑システムを通してオイルを循環させる可変流量ポンプと、
上記潤滑システムを通して循環されるオイルから煤を除去するフィルターと、
オイルから煤が除去される必要があるか否かを判断し、煤が除去される必要があると判断されるときに、オイルから煤を効率的に除去するのに十分な流量を供給するように上記可変流量ポンプを制御する制御器とを有することを特徴とするシステム。
【請求項２】
上記制御器が、上記ポンプからオイルの最小流量を供給するように、上記ポンプを制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
上記制御器が、上記ポンプから所定の流量を供給するように、上記ポンプを制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
油温を表示する信号を上記制御器へ供給する少なくとも１つの油温センサーを更に有し、
上記制御器は、油温が所定の最小温度を上回るときにのみオイルから煤を除去するように上記ポンプを運転することにより、オイルからの煤の除去を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項５】
上記フィルターは、バイパス・フィルターであり、
バルブが上記フィルターへのオイルの流量を制御するために用いられることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項６】
上記バルブは、油圧が所定圧力を上回るときにのみオイルが上記フィルターへ流れるように構成された圧力制御形バルブであることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
上記ポンプからの油圧を表わす信号を上記制御器へ供給する少なくとも１つの油圧センサーを含み、
上記バルブは、計測された油圧が所定の最小圧力を上回るときにのみ開くように上記制御器により制御されることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
上記フィルターが、上記ポンプと上記内燃機関のためのオイル・クーラーとの間に配置されるフルフロー・フィルターであり、そして、煤がオイルから除去される必要があると判断されるときに、上記フィルターと上記内燃機関のためのオイル・クーラーとの間の位置から上記ポンプの入口へオイルを戻すように、バルブ制御形リターン通路が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項９】
上記バルブが、上記フィルターを出るオイルの圧力が所定圧力を上回るときにのみ、オイルが上記ポンプ入口へ戻ることができるように構成された圧力放出弁であることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
上記ポンプからの油圧を表わす信号を上記制御器へ供給する少なくとも１つの油圧センサーを更に含み、
上記バルブは、計測された圧力が所定の最小圧力を上回るときにのみ、オイルが上記ポンプ入口へ流れて戻るのを可能とすべく開放するように、上記制御器により制御されることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
上記フィルターが渦流フィルターであることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項１２】
可変流量ポンプによりオイルが通るときに循環される潤滑システムと、該潤滑システムを通して循環されるオイルから煤を除去するフィルターとを持つ内燃機関を潤滑するために用いられるオイルから煤を除去する方法であって、
煤がオイルから除去される必要があるか否かを判断する工程と、
煤がオイルから除去される必要があると判断されるときに、煤を効率的に除去するために十分な流量で煤除去フィルターにオイルを通すように、上記ポンプを運転する工程とを有する方法。
【請求項１３】
油温が所定の最低温度を上回るときにのみ、煤を有効に除去するのに十分な流量で煤除去フィルターにオイルを通すように上記ポンプを運転する工程を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
加圧流体の供給を必要とする装置を持つ流体回路のための濾過システムであって、
上記装置へ加圧流体を供給する可変流量ポンプと、
流体から異物を除去するフィルターと、
流体から異物が除去される必要があるか否かを判断し、異物が除去される必要があると判断されるときに、流体から異物を効率的に除去するのに十分な流量を上記フィルターに供給するように、上記可変流量ポンプを制御する制御器とを有することを特徴とする濾過システム。
【請求項１５】
上記フィルターが遠心式フィルター又は渦流フィルターであることを特徴とする請求項１４に記載の濾過システム。
【請求項１６】
上記フィルターが、上記ポンプからメインフロー回路へバルブにより接続されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の濾過システム。
【請求項１７】
上記バルブが、圧力解放弁又は上記制御器により作動される制御弁であることを特徴とする請求項１６に記載の濾過システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、より具体的には、内燃機関を潤滑するのに用いられるオイル（潤滑油）からの煤の除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関そして特にディーゼル機関のサービス間隔を延ばす上での制約の１つが、ある種の動作状態において潤滑油内の煤の蓄積量が過剰になることである。この煤を除去し、サービス間隔を延ばすために、二次濾過が採用される場合も多いが、より有効な濾過を可能とするためには、このサービス間隔の要求がないときのオイル・ポンプよりも、オイル・ポンプを大きくする必要がある。
【０００３】
これは、通常の構成において、オイル・ポンプは、エンジンにより駆動される歯車式のユニットであり、そして、ポンプは、組立体としてポンプ・ユニットと一体に又はメイン・ギャラリーからポンプまでの間に設けられた圧力リリーフ弁と組み合わせられるからである。このようなポンプ・ユニットは、その流量がエンジン速度に依存するので非常に効率的というものではなく、そしてリリーフ弁は、異常な圧力が発生しないことを確実にするのに過ぎない。二次濾過の既知の構成の１つが、異常な圧力がエンジンに供給されるのを防ぐ必要がある際にエンジンのベアリングを通すことなしにオイルをポンプからオイル・リザーバーへと戻すバイパス通路に、二次フィルターを接続するものである。二次フィルターの形態は、遠心式である場合が多く、そのような構成により、オイルは、バイパス通路が開放しているときにのみ、二次フィルターを通過することになる。ポンプが発生する圧力への粘性の影響ゆえに、オイル・ポンプ・バイパスは、オイルが低温であるときの低いエンジン速度において開放するが、オイルが高温であるときは高いエンジン速度においてのみ開放する。オイルが低温のとき、フィルター速度を低くする噴流の出口圧力の低下につながる高い粘性のために、遠心式フィルターは有効に機能しない。低いフィルター速度は、求心力を低下させ、それにより、濾過効率を低下させる。高い粘性はまた、粒子の集積率を低下させ、大部分の粒子が壁に到達して分離されるのを妨げられる。損失を最小限にするためにポンプの大きさは高温アイドル状態に合わせなければならないので、オイルが高温のとき、ポンプは、高速でのみリリーフ回路に流量を持つことになる。これは、大部分の時間、高温状態での低速でエンジンを運転するエンジンのユーザーが、二次フィルターを用いて、有効にオイルを濾過することができないことを意味する。
【０００４】
加えて、二次濾過を行なうため、より大きな流量を発生する必要性があるために、これは、損失の増大につながり、そして、燃料経済性を低下させ、それにより、サービス間隔を広げることにより得られる経済的な利益を低下させることになる。
【０００５】
なお、煤が除去される必要があることを判定する処理は、出願係属中の英国特許出願第０４２２１４１.２号に記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、内燃機関を潤滑するために用いられるオイルから煤をより効率的に除去することができるシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点によれば、オイルがそこを通して循環される内燃機関を潤滑するために用いられるオイルから煤を除去するためのシステムが提供され、そのシステムは、上記潤滑システムを通してオイルを循環するための可変流量ポンプ、上記潤滑システムを通して循環されるオイルから煤を除去するためのフィルター、及び、煤が除去される必要があるか否かを判断し、煤が除去される必要があると判断されるとき、オイルから煤を効率的に除去するのに十分な流量を提供するように、上記ポンプを制御する、制御器を有する。
【０００８】
制御器は、ポンプからのオイルの最小流量が確保されるべくポンプを制御するようにできる。
【０００９】
制御器は、ポンプからの所定のオイル流量が確保されるべくポンプを制御するようにできる。
【００１０】
システムは更に、油温を表わす信号を上記制御器へ供給する少なくとも１つの油温センサーを有し、そして、上記制御器が、油温が所定の最低温度を上回るときに、オイルからの煤を除去するためにポンプを作動することにより、オイルからの煤の除去を制御できるようにするできる。
【００１１】
フィルターは、バイパス・フィルターとすることができ、そして、バルブが、フィルターへのオイルの流量を制御するのに用いられる。
【００１２】
バルブは、油圧が所定圧力を上回るときにのみ、フィルターへオイルが流れることができるように構成された、圧力制御形バルブ（pressure controlled valve）とすることができる。
【００１３】
システムは更に、ポンプの出口近くの油圧を表示する信号を上記制御器へ提供する少なくとも１つの油圧センサーを含み得る。そして、バルブは、計測された油圧が所定の最小圧力を上回るときにのみ開くように上記制御器により制御され得る。
【００１４】
フィルターは、ポンプとエンジンのオイル・クーラーとの間に位置する全流量フィルターとすることができ、そして、煤がオイルから除去される必要があると判定されるとき、フィルターとオイル・クーラーとの間の位置からポンプの入口へオイルを戻すためのバルブ制御形リターン通路が設けられる。
【００１５】
バルブは、フィルターを出るオイルの圧力が所定圧力を上回るときにのみ、オイルがポンプ入口へ流れるのが可能であるように構成された圧力放出弁（pressure dump valve）とすることができる。システムは更に、ポンプからの油圧を表示する信号を制御器へ供給する少なくとも１つの油圧センサーを含んでも良く、そして、バルブは、計測された圧力が所定の最小圧力を上回るときにのみ、ポンプ入口からのオイルが流れるのを可能とするように開放すべく、制御器により制御され得る。
【００１６】
いずれの場合においても、フィルターは、渦流フィルターとすることができる。
【００１７】
本発明の第２の観点によれば、可変流量ポンプによりオイルがそこを通り循環される潤滑システム及び、上記潤滑システムを通り循環されるオイルから煤を除去するためのフィルターを持つ内燃機関を潤滑するために用いられるオイルから煤を除去する方法が提供され、この方法は、オイルから煤が除去される必要があるか否かを判断する工程、及び、煤がオイルから除去される必要があると判断されるときに、煤をそこから有効に除去するのに十分な流量で煤除去フィルターにオイルを通すように、上記ポンプを作動する工程を有する。
【００１８】
この方法は、オイルの温度が所定の最低温度を上回るときにのみ、そこから煤を有効に除去するのに十分な流量で、煤除去フィルターにオイルを通すように、上記ポンプを作動する工程を更に有する。
【００１９】
本発明の第３の観点において、加圧流体の供給を要する装置を持つ流体回路のための濾過システムが提供され、この濾過システムは、上記装置へ加圧流体を供給するための可変流量ポンプ、流体から異物を除去するためのフィルター、及び、流体から異物が除去される必要があるか否かを判断し、異物が除去される必要があると判断されるときに、流体から異物を効率的に除去するのに十分な流量をフィルターに与えるように、可変流量ポンプを制御する、制御器を有する。
【００２０】
フィルターは、遠心フィルターとしても、渦流フィルターとしても良い。
【００２１】
フィルターは、ポンプからのメインフロー回路（main flow circuit）に、バルブにより、接続することもできる。
【００２２】
バルブは、圧力解放弁としても、制御器により作動させる制御弁としても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照すると、リザーバ若しくはサンプ６からエンジン５へ潤滑のためにオイルを循環し、そのオイルをサンプ６へ戻す、潤滑システムを持つディーゼル・エンジン５が示されている。オイル・クーラー７とフルフロー・フィルター（full flow filter）８が、オイルを冷却し、オイルから異物を除去するための潤滑システムの一部として、含められる。
【００２４】
潤滑システムを循環するオイルから煤を除去するためのシステムが提供され、そのシステムは、制御器１０、サンプ内のオイルの温度、質及びレベルについて検出するサンプ・センサー１２、ポンプ出口圧力センサー２０、エンジン油圧センサー２１、可変流量ポンプ１５、オイルから煤を選択的に除去するために用いられる遠心式フィルターの形態のバイパス・フィルター１６、及び、バイパス・フィルター１６へのオイルの流量を制御するソレノイド弁を有する。
【００２５】
制御器１０は、サンプ・センサー１２、エンジン油圧センサー２１及びポンプ出口圧力センサー２０、そして、エンジン５に付随しエンジン５の速度と負荷を判定するために用いることができる様々な他のセンサー（不図示）から、入力信号を受け、受けた信号を処理し、それに基づき、可変流量ポンプ１５とソレノイド・バルブ１７の動作を制御するように構成される。
【００２６】
示された例において、バイパス・フィルター１６は、遠心式フィルターであるが、オイルから煤を除去することができる他の形式のものを用いることもできる。
【００２７】
この場合に、可変流量ポンプ１５は、予め定められた複数の流量を持つロータリー・ベーン・ポンプである。しかしながら、上限と下限の間で連続的に流量を変更可能なポンプを用いることもできることが理解されるであろう。
【００２８】
制御器１０は、煤がオイルから除去される必要があるか否かを判断するのに用いられる信号を受ける。特定のレベルの煤がオイル内に蓄積したとき、又は大量の煤がオイルに送られ易い状態でエンジン５が動作しているときに、煤は除去を必要とすることになる。煤が除去される必要があることを判定するために用いられる実際の処理は、出願係属中の英国特許出願第０４２２１４１.２号の主題であり、ここには詳細に記載されない。この判定は、制御器１０内にプログラムすることにより実行することも、別の制御器を用いて、入力信号として制御器１０へ供給されることもできる。いずれの場合においても、制御器１０は、煤除去が必要とされるか否かを判定するために用いることのできる信号を受ける。
【００２９】
この例において、この信号は、制御器１０のメモリーにセットされるフラグの形態をとる。フラグが１にセットされるならば、煤が除去される必要があり、フラグが０にセットされるならば、煤が除去される必要はない。
【００３０】
煤がオイルから除去される必要のないエンジン５の通常動作中に、制御器１０は、エンジン５により要求される圧力を供給するようにポンプ１５を制御し、そしてこの圧力を供給するのに最も適した流量を選択する。つまり、エンジン油圧センサー２１により検出されるエンジン５内の油圧を含むエンジン５の動作状態が、制御器１０により受信され、それに従い、エンジン５内で要求される油圧を供給するように、ポンプ１５が制御される。要求される油圧は、ルックアップ・テーブルに格納されたデータから得ることも、油圧をエンジン速度及び負荷に関係付ける所定のアルゴリズムを用いて計算することもできる。
【００３１】
制御器１０は、煤がオイルから除去される必要があると判定するとき、オイルからの煤の除去を最適化するために、煤除去モードでポンプ１５を制御する。
【００３２】
この処理の最初のステップは、オイルが所定温度を上回っていることを確認することである。これは、遠心式フィルターが用いられるときに、この形式のフィルターはオイルの粘性が非常に高いときに、非効率的であるので、特に重要である。サンプ・センサー１２の温度、質及びレベル信号から、オイルが十分に高温にあり、それゆえに効率的な濾過が起こるのに十分なだけ粘性が低いと判定されるならば、次のステップは、所定の流量を発生するように、ポンプ１５を制御することである。この流量は、実質的にバイパス・フィルター１６の最も効率的な使用を提供するように選択される。つまり、効率的な煤除去が生じるために十分な高い速度で遠心式フィルターを回転させることになる、バイパス・フィルター１６を通過する流量である。複数の流量設定を持つポンプが用いられる場合に、ポンプ１５からの流量が、所定の流量を発生することになる流量設定に設定される。
【００３３】
エンジン５も効率的な潤滑を維持するようなオイルの供給を必要とするので、ポンプ１５からの流量は、フィルター１６のみに必要とされるものよりも高くなることになる。出口圧力センサー２０が、所定の最小圧力への到達を示すときに、バルブ１７が制御器１０により開かれ、オイルがバイパス・フィルター１６を通るのを可能とする。これは、バイパス・フィルター１６を迅速に所定速度へ加速するのに十分なポンプの圧力と流量が存在するまで、バイパス・フィルター１６への流量が生じないのを確実なものとする。
【００３４】
バルブ１７は、バイパス・フィルター１６と、フルフロー・フィルター８及びオイル・クーラー７を通過するメイン・オイル流路との両方を通るオイルの流れを制限することができる形式とすることも、バイパス・フィルター１６へ流れを供給するために開かれるときに、所定のオイルの漏れが、エンジン５へ流れるのが許容される形式のものとすることもできる。いずれの場合においても、エンジン５へのダメージが起きるのを防ぐために、エンジン５へのオイルの流量を維持することが重要である。
【００３５】
バイパス・フィルター１６により要求されるオイルの流量は、通常のエンジン潤滑目的で必要とされるよりもはるかに高い流量と圧力をポンプ１５が生成することを要求し、それで、オイルがバイパス・フィルター１６へ自由に流れているときでさえも、効率的なエンジン潤滑を維持するのに十分な圧力が未だ存在する。
【００３６】
制御器１０は、煤がもはやオイルから除去される必要がないと判断するとき、バルブ１７を閉じてバイパス・フィルター１６へのオイルの供給を遮断することができ、そして、エンジン５により要求されるような通常の動作設定にポンプ１５の流量設定を低下させる。
【００３７】
ポンプ１５からの出力は、エンジン５の速度により支配されず、それで、ポンプ１５は、エンジン５がアイドリング中でさえもオイルの流量を高くするように、動作可能である。これは、オイルの粘度が過剰に高くなければ、エンジン５がそれの下で動作しているデューティ・サイクル（duty cycle）とは無関係に、煤をオイルから除去することができる、ということを確実なものとする。
【００３８】
煤がオイルから除去される必要があると判断されるときにのみバイパス・フィルター１６を用いることにより、煤の濾過が要求されているか否かとは無関係に、そして効率的な濾過を許容するのに十分な程高温であるか否かとは無関係に、オイルがバイパス・フィルターを通される従来のシステムにおけるよりも、消費されるエネルギーは少ない。加えて、ポンプが用いられているときに、バイパス・フィルター１６に最適な流速を奏するように、ポンプを制御し、そして、オイルの粘性が十分に低いときにのみ濾過を許すことにより、バイパス・フィルター１６の最も効率的な使用が達成される。濾過のためには通常の潤滑よりもはるかに高い流量が要求されるので、この高い流量で動作するのに費やされた時間が短い程、消費されるエネルギーは少なくなるであろうことが、理解されるであろう。
【００３９】
システムは油温を計測することができるいかなる形式の油温センサーを用いることもできること、そして、システムは、特にディーゼル機関に有用であるものの、煤が除去される必要があるいかなるエンジンにも適用することができることが、理解されるであろう。
【００４０】
図２を参照すると、図１を参照して前述したのと多くの点で同じものであるシステムが示されている。唯一の大きな違いは、ソレノイド・バルブ１７がスプリング制御形圧力放出弁（spring controlled pressure dump valve）１１７に代えられ、そして、この場合にはポンプ１１５は、連続可変出力型のものである。
【００４１】
このシステムは上述のものと同様の態様で動作し、そして、制御器１０は、煤が除去される必要があると判定し、そして、オイルの温度が効率的な濾過が起こるのを許容するのに十分高いことが確認されるまで、エンジン５に通常の圧力と流量でオイルを供給するように、ポンプ１１５が用いられる。しかしながら、この場合において、バルブ１１７の制御は実際にはなく、それは、ポンプ１１５からの圧力が所定レベルを越えて上昇するときに、バイパス・フィルター１６を通過する流れを許容するように開放するのみである。この実施形態において、ポンプからの流量がバイパス・フィルター１６に要求される最小流量と等しいか又はわずかに越えることになるレベルにポンプ１１５からの出力を増大することにより、最小流量を供給するようにポンプ１１５を制御することにより、これが達成される。この最小流量によって、バルブ１１７を開放するために要求される圧力よりもポンプ出口の圧力が高くなり、それで、ポンプ１１５からの流量は、増大されると、オイルがバイパス・フィルター１６を通るのを許容するようにバルブ１１７が開放することになる点に到達することになる。既に述べたように、この流量又は圧力は、エンジン５を潤滑するために必要とされるものよりも高く、それで、煤が除去されなければならないときにのみ、バイパス・フィルター１６を効率的に使用することになる速度で、バイパス・フィルター１６を通過して流れることになる。
【００４２】
所定のオイル流量を上回り、かつオイルが所定温度を上回るときにのみ効率的な濾過が起こることになると知られる遠心式フィルターを参照して本発明を説明してきたものの、例えば、オイルがフィルターを通過する際にオイルを迅速に回転させることにより、煤が除去される渦流式フィルターなどの、他の形式のフィルターにも等しく適用可能である。そのようなフィルターにおいて、効率的な濾過のためには、オイルの粘性も低い必要があり、そして、高い流速が要求される。それはまた、薄膜フィルターにも適用可能である。というのが、煤の小粒子を捕捉するのに十分に微細な構造を持つそのようなフィルター前後の圧力損失は、大量のエネルギーの使用を要求し、そして、そのようなフィルターを用いてさえも、オイルの粘度が低いときにオイルを濾過することが簡単だからである。
【００４３】
図３を参照すると、本発明によるシステムの第３の実施形態が示されている。この実施形態は、多くの点で、前述のものと同じであるが、オイルから煤を除去するために用いられるフィルターが、バイパス・ライン（bypass line）にではなく、フルフロー位置（full flow position）に配列されるという点で異なる。前述のものと同じように、ディーゼル機関５が、潤滑目的でリザーバ又はサンプ６からエンジン５へオイルを循環させ、オイルをサンプ６へ戻すために、潤滑システムを持つ。オイル・クーラー７と通常のフルフロー・フィルター８が、オイルを冷却し、異物をオイルから除去するために、潤滑システムの一部として含まれる。
【００４４】
潤滑システムを循環するオイルから煤を除去するためのシステムは、制御器１０、オイルの温度、質及びレベルを検出するサンプ・センサー１２、ポンプ出口圧力センサー２０、エンジン油圧センサー２１、可変流量ポンプ２１５、渦流フィルターの形態のインライン（inline）煤フィルター９、及び、バイパス・ラインを通りポンプ２１５へ戻るオイルの流量を制御するバルブ２１７を有する。バルブ２１７は、煤除去が行なわれるときに開かれ、そして、その位置における潤滑システム内の圧力により制御される圧力放出弁とすることも、制御器１０により電子制御されるものとすることもできる。いずれの場合においても、バルブ２１７の目的は、オイルの濾過中にオイルを比較的高い温度に維持して濾過効率を向上させるように、オイルの中の大きな割合をオイル・クーラー７を通すことなしに、ポンプ２１５の入口へ戻すことである。高流量のオイルがポンプ２１５へ戻るのを可能とするようにバルブ２１７が開かれている間、十分な潤滑が常時維持されるのを確実なものとするために、十分な流量のオイルがエンジン５へ供給し続けられることになる。
【００４５】
ここでの渦流フィルターとは、フィルターを通過する流体が回転させられて強い渦を形成し、それによる求心加速度が煤粒子をフィルター外壁に堆積させるフィルターを意味する。そのようなフィルターの利点の１つは、通常の薄膜フィルターとは違い、顕著な流量制限を生じることなしにオイルから小さな粒子を除去することができる、ということである。
【００４６】
制御器１０は、前述のように、オイルの温度、質及びレベルを検出するセンサー１２、エンジン油圧センサー２１、ポンプ出口圧力センサー２０からの入力信号及び、エンジン５に付随する様々な他のセンサー（不図示）からの入力信号を受信し、受信信号を処理し、そして、受信信号に基づき可変流速ポンプ２１５の動作を制御するように構成される。
【００４７】
この場合において、可変流量ポンプ２１５は、一定回転数を持つロータリー・ポンプであり、ポンプ２１５の１回転当りの容積を変更することにより、その流量が変更される。ポンプ２１５は、エンジン５及び濾過に要求される流量をもたらすために選択された複数の所定の流量を持つ。
【００４８】
制御器１０は、煤がオイルから除去される必要があるか否かを判断するために用いられる信号を受ける。この信号は、制御器１０のメモリーにセットされるフラグの形態を持つ。フラグが１にセットされているとき、煤が除去される必要があり、そしてフラグが０にセットされているとき、煤は除去される必要がない。
【００４９】
煤がオイルから除去される必要がないエンジン５の通常動作中、制御器１０は、エンジン５により要求される圧力を提供するようにポンプ２１５を制御若しくは設定する。つまり、圧力センサー２１により検出されるエンジン５の油圧を含むエンジン５の動作状態が、制御器１０により受信され、そして、ポンプ２１５がエンジン５の要求油圧を提供することになる流量に設定される。要求される油圧は、ルックアップ・テーブルに格納することも、油圧をエンジン速度と負荷に関連させる所定のアルゴリズムを用いて計算することもできる。この動作モードの間、渦流フィルター９を通る流量は比較的低く、それで、オイルから除去される煤は実質的にない。渦流フィルター９の構造のために、流量に対する制限は最小であり、それを潤滑システムに含めることは、エンジン５に対し通常の潤滑を行なうのに必要とされるエネルギーに対して、実質的に影響しない。
【００５０】
制御器１０が煤がオイルから除去される必要があると判定するとき、それは、オイルからの煤の除去を最適化するように、煤除去モードにポンプ２１５を設定する。
【００５１】
この処理の第１のステップは、油温が所定温度を上回っていることを確認することであり、そして、オイルの温度、質及びレベルを検出するサンプ・センサー１２から、油温が効率的な濾過を起こすのに十分な温度であると判断されるならば、次のステップは、所定流量を発生するようにポンプ２１５を制御することである。この流量は、渦流フィルター９を実質的に最も効率的に使用するように選ばれる。つまりそれは、効率的な煤除去が起こるのに十分な程高い速度で、そこを通過するオイルを回転させることになる、渦流フィルター９を通過する流量である。ポンプ２１５からの流量を連続的に変更できるならば、この流量は、所望の最適濾過を行なう最小流速そのものとできるが、ポンプ２１５からの流量が段階的にしか変更できないならば、最小のエネルギー消費で効率的な濾過を行なうのに必要とされる所定の最小流量と同じ又はわずかに越える流速をもたらすことになる出力流量を使用するように、ポンプ２１５は設定されることになる。
【００５２】
連続可変出力形のポンプが用いられるならば、ポンプ２１５からの流量は、ポンプ出口圧力センサー２０を用いることにより間接的に計測することができ、そして、ポンプ２１５は、計測された圧力に基づき、所望の流量を発生するように制御され得る。しかし、この実施形態におけるように段階出力形のポンプが用いられるならば、ポンプの設定は、所望の流量を発生するのに必要とされる出力設定でなければならないだけである。
【００５３】
バイパス・フィルター１６により要求されるオイルの流量は、通常のエンジン潤滑目的で要求されるものよりも高い流量と圧力をポンプ２１５が発生するのを要求するので、バイパス・ラインを通りポンプ２１５までオイルが元に自由に流れているときでさえも、有効なエンジン潤滑を維持するのに十分な圧力がある。
【００５４】
煤がオイルから除去される必要はもはやないと制御器１０が判断するとき、ポンプ２１５の流量を低下させることができ、これにより、圧力がバルブを開放状態に維持するのに要するレベルを越えて下がることになるので、バルブ２１７は自動的に閉じることになる。
【００５５】
前述のように、ポンプ２１５からの出力はエンジン５の速度により支配されておらず、それで、ポンプ２１５は、エンジン５がアイドリングしているときでさえも、高い流量を発生するように、作動させることができることが理解されるであろう。これは、オイルの粘性が十分に低いとすれば、エンジン５がその下で動作しているデューティ・サイクルとは無関係に、オイルから煤を除去することができる、ということを確実なものとする。
【００５６】
先の実施形態におけるのと同じように、煤が除去されなければならないときであって、油温が濾過に適した温度であり、それにより、エネルギーを節約し、エンジンの燃料経済性を向上させるときにのみ、ポンプは、高流量で作動させられる。
【００５７】
図４を参照すると、エンジンを潤滑するのに用いられるオイルから煤を除去するために可変流量ポンプを制御する方法が示されている。
【００５８】
この方法は、ステップ１００で始まり、そこにおいて、エンジンが起動又は始動される。この方法は、ステップ１１０へ進み、そこにおいて、煤がオイルから除去される必要があるか否かが判断される。これは、Flag >０?という判断を用いてフラグを質問することによりなされる。YESならば、ステップ１２０へ進み、そうでなければ、ステップ１１０へ戻る。ステップ１２０において、この方法は、T > Tmin?という判断を用いて、油温が所定の最小温度を越えるか否かを判断する。ここで、Tは計測された油温であり、そしてTminは、オイルの粘性が、オイルからの煤の効率的な濾過を許容するのに十分低い際の最も低い温度を表わすように選択された油温である。計測された温度がこの最低温度を下回るならば、この方法は、ステップ１１０へ戻るが、最低温度を上回るならば、この方法はステップ１３０へ進み、そこにおいて、オイルからの煤の効率的な濾過のために必要とされる流量を提供するように制御される。
【００５９】
それから、この方法は、煤除去が未だ必要とされていることを再検証するためにステップ１１０へ戻る。これは、所定時間経過後であっても、その間にオイルの煤含有量が連続的に監視され、そしてフラグの状態が連続的に更新される、連続処理の一部としても良い。
【００６０】
それで、要約すると、本発明は、エンジンの速度とは無関係にいつでも煤を濾過できることを含むいくつかの効果を奏し、常時効率的な濾過を得るようにオイル粘性が高過ぎるときに濾過を中止し、濾過のために用いられる圧力が煤の除去を理想的なものとするように制御されるのを可能とし、良好な濾過を行なうように遠心式フィルターの速度が制御される若しくは、渦流フィルターを通過する流量が濾過を最大化するように調整されるのを可能とし、そして、煤が実際に除去されなければならないときにのみ、濾過に必要とされる高い流量を用い、それにより、エネルギー使用量を削減する。
【００６１】
本発明は、オイルからの煤の除去に限定されるものではなく、加圧流体の供給を必要とする装置を持つ流体回路のための他の濾過システムにも適用することができる。この場合において、濾過システムは、加圧流体をその装置に供給するための可変流量ポンプ、流体から異物を除去するためのフィルター及び、異物が流体から除去される必要があるか否かを判断し、そして異物が除去される必要があると判断されるときに、流体から異物を効率的に除去するのに十分な流量を供給するように、可変流量ポンプを制御する制御器を有することになろう。フィルターは、遠心式フィルターとすることも、渦流式フィルターとすることも、効率的な濾過を提供するために高流量を必要とする他の形式のフィルターとすることもできる。
【００６２】
フィルターは、バルブによりポンプからメインフロー回路へと接続することもでき、その場合に、バルブは、圧力開放弁とすることも、制御器により作動させられる制御弁とすることもできる。
【００６３】
この装置は、例えば、そして限定するものではなしに、潤滑油の供給を必要とする変速機、デファレンシャル装置又はアクスル若しくは、加圧流体の供給を必要とする油圧モーターとすることもできる。
【００６４】
本発明を、いくつかの実施形態を参照しつつ例を用いて説明してきたものの、そのような実施形態に本発明は限定されるものではなく、そして、様々な代替実施形態や開示の実施形態に対する改良を、本発明の範囲から逸脱することなしになし得ることが、当業者には理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の観点に係るエンジン及び煤除去システムの第１実施形態のブロック図である。
【図２】本発明の第１の観点に係るエンジン及び煤除去システムの第２実施形態のブロック図である。
【図３】本発明の第１の観点に係るエンジン及び煤除去システムの第３実施形態のブロック図である。
【図４】本発明の第２の観点に係る方法の概略フローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
５  内燃機関
８,９,１６  フィルター
１０  制御器
１５,１１５,２１５  可変流量ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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