(57)【要約】【課題】オイルフィルタの圧損を最小化することで補機損失を最小化することができるオイル流量制御システムを提供する。【解決手段】センサ２１０は、フルフローフィルタ１５０が設置された第１流路１３０に設けられ、第１流路１３０に流れるオイル１０１に含まれる異物量を検出する。バルブ２２０は、フルフローフィルタ１５０よりも濾過粒径が小さいバイパスフィルタ１６０が設置された第２流路１４０に設けられ、第２流路１４０に流れるオイル１０１の通過量を調整する。制御装置２３０は、センサ２１０で検出された異物量が許容値を下回る場合にバルブ２２０を全閉に制御する。一方、制御装置２３０は異物量が許容値を上回る場合に異物量に応じてバルブ２２０の開度が一定の増加率で増加するようにバルブ２２０の開度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルフローフィルタ（１５０）が設置された第１流路（１３０）に設けられ、前記第１流路に流れるオイル（１０１）に含まれる異物量を検出するセンサ（２１０）と、
前記フルフローフィルタよりも濾過粒径が小さいバイパスフィルタ（１６０）が設置された第２流路（１４０）に設けられ、前記第２流路に流れる前記オイルの通過量を調整するバルブ（２２０）と、
前記第１流路及び前記第２流路の下流側に設けられたオイルパン（１００）から前記オイルを前記第１流路及び前記第２流路に供給するオイルポンプ（２００）と、
前記センサで検出された前記異物量が許容値を下回る場合に前記バルブを全閉に制御する一方、前記異物量が前記許容値を上回る場合に前記異物量に応じて前記バルブの開度が一定の増加率で増加するように前記バルブの開度を制御する制御装置（２３０）と、
を含んでいるオイル流量制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記センサで検出された前記異物量が前記許容値を上回った場合に前記バルブの開度を前記異物量に対応した第１開度に制御し、前記バルブを前記第１開度に制御した一定時間後に前記センサで検出された前記異物量が前記許容値を下回らない場合に前記バルブの開度を前記第１開度よりも大きい第２開度に制御する請求項１に記載のオイル流量制御システム。
【請求項３】
前記センサは、前記第１流路のうちの前記フルフローフィルタの上流側に配置された第１センサ（２１１）と、前記フルフローフィルタの下流側に配置された第２センサ（２１２）と、を有して構成され、
前記制御装置は、前記第１センサで検出された第１異物量と、前記第２センサで検出された第２異物量と、の差に基づいて前記フルフローフィルタの劣化を判定する請求項１または２に記載のオイル流量制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記許容値が書き換え可能に記憶された記憶装置（２３１）を有している請求項１ないし３のいずれか１つに記載のオイル流量制御システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記一定の増加率が書き換え可能に記憶された記憶装置（２３１）を有している請求項１ないし４のいずれか１つに記載のオイル流量制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタに対するオイルの流量を制御するオイル流量制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両のオイルフィルタとして「フルフロー＋バイパス併用型オイルフィルタ」の構成が、例えば非特許文献１で提案されている。具体的には、フルフローフィルタとこのフルフローフィルタよりも濾過粒径の小さなバイパスフィルタとが並列に配置されている。オイルはオイルポンプによって各フィルタに供給される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】日本フィルターエレメント工業会  オイルフィルタ、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２７年８月３日検索］、インターネット＜URL:http://www.jf-a.jp/oil/index.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、オイルが常にバイパスフィルタを通過するので、バイパスフィルタにはフルフローフィルタよりも大きな圧損が常に発生する。このため、その圧損を考慮したオイルポンプの駆動量が常に必要となる。当該圧損は補機損失となり、車両の燃費を悪化させる原因になる。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、オイルフィルタの圧損を最小化することで補機損失を最小化することができるオイル流量制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、フルフローフィルタ（１５０）が設置された第１流路（１３０）に設けられ、第１流路に流れるオイル（１０１）に含まれる異物量を検出するセンサ（２１０）を含んでいる。
【０００７】
また、フルフローフィルタよりも濾過粒径が小さいバイパスフィルタ（１６０）が設置された第２流路（１４０）に設けられ、第２流路に流れるオイルの通過量を調整するバルブ（２２０）と、第１流路及び第２流路の下流側に設けられたオイルパン（１００）からオイルを第１流路及び第２流路に供給するオイルポンプ（２００）と、を含んでいる。
【０００８】
さらに、センサで検出された異物量が許容値を下回る場合にバルブを全閉に制御する一方、異物量が許容値を上回る場合に異物量に応じてバルブの開度が一定の増加率で増加するようにバルブの開度を制御する制御装置（２３０）を含んでいる。
【０００９】
これによると、オイルに含まれる異物量に応じてバルブの開度が調整されるので、オイルがバイパスフィルタに常に流れることがない。このため、フルフローフィルタよりもオイルの圧損が大きいバイパスフィルタへのオイルの流量を最小限にすることができる。したがって、バイパスフィルタの圧損を最小化することができ、ひいてはオイルポンプで発生する補機損失を最小化することができる。
【００１０】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るオイル流量制御システムの構成図である。
【図２】異物量とバルブの開度との関係を示した図である。
【図３】異物量と圧損・流量との関係を示した図である。
【図４】異物量とフィルタの圧損の時間変化を示した図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る制御装置の制御内容を示した図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るオイル流量制御システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係るオイル流量制御システムは、例えば車両のエンジンオイルに含まれる異物をフィルタで除去するオイル循環システムに採用される。
【００１４】
図１に示されるように、オイル循環システムは、オイルパン１００、共通流路１１０、リリーフ圧バルブ１２０、第１流路１３０、第２流路１４０、フルフローフィルタ１５０、バイパスフィルタ１６０、及びエンジン１７０を含んでいる。
【００１５】
オイルパン１００は、オイル１０１を収容する容器である。オイル１０１は例えばエンジンオイルである。共通流路１１０の上流側はオイルパン１００に接続されている。リリーフ圧バルブ１２０は、共通流路１１０に設けられている。リリーフ圧バルブ１２０は、共通流路１１０内の圧力が一定値を超えた場合に当該圧力を逃がすことで共通流路１１０内の圧力を一定に維持するものである。リリーフ圧バルブ１２０は、例えば蓋部品やバネ部品等を備えた機械的構造を有して構成されている。
【００１６】
第１流路１３０及び第２流路１４０の上流側は、共通流路１１０の下流側に接続されている。また、第１流路１３０及び第２流路１４０の下流側は、オイルパン１００に接続されている。つまり、第１流路１３０及び第２流路１４０は、共通流路１１０とオイルパン１００との間に並列に接続されている。
【００１７】
フルフローフィルタ１５０は、第１流路１３０に設置された異物除去用のフィルタである。バイパスフィルタ１６０は、第２流路１４０に設置されたフィルタである。バイパスフィルタ１６０は、フルフローフィルタ１５０よりも濾過粒径が小さいフィルタである。このため、バイパスフィルタ１６０はオイル１０１の圧損がフルフローフィルタ１５０よりも大きいが、オイル１０１に含まれる異物の濾過機能はフルフローフィルタ１５０よりも高い。
【００１８】
エンジン１７０は、車両に搭載された内燃機関である。エンジン１７０は第１流路１３０から供給されるオイル１０１を用いて動作する。
【００１９】
オイル流量制御システムは、上記のオイル循環システムに対して設けられている。具体的に、オイル流量制御システムは、オイルポンプ２００、センサ２１０、バルブ２２０、及び制御装置２３０を含んでいる。
【００２０】
オイルポンプ２００は、オイルパン１００から共通流路１１０を介してオイル１０１を第１流路１３０及び第２流路１４０に供給する可変容量タイプのものである。これにより、オイル１０１は共通流路１１０、第１流路１３０、及び第２流路１４０を循環できるようになっている。
【００２１】
センサ２１０は、オイル１０１に含まれる異物量を検出する異物検出センサである。センサ２１０は、例えばオイル１０１の電気伝導度や誘電率等の電気的特性から異物量を検知する方式を採用している。センサ２１０は、第１流路１３０においてフルフローフィルタ１５０の下流側に配置されている。そして、センサ２１０は、異物量の情報を含んだセンサ信号を制御装置２３０に出力する。
【００２２】
バルブ２２０は、第２流路１４０においてバイパスフィルタ１６０の上流側に配置されている。バルブ２２０は、開度が調整可能に構成されている。したがって、バルブ２２０は、開度に応じて第２流路１４０に流れるオイル１０１の通過量を調整する。
【００２３】
制御装置２３０は、センサ２１０で検出された異物量に基づいて、バルブ２２０の開度を制御する電子制御装置である。具体的に、制御装置２３０は、許容値及び一定の増加率を用いてバルブ２２０の開度を制御する。許容値は、バルブ２２０の開閉の基準となる値である。一定の増加率は、異物量が多くなるに従ってバルブ２２０の開度が大きくなるように設定された関数の勾配である。
【００２４】
制御装置２３０は、許容値及び一定の増加率を書き換え可能に記憶した記憶装置２３１を有している。記憶装置２３１は、いわゆるメモリである。これによると、車種に応じて許容値や一定の増加率の書き換えが可能になる。以上が、オイル循環システム及びオイル流量制御システムの構成である。
【００２５】
次に、オイル流量制御システムの作動について説明する。まず、図２に示されるように、センサ２１０で検出された異物量が許容値を下回る場合、制御装置２３０はバルブ２２０を全閉に制御する。これにより、オイルポンプ２００によってオイルパン１００から吸い上げられたオイル１０１は、共通流路１１０を介して第１流路１３０のみに流れる。そして、オイル１０１はフルフローフィルタ１５０及びエンジン１７０を介してオイルパン１００に戻る。
【００２６】
したがって、図３に示されるように、第１流路１３０の流量は最大になり、第２流路１４０の流量は最小になる。つまり、フィルタの圧損はフルフローフィルタ１５０のみの圧損となる。
【００２７】
一方、図２に示されるように、異物量が許容値を上回る場合、制御装置２３０は異物量に応じてバルブ２２０の開度を制御する。具体的には、制御装置２３０は、異物量の増加に応じてバルブ２２０の開度を一定の増加率で増加させ、異物量が一定値を超えるとバルブ２２０を全開に制御する。これにより、共通流路１１０に流れるオイル１０１は、第１流路１３０と第２流路１４０の両方に流れる。このように、オイル１０１に含まれる異物量が増加した際には異物量に応じてオイル１０１がバイパスフィルタ１６０を通過するので、バイパスフィルタ１６０によって異物が除去される。
【００２８】
したがって、図３に示されるように、異物量の増加に伴って第１流路１３０の流量は減少し、第２流路１４０の流量は増加する。また、バルブ２２０が全開になると、第１流路１３０の流量は最小になり、第２流路１４０の流量は最大になる。したがって、バルブ２２０の開度の増加に伴ってフィルタの圧損が上昇し、バルブ２２０が全開した場合にフィルタの圧損が最大になる。
【００２９】
続いて、異物量とフィルタの圧損の時間的変化について説明する。図４に示されるように、時点Ｔ１０までは異物量が許容値を下回り、バルブ２２０は全閉している。これにより、バイパスフィルタ１６０にオイル１０１が流れないので、フルフローフィルタ１５０の圧損のみが発生する。つまり、フィルタの圧損が最も小さくなり、圧損を抑制できる。
【００３０】
そして、時点Ｔ１０後に異物量が許容値を上回ると、異物量の増加に伴ってバルブ２２０の開度が増加する。これにより、フィルタの圧損にバイパスフィルタ１６０の圧損が加わる。したがって、時点Ｔ１０以降はフルフローフィルタ１５０よりも異物除去能力が高いバイパスフィルタ１６０にオイル１０１が流れるので、バイパスフィルタ１６０によって異物が除去される。そして、フィルタの圧損はバイパスフィルタ１６０にオイル１０１が流れ始める時点Ｔ１０から時点Ｔ１１まで上昇する。
【００３１】
この際、異物量に応じてバルブ２２０の開度が制御されているので、過大な圧損を回避できる。すなわち、フルフローフィルタ１５０よりもオイル１０１の圧損が大きいバイパスフィルタ１６０へのオイル１０１の流量を最小限にすることができる。
【００３２】
この後、時点Ｔ１２から異物量が減少し、これに伴ってバルブ２２０の開度も小さくなる。そして、時点Ｔ１３で再びバルブ２２０が全閉する。なお、この後に異物量が許容値を上回った場合、上記と同様にバルブ２２０が制御される。
【００３３】
以上のように、オイル１０１がバイパスフィルタ１６０に常に流れることはない。このため、図４の破線に示されるように、バルブ２２０が設けられていない場合はフィルタの圧損は常に最大になるが、オイル１０１に含まれる異物量に応じてバルブ２２０の開度が調整されることでフィルタの圧損を最小限に抑えることができる。したがって、オイルポンプ２００の必要仕事を最小化することができる。すなわち、必要仕事に応じてオイルポンプ２００の稼働が制御されるので、オイルポンプ２００で発生する補機損失を最小化することができる。
【００３４】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。制御装置２３０は、バルブ２２０の開度を複数段階に分けて制御する。具体的には、図５に示されるように、制御装置２３０は、時点Ｔ２０でセンサ２１０で検出された異物量が許容値を上回った場合、バルブ２２０の開度を異物量に対応した第１開度に制御する。第１開度は例えば全開の３０％である。
【００３５】
そして、時点Ｔ２１から時点Ｔ２２までの一定時間後にセンサ２１０で検出された異物量が許容値を下回らない場合、制御装置２３０は、バルブ２２０の開度を第１開度よりも大きい第２開度に制御する。第２開度は例えば全開の６０％である。
【００３６】
以上のように、異物量が減少しない場合であってもバルブ２２０が段階的に制御されるので、バルブ２２０が全開に制御される場合よりもフィルタの圧損を抑制することができる。したがって、オイル１０１に含まれる異物をバイパスフィルタ１６０で除去しつつ、フィルタの圧損を最小化することができる。
【００３７】
なお、本実施形態ではバルブ２２０の開度が２段階で制御される内容を説明したが、３段階以上の制御が行われても良い。
【００３８】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図６に示されるように、センサ２１０は、第１センサ２１１及び第２センサ２１２を有して構成されている。
【００３９】
第１センサ２１１は、第１流路１３０のうちのフルフローフィルタ１５０の上流側に配置されている。第１センサ２１１は、フルフローフィルタ１５０の上流側に位置するオイル１０１に含まれる第１異物量を検出する。そして、第１センサ２１１は、第１異物量の情報を含んだ第１センサ信号を制御装置２３０に出力する。
【００４０】
一方、第２センサ２１２は、フルフローフィルタ１５０の下流側に配置されている。第２センサ２１２は、フルフローフィルタ１５０の下流側に位置するオイル１０１に含まれる第２異物量を検出する。そして、第２センサ２１２は、第２異物量の情報を含んだ第２センサ信号を制御装置２３０に出力する。
【００４１】
制御装置２３０は、各センサ２１１、２１２から各センサ信号を入力し、第１異物量と第２異物量との差に基づいてフルフローフィルタ１５０の劣化を判定する。異物量の差が小さい場合、フルフローフィルタ１５０の劣化によって異物が除去されていない可能性がある。
【００４２】
したがって、制御装置２３０はフルフローフィルタ１５０が劣化していると判定した場合、外部装置に対して異常判定の出力を行う。これにより、フルフローフィルタ１５０の早期の交換が可能になる。このため、フルフローフィルタ１５０が劣化したことによる圧損を抑制することができる。
【００４３】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示されたオイル流量制御システムの構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、センサ２１０は、上述した方式以外の方式で異物量を検出するように構成されていても良い。
【００４４】
また、制御装置２３０は書き換え可能な記憶装置２３１を有していなくても良い。すなわち、制御装置２３０は、許容値及び一定の増加率の各固定値を予めメモリに保持していても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１００  オイルパン
１０１  オイル
１３０  第１流路
１４０  第２流路
１５０  フルフローフィルタ
１６０  バイパスフィルタ
２００  オイルポンプ
２１０  センサ
２２０  バルブ
２３０  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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