内燃機関のオイル浄化装置
【課題】フィルターの劣化を抑制することが可能な内燃機関のオイル浄化装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、エンジンオイルが循環する循環油路２６に配置され、エンジンオイルを浄化する機能を有すると共に、流入するエンジンオイルの油温に応じて浄化効率が変化するフィルター３２と、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる温度範囲内になるように、フィルター３２に向かうエンジンオイルの流れを変更する第１バルブ３６と、を備えることを特徴とする内燃機関のオイル浄化装置２４である。
【解決手段】本発明は、エンジンオイルが循環する循環油路２６に配置され、エンジンオイルを浄化する機能を有すると共に、流入するエンジンオイルの油温に応じて浄化効率が変化するフィルター３２と、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる温度範囲内になるように、フィルター３２に向かうエンジンオイルの流れを変更する第１バルブ３６と、を備えることを特徴とする内燃機関のオイル浄化装置２４である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のオイル浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの潤滑および冷却にはエンジンオイルが用いられている。エンジンオイルは、例えばエンジンの下部に設けられたオイルパンに貯留され、オイルポンプによってエンジン各部に供給される。エンジン各部を循環したエンジンオイルは、オイルパン内に滴下する。オイルパン内に滴下したエンジンオイルは、再度オイルポンプによってエンジン各部に循環される。この間、エンジンオイルはエンジン各部から熱を受け取って各部を冷却する。また、エンジンオイルは、エンジン各部で油膜を形成して各部品間の潤滑を促進すると共に、部品の酸化を防止するなどの役目もある。
【０００３】
エンジン各部を循環したエンジンオイルには不純物が混入する。この不純物を取り除くために、エンジンオイルが流れる油路にオイルフィルターを設けている。例えば、オイルフィルター内にイオン交換樹脂などのフィルターを配置し、エンジンオイルがオイルフィルターを通過する際に、イオン交換樹脂に結合していた添加剤がエンジンオイル中に放出されることで、エンジンオイルの劣化を抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５４０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
イオン交換樹脂などのフィルターの浄化効率は、フィルターを流れるエンジンオイルの油温により変化する。エンジンオイルの油温はエンジンの状態に応じて低温から高温まで変動する。このため、フィルターの浄化効率が十分でない状態においても、エンジンオイルがフィルターを流れてしまい、フィルターに初期付着していたイオン等がエンジンオイルに流出してしまうことでフィルターの寿命が早まる場合がある。
【０００６】
また、エンジンオイルの油温が、フィルターの耐熱限界温度以上の高温になる場合がある。このような高温のエンジンオイルがフィルターを流れると、フィルターが破壊され、性能劣化を引き起こす場合がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、フィルターの劣化を抑制することが可能な内燃機関のオイル浄化装置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】
【０００８】
上記目的は、エンジンオイルが循環する循環油路に配置され、前記エンジンオイルを浄化する機能を有すると共に、流入する前記エンジンオイルの油温に応じて浄化効率が変化するフィルターと、前記フィルターに流入する前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが所定の前記浄化効率を発揮できる温度範囲内になるように、前記フィルターに向かう前記エンジンオイルの流れを変更する第１バルブと、を備えることを特徴とする内燃機関のオイル浄化装置によって達成できる。これによれば、フィルターの劣化を抑制できる。
【０００９】
上記構成において、前記循環油路に設けられたオイルクーラよりも下流側且つエンジン各部よりも上流側で前記循環油路に接続し、前記オイルクーラを通過し且つエンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが、前記フィルターが設けられたオイルパンに流入できるようにする第１油路を有し、前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記オイルクーラを通過し且つ前記エンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが前記オイルパンに流入する弁状態になる構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第１バルブを制御する制御部を有し、前記制御部は、前記オイルパン内の前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記第１バルブを、前記オイルクーラを通過し且つ前記エンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが前記オイルパンに流入する弁状態にする構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油圧に応じて開閉するリリーフバルブである構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記循環油路に分岐部で分岐し、前記分岐部よりも下流側の合流部で前記循環油路に合流すると共に、前記フィルターが設けられた第２油路を有し、前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記エンジンオイルが前記第２油路に設けられた前記フィルターに流入しない弁状態になる構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記第１バルブは、サーモスタットである構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記フィルターをバイパスする第３油路と、前記エンジンオイルが、前記フィルターが設けられた前記第２油路側を流れるか前記第３油路側を流れるかの切替えをする第２バルブと、前記第１バルブと前記第２バルブとを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記第１バルブを、前記エンジンオイルが前記第２油路に流入しない弁状態にすると共に、前記第２バルブを、前記エンジンオイルが前記第３油路に流入し、前記フィルターが設けられた前記第２油路に流入しない弁状態にする構成とすることができる。この構成によれば、第１バルブが壊れた場合であっても、エンジンオイルの循環を滞らせることなく、且つ低高温のエンジンオイルがフィルターを流れることを抑制できる。
【００１５】
上記構成において、前記フィルターは筒形状をしていて、前記エンジンオイルは前記筒形状の中央の空洞部に流入する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィルターの劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１に係るオイル浄化装置を含むエンジンの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【図３】図３は、フィルターを流れるエンジンオイルの油温と浄化機能の効率との関係を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）は、ＥＣＵの制御を示す図であり、図４（ｂ）は、ＥＣＵの制御によるオイルパン内のエンジンオイルの油温の変化を示す図である。
【図５】図５は、第１油路とフィルターとの位置関係を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係るオイル浄化装置を含むエンジンの概略構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、エンジンの回転数とエンジンオイルの油圧との関係を示す図である。
【図８】図８は、サーモスタットである第１バルブについて説明する図である。
【図９】図９は、高温用サーモスタットと低温用サーモスタットとの開閉について説明する図である。
【図１０】図１０は、実施例４に係るオイル浄化装置が備わるエンジンの概略構成を説明するブロック図である。
【図１１】図１１は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、第１バルブから第３バルブの弁状態を説明するフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、循環油路、第２油路、および第３油路でのエンジンオイルの油温を示し、図１２（ｂ）は、循環油路、第２油路、および第３油路を流れるエンジンオイルの流量を示す図である。
【図１３】図１３は、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、第１バルブから第３バルブの弁状態を説明するフローチャートである。
【図１４】図１４（ａ）は、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、循環油路、第２油路、および第３油路でのエンジンオイルの油温を示し、図１４（ｂ）は、循環油路、第２油路、および第３油路を流れるエンジンオイルの流量を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）は、フィルターの斜視図であり、図１５（ｂ）は、断面図である。
【図１６】図１６は、実施例４の変形例１に係るオイル浄化装置が備わるエンジンの概略構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、ＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、ＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１に係るオイル浄化装置を含むエンジンの概略構成を示すブロック図である。図１のように、エンジン１０は、オイルパン１２と、オイルポンプ１４と、オイルクーラ１６と、ピストンやクランクシャフトなどのエンジン各部１８と、ラジエータ２０と、ウォータポンプ２２と、オイル浄化装置２４と、エンジンオイルが循環する循環油路２６と、冷却水が流れる水路２８と、を有する。
【００２０】
オイルパン１２内にはオイルストレーナ３０の吸入口が配置されている。オイルストレーナ３０は、金属製の網であり、エンジンオイル中の大きな異物を取り除く作用をする。オイルパン１２内に貯留されたエンジンオイルは、オイルポンプ１４が駆動されることにより、循環油路２６を通って、オイルクーラ１６を通過した後、エンジン各部１８に供給される。エンジン各部１８に供給されたエンジンオイルは、エンジン各部１８を循環した後、オイルパン１２に戻る。このように、オイルパン１２も循環油路２６の一態様である。
【００２１】
エンジン各部１８の冷却のために冷却水が流れている。エンジン各部１８を循環して高温となった冷却水は、水路２８を通って、ラジエータ２０に送られる。高温の冷却水はラジエータ２０で冷やされ、冷やされた冷却水は、ウォータポンプ２２が駆動されることにより、水路２８を通って、オイルクーラ１６を通過した後、またはオイルクーラ１６を通過せずに、エンジン各部１８に供給される。
【００２２】
オイルクーラ１６は、エンジンオイルと冷却水との間での熱交換により、例えばエンジンオイルを冷却させる働きをする。即ち、高温のエンジンオイルがオイルクーラ１６に送られると、ラジエータ２０から送られてきた冷却水との間で熱交換がなされてエンジンオイルが冷やされ、冷やされたエンジンオイルがエンジン各部１８に供給されるようになる。
【００２３】
エンジンオイルも冷却水もエンジン各部１８に供給されることから、エンジン各部１８から戻ったオイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１と、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１とは、同じような温度変化の軌跡となる。つまり、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１とエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１とには相関がある。このため、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１を測定することで、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１を求めることができる。
【００２４】
エンジン１０の冷間始動時などでは、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１もエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１も低温である。この場合、オイルクーラ１６の入り口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ２は、オイルクーラ１６の入り口での冷却水の水温Ｔｗ２よりも低くなる。よって、オイルクーラ１６でのエンジンオイルと冷却水との間の熱交換により、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルクーラ１６の入り口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ２よりも高くなる。
【００２５】
一方、エンジン１０が高負荷にある場合等では、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１もエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１も高温となる。冷却水は、ラジエータ２０を通ることで冷やされるため、オイルクーラ１６の入り口での冷却水の水温Ｔｗ２は、オイルクーラ１６の入り口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ２よりも低くなる。よって、オイルクーラ１６でのエンジンオイルと冷却水との間の熱交換により、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルクーラ１６の入り口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ２よりも低くなる。
【００２６】
このように、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が低温の場合は、オイルクーラ１６でエンジンオイルが温められ、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１よりも高くなる。一方、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が高温の場合は、オイルクーラ１６でエンジンオイルが冷やされ、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１よりも低くなる。
【００２７】
オイル浄化装置２４は、オイルを浄化する機能を有するフィルター３２と、第１油路３４と、例えば電磁弁である第１バルブ３６と、第１バルブ３６を制御する制御部であるＥＣＵ３８と、を有する。フィルター３２は、オイルパン１２内に設けられていて、例えばイオン交換樹脂や無機イオン交換樹脂などのイオン交換体を有する。フィルター３２がオイルパン１２内に設けられていることで、フィルター３２を常にエンジンオイルで満たすことができ、また、フィルター３２を交換する際に、循環油路２６にフィルター３２が設置されている場合に比べて、容易に交換が可能となり、圧損にもならない。第１油路３４は、一端がオイルクーラ１６よりも下流側且つエンジン各部１８よりも上流側で循環油路２６に接続し、他端はフィルター３２周辺のオイルパン１２に配置されている。これにより、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルが、第１油路３４を通ってフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入することが可能となる。第１バルブ３６は、ＥＣＵ３８による制御の下、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルが、第１油路３４を通ってオイルパン１２に流入するかどうか、エンジンオイルの流れを変更する。
【００２８】
次に、ＥＣＵ３８の制御について説明する。ＥＣＵ３８の制御は、ＣＰＵなどのハードウエアとＲＯＭなどに記憶されたソフトウェアとの協働によって実行される。図２は、ＥＣＵ３８の制御を示すフローチャートである。図２のように、ＥＣＵ３８は、エンジン１０が始動すると（ステップＳ１０）、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１を測定し、冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度以上であって、第２所定温度以下であるかを判断する（ステップＳ１２）。
【００２９】
ここで、第１所定温度および第２所定温度について説明する。図３は、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温と浄化効率との関係を示す模式図である。図３のように、浄化効率は、エンジンオイルの油温に対して一定ではなく、エンジンオイルの油温に応じて変化する。例えば、エンジンオイルが低温では低効率となり、エンジンオイルがある温度のときに、浄化効率はピークとなる。また、フィルター３２は耐熱限界温度Ｔｚを有しており、例えばフィルター３２として、三菱化学株式会社製のダイヤイオン（登録商標）、製品名ＷＡ３０を用いた場合、耐熱限界温度Ｔｚは１００℃である。フィルター３２は、上記以外にも、三菱化学株式会社製のダイヤイオン（登録商標）、製品名ＷＡ２０、ＷＡ２１Ｊ、ＷＡ４０Ｃ、ＷＫ１０、ＷＫ１０Ｓなどを用いることができる。耐熱限界温度Ｔｚを超えると、フィルター３２は破壊され、性能劣化を生じる。
【００３０】
例えば浄化効率がα％以上の場合を、所定の浄化効率が発揮できる状態（高効率状態）であるとすると、浄化効率をα％以上にするには、エンジンオイルの油温を適正温度範囲Ｘ以内とする必要がある。つまり、適正温度範囲Ｘの下限温度をＴａ、上限温度をＴｂとすると、エンジンオイルの油温を下限温度Ｔａ以上かつ上限温度Ｔｂ以下とする必要がある。言い換えると、エンジンオイルの油温が下限温度Ｔａよりも低い場合、および上限温度Ｔｂよりも高い場合は、浄化効率がα％より小さくなり、低効率状態となってしまう。
【００３１】
フィルター３２はオイルパン１２内に設けられていることから、浄化効率を高効率にするには、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１を、下限温度Ｔａ以上かつ上限温度Ｔｂ以下とすればよい。前述したように、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１とエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１とには相関がある。このため、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が下限温度Ｔａ、上限温度Ｔｂとなる場合を、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１で定めることができる。オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が下限温度Ｔａとなる場合のエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１を第１所定温度とする。また、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が上限温度Ｔｂとなる場合のエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１を第２所定温度とする。
【００３２】
したがって、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度以上であって、第２所定温度以下の場合は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１は、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内にあることとなる。言い換えると、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度より低い場合、および第２所定温度よりも高い場合は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１は、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた温度域にあることとなる。
【００３３】
図２に戻り、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度以上かつ第２所定温度以下でない場合（ステップＳ１２でＮｏの場合）、ＥＣＵ３８は、第１バルブ３６を開弁する（ステップＳ１４）。これにより、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルが、第１油路３４を通って、フィルター３２周辺のオイルパン１２に流入するようになる。
【００３４】
エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度よりも低い場合は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１は下限温度Ｔａより低い状態にある。エンジン１０の冷間始動時など、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が低温の場合は、前述したように、オイルクーラ１６の出口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１よりも高くなる。このため、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度よりも低い場合に第１バルブ３６を開弁することで、オイルクーラ１６で温められたエンジンオイルをフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入させることができる。これにより、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内となることを促進させることができる。
【００３５】
一方、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第２所定温度よりも高い場合は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１は上限温度Ｔｂより高い状態にある。オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が高温の場合は、前述したように、オイルクーラ１６の出口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１よりも低くなる。このため、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第２所定温度よりも高い場合に第１バルブ３６を開弁することで、オイルクーラ１６で冷やされたエンジンオイルをフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入させることができる。これにより、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内となることを促進させることができる。
【００３６】
次いで、ＥＣＵ３８は、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度以上かつ第２所定温度以下になったかを判断する（ステップＳ１６）。エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度以上かつ第２所定温度以下の場合（ステップＳ１２およびステップＳ１６でＹｅｓの場合）、ＥＣＵ３８は、第１バルブ３６を閉弁する（ステップＳ１８）。これにより、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルが、第１油路３４を通ってオイルパン１２に流入することはなくなる。
【００３７】
次いで、ＥＣＵ３８は、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第２所定温度より高くなったかを判断する（ステップＳ２０）。第２所定温度よりも高くなったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、ＥＣＵ３８は、第１バルブ３６を開弁する（ステップＳ２２）。これにより、前述したように、オイルクーラ１６で冷やされたエンジンオイルが、フィルター３２周辺のオイルパン１２に流入する。
【００３８】
次いで、ＥＣＵ３８は、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第２所定温度以下になったかを判断し（ステップＳ２４）、第２所定温度以下になったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６を閉弁する（ステップＳ２６）。
【００３９】
図４（ａ）は、ＥＣＵ３８の制御を示す図である。図４（ｂ）は、ＥＣＵ３８の制御によるオイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１の変化を示す図である。図４（ａ）のように、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度よりも低い場合、ＥＣＵ３８は第１バルブ３６を開弁する。これにより、図４（ｂ）のように、エンジンオイルの油温Ｔｏ１が、下限温度Ｔａ以上であって上限温度Ｔｂ以下になることを促進させることができる。図４（ａ）のように、冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度以上かつ第２所定温度以下になった場合、ＥＣＵ３８は第１バルブ３６を閉弁する。これは、オイルパン１２内の油温Ｔｏ１が適正温度範囲Ｘ内となっているため第１バルブ３６を開弁する必要はなく、また、第１バルブ３６を閉弁して、エンジン各部１８に供給されるエンジンオイルの油量を増やすためである。その後、冷却水の水温Ｔｗ１が第２所定温度よりも高くなった場合、ＥＣＵ３８は第１バルブ３６を開弁する。これにより、図４（ｂ）のように、エンジンオイルの油温Ｔｏ１が、下限温度Ｔａ以上であって上限温度Ｔｂ以下になることを促進させることができる。
【００４０】
実施例１によれば、図１に示すように、オイルクーラ１６よりも下流側且つエンジン各部１８よりも上流側で循環油路２６に接続し、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルがフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入できるように第１油路３４が設けられている。そして、ＥＣＵ３８は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた場合（下限温度Ｔａより低い場合または上限温度Ｔｂより高い場合）に、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルがフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入するように、第１バルブ３６を開弁状態にする。つまり、オイルパン１２内に設けられたフィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率が発揮できる適正温度範囲Ｘ内になるように、フィルター３２に向かうエンジンオイルの流れを変更する。これにより、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できる。よって、フィルター３２に初期付着したイオン等が、無駄にエンジンオイルに流出することを抑制できる。
【００４１】
また、実施例１によれば、図３に示すように、フィルター３２の浄化効率α％を適正に設定することで、浄化効率がα％以上となるエンジンオイルの油温の上限温度Ｔｂは、フィルター３２の耐熱限界温度Ｔｚよりも低くなる。したがって、実施例１に示す制御を行なうことで、フィルター３２を流れるエンジンオイルの油温が耐熱限界温度Ｔｚよりも高くなることを抑制できる。したがって、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。
【００４２】
図５は、第１油路３４とフィルター３２との位置関係を示す図である。図５のように、フィルター３２は、中央に空洞部４０を有する筒形状をしている。第１油路３４の端部は空洞部４０に位置し、第１油路３４を流れてきたエンジンオイルは空洞部４０に流入する。これにより、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルが、より直接的にフィルター３２に流入することが可能となる。また、第１油路３４からエンジンオイルは放射状に噴出する。エンジンオイルが放射状に噴出することで、フィルター３２全体をエンジンオイルが定期的に流れることになり、フィルター３２の目詰まりを抑制できる。
【００４３】
実施例１では、ＥＣＵ３８は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１と相関があるエンジン各部１８から排出された冷却水の水温Ｔｗ１に基づいて、第１バルブ３６の制御をしたが、これに限られる訳ではない。ＥＣＵ３８は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１に基づいて第１バルブ３６を制御することができれば、その他のパラメータによって第１バルブ３６を制御してもよい。
【実施例２】
【００４４】
図６は、実施例２に係るオイル浄化装置を含むエンジンの概略構成を示すブロック図である。図６のように、オイル浄化装置２４は、フィルター３２と、第１油路３４と、油圧に応じて開閉する例えばリリーフバルブである第１バルブ３６と、を有する。第１バルブ３６は、循環油路２６を流れるエンジンオイルの油圧に応じて自動的に開閉がなされる。その他の構成については、実施例１と同じであり、図１に示しているため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４５】
図７は、エンジンの回転数とエンジンオイルの油圧との関係を示す図である。図７のように、エンジンオイルの油温が、０℃、２０℃、４０℃、５０℃のいずれの場合であっても、エンジンの回転数が増加するに連れて、エンジンオイルの油圧は上昇する。また、エンジンオイルが低温であるほど、エンジンの回転数が一定の場合に、エンジンオイルの油圧は高くなる。また、エンジンの回転数が高回転となりエンジンオイルが高温となった場合でも、エンジンオイルの油圧は高い状態になる。これらのことから、エンジンオイルの油温Ｔｏ１が低温である場合は、循環油路２６を流れるエンジンオイルの油圧は高い状態にある。また、エンジンの回転数が高回転となりエンジンオイルの油温Ｔｏ１が高温となった場合でも、循環油路２６を流れるエンジンオイルの油圧は高い状態にある。
【００４６】
よって、第１バルブ３６の開弁油圧の設定値に応じて、エンジンオイルの油温Ｔｏ１が低温の場合と高温の場合とで、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルをフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入させることが可能となる。つまり、第１バルブ３６が開弁する油圧を、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘに基づいて適切に設定することで、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温を、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内になるように、フィルター３２に向かうエンジンオイルの流れを変更することができる。
【００４７】
実施例２では、第１バルブ３６は、エンジンオイルの油圧に応じて開閉するリリーフバルブである場合を説明したが、この場合であっても、オイルパン１２内に設けられたフィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率が発揮できる適正温度範囲Ｘ内になることを促進できる。よって、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できると共に、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。
【００４８】
なお、エンジンが高回転の場合には、エンジンオイルの油温が適正温度範囲Ｘ内であっても、エンジンオイルの油圧が高くなり、第１バルブ３６が開弁する場合がある。この場合であっても、エンジンが高回転の場合にはエンジンオイルの油温は上昇する傾向にあるため、第１バルブ３６が開弁することで、オイルクーラ１６で冷やされたエンジンオイルをオイルパン１２内に流入させることができ、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内になることを促進できる。
【００４９】
また、一般的なオイルポンプは、エンジンオイルの油圧が上がり過ぎるのを抑制するために、油圧をコントロールするためのリリーフバルブを備えている。例えばエンジンオイルが低温の場合には油圧が高いことから、リリーフバルブにより油圧の上昇を抑制している。このように、一般的なオイルポンプでは、エンジンオイルが低温の場合に、オイルポンプのなした仕事を一部無駄にしている。しかしながら、実施例２のように、第１バルブ３６をリリーフバルブとすることで、オイルポンプ１４内にリリーフバルブを設けることなく、エンジンオイルの油圧の上昇を抑制できると共に、リリーフしたエンジンオイルは、フィルター３２周辺のオイルパン１２に流入させて、フィルター３２に流入するエンジンオイルの温度を適正温度範囲Ｘ内となるようにしているため、オイルポンプのなした仕事が無駄になることを抑制できる。
【実施例３】
【００５０】
実施例３に係るオイル浄化装置は、第１バルブ３６をサーモスタットとする場合の例である。第１バルブ３６をサーモスタットとする以外は、実施例２と同じであり、図６に示しているため、ここでは説明を省略する。
【００５１】
図８は、サーモスタットである第１バルブ３６について説明する図である。図８のように、第１バルブ３６は、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とを有する。高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とはサーモ感温部５０を有し、サーモ感温部５０の上方に、循環油路２６から分岐した分岐油路５２が配置されている。これにより、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３を、サーモ感温部５０で感温することができ、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３に基づき、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とは開閉する。
【００５２】
高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とのワックス溶解温度を選択することで、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とは夫々、所望の温度で開くように設定することができる。例えば、高温用サーモスタット４６は、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が、上限温度Ｔｂに基づいて定められた温度Ｔｄより高い温度で開くように設定されている。低温用サーモスタット４８は、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が、下限温度Ｔａに基づいて定められた温度Ｔｃより低い温度で開くように設定されている。
【００５３】
図９は、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８との開閉について説明する図である。図９のように、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が温度Ｔｃより低い場合、低温用サーモスタット４８は開弁し、オイルクーラ１６で温められたエンジンオイルがフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入する。オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が温度Ｔｃ以上かつ温度Ｔｄ以下である場合は、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とは共に閉弁し、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルはオイルパン１２に流入しない。オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が温度Ｔｄよりも高くなると、高温用サーモスタット４６は開弁し、オイルクーラ１６で冷やされたエンジンオイルがフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入する。
【００５４】
このように、実施例３では、第１バルブ３６は、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの温度Ｔｏ３に基づき開閉するサーモスタットである。これによっても、オイルパン１２内に設けられたフィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率が発揮できる適正温度範囲Ｘ内になることを促進できる。よって、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できると共に、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。また、第１バルブ３６をサーモスタットとすることで、電磁弁とした実施例１や、リリーフバルブとした実施例２に比べて、コスト面で優れる。
【実施例４】
【００５５】
図１０は、実施例４に係るオイル浄化装置が備わるエンジンの概略構成を説明するブロック図である。図１０のように、エンジン１０は、オイルパン１２と、オイルポンプ１４と、オイルフィルター５４と、ピストンやクランクシャフトなどのエンジン各部１８と、オイル浄化装置２４と、エンジンオイルが流れる循環油路２６と、を有する。
【００５６】
オイルパン１２内にはオイルストレーナ３０の吸入口が配置されている。オイルパン１２内に貯留されたエンジンオイルは、オイルポンプ１４が駆動されることにより、循環油路２６を通って、オイルフィルター５４および／またはオイル浄化装置２４とを通過した後、エンジン各部１８に供給される。エンジン各部１８に供給されたエンジンオイルは、エンジン各部１８を循環した後、オイルパン１２に戻る。
【００５７】
オイルフィルター５４は、不織布などのろ紙が何層にも重ねられ折り畳まれていて、エンジンオイル内の金属粉や汚れなどを取り除く作用をする。
【００５８】
オイル浄化装置２４は、第２油路６０と、第３油路６４と、フィルター３２と、第１バルブ３６と、第２バルブ７０と、第３バルブ７２と、を有する。第２油路６０は、分岐部５６で循環油路２６から分岐し、分岐部５６よりも下流側の合流部６２で循環油路２６に合流する。ここで、分岐部５６から合流部６２の間の循環油路２６を、循環油路２６ａと表すこととする。フィルター３２は、第２油路６０に設けられている。第３油路６４は、フィルター３２をバイパスするように設けられていて、第１接続部６６および第２接続部６８で第２油路６０に接続する。第１接続部６６は、第２接続部６８に対して上流側に位置する。
【００５９】
第１バルブ３６、第２バルブ７０、および第３バルブ７２は、例えばサーモスタットであり、流れるエンジンオイルの油温に応じて自動的に開閉がなされる。第１バルブ３６は、分岐部５６に設けられている。第２バルブ７０は、第１接続部６６に設けられている。第３バルブ７２は、フィルター３２よりも下流側であって、第２接続部６８よりも上流側の第３油路６０に設けられている。なお、第１バルブ３６は、合流部６２に設けられている場合でもよい。
【００６０】
以下において、第１バルブ３６の開閉状態をａ１からａ３を用いて説明することとする。例えば、第１バルブ３６がａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁である場合は、エンジンオイルは循環油路２６ａ側に流れる。ａ１−ａ２閉弁、ａ１−ａ３開弁である場合は、エンジンオイルは第２油路６０側に流れる。ａ１−ａ２およびａ１−ａ３半開弁である場合は、エンジンオイルは循環油路２６ａ側と第２油路６０側との両方に流れる。
【００６１】
同様に、第２バルブ７０の開閉状態をｂ１からｂ３を用いて説明することとする。例えば、第２バルブ７０がｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁である場合は、エンジンオイルは第３油路６４側に流れる。ｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁である場合は、エンジンオイルはフィルター３２が設けられた第２油路６０側に流れる。
【００６２】
同様に、第３バルブ７２の開閉状態をｃ１およびｃ２を用いて説明することとする。例えば、第３バルブ７２がｃ１−ｃ２開弁である場合は、エンジンオイルは第２油路６０を流れ、ｃ１−ｃ２閉弁である場合は、エンジンオイルは第２油路６０を流れない。
【００６３】
図１１は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、第１バルブ３６から第３バルブ７２の弁状態を説明するフローチャートである。図１１のように、エンジンオイルの油温が、適正温度範囲Ｘの下限温度Ｔａより補正量ｘだけ高い温度であるＴａ＋ｘより低い場合（ステップＳ３０でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２開弁となる（ステップＳ３２）。これにより、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低い場合、エンジンオイルは循環油路２６ａと第３油路６４とを流れ、フィルター３２には流入しない。
【００６４】
エンジンオイルの油温が、Ｔａ＋ｘ以上になった場合（ステップＳ３４でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２開弁となる（ステップＳ３６）。これにより、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上となると、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れる。つまり、フィルター３２にエンジンオイルが流入することになる。
【００６５】
エンジンオイルの油温が、適正温度範囲Ｘの上限温度Ｔｂより補正量ｘだけ低い温度であるＴｂ−ｘより高くなった場合（ステップＳ３８でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２閉弁となる（ステップＳ４０）。これにより、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以上となると、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、フィルター３２には流れなくなる。
【００６６】
図１２（ａ）に、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、分岐部５６より上流側の循環油路２６、第２油路６０、および第３油路６４でのエンジンオイルの油温を示す。図１２（ａ）のように、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低い場合は、図１１のステップＳ３２で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａと第３油路６４とを流れる。したがって、第３油路６４を流れるエンジンオイルの油温は、分岐部５６より上流側の循環油路２６の油温と同様に上昇する。エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上になると、図１１のステップＳ３６で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れ、第３油路６４を流れなくなる。第３油路６４の下流側にはバルブが設けられていないため、第３油路６４にはエンジンオイルが滞留しない。したがって、第３油路６４におけるエンジンオイルの油温としては０になる。その後、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高くとなると、図１１のステップＳ４０で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れることになる。第２油路６０の下流側には第３バルブ７２があり、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２閉弁状態である。このため、第２油路６０では流れていたエンジンオイルがそのまま滞留することになり、第２油路６０におけるエンジンオイルの油温は、Ｔｂ−ｘ以上には上昇しない。
【００６７】
図１２（ｂ）に、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、分岐部５６より上流側の循環油路２６、第２油路６０、および第３油路６４を流れるエンジンオイルの流量を示す。図１２（ｂ）では、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上となり、図１１のステップＳ３６を実行して、エンジンオイルが循環油路２６ａと第２油路６０とを流れるようになった後について示している。図１２（ｂ）のように、図１１のステップＳ３６を実行した後は、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れ、第３油路６４には流れない。つまり、第３油路６４を流れるエンジンオイルの流量は０である。その後、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高くなると、図１１のステップＳ４０で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、第２油路６０と第３油路６４とには流れないため、第２油路６０と第３油路６４とを流れるエンジンオイルの流量は０である。このとき、フィルター３２を流れていたエンジンオイルが、フィルター３２を流れなくなるため、エンジンオイルの流れに対する圧力負荷が弱まり、分岐部５６より上流側での循環油路２６を流れるエンジンオイルの流量は増加する。なお、図１２（ｂ）中の二点鎖線は適正流量範囲を示しており、第２油路６０を流れるエンジンオイルの流量が適正流量範囲内になっていることを示している。適正流量範囲を外れた場合は、過剰な流量のエンジンオイルがフィルター３２に流れ込み部品が破損することや、流量が不足することでフィルター３２での浄化機能の効率が低下することなどが生じ得る。
【００６８】
次に、図１３のフローチャートを用いて、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、第１バルブ３６から第３バルブ７２の弁状態を説明する。図１３のように、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘよりも高い場合（ステップＳ５０でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２閉弁となる（ステップＳ５２）。
【００６９】
エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以下になった場合（ステップＳ５４でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２開弁となる（ステップＳ５６）。
【００７０】
エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘよりも低くなった場合（ステップＳ５８でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２開弁となる（ステップＳ６０）。
【００７１】
図１４（ａ）に、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、分岐部５６より上流側の循環油路２６、第２油路６０、および第３油路６４でのエンジンオイルの油温を示す。図１４（ａ）のように、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘよりも高い場合、図１３のステップＳ５２で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａを流れ、第２油路６０および第３油路６４には流れない。第３バルブ７２はｃ１−ｃ２閉弁になっているため、第２油路６０ではエンジンオイルが滞留しており、第２油路６０でのエンジンオイルは低温になっている。一方、第３油路６４の下流側にはバルブが設けられていないため、第３油路６４にはエンジンオイルが滞留しておらず、エンジンオイルの油温としては０になる。その後、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以下となると、図１３のステップＳ５６で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れる。このため、第２油路６０におけるエンジンオイルの油温が上昇し、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温と等しくなる。
【００７２】
図１４（ｂ）に、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、分岐部５６より上流側の循環油路２６、第２油路６０、および第３油路６４とを流れるエンジンオイルの流量を示す。図１４（ｂ）のように、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高い場合、図１３のステップＳ５２で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、第２油路６０と第３油路６４とには流れないため、第２油路６０と第３油路６４とを流れるエンジンオイルの流量は０である。その後、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以下となると、図１３のステップＳ５６で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れ、第３油路６４には流れないままである。このとき、エンジンオイルが第２油路６０を流れるようになることで、フィルター３２を通過して圧力負荷が強まり、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの流量は減少する。
【００７３】
実施例４によれば、循環油路２６から分岐し、フィルター３２が配置された第２油路６０と、フィルター３２をバイパスする第３油路６４が設けられている。第２バルブ７０は、エンジンオイルがフィルター３２が設けられた第２油路６０を流れるか第３油路６４を流れるかの切替えをする。第１バルブ３６と第２バルブ７０との材料を適切に選択して、第１バルブ３６と第２バルブ７０とを、エンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた場合に、エンジンオイルが第２油路６０に設けられたフィルター３２に流入しない弁状態にしている。これにより、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できると共に、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。
【００７４】
図１５（ａ）は、フィルター３２の斜視図である。図１５（ａ）のように、筒形状をした金属面７６の内壁に、筒形状をしたフィルター３２が設けられている。筒形状をしたフィルター３２の中央の空洞部４０にエンジンオイルが流入すると、イオン交換などの化学反応によりエンジンオイル中の不純物イオンが吸着した吸着イオンの濃度分布は、エンジンオイルの流入口から流出口にかけて大きくなる（図１５（ａ）の網線部）。これにより、エンジンオイル中の不純物を有効に低減することが可能となる。
【００７５】
図１５（ｂ）は、フィルター３２の断面模式図である。図１５（ｂ）のように、金属面７６上に設けられたフィルター３２は、例えば発泡ウレタン、塩化ビニル、ウレタンなどの樹脂バインダで結合されたイオン交換体８０や多孔質性のビーズを固定化させたイオン交換体８０と、例えば繊維性の網や金属製の金網などのメッシュ８２と、を有する。メッシュ８２は、イオン交換体８０が漏出しないために設けられている。
【００７６】
図１６は、実施例４の変形例１に係るオイル浄化装置が備わるエンジンの概略構成を示すブロック図である。図１６のように、実施例４の変形例１では、オイル浄化装置２４が有する第１バルブ３６、第２バルブ７０、および第３バルブ７２は電磁弁であり、第１バルブ３６、第２バルブ７０、および第３バルブ７２を制御する制御部であるＥＣＵ３８を有する。その他の構成については、実施例４と同じであり、図１０に示しているため、ここでは説明を省略する。
【００７７】
図１７は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、ＥＣＵ３８の制御を示すフローチャートである。ＥＣＵ３８の制御は、ＣＰＵなどのハードウエアとＲＯＭなどに記憶されたソフトウェアとの協働によって実行される。図１７のように、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低いかを判断し（ステップＳ７０）、低いと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２閉弁とする（ステップＳ７２）。これにより、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低い場合、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、フィルター３２には流れない。
【００７８】
次いで、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上になったかを判断し（ステップＳ７４）、Ｔａ＋ｘ以上になったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２閉弁、ａ１−ａ３開弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２開弁とする（ステップＳ７６）。これにより、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上となると、エンジンオイルは第２油路６０を流れるようになり、フィルター３２にエンジンオイルが流入することになる。
【００７９】
次いで、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高くなったかを判断し（ステップＳ７８）、Ｔｂ−ｘより高くなったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２閉弁とする（ステップＳ８０）。これにより、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以上になると、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、フィルター３２には流入しない。
【００８０】
図１８は、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、ＥＣＵ３８の制御を示すフローチャートである。図１８のように、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高いかを判断し（ステップＳ９０）、高いと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２閉弁とする（ステップＳ９２）。
【００８１】
次いで、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以下になったかを判断し（ステップＳ９４）、Ｔｂ−ｘ以下になったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２閉弁、ａ１−ａ３開弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２開弁とする（ステップＳ９６）。
【００８２】
次いで、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低くなったかを判断し（ステップＳ９８）、Ｔａ＋ｘより低くなったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２閉弁とする（ステップＳ１００）。
【００８３】
実施例４の変形例１では、エンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れている場合に、ＥＣＵ３８により第１バルブ３６の弁状態を制御することで、エンジンオイルが、第２油路６０に流入しないようにしている。これにより、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できると共に、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。
【００８４】
また、ＥＣＵ３８は、エンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れている場合に、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁としてエンジンオイルが第２油路６０に流入しない弁状態にすると共に、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁としてエンジンオイルが第３油路６４に流入し、フィルター３２が設けられた第２油路６０に流入しない弁状態としている。これにより、例えば第１バルブ３６が壊れた場合でも、エンジンオイルの循環を滞らせることなく、且つ適正温度範囲Ｘ外の油温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることを抑制できるという、フェールセーフ機構を有する。
【００８５】
実施例４および実施例４の変形例１においては、オイル浄化装置２４は、オイルフィルター５４とエンジン各部１８との間に備わる場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。オイルパン１２とオイルポンプ１４との間や、オイルポンプ１４とオイルフィルター５４との間に備わる場合でもよい。また、第３油路６４、第２バルブ７０、第３バルブ７２が設けられていない場合でもよい。この場合でも、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温を有するエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できる。なお、実施例４では、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘよりも低い場合では、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁である場合を説明したが、第３油路６４、第２バルブ７０、第３バルブ７２が設けられていない場合は、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘよりも低い場合では、第１バルブ３６はａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁となるように設定することができる。
【００８６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ エンジン
１２ オイルパン
１４ オイルポンプ
１６ オイルクーラ
１８ エンジン各部
２０ ラジエータ
２２ ウォータポンプ
２４ オイル浄化装置
２６ 循環油路
２８ 水路
３０ オイルストレーナ
３２ フィルター
３４ 第１油路
３６ 第１バルブ
３８ ＥＣＵ
４０ 空洞部
４６ 高温用サーモスタット
４８ 低温用サーモスタット
５０ サーモ感温部
５２ 分岐油路
５４ オイルフィルター
５６ 分岐部
６０ 第２油路
６２ 合流部
６４ 第３油路
６６ 第１接続部
６８ 第２接続部
７０ 第２バルブ
７２ 第３バルブ
７６ 金属面
８０ イオン交換体
８２ メッシュ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のオイル浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンの潤滑および冷却にはエンジンオイルが用いられている。エンジンオイルは、例えばエンジンの下部に設けられたオイルパンに貯留され、オイルポンプによってエンジン各部に供給される。エンジン各部を循環したエンジンオイルは、オイルパン内に滴下する。オイルパン内に滴下したエンジンオイルは、再度オイルポンプによってエンジン各部に循環される。この間、エンジンオイルはエンジン各部から熱を受け取って各部を冷却する。また、エンジンオイルは、エンジン各部で油膜を形成して各部品間の潤滑を促進すると共に、部品の酸化を防止するなどの役目もある。
【０００３】
エンジン各部を循環したエンジンオイルには不純物が混入する。この不純物を取り除くために、エンジンオイルが流れる油路にオイルフィルターを設けている。例えば、オイルフィルター内にイオン交換樹脂などのフィルターを配置し、エンジンオイルがオイルフィルターを通過する際に、イオン交換樹脂に結合していた添加剤がエンジンオイル中に放出されることで、エンジンオイルの劣化を抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５４０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
イオン交換樹脂などのフィルターの浄化効率は、フィルターを流れるエンジンオイルの油温により変化する。エンジンオイルの油温はエンジンの状態に応じて低温から高温まで変動する。このため、フィルターの浄化効率が十分でない状態においても、エンジンオイルがフィルターを流れてしまい、フィルターに初期付着していたイオン等がエンジンオイルに流出してしまうことでフィルターの寿命が早まる場合がある。
【０００６】
また、エンジンオイルの油温が、フィルターの耐熱限界温度以上の高温になる場合がある。このような高温のエンジンオイルがフィルターを流れると、フィルターが破壊され、性能劣化を引き起こす場合がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、フィルターの劣化を抑制することが可能な内燃機関のオイル浄化装置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】
【０００８】
上記目的は、エンジンオイルが循環する循環油路に配置され、前記エンジンオイルを浄化する機能を有すると共に、流入する前記エンジンオイルの油温に応じて浄化効率が変化するフィルターと、前記フィルターに流入する前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが所定の前記浄化効率を発揮できる温度範囲内になるように、前記フィルターに向かう前記エンジンオイルの流れを変更する第１バルブと、を備えることを特徴とする内燃機関のオイル浄化装置によって達成できる。これによれば、フィルターの劣化を抑制できる。
【０００９】
上記構成において、前記循環油路に設けられたオイルクーラよりも下流側且つエンジン各部よりも上流側で前記循環油路に接続し、前記オイルクーラを通過し且つエンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが、前記フィルターが設けられたオイルパンに流入できるようにする第１油路を有し、前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記オイルクーラを通過し且つ前記エンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが前記オイルパンに流入する弁状態になる構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記第１バルブを制御する制御部を有し、前記制御部は、前記オイルパン内の前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記第１バルブを、前記オイルクーラを通過し且つ前記エンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが前記オイルパンに流入する弁状態にする構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油圧に応じて開閉するリリーフバルブである構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記循環油路に分岐部で分岐し、前記分岐部よりも下流側の合流部で前記循環油路に合流すると共に、前記フィルターが設けられた第２油路を有し、前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記エンジンオイルが前記第２油路に設けられた前記フィルターに流入しない弁状態になる構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記第１バルブは、サーモスタットである構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記フィルターをバイパスする第３油路と、前記エンジンオイルが、前記フィルターが設けられた前記第２油路側を流れるか前記第３油路側を流れるかの切替えをする第２バルブと、前記第１バルブと前記第２バルブとを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記第１バルブを、前記エンジンオイルが前記第２油路に流入しない弁状態にすると共に、前記第２バルブを、前記エンジンオイルが前記第３油路に流入し、前記フィルターが設けられた前記第２油路に流入しない弁状態にする構成とすることができる。この構成によれば、第１バルブが壊れた場合であっても、エンジンオイルの循環を滞らせることなく、且つ低高温のエンジンオイルがフィルターを流れることを抑制できる。
【００１５】
上記構成において、前記フィルターは筒形状をしていて、前記エンジンオイルは前記筒形状の中央の空洞部に流入する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィルターの劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１に係るオイル浄化装置を含むエンジンの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、ＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【図３】図３は、フィルターを流れるエンジンオイルの油温と浄化機能の効率との関係を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）は、ＥＣＵの制御を示す図であり、図４（ｂ）は、ＥＣＵの制御によるオイルパン内のエンジンオイルの油温の変化を示す図である。
【図５】図５は、第１油路とフィルターとの位置関係を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係るオイル浄化装置を含むエンジンの概略構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、エンジンの回転数とエンジンオイルの油圧との関係を示す図である。
【図８】図８は、サーモスタットである第１バルブについて説明する図である。
【図９】図９は、高温用サーモスタットと低温用サーモスタットとの開閉について説明する図である。
【図１０】図１０は、実施例４に係るオイル浄化装置が備わるエンジンの概略構成を説明するブロック図である。
【図１１】図１１は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、第１バルブから第３バルブの弁状態を説明するフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、循環油路、第２油路、および第３油路でのエンジンオイルの油温を示し、図１２（ｂ）は、循環油路、第２油路、および第３油路を流れるエンジンオイルの流量を示す図である。
【図１３】図１３は、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、第１バルブから第３バルブの弁状態を説明するフローチャートである。
【図１４】図１４（ａ）は、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、循環油路、第２油路、および第３油路でのエンジンオイルの油温を示し、図１４（ｂ）は、循環油路、第２油路、および第３油路を流れるエンジンオイルの流量を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）は、フィルターの斜視図であり、図１５（ｂ）は、断面図である。
【図１６】図１６は、実施例４の変形例１に係るオイル浄化装置が備わるエンジンの概略構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、ＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、ＥＣＵの制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１に係るオイル浄化装置を含むエンジンの概略構成を示すブロック図である。図１のように、エンジン１０は、オイルパン１２と、オイルポンプ１４と、オイルクーラ１６と、ピストンやクランクシャフトなどのエンジン各部１８と、ラジエータ２０と、ウォータポンプ２２と、オイル浄化装置２４と、エンジンオイルが循環する循環油路２６と、冷却水が流れる水路２８と、を有する。
【００２０】
オイルパン１２内にはオイルストレーナ３０の吸入口が配置されている。オイルストレーナ３０は、金属製の網であり、エンジンオイル中の大きな異物を取り除く作用をする。オイルパン１２内に貯留されたエンジンオイルは、オイルポンプ１４が駆動されることにより、循環油路２６を通って、オイルクーラ１６を通過した後、エンジン各部１８に供給される。エンジン各部１８に供給されたエンジンオイルは、エンジン各部１８を循環した後、オイルパン１２に戻る。このように、オイルパン１２も循環油路２６の一態様である。
【００２１】
エンジン各部１８の冷却のために冷却水が流れている。エンジン各部１８を循環して高温となった冷却水は、水路２８を通って、ラジエータ２０に送られる。高温の冷却水はラジエータ２０で冷やされ、冷やされた冷却水は、ウォータポンプ２２が駆動されることにより、水路２８を通って、オイルクーラ１６を通過した後、またはオイルクーラ１６を通過せずに、エンジン各部１８に供給される。
【００２２】
オイルクーラ１６は、エンジンオイルと冷却水との間での熱交換により、例えばエンジンオイルを冷却させる働きをする。即ち、高温のエンジンオイルがオイルクーラ１６に送られると、ラジエータ２０から送られてきた冷却水との間で熱交換がなされてエンジンオイルが冷やされ、冷やされたエンジンオイルがエンジン各部１８に供給されるようになる。
【００２３】
エンジンオイルも冷却水もエンジン各部１８に供給されることから、エンジン各部１８から戻ったオイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１と、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１とは、同じような温度変化の軌跡となる。つまり、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１とエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１とには相関がある。このため、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１を測定することで、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１を求めることができる。
【００２４】
エンジン１０の冷間始動時などでは、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１もエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１も低温である。この場合、オイルクーラ１６の入り口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ２は、オイルクーラ１６の入り口での冷却水の水温Ｔｗ２よりも低くなる。よって、オイルクーラ１６でのエンジンオイルと冷却水との間の熱交換により、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルクーラ１６の入り口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ２よりも高くなる。
【００２５】
一方、エンジン１０が高負荷にある場合等では、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１もエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１も高温となる。冷却水は、ラジエータ２０を通ることで冷やされるため、オイルクーラ１６の入り口での冷却水の水温Ｔｗ２は、オイルクーラ１６の入り口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ２よりも低くなる。よって、オイルクーラ１６でのエンジンオイルと冷却水との間の熱交換により、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルクーラ１６の入り口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ２よりも低くなる。
【００２６】
このように、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が低温の場合は、オイルクーラ１６でエンジンオイルが温められ、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１よりも高くなる。一方、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が高温の場合は、オイルクーラ１６でエンジンオイルが冷やされ、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１よりも低くなる。
【００２７】
オイル浄化装置２４は、オイルを浄化する機能を有するフィルター３２と、第１油路３４と、例えば電磁弁である第１バルブ３６と、第１バルブ３６を制御する制御部であるＥＣＵ３８と、を有する。フィルター３２は、オイルパン１２内に設けられていて、例えばイオン交換樹脂や無機イオン交換樹脂などのイオン交換体を有する。フィルター３２がオイルパン１２内に設けられていることで、フィルター３２を常にエンジンオイルで満たすことができ、また、フィルター３２を交換する際に、循環油路２６にフィルター３２が設置されている場合に比べて、容易に交換が可能となり、圧損にもならない。第１油路３４は、一端がオイルクーラ１６よりも下流側且つエンジン各部１８よりも上流側で循環油路２６に接続し、他端はフィルター３２周辺のオイルパン１２に配置されている。これにより、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルが、第１油路３４を通ってフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入することが可能となる。第１バルブ３６は、ＥＣＵ３８による制御の下、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルが、第１油路３４を通ってオイルパン１２に流入するかどうか、エンジンオイルの流れを変更する。
【００２８】
次に、ＥＣＵ３８の制御について説明する。ＥＣＵ３８の制御は、ＣＰＵなどのハードウエアとＲＯＭなどに記憶されたソフトウェアとの協働によって実行される。図２は、ＥＣＵ３８の制御を示すフローチャートである。図２のように、ＥＣＵ３８は、エンジン１０が始動すると（ステップＳ１０）、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１を測定し、冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度以上であって、第２所定温度以下であるかを判断する（ステップＳ１２）。
【００２９】
ここで、第１所定温度および第２所定温度について説明する。図３は、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温と浄化効率との関係を示す模式図である。図３のように、浄化効率は、エンジンオイルの油温に対して一定ではなく、エンジンオイルの油温に応じて変化する。例えば、エンジンオイルが低温では低効率となり、エンジンオイルがある温度のときに、浄化効率はピークとなる。また、フィルター３２は耐熱限界温度Ｔｚを有しており、例えばフィルター３２として、三菱化学株式会社製のダイヤイオン（登録商標）、製品名ＷＡ３０を用いた場合、耐熱限界温度Ｔｚは１００℃である。フィルター３２は、上記以外にも、三菱化学株式会社製のダイヤイオン（登録商標）、製品名ＷＡ２０、ＷＡ２１Ｊ、ＷＡ４０Ｃ、ＷＫ１０、ＷＫ１０Ｓなどを用いることができる。耐熱限界温度Ｔｚを超えると、フィルター３２は破壊され、性能劣化を生じる。
【００３０】
例えば浄化効率がα％以上の場合を、所定の浄化効率が発揮できる状態（高効率状態）であるとすると、浄化効率をα％以上にするには、エンジンオイルの油温を適正温度範囲Ｘ以内とする必要がある。つまり、適正温度範囲Ｘの下限温度をＴａ、上限温度をＴｂとすると、エンジンオイルの油温を下限温度Ｔａ以上かつ上限温度Ｔｂ以下とする必要がある。言い換えると、エンジンオイルの油温が下限温度Ｔａよりも低い場合、および上限温度Ｔｂよりも高い場合は、浄化効率がα％より小さくなり、低効率状態となってしまう。
【００３１】
フィルター３２はオイルパン１２内に設けられていることから、浄化効率を高効率にするには、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１を、下限温度Ｔａ以上かつ上限温度Ｔｂ以下とすればよい。前述したように、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１とエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１とには相関がある。このため、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が下限温度Ｔａ、上限温度Ｔｂとなる場合を、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１で定めることができる。オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が下限温度Ｔａとなる場合のエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１を第１所定温度とする。また、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が上限温度Ｔｂとなる場合のエンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１を第２所定温度とする。
【００３２】
したがって、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度以上であって、第２所定温度以下の場合は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１は、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内にあることとなる。言い換えると、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度より低い場合、および第２所定温度よりも高い場合は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１は、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた温度域にあることとなる。
【００３３】
図２に戻り、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度以上かつ第２所定温度以下でない場合（ステップＳ１２でＮｏの場合）、ＥＣＵ３８は、第１バルブ３６を開弁する（ステップＳ１４）。これにより、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルが、第１油路３４を通って、フィルター３２周辺のオイルパン１２に流入するようになる。
【００３４】
エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度よりも低い場合は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１は下限温度Ｔａより低い状態にある。エンジン１０の冷間始動時など、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が低温の場合は、前述したように、オイルクーラ１６の出口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１よりも高くなる。このため、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度よりも低い場合に第１バルブ３６を開弁することで、オイルクーラ１６で温められたエンジンオイルをフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入させることができる。これにより、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内となることを促進させることができる。
【００３５】
一方、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第２所定温度よりも高い場合は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１は上限温度Ｔｂより高い状態にある。オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が高温の場合は、前述したように、オイルクーラ１６の出口でのエンジンオイルの油温Ｔｏ３は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１よりも低くなる。このため、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第２所定温度よりも高い場合に第１バルブ３６を開弁することで、オイルクーラ１６で冷やされたエンジンオイルをフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入させることができる。これにより、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内となることを促進させることができる。
【００３６】
次いで、ＥＣＵ３８は、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度以上かつ第２所定温度以下になったかを判断する（ステップＳ１６）。エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第１所定温度以上かつ第２所定温度以下の場合（ステップＳ１２およびステップＳ１６でＹｅｓの場合）、ＥＣＵ３８は、第１バルブ３６を閉弁する（ステップＳ１８）。これにより、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルが、第１油路３４を通ってオイルパン１２に流入することはなくなる。
【００３７】
次いで、ＥＣＵ３８は、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第２所定温度より高くなったかを判断する（ステップＳ２０）。第２所定温度よりも高くなったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、ＥＣＵ３８は、第１バルブ３６を開弁する（ステップＳ２２）。これにより、前述したように、オイルクーラ１６で冷やされたエンジンオイルが、フィルター３２周辺のオイルパン１２に流入する。
【００３８】
次いで、ＥＣＵ３８は、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が、第２所定温度以下になったかを判断し（ステップＳ２４）、第２所定温度以下になったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６を閉弁する（ステップＳ２６）。
【００３９】
図４（ａ）は、ＥＣＵ３８の制御を示す図である。図４（ｂ）は、ＥＣＵ３８の制御によるオイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１の変化を示す図である。図４（ａ）のように、エンジン各部１８の出口での冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度よりも低い場合、ＥＣＵ３８は第１バルブ３６を開弁する。これにより、図４（ｂ）のように、エンジンオイルの油温Ｔｏ１が、下限温度Ｔａ以上であって上限温度Ｔｂ以下になることを促進させることができる。図４（ａ）のように、冷却水の水温Ｔｗ１が第１所定温度以上かつ第２所定温度以下になった場合、ＥＣＵ３８は第１バルブ３６を閉弁する。これは、オイルパン１２内の油温Ｔｏ１が適正温度範囲Ｘ内となっているため第１バルブ３６を開弁する必要はなく、また、第１バルブ３６を閉弁して、エンジン各部１８に供給されるエンジンオイルの油量を増やすためである。その後、冷却水の水温Ｔｗ１が第２所定温度よりも高くなった場合、ＥＣＵ３８は第１バルブ３６を開弁する。これにより、図４（ｂ）のように、エンジンオイルの油温Ｔｏ１が、下限温度Ｔａ以上であって上限温度Ｔｂ以下になることを促進させることができる。
【００４０】
実施例１によれば、図１に示すように、オイルクーラ１６よりも下流側且つエンジン各部１８よりも上流側で循環油路２６に接続し、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルがフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入できるように第１油路３４が設けられている。そして、ＥＣＵ３８は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた場合（下限温度Ｔａより低い場合または上限温度Ｔｂより高い場合）に、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルがフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入するように、第１バルブ３６を開弁状態にする。つまり、オイルパン１２内に設けられたフィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率が発揮できる適正温度範囲Ｘ内になるように、フィルター３２に向かうエンジンオイルの流れを変更する。これにより、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できる。よって、フィルター３２に初期付着したイオン等が、無駄にエンジンオイルに流出することを抑制できる。
【００４１】
また、実施例１によれば、図３に示すように、フィルター３２の浄化効率α％を適正に設定することで、浄化効率がα％以上となるエンジンオイルの油温の上限温度Ｔｂは、フィルター３２の耐熱限界温度Ｔｚよりも低くなる。したがって、実施例１に示す制御を行なうことで、フィルター３２を流れるエンジンオイルの油温が耐熱限界温度Ｔｚよりも高くなることを抑制できる。したがって、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。
【００４２】
図５は、第１油路３４とフィルター３２との位置関係を示す図である。図５のように、フィルター３２は、中央に空洞部４０を有する筒形状をしている。第１油路３４の端部は空洞部４０に位置し、第１油路３４を流れてきたエンジンオイルは空洞部４０に流入する。これにより、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルが、より直接的にフィルター３２に流入することが可能となる。また、第１油路３４からエンジンオイルは放射状に噴出する。エンジンオイルが放射状に噴出することで、フィルター３２全体をエンジンオイルが定期的に流れることになり、フィルター３２の目詰まりを抑制できる。
【００４３】
実施例１では、ＥＣＵ３８は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１と相関があるエンジン各部１８から排出された冷却水の水温Ｔｗ１に基づいて、第１バルブ３６の制御をしたが、これに限られる訳ではない。ＥＣＵ３８は、オイルパン１２内のエンジンオイルの油温Ｔｏ１に基づいて第１バルブ３６を制御することができれば、その他のパラメータによって第１バルブ３６を制御してもよい。
【実施例２】
【００４４】
図６は、実施例２に係るオイル浄化装置を含むエンジンの概略構成を示すブロック図である。図６のように、オイル浄化装置２４は、フィルター３２と、第１油路３４と、油圧に応じて開閉する例えばリリーフバルブである第１バルブ３６と、を有する。第１バルブ３６は、循環油路２６を流れるエンジンオイルの油圧に応じて自動的に開閉がなされる。その他の構成については、実施例１と同じであり、図１に示しているため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４５】
図７は、エンジンの回転数とエンジンオイルの油圧との関係を示す図である。図７のように、エンジンオイルの油温が、０℃、２０℃、４０℃、５０℃のいずれの場合であっても、エンジンの回転数が増加するに連れて、エンジンオイルの油圧は上昇する。また、エンジンオイルが低温であるほど、エンジンの回転数が一定の場合に、エンジンオイルの油圧は高くなる。また、エンジンの回転数が高回転となりエンジンオイルが高温となった場合でも、エンジンオイルの油圧は高い状態になる。これらのことから、エンジンオイルの油温Ｔｏ１が低温である場合は、循環油路２６を流れるエンジンオイルの油圧は高い状態にある。また、エンジンの回転数が高回転となりエンジンオイルの油温Ｔｏ１が高温となった場合でも、循環油路２６を流れるエンジンオイルの油圧は高い状態にある。
【００４６】
よって、第１バルブ３６の開弁油圧の設定値に応じて、エンジンオイルの油温Ｔｏ１が低温の場合と高温の場合とで、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルをフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入させることが可能となる。つまり、第１バルブ３６が開弁する油圧を、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘに基づいて適切に設定することで、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温を、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内になるように、フィルター３２に向かうエンジンオイルの流れを変更することができる。
【００４７】
実施例２では、第１バルブ３６は、エンジンオイルの油圧に応じて開閉するリリーフバルブである場合を説明したが、この場合であっても、オイルパン１２内に設けられたフィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率が発揮できる適正温度範囲Ｘ内になることを促進できる。よって、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できると共に、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。
【００４８】
なお、エンジンが高回転の場合には、エンジンオイルの油温が適正温度範囲Ｘ内であっても、エンジンオイルの油圧が高くなり、第１バルブ３６が開弁する場合がある。この場合であっても、エンジンが高回転の場合にはエンジンオイルの油温は上昇する傾向にあるため、第１バルブ３６が開弁することで、オイルクーラ１６で冷やされたエンジンオイルをオイルパン１２内に流入させることができ、フィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘ内になることを促進できる。
【００４９】
また、一般的なオイルポンプは、エンジンオイルの油圧が上がり過ぎるのを抑制するために、油圧をコントロールするためのリリーフバルブを備えている。例えばエンジンオイルが低温の場合には油圧が高いことから、リリーフバルブにより油圧の上昇を抑制している。このように、一般的なオイルポンプでは、エンジンオイルが低温の場合に、オイルポンプのなした仕事を一部無駄にしている。しかしながら、実施例２のように、第１バルブ３６をリリーフバルブとすることで、オイルポンプ１４内にリリーフバルブを設けることなく、エンジンオイルの油圧の上昇を抑制できると共に、リリーフしたエンジンオイルは、フィルター３２周辺のオイルパン１２に流入させて、フィルター３２に流入するエンジンオイルの温度を適正温度範囲Ｘ内となるようにしているため、オイルポンプのなした仕事が無駄になることを抑制できる。
【実施例３】
【００５０】
実施例３に係るオイル浄化装置は、第１バルブ３６をサーモスタットとする場合の例である。第１バルブ３６をサーモスタットとする以外は、実施例２と同じであり、図６に示しているため、ここでは説明を省略する。
【００５１】
図８は、サーモスタットである第１バルブ３６について説明する図である。図８のように、第１バルブ３６は、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とを有する。高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とはサーモ感温部５０を有し、サーモ感温部５０の上方に、循環油路２６から分岐した分岐油路５２が配置されている。これにより、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３を、サーモ感温部５０で感温することができ、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３に基づき、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とは開閉する。
【００５２】
高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とのワックス溶解温度を選択することで、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とは夫々、所望の温度で開くように設定することができる。例えば、高温用サーモスタット４６は、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が、上限温度Ｔｂに基づいて定められた温度Ｔｄより高い温度で開くように設定されている。低温用サーモスタット４８は、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が、下限温度Ｔａに基づいて定められた温度Ｔｃより低い温度で開くように設定されている。
【００５３】
図９は、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８との開閉について説明する図である。図９のように、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が温度Ｔｃより低い場合、低温用サーモスタット４８は開弁し、オイルクーラ１６で温められたエンジンオイルがフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入する。オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が温度Ｔｃ以上かつ温度Ｔｄ以下である場合は、高温用サーモスタット４６と低温用サーモスタット４８とは共に閉弁し、オイルクーラ１６を通過し且つエンジン各部１８を流れる前のエンジンオイルはオイルパン１２に流入しない。オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの油温Ｔｏ３が温度Ｔｄよりも高くなると、高温用サーモスタット４６は開弁し、オイルクーラ１６で冷やされたエンジンオイルがフィルター３２周辺のオイルパン１２に流入する。
【００５４】
このように、実施例３では、第１バルブ３６は、オイルクーラ１６を通過したエンジンオイルの温度Ｔｏ３に基づき開閉するサーモスタットである。これによっても、オイルパン１２内に設けられたフィルター３２に流入するエンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率が発揮できる適正温度範囲Ｘ内になることを促進できる。よって、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できると共に、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。また、第１バルブ３６をサーモスタットとすることで、電磁弁とした実施例１や、リリーフバルブとした実施例２に比べて、コスト面で優れる。
【実施例４】
【００５５】
図１０は、実施例４に係るオイル浄化装置が備わるエンジンの概略構成を説明するブロック図である。図１０のように、エンジン１０は、オイルパン１２と、オイルポンプ１４と、オイルフィルター５４と、ピストンやクランクシャフトなどのエンジン各部１８と、オイル浄化装置２４と、エンジンオイルが流れる循環油路２６と、を有する。
【００５６】
オイルパン１２内にはオイルストレーナ３０の吸入口が配置されている。オイルパン１２内に貯留されたエンジンオイルは、オイルポンプ１４が駆動されることにより、循環油路２６を通って、オイルフィルター５４および／またはオイル浄化装置２４とを通過した後、エンジン各部１８に供給される。エンジン各部１８に供給されたエンジンオイルは、エンジン各部１８を循環した後、オイルパン１２に戻る。
【００５７】
オイルフィルター５４は、不織布などのろ紙が何層にも重ねられ折り畳まれていて、エンジンオイル内の金属粉や汚れなどを取り除く作用をする。
【００５８】
オイル浄化装置２４は、第２油路６０と、第３油路６４と、フィルター３２と、第１バルブ３６と、第２バルブ７０と、第３バルブ７２と、を有する。第２油路６０は、分岐部５６で循環油路２６から分岐し、分岐部５６よりも下流側の合流部６２で循環油路２６に合流する。ここで、分岐部５６から合流部６２の間の循環油路２６を、循環油路２６ａと表すこととする。フィルター３２は、第２油路６０に設けられている。第３油路６４は、フィルター３２をバイパスするように設けられていて、第１接続部６６および第２接続部６８で第２油路６０に接続する。第１接続部６６は、第２接続部６８に対して上流側に位置する。
【００５９】
第１バルブ３６、第２バルブ７０、および第３バルブ７２は、例えばサーモスタットであり、流れるエンジンオイルの油温に応じて自動的に開閉がなされる。第１バルブ３６は、分岐部５６に設けられている。第２バルブ７０は、第１接続部６６に設けられている。第３バルブ７２は、フィルター３２よりも下流側であって、第２接続部６８よりも上流側の第３油路６０に設けられている。なお、第１バルブ３６は、合流部６２に設けられている場合でもよい。
【００６０】
以下において、第１バルブ３６の開閉状態をａ１からａ３を用いて説明することとする。例えば、第１バルブ３６がａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁である場合は、エンジンオイルは循環油路２６ａ側に流れる。ａ１−ａ２閉弁、ａ１−ａ３開弁である場合は、エンジンオイルは第２油路６０側に流れる。ａ１−ａ２およびａ１−ａ３半開弁である場合は、エンジンオイルは循環油路２６ａ側と第２油路６０側との両方に流れる。
【００６１】
同様に、第２バルブ７０の開閉状態をｂ１からｂ３を用いて説明することとする。例えば、第２バルブ７０がｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁である場合は、エンジンオイルは第３油路６４側に流れる。ｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁である場合は、エンジンオイルはフィルター３２が設けられた第２油路６０側に流れる。
【００６２】
同様に、第３バルブ７２の開閉状態をｃ１およびｃ２を用いて説明することとする。例えば、第３バルブ７２がｃ１−ｃ２開弁である場合は、エンジンオイルは第２油路６０を流れ、ｃ１−ｃ２閉弁である場合は、エンジンオイルは第２油路６０を流れない。
【００６３】
図１１は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、第１バルブ３６から第３バルブ７２の弁状態を説明するフローチャートである。図１１のように、エンジンオイルの油温が、適正温度範囲Ｘの下限温度Ｔａより補正量ｘだけ高い温度であるＴａ＋ｘより低い場合（ステップＳ３０でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２開弁となる（ステップＳ３２）。これにより、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低い場合、エンジンオイルは循環油路２６ａと第３油路６４とを流れ、フィルター３２には流入しない。
【００６４】
エンジンオイルの油温が、Ｔａ＋ｘ以上になった場合（ステップＳ３４でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２開弁となる（ステップＳ３６）。これにより、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上となると、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れる。つまり、フィルター３２にエンジンオイルが流入することになる。
【００６５】
エンジンオイルの油温が、適正温度範囲Ｘの上限温度Ｔｂより補正量ｘだけ低い温度であるＴｂ−ｘより高くなった場合（ステップＳ３８でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２閉弁となる（ステップＳ４０）。これにより、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以上となると、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、フィルター３２には流れなくなる。
【００６６】
図１２（ａ）に、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、分岐部５６より上流側の循環油路２６、第２油路６０、および第３油路６４でのエンジンオイルの油温を示す。図１２（ａ）のように、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低い場合は、図１１のステップＳ３２で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａと第３油路６４とを流れる。したがって、第３油路６４を流れるエンジンオイルの油温は、分岐部５６より上流側の循環油路２６の油温と同様に上昇する。エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上になると、図１１のステップＳ３６で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れ、第３油路６４を流れなくなる。第３油路６４の下流側にはバルブが設けられていないため、第３油路６４にはエンジンオイルが滞留しない。したがって、第３油路６４におけるエンジンオイルの油温としては０になる。その後、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高くとなると、図１１のステップＳ４０で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れることになる。第２油路６０の下流側には第３バルブ７２があり、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２閉弁状態である。このため、第２油路６０では流れていたエンジンオイルがそのまま滞留することになり、第２油路６０におけるエンジンオイルの油温は、Ｔｂ−ｘ以上には上昇しない。
【００６７】
図１２（ｂ）に、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、分岐部５６より上流側の循環油路２６、第２油路６０、および第３油路６４を流れるエンジンオイルの流量を示す。図１２（ｂ）では、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上となり、図１１のステップＳ３６を実行して、エンジンオイルが循環油路２６ａと第２油路６０とを流れるようになった後について示している。図１２（ｂ）のように、図１１のステップＳ３６を実行した後は、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れ、第３油路６４には流れない。つまり、第３油路６４を流れるエンジンオイルの流量は０である。その後、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高くなると、図１１のステップＳ４０で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、第２油路６０と第３油路６４とには流れないため、第２油路６０と第３油路６４とを流れるエンジンオイルの流量は０である。このとき、フィルター３２を流れていたエンジンオイルが、フィルター３２を流れなくなるため、エンジンオイルの流れに対する圧力負荷が弱まり、分岐部５６より上流側での循環油路２６を流れるエンジンオイルの流量は増加する。なお、図１２（ｂ）中の二点鎖線は適正流量範囲を示しており、第２油路６０を流れるエンジンオイルの流量が適正流量範囲内になっていることを示している。適正流量範囲を外れた場合は、過剰な流量のエンジンオイルがフィルター３２に流れ込み部品が破損することや、流量が不足することでフィルター３２での浄化機能の効率が低下することなどが生じ得る。
【００６８】
次に、図１３のフローチャートを用いて、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、第１バルブ３６から第３バルブ７２の弁状態を説明する。図１３のように、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘよりも高い場合（ステップＳ５０でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２閉弁となる（ステップＳ５２）。
【００６９】
エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以下になった場合（ステップＳ５４でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２開弁となる（ステップＳ５６）。
【００７０】
エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘよりも低くなった場合（ステップＳ５８でＹｅｓの場合）、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁、第２バルブ７０はｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２はｃ１−ｃ２開弁となる（ステップＳ６０）。
【００７１】
図１４（ａ）に、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、分岐部５６より上流側の循環油路２６、第２油路６０、および第３油路６４でのエンジンオイルの油温を示す。図１４（ａ）のように、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘよりも高い場合、図１３のステップＳ５２で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａを流れ、第２油路６０および第３油路６４には流れない。第３バルブ７２はｃ１−ｃ２閉弁になっているため、第２油路６０ではエンジンオイルが滞留しており、第２油路６０でのエンジンオイルは低温になっている。一方、第３油路６４の下流側にはバルブが設けられていないため、第３油路６４にはエンジンオイルが滞留しておらず、エンジンオイルの油温としては０になる。その後、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以下となると、図１３のステップＳ５６で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れる。このため、第２油路６０におけるエンジンオイルの油温が上昇し、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温と等しくなる。
【００７２】
図１４（ｂ）に、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、分岐部５６より上流側の循環油路２６、第２油路６０、および第３油路６４とを流れるエンジンオイルの流量を示す。図１４（ｂ）のように、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高い場合、図１３のステップＳ５２で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、第２油路６０と第３油路６４とには流れないため、第２油路６０と第３油路６４とを流れるエンジンオイルの流量は０である。その後、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以下となると、図１３のステップＳ５６で説明したように、エンジンオイルは循環油路２６ａと第２油路６０とを流れ、第３油路６４には流れないままである。このとき、エンジンオイルが第２油路６０を流れるようになることで、フィルター３２を通過して圧力負荷が強まり、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの流量は減少する。
【００７３】
実施例４によれば、循環油路２６から分岐し、フィルター３２が配置された第２油路６０と、フィルター３２をバイパスする第３油路６４が設けられている。第２バルブ７０は、エンジンオイルがフィルター３２が設けられた第２油路６０を流れるか第３油路６４を流れるかの切替えをする。第１バルブ３６と第２バルブ７０との材料を適切に選択して、第１バルブ３６と第２バルブ７０とを、エンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた場合に、エンジンオイルが第２油路６０に設けられたフィルター３２に流入しない弁状態にしている。これにより、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できると共に、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。
【００７４】
図１５（ａ）は、フィルター３２の斜視図である。図１５（ａ）のように、筒形状をした金属面７６の内壁に、筒形状をしたフィルター３２が設けられている。筒形状をしたフィルター３２の中央の空洞部４０にエンジンオイルが流入すると、イオン交換などの化学反応によりエンジンオイル中の不純物イオンが吸着した吸着イオンの濃度分布は、エンジンオイルの流入口から流出口にかけて大きくなる（図１５（ａ）の網線部）。これにより、エンジンオイル中の不純物を有効に低減することが可能となる。
【００７５】
図１５（ｂ）は、フィルター３２の断面模式図である。図１５（ｂ）のように、金属面７６上に設けられたフィルター３２は、例えば発泡ウレタン、塩化ビニル、ウレタンなどの樹脂バインダで結合されたイオン交換体８０や多孔質性のビーズを固定化させたイオン交換体８０と、例えば繊維性の網や金属製の金網などのメッシュ８２と、を有する。メッシュ８２は、イオン交換体８０が漏出しないために設けられている。
【００７６】
図１６は、実施例４の変形例１に係るオイル浄化装置が備わるエンジンの概略構成を示すブロック図である。図１６のように、実施例４の変形例１では、オイル浄化装置２４が有する第１バルブ３６、第２バルブ７０、および第３バルブ７２は電磁弁であり、第１バルブ３６、第２バルブ７０、および第３バルブ７２を制御する制御部であるＥＣＵ３８を有する。その他の構成については、実施例４と同じであり、図１０に示しているため、ここでは説明を省略する。
【００７７】
図１７は、エンジンオイルが低温から高温に変化する場合の、ＥＣＵ３８の制御を示すフローチャートである。ＥＣＵ３８の制御は、ＣＰＵなどのハードウエアとＲＯＭなどに記憶されたソフトウェアとの協働によって実行される。図１７のように、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低いかを判断し（ステップＳ７０）、低いと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２閉弁とする（ステップＳ７２）。これにより、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低い場合、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、フィルター３２には流れない。
【００７８】
次いで、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上になったかを判断し（ステップＳ７４）、Ｔａ＋ｘ以上になったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２閉弁、ａ１−ａ３開弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２開弁とする（ステップＳ７６）。これにより、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘ以上となると、エンジンオイルは第２油路６０を流れるようになり、フィルター３２にエンジンオイルが流入することになる。
【００７９】
次いで、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高くなったかを判断し（ステップＳ７８）、Ｔｂ−ｘより高くなったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２閉弁とする（ステップＳ８０）。これにより、エンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以上になると、エンジンオイルは循環油路２６ａのみを流れ、フィルター３２には流入しない。
【００８０】
図１８は、エンジンオイルが高温から低温に変化する場合の、ＥＣＵ３８の制御を示すフローチャートである。図１８のように、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴｂ−ｘより高いかを判断し（ステップＳ９０）、高いと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２閉弁とする（ステップＳ９２）。
【００８１】
次いで、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴｂ−ｘ以下になったかを判断し（ステップＳ９４）、Ｔｂ−ｘ以下になったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２閉弁、ａ１−ａ３開弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２閉弁、ｂ１−ｂ３開弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２開弁とする（ステップＳ９６）。
【００８２】
次いで、ＥＣＵ３８は、分岐部５６より上流側の循環油路２６におけるエンジンオイルの油温がＴａ＋ｘより低くなったかを判断し（ステップＳ９８）、Ｔａ＋ｘより低くなったと判断した場合（Ｙｅｓの場合）、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁、第３バルブ７２をｃ１−ｃ２閉弁とする（ステップＳ１００）。
【００８３】
実施例４の変形例１では、エンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れている場合に、ＥＣＵ３８により第１バルブ３６の弁状態を制御することで、エンジンオイルが、第２油路６０に流入しないようにしている。これにより、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温のエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できると共に、高温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることによるフィルター３２の破壊、特性劣化を抑制できる。
【００８４】
また、ＥＣＵ３８は、エンジンオイルの油温が、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れている場合に、第１バルブ３６をａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁としてエンジンオイルが第２油路６０に流入しない弁状態にすると共に、第２バルブ７０をｂ１−ｂ２開弁、ｂ１−ｂ３閉弁としてエンジンオイルが第３油路６４に流入し、フィルター３２が設けられた第２油路６０に流入しない弁状態としている。これにより、例えば第１バルブ３６が壊れた場合でも、エンジンオイルの循環を滞らせることなく、且つ適正温度範囲Ｘ外の油温のエンジンオイルがフィルター３２を流れることを抑制できるという、フェールセーフ機構を有する。
【００８５】
実施例４および実施例４の変形例１においては、オイル浄化装置２４は、オイルフィルター５４とエンジン各部１８との間に備わる場合を例に示したが、これに限られる訳ではない。オイルパン１２とオイルポンプ１４との間や、オイルポンプ１４とオイルフィルター５４との間に備わる場合でもよい。また、第３油路６４、第２バルブ７０、第３バルブ７２が設けられていない場合でもよい。この場合でも、フィルター３２が所定の浄化効率を発揮できる適正温度範囲Ｘを外れた油温を有するエンジンオイルが、フィルター３２を流れることを抑制できる。なお、実施例４では、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘよりも低い場合では、第１バルブ３６はａ１−ａ２、ａ１−ａ３半開弁である場合を説明したが、第３油路６４、第２バルブ７０、第３バルブ７２が設けられていない場合は、エンジンオイルの油温がＴａ＋ｘよりも低い場合では、第１バルブ３６はａ１−ａ２開弁、ａ１−ａ３閉弁となるように設定することができる。
【００８６】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１０ エンジン
１２ オイルパン
１４ オイルポンプ
１６ オイルクーラ
１８ エンジン各部
２０ ラジエータ
２２ ウォータポンプ
２４ オイル浄化装置
２６ 循環油路
２８ 水路
３０ オイルストレーナ
３２ フィルター
３４ 第１油路
３６ 第１バルブ
３８ ＥＣＵ
４０ 空洞部
４６ 高温用サーモスタット
４８ 低温用サーモスタット
５０ サーモ感温部
５２ 分岐油路
５４ オイルフィルター
５６ 分岐部
６０ 第２油路
６２ 合流部
６４ 第３油路
６６ 第１接続部
６８ 第２接続部
７０ 第２バルブ
７２ 第３バルブ
７６ 金属面
８０ イオン交換体
８２ メッシュ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンオイルが循環する循環油路に配置され、前記エンジンオイルを浄化する機能を有すると共に、流入する前記エンジンオイルの油温に応じて浄化効率が変化するフィルターと、
前記フィルターに流入する前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが所定の前記浄化効率を発揮できる温度範囲内になるように、前記フィルターに向かう前記エンジンオイルの流れを変更する第１バルブと、を備えることを特徴とする内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項２】
前記循環油路に設けられたオイルクーラよりも下流側且つエンジン各部よりも上流側で前記循環油路に接続し、前記オイルクーラを通過し且つエンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが、前記フィルターが設けられたオイルパンに流入できるようにする第１油路を有し、
前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記オイルクーラを通過し且つ前記エンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが前記オイルパンに流入する弁状態になることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項３】
前記第１バルブを制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記オイルパン内の前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記第１バルブを、前記オイルクーラを通過し且つ前記エンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが前記オイルパンに流入する弁状態にすることを特徴とする請求項２記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項４】
前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油圧に応じて開閉するリリーフバルブであることを特徴とする請求項２記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項５】
前記循環油路に分岐部で分岐し、前記分岐部よりも下流側の合流部で前記循環油路に合流すると共に、前記フィルターが設けられた第２油路を有し、
前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記エンジンオイルが前記第２油路に設けられた前記フィルターに流入しない弁状態になることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項６】
前記第１バルブは、サーモスタットであることを特徴とする請求項２または５記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項７】
前記フィルターをバイパスする第３油路と、
前記エンジンオイルが、前記フィルターが設けられた前記第２油路を流れるか前記第３油路を流れるかの切替えをする第２バルブと、
前記第１バルブと前記第２バルブとを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記第１バルブを、前記エンジンオイルが前記第２油路に流入しない弁状態にすると共に、前記第２バルブを、前記エンジンオイルが前記第３油路に流入し、前記フィルターが設けられた前記第２油路に流入しない弁状態にすることを特徴とする請求項５記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項８】
前記フィルターは筒形状をしていて、前記エンジンオイルは前記筒形状の中央の空洞部に流入することを特徴とする請求項２から７のいずれか一項記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項１】
エンジンオイルが循環する循環油路に配置され、前記エンジンオイルを浄化する機能を有すると共に、流入する前記エンジンオイルの油温に応じて浄化効率が変化するフィルターと、
前記フィルターに流入する前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが所定の前記浄化効率を発揮できる温度範囲内になるように、前記フィルターに向かう前記エンジンオイルの流れを変更する第１バルブと、を備えることを特徴とする内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項２】
前記循環油路に設けられたオイルクーラよりも下流側且つエンジン各部よりも上流側で前記循環油路に接続し、前記オイルクーラを通過し且つエンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが、前記フィルターが設けられたオイルパンに流入できるようにする第１油路を有し、
前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記オイルクーラを通過し且つ前記エンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが前記オイルパンに流入する弁状態になることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項３】
前記第１バルブを制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記オイルパン内の前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記第１バルブを、前記オイルクーラを通過し且つ前記エンジン各部を流れる前の前記エンジンオイルが前記オイルパンに流入する弁状態にすることを特徴とする請求項２記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項４】
前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油圧に応じて開閉するリリーフバルブであることを特徴とする請求項２記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項５】
前記循環油路に分岐部で分岐し、前記分岐部よりも下流側の合流部で前記循環油路に合流すると共に、前記フィルターが設けられた第２油路を有し、
前記第１バルブは、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記エンジンオイルが前記第２油路に設けられた前記フィルターに流入しない弁状態になることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項６】
前記第１バルブは、サーモスタットであることを特徴とする請求項２または５記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項７】
前記フィルターをバイパスする第３油路と、
前記エンジンオイルが、前記フィルターが設けられた前記第２油路を流れるか前記第３油路を流れるかの切替えをする第２バルブと、
前記第１バルブと前記第２バルブとを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記エンジンオイルの油温が、前記フィルターが前記所定の浄化効率を発揮できる温度範囲を外れた場合に、前記第１バルブを、前記エンジンオイルが前記第２油路に流入しない弁状態にすると共に、前記第２バルブを、前記エンジンオイルが前記第３油路に流入し、前記フィルターが設けられた前記第２油路に流入しない弁状態にすることを特徴とする請求項５記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【請求項８】
前記フィルターは筒形状をしていて、前記エンジンオイルは前記筒形状の中央の空洞部に流入することを特徴とする請求項２から７のいずれか一項記載の内燃機関のオイル浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−５７５２９（Ｐ２０１２−５７５２９Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０１２７０（Ｐ２０１０−２０１２７０）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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