JP6836402B2

JP6836402B2 - オイル供給機構

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Publication number: JP6836402B2
Application number: JP2017005605A
Authority: JP
Inventors: 優一鈴木
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2021-03-03
Anticipated expiration: 2037-01-17
Also published as: JP2018115569A

Description

本発明は、ポンプおよびストレーナを有するオイル供給機構に関する。

車両に搭載されたオイルポンプは、オイルパンに貯留されたオイルを吸い上げて車両の各部に循環させる。例えば、特許文献１に記載されているように、オイルポンプとオイルパンの間にはストレーナが配されており、ストレーナの内部に設けられたフィルタ部によって、オイルから異物が除去される。

特開２０１５−１３７６９４号公報

ところで、オイルポンプによるオイルの吸入流量が少ないとき、ストレーナ内部に流入した空気が、フィルタ部を通過できずにストレーナ内部に溜まってしまう。この状態でオイルの吸入流量が増大すると、ストレーナ内部に溜まった空気が急激にオイルポンプに吸入される。そして、オイル中の空気の流動によって音が生じてしまう。

本発明は、このような課題に鑑み、オイル中の空気の流動による音を低減することが可能なオイル供給機構を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のオイル供給機構は、ポンプと、オイルが貯留される貯留部と、本体と、本体内の空間を、貯留部に連通する上流空間およびポンプの吸入側に接続される下流空間に仕切るフィルタ部と、を有するストレーナと、ストレーナの上流空間と、ポンプの吐出側とを接続する戻り流路と、ポンプの吐出側と吸入側とを接続するサクション流路と、サクション流路または戻り流路に設けられたバルブと、戻り流路とサクション流路との流量比率を制御するバルブ制御部と、を備え、戻り流路は、サクション流路に接続される。

バルブ制御部は、エンジン回転数が第１回転数のとき、流量比率を第１の比率とし、エンジン回転数が第１回転数より大きい第２回転数のとき、流量比率を、第１の比率より戻り流路の流量が少ない第２の比率としてもよい。

ストレーナの本体には、ポンプの吸入側に接続される下流側開口と、貯留部に連通する上流側開口と、上流側開口とは別に設けられ、戻り流路が接続される戻り開口と、が形成されてもよい。

戻り開口は、フィルタ部を挟んで下流側開口と対向する位置に設けられてもよい。

本発明によれば、オイル中の空気の流動による音を低減することが可能となる。

オイル供給機構を説明するための第１の図である。オイル供給機構を説明するための第２の図である。戻り流路の作用を説明するための図である。バルブ制御部によるバルブの制御処理の流れを示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、オイル供給機構１を説明するための第１の図である。図１に示すように、オイル供給機構１は、オイルパン２（貯留部）およびストレーナ３を含んで構成される。図１では、オイルパン２およびストレーナ３の鉛直断面を示す。ただし、ストレーナ３のうち、内部に設けられたフィルタ部４については、断面形状の図示は省略する。

オイルパン２およびストレーナ３は、例えば、車両の変速機の鉛直下側に配される。オイルパン２は、鉛直上側（図１中、上側）が開口した容器であって、内部にオイルが貯留される。ストレーナ３は、少なくとも鉛直下側の一部がオイルパン２内に進入して配される。

ストレーナ３は、フィルタ部４、上側部材５、および、下側部材６を有する。フィルタ部４は、ろ過材（メッシュや不織布）などで構成される。上側部材５と下側部材６は、ストレーナ３の本体７を構成する中空部材であって、上側部材５の鉛直下側に下側部材６が配される。本体７（上側部材５と下側部材６）内の空間のうち、上側部材５および下側部材６の間にフィルタ部４が配される。フィルタ部４は、本体７内の空間を、上流空間Ｓａおよび下流空間Ｓｂに仕切る。

上流空間Ｓａは、下側部材６内に形成される。下側部材６には、上流側開口６ａおよび戻り開口６ｂが形成される。上流側開口６ａは、オイルパン２の内部に開口（連通）している。戻り開口６ｂは、上流側開口６ａとは別に（異なる位置に）設けられる。戻り開口６ｂには、後述する戻り流路が接続される。

下流空間Ｓｂは、上側部材５内に形成される。上側部材５には、下流側開口５ａが形成される。下流側開口５ａは、上側部材５のうち、鉛直上側に設けられる。戻り開口６ｂは、フィルタ部４を挟んで下流側開口５ａと対向する位置に設けられる。下流側開口５ａには、吸入流路９が接続される。吸入流路９は、後述するオイルポンプの吸入口に接続される。

吸入流路９を介してオイルポンプにオイルが吸入されるため、ストレーナ３の下流空間Ｓｂ、上流空間Ｓａのオイルが吸入流路９側に流出する。こうして、オイルパン２に貯留されたオイルが、上流側開口６ａを介して上流空間Ｓａに吸入される。上流空間Ｓａ内に吸入されたオイルは、フィルタ部４を通過して下流空間Ｓｂに流入する。オイルがフィルタ部４を通過するとき、オイルに含まれる金属粉や塵などの異物が除去される。

図２は、オイル供給機構１を説明するための第２の図である。図２に示すように、オイル供給機構１は、オイルポンプ１０（ポンプ）およびバルブ１１を含んで構成される。図２では、オイル供給機構１のうち、ストレーナ３、オイルポンプ１０、バルブ１１、および、オイルの各流路を簡略化して示す。

上記のように、吸入流路９は、オイルポンプ１０の吸入口１０ａに接続される。オイルポンプ１０の吐出口１０ｂは、吐出流路１２に接続される。吐出流路１２の下流側には、不図示のチェーンベルト、スプロケット、ベアリングなどに接続される潤滑回路、および、トルクコンバータや変速機（ＣＶＴ）などに接続される油圧回路が設けられる。オイルポンプ１０は、潤滑回路や油圧回路にオイルを送出する。送出されたオイルは、潤滑や油圧（動力伝達）の用途で用いられた後、オイルパン２に還流する。

バルブ１１は、例えば、三方弁で構成される。バルブ１１の流入口１１ａから流入したオイルは、２つの流出口１１ｂ、１１ｃの一方または双方から流出する。バルブ１１は、バルブ制御部１４によって制御される。

バルブ制御部１４は、例えば、車両に搭載されたＥＣＵ（Engine Control Unit）で構成される。センサ部１５は、例えば、クランク角センサで構成される。バルブ制御部１４は、センサ部１５の出力に基づいて、エンジン回転数を導出し、導出したエンジン回転数に基づいて、バルブ１１を制御する。

サクション流路１３は、第１流路１３ａおよび第２流路１３ｂを含んで構成される。第１流路１３ａは、吐出流路１２から分岐してバルブ１１の流入口１１ａに接続される。第２流路１３ｂは、バルブ１１の流出口１１ｂに接続され、吸入流路９に合流する。すなわち、バルブ１１は、サクション流路１３に設けられているといえる。

このように、サクション流路１３は、オイルポンプ１０の吐出側（吐出流路１２）と吸入側（吸入流路９）とを接続する。オイルポンプ１０は、例えば、エンジン回転数に連動して吐出量が定まる。そのため、エンジン回転数によっては、必要以上にオイルが吐出されて、上記の潤滑回路や油圧回路の負荷となってしまうおそれがある。そこで、サクション流路１３を介して、吐出されたオイルの一部をオイルポンプ１０の吸入側に戻すことで、潤滑回路や油圧回路に供給されるオイルの流量を調整することが可能となる。

戻り流路８は、バルブ１１の流出口１１ｃと、ストレーナ３の戻り開口６ｂとを接続する。すなわち、戻り流路８は、バルブ１１を介してサクション流路１３に接続される。また、戻り流路８は、バルブ１１およびサクション流路１３の第１流路１３ａを介して、オイルポンプ１０の吐出側（吐出流路１２）に連通し、かつ、ストレーナ３の上流空間Ｓａに接続される。言い換えれば、戻り流路８は、オイルポンプ１０の吐出側と、ストレーナ３の上流空間Ｓａとを接続する。

バルブ１１は、流出口１１ｂの開度と流出口１１ｃの開度の比が可変となっている。バルブ制御部１４は、不図示のアクチュエータによって、流出口１１ｂの開度と流出口１１ｃの開度との比を制御する。こうして、バルブ制御部１４は、サクション流路１３の第２流路１３ｂの流量と、戻り流路８の流量との比率（以下、流量比率という）を制御する。

ところで、オイルポンプ１０によるオイルの吸入流量が少ないとき、ストレーナ３内部に流入した空気が、フィルタ部４を通過できずにストレーナ３内部に溜まってしまう。そこで、戻り流路８の流量を制御することで、空気の滞留を抑制できる。戻り流路８の作用について、図３を参照しながら説明する。

図３は、戻り流路８の作用を説明するための図である。例えば、エンジンのアイドル時や低回転時には、オイルポンプ１０によるオイルの吸入流量が少ない。このとき、図３（ａ）に示すように、上流空間Ｓａに流入した空気が、フィルタ部４の流路抵抗によりフィルタ部４を通過できない場合がある。上流空間Ｓａに流入した空気は、上流空間Ｓａのうち、特に吸入流路９の直下近傍に滞留し易い（図３（ａ）中、クロスハッチングで示す）。

この状態で、エンジン回転数が上昇すると、オイルポンプ１０によるオイルの吸入流量が増大する。そして、図３（ｂ）に示すように、上流空間Ｓａに滞留した空気が、急激かつ多量にフィルタ部４を通過してオイルポンプ１０に吸入される。その際、オイル中の空気の流動による音が生じてしまう。

そこで、バルブ制御部１４は、エンジン回転数が低いとき、流量比率を制御して、戻り流路８にオイルを流通させる。図３（ｃ）に示すように、戻り流路８から戻り開口６ｂを介してオイルが上流空間Ｓａに流入する。そうすると、流入したオイルによって、上流空間Ｓａ内の空気がフィルタ部４を通って下流空間Ｓｂ側に押し出される。そのため、上流空間Ｓａ内の空気の滞留が抑制される（または、滞留量が少量となる）ことで、空気が急激かつ多量にオイルポンプ１０に吸入される事態が回避される。こうして、オイル中の空気の流動による音が抑制される。

図４は、バルブ制御部１４によるバルブ１１の制御処理の流れを示すフローチャートである。図４に示す処理は、所定周期で繰り返し実行される。

（Ｓ１００）
バルブ制御部１４は、センサ部１５の出力に基づいて、エンジン回転数を導出する。

（Ｓ１０２）
バルブ制御部１４は、導出したエンジン回転数に基づいて流量比率を制御する。具体的に、バルブ制御部１４は、エンジン回転数が第１回転数のとき、流量比率を第１の比率に制御するものとする。ここで、第１回転数および第１の比率は、所定値とする。そして、バルブ制御部１４は、エンジン回転数が第１回転数より大きい第２回転数のとき、流量比率を、第１の比率より戻り流路８の流量が少ない第２の比率とする。

すなわち、バルブ制御部１４は、エンジン回転数が小さいとき、エンジン回転数が大きいときよりも、第２流路１３ｂの流量に対して、戻り流路８の流量の比率が高くなるように、流量比率（すなわち、バルブ１１の流出口１１ｂ、１１ｃの開度）を制御する。

例えば、バルブ制御部１４は、エンジンのアイドル時、および、エンジン回転数が所定閾値以下の低速時に、エンジン回転数が所定閾値より大きいときよりも、第２流路１３ｂの流量に対して、戻り流路８の流量の比率が高くなるように、流量比率を制御する。

上記のように、エンジン回転数が低いとき、オイルポンプ１０によるオイルの吸入流量が少ないため、上流空間Ｓａに流入した空気は、上流空間Ｓａに滞留してしまうおそれがある。バルブ制御部１４の上記の制御により、上流空間Ｓａに空気が滞留し易いときに、戻り流路８から上流空間Ｓａにオイルを流入させることで、上流空間Ｓａの空気の滞留を抑制できる。

また、エンジン回転数が一定数以上であれば、オイルポンプ１０によるオイルの吸入流量がある程度確保され、上流空間Ｓａに流入した空気は、上流空間Ｓａに滞留し難い。このような状態では、戻り流路８の流量を減らして、第２流路１３ｂの流量を増やすことで、ストレーナ３（フィルタ部４）をオイルが流通することによる流動損失が抑制される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、サクション流路１３を設ける場合について説明したが、サクション流路１３は必須の構成ではない。ただし、サクション流路１３を設け、戻り流路８をサクション流路１３に接続することで、潤滑回路や油圧回路に供給されるオイルの流量の調節のためのサクション流路１３の一部を、上流空間Ｓａ内への空気の滞留の抑制のための流路として共用することが可能となる。

また、上述した実施形態では、バルブ１１は、サクション流路１３に設けられる場合について説明したが、バルブ１１は、戻り流路８に設けられてもよい。いずれにしても、バルブ１１を設けることで、流量比率を所望する値に設定可能となる。

また、上述した実施形態では、バルブ制御部１４を設ける場合について説明したが、バルブ制御部１４は、必須の構成ではない。例えば、バルブ制御部１４を設けない場合、流量比率は常に大凡一定となる。ただし、バルブ制御部１４を設けることで、流量比率を任意のタイミングで適切な値に変更可能となる。

また、上述した実施形態では、バルブ制御部１４は、エンジン回転数が第１回転数のとき、流量比率を第１の比率とし、エンジン回転数が第１回転数より大きい第２回転数のとき、流量比率を、第１の比率より戻り流路８の流量が少ない第２の比率とする場合について説明した。ただし、バルブ制御部１４は、エンジン回転数に基づいた制御を行わずともよい。

また、上述した実施形態では、戻り開口６ｂは、フィルタ部４を挟んで下流側開口５ａと対向する位置に設けられる場合について説明したが、戻り開口６ｂが、下流側開口５ａと対向しない位置に配されてもよい。ただし、上記のように、空気は、上流空間Ｓａのうち、特に吸入流路９の直下近傍（すなわち、フィルタ部４を挟んで下流側開口５ａと対向する位置）に滞留し易い。戻り開口６ｂが、フィルタ部４を挟んで下流側開口５ａと対向する位置に設けられる場合、空気が滞留し易い位置に直接オイルが送出される。そのため、上流空間Ｓａ内の空気は滞留し難くなり、フィルタ部４を通って下流空間Ｓｂ側に流出し易い。

本発明は、ポンプおよびストレーナを有するオイル供給機構に利用することができる。

１オイル供給機構
２オイルパン（貯留部）
３ストレーナ
４フィルタ部
５ａ下流側開口
６ａ上流側開口
６ｂ戻り開口
７本体
８戻り流路
１０オイルポンプ（ポンプ）
１１バルブ
１３サクション流路
１４バルブ制御部
Ｓａ上流空間
Ｓｂ下流空間

Claims

ポンプと、
オイルが貯留される貯留部と、
本体と、前記本体内の空間を、前記貯留部に連通する上流空間および前記ポンプの吸入側に接続される下流空間に仕切るフィルタ部と、を有するストレーナと、
前記ストレーナの前記上流空間と、前記ポンプの吐出側とを接続する戻り流路と、
前記ポンプの吐出側と吸入側とを接続するサクション流路と、
前記サクション流路または前記戻り流路に設けられたバルブと、
前記戻り流路と前記サクション流路との流量比率を制御するバルブ制御部と、
を備え、
前記戻り流路は、前記サクション流路に接続される、
オイル供給機構。
前記バルブ制御部は、エンジン回転数が第１回転数のとき、前記流量比率を第１の比率とし、前記エンジン回転数が前記第１回転数より大きい第２回転数のとき、前記流量比率を、前記第１の比率より前記戻り流路の流量が少ない第２の比率とする請求項１に記載のオイル供給機構。
前記ストレーナの本体には、前記ポンプの吸入側に接続される下流側開口と、前記貯留部に連通する上流側開口と、前記上流側開口とは別に設けられ、前記戻り流路が接続される戻り開口と、が形成された請求項１または２に記載のオイル供給機構。
前記戻り開口は、前記フィルタ部を挟んで前記下流側開口と対向する位置に設けられる請求項３に記載のオイル供給機構。