JP6855837B2 - リリーフバルブ制御装置およびリリーフバルブ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、リリーフバルブ制御装置およびリリーフバルブ制御方法に関する。

従来、オイルポンプにより汲み上げられ、内燃機関へ供給されるオイル（潤滑油）の油圧が所定値以上となった場合に、オイルを逃がすリリーフバルブが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなリリーフバルブでは、例えば、バルブ本体の内部に、弁体が摺動する流路（以下、主流路という）とリリーフ流路とが形成されている。弁体は、油圧が所定値未満のときはリリーフ流路を閉塞しており、油圧が所定値以上になると、主流路を摺動する。これにより、リリーフ流路が開口し、オイルはリリーフ流路から例えばオイルパン等へ排出される。

特開２０１２−１７７９８号公報

しかしながら、従来のリリーフバルブでは、弁体の外側と主流路の内側との間や、弁体の摺動を制限するためのストッパの外側と主流路の内側との間に、オイル中の異物（例えば、鉄粉）が入り込んでしまい、弁体の摺動が渋るという問題がある。特に、内燃機関が新品である場合、オイル中に鉄粉が多く発生するため、上記問題が発生しやすい。

本発明の目的は、オイル中の異物を原因とする弁体の摺動の渋りを防止できるリリーフバルブ制御装置およびリリーフバルブ制御方法を提供することである。

本発明のリリーフバルブ制御装置は、ソレノイドの通電によって弁体が流路を所定方向へ移動した場合にリリーフ流路が開放されるリリーフバルブを制御するリリーフバルブ制御装置であって、前記リリーフバルブへ流入する流体の圧力が所定値を超えた場合、前記ソレノイドに対して通電を指示する通電制御部と、内燃機関が初めて動作した時点から所定のパラメータが所定の閾値を超えるまでの間、前記通電制御部が前記ソレノイドに対して通電を指示できない状態に制御するパラメータ判定部と、を有する。

本発明のリリーフバルブ制御方法は、ソレノイドの通電によって弁体が流路を所定方向へ移動した場合にリリーフ流路が開放されるリリーフバルブを制御するリリーフバルブ制御方法であって、内燃機関が初めて動作した時点から所定のパラメータが所定の閾値を超えるまでの間、前記ソレノイドが通電しない状態に制御する。

本発明によれば、オイル中の異物を原因とする弁体の摺動の渋りを防止できる。

本発明の実施の形態に係るリリーフバルブの内部を示す断面図 本発明の実施の形態に係るリリーフバルブの内部を示す断面図 本発明の実施の形態に係るＥＣＵの構成例を示す機能ブロック図 本発明の実施の形態に係るＥＣＵの動作例を示すフローチャート

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

まず、本発明の実施の形態に係るリリーフバルブ１の構成例について、図１を用いて説明する。

図１は、本実施の形態に係るリリーフバルブ１の内部を示す断面図である。図１は、リリーフ流路６が閉状態である場合を示している。図１に示す両矢印は、リリーフバルブ１の長手方向を示しており、以下の説明では、矢印Ｌが示す方向を「左方向」、矢印Ｒが示す方向を「右方向」という。また、リリーフバルブ１の長手方向を、適宜、「左右方向」という。

なお、本実施の形態では、リリーフバルブ１を流れる流体がオイルである場合を例に挙げて説明するが、これに限定されず、オイル以外の液体であってもよいし、気体であってもよい。

リリーフバルブ１は、例えば、オイルパンまたはクランクケース（いずれも図示略。以下同様）に備えられるが、これらに限定されない。

リリーフバルブ１の筐体２の内部には、リリーフバルブ１の長手方向に沿って流路３（第２流路の一例）が形成されており、流路３と直交するように流路４、流路５、およびリリーフ流路６が形成されている。リリーフ流路６は、筐体２を貫通して形成されている。これらの流路は、例えば、円柱形状（円筒形状ともいう）である。なお、各流路におけるオイルの流れについては、後述する。

流路３において、流路５の下流側（図中の左側）には、円柱形状の弁体７（第２弁体の一例）が設けられている。

弁体７にはスプリング８が取り付けられており、弁体７は、スプリング８の伸縮に応じて、流路３を左右方向に摺動（移動）する。弁体７が摺動する範囲は、ストッパ９とストッパ１０との間である。ストッパ９は、弁体７の右方向への移動を制限する部分であり、ストッパ１０は、弁体７の左方向への移動を制限する部分である。

また、弁体７には、その一端（図中の左端）が開口した内部空間７ａが形成されている。また、弁体７の他端（図中の右端）には、リリーフバルブ１の長手方向に沿った貫通孔１１が形成されている。貫通孔１１は、内部空間７ａと連通している。内部空間７ａおよび貫通孔１１は、オイルの流路として機能する。

また、リリーフバルブ１には、貫通孔１２、流路１３（第１流路の一例）、および流路１４が形成されている。これらは、例えば、円柱形状である。

流路１３は、リリーフバルブ１の長手方向に沿って形成されており、貫通孔１２を介して、流路３と連通している。

また、流路１３は、リリーフバルブ１の外部に繋がる流路４と連通している。

流路１３には、球状弁体１５および略円柱形状の弁体１６（ともに、第１弁体の一例）が設けられている。

弁体１６は、流路１３を左右方向に摺動（移動）する。

弁体１６の左方向への移動は、ソレノイド１８の通電によって実現される。換言すれば、ソレノイド１８は、通電によって弁体１６を左方向へ移動させる。ソレノイド１８の通電は、ＥＣＵ（Electric Control Unit。図１では図示略）からの指示（後述する制御信号）に基づいて実行される。なお、このＥＣＵについては、図３を用いて後述する。

一方、弁体１６の右方向への移動は、弁体１６に取り付けられたスプリング１７の付勢力によって実現される。換言すれば、ソレノイド１８が非通電状態である場合に、スプリング１７は、右方向へ伸張することで、弁体１６を右方向へ移動させる。

球状弁体１５は、弁体１６が右方向へ移動した場合、図１に示すように、弁体１６によって押圧されることで、貫通孔１２を閉塞する。一方、球状弁体１５は、弁体１６が左方向へ移動した場合、左方向へ移動することで、貫通孔１２を開放する（後述の図２参照）。

以上、本実施の形態に係るリリーフバルブ１の構成例について説明した。

次に、リリーフバルブ１におけるオイルの流れについて説明する。以下では、ソレノイド１８が非通電状態である場合と、ソレノイド１８が通電状態である場合とに分けて、それぞれの場合におけるオイルの流れについて説明する。

まず、ソレノイド１８が非通電状態である場合のオイルの流れについて、図１を用いて説明する。

ソレノイド１８が非通電状態である場合、図１に示すように、スプリング１７に付勢されて右方向へ移動した弁体１６が球状弁体１５を押圧する。これにより、貫通孔１２が閉塞される。

その状態において、オイルパンからオイルポンプ（図示略。以下同様）により汲み上げられたオイルは、所定の流路（図示略）を介して流路４へ流入し、流路３を左方向へ流れる。

流路３を流れるオイルの大部分は、流路５からリリーフバルブ１の外部へ流出し、流路５に接続された所定の流路（図示略）を介して、内燃機関（図示略。以下同様）へ供給される。

一方、流路３を流れるオイルの一部は、弁体７の貫通孔１１から内部空間７ａへ流入する。このオイルは、貫通孔１２が閉塞されているため、流路１３へは流入せず、内部空間７ａ、それより左方向の流路３、および貫通孔１２（以下、内部空間７ａ等という）に貯留される。

内部空間７ａ等における油圧と、弁体７の上流側における油圧とは等しくなる。このとき、図１に示すように、スプリング８に付勢されて右方向へ移動した弁体７は、ストッパ９に当接する。これにより、リリーフ流路６が閉塞される。

次に、ソレノイド１８が通電状態である場合のオイルの流れについて、図２を用いて説明する。

図２は、図１と同様、本実施の形態に係るリリーフバルブ１の内部を示す断面図である。図２は、リリーフ流路６が開状態である場合を示している。

ソレノイド１８が通電状態である場合、図２に示すように、通電によって弁体１６は流路１３を左方向へ移動し、その弁体１６による押圧から解放された球状弁体１５も左方向へ移動する。これにより、貫通孔１２が開放される。

内部空間７ａ等に貯留されていたオイルは、貫通孔１２から流路１３へ流入し、流路１４からリリーフバルブ１の外部へ流出する。流出したオイルは、所定の流路（図示略）を介して例えばオイルパンに還流される。

このように内部空間７ａ等に貯留されていたオイルが貫通孔１２、流路１３、および流路１４を介してリリーフバルブ１の外部へ流出すると、内部空間７ａ等における油圧は、弁体７の上流側における油圧よりも低くなる。よって、図２に示すように、弁体７が流路３を左方向へ移動し、ストッパ１０に当接する。これにより、リリーフ流路６が開放される。

その状態において、図１と同様に流路４へ流入した後、流路３を左方向へ流れるオイルは、その一部が流路５から流出し、残りがリリーフ流路６から流出する。リリーフ流路６からリリーフバルブ１の外部へ流出したオイルは、例えばオイルパンに還流される。

以上、リリーフバルブ１におけるオイルの流れについて説明した。

次に、本実施の形態に係るＥＣＵ２０（リリーフバルブ制御装置の一例）の構成例について、図３を用いて説明する。図３は、ＥＣＵ２０の構成例を示す機能ブロック図である。

図３に示すＥＣＵ２０は、図示は省略するが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ、および通信回路などを有する。以下に説明する図３の各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。

図３に示すように、ＥＣＵ２０は、通電制御部２１、および、パラメータ判定部２２を有する。

通電制御部２１は、例えば、油圧センサ（図示略）によって検出された油圧（リリーフバルブ１に流入するオイルの油圧）が所定値を超えた場合、ソレノイド１８に対し、通電の実行を指示する制御信号（以下、通電指示信号という）を出力する。この通電指示信号には、通電を実行する時間の指示も含まれる。通電指示信号を受け取ったソレノイド１８は、指示された時間の間、通電を実行する。

以下、通電制御部２１が通電指示信号を出力可能な状態を「指示可能状態」という。通電制御部２１は、後述するパラメータ判定部２２によって所定のパラメータが所定の閾値を超えたと判定された場合、指示可能状態となる。

パラメータ判定部２２は、新品の内燃機関が初めて動作した時点（以下、初動作時点という）から所定のパラメータを取得し、その所定のパラメータが所定の閾値を超えたか否かを判定する。

所定のパラメータは、例えば、車両の走行距離、または、内燃機関の駆動時間（例えば、回転時間）である。なお、ＥＣＵ２０が所定のパラメータを取得する方法は、公知であるので、ここでの説明は省略する。

また、所定の閾値は、例えば、オイル中の異物（例えば、鉄粉）が弁体７またはストッパ１０の外表面と流路３の内壁面との隙間に入り込んだとしても、弁体７の摺動の渋りが起こらないと想定される値である。この閾値は、予め実施された実験またはシミュレーションの結果に基づいて設定される。

そして、パラメータ判定部２２は、所定のパラメータが所定の閾値を超えた場合、通電制御部２１が指示可能状態となることを許可する。換言すれば、パラメータ判定部２２は、初動作時点から所定のパラメータが所定の閾値を超えるまでは、リリーフバルブ１に流入するオイルの油圧が所定値を超えたとしても、通電制御部２１が指示可能状態となることを許可しない。

以上、本実施の形態に係るＥＣＵ２０の構成例について説明した。

次に、本実施の形態に係るＥＣＵ２０（リリーフバルブ制御方法の一例）の動作例について、図４を用いて説明する。図４は、ＥＣＵ２０の動作例を示すフローチャートである。

図４に示すフローチャートは、初動作時点から開始される。また、初動作時点では、通電制御部２１は、指示可能状態が許可されていない（換言すれば、通電指示信号を出力できない状態（指示負不可状態）である）。

まず、パラメータ判定部２２は、所定のパラメータ（例えば、車両の走行距離、または、内燃機関の駆動時間）を取得する（ステップＳ１０１）。

次に、パラメータ判定部２２は、取得した所定のパラメータが所定の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２の判定の結果、所定のパラメータが所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、処理は、ステップＳ１０１へ戻る。

一方、ステップＳ１０２の判定の結果、所定のパラメータが所定の閾値を超えた場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、処理は、ステップＳ１０３へ進む。

次に、パラメータ判定部２２は、通電制御部２１が指示可能状態となることを許可する（ステップＳ１０３）。

これにより、通電制御部２１は、指示不可状態から指示可能状態へ遷移する。その後、弁体７の上流側の油圧が所定値を超えた場合、通電制御部２１は、ソレノイド１８に対して通電指示信号を出力する。

以上、本実施の形態に係るＥＣＵ２０の動作例について説明した。

これまで詳述してきたように、本実施の形態によれば、初動作時点から所定のパラメータが所定の閾値を超えるまでは、ソレノイド１８の通電を許可しないので、初動作時点でオイル中に多くの異物が発生するために起こりうる、弁体の摺動の渋りを防止できる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。以下、変形例について説明する。

［変形例１］
例えば、上記実施の形態では、所定のパラメータとして、車両の走行距離または内燃機関の駆動時間のいずれかを取得して判定する場合を例に挙げて説明したが、それら両方を用いてもよい。

その場合、パラメータ判定部２２は、車両の走行距離および内燃機関の駆動時間を取得し、車両の走行距離および内燃機関の駆動時間の両方が、パラメータ毎に設定された所定の閾値を超えた場合に、通電制御部２１が指示可能状態となることを許可してもよい。

または、パラメータ判定部２２は、車両の走行距離および内燃機関の駆動時間を取得し、車両の走行距離および内燃機関の駆動時間のいずれかが、パラメータ毎に設定された所定の閾値を超えた場合に、通電制御部２１が指示可能状態となることを許可してもよい。

［変形例２］
また、例えば、上記実施の形態では、球状弁体１５を設ける場合を例に挙げて説明したが、球状弁体１５を備えずに、弁体１６自体が貫通孔１２を閉塞／開放する構成としてもよい。

［変形例３］
また、例えば、上記実施の形態では、ソレノイド１８の通電によって弁体１６が左方向へ移動する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、ソレノイド１８の通電によって弁体７が左方向へ移動するように構成してもよい。例えば、その構成では、弁体７が右方向へ移動してリリーフ流路６を閉塞しているときに貫通孔１２を閉塞でき、かつ、通電により弁体７が左方向へ移動してリリーフ流路６を開放したときに貫通孔１２を開放できる手段が設けられる。

＜本開示のまとめ＞
本発明のリリーフバルブ制御装置は、ソレノイドの通電によって弁体が流路を所定方向へ移動した場合にリリーフ流路が開放されるリリーフバルブを制御するリリーフバルブ制御装置であって、前記リリーフバルブへ流入する流体の圧力が所定値を超えた場合、前記ソレノイドに対して通電を指示する通電制御部と、内燃機関が初めて動作した時点から所定のパラメータが所定の閾値を超えるまでの間、前記通電制御部が前記ソレノイドに対して通電を指示できない状態に制御するパラメータ判定部と、を有する。

なお、上記リリーフバルブ制御装置において、前記パラメータ判定部は、前記所定のパラメータとして、車両の走行距離または前記内燃機関の駆動時間のいずれかを取得し、前記車両の走行距離または前記内燃機関の駆動時間のいずれかが前記所定の閾値を超えた場合、前記通電制御部が前記ソレノイドに対して通電を指示できる状態となることを許可してもよい。

また、上記リリーフバルブ制御装置において、前記パラメータ判定部は、前記所定のパラメータとして、車両の走行距離および前記内燃機関の駆動時間の両方を取得し、前記車両の走行距離または前記内燃機関の駆動時間のいずれかが前記所定の閾値を超えた場合、前記通電制御部が前記ソレノイドに対して通電を指示できる状態となることを許可してもよい。

また、上記リリーフバルブ制御装置において、前記パラメータ判定部は、前記所定のパラメータとして、車両の走行距離および前記内燃機関の駆動時間の両方を取得し、前記車両の走行距離および前記内燃機関の駆動時間の両方が前記所定の閾値を超えた場合、前記通電制御部が前記ソレノイドに対して通電を指示できる状態となることを許可してもよい。

また、上記リリーフバルブ制御装置において、前記リリーフバルブは、前記ソレノイドの通電によって第１流路を前記所定方向へ移動する第１弁体と、前記第１流路の上流側に設けられた第２流路の所定範囲を移動する第２弁体と、を有し、前記リリーフ流路は、前記所定範囲内において前記第２流路と連通しており、前記第１流路と前記第２流路は、第１貫通孔を介して連通しており、前記第２弁体には、前記第２弁体の上流側からの流体を前記第２弁体の下流側へ流すことが可能な第２貫通孔が形成されており、前記ソレノイドが通電していない場合、前記第１弁体は、前記所定方向とは逆方向へ移動して前記第１貫通孔を閉塞し、前記第２弁体は、前記逆方向へ移動して前記リリーフ流路を閉塞し、前記ソレノイドが通電した場合、前記第１弁体は、前記所定方向へ移動して前記第１貫通孔を開放し、前記第２弁体は、前記所定方向へ移動して前記リリーフ流路を開放してもよい。

本発明のリリーフバルブ制御方法は、ソレノイドの通電によって弁体が流路を所定方向へ移動した場合にリリーフ流路が開放されるリリーフバルブを制御するリリーフバルブ制御方法であって、内燃機関が初めて動作した時点から所定のパラメータが所定の閾値を超えるまでの間、前記ソレノイドが通電しない状態に制御する。

本発明は、高圧時に流体を逃がすことが可能なリリーフバルブを制御するリリーフバルブ制御装置およびリリーフバルブ制御方法に適用できる。

１ リリーフバルブ
２ 筐体
３、４、５、１３、１４ 流路
６ リリーフ流路
７、１６ 弁体
７ａ 内部空間
８、１７ スプリング
９、１０ ストッパ
１１、１２ 貫通孔
１５ 球状弁体
１８ ソレノイド
２０ ＥＣＵ（リリーフバルブ制御装置の一例）
２１ 通電制御部
２２ パラメータ判定部

Claims (6)

1. ソレノイドの通電によって弁体が流路を所定方向へ移動した場合にリリーフ流路が開放されるリリーフバルブを制御するリリーフバルブ制御装置であって、
   前記リリーフバルブへ流入する流体の圧力が所定値を超えた場合、前記ソレノイドに対して通電を指示する通電制御部と、
   内燃機関が初めて動作した時点から所定のパラメータが所定の閾値を超えるまでの間、前記通電制御部が前記ソレノイドに対して通電を指示できない状態に制御するパラメータ判定部と、を有する、
   リリーフバルブ制御装置。
2. 前記パラメータ判定部は、
   前記所定のパラメータとして、車両の走行距離または前記内燃機関の駆動時間のいずれかを取得し、
   前記車両の走行距離または前記内燃機関の駆動時間のいずれかが前記所定の閾値を超えた場合、前記通電制御部が前記ソレノイドに対して通電を指示できる状態となることを許可する、
   請求項１に記載のリリーフバルブ制御装置。
3. 前記パラメータ判定部は、
   前記所定のパラメータとして、車両の走行距離および前記内燃機関の駆動時間の両方を取得し、
   前記車両の走行距離または前記内燃機関の駆動時間のいずれかが前記所定の閾値を超えた場合、前記通電制御部が前記ソレノイドに対して通電を指示できる状態となることを許可する、
   請求項１に記載のリリーフバルブ制御装置。
4. 前記パラメータ判定部は、
   前記所定のパラメータとして、車両の走行距離および前記内燃機関の駆動時間の両方を取得し、
   前記車両の走行距離および前記内燃機関の駆動時間の両方が前記所定の閾値を超えた場合、前記通電制御部が前記ソレノイドに対して通電を指示できる状態となることを許可する、
   請求項１に記載のリリーフバルブ制御装置。
5. 前記リリーフバルブは、
   前記ソレノイドの通電によって第１流路を前記所定方向へ移動する第１弁体と、
   前記第１流路の上流側に設けられた第２流路の所定範囲を移動する第２弁体と、を有し、
   前記リリーフ流路は、前記所定範囲内において前記第２流路と連通しており、
   前記第１流路と前記第２流路は、第１貫通孔を介して連通しており、
   前記第２弁体には、前記第２弁体の上流側からの流体を前記第２弁体の下流側へ流すことが可能な第２貫通孔が形成されており、
   前記ソレノイドが通電していない場合、前記第１弁体は、前記所定方向とは逆方向へ移動して前記第１貫通孔を閉塞し、前記第２弁体は、前記逆方向へ移動して前記リリーフ流路を閉塞し、
   前記ソレノイドが通電した場合、前記第１弁体は、前記所定方向へ移動して前記第１貫通孔を開放し、前記第２弁体は、前記所定方向へ移動して前記リリーフ流路を開放する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のリリーフバルブ制御装置。
6. ソレノイドの通電によって弁体が流路を所定方向へ移動した場合にリリーフ流路が開放されるリリーフバルブを制御するリリーフバルブ制御方法であって、
   内燃機関が初めて動作した時点から所定のパラメータが所定の閾値を超えるまでの間、前記ソレノイドが通電しない状態に制御する、
   リリーフバルブ制御方法。

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