DE4011112A1 - Messeinrichtung zur feststellung des oelstandes in der oelwanne eines verbrennungsmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung zur Fest­ stellung des Ölstandes in der Ölwanne eines Verbren­ nungsmotors, insbesondere bei Personenkraftwagen.

Trotz der verbesserten Technik und Verarbeitung bei Verbrennungsmotoren, insbesondere bei Personenkraft­ wagen, ist es auch heute noch erforderlich, regelmäßig den Ölstand in der Ölwanne zu überprüfen. Gemäß den Bedienungsanleitungen gängiger PKW-Typen soll dies möglichst bei jedem oder bei jedem zweiten Tankvorgang erfolgen.

Zur Durchführung der Messung muß die Motorraumhaube geöffnet werden, um an den üblicherweise vorgesehenen Ölmeßstab zu gelangen. Dieser wird dann herausgezogen und der Ölstand des Motors durch Ablesung überprüft. Zu diesem Zweck befindet sich an dem Öl- bzw. Meßstab eine Minimum- und eine Maximummarkierung. Ist der Ölstand unter die Minimummarkierung abgesunken, so soll Öl nachgefüllt werden.

Das Durchführen einer derartigen Messung kann zu er­ heblichen Verschmutzungen führen, wenn versehentlich Öl vom Ölmeßstab etwa auf die Kleidung des Benutzers tropft. Auch eine unnötige Verschmutzung des Motor­ blockes oder der Karosserie kann dabei leicht erfol­ gen. Hinzu kommt, daß vor allem technisch ungeübte Personen sich bei der Durchführung der Ölstandsmessung etwa an einer Tankstelle an dem noch heißen, wenn auch abgestellten Motor verbrennen können.

Diese unerfreulichen Effekte führen dazu, daß in vielen Fällen die Ölstandsmessung überhaupt unterbleibt. Dies kann natürlich zur Folge haben, daß der Ölstand zu weit absinkt mit den entsprechenden nachteiligen Folgen für den Motor.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine gat­ tungsgemäße Meßeinrichtung zur Feststellung des Öl­ standes in der Ölwanne eines Verbrennungsmotors vorzu­ schlagen, mit der ohne das von Hand durchzuführende Herausziehen eines Ölmeßstabes der Ölstand zuverlässig festgestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine druck­ abhängige elektrische oder elektronische Meßzelle im bzw. am Boden der Wanne oder eine oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und/oder in die Flüssigkeit ein­ tauchende elektrische oder elektronische Sonde in der Ölwanne angeordnet und mit einer elektrischen Anzeigeeinrichtung verbunden ist.

Mit einer derartigen Meßzelle bzw. Sonde ist es möglich, ohne einen separat herausziehbaren Ölstab außerhalb des Motorblockes den vorhandenen Ölstand anzuzeigen. Die elektrische Anzeigeeinrichtung könnte theoretisch im Motorraum angeordnet werden, um abgelesen werden zu können.

Bevorzugt jedoch wird die elektrische Anzeigeeinrichtung im Bereich des Armaturenbrettes des Fahrzeuges vor­ gesehen, so daß sie im Blickfeld des Fahrers zusammen mit den anderen Instrumenten, wie Drehzahlmesser usw., abgelesen werden kann.

Dabei kann die Anzeigeeinrichtung einen elektronischen, programmierbaren Speicher für die Registrierung der Meßdaten und ein Sichttableau für die Anzeige der Meßwerte aufweisen.

Es ist damit im Gegensatz zum Stand der Technik möglich, nicht nur eine qualitative Aussage über den Ölstand zu machen (zuviel/ausreichend/zu niedrig), sondern zugleich auch noch quantitative, die noch vorhandene Ölmenge kennzeichnende Angaben. Mit Hilfe von Daten­ speichern kann dabei auch angegeben werden, ob und ggf. wie schnell der Ölstand sinkt. Die Kenntnis dieser Angaben erleichtert die Feststellung eventueller Lecks in der Ölwanne oder das frühzeitige Erkennen von über­ mäßigem Ölverbrauch.

Zur Feststellung des Ölstandes muß daher die Motorraum­ haube nicht mehr geöffnet werden.

Um eine Verfälschung des Meßwertes durch eine Schräg­ lage des Fahrzeuges, beispielsweise am Berg, auszu­ schließen, wird die Meßeinrichtung bevorzugt mit einem elektrischen Schalter verbunden, welcher in Abhängigkeit von einer einstellbaren Abweichung der Lage des Bodens der Ölwanne von der Horizontalebene ein- und ausschaltet.

Da sich die geometrischen Verhältnisse innerhalb der Ölwanne bei einem Fahrzeug nicht ändern und bekannt sind, kann für jeden Fahrzeugtyp festgelegt werden, bis zu welchem Abweichen von der Horizontalen noch eine genügend genaue Messung erfolgt. Der Grad der Abweichung kann durch verschiedene Meßmethoden bestimmt werden. Ein Beispiel wäre ein sog. Quecksilberschalter, der bei zu großem Schrägstand mittels einer Kugel einen Schaltkontakt schließt.

Da ein Abweichen von der Horizontalen in zwei Richtungen erfolgen kann (zum einen in Fahrzeuglängs-, zum anderen in Fahrzeugquerrichtung), wäre ein Vorsehen von zwei derartigen Elementen ausreichend.

Eine andere Alternative könnte in einer Messung in einer Elektrolytflüssigkeit bestehen. Ein entsprechen­ des Ausführungsbeispiel ist weiter unten beschrieben.

Eine sinnvolle Aussage über den Ölstand kann natürlich nur bei Stillstand des Motors abgegeben werden, nicht etwa während der Fahrt oder auch nur im Leerlauf. Andererseits ist es auch nicht erforderlich und zur Schonung der Batterie auch nicht sinnvoll, bei abge­ stelltem Fahrzeug ständig die Meßeinrichtung sowie die zugeordnete Anzeigeeinrichtung zu betreiben.

Es wird daher bevorzugt, wenn die Meßeinrichtung mit einem elektrischen Schalter verbunden ist, der in Abhängigkeit von der Stellung des Zündschlosses ein­ und ausschaltet.

Mit einer derartigen einfachen Maßnahme lassen sich sämtliche vorgenannten Ziele gleichzeitig verwirklichen: Bei laufendem Motor und bei ausgeschalteter Zündung wird jeweils nichts angezeigt. Lediglich dann, wenn bei eingeschalteter Zündung der Anlasser noch nicht betätigt ist, findet eine Messung bzw. eine Anzeige statt. Dies entspricht den praktischen Bedürfnissen. Der Ölstand kann zu Beginn einer jeden Fahrt kontrol­ liert werden, ähnlich wie dies auch durch das Aufleuchten der Batterieladekontrolleuchte vor dem Anlassen er­ folgt. Bei einem Stopp etwa an einer Tankstelle oder auch bei beliebigen Unterbrechungen bei längeren Fahr­ ten kann jederzeit zwischendurch ohne größeren Aufwand der Ölstand überprüft werden.

Es ist auch denkbar, die Anzeigeeinrichtung mit einer Warnleuchte oder einem anderen Signalelement zu koppeln, um bei Unterschreiten bestimmter Werte ein optisches oder akustisches Signal abzugeben. Möglich sind auch andere elektronische Schaltungen, etwa eine Kopplung mit der Innenbeleuchtung des Fahrzeuges, die bei vielen Modellen beim Öffnen der Tür einschaltet und nach dem Schließen noch eine Nachlaufzeit eingeschaltet bleibt.

In einer Alternative der erfindungsgemäßen Meßein­ richtung wird bevorzugt, daß bei Anordnung einer elek­ trischen oder elektronischen Meßzelle im Boden der Wanne die Meßzelle im Zentrum des Bodens der Wanne angeordnet ist.

Der hierbei entstehende Vorteil liegt in einer besonde­ ren Unempfindlichkeit gegenüber einem Schiefstand des Fahrzeuges. Das bedeutet, daß noch zu einem höheren Grad der Abweichung von der Horizontalen ein brauch­ barer Wert für den Ölstand ermittelt wird.

In vielen Fällen befindet sich in diesem Bereich auch die Ölablaßschraube. Konstruktiv besonders sinnvoll ist es, wenn die elektrische oder elektronische Meßzelle mit der Ölablaßschraube verbunden oder in die Ölablaß­ schraube integriert ist. Dies erleichtert ihre Auswech­ selbarkeit im Falle von Defekten und vereinfacht auch beispielsweise eine Nachrüstung bereits im Verkehr befindlicher Fahrzeuge mit einer erfindungsgemäßen Meßeinrichtung. Die Ölablaßschraube wird gegen eine mit integrierter Meßzelle ausgetauscht bzw. ggf. zu­ sätzlich mit einer solchen versehen und im Rahmen eines Ölwechsels auf diese Weise die Meßzelle in die Ölwanne des Verbrennungsmotors eingebracht.

Bevorzugt wird bei Anordnung einer elektrischen oder elektronischen Sonde diese als kapazitive oder induktive Sonde ausgebildet. Diese Sonden ermöglichen eine beson­ ders einfache elektrische Auswertung des Meßergebnisses. Dabei kann z. B. bei kapazitiven Sonden zum einen der dielektrische Unterschied zwischen Luft und Öl genutzt werden, zum anderen auch beispielsweise durch Schwimmer der bei einer Ölstandsänderung variierende Abstand zwischen zwei eine Kapazität bildenden Elementen.

In einem Fall wird es bevorzugt, wenn die elektrische bzw. elektronische Sonde aus einer ortsfest oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und einer unterhalb des Flüs­ sigkeistsspiegels angeordneten Elektrode besteht.

Alternativ kann die elektrische bzw. elektronische Sonde eine ortsfeste Elektrode oberhalb des Flüssig­ keitsspiegels und eine mit dem Flüssigkeitsspiegel bewegbare Elektrode aufweisen.

Eine besonders leicht nachträglich einbaubare Alter­ native liegt dann vor, wenn der Ölmeßstab in seinem unteren Bereich als Sonde ausgebildet ist. In diesem Falle kann durch einen Austausch des Ölmeßstabes nach­ träglich eine erfindungsgemäße Meßeinrichtung in das Fahrzeug eingebaut werden.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung Ausführungs­ beispiele der Erfindung im einzelnen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform,

Fig. 4 eine vierte Ausführungsform,

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Horizontal­ einstellung und

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Dämpfung der Flüssigkeitsbewegung.

Den Darstellungen in den Fig. 1 bis 4 ist gemeinsam, daß ein Schnitt durch einen Verbrennungsmotor 10 mit einer Ölwanne 11 und verschiedenen hier nicht näher interessierenden Motorelementen 12 abgebildet ist.

In der Ölwanne 11 steht Motoröl. Am Boden der Ölwanne 11 befindet sich eine Ölablaßschraube 20. Außerdem ist jeweils ein Ölmeßstab 30 vorgesehen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen dabei eine im Zusammenhang mit dem Ölmeßstab 30 in den Motor 10 einführbare Sonde 31. Diese ragt bis in die Ölwanne 11.

Im Falle der Fig. 1 wird im Bereich des unteren Endes des Ölmeßstabes 30 eine Messung vorgenommen, etwa durch eine dort angeordnete Kapazität, die mit stei­ gendem bzw. fallendem Ölstandsspiegel variiert. Dieses Meßergebnis wird elektrisch bzw. elektronisch über ein Verbindungselement 32 an eine Steuerungseinrich­ tung 40 weitergegeben. Die Steuerungseinrichtung 40 ist außerdem mit einem elektrischen Schalter 41 verbun­ den, der in Abhängigkeit von der Stellung des Zünd­ schlosses ein- und ausschaltet.

Nicht dargestellt ist außerdem ein weiterer elektri­ scher Schalter, der in Abhängigkeit von einer ein­ stellbaren Lage des Bodens der Ölwanne 11 von der Horizontalebene ein- und ausschaltet.

Die Steuerungseinrichtung 40 sorgt darüber hinaus für die Stromversorgung der Sonde 31. Die Einzelhei­ ten sind in dieser schematischen Darstellung nicht enthalten.

Schließlich wird von der Steuerungseinrichtung 40 eine Anzeigeeinrichtung 50 am Armaturenbrett des Fahr­ zeuges mit den von der Sonde 31 ermittelten Daten versorgt, wobei in der Steuerungseinrichtung 40 auch eine ölwannenformabhängige geeignete Umrechnung der Daten der Sonde 31 erfolgen kann. Die Anzeigeeinrich­ tung 50 kann daher den Ölstand etwa in Litern angeben.

Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform in Fig. 1 dadurch, daß die Sonde 31 einen Schwimmer aufweist, der durch den Ölstandsspiegel in der Ölwanne 11 auf- bzw. abwärts bewegt wird. Mit dem Schwimmer, der in diesem Falle Teil der Sonde 31 ist, wird eine Induktivität 33 verändert, so daß von der Sonde öl­ standsabhängige Daten an die Steuerungseinrichtung 40 abgegeben werden. Die weiteren Einzelheiten ent­ sprechen den in Fig. 1.

Die Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 zeigen her­ kömmliche Ölmeßstäbe 30. Diese können vorsorglich wie im Stand der Technik vorgesehen werden, beispiels­ weise zu Kontrollmessungen.

In diesen beiden Ausführungsformen ist die Ölablaß­ schraube 20 erfindungsgemäß ausgerüstet worden. In der Ausführungsform der Fig. 3 ist dabei eine kapazitive den Ölstandsspiegel überragende Vorrichtung mit der Ölablaßschraube verbunden worden. Mit steigendem bzw. fallendem Ölstand wird durch Anderung der Kapazität eine entsprechende Änderung eines über die Ölablaß­ schraube 20 an die Steuerungseinrichtung 40 abgegebenen Signals bewirkt.

In der Fig. 4 ist eine druckabhängige elektrische oder elektronische Meßzelle 21 vorgesehen, die aus dem auf ihr lastenden statischen Druck die Höhe des Ölstandes ermittelt und an die Steuerungsvorrichtung 40 weitergibt.

Die weiteren Elemente der Fig. 3 und 4 entsprechen denen der Ausführungsform in Fig. 1.

Fig. 5 zeigt eine Möglichkeit zur Feststellung, ob das Fahrzeug sich in der Horizontalen befindet bzw. zu einem noch tolerierbaren Grade daraus abweicht.

Eine Wanne 60 ist mit einer Elektrolytflüssigkeit 61 gefüllt. Diese sollte frostsicher und eine möglichst träge Flüssigkeit sein.

Von oben tauchen vier Leiter 62 gleich weit in den Behälter 60 ein. Befindet sich das Fahrzeug in der Horizontalen bzw. in Waage, so tauchen alle vier Leiter 62 unter den Flüssigkeitsspiegel.

Erst bei Überschreiten einer gewissen Abweichung aus der Horizontalstellung wird einer der Leiter 62 vollstän­ dig aus der Flüssigkeit 61 entfernt.

Solange die vier Leiter 62 den Elektrolytflüssigkeits­ spiegel berühren, fließt aufgrund der Spannungsquelle auch jeweils ein Strom I1, I2, I3 bzw. I4. Diese vier Ströme sind durch ein Und-Gatter gekoppelt. Ein Relais K1 zieht an, falls durch alle vier Leiter 62 Strom fließt.

Der Behälter 60 besteht aus einem nichtleitenden Material und ist geschlossen, damit die Flüssigkeit auch bei bewegtem Fahrzeug nicht entweichen kann.

Mit Hilfe einer Libelle, welche sich am Behälter befin­ det, kann eine waagerechte Montage im Fahrzeug vor­ genommen werden.

Fig. 6 zeigt darüber hinaus eine Möglichkeit zur Dämp­ fung der Flüssigkeitsbewegung in diesem Behälter. Es werden zu diesem Zweck Stege angebracht, die ein Hin- und Herschwappen verhindern bzw. zum Stillstand bringen. Dies ermöglicht eine schnellere Messung nach dem Abstellen des Fahrzeuges.

Eine Messung läuft wie folgt ab:

Nach Öffnen des Türschlosses werden die Komponenten für die Messung eingeschaltet, und eine erste Messung wird vorgenommen. Dieser Meßwert wird gespeichert. Eine erneute Messung kann entweder zeitverzögert oder auch kontinuierlich vorgenommen werden. Sobald die Zündung eingeschaltet ist, wird der Ölstand auf einem Display bzw. einem Sichttableau angezeigt. Nach dem Starten des Motors erlischt die Anzeige.

Bei anderen Versionen kann die Messung selbst ebenfalls erst nach dem Einschalten der Zündung vorgenommen werden.

Steht das Fahrzeug nicht in Waage bzw. weicht es zu stark aus der Horizontalen ab, wird kein Meßergebnis angezeigt, sondern es wird ein Fehlersignal oder ein geeigneter Text, etwa "Fahrzeug steht nicht in Waage", im Display angegeben.

Mit der Erfindung werden einige weitere Möglichkeiten eröffnet, ohne daß dies in den Zeichnungen angegeben ist. So kann beispielsweise abhängig vom Meßergebnis automatisch aus einem Reservebehälter Öl in die Ölwanne 11 abgegeben werden. Beispielsweise ein Magnetventil kann bei einem Ölstand unterhalb eines vorgegebenen Minimalwertes den Ölzufluß freigeben. Bei Erreichen eines anderen vorgegebenen Wertes schließt dann das Magnetventil wieder. Diese Regelung findet nur bei eingeschalteter Zündung statt, wobei sie nach dem Starten des Motors automatisch abgeschaltet wird.

Alternativ kann auch ein mit mechanischen, insbesondere hochfrequenten Schwingungen arbeitendes System (nicht dargestellt) eingesetzt werden, dessen Schwingungs­ verhalten sich abhängig vom Bedeckungsgrad mit Flüssig­ keit, hier also dem Ölstand, ändert. Diese Änderung wird elektronisch ausgewertet und wie bei den anderen Ausführungsformen der Anzeigeeinrichtung zugeführt.

Claims (11)

1. Meßeinrichtung zur Feststellung des Ölstandes in der Ölwanne eines Verbrennungsmotors, insbesondere bei Personenkraftwagen, dadurch gekennzeichnet, daß eine druckabhängige elektrische oder elektro­ nische Meßzelle (21) im bzw. am Boden der Wanne (11) oder eine oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und/oder in die Flüssigkeit eintauchende elektrische oder elektronische Sonde (31) in der Ölwanne (11) angeordnet und mit einer elektrischen Anzeigeein­ richtung (50) verbunden ist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Anordnung einer elektrischen oder elektronischen Meßzelle (21) im Boden der Wanne (11) die Meßzelle (21) im Zentrum des Bodens der Wanne (11) angeordnet ist.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische oder elektro­ nische Meßzelle (21) mit der Ölablaßschraube (20) verbunden oder in die Ölablaßschraube (20) integriert ist.

4. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Anordnung einer elektrischen oder elektronischen Sonde diese als kapazitive oder induktive Sonde (31, 33) ausgebildet ist.

5. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische bzw. elektro­ nische Sonde aus einer ortsfest oberhalb des Flüs­ sigkeitsspiegels und einer unterhalb des Flüssig­ keitsspiegels angeordneten Elektrode besteht.

6. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische bzw. elektro­ nische Sonde eine ortsfeste Elektrode oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und eine mit dem Flüssig­ keitsspiegel bewegbare Elektrode aufweist.

7. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ölmeßstab (30) in seinem unteren Bereich als kapazitive Sonde (31) ausgebildet ist.

8. Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einem elektrischen Schalter verbunden ist, welcher in Abhängigkeit von einer einstellbaren Abweichung der Lage des Bodens der Ölwanne (11) von der Hori­ zontalebene ein- und ausschaltet.

9. Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit einem elektrischen Schalter (41) verbunden ist, der in Abhängigkeit von der Stellung des Zündschlos­ ses ein- und ausschaltet.

10. Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige­ einrichtung (50) einen elektronischen, programmier­ baren Speicher für die Registrierung der Meßdaten und ein Sichttableau für die Anzeige der Meßwerte aufweist.

11. Meßeinrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Speicher verbundene Schaltung vorgesehen ist, die eine relative Ölstandsveränderung mittels Daten­ vergleich feststellt.