JP2003201905A

JP2003201905A - エンジン制御システム

Info

Publication number: JP2003201905A
Application number: JP2001399908A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hayashi; 伸一林
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】確実にエンジンオイルの不足を運転者等に認
識させることが可能であるとともに、エンジン運転中に
おける急なエンジン停止を防ぐことが可能なエンジン制
御システムを提供する。【解決手段】エンジン制御システム１００は、エンジ
ンオイルの量を検出するオイルレベルセンサ１と、エン
ジンを始動させるための始動装置３と、オイルレベルセ
ンサ１と始動装置３からの情報に基づき点火装置たる点
火コイル４の作動を制御することでエンジンの作動制御
を行う制御部２とを含んでいる。制御部２は、オイルレ
ベルセンサ１からの検出情報に基づき、エンジンオイル
量が所定値以下となった場合に、エンジンの始動を一時
的に抑止する一方、エンジン運転時には該エンジンの運
転を停止させない制御を行う。したがって、エンジン始
動の一時的抑止により確実にオイル不足を運転者等に認
識させ、且つエンジン運転中におけるエンジンの停止を
防止することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンオイルの
油量に基づいてエンジンの作動制御を行うエンジン制御
システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンオイルの油量を検出する
方法としては、運転者がオイルレベルゲージを操作して
オイル量を直接点検する方法がある。また、他の検出方
法としてエンジンオイルの油圧を利用し、エンジンオイ
ルが不足して油圧が設定値以下になった場合に、ランプ
を点灯させ運転者に警報する方法もある。このような検
出方法において運転者又は点検者等がオイル不足と判断
した場合、オイル不足によるエンジンの焼付き発生を防
止するためにオイルを追加ないし交換していた。

【０００３】また、エンジンオイルの量を上記油圧等を
利用して検出する方法において、該オイル量が設定値以
下になった場合に、エンジンが回転している時にはエン
ジンを停止させ、かつエンジン始動時にはエンジンが始
動できないようにエンジンを制御するエンジン制御シス
テムが知られており、エンジンオイルの不足によるエン
ジンの焼付き発生等を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンオ
イルの油量検出方法として、上記のような人為的な点検
においては、その都度エンジンを停止させて点検しなけ
ればならなく、また、点検するのを往々にして怠りがち
で、そのためにエンジンオイルが不足してエンジンの焼
付きが発生してしまう可能性がある。また、ランプ等に
よる警報では、運転者がその警報に気付かない場合もあ
り、そのためにエンジンの焼付きが発生してしまう場合
がある。また、エンジンオイルの量に基づき、エンジン
回転時にエンジンを停止させるような制御方法において
は、例えば運転中に急にエンジンが停止してしまい、追
加用のオイルが備わっていなければ運転継続が直ちに不
能となり、運転者にとって予測も付かない不具合が生じ
る場合がある。

【０００５】そして、芝刈り機やチェーンソー等に用い
られる汎用エンジンでは、これまで２サイクルエンジン
が主流であったが、２サイクルエンジンは燃料にエンジ
ンオイルを混合して燃焼させるが故に近年の排ガス問題
に適合せず、４サイクルエンジンへの置換が進みつつあ
る。しかし、４サイクルエンジンでは、オイル潤滑機構
により燃料とエンジンオイルとの分離が図られるため
に、２サイクルエンジンとは異なり、燃料補給とは別に
定期的にオイル交換を行う必要がある。そのために、２
サイクルエンジンに慣れてしまいオイルチェックの習慣
がないユーザーにとっては、オイル交換も怠りがちで、
エンジンの焼付きを招くおそれがある。さらに、このよ
うな芝刈り機等に用いられる汎用エンジンに、単純にエ
ンジンオイルの油量を検知する手法を取り入れただけで
は、使用時におけるエンジンの体勢が一定でないために
オイルパン自身が傾くことが多々あり、それに伴ってオ
イルパン内にて油面の傾きが生じ易いという問題があ
る。そのために、エンジン運転中にエンジンオイルが規
定値以上存在するにも関わらず、油面の傾きの影響を受
けてエンジン運転中にエンジンが停止してしまうという
不具合がある。

【０００６】本発明の課題は、確実にエンジンオイルの
不足を運転者等に認識させてエンジンの焼付き発生を防
止することが可能であるとともに、エンジン運転中にお
ける急なエンジン停止を防ぐことが可能なエンジン制御
システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明のエンジン制御システムは、
エンジンオイルの油量に基づいてエンジンの作動制御を
行うエンジン制御システムであって、エンジンオイルの
油量に関する情報を検出する油量情報検出手段と、油量
情報検出手段においてエンジンオイルの油量が所定値以
下と検出された場合に、エンジン始動時には該エンジン
の始動を一時的に抑止し、且つ、エンジン運転時には該
エンジンの運転停止を抑止するエンジン作動制御手段
と、を備えることを特徴とする。

【０００８】このようなエンジン制御システムによる
と、エンジンの始動時にエンジンオイル量が所定値以下
となっている場合に、エンジンの始動を一時的に抑止す
るため（エンジン始動抑止手段）、エンジンが掛かり難
くなり、運転者等は該エンジンが掛かり難いことにより
確実にオイル不足を認識することが可能となる。つま
り、エンジン始動時にエンジンオイルの油量が所定値以
下となっても、エンジンが使用不能になるのではなく、
あくまでも掛かり難くなるのであって、とりあえずは運
転を可能とするのである。また、エンジン運転時には該
エンジンの運転停止を抑止するため（エンジン運転停止
抑止手段）、乗り物の走行中等のエンジン運転中におけ
る急なエンジン停止を防止することが可能となる。それ
により、エンジン運転時に、エンジンオイルの油量が所
定値以下に低下したり、あるいはオイルパンが傾き油面
も傾いて油量が所定値以下になったと誤検知することに
伴っての急なエンジン停止が防止される。したがって、
本発明のエンジン制御システムは、定期的にオイルチェ
ックを行わずとも確実にオイル不足を運転者等に認識さ
せ、エンジンの焼付き発生を防止するとともに、エンジ
ン運転中における急なエンジン停止を防止して、運転者
にとっての不具合発生を防止ないし抑制することが可能
となる。

【０００９】なお、上記エンジン作動制御手段は、エン
ジン始動の契機となる始動契機信号が所定回数（Ｎ回）
あった場合にエンジン始動を可能とするものとすること
ができる。また、上記始動契機信号は、例えば上記エン
ジンを始動させるためのエンジンスイッチ（始動手段）
における運転者等の始動操作１回に基づき１信号づつ
（例えば１パルス）逐一生起され、上記エンジン作動制
御手段に送信されるものとすることができる。この場
合、該始動契機信号が所定回数（Ｎ回）送信されるまで
エンジン始動が不可能となるため、例えば運転者等がエ
ンジン始動のためにエンジンスイッチ（始動手段）をＯ
Ｎにする始動操作を、所定回数（（Ｎ−１）回）行って
もエンジンが始動しない場合には、該運転者はオイル不
足を認識可能となる。

【００１０】また、上述したように芝刈り機やチェーン
ソー等の４サイクル汎用エンジンでは、これまでの２サ
イクルエンジンにおけるエンジンオイルの扱いと事情が
異なるため、本発明のエンジン制御システムの適用が特
に有効である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の
エンジン制御システム１００の構成について、その一例
を示す概略ブロック図である。該エンジン制御システム
１００は、エンジンの潤滑油たるエンジンオイルの量を
検出する油量情報検出手段としてのオイルレベルセンサ
１と、エンジンを始動させるための始動装置３と、オイ
ルレベルセンサ１と始動装置３からの情報に基づき点火
装置たる点火コイル４の作動を制御することでエンジン
の作動制御を行う制御部２とを含んでいる。

【００１２】オイルレベルセンサ１は、図２に示すよう
にオイル２３を貯留しておくことが可能なオイルパン２
４と、オイル２３に浮遊可能なフロート２１と、フロー
ト２１の底部に配設され、ＤＣ５Ｖの電源部２０と電気
的に接続された接触端子２２とを備えている。オイルパ
ン２４は、金属製の導電性部材から構成され電気的に接
地されている。また、オイルレベルセンサ１と制御部２
との接続点と、電源部２０との間には抵抗器９が設けら
れている。オイル２３は絶縁性のものであって、該オイ
ル２３に浮遊するフロート２１の底部に設けられた接触
端子２２は、オイル２３の液中に潜った態様となるよう
に構成されている。

【００１３】ここで、図３に示すようにオイル２３の量
が規定量を超えている場合は、接触端子２２はオイルパ
ン２４の底面とは接触せず非接地状態であるため、上記
電源部２０からの電流が抵抗器９を介して制御部２に流
れる（図２参照）。一方、図４に示すようにオイル２３
の量が規定量以下の場合は、接触端子２２はオイルパン
２４の底面と接触し接地状態となる。つまり、電源部２
０が接触端子２２及びオイルパン２４を介して接地さ
れ、制御部２に電流が流れない状態となる（図２参
照）。また、図示はしないが、オイル２３の量が規定量
を超えるものの、エンジン運転時（使用時）にオイルパ
ン２４が傾くことによって油面が水平方向に対し傾くこ
とがあった場合にも、接触端子２２がオイルパン２４の
側面ないし底面と接触して接地状態となることがある。
このような場合にも、電源部２０は接触端子２２及びオ
イルパン２４を介して接地され、制御部２に電流が流れ
ない状態となる。

【００１４】すなわち、オイルレベルセンサ１において
は、オイル２３の量に基づいて、制御部２に対して信号
が送信され、特にオイル２３の量が所定量（規定量）を
超えている場合には制御部２に対してＨＩＧＨレベル信
号を、所定量（規定量）以下の場合にはＬＯＷレベル信
号を送信するものとされている。なお、このＨＩＧＨレ
ベル又はＬＯＷレベル信号のいずれが送信されるかは、
上述の通り接触端子２２が接地状態又は非接地状態のい
ずれにあるかにより決定され、これら接地又は非接地状
態の閾値（境界）を決定するのが接触端子２２の長さで
あり、該接触端子２２の長さに基づいてオイル２３の上
記所定量（規定量）を調節することが可能である。

【００１５】図１に戻り、始動装置３は点火コイル４に
点火用高電圧を生じさせるための、すなわちエンジンを
始動するための装置であって、例えば図示しないスイッ
チを備え、該スイッチを操作することで始動契機信号が
制御部２に送信されるものとされている。なお、始動装
置３に対する始動操作、すなわちスイッチ操作を１回行
う毎に始動信号が逐一出力されるものとされ、図５に示
すようにパルス発生部５においてパルス信号に変換され
る。

【００１６】次に、制御部２は図５に示すようにＣＰＵ
８を備えている。ＣＰＵ８はエンジンの作動を制御する
ための制御プログラムが格納されたＲＯＭ、該制御プロ
グラムのワークエリアたるＲＡＭ等を備えたワンチップ
マイコンとして構成されている。上記始動装置３からの
始動契機信号は、制御部２のパルス発生部５においてパ
ルス信号に変換され、Ｉ／Ｏポート７を介してＣＰＵ８
に入力される。また、オイルレベルセンサ１からの検出
信号もＩ／Ｏポート７を介してＣＰＵ８に入力される一
方、点火コイル４への作動許容信号はＣＰＵ８からＩ／
Ｏポート７を介して出力されるものとされている。

【００１７】ここで、点火コイル４に対する信号出力制
御は、トランジスタ６により行われるものとされてい
る。具体的には、該トランジスタ６のベースに対しＣＰ
Ｕ８からＨＩＧＨレベル信号が入力された場合、点火コ
イル４は電気的に接地（より詳細には、点火コイル４を
構成する一次コイルの両端が接地）され、該点火コイル
４は作動することができないため、エンジンが作動しな
いものとされている。また、該トランジスタ６のベース
に対しＣＰＵ８からのＬＯＷレベル信号が入力された場
合、点火コイル４は電気的に非接地状態となり、該点火
コイル４（点火コイル４の一次コイル）に電圧印加が許
容されることにより、エンジンが作動するものとされて
いる。すなわち、ＣＰＵ８からのトランジスタ６への指
令信号により、点火コイル４に対する信号出力が制御さ
れるものとされており、上記ＬＯＷレベル信号が点火コ
イル４の作動許容信号とされている。

【００１８】次に、ＣＰＵ８が実行するエンジンの作動
制御のためのエンジン制御プログラムについて説明す
る。図７は、そのプログラムについての概略を示すフロ
ーチャートである。まず、本プログラムは、最初の始動
契機信号をトリガにして処理を開始する。そして、最初
の始動契機信号を入力して本プログラムが開始される
と、Ｓ１（Ｓはステップの略）においてオイルレベルセ
ンサ１からの検出信号を入力する。Ｓ１においてオイル
レベルセンサ１からＬＯＷレベル信号が入力されると
（Ｓ１：ＹＥＳ）、エンジンが運転中（回転中）か否か
判断される。運転中（Ｓ２：ＹＥＳ）の場合には、Ｓ５
に進み、トランジスタ６（図５参照）への出力信号をＬ
ＯＷレベルとし、点火コイル４への作動許容信号の出力
を行うものとされている。

【００１９】一方、Ｓ２において非運転中と判断された
場合（Ｓ２：ＮＯ）には、Ｓ３に進み、始動契機信号の
カウントを行う。そして、このＳ３にて始動契機信号が
４以上となった場合（Ｓ３：ＹＥＳ）には、Ｓ４に進
み、点火コイル４に対し作動許容信号を出力するものと
されている。すなわち、ＣＰＵ８は、始動装置３から始
動操作１回につき送信される１パルス（始動契機信号）
をカウントし、該カウント数が３回までは作動許容信号
を出力せず（トランジスタ６のべースにＨＩＧＨ信号を
出力して）、４回のパルス入力があった場合に該作動許
容信号を送信する（トランジスタ６のべースにＬＯＷ信
号を出力する）制御を行う。なお、Ｓ３における始動契
機信号のカウントは、エンジン停止の際にリセットされ
るようになっている。このようなプログラムが実行され
ることにより、エンジン始動時においてオイルパン２４
に貯留されたエンジンオイルの量が所定値以下となって
いると、エンジンの始動を一時的に（始動操作３回分だ
け）抑止することが可能となり、運転者等はエンジンが
掛かり難いことにより確実にオイル不足を認識すること
が可能となる。また、エンジン運転時には上記エンジン
オイルの量が所定値以下となった場合、あるいはオイル
２３の量が所定量を超えるものの、エンジン運転時にオ
イルパン２４が傾くことによって油面が水平方向に対し
傾き、接触端子２２が誤ってオイルパン２４に接触して
しまった場合でも該エンジンの運転が停止しないため、
乗り物の走行中等のエンジン運転中における急なエンジ
ン停止を防止することが可能となる。

【００２０】なお、図７のＳ１においてＨＩＧＨレベル
信号が入力されると（Ｓ１：ＮＯ）、上述のようなエン
ジンの始動を抑止するシステムは作動せず、例えば１回
の上記始動操作に基づきエンジン始動を行うことが可能
とされている。また、本実施例においては、パルス発生
部５によりパルスを発生させ、ＣＰＵ８にて該パルスを
カウントする方法を採用したが、パルス発生部５からの
パルス信号をカウントするカウンタＩＣを設けて上記始
動操作の回数を特定することも可能である。さらに、パ
ルス発生部５を省略し、始動装置３からレベル変化を伴
う信号をそのままＩ／Ｏに入力し、該信号のレベル変化
（立上り、立下り）に基づいて始動装置における始動操
作の回数をカウントすることも可能である。

【００２１】一方、上記制御部２の変形例として図６に
示すハードウェア構成を用いることにより、本発明のエ
ンジン制御システムを実現することが可能である。具体
的に図６に示す制御部２は、始動装置３におけるスイッ
チ等の始動操作に基づいて発生する始動契機信号をパル
ス信号に変換するパルス発生部５と、該パルス発生部５
から出力されるパルスの数をカウントするカウンタ１０
と、該カウンタ１０からの信号に基づき所定回数のパル
スカウント後に信号出力を可能とする論理ゲート１１
と、該論理ゲート１１からの信号とオイルレベルセンサ
１からの信号に基づき点火コイル４への作動許容信号を
出力可能な論理ゲート１２と、該作動許容信号に基づき
点火コイルを作動させるための制御を行うトランジスタ
６とを備えている。

【００２２】カウンタ１０は、パルス発生部５からのパ
ルス信号が４回カウントされた場合に、２つの出力端子
からそれぞれＨＩＧＨレベル信号を出力するものとされ
ている。論理ゲート１１はＡＮＤゲートであって、上記
カウンタ１０の２つの出力端子からともにＨＩＧＨレベ
ル信号が入力された場合に、ＨＩＧＨレベル信号を出力
するものとされている。また、論理ゲート１２はＮＯＲ
ゲートであって、上記論理ゲート１１からのＬＯＷレベ
ル信号と、図２に示したものと同様のオイルレベルセン
サ１からのＬＯＷレベル信号とがあった場合に、ＨＩＧ
Ｈレベル信号を出力するものとされている。

【００２３】この場合、エンジン始動時には、論理ゲー
ト（ＮＯＲゲート）１２に対し、オイルレベルセンサ１
からオイル不足信号（ＬＯＷレベル信号）が入力され、
始動操作が所定回数（本実施例の場合４回）未満で論理
ゲート１１からＬＯＷレベル信号が入力された場合、該
論理ゲート（ＮＯＲゲート）１２からＨＩＧＨレベル信
号が出力される。そして、該ＨＩＧＨレベル信号がトラ
ンジスタ６のベースに入力されると、点火コイル４が電
気的に接地（より詳細には、点火コイル４を構成する一
次コイルの両端が接地）され、該点火コイル４は作動す
ることができないためエンジンが作動しないものとされ
ている。

【００２４】一方、エンジン始動時に、論理ゲート（Ｎ
ＯＲゲート）１２に対し、オイルレベルセンサ１からオ
イル不足信号（ＬＯＷレベル信号）が入力され、始動操
作が所定回数（本実施例の場合４回）となり論理ゲート
１１からＨＩＧＨレベル信号が入力された場合、論理ゲ
ート（ＮＯＲゲート）１２からＬＯＷレベル信号が出力
される。そして、該ＬＯＷレベル信号がトランジスタ６
のベースに入力されると、点火コイル４は電気的に非接
地状態となり、該点火コイル４（点火コイル４の一次コ
イル）に電圧印加が許容されることにより、エンジンが
作動するものとされている。

【００２５】なお、オイルレベルセンサ１からオイル充
足信号（ＨＩＧＨレベル信号）が出力されている場合、
論理ゲート（ＮＯＲゲート）１２には少なくともＨＩＧ
Ｈレベル信号が入力されることとなるため、該論理ゲー
ト（ＮＯＲゲート）１２からの出力はＬＯＷレベルとな
り、エンジンが作動するものとされている。

【００２６】また、エンジン運転中には、カウンタ１０
の２つの出力端子からの出力信号が、ともにＨＩＧＨレ
ベル信号に保持されるものとされているため、論理ゲー
ト（ＡＮＤゲート）１１からはＨＩＧＨレベル信号が出
力され、論理ゲート（ＮＯＲゲート）１２には少なくと
もＨＩＧＨレベル信号が入力されることとなる。従っ
て、論理ゲート（ＮＯＲゲート）１２からの出力はＬＯ
Ｗレベルとなり、エンジンが停止しないものとされてい
る。

【００２７】以上のようなハードウェア構成を含むエン
ジン制御システムについても、エンジンが始動し難くな
ることで確実にエンジンオイルの不足を運転者等に認識
させ、エンジンの焼付き発生を防止することが可能とな
るとともに、エンジン運転中におけるエンジン停止を防
ぐことが可能となり、運転者にとって予測の付かないエ
ンジン停止による不具合発生を防止することが可能とな
る。

【００２８】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記
載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限
定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範
囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改
良を適宜付加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジン制御システムの一実施例を示
す概略ブロック図。

【図２】オイルレベルセンサの一例を示す説明図。

【図３】図２のオイルレベルセンサの検出機構を示す説
明図。

【図４】図３に続く説明図。

【図５】制御部の一例を示す説明図。

【図６】制御部の一変形例を示す説明図。

【図７】エンジン制御システムの概略を示すフローチャ
ート。

【符号の説明】

１オイルレベルセンサ２制御部３始動装置４点火コイル５パルス発生部１００エンジン制御システム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 ＬＦターム(参考） 3G015 BL06 CA07 FA01 FB10 FC11 3G022 CA01 EA01 FA08 GA00 GA12 3G084 AA06 BA16 CA01 DA28 EA07 EA11 FA00 FA36 3G092 AC05 BA10 CA02 EA09 EA14 EA17 FA38 GA01 HE10Y

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンオイルの油量に基づいてエンジ
ンの作動制御を行うエンジン制御システムであって、前記エンジンオイルの油量に関する情報を検出する油量
情報検出手段と、前記油量情報検出手段において前記エンジンオイルの油
量が所定値以下と検出された場合に、エンジン始動時に
は該エンジンの始動を一時的に抑止し、且つ、エンジン
運転時には該エンジンの運転停止を抑止するエンジン作
動制御手段と、を備えることを特徴とするエンジン制御システム。
【請求項２】前記エンジン作動制御手段は、エンジン
始動の契機となる始動契機信号が所定回数あった場合に
エンジン始動を可能とするものである請求項１に記載の
エンジン制御システム。