JP2005214032A - 異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 潤滑油の油量異常を検出できる異常検出装置を低コストで提供する。
【解決手段】 オイルパン内の油量異常を検出する異常検出装置は、上限スイッチ２６と下限スイッチ２７とを収容する支持軸２０を備え、支持軸２０に上下動自在に支持される上限フロート２４および下限フロート２５を備える。支持軸２０には中間ストッパ２３が設けられており、中間ストッパ２３の上方で上限フロート２４が移動自在となる一方、中間ストッパ２３の下方で下限フロート２５が移動自在となる。直列接続される２つのスイッチ２６，２７によって異常検出回路２８が形成されており、上限スイッチ２６は上限フロート２４の上下動によって開閉され、下限スイッチ２７は下限フロート２５の上下動によって開閉される。異常検出回路２８が通電状態のときには潤滑油量が正常であると判定され、異常検出回路２８が遮断状態のときには潤滑油量が異常であると判定される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、オイルパンに貯留される潤滑油の油量異常を検出する異常検出装置に関する。

エンジンの下部に設けられるオイルパンには潤滑油が貯留されており、この潤滑油はオイルポンプを介してエンジン内を循環するようになっている。オイルパン内から吸引される潤滑油は、オイルフィルタによって異物が除去された後にエンジン内の各摺動部に供給される。そして、潤滑油は各摺動部を潤滑した後に再びオイルパンに案内されることになる。

この潤滑油には規定量が定められており、エンジンの焼付きやオイル上がり等を防止してエンジンを良好に駆動するためには、潤滑油を規定量内に収める必要がある。このため、エンジンにはオイルパン内に挿入されるレベルゲージが設けられており、レベルゲージに付着する潤滑油を目視点検することによって、潤滑油量を確認する必要がある。

この日常点検整備を簡略化するため、自動的に潤滑油量を検出するとともに、油量異常が発生しているときには運転者に対して警告を発するようにした異常検出装置が開発されている（たとえば、特許文献１および２参照）。これらの異常検出装置は、潤滑油面に応じて上下動するフロートと、フロートの上下動に応じて開閉されるリードスイッチとを備えており、リードスイッチの開閉状態に応じて潤滑油面の高さつまり潤滑油量を検出することができる。

そして、特許文献１記載の異常検出装置にあっては、潤滑油が所定レベルを下回ったときには潤滑油をリザーブタンクから自動補充し、潤滑油が下限レベルを下回ったときには運転者に対して警告を発するようになっている。また、特許文献２記載の異常検出装置にあっては、潤滑油が下限レベルを下回ったときと、潤滑油が上限レベルを上回ったときに、運転者に対して警告を発するようになっている。
特開平５−１６３９２３号公報（第３頁、図２） 実公昭６０−６５９１号公報（第２頁、図１）

しかしながら、フロートとリードスイッチとを用いて２つの異なる油面レベルを検出するためには、検出する油面レベル毎にそれぞれ独立した検出回路を形成する必要があるとともに、油量異常を判定する制御ユニットにも検出回路に対応させて２つのポートを形成する必要があった。このように、２つの異なる油面レベルを検出するためには、異常検出装置が複雑に構成されることが多く、異常検出装置の簡素化を達成することは困難となっていた。

本発明の目的は、潤滑油の油量異常を検出することのできる異常検出装置を簡素化且つ低コストで提供することにある。

本発明の異常検出装置は、オイルパンに貯留される潤滑油の油量異常を検出する異常検出装置であって、前記オイルパンに収容され、第１検出範囲内で上下動する上限フロートと、前記オイルパンに収容され、前記第１検出範囲より低く設定される第２検出範囲内で上下動する下限フロートと、前記上限フロートが備える磁石によって開閉される上限スイッチと、これに直列に接続され前記下限フロートが備える磁石によって開閉される下限スイッチとを備える異常検出回路と、前記異常検出回路が通電状態のときには潤滑油量が正常であると判定する一方、前記異常検出回路が遮断状態のときには潤滑油量が異常であると判定する判定手段とを有することを特徴とする。

本発明の異常検出装置は、前記第１検出範囲は潤滑油面の上限レベルを含むように設定される一方、前記第２検出範囲は潤滑油面の下限レベルを含むように設定され、前記上限スイッチは、潤滑油面が上限レベルを上回るときには開く一方、潤滑油面が上限レベルを下回るときには閉じるように設定され、前記下限スイッチは、潤滑油面が下限レベルを下回るときには開く一方、潤滑油面が下限レベルを上回るときには閉じるように設定されることを特徴とする。

本発明の異常検出装置は、前記第１検出範囲の下端と前記第２検出範囲の上端とを設定する中間ストッパを備え、前記上限フロートと前記下限フロートとを上下動自在に支持する中空の支持軸を有し、前記上限フロートを前記中間ストッパの上方側に配置する一方、前記下限フロートを前記中間ストッパの下方側に配置し、前記上限スイッチと前記下限スイッチとを前記支持軸内に収容することを特徴とする。

本発明の異常検出装置は、前記第１検出範囲の下端を設定する下端ストッパを備え、前記上限フロートを上下動自在に支持する中空の第１支持軸と、前記第２検出範囲の上端を設定する上端ストッパを備え、前記下限フロートを上下動自在に支持する中空の第２支持軸とを有し、前記上限スイッチを前記第１支持軸内に収容する一方、前記下限スイッチを前記第２支持軸内に収容することを特徴とする。

本発明によれば、直列に接続される上限スイッチと下限スイッチとを用いて１つの異常検出回路を形成し、この異常検出回路が通電状態にあるか遮断状態にあるかを判定することにより、潤滑油が適量範囲から外れる異常状態、つまり潤滑油の過多状態と過少状態とを検出することができる。しかも、極めて簡単な回路構成であるため、異常検出装置の低コスト化を達成することができるとともに、異常検出装置の信頼性を向上させることができる。

また、一般に市販されている自動車用油量センサは、異常検出回路の通電状態を判定することにより、潤滑油の過少状態を判定するものがほとんどであるが、本発明の異常検出装置は、１つの異常検出回路の通電状態を判定することにより、潤滑油の過多状態と過少状態とを判定するようにしたので、これまでの自動車用油量センサで用いられてきた油量異常の判定ロジック（制御プログラム）を変更することなく、そのまま利用して潤滑油の過多状態と過少状態とを検出することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施の形態である異常検出装置１０を示す概略図である。図１に示すように、エンジン１１の下部にはオイルパン１２が装着されており、オイルパン１２の内部には潤滑油が貯留されている。この潤滑油をエンジン１１内で循環させることにより、エンジン１１内の各摺動部は潤滑され、エンジン１１の駆動状態が良好に保たれるようになっている。

また、エンジン１１内に潤滑油を循環させるため、シリンダブロック１３やシリンダヘッド１４には油路が形成され、エンジン１１にはオイルストレーナ１５、図示しないオイルポンプ、オイルフィルタ、オイルクーラなどが組み付けられる。オイルポンプを駆動させることにより、オイルストレーナ１５から吸引された潤滑油は、オイルポンプを介してオイルクーラやオイルフィルタに案内され、続いてシリンダブロック１３やシリンダヘッド１４の油路に案内される。そして、クランク機構や動弁機構を潤滑した潤滑油は、再びオイルパン１２に案内されることになる。

また、潤滑油が貯留されるオイルパン１２内には油面センサ１６が設けられており、油面センサ１６によって油面レベルの異常つまり潤滑油の油量異常が検出される。潤滑油が上限レベルＬｈを上回る場合や下限レベルＬｌを下回る場合、つまり潤滑油量が適量範囲から外れる場合には、油面センサ１６内に収容される異常検出回路の通電状態が変化するようになっており、この通電状態の変化をエンジン制御ユニット(ＥＣＵ)１７が認識することで、油面レベルの異常が判定されるようになっている。なお、ＥＣＵ１７は運転者に操作されるイグニッションスイッチ１８を介して電源１９に接続されている。

以下、油面レベルの異常を検出する油面センサ１６の構造について説明する。図２は油面センサ１６を示す概略図である。図２に示すように、油面センサ１６は中空の支持軸２０を備えており、支持軸２０の両端には端部ストッパ２１，２２が組み付けられ、支持軸２０の長手方向のほぼ中央には中間ストッパ２３が組み付けられている。このような支持軸２０には、磁石を備えた環状の上限フロート２４と下限フロート２５とが上下動自在に支持されており、上限フロート２４は端部ストッパ２１と中間ストッパ２３との間に配置され、下限フロート２５は端部ストッパ２２と中間ストッパ２３との間に配置されている。上限フロート２４や下限フロート２５は潤滑油よりも比重の軽い材料によって形成されており、潤滑油の油面レベルに応じて、上限フロート２４は端部ストッパ２１と中間ストッパ２３とにより区画される第１検出範囲Ｒ１内で上下動し、下限フロート２５は端部ストッパ２２と中間ストッパ２３とにより区画される第２検出範囲Ｒ２内で上下動することになる。

また、支持軸２０の内部には上限スイッチである上限リードスイッチ２６と下限スイッチである下限リードスイッチ２７とが収容されており、上限リードスイッチ２６は端部ストッパ２１と中間ストッパ２３との間に配置され、下限リードスイッチ２７は端部ストッパ２２と中間ストッパ２３との間に配置されている。上限リードスイッチ２６はＥＣＵ１７を介して電源１９に接続され、下限リードスイッチ２７は接地されており、上限リードスイッチ２６と下限リードスイッチ２７とは直列に接続されている。このように、相互に接続される電源１９、ＥＣＵ１７、上限リードスイッチ２６および下限リードスイッチ２７により、潤滑油の油量異常を検出する異常検出回路２８が形成されている。

なお、上限リードスイッチ２６は、上限フロート２４が検出範囲Ｒ１の下端に移動したとき、つまり検出範囲Ｒ１の下端を設定する中間ストッパ２３に接触したときに、上限フロート２４の磁石２４ａにほぼ対面するように配置されており、下限リードスイッチ２７は、下限フロート２５が検出範囲Ｒ２の上端に移動したとき、つまり検出範囲Ｒ２の上端を設定する中間ストッパ２３に接触したときに、下限フロート２５の磁石２５ａにほぼ対面するように配置されている。

このようなリードスイッチ２６，２７は以下のように作動する。フロート２４，２５に組み込まれた磁石２４ａ，２５ａがリードスイッチ２６，２７に近づくと、リードスイッチ２６，２７の金属板に十分な磁力線が通過するようになり、金属板に作用する吸引力によってリードスイッチ２６，２７の接点が閉じられる一方、フロート２４，２５に組み込まれた磁石２４ａ，２５ａがリードスイッチ２６，２７から離れると、金属板を通過していた磁力線が減少するようになり、金属板のばね力によってリードスイッチ２６，２７の接点が開かれることになる。

したがって、図２に実線で示すように、潤滑油が下限レベルＬｌまで低下したときには、下限フロート２５の磁石２５ａが下限リードスイッチ２７から離れるため、下限リードスイッチ２７の接点が開くことになる。また、図２に破線で示すように、潤滑油が上限レベルＬｈまで上昇したときには、上限フロート２４の磁石２４ａが上限リードスイッチ２６から離れるため、上限リードスイッチ２６の接点が開くことになる。そして、油面レベルが適量範囲内、つまり上限レベルＬｈと下限レベルＬｌとの間に保たれている場合には、上限フロート２４および下限フロート２５がそれぞれに対応するリードスイッチ２６，２７に接近した状態となるため、上限リードスイッチ２６と下限リードスイッチ２７との接点は共に閉じることになる。

図３は油面センサ１６の作動状態を示す概略図である。また、(Ａ)は潤滑油が上限レベルＬｈを上回った状態を示し、(Ｂ)は潤滑油が上限レベルＬｈと下限レベルＬｌとの間に保たれた状態を示し、(Ｃ)は潤滑油が下限レベルＬｌを下回った状態を示している。

まず、図３(Ａ)に示すように、潤滑油が上限レベルＬｈを上回る場合、つまり潤滑油の過多状態にあっては、下限フロート２５は中間ストッパ２３に当接するまで浮き上がった状態となり、上限フロート２４は油面レベルに応じて浮き上がることになる。この状態のもとでは、下限リードスイッチ２７がオン状態を維持する一方、上限リードスイッチ２６はオフ状態に切り換えられるため、異常検出回路２８は遮断状態となる。

また、図３(Ｂ)に示すように、潤滑油が上限レベルＬｈと下限レベルＬｌとの間に保たれる場合、つまり潤滑油の適量状態にあっては、上限フロート２４と下限フロート２５とは油面レベルに応じて中間ストッパ２３の近傍で上下動することになる。この状態のもとでは、上限リードスイッチ２６と下限リードスイッチ２７とは共にオン状態を維持するため、異常検出回路２８は通電状態となる。

さらに、図３(Ｃ)に示すように、潤滑油が下限レベルＬｌを下回る場合、つまり潤滑油の過少状態にあっては、上限フロート２４は中間ストッパ２３に当接するまで下降した状態となり、下限フロート２５は油面レベルに応じて下降することになる。この状態のもとでは、上限リードスイッチ２６がオン状態を維持する一方、下限リードスイッチ２７はオフ状態に切り換えられるため、異常検出回路２８は遮断状態となる。

このように、潤滑油が適量範囲を超えて減少または増加している場合には、上限リードスイッチ２６または下限リードスイッチ２７がオフ状態に切り換えられ、異常検出回路２８が遮断状態となる一方、潤滑油が適量範囲内に保たれる場合には、上限リードスイッチ２６と下限リードスイッチ２７とが共にオン状態に切り換えられ、異常検出回路２８が通電状態となる。そして、ＥＣＵ１７により異常検出回路２８が遮断状態であると認識された場合には、潤滑油の油量異常が発生している状態であるため、ＥＣＵ１７から計器板の油量警告灯２９に対して点灯信号が出力され、油量異常が運転者に対して警告されることになる。なお、運転者に警告する際の手段としては、油量警告灯２９の点灯に限られることはなく、警告ブザーを鳴らすようにしても良い。

図４は油面レベルの異常を検出するとともに運転者に対して警告を発する手順を示すフローチャートである。図４に示すように、まずステップＳ１では、イグニッションスイッチ１８がオン状態に切り換えられているか否かが判定される。イグニッションスイッチ１８がオン状態の場合には、異常検出回路２８に対して通電がなされる状態であるため、続くステップＳ２に進み、異常検出回路２８が通電状態となっているか否かが判定される。一方、イグニッションスイッチ１８がオフ状態の場合には、異常検出回路２８に対して通電がなされない状態であるため、異常検出回路２８が通電状態であるか否かを判定することなくそのままルーチンを抜ける。

ステップＳ２において、異常検出回路２８が通電状態となっている場合、つまり上限リードスイッチ２６と下限リードスイッチ２７とがオン状態に切り換えられる場合には、潤滑油が適量範囲内に保たれた状態となっているため、そのままルーチンを抜ける。一方、異常検出回路２８が遮断状態に切り換えられている場合、つまり上限リードスイッチ２６または下限リードスイッチ２７がオフ状態に切り換えられる場合には、潤滑油が適量範囲から外れた状態であるため、ステップＳ３に進み、油量警告灯２９を点灯させることで運転者に対する警告が行われる。

このように、直列に接続される上限リードスイッチ２６と下限リードスイッチ２７とを用いて１つの異常検出回路２８を形成し、この異常検出回路２８が通電状態にあるか遮断状態にあるかを判定することにより、潤滑油が適量範囲から外れた状態、つまり潤滑油の過多状態と過少状態とを検出することができる。そして、潤滑油の過多状態や過少状態を検出した場合には、運転者に対して警告を発することにより、潤滑油の油量異常を運転者に認識させることができ、エンジン１１の焼付き等を回避することができる。しかも、極めて簡単な回路構成であるため、異常検出装置１０の低コスト化を達成することができるとともに、異常検出装置１０の信頼性を向上させることができる。

また、一般に市販されている自動車用油量センサは、異常検出回路の通電状態を判定することにより、潤滑油の過少状態を判定するものがほとんどであるが、本発明の異常検出装置１０は、１つの異常検出回路２８の通電状態を判定することにより、潤滑油の過多状態と過少状態とを判定するようにしたので、これまでの自動車用油量センサで用いられてきた油量異常の判定ロジック（制御プログラム）を変更することなく、そのまま利用して潤滑油の過多状態と過少状態とを検出することができる。なお、油量異常の判定ロジックをそのまま利用するということは、異常検出回路の通電状態に応じて油量異常を検出するようにした判定ロジックをそのまま利用できるということである。

図５は本発明の他の実施の形態である異常検出装置３０を示す概略図である。なお、図１〜図３に示す部材と同じ部材については、同じ符号を付してその説明を省略する。図１〜図３に示すように、前述の異常検出装置１０にあっては、上限フロート２４と下限フロート２５とを１つの支持軸２０に装着するようにしているが、これに限られることはなく、図５に示すように、２本の支持軸３１，３２に上限フロート２４と下限フロート２５とを別個に装着しても良い。

このような場合には、２本の支持軸３１，３２の設置位置が高さ方向にずらされるとともに、上限フロート２４を支持する第１支持軸３１に上限リードスイッチ２６が収容され、下限フロート２５を支持する第２支持軸３２に下限リードスイッチ２７が収容される。そして、支持軸３１には、第１検出範囲Ｒ１の下端を設定するとともに上限フロート２４の下降移動を規制する下端ストッパ３３が設けられ、支持軸３２には、第２検出範囲Ｒ２の上端を設定するとともに上限フロート２４の上昇移動を規制する上端ストッパ３４が設けられることになる。

これにより、前述の異常検出装置１０と同様に、潤滑油量が適量範囲に収められる場合には異常検出回路２８を通電状態に切り換える一方、潤滑油量が適量範囲を外れた場合には異常検出回路２８を遮断状態に切り換えることができ、ＥＣＵ１７によって潤滑油の油量異常を判定することができる。

このように、上限フロート２４と下限フロート２５とのそれぞれを別個の支持軸３１，３２に装着することにより、図５に示すように、高さ寸法に制限のあるオイルパン３５であっても本発明を適用することができる。また、２本の支持軸３１，３２を高さ方向に重複させて配置するようにしても良く、このように配置することによって薄型のオイルパンであっても本発明を適用することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、図示する油面センサ１６はオイルパン１２側に設けるようになっているが、これに限られることはなく、シリンダブロック１３側に油面センサ１６を設けるとともに、この油面センサ１６をオイルパン１２内に収容しても良い。

本発明の一実施の形態である異常検出装置を示す概略図である。 油面センサを示す概略図である。 油面センサの作動状態を示す概略図であり、(Ａ)は潤滑油が上限レベルを上回った状態を示し、(Ｂ)は潤滑油が上限レベルと下限レベルとの間に保たれた状態を示し、(Ｃ)は潤滑油が下限レベルを下回った状態を示している。 油面レベルの異常を検出するとともに運転者に対して警告を発する手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態である異常検出装置を示す概略図である。

符号の説明

１０ 異常検出装置
１１ エンジン
１２ オイルパン
１７ ＥＣＵ（判定手段）
２０ 支持軸
２３ 中間ストッパ
２４ 上限フロート
２４ａ 磁石
２５ 下限フロート
２５ａ 磁石
２６ 上限リードスイッチ（上限スイッチ）
２７ 下限リードスイッチ（下限スイッチ）
２８ 異常検出回路
３０ 異常検出装置
３１ 支持軸（第１支持軸）
３２ 支持軸（第２支持軸）
３３ 下端ストッパ
３４ 上端ストッパ
３５ オイルパン
Ｒ１ 第１検出範囲
Ｒ２ 第２検出範囲
Ｌｈ 上限レベル
Ｌｌ 下限レベル

Claims (4)

1. オイルパンに貯留される潤滑油の油量異常を検出する異常検出装置であって、
   前記オイルパンに収容され、第１検出範囲内で上下動する上限フロートと、
   前記オイルパンに収容され、前記第１検出範囲より低く設定される第２検出範囲内で上下動する下限フロートと、
   前記上限フロートが備える磁石によって開閉される上限スイッチと、これに直列に接続され前記下限フロートが備える磁石によって開閉される下限スイッチとを備える異常検出回路と、
   前記異常検出回路が通電状態のときには潤滑油量が正常であると判定する一方、前記異常検出回路が遮断状態のときには潤滑油量が異常であると判定する判定手段とを有することを特徴とする異常検出装置。
2. 請求項１記載の異常検出装置において、
   前記第１検出範囲は潤滑油面の上限レベルを含むように設定される一方、前記第２検出範囲は潤滑油面の下限レベルを含むように設定され、
   前記上限スイッチは、潤滑油面が上限レベルを上回るときには開く一方、潤滑油面が上限レベルを下回るときには閉じるように設定され、
   前記下限スイッチは、潤滑油面が下限レベルを下回るときには開く一方、潤滑油面が下限レベルを上回るときには閉じるように設定されることを特徴とする異常検出装置。
3. 請求項１または２記載の異常検出装置において、
   前記第１検出範囲の下端と前記第２検出範囲の上端とを設定する中間ストッパを備え、前記上限フロートと前記下限フロートとを上下動自在に支持する中空の支持軸を有し、
   前記上限フロートを前記中間ストッパの上方側に配置する一方、前記下限フロートを前記中間ストッパの下方側に配置し、前記上限スイッチと前記下限スイッチとを前記支持軸内に収容することを特徴とする異常検出装置。
4. 請求項１または２記載の異常検出装置において、
   前記第１検出範囲の下端を設定する下端ストッパを備え、前記上限フロートを上下動自在に支持する中空の第１支持軸と、
   前記第２検出範囲の上端を設定する上端ストッパを備え、前記下限フロートを上下動自在に支持する中空の第２支持軸とを有し、
   前記上限スイッチを前記第１支持軸内に収容する一方、前記下限スイッチを前記第２支持軸内に収容することを特徴とする異常検出装置。
   
   

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