JP2017155680A - オイル劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンオイルの劣化の検出精度を常に良好な状態に維持する。
【解決手段】エンジンの各部に供給されるエンジンオイルを溜めるオイルパン１と、オイルパン１内に配置されエンジンオイルの劣化度合を光の照射により検出する劣化センサ装置３０と、劣化センサ装置３０における光が通過する透過部材のエンジンオイルとの接触面を清掃するセンサ清掃手段２０とを備えるオイル劣化検出装置Ｓとした。さらに、センサ清掃手段２０は接触面に摺接する摺接部材２４を備え、その摺接部材２４をオイルパン１内のエンジンオイルの流れによって動かして接触面に摺接させる動作手段を備えた。動作手段としては、エンジンオイルの流れによって回転する回転体２２を採用でき、摺接部材２４は回転体２２に取り付けられる。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンの各部に供給されるエンジンオイルの劣化状態を検出するオイル劣化検出装置に関する。

エンジン各部の摺動部には、潤滑油としてエンジンオイルが供給されている。このエンジンオイルは、時間の経過とともに摺動部からの摩耗粉が混入したり、あるいは、熱や酸化によって、潤滑や冷却機能が徐々に劣化する傾向がある。このため、エンジンオイルは、適切な時期に交換する必要がある。

現在、エンジンオイルの交換時期は、自動車メーカーの指定する走行距離や経過期間等により設定されている。前回のエンジンオイルの交換から、所定の走行距離を走行した際に、あるいは、所定の時間を経過した際に、エンジンオイルの交換が推奨されている。

また、例えば、特許文献１のように、オイルの劣化度合いを、赤外線等の光の照射により検出する技術もある。

特開平５−２９６９３０号公報

特許文献１に記載された技術によれば、赤外線等の光の照射によって、エンジンオイルの劣化を検出できる。しかし、劣化したエンジンオイルには、摩耗粉等の異物が混入している。このため、異物が光を照射するセンサに付着することによって、エンジンオイルの劣化の検出精度が低下するという問題がある。

そこで、この発明の課題は、エンジンオイルの劣化の検出精度を常に良好な状態に維持することである。

上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンの各部に供給されるエンジンオイルを溜めるオイルパンと、前記オイルパン内に配置されエンジンオイルの劣化度合を光の照射により検出する劣化センサ装置と、前記劣化センサ装置における光が通過する透過部材のエンジンオイルとの接触面を清掃するセンサ清掃手段と、を備えるオイル劣化検出装置を採用した。

前記センサ清掃手段としては、前記接触面に摺接する摺接部材を備える構成を採用することができる。

また、前記摺接部材を前記オイルパン内のエンジンオイルの流れによって動かして前記接触面に摺接させる動作手段を備える構成を採用することができる。

前記動作手段は、エンジンオイルの流れによって回転する回転体であり、前記摺接部材は前記回転体に取り付けられている構成を採用することができる。

この回転体を備えた構成において、前記回転体の回転軸はエンジンオイルの流れ方向に交差して配置される構成を採用することができる。

また、前記オイルパン内のエンジンオイルを吸い込んでエンジン各部に供給するオイルポンプを備え、前記回転体は前記オイルポンプにおけるエンジンオイルの吸い込み口に臨んで備えられる構成を採用することができる。

また、前記オイルパン内のエンジンオイルを吸い込んでエンジン各部に供給するオイルポンプを備え、前記回転体は前記オイルポンプにおけるエンジンオイルの吸い込み口の内部に備えられる構成を採用することができる。

この発明は、エンジンオイルの劣化の検出精度を常に良好な状態に維持することができる。

この発明の一実施形態を示す断面図である。 （ａ）は図１の平面図であり、（ｂ）はその変形例を示す平面図である。 （ａ）は同実施形態の要部を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、（ｃ）は（ａ）の変形例を示す要部拡大平面図である。 センサ装置の要部拡大図である。 （ａ）は他の実施形態を示す要部拡大断面図、（ｂ）はさらに他の実施形態を示す要部拡大断面図である。 エンジンオイルの劣化度合を検出する際のフロー図である。 エンジンオイルの劣化度合を検出する際のフロー図である。

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、車両用エンジンにおいて用いられ、エンジンオイルの劣化度合を検出するオイル劣化検出装置Ｓである。

エンジンの主たる構成は、上方から下方に向かって順に、シリンダヘッド部、シリンダブロック等からなるエンジンブロック本体、その下方に連結されるオイルパン１等を備える。

オイルパン１内には、エンジンのシリンダ室やピストン、シリンダヘッド部、その他、エンジン各部に供給される潤滑、冷却用のエンジンオイルが溜められる。オイルパン１内のエンジンオイルは、オイルポンプ１０の駆動によって吸い込み口１０ａから吸い上げられて、エンジン各部に送り出された後、所定のルートを経てオイルパン１に戻ってくる。

オイル劣化検出装置Ｓは、図１及び図２（ａ）に示すように、オイルパン１内の空間に臨んで配置される劣化センサ装置３０と、その劣化センサ装置３０のエンジンオイルに触れる部分を清掃するセンサ清掃手段２０とを備える。

劣化センサ装置３０は、エンジンオイルの劣化度合を光の照射により検出するものである。ここでは、照射する光として、赤外線を用いている。劣化センサ装置３０のケース３４内には、エンジンオイルに向かって光を照射する送光部３１と、その照射された光のエンジンオイルからの反射光を受光する受光部３２とを備える。

図４に示すように、送光部３１から発せられる光は、ケース３４内から透過部材３３を通り抜けてエンジンオイルに至る。エンジンオイルからの反射光は、透過部材３３を通り抜けてケース３４内の受光部３２に至る。透過部材３３は、その内部を光が通過することができる透明な部材であり、その素材には、例えば、樹脂やガラス等を用いることができる。

送光部３１からエンジンオイルに向かって赤外線を照射することで、受光部３２が受けた反射光に基づいて吸収波長を分析し、エンジンオイル中の水分含有量や、酸化劣化度、スス混入量を検出することができる。また、光の透過度から、オイルの総合的な汚れや劣化も判定することができる。この赤外線反射法を利用すれば、送光部３１と受光部３２を向かい合わせに配置する必要がなく、送光部３１と受光部３２を検査対象であるエンジンオイルに対して同一の側に設けることができる。

このエンジンオイルの劣化や汚れの診断は、このエンジンを搭載する車両が備える解析装置が行い、その結果がユーザに報知される。報知は、警告灯の点灯や警報音、その他、エンジンオイルの汚れの度合いを数値で表示する等の手段により行うことができる。これにより、ユーザは、エンジンオイルの交換の適正なタイミングを把握することができる。

センサ清掃手段２０は、劣化センサ装置３０における透過部材３３のエンジンオイルとの接触面を清掃するものである。透過部材３３の前面は常にエンジンオイルに触れているため、その接触面には、時間の経過とともにスラッジ等の各種の異物等が付着して汚れることがある。透過部材３３の前面が汚れていると、光がエンジンオイルに対して適切に照射されなくなり、また、受光部３２は反射光を適切に受けることができなくなる。このような状態では、センサの感度が低下し、エンジンオイルの劣化度合の正確な検出ができなくなる。

そこで、センサ清掃手段２０は、透過部材３３の前面の汚れを清掃し、光が適切に通過できる状態に維持する。

この実施形態では、センサ清掃手段２０は、透過部材３３のエンジンオイルとの接触面に摺接する摺接部材２４として、ゴム製又は樹脂製のブロック状部材を備える。摺接部材２４は、自身が動くことで透過部材３３の前面に摺接し、いわゆるワイパー効果によって、その透過部材３３に付着したスラッジ等の各種の汚れを掻き落とすことができる。摺接部材２４としては、例えば、耐油性ゴム等を採用することができる。

また、摺接部材２４としては、この実施形態のブロック状部材以外にも、例えば、樹脂や金属等からなる毛状部材を、基部から立ち上がるように多数植え付けたブラシや、ゴム製や樹脂製のブレード等を採用することもできる。

また、センサ清掃手段２０は、摺接部材２４をオイルパン１内のエンジンオイルの流れによって動かして、摺接部材２４を透過部材３３の前面に摺接させる動作手段を備える。

この実施形態では、動作手段は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、エンジンオイルの流れによって回転する円板状の回転体２２と、その回転体２２に取り付けられた翼部２３で構成されている。摺接部材２４は、回転体２２の外周に沿って所定の間隔で複数取り付けられている。ここでは、翼部２３として、図３（ａ）に示すように、板状部材を屈曲させたものを採用しているが、翼部２３は他の形状であってもよい。

オイルポンプ１０が、その吸い込み口１０ａからエンジンオイルを吸い込むことで、オイルパン１内のエンジンオイルに流れが発生する。そのエンジンオイルの流れを、翼部２３が受けることで回転体２２が回転軸２１の軸周りに回転する。この回転により、摺接部材２４は、透過部材３３の前面に摺接する。エンジンオイルの流れを利用して、透過部材３３の清掃ができるので、効率的である。この例では、回転体２２の回転軸２１は、その軸心方向がオイルパン１の底面２の面方向に対して垂直方向に配置されているが、回転軸２１の軸心方向は、その垂直方向に対して傾斜した方向としてもよい。

なお、摺接部材２４の先端２４ａを、図３（ｃ）に示すように先細りの形状とすることで、摺接部材２４と透過部材３３との接触面積を減らし、検測時に、摺接部材２４がエンジンオイルに照射されるべき光を遮ってしまう事態を回避することができる。

また、図４に示すように、透過部材３３のエンジンオイルとの接触面である前面に、微細な凹凸を備えた構成とすることができる。この微細な凹凸により表面張力を低下させることで、エンジンオイルは図中の矢印のように流れやすくなり、表面が汚れ難い構造とすることができる。

この透過部材３３は、エンジンオイルの交換時にはケース３４からの取り外しが可能で、溶剤等による清掃が可能である。また、汚れのない別の透過部材３３との交換も可能である。

ここで、図１におけるオイルパン１は、その底面２が水平に記載されているが、底面２の面方向は、水平方向に対して傾斜して配置される場合も多い。

図２に示すように、オイルポンプ１０の吸い込み口１０ａは、平面視矩形を成すオイルパン１の底面２から立ち上がる四方の側壁部１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄのうち、一つの側壁部１ａに沿って下向きに開口して設けられている。図中の符号１０ｂはその吸い込み口１０ａの開口であり、側壁部１ａに近接した位置にある。

ここで、エンジンオイルの流れによって回転体２２が円滑に回転するよう、回転体２２の回転軸２１は、その軸方向が、吸い込み口１０ａへ向かうエンジンオイルの流れ方向に交差して配置されている。また、例えば、図２（ａ）に矢印ａ、ｂ（ａの流速＜ｂの流速）で示すように、エンジンオイルの流れ方向に沿って、その回転軸２１を挟んで一方側と他方側とで、流れの速さが異なるようになっていることが望ましい。

さらに、オイルポンプ１０の吸い込み口１０ａを設けた側の側壁部１ａの反対側に位置する側壁部１ｃに沿って、劣化センサ装置３０や回転体２２を設けることで、側壁部１ｃ、１ｂ、１ａに沿って生じやすいエンジンオイルの流れを、効率的に利用することができる。

また、例えば、図２（ｂ）に示す変形例のように、回転軸２１を挟んで一方側に誘導板２５を設けることによって、回転軸２１を挟んで一方側の流れを回転体２２から遠ざけ（矢印ａ’参照）、その誘導板２５を設けた一方側よりも、他方側（矢印ｂ側）の流れの速さが速くなるように設定してもよい。

つぎに、図５（ａ）の実施形態では、回転体２２は、オイルポンプ１０の吸い込み口１０ａに臨んで備えられている。吸い込み口１０ａの近くであれば、回転体２２はエンジンオイルの流れの影響を強く受けるので、回転速度は速くなる。このため、摺接部材２４による高い清掃効果が期待できる。ここでは、回転軸２１はその軸心が水平になるように配置されているが、回転軸２１の軸心方向は、エンジンオイルの流れ方向に交差していればよく、例えば、水平方向に対して傾斜していてもよい。

また、回転体２２の回転軸２１は、エンジンオイルの流れ方向に沿って、その回転軸２１を挟んで一方側と他方側とで、流れの速さが異なるようになっていることが望ましい点は同様である。ここで、回転軸２１を挟んで一方側に、前述と同様の誘導板２５を設けてもよい。この誘導板２５は、後述の各実施形態でも採用できる。

また、図５（ｂ）に示す実施形態では、回転体２２は、オイルポンプ１０の吸い込み口１０ａの内部に備えられている。回転体２２の回転軸２１は、その軸心方向が吸い込み口へ向かうエンジンオイルの流れ方向に交差するように配置されるとともに、その位置は、吸い込み口１０ａの断面の中心線Ｐから偏心した位置となっている。これにより、エンジンオイルの流れ方向に沿って、矢印ａ、ｂ（ａの流速＜ｂの流速）で示すように、回転軸２１を挟んで一方側と他方側とで、流れの速さが異なるように設定されている。

図６及び図７に、エンジンオイルの劣化度合を検出する際のフロー図を示す。

エンジンオイルの劣化は、車両の走行状態に応じて進んでいく。そのため、エンジンオイルの劣化を効率良く検出するためには、最適なタイミングにより、劣化センサ装置３０で光を照射し、劣化の検出を行うことが必要となる。

そこで、エンジンオイルの劣化状況に合わせた効率的なタイミングでの計測を行うためのフローを図６に示す。エンジンオイルの劣化が促進される条件では、計測時期を早め、効率的に計測、検出を行う。

ステップＳ１でエンジンオイルの交換を実施した後、通常であれば、１ケ月毎にエンジンオイルの劣化度合いの検出を行う（ステップＳ２）。これに加えて、このエンジンを搭載する車両を制御する電子制御ユニットが取得した情報に基づいて、車両の稼働情報に基づいた劣化度合いの検出も行われる。

例えば、ステップＳ３では、エンジンの始動から停止までを１回の運転と規定し、全走行距離の５０％以上が、１回当たりの走行距離が１０ｋｍ以下の運転（ケース１）、３０ｋｍ／ｈ以下の運転（ケース２）、又は、１００ｋｍ／ｈ以上の運転（ケース３）のいずれかに該当する場合に、つづく、ステップＳ４又はステップＳ６の検出を行う。

ステップＳ４では、エンジンオイル交換後の走行距離が３０００ｋｍ以上となっていると判定された場合に、ステップＳ５で、走行距離が５００ｋｍ増える毎に、エンジンオイルの劣化度合いの検出を行う。

ステップＳ６では、エンジンオイル交換後の走行期間（経過期間）が４ケ月以上となっていると判定された場合に、ステップＳ７で、走行期間（経過期間）が１０日増える毎に、エンジンオイルの劣化度合いの検出を行う。

また、ステップＳ３の判定内容にはかかわらず、ステップＳ８では、エンジンオイル交換後の走行距離が８０００ｋｍ以上となっていると判定された場合に、ステップＳ９で、走行距離が５００ｋｍ増える毎に、エンジンオイルの劣化度合いの検出を行う。

さらに、ステップＳ３の判定内容にはかかわらず、ステップＳ１０では、エンジンオイル交換後の走行期間（経過期間）が８ケ月以上となっていると判定された場合に、ステップＳ１１で、走行期間（経過期間）が１０日増える毎に、エンジンオイルの劣化度合いの検出を行う。

エンジンオイルの劣化度合いの検出の際には、光の照射による安定した計測を行うため、図７の手順によって実施する。まずは、エンジンオイルの交換時に（ステップＳ２１）リファレンス計測を行い、その検出結果をリファレンス（基準値）とする（ステップＳ２２）。その後、前述のような所定の条件の下で、エンジンオイルの劣化度合い検出のための計測を行うべき指令が発せられる（ステップＳ２３）。このとき、エンジンが稼働してエンジンオイルが油路を循環している最中は、エンジンオイル内に泡を巻き込んでいることによる誤検出の影響が出やすいため、実際の計測は、ステップＳ２４で、１分以上エンジンの稼働があった後、そのエンジンが停止した時点で行うことになる。

上記の実施形態では、摺動部材２４を動かす動作手段として、エンジンオイルの流れによって回転する回転体２２を採用したが、動作手段としては、回転体２２以外のものを採用することもできる。例えば、動作手段として、モータ等の駆動力によって摺接部材を回転運動又は往復運動等のように動かして、透過部材３３の前面に摺接させるようにしてもよい。あるいは、動作手段として、手動操作によって摺接部材を上記のように動かして、透過部材３３の前面に摺接させるようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、劣化センサ装置３０として、エンジンオイルの劣化度合を赤外線の照射により検出するものを採用したが、赤外線以外の光の照射により、エンジンの劣化度合いを検出できる劣化センサ装置３０を採用してもよい。

１ オイルパン
１０ オイルポンプ
１０ａ 吸い込み口
２０ センサ清掃手段
２１ 回転軸
２２ 回転体
２３ 翼部
２４ 摺接部材
２５ 誘導板
３０ 劣化センサ装置
３１ 走光部
３２ 受光部
３３ 透過部材
３４ ケース

Claims (7)

1. エンジンの各部に供給されるエンジンオイルを溜めるオイルパンと、
   前記オイルパン内に配置されエンジンオイルの劣化度合を光の照射により検出する劣化センサ装置と、
   前記劣化センサ装置における光が通過する透過部材のエンジンオイルとの接触面を清掃するセンサ清掃手段と、
   を備えるオイル劣化検出装置。
2. 前記センサ清掃手段は前記接触面に摺接する摺接部材を備える
   請求項１に記載のオイル劣化検出装置。
3. 前記摺接部材を前記オイルパン内のエンジンオイルの流れによって動かして前記接触面に摺接させる動作手段を備える
   請求項２に記載のオイル劣化検出装置。
4. 前記動作手段はエンジンオイルの流れによって回転する回転体であり、前記摺接部材は前記回転体に取り付けられている
   請求項３に記載のオイル劣化検出装置。
5. 前記回転体の回転軸はエンジンオイルの流れ方向に交差して配置される
   請求項４に記載のオイル劣化検出装置。
6. 前記オイルパン内のエンジンオイルを吸い込んでエンジン各部に供給するオイルポンプを備え、
   前記回転体は前記オイルポンプにおけるエンジンオイルの吸い込み口に臨んで備えられる
   請求項５に記載のオイル劣化検出装置。
7. 前記オイルパン内のエンジンオイルを吸い込んでエンジン各部に供給するオイルポンプを備え、
   前記回転体は前記オイルポンプにおけるエンジンオイルの吸い込み口の内部に備えられる
   請求項５に記載のオイル劣化検出装置。

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