JP4333629B2 - エンジンオイルレベル調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、オイルパン内の適正オイルレベルをエンジンオイルの状態に応じて適宜変更することのできるエンジンオイルレベル調整装置に関する。

従来、エンジンには潤滑系に供給するエンジンオイルを貯留するオイルパンがエンジン下部に装着されている。また、このようなオイルパン内のエンジンオイル量を適切な量に保持するためにオイルパンとは別のサブタンクを備え、オイルパン内のエンジンオイルの残量に応じて適宜サブタンク内のエンジンオイルをオイルパンへ供給するオイル補給装置の提案がされている。

さらにこのようなオイル補給装置におけるモータ等の送油装置による送油量のバラツキを補正して、常にオイルパン内には一定の量のオイルが貯留されているように構成されたエンジンオイルの自動補給装置も提案されている（特許文献１）。
この自動補給装置では、大気温の低下によりエンジンオイルの粘度が高くなったときにモータ等の送油装置の吐出能力との関連で常温時に比べてエンジンオイルの補給量が少なくなることを回避（補正）している。具体的には、エンジン始動時のエンジン温度、エンジンオイル温度（油温）、吸気温度等のパラメータからエンジンオイル給油環境を検出し、このエンジンオイル給油環境に基づいて送油装置の駆動時間を決定している。

また、このような特許文献１記載の自動補給装置における誤作動によるエンジンオイルの過補給を修正する提案もなされている（特許文献２）。

特開平２−３０８９１６号公報 特開平５−２８８０３１号公報

前記特許文献１、特許文献２に記載された自動補給装置はいずれもモータ等の送油装置の駆動時間を変更して予め決められた適正油面位置までエンジンオイルを供給しようとするものである。ここで、駆動時間の決定に際し、エンジン始動時のエンジンオイル給油環境、すなわち、エンジンオイルの粘度を加味しているため、常時、前記適正油面位置までエンジンオイルを貯留しておくことができる。

しかしながら、前記適正油面位置はエンジンの運転状況、エンジンオイルの状態にかかわらず一定であり、エンジンの効率的な運転という観点からは、この適正油面位置の設定に関し改善の余地があった。

そこで、本発明は、エンジンオイルの状態に応じてオイルパン内に適切なオイル量を貯留させることができるエンジンオイルレベル調整装置を提供することを課題とする。

かかる課題を達成するための、本発明のエンジンオイルレベル調整装置は、エンジン本体下部に装着するオイルパンと、当該オイルパンと連通するサブタンクと、当該サブタンクと前記オイルパンとの間で送油方向を切り替えることができる送油手段と、前記オイルパン内のエンジンオイルの粘度測定手段と、前記オイルパン内のエンジンオイルのレベルを測定するオイル残量検出手段と、前記送油手段の制御手段と、を有し、当該制御手段は、前記粘度測定手段により取得した粘度に基づいて前記オイルパン内の適正オイルレベルを決定し、当該適正オイルレベルとなるように前記送油手段を駆動することを特徴とする。このような構成とすることによりその時々のエンジンオイルの粘度に応じてオイルパン内のエンジンオイル量を増減させることができ、エンジンの効率的な運転を実現することができる。すなわち、オイルパン内のエンジンオイルはクランクシャフトに接するとそれがクランクシャフトの回転の抵抗となり、エンジンの効率的な運転の妨げになるため必要最低限までオイル量を低下させることが望ましい。しかし、その一方で、冷間始動時などエンジンオイルの粘度が高いときには、オイルパンから吸い上げられ、エンジン潤滑系の各部に供給されたエンジンオイルの戻りが悪化する。このため、エンジンオイルの粘度が高いときには多量のエンジンオイルをオイルパン内に貯留しておく必要がある。また、これとは逆に、油温が高い状態となっているときにも、エンジンオイルの粘度が低下することとなるため常温時と比較して多量のエンジンオイルの供給が必要となる。このような油温が高い状態での多量のエンジンオイルの供給はエンジン各部の冷却効果の面からも求められるものである。従って、このようにエンジンオイルの粘度が低下しているときにも多量のエンジンオイルをオイルパン内に貯留しておく必要がある。前記のような構成のエンジンオイルレベル調整装置によれば、このようなエンジンオイルの状態に応じてその時々の適正オイルレベルにオイルレベルを維持することができる。

このようなエンジンオイルレベル調整装置では、前記粘度測定手段は、エンジンオイルの油温を測定する油温センサ又はエンジンオイルの油温と相関性を有する値を取得する他のセンサからエンジンオイルの粘度を取得する構成とすることができる。エンジンオイルの粘度を物質の粘度を測定する粘度センサにて直接測定する構成とすることもできるが、エンジンオイルの粘度はエンジンオイルの油温と相関性を有するものであることから、オイルパン等に装着する油温センサによる測定値を利用してエンジンオイルの粘度を把握しようとするものである。また、油温と相関性を有する値、例えば、水温を利用すべく、水温センサによる測定値からエンジンオイルの粘度を把握するようにしてもよい。なお、エンジンオイルの油温と粘度とは相関関係を有するものであるから、粘度に関しては、具体的な値を求めることなく、油温またはこれと相関性を有する水温等の値から直接適正オイルレベルを決定するようにしてもよい。

前記のようにエンジンオイルの粘度に応じてオイルパン内の適正オイルレベルを決定するようにした場合、前記制御手段は、エンジンオイルの粘度が高い第一領域における前記適正オイルレベルをエンジンオイルの粘度が前記第一領域よりも低い第二領域における前記適正オイルレベルよりも多い量に決定する制御を行う構成とすることができる。さらに、エンジンオイルの粘度が前記第二領域におけるエンジンオイルの粘度よりも低い第三領域における前記適正オイルレベルを前記第二領域における前記適正オイルレベルよりも多い量に決定する制御を行う構成とすることができる。このような制御行うことにより、例えば冷間始動時でエンジンオイルの粘度が高くエンジン本体内部からのエンジンオイルの戻りが悪いときにはオイルパン内の適正オイルレベルを多く設定することになるので冷間始動時のエンジンオイルの不足を解消することができる。また、常温であったり、暖機が完了したりした状態の粘度のときは、適正オイルレベルを少なめに決定することにより、エンジンオイルとクランクシャフトとの接触を軽減してフリクションを低減させ、この結果、燃費の向上等を図ることができる。一方、エンジンが高負荷、高回転で運転されている等、油温が高く、粘度が低下しているときもオイルパン内の適正オイルレベルを多く設定することになるのでオイルパン内のエンジンオイルの不足を解消することができる。

ここで、前記制御手段は、前記第一領域における前記適正オイルレベルを前記第三領域における前記適正オイルレベルよりも多い量に決定する制御を行う構成とすることができる。これは、一般的に、油温が高温となりエンジンオイルの粘度が低下したときに必要となるエンジンオイル量よりもエンジンオイルの粘度が高く、エンジン各部からのエンジンオイルの戻りが悪いときに必要となるエンジンオイル量の方が多いことを考慮したものである。

また、前記のようなエンジンオイルレベル調整装置では、前記粘度測定手段は、エンジン負荷及び／又はエンジン回転数を参酌してエンジンオイルの粘度を取得する構成とすることができ、前記制御手段は、エンジンオイルの粘度の低下に伴って、前記適正オイルレベルを増加する制御を行う構成とすることができる。例えば、暖機が完了した後等は、エンジン負荷の増大やエンジン回転数の増加に伴って、油温も上昇し、エンジンオイルの粘度も低下すると考えられる。このような場合には、多量のエンジンオイルをエンジンンの潤滑系に供給しなければないことから、エンジン負荷やエンジン回転数に応じてオイルパン内に多量のエンジンオイルの貯留が必要となる場合には適正オイルレベルを増加させ得る趣旨である。なお、この場合も、エンジン負荷及び／又はエンジン回転数から具体的な粘度を算出することなく、エンジン負荷及び／又はエンジン回転数の値から適正オイルレベルを決定するようにできる。

本発明によれば、オイルパン内のエンジンオイルの状態、特にエンジンオイルの粘度に応じて適正油面位置（適正オイルレベル）を決定し、この適正オイルレベルを維持するように送油手段を駆動するようにしたので、クランクシャフトがオイルパン内のエンジンオイルと接触すること等によるエンジンの効率低下を回避することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。

図１は、実施例１のエンジン本体１に本発明のエンジンオイルレベル調整装置２を組み込んだ状態を示す説明図である。エンジンオイルレベル調整装置２は、エンジン本体１の下部に装着したオイルパン３、このオイルパン３と連結パイプ４を介して連通するサブタンク５を有している。また、連結パイプ４には本発明における送油手段に相当する送油モータ６が取り付けられている。さらに、オイルパン３には油温センサ７と、本発明におけるオイル残量検出手段に相当するオイルレベルセンサ８が取り付けられている。これらの油温センサ７とオイルレベルセンサ８は、本発明における制御手段に相当する制御部９と接続されている。この制御部９は、さらに送油モータ６と接続されている。

以上のように構成されるエンジンオイルレベル調整装置２によるオイルレベル制御について説明する。まず、オイルパン３内のオイルレベルを正確に測定するためには車両が水平状態となっていなければならない。そこで、制御部９は、図２に示したフロー図に基づいてオイルレベル制御を実行するか否かの判断を行う。すなわち、ステップＳ１１で図示しない水平センサにより車両が水平状態にあるか否かを判断する。ステップＳ１１においてＹＥＳと判断されるとき、すなわち、車両が水平であるときにはステップＳ１２に進みエンジンオイルレベル調整装置２によるオイルレベル制御を行う。一方、ステップＳ１１においてＮＯと判断されたとき、すなわち車両が水平状態にないときはステップＳ１３へ進みエンジンオイルレベル調整装置２によるオイルレベル制御は行わない。

以上のステップＳ１１〜Ｓ１３を経て、車両が水平状態を保っており、オイルレベル制御を実行できるときは、制御部９は、図３に示したフロー図に基づくオイルレベル制御を行う。まず、制御部９は、ステップＳ２１においてイグニッションがＯＮ状態となっているか否かの判断を行う。ステップＳ２１においてイグニッションのＯＮ状態が確認されたときはステップＳ２２に進み、油温センサ７によるエンジンオイルの油温ＴＨＯと、オイルレベルセンサ８による現状オイルレベルを読み込む。次いで、ステップＳ２３では、ステップＳ２２で読み込んだ油温ＴＨＯに基づいて、予め記憶しているマップ値に照らし合わせて適正オイルレベルを算出する。

ここで、ステップＳ２３において参照されるマップ値について説明する。このマップ値は図４に示したグラフに基づいて作成される。図４に示したグラフは、横軸に油温ＴＨＯ、縦軸にその油温ＴＨＯに対応した適正オイルレベルを示している。このように横軸に油温ＴＨＯをとっているのは、エンジンオイルの粘度が油温ＴＨＯと相関関係を有していることに基づく。グラフに示すように油温ＴＨＯは、温度に応じて３つの領域、第一領域、第二領域、第三領域に区分けされている。第一領域は極冷間時でエンジンオイルの粘度が高く、エンジン本体１に供給されたエンジンオイルの戻りが悪い領域である。このため、この第一領域におけるオイルパン３内の適正オイルレベルＬ１は最も多い。第二領域は、常温域、エンジンの暖機が完了している領域である。この領域ではエンジンオイルの戻りも良好であり、エンジンオイルの戻りを考慮しなくてもよいため、クランクシャフトがエンジンオイルと接触することによるフリクションの低減を図るべく適正オイルレベルＬ２は最も少なく設定している。次に第三領域は、エンジンオイルが高温となっており、これに伴ってエンジンオイルの粘度も低下している領域である。この領域では粘度の低下したエンジンオイルによる潤滑性を確保すべくエンジン本体１に大量のエンジンオイルを供給する必要があることから適正オイルレベルＬ３を多めに設定している。但し、適正オイルレベルＬ１よりはわずかに少なく設定している。これは、クランクシャフトがエンジンオイルと接触することによるフリクションの軽減と潤滑性の両立を考慮したものである。

ステップＳ２３では、以上説明したマップ値に基づいて適正オイルレベルレベルが決定される。次いで、制御部９はステップＳ２４へ進みステップＳ２２で読み込んだ現状オイルレベルとステップＳ２３で算出した適正オイルレベルとを比較して両者が等しいか否かを判断する。ここで両者が等しく、ＹＥＳと判断されるときは処理を終了する。一方、ＮＯと判断されたときはステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５では、Ｓ２２で読み込んだ現状オイルレベルがステップＳ２３で算出した適正オイルレベルよりも大きいか否かを判断する。ステップＳ２５でＹＥＳと判断されたとき、すなわち現状オイルレベルが適正オイルレベルよりも小さいときはステップＳ２６へ進む。ステップＳ２６では送油モータ６を正転させサブタンク５からオイルパン３へ送油する。一方、ステップＳ２５でＮＯと判断されたとき、すなわち現状オイルレベルが適正オイルレベルよりも大きいときはステップＳ２７へ進む。ステップＳ２７では送油モータ６を逆転させオイルパン３からサブタンク５へ送油する。ステップＳ２６、ステップＳ２７を経た後は再びステップＳ２４へ戻る。これによりその時々の適正オイルレベルが維持される。

次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２が実施例１と異なるのはそのオイルレベル制御の内容である。このオイルレベル制御の内容につき、図５に示したフロー図に基づいて説明する。

まず、制御部９は、ステップＳ３１において暖機が完了しているか否かの判断を行う。この判断は水温により行う。ステップＳ３１において暖機が完了していることが確認されたときはステップＳ３２に進み、図示しないエンジン回転数センサによるエンジン回転数及び同じく図示しないスロットル開度センサによるエンジン負荷と、オイルレベルセンサ８による現状オイルレベルを読み込む。次いで、ステップＳ３３では、ステップＳ３２で読み込んだエンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、予め記憶しているマップ値に照らし合わせて適正オイルレベルを算出する。

ここで、ステップＳ３３において参照されるマップ値について説明する。このマップ値は図６に示したグラフに基づいて作成される。図６に示したグラフは、横軸にエンジン回転数及びエンジン負荷の傾向、縦軸にその傾向に対応した適正オイルレベルを示している。エンジン回転数及びエンジン負荷が高くなればそれに応じて適正オイルレベルも高くなる。

ステップＳ３３では、以上説明したマップ値に基づいて適正オイルレベルレベルが決定される。次いで、制御部９はステップＳ３４へ進みステップＳ３２で読み込んだ現状オイルレベルとステップＳ３３で算出した適正オイルレベルとを比較して両者が等しいか否かを判断する。ここで両者が等しく、ＹＥＳと判断されるときは処理を終了する。一方、ＮＯと判断されたときはステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、Ｓ３２で読み込んだ現状オイルレベルがステップＳ３３で算出した適正オイルレベルよりも大きいか否かを判断する。ステップＳ３５でＹＥＳと判断されたとき、すなわち現状オイルレベルが適正オイルレベルよりも小さいときはステップＳ３６へ進む。ステップＳ３６では送油モータ６を正転させサブタンク５からオイルパン３へ送油する。一方、ステップＳ３５でＮＯと判断されたとき、すなわち現状オイルレベルが適正オイルレベルよりも大きいときはステップＳ３７へ進む。ステップＳ３７では送油モータ６を逆転させオイルパン３からサブタンク５へ送油する。ステップＳ３６、ステップＳ３７を経た後は再びステップＳ３４へ戻る。これによりその時々の適正オイルレベルが維持される。

上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えば、実施例１では、オイルレベル制御のパラメータとして油温ＴＨＯを用いていたが、この油温ＴＨＯと相関性を有する水温ＴＨＷを用いた制御とすることもできる。

エンジン本体に本発明のエンジンオイルレベル調整装置を組み込んだ状態を示す説明図である。 オイルレベル制御を実施するための水平状態を判定するフロー図である。 実施例１のオイルレベル制御のフロー図である。 油温（ＴＨＯ）と適正オイルレベルとの関係を示すグラフである。 実施例２のオイルレベル制御のフロー図である。 エンジン回転数及びエンジン負荷の傾向と適正オイルレベルとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１ エンジン本体
２ エンジンオイルレベル調整装置
３ オイルパン
４ 連結パイプ
５ サブタンク
６ 送油モータ
７ 油温センサ
８ オイルレベルセンサ
９ 制御部

Claims (3)

1. エンジン本体下部に装着するオイルパンと、
   当該オイルパンと連通するサブタンクと、
   当該サブタンクと前記オイルパンとの間で送油方向を切り替えることができる送油手段と、
   前記オイルパン内のエンジンオイルの粘度測定手段と、
   前記オイルパン内のエンジンオイルのレベルを測定するオイル残量検出手段と、
   前記送油手段の制御手段と、を有し、
   当該制御手段は、前記粘度測定手段により取得した粘度に基づいて前記オイルパン内の適正オイルレベルを決定し、当該適正オイルレベルとなるように前記送油手段を駆動するエンジンオイルレベル調整装置であって、
   前記制御手段は、エンジンオイルの粘度が高い第一領域における前記適正オイルレベルをエンジンオイルの粘度が前記第一領域よりも低い第二領域における前記適正オイルレベルよりも多い量に決定する制御を行うことを特徴とするエンジンオイルレベル調整装置。
2. 請求項１記載のエンジンオイルレベル調整装置において、
   前記制御手段は、エンジンオイルの粘度が前記第二領域におけるエンジンオイルの粘度よりも低い第三領域における前記適正オイルレベルを前記第二領域における前記適正オイルレベルよりも多い量に決定する制御を行うことを特徴とするエンジンオイルレベル調整装置。
3. 請求項２記載のエンジンオイルレベル調整装置において、
   前記制御手段は、前記第一領域における前記適正オイルレベルを前記第三領域における前記適正オイルレベルよりも多い量に決定する制御を行うことを特徴とするエンジンオイルレベル調整装置。

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