JP5863502B2 - エンジンの潤滑油量警報装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのオイルパンに貯留される潤滑油の油量不足を警告するエンジンの潤滑油量警報装置に関する。

エンジンのオイルパンに貯留される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、自動的に潤滑油量を検出し、油量不足等の異常が発生しているときには運転者に対して警報を発するようにした装置が開発されている。

このような装置は、オイルパン内の潤滑油の油面高さ（油面レベル）を検出するものが一般的であるが、同一油量であっても運転状態に応じて油面レベルが変化する。このため、特許文献１には、潤滑油の温度に基づいて、潤滑油の油面レベルの検出値を補正し、補正後の油面レベルの値に基づいて潤滑油の消費量を算出する技術が開示されている。

特許第３２０５１７３号公報

一般に、オイルパン内の潤滑油の油面レベルから油量不足を検出する場合には、油面レベルを連続的に検出する必要はなく、油面レベルが規定の下限レベルを下回ったか否かを検出できれば良い。このため、油面レベルを検出するセンサとしては、下限レベルを閾値として出力が変化するスイッチ型のセンサを用いることができ、このスイッチ型のセンサを用いて警告灯等を点灯する等の警報を行う警報装置を構成することで、コスト低減を図ることができる。

しかしながら、スイッチ型のセンサを用いる場合、潤滑油の温度によって油面レベルが変化するため、一定温度以上の温度条件で油面レベルが下限レベルを下回ったか否かを判定する必要があり、警告灯の点灯を運転者が確認して実際に潤滑油が補給されたか否かを検知することはできない。例えば、図７に示すように、油温６０°Ｃ以上で油面レベルが下限レベルを下回ったか否かを判定する場合、警告灯の点灯によってエンジンを停止して潤滑油を補給しても、次のエンジン再始動時には、警告灯が点灯したままとなる可能性がある。

すなわち、エンジン停止から次のエンジン再始動までの間には潤滑油の温度が低下（例えば、油温２０°Ｃに低下）し、エンジンを始動しても油温が６０°Ｃになるまでは、油面レベルの判定が行われず、その間、潤滑油を補給したにも拘わらず、警告灯が点灯したままになる。潤滑油不足を警告する警告灯は、点灯後、オイルが補給された場合は直ちに消灯することが理想的であり、潤滑油を補給したにも拘わらず警告灯が点灯してしまうと、ユーザの誤解を招く。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安価な構成で潤滑油の油量不足に対応した補給の有無を判別して警報に反映することができ、商品性の向上を図ることのできるエンジンの潤滑油量警報装置を提供することを目的としている。

本発明によるエンジンの潤滑油量警報装置は、エンジンのオイルパンに貯留される潤滑油の油面レベルが予め設定した下限レベルを下回ったとき、警報装置を作動させて前記潤滑油の油量不足を警報するエンジンの潤滑油量警報装置において、前記オイルパンに設けられて前記潤滑油の油面レベルが前記下限レベルを下回ったか否かを検出する油面センサと、前記潤滑油の温度が第１の設定温度以上の条件下で、前記潤滑油の油面レベルが前記下限レベルを下回ったか否かを前記油面センサの出力値に基づいて判定し、前記潤滑油の油面レベルが前記下限レベルを下回ったとき、前記警報装置を作動させる油量警報部と、前記警報装置の作動履歴を走行サイクル毎に保存する警報履歴保存部と、エンジン始動時に前記警報装置の作動履歴を参照し、前回の走行サイクルで前記警報装置が作動していない場合、前記第１の設定温度以上で前記油量警報部における前記下限レベルの判定を開始させ、前回の走行サイクルで前記警報装置が作動している場合には、前記第１の設定温度よりも所定に低い第２の設定温度で前記油量警報部における前記下限レベルの判定を開始させる判定温度設定部とを備えるものである。

本発明によれば、安価な構成で潤滑油の油量不足に対応した補給の有無を判別して警報に反映することができ、商品性の向上を図ることができる。

潤滑油量警報装置の概略図 油量警告灯の点灯及び消灯の推移を示す説明図 油温と油面レベルとの関係を示す説明図 油温による油量警告灯の点灯及び消灯の推移を示す説明図 油量警報に係る機能ブロック図 油量警報に係る判定処理のフローチャート 従来の油量警告灯の点灯及び消灯の推移を示す説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１０は、エンジン１１の下部に装着されたオイルパン１２の内部に貯留される潤滑油の油量を検出し、油量が規定のレベルより低下したとき、潤滑油量不足の警報を発する潤滑油量警報装置を示している。オイルパン１２の内部に貯留された潤滑油はエンジン１１内で循環され、エンジン１１内の各摺動部が潤滑されてエンジン１１の駆動状態が良好に維持される。

この潤滑油をエンジン１１内に循環させるため、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、オイルクーラ等が組み付けられている。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導かれ、続いてシリンダブロック１３やシリンダヘッド１４の油路に導入される。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に戻される。

また、潤滑油が貯留されるオイルパン１２内には、潤滑油の油面レベルを検出する油面センサ１６が設置されている。油面センサ１６は、本実施の形態においてはフロート式スイッチにより構成され、潤滑油の下限量を規定する下限レベルを検出する。具体的には、油面センサ１６は、オイルパン１２の底部から所定の高さに設置されたリードスイッチ１７と、このリードスイッチ１７の下部で油面レベルに応じて上下動し、上部に永久磁石１８を内蔵したフロート１９とにより構成されている。

リードスイッチ１７は、オイルパン１２の側壁部の下限レベルより若干高い位置から水平方向に延出されるアーム２０の先端側に内蔵され、このアーム２０の先端側下部に、フロート１９を上下動自在に収納する収納枠２１が配設されている。フロート１９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収納枠２１内で上下動し、油面レベルが下限レベルに達したとき、上部の永久磁石１８によってリードスイッチ１７を作動させ、油面レベルが下限レベルを下回らない限り、リードスイッチ１７を作動状態に保持する。

尚、リードスイッチ１７は、永久磁石１８を接近させることにより接点が閉成（ＯＮ）するノーマルオープンタイプ、永久磁石１８を接近させることにより接点が開成（ＯＦＦ）するノーマルクローズタイプの何れでも良いが、以下では、下限レベル以上でリードスイッチ１７がＯＮし、下限レベルを下回ったとき、リードスイッチ１７がＯＦＦするものとして説明する。

リードスイッチ１７は、マイクロコンピュータを中心として構成される電子制御ユニット(ＥＣＵ)５０を介して電源２に接続され、リードスイッチ１７のＯＮ，ＯＦＦ信号がＥＣＵ５０に読み込まれる。ＥＣＵ５０は、リードスイッチ１７のＯＮ，ＯＦＦ信号に基づいて潤滑油量が下限レベル以下になったか否かを判別し、潤滑油量が下限以下と判定したとき、警報装置を作動させて潤滑油量不足の警報を発し、潤滑油の補給を促す。

本実施の形態においては、潤滑油量不足を警報する警報装置として油量警告灯３０を点灯させるようにしているが、油量警告灯３０に限定されることなく、警告ブザー等の警報音を発生する警報装置でも良い。また、ＥＣＵ５０は、運転者の操作によってＯＮ，ＯＦＦされるイグニッションスイッチ１を介して電源２に接続されている。

ここで、オイルパン１２内の潤滑油は、同じ油量であっても油温が低い場合よりも油温が高い場合の方が油面レベルが高い。これは、油温が高い方が潤滑油の体積膨張と粘度低下によりオイルパンへの戻りが速いためである。このため、油面センサ１６は、エンジンが定常運転状態等の安定した運転状態にあるときの潤滑油の温度を基準として設定し（第１の設定温度）、油温が設定温度以上の条件下で潤滑油量の下限レベルを判定可能なように、フロート１９によってリードスイッチ１７がＯＮする位置が設定されている。

従って、ＥＣＵ５０は、通常のエンジン運転中、油温が設定温度（例えば、６０°Ｃ）以上の条件下において所定の時間間隔で油量警報処理を実行する。すなわち、油温が設定温度（例えば、６０°Ｃ）以上になったとき、定期的に油面センサ１６の信号を読み込み、油量が下限レベル以下になったか否かの判定を行う。そして、ＥＣＵ５０は、リードスイッチがＯＦＦして油量が下限レベルを下回っていると判定したとき、油量警告灯３０を点灯し、潤滑油が補給されて下限レベル以上になったと判定されるまで、油量警告灯３０を点灯状態に保持する。

一方、エンジン始動時は、ＥＣＵ５０は、以下の（１），（２）に示すロジックを導入して油量警報処理を実行し、油量警告灯３０の点灯／消灯を制御する。これは、前回のエンジン始動から停止までの走行サイクルにおいて、潤滑油量が下限レベルより低下して油量警告灯３０が点灯した場合、エンジンを停止して潤滑油を補給しても、エンジン停止から次のエンジン再始動までの間には潤滑油の温度が低下し、エンジン再始動時に油量警報処理を開始するタイミングが遅れてしまうことがあり、潤滑油を補給したにも拘わらず、油量警告灯３０が点灯したままになる虞があるからである。

（１）エンジン始動時には油量警告灯３０を消灯させる。
潤滑油を補給したにも拘わらず、エンジン再始動時に油量警告灯３０が点灯したままになることを防止するためには、エンジン始動時には油量警告灯３０を消灯させるという簡単なロジックで対応することができる。

例えば、油温が６０°Ｃ以上で油量警報処理を実行し、油量が下限レベルよりも低下したと判定された場合、図２に示すように、油量警告灯３０が点灯され、エンジンを停止するまで点灯状態が継続する。ここで、エンジンを停止して潤滑油を補給した場合（オイル補給あり）、次のエンジン再始動時には、潤滑油の温度が低下（図２においては、油温が２０°Ｃに低下）して判定処理が実行されない場合であっても、油量警告灯３０は必ず消灯され、点灯することはない。

但し、このエンジン始動時に必ず油量警告灯３０を消灯させるロジックでは、前回の走行サイクルで油量警告灯３０が点灯したにも拘わらず、潤滑油を補給しなかった場合（オイル補給無しの場合）、エンジンを再始動してから潤滑油の油温が上昇して油量警報処理が実行されるまでの期間は、潤滑油量が不足していても油量警告灯３０が点灯せずに消灯している。このため、以下の（２）のロジックを加えることで、潤滑油量が不足しているにも拘わらずエンジン始動時に油量警告灯３０が消灯している期間を削減することができる。

（２）前回の走行サイクルで油量警告灯３０を点灯した場合には、油量警報処理を実施する温度条件を通常よりも低温側にシフトさせる。
前述したように、油量警報処理は、油温による油面レベルの変化を考慮して、設定温度（例えば６０°Ｃ）以上で実行される。しかしながら、油量不足を検出する場合、通常の設定温度より低温の条件下で油量警報処理を実行しても、実際に油量が不足しているにも拘わらず油量警告灯３０を消灯する方向への誤判定を生じることはなく、潤滑油の補給がなされた場合に対応して、油温によって低下する油面レベルが油量不足の下限レベルを下回らないような温度で判定を行うことにより、潤滑油の補給の有無を適正に識別して油量警告灯３０の点灯／消灯を決定することができる。

すなわち、図３に示すように、補給前の油面レベルと油温との関係が直線Ｌａで示す関係にある場合、通常の油量警報処理を実施する第１の設定温度をＴ１（例えば６０°Ｃ）として、オイルパン１２の潤滑油の下限レベルをＬＶとすると、この下限レベルＬＶは、油面センサ１６のリードスイッチ１７がＯＮする位置となる。ここで、油面レベルが図３中のＡ点で下限レベルＬＶより低下して油量警告灯３０が点灯された場合、潤滑油を一定量（例えば、市場において使用可能な０．５Ｌのオイル缶１本分）補給すると、油面レベルと油温との関係は、直線Ｌａを油面レベルが高くなる方向に平行移動した直線Ｌｂで示す関係となる。

従って、潤滑油を補給した場合には、油量警報処理を実施する油温を、第１の設定温度Ｔ１よりも低い第２の設定温度Ｔ２に下げることで、油量警告灯３０の消灯範囲を拡大することができる。この第２の設定温度Ｔ２は、温度低下による油面レベルの低下が下限レベルを下回らない温度（例えば２０°Ｃ）であり、潤滑油を補給した場合、油面レベルは直線Ｌｂ上のＢ点で油量警告灯３０が消灯する位置となり、潤滑油の補給の有無を適正に識別することができる。一方、潤滑油を補給しなかった場合には、直線Ｌａ上のＣ点で油量警告灯３０が点灯した状態のままとなり、潤滑油量が不足しているにも拘わらずエンジン始動時に油量警告灯３０が消灯しているような事態を確実に防止することができる。

すなわち、図４に示すように、前回の走行サイクルにおいて油量が下限レベルよりも低下したと判定され、油量警告灯３０が点灯された場合、エンジンを停止して次にエンジンを再始動するときには、油量警報処理を通常の第１の設定温度Ｔ１（例えば６０°Ｃ）よりも低い第２の設定温度Ｔ２（例えば２０°Ｃ）から開始する。これにより、潤滑油を補給した場合（オイル補給あり）には、油量警告灯３０は消灯したまま誤点灯することがなく、潤滑油を補給しなかった場合（オイル補給無し）には、直ちに油量警告灯３０が点灯する。

このため、ＥＣＵ５０は、図１に示すように、イグニッションスイッチ１からの信号、エンジン１１のクランク軸１１ａに軸着するクランクロータ１１ｂの外周に対設されたクランク角センサ２５からの信号、オイルパン１２内に臨まされた油温センサ２６からの信号、上述の油面センサ１６の信号等を入力し、前回の走行サイクルにおける油量警告灯３０の点灯履歴に応じて設定される温度条件下で、オイルパン１２内の潤滑油の油面レベルが予め設定した下限レベルを下回ったか否かを判定する。そして、潤滑油の油面レベルが下限レベルを下回ったと判定したとき、油量警告灯３０を点灯させて潤滑油の油量不足を警報する。

このようなＥＣＵ５０の油量警報に係る機能は、図５に示すように、油量警報部５１、警報履歴保存部５２、再始動判定部５３、判定温度設定部５４によって示される。
油量警報部５１は、油温センサ２６からの信号に基づいてオイルパン１２内の潤滑油の温度を検出し、検出した油温が設定温度Ｔ１以上の条件下で、油面センサ１６の出力信号に基づいて潤滑油の油面レベルが下限レベルを下回ったか否かを判定し、潤滑油の油面レベルが下限レベルを下回ったとき、油量警告灯３０を点灯させる。その際、エンジン始動時に、下限レベルの判定を行う油温の条件として、判定温度設定部５４から第１の設定温度Ｔ１よりも低い第２の設定温度Ｔ２を指示された場合には、第２の設定温度Ｔ２以上の条件下で下限レベルの判定を行い、潤滑油の温度が第２の設定温度Ｔ２未満の場合には、判定を行うことなく油量警告灯３０を消灯させる。

警報履歴保存部５２は、油量警告灯３０の点灯履歴を走行サイクル毎に記憶し、メモリに保存する。この油量警告灯３０の点灯履歴は、次の走行サイクルのエンジン再始動時に判定温度設定部５４にて参照され、油量警報部５１における判定処理が通常の第１の設定温度以上での判定に移行したときには、クリアされる。

再始動判定部５３は、イグニッションスイッチ１からの信号とクランク角センサ２５からの信号とに基づいて、エンジンが運転中か再始動かを判定し、判定結果を判定温度設定部５４に出力する。例えば、イグニッションスイッチ１がＯＮでクランク角センサから信号入力がある場合には、エンジン運転中であり、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮされ、クランク角センサ２５からの信号が入力されない場合には、エンジン再始動と判断する。

判定温度設定部５４は、再始動判定部５３で再始動時と判定されたとき、警報履歴保存部５２から油量警告灯３０の点灯履歴を参照して、前回の走行サイクルで油量警告灯３０が点灯されているか否かを調べる。そして、前回の走行サイクルで油量警告灯３０が点灯されていない場合、油温が第１の設定温度Ｔ１以上で下限レベルの判定処理を実行することを油量警報部５１へ指示し、前回の走行サイクルで油量警告灯３０が点灯されている場合には、油温が第２の設定温度Ｔ２以上で下限レベルの判定処理を実行することを油量警報部５１へ指示する。

以上の機能は、具体的には、ＥＣＵ５０で実行されるプログラム処理にて実現される。次に、ＥＣＵ５０における油量警報に係るプログラム処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。

図６のフローチャートは、イグニッションスイッチ１がＯＮされた直後に実行され、その後、所定時間毎に実行される油量警報に係る判定処理を示している。この処理は、先ず、ステップＳ１においてエンジン再始動時か否かを判定し、エンジン再始動時である場合には、ステップＳ１からステップＳ２へ進み、通常の運転中である場合には、ステップＳ１からステップＳ６以降へ進む。

エンジン始動時である場合、ステップＳ２では油量警告灯３０の点灯履歴を参照し、前回の走行時に油量警告灯３０が点灯されたか否かを調べる。前回の走行時に油量警告灯３０が点灯されていない場合、ステップＳ２からステップＳ６へ進み、前回の走行時に油量警告灯３０が点灯されている場合には、ステップＳ２からステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、油温センサ２６で検出した潤滑油の油温Ｔが第２の設定温度Ｔ２以上か否かを調べる。そして、Ｔ≧Ｔ２の場合、ステップＳ３からステップＳ４へ進んで、油面センサ１６の信号からオイルパン１２の潤滑油の油面レベルが下限レベル以上か否かの判定を実施する。その結果、潤滑油の油面レベルが下限レベル以上であるときには、潤滑油が補給されたものとして、油量警告灯３０を消灯する。また、潤滑油の油面レベルが下限レベルを下回っているときには、潤滑油が補給されなかったものとして、油量警告灯３０の点灯を維持する。

一方、ステップＳ３においてＴ＜Ｔ２の場合には、油温が低すぎて潤滑油の補給の有無による油面レベルの変化を正確に判定できないため、判定は実施しない。この場合、油量警告灯３０は消灯し、前回の走行時に油量警告灯３０が点灯したことを運転者が確認して潤滑油を補給したにも拘わらず、油量警告灯３０が点灯することを防止する。

次に、ステップＳ１においてエンジン始動時でない通常の運転中である場合、或いはステップＳ２において前回の走行時に油量警告灯３０が点灯されていない場合のステップＳ６以降の処理について説明する。

ステップＳ６では、潤滑油の油温Ｔが第１の設定温度Ｔ１以上か否かを調べる。その結果、Ｔ≧Ｔ１の場合には、ステップＳ７で潤滑油の油面レベルが下限レベル以上であるか否かを判定し、油面レベルが下限レベル以上のときには油量警告灯３０を消灯状態とし、油面レベルが下限レベルを下回っているとき、油量警告灯３０を点灯して油量不足を警報する。また、Ｔ＜Ｔ１の場合には、油面レベルが下限レベル以上であるか否かの判定は実施せず、次回のタイミングで判定が実施されるまで、油量警告灯３０を現在の状態に維持する。

このように本実施の形態においては、油面レベルが下限レベルを下回っているか否かの判定を行う温度条件を、油量警告灯３０の点灯履歴に応じて変更し、前回の走行サイクルで油量警告灯３０が点灯している場合には、次の走行サイクルのエンジン再始動時に、通常のエンジン運転中に判定を行う温度よりも低い温度で判定を開始するようにしている。これにより、安価な構成で潤滑油の油量不足に対応した補給の有無を判別して警報に反映することができ、商品性の向上を図ることができる。

１０ 潤滑油量警報装置
１１ エンジン
１２ オイルパン
１６ 油面センサ
１７ リードスイッチ
１８ 永久磁石
１９ フロート
２６ 油温センサ
３０ 油量警告灯
５０ 電子制御ユニット
５１ 油量警報部
５２ 警報履歴保存部
５３ 再始動判定部
５４ 判定温度設定部
ＬＶ 下限レベル

Claims (4)

1. エンジンのオイルパンに貯留される潤滑油の油面レベルが予め設定した下限レベルを下回ったとき、警報装置を作動させて前記潤滑油の油量不足を警報するエンジンの潤滑油量警報装置において、
   前記オイルパンに設けられて前記潤滑油の油面レベルが前記下限レベルを下回ったか否かを検出する油面センサと、
   前記潤滑油の温度が第１の設定温度以上の条件下で、前記潤滑油の油面レベルが前記下限レベルを下回ったか否かを前記油面センサの出力値に基づいて判定し、前記潤滑油の油面レベルが前記下限レベルを下回ったとき、前記警報装置を作動させる油量警報部と、
   前記警報装置の作動履歴を走行サイクル毎に保存する警報履歴保存部と、
   エンジン始動時に前記警報装置の作動履歴を参照し、前回の走行サイクルで前記警報装置が作動していない場合、前記第１の設定温度以上で前記油量警報部における前記下限レベルの判定を開始させ、前回の走行サイクルで前記警報装置が作動している場合には、前記第１の設定温度よりも所定に低い第２の設定温度で前記油量警報部における前記下限レベルの判定を開始させる判定温度設定部と
   を備えることを特徴とするエンジンの潤滑油量警報装置。
2. 前記油量警報部は、エンジン始動時に、前記潤滑油の温度が前記第２の設定温度未満の場合には、前記下限レベルの判定を行うことなく前記警報装置を非作動の状態に保持することを特徴とする請求項１記載のエンジンの潤滑油量警報装置。
3. 前記警報装置は、前記潤滑油の油面レベルが前記下限レベルを下回ったときに点灯される警告灯であり、
   警報履歴保存部は、前記警告灯の点灯履歴を保存することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの潤滑油量警報装置。
4. 前記油面センサは、前記潤滑油の油面レベルに応じて上下動するフロートと、該フロートの上下動に応じて開閉されるスイッチとを備えるフロート式スイッチであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載のエンジンの潤滑油量警報装置。

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