JPH04110772A - オイル成分検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明はエンジンオイルや変速機用のオイル等のオイル
成分を検出する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

エンジンや変速機等に用いられるオイルは、エンジン等
の作動性、信頼性に大きな影響を及ぼすので、その性状
を検知し、良好な性能が得られる状態にあるか否かを調
べることが要求される。

従来、オイルの性状を検知する技術として、エンジン等
への新油注入後に、使用に応じたオイルの劣化を調べる
ようにしたものは知られている。

例えば特開昭６３−２６３２０９号公報に示されている
方法および装置では、エンジン温度がエンジンオイルの
劣化に関係することから、エンジンオイルの劣化率をエ
ンジン温度の関数として演算し、エンジンオイル交換後
の経過時間ないしエンジン稼働時間と上記劣化率とに基
づいて、使用に応じたオイル劣化状態を調べ、エンジン
オイルの残余寿命を予測するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術によると、オイルが新油の段階でほぼ一
定の品質を有するという想定の下で、エンジン温度、経
過時間等の使用状況に応じてオイル劣化状態を調べてい
るので、新油の段階でのオイルの品質がわかっている場
合は有効であるが、新油の成分、品質にばらつきがある
場合にこれを検出することができない。

ところで、エンジンオイル等には、通常、泡の発生を抑
制するための消泡剤としてシリコン系添加剤が加えられ
ているが、市販されている種々のオイルの中にはこの添
加剤が入っていないものや少ないものも存在する。この
消泡剤が不足している粗悪油が使用されると、気泡の発
生によりオイルポンプのキャビテーション、門滑不良、
ＨＬＡ（油圧式ラッシュアジャスタ）における異音発生
等の問題が生じる。従って、粗悪油の使用による不具合
を未然に防止するため、エンジン等へ注入されるオイル
が上記のような粗悪油である場合はこれを新油注入段階
で判別し、警告等の処置をとることが望まれるが、前記
の従来装置ではこのような判別を行うことが困難であっ
た。

本発明はこのような事情に鑑み、オイルをサンプリング
して泡が発生し易い状態の下で泡の発生を測定すること
により、消泡剤が不足しているどうかを有効に検出する
ことができるオイル成分検出装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記のような目的を達成するため、サンプリン
グした被検出用のオイルを蓄える容器と、この容器内の
オイルを加熱する加熱手段と、この容器内へオイルより
も気化し易い気泡発生用補助剤を注入する注入手段と、
上記容器内のオイルが上記加熱手段によって所定温度に
加熱されるとともに上記注入手段によって注入された気
泡発生用補助剤がオイルに混入された状態で、このオイ
ｌしに発生する泡量を測定する測定手段とを備えたもの
である。

〔作用〕

上記構成によると、オイルに混入された気泡発生用補助
剤が加熱により強制的に気化される状態とされ、この状
態では消泡剤の不足してし）るオイルであれば多量の泡
が発生し、消泡剤が充分に含まれているオイルでは泡量
が少なく抑えられることから、泡量の測定によってこれ
らの判別が可能となる。

（実施例〕 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示している
。これらの図に示す検出装置は、サンプリングされるオ
イルを蓄える容器１と、この容器１内のオイルを加熱す
るヒータ（加熱手段）２と、この容器１内へ気泡発生用
補助剤を注入する注入手段３と、オイルに発生する泡量
を測定する測定手段１０とを備えている。

上記容器１は、箱形等に形成され、オイル導入口１ａお
よびオイル排出口１ｂを有し、オイル排出口１ｂは電磁
弁５によって開閉されるようになっている。上記ヒータ
２は容器１の壁面等に設けられている。上記注入手段３
は、補助剤貯留タンク３ａと、このタンク３ａから導出
されて上記容器１に接続された注入用バイブ３ｂとを有
し、注入用バイブ３ｂは電磁弁６によって開閉され、注
入用バイブ３ｂが開かれたときに気泡発生用補助剤が容
器１内に注入されるようになっている。上記気泡発生用
補助剤は、オイルよりも気化し易いものであり、例えば
メタノール、エタノール等のアルコール系の補助剤が使
用される。

また、上記測定手段１０は、上記容器１内のオイルが上
記ヒータ２によって所定温度に加熱されるとともに上記
注入手段３よって注入された補助剤がオイルに混入され
た状態で、このオイルに発生する泡量を測定するもので
ある。当実施例では、泡の発生によりオイルの電気抵抗
値が変化することを利用し、電圧測定によって泡■を調
べるように測定手段１０が構成されている。すなわち、
上記容器１の両側壁等に電極〈ヒータが兼用されてもよ
い）が設けられてその間に存在するオイルの電気抵抗値
に応じた電圧が出力部１１において得られ、その電圧信
号がコントロールユニット（ＥＣＵ）１２に入力され、
コントロールユニット１２に含まれる比較判別手段１３
によって所定の基準値と比較されることにより、泡量が
判定されるようになっている。なお、上記気泡発生補助
剤がアルコール系である場合は上記ヒータ２による加熱
温度が４０℃程度以上とされ、例えば４０℃に設定され
る。このヒータ２への通電の制御および上記電磁弁５，
６の制御もコントロールユニット１２によって行われる
ようになっている。

このような検出装置のユニットは、オイル注入時に検出
を行うことができるように、オイルが注入される部分に
組込まれる。例えばエンジンオイルの成分検出に適用さ
れる場合は、第２図に示すように、オイル注入部１６ａ
を有するシリンダヘッドカバー１６の内部のオイルバッ
フルプレート１７に容器１が取付けられる。そして、注
入されたオイルが容器１に導入され、余剰のオイルがオ
ーバフローされること等により一定農のオイルが容器１
内にサンプリングされる。さらに、注入手段３ヤコント
ロールユニツト（第２図では省略）に接続されるハーネ
ス１４等もシリンダヘッドカバー１６およびオイルバッ
フルプレート１７に取付けられる。

この装置によってエンジンオイルのオイル成分検出を行
う場合、エンジンへのオイルの注入時に、数十〆のオイ
ルが上記容器１内にサンプリングされる。そしてこのオ
イルが上記ヒータ２によって所定温度に加熱された状態
で、注入手段３によってアルコール系の補助剤が注入さ
れる。こうして補助剤が強制的に気化されることにより
、被検出オイルが消泡剤の不足している粗悪油であれば
泡が多−に発生し、それに応じて上記出力部１１の電圧
が大きく変化し、これがコントロールユニット１２の比
較判別手段１３により判別される。そして、このコント
ロールユニット１２から図外のワーニングランプ等の表
示手段に信号が出力される。

このような検出動作はコントロールユニット１２による
制御、演算によって自動的に行われ、これをフローチャ
ートで示すと第３図のようになる。

すなわち、エンジン等へのオイル注入時に、先ずステッ
プＳ１で、例えば図外の作動スイッチのＯＮ信号や容器
１への被検出オイル充填の検出等によって検出開始条件
となったか否かを調べる。検出開始条件となったときは
、ステップＳ２でヒーター２への通電を行って４０℃に
加熱１１１１１１１Ｌ、続いてステップＳ３で、注入手
段３の電磁弁６を開作動することによってアルコール系
の補助剤の注入を行う。それから、ステップＳ４でオイ
ル成分検出用の計測信号（出力部１１の電圧）を読込む
とともに、ステップＳ５で、後述の実験データに基づい
て予めコントロールユニット１２内に記憶されている基
準値を読出し、被検出オイルについての上記計測信号の
値と基準値とを比較する。これに基づいてステップＳ６
で、上記出力信号の値が基準値以下か否かにより被検出
オイルが長油か否かを判定し、長油であればワーニング
ランプを点灯せずにそのまま終了するが、粗悪油であれ
ば、ステップＳ７に移ってワーニングランプを点灯する
。

第４図乃至第７図は泡量の測定手段がそれぞれ異なる第
２乃至第５実施例を示している。

第４図に示す第２実施例の測定手段２０は、泡の発生に
応じて可視光線の透過率が変化することを利用したもの
であり、容器１の相対向する壁面に設けられた光源２１
および受光板２２を有し、容器１内のオイルがヒーター
２によって所定温度に加熱されるとともに気泡発生用補
助剤が注入されてオイルに混合された状態で、光［２１
から放射された特定波長の光の透過率に相当する信号が
上記受光板２２から出力されるようになっている。

第５図に示す第３実施例の測定手段３０は、泡の発生に
応じて気化熱による温度低下が生じることを利用したも
のであり、容器１内のオイルの温度を検出する温度セン
サ３１を有している。そしてコントロールユニット３２
は、容器１内のオイルに気泡発生用補助剤を注入すると
ともにヒーター２に通電してから、油温が４０℃になっ
た時点でヒーター２への通電を停止し、所定時間後に上
記温度センサ３１からの信号に基づいて油温を調べるよ
うになっている。

第６図に示す第４実施例の測定手段４０は、容器１を密
閉状態とした場合に泡の発生に応じて圧力が上昇するこ
とを利用したものであり、容器１内のオイルの上方の空
間の圧力を検出する圧力センサ４１を有している。そし
て、容器１内のオイルがヒーター２によって所定温度に
加熱されるとともに、気泡発生用補助剤の注入が済んで
電磁弁６′が閉じられたときに容器１が密閉状態となる
４１１１造とされ、密閉状態となった後に上記圧力セン
サ３１からコントロールユニット１２に入力される検出
信号に基づいて圧力が調べられるようになっている。

第７図に示す第５実施例では、容器内のオイルの液面上
に生じる泡の＾さを講ぺることにより直接的に泡量を検
出するようになっている。この図において、オイルを蓄
える容器５１は円筒状に形成され、この容器５１に対し
てヒータ５２と、オイル排出口を開閉する電磁弁５５と
、気泡発生用補助剤を注入する注入手段５３等が設けら
れるとともに、容器５１内に、表面が金属箔で形成され
た軽量の浮遊ボール５７が収容されている。また、容器
１の上部には、泡の発生に応じて浮遊ボール５７が上昇
したときにこれを光学的に検出する光センサ６０や、浮
遊ボール５７の上下動に応じて開閉されるスイッチ部分
６１ａを有する泡発生検出回路６１等が測定手段として
設けられ、これらからの信号がコントロールユニット６
２に入力されている。

この実施例による場合、エンジン等へのオイル注入時に
上記容器１にオイルが導入され、かつオイル排出口の電
磁弁５５が制御されること等で容器１内のオイルの液面
が一定レベルに調整された上で、ヒータ５２による加熱
および気泡発生用補助剤の注入が行われる。そして、オ
イルの液面上に泡が発生すると上記ボール５７が押し上
げられ、泡量が所定量以上になると、それに応じたボー
ル５７の上昇が上記光センサ６０で測定され、また上昇
したボール５７が泡発生検出回路６１のスイッチ部分６
１ａを閉じることによりこの回路６１でも泡の発生が検
出される。なお、測定手段としては、上記光センサ６０
もしくは泡発生検出回路６１のいずれか一方だけを設け
るようにしてもよい。

第８図（ａ）〜（ｅ）は、前記の第１乃至第５の各実施
例の測定手段を用い、充分に消泡剤が含まれている食油
と消泡剤が含まれていない粗悪油とについてそれぞれ、
１０ｄ程度のオイルにアルコール系の気泡発生補助剤（
メタノールもしくはエタノール、沸点２０〜３０℃）を
一定量＜　１　ＣＣ）混入させるとともに、各種温度（
１０℃〜１００℃）に調整した状態で、測定値を調べた
実験データである。なお、第８図（Ｃ）以外の各実験デ
ータは、ヒータによる加熱および気泡発生補助剤の混入
後に測定値が安定状態に達したときのものである。

これらの実験データに示すように、オイルにアルコール
系の気泡発生補助剤を混入させた状態で加熱した場合に
、４０℃以上になると食油と粗悪油とで消泡機能の違い
により測定値に差が生じる。

従って、予め調べたこのようなデータに基づき、被検出
オイルが食油であるか粗悪油であるかの判別を行うため
の基準値を設定しておけばよい。

すなわち、第８図（ａ）は第１実施例の測定手段１０を
用いて電圧を調べたものであり、ヒーター温度が４０℃
以上になると粗悪油では食油と比べて電圧が増大する。

この実験データに基づく場合、４０℃の温度において上
記判別のための基準値を４００ＷＡＶ程度に設定してお
けば、検出電圧がそれより低いか高いかにより食油か粗
悪油かを判別することができる。

第８図（ｂ）は第２実施例の測定手段２０を用い、各種
波長の可視光について発光量と受光量とから透過率を調
べ、透過率が最大（８０％程度）の波長の点をプロット
したものである。これによると、透過率最大となる波長
は、２０℃以下では４８００人程度４こげ茶色）である
が、温度が上昇すると泡の発生に伴って変化し、４０℃
において食油で４４８０人程度１粗悪油で４３５０人程
度人程リーム色）となる。従って、第２実施例の測定手
段２０による場合、４０℃に加熱した状態で例えば４３
５０人の波長の光の透過率を測定し、これが基準値より
小さけいか大きいかにより食油か粗悪油かを判別すれば
よい。

第８図（Ｃ）は第３実施例の測定手段３０を用い、横軸
に示す各ヒータ温度となるまでヒータ２に通電してから
、通電を停止して所定時間（３０秒程度）経過後の油温
を調べたものであり、上記ヒーター温度が４０’Ｃ以上
になると、所定時間経過後の油温が粗悪油では長油と比
べて低くなる。

この実験データに基づく場合、上記ヒーター温度を４０
℃とする条件下おいて上記判別のための油温基準値を３
５℃程度に設定しておけば長油か粗悪油かを判別するこ
とができる。

第８図（ｄ）は第４実施例の測定手段４０を用いて容器
１内の圧力を調べたものであり、ヒーター温度が４０℃
以上になると粗悪油では長油と比べて圧力が増大する。

そしてこの図の実験データに基づく場合、４０℃の温度
において上記判別のための基準値を１０ａｍ＋ＨＯ程度
に設定しておけば長油か粗悪油かを判別することができ
る。

第８＠（ｅ）は第５実施例のような装置を用いて容器５
１内の泡の高さから泡量を求めたものであり、ヒーター
温度が４０℃以上になると粗悪油では長油と比べて泡量
が増大する。この実験データに基づく場合、４０℃の温
度において上記判別のための泡量基準値を７１１１程度
に設定し、つまり第５実施例の装置においてボール５７
が上記泡」基準値に相当する＾さ以上に上昇するか否か
を検出することにより、長油か粗悪油かを判別すること
ができる。

なお、オイルに混入させる気泡発生用補助剤は、上記の
ようなアルコール系のものに限らず、ベンゼン、トルエ
ンその他の芳香族系のもの等でもよい。前記の第１乃至
第５の各実施例の測定手段を用い、充分に消泡剤が含ま
れている長油と消泡剤が含まれていない粗悪油とについ
てそれぞれ、１０ｄ程度のオイルに芳香族系の補助剤（
トルエン、沸点９５〜１２０℃）を一定１　（１ｃｃ）
混入させて、ヒーター温度を各種温度（４０℃〜２００
℃）に調整した状態で、測定値を調べた実験データは、
第９図（ａ）〜（ｅ）のようになる。これらのグラフに
示すように、トルエン等の芳香族系の補助剤を使用した
場合、ヒーター温度が１５０″ＣＪ：、１．上になけば
、長油と粗悪油とで電圧、透過率、油温、圧力、泡量等
に差が生じる。従ってこの場合は、第１乃至第５の各実
施例において、ヒーター１度を１５０℃もしくはそれ以
上の温度に調整した状態で測定を行えばよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のオイル成分検出装置によると、サ
ンプリングして容器内に蓄えたオイルを所定温度に加熱
するとともに、このオイルよりも気化し易い気泡発生用
補助剤を注入してオイルに混入させた状態で、このオイ
ルに発生する泡量を測定するようになっているため、エ
ンジン等にオイルが注入される段階で、消泡剤による消
泡の効力の程度を明確に検出することができる。従って
、新たに注入されるオイルが消泡機能の乏しい粗悪オイ
ルであればこれを使用者に知らせることができ、粗悪オ
イルの使用によるオイルポンプのキャビテーション、潤
滑不良等のトラブルを未然に防止することが可能となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１図実施例の装置の概略図、第２図
は同装置をエンジンに組込んだ状態の断面図、第３図は
同装置によるオイル成分検出のための演算制御処理の一
例を示すフローチャート、第４図は第２実施例の装置の
要部の概略図、第５図は第３実施例の装置の要部の概略
図、第６図は第４実施例の装置の要部の概略図、第７図
は第５実施例の装置の概略図、第８図（ａ）〜（ｅ）お
よび第９図（ａ）〜（ｅ＞は上記各実施例の装置を用い
て行った測定のデータを示すグラフである。 １・・・容器、２・・・ヒーター、３・・・注入手段、
１０゜２０．３０，４０．５０・・・測定手段。 特許出願人　　　　　　マ　ツ　ダ　株式会社代　理　
人　　　　　　弁理士　　小谷　悦司同　　　　　　　
　弁理士　　長１）　１同　　　　　　　　弁理士　　
伊藤　孝夫第 ］ 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 （ｂ） （Ｃ） し−γ−Ｊｔ／ＪＩＥ　（−ジノ 第 図 （ｂ） （Ｃ） ヒーダー逼！（’Ｃ） （ｄ） （ｅ） ヒーター；ｊ−＆（’Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、サンプリングしたオイルを蓄える容器と、この容器
   内のオイルを加熱する加熱手段と、この容器内のオイル
   よりも気化し易い気泡発生用補助剤を注入する注入手段
   と、上記容器内のオイルが上記加熱手段によつて所定温
   度に加熱されるとともに上記注入手段によつて注入され
   た気泡発生用補助剤がオイルに混入された状態で、この
   オイルに発生する泡量を測定する測定手段とを備えたこ
   とを特徴とするオイル成分検出装置。