JPS62162961A - オイル交換時期の検出方法及び検出装置 - 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） この発明は、エンジンオイル、ミッション才イル、その
他工作機械等に使用されるオイル類の劣化状態を検出し
、オイルの交換時期を知る方法及びその検出装置に関す
るものである。

（従来技術） 従来、自動車のエンジン、工作機械等の潤滑用に使用さ
れているオイルは、所定時間使用されることにより酸化
、炭化、希釈、乳化等の原因により本来の潤滑性を失い
、所定時間後にはオイルの交換が必要であった。

例えばエンジンオイルの場合、その寿命は普通約２００
０ｋｍ走行で失われ、その後に交換する必要があった。

しかし、このエンジンオイルの寿命は、ドライバーの癖
、エンジンの使用年数、エンジンの種類形式、オイルの
グレード等の各種条件により差がでるものであり、−律
に２０００ｋｒｎで交換する場合は少なく、従来、以下
のような経験的判定方法によりその交換時期の判定が行
なわれていた。

（１）臭気をかいでみる。（強い特有の匂いを発するも
のは不純物及び燃料であるガソリン等の混入量が多いと
判断される。） （２〉指の間にオイルを挾んでみて粘度の大小、きよう
雑物の多少を調べる。

（３）試験管の中に適量のオイルを入れ１１０″Ｃ位に
加熱し、含有水分の存在を水のはねる音により判断する
。

（４）透明な２枚のガラス板に油を挾み透視して水分の
存在及びスラッジ発生の有無を調べる。

（５）オイルを少量の清水で洗い水分を取出してリドマ
ス試験紙が赤変すれば酸性である。

上記の方法は何れもエンジンからオイルを抜き取って判
定するものであり、経験的な感による場合が多く、一般
の運転者がこのような方法によりオイルの交換時期を判
定するのは甚だ困難且つ不確実なものであった。

（目的） 本発明は上記従来の現状に鑑み、エンジンオイル等のオ
イルの交換時期を的確に判断し得るとともに、オイルの
使用されているエンジン、工作機械等に直接測定装置を
取り付けて判定することのできるオイルの交換時期の検
出方法及びその検出装置を提供せんとすることを目的と
する。

（目的を達成するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、オイルの酸化によ
り発生する発生ガスの全体ガス量及び該発生ガス中の特
定ガスのガス量を検出し、検出された各検出値をそれぞ
れに対応する設定基準値と比較することにより、オイル
の劣化状態を検出するオイル交換時期の検出方法であり
、そのための装置として、オイルの酸化により発生する
発生ガスの全体ガス量を検出する全体ガス量検出手段と
、該発生ガス中の特定ガスのガス量を検出する特定ガス
量検出手段と、該全体ガス量検出手段及び該特定ガス量
検出手段より得られたデーター信号を予め記録されたそ
れぞれの基準設定値と比較する比較回路と、該比較回路
からの出力信号によりオイルの劣化状態を表示する表示
手段とを備えたオイル交換時期の検出装置とするもので
ある。

（作用） エンジンオイル等のオイルは使用されることにより熱等
の影響を受は酸化分解される。そのため使用時間が長く
なればこの酸化過程が進行し、オイルから酸化によるガ
スが大量に発生する。そこで、この酸化による発生ガス
のガス量を検出し、一方、過去の実験データーにより、
オイルの劣化を明らかに示す発生ガスのガス量を劣化の
判定基準値として定め、この設定した基準値と、検出さ
れた実際の発生ガスのガス量とを比較することにより、
オイルの劣化状態を知ることができる。

又、この酸化により発生する発生ガスのガス中には、オ
イルの劣化が進行するに従い発生される特定のガスがあ
り、この特定ガスのガス量を検出することによりオイル
の劣化状態を知ることができる。この場合にも、過去の
実験データー等より特定ガスの設定基準値を定めておけ
ば、その設定基準値との比較によりオイルの劣化状態を
知ることができる。

本発明においては、発生ガスの全体ガス量を検出すると
ともに、同時に発生ガス中の特定ガスのガス量を検出し
、この両者の検出値をそれぞれの設定基準値と比較する
ことにより、より的確にオイルの劣化状態を検出するこ
とができる。そして、その検出装置として発生ガスの全
体ガス量を検出する全体ガス量検出手段を備え、この全
体ガス量検出手段は、例えばエンジンのオイルパン等の
エンジン内のガス発生領域に設置することができる。又
、発生ガス中の特定ガスのガス量を検出する特定ガス量
検出手段も同時にオイルパン内に設置することができる
。

この全体ガス量検出手段により検出された発生ガスの全
体ガス量を比較回路に入力し、比較回路内では予め記録
された全体ガス量の基準設定値と比較して、測定された
全体ガス量が劣化状態に該当するか否かを数値的に判断
する。

同様に、特定ガス量検出手段により検出された特定ガス
のガス量も、比較回路にて予め記録された基準設定値と
比較される。

この比較回路内で数値的に比較され、基準設定値以上の
検出値が得られている場合には、オイルの劣化が進行し
ているものと判断し、比較回路より表示手段に信号が送
られる。この表示手段ではオイルの劣化状態を視覚的ま
たは聴覚的等の手段により表示し、オイルが交換時期に
相当している場合にはその旨の表示を行なう。

このように、オイルの酸化により発生する発生ガスの全
体量及び発生ガス中の特定ガス量を検出することにより
、その両者の検出数値を判定資料として的確にオイルの
劣化状態を把握し、オイルの交換時期を表示手段を介し
表示することができる。

又、前記発生ガスの全体ガス量及び特定ガス量の検出に
加えて、エンジンオイルの使用時間を検出し、その検出
値を予め設定した設定基準値と比較することにより、よ
り的確にオイルの交換時期を検出することができるもの
である。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

実施例を説明するにあたり、先ずオイルの劣化原因及び
劣化状態を判定する基礎となる実験等について説明を加
える。

（劣化原因） 例として、一般車両用に使用されるエンジンオイルの場
合につき説明すると、エンジンオイルの劣化は主として
酸化反応より進行する。

この酸化反応の機構は、エンジンオイルの主体をなす炭
化水素ＲＨがエンジンの熱の作用により分解して、・Ｈ
を分離しフリーラジカルＲ・を生じることに始まる。こ
のＲ・は非常に活性であるため、直ちに酸素と結合して
パーオキサイドラジカルＲＯＯ・を生じ、これが他の炭
化水素分子と反応してハイドロパーオキサイドＲＯＯＭ
とＲ・を生じ、連鎖的に反応が繰り返されて酸化が進行
する。

このようにして生じたハイドロパーオキサイドは非常に
不安定な物質であるため、さらに複雑な熱分解、酸触媒
分解、塩基触媒分解、金属触媒分解等を経て、酸化生成
物としてアルデヒド、ケトン、アルコール分、カルボン
酸、オキシ酸、エステル、ラクトン、水分及び各種縮合
物等を生成してゆく。

このようなオイルの酸化機構は、特にエンジンの温度と
深く関係し、オイル温度が１３０’Ｃを越える場合には
急激な酸化が起こることが知られている。又、エンジン
内の銅、鉄、鉛等の発生金属の影響により、それらの金
属の触媒作用により更に酸化は進行する。又、使用オイ
ル中に劣化した残留オイルが混入されている場合とかオ
イルに水分が含まれている場合には、これらの各種不純
物及び水分が触媒作用をなし、さらにオイルの劣化速度
が早まる。さらにオイル中にスラッジ分、例えばラッカ
ー分、固定スラッジ分、乳化スラッジ分等が混入する場
合には、スラッジ中の不飽和戻化水素分によりフリーラ
ジカル連鎖反応が促進され、又、含有きよう雑物の触媒
作用により酸化がさらに促進される。

一方、オイルの酸化反応中において、オイルから発生す
るガスが酸素と結合する際に、熱の伝導速度より酸素の
反応速度の方が遅い場合等には、熱のためにオイルが乾
留され次化し多量のカーボンを発生することとなる。

（実験） 上記原因によるオイルの劣化状態を判定するため、発明
者は、特にオイルの劣化と関係の深い酸化反応より発生
するガスについての実験を以下の要領で行なった。

先ず、磁性ビーカーに資料としてのオイル１０ｒｒｒｍ
ｌを取り、電熱器でエンジンのオイルパン内での油温と
同じ９０６０〜１００℃に加熱した。

次に油温が安定したらその油温を記録した。

次に資料オイル直上の空気を約２Ｔ１１１１ｆｆｉ取り
、ガスクロマトグラフへ注入した。

その結果、第１図〜第５図に示すチャートを得ることが
できた。

先ず第１図は、走行距離Ｑ　ｋｍのＣＡＳＴＬＥクリー
ンロイヤル■（オイル名）を資料とした場合であり、油
温９４．２℃、減衰量１／４０　、チャートスピード２
０ｍｍ／ｍｉｎの条件である。

次に第２図のものは、油温９４．３°Ｃ２減衰量１／４
０　、チャートスピード２０ｍ１ｌｌ／ｍｉｎの条件に
おいて、ＣＡＳＴＬＥクリーンロイヤル■の走行圧＠２
０００ｋＴ１１以上のものを資料としたものである。

次に第３図のものは、走行距離Ｑ　ｋｍのカストロール
ＧＴＸ−７（オイル名）を資料とし、油温９４．３℃１
ｇ衰量１／４０　、チャートスピード２０Ｉ１１１Ｔｌ
／ｍｉｎの条件下でのチャートである。

第４図のものは、カストロールＧＴＸ−７の走行距離５
１．２ｋｒｎのものを資料とし１、第３図の時と同様な
条件下でのチャートである。

第５図のものは、カストロールＧＴＸ−７の走行圧ｍ２
０００ｋｍ以上のものを資料とし、油温９５．２℃、減
衰量１７８０　、チャートスピード２０１１ｍ１／　ｍ
　ｉ　ｎの条件下でのチャートである。

上記第１図〜第５図のチャートにより、エンジンオイル
が劣化すると、発生する酸化ガスのガス量が増加するこ
とが判る。又、エンジンオイルの種類及び使用エンジン
が異なってもオイルが劣化すると、はぼ同じ位置にピー
クが出現することが判る（第２図及び第５図参照）。

きらに劣化が進行すると、各図中の１のピークより２の
ピークが高くなってゆき、又、４，５゜６で示す各ピー
クが比較的明瞭にチャート上に出現することが判る。

この実験結果より、エンジンオイルの劣化状態を判定す
るには、一定温度に達したオイルから発生する酸化ガス
のガス量を測定し、また劣化が進行すると出現する図中
４．５．６のピークを持つガス（アルデヒド、ケトン、
アルコールン酸等の特定ガス）の発生及びその発生量を
検知することにより、エンジンオイルの劣化状態をほぼ
的確に把握することができることが判る。

上記結論に基づき本発明においては、エンジンオイルの
酸化に伴う発生ガスのガス量の全体量を検出し、さらに
酸化の進行に伴い発生する特定ガスの発生及びその発生
量を検出し、それを実験値によって得られたオイルの劣
化の基準値との比較によりエンジンオイルの劣化状態を
把握し、エンジンオイルの交換時期を検出しようとする
ものである。

第１実施例として、そのための装置を第６図に示す。

第６図において、センサー１０はエンジンのオイルパン
内、又はキャブレターのブローバイガス通路に設置され
るものであり、エンジンオイルより発生する発生ガス量
を検知することができるものである。このセンサー１０
はエンジンオイルが一定温度に達した時に作動される。

増幅器１１はセンサー１０からの信号を増幅するもので
あり、信号変換器１２は増幅器１１を介し入力されたア
ナログ信号をデジタル信号に変換するものである。メモ
リー回路１３には予め実験に基つきオイルの劣化基準値
であるガス量が記録されている。

比較回路１４ではメモリー回路１３からの設定基準値と
信号変換器１２からのデジタル信号とを比較し、エンジ
ンオイルの劣化状態をＬＥＤ１５に出力する。この比較
回路１４はデジタルカウンターにより構成されている。

第７図には、ＬＥＤの各種表示形態を図示する。第７図
（イ）に示すもの（１５ａ）は３段階の点灯方式による
ものであり、正常、劣化、危険の３段階の何れかを前記
比較回路１４からの出力信号により表示する。第７図（
ロ）に示すもの（１５ｂ）は多段階の点灯方式のもので
あり、正常、劣化、危険を多段階に点灯し表示するもの
である。

第７図（ハ）に示すもの（１５ｃ）は発生ガスの種類別
に劣化状態を多段階に表示するものである。

即ち、発生ガスの全体量の検知センサー１０以外に、特
定ガスの発生を検知し又は特定ガスの発生量を検知する
センサーを追加することにより、酸化による発生ガス量
のみならず、酸化の進行により発生する各特定ガスの検
出をも行なうことができるものである。そのような場合
には各センサー毎に増幅器１１．信号変換器１２．メモ
リー回路１３、比較回路１４を設置することもできる。

次に第８図により第２実施例を説明する。

本例のセンサー２０．増幅器２１．信号変換器２２、メ
モリー回路２３．比較回路２４は第１実施例とほぼ同様
なものであり、本例においては更に、オイルの使用時間
を積算し得る使用時間積算回路２５が設置されている。

この使用時間積算回路２５はエンジンのイグニッション
スイッチがＯＮされることにより積算されるものである
。メモリー回路２６には、実験または過去のデーター等
により得られたエンジンオイルの使用時間の基準値が記
録されている。比較回路２７では、このメモリー回路２
６の設定基準値と使用時間積算回路２５からのλカブ−
ターとを比較する。処理回路２８には、前記比較回路２
４及び２７からの信号データーが入力され、ここでそれ
らのデーターに基づきエンジンオイルが劣化状態にある
か否かが判定きれる。即ち、実験値または過去のデータ
ーによるエンジンオイルの劣化を示す平均値のデーター
が記録されたメモリー回路２９のデーターとを比較回路
３０を介し比較することによりエンジンオイルが劣化し
、エンジンオイルが交換時期にあると判断される時には
出力信号が発せられる。

出力制御回路３１では正常、劣化、危険等の各出力に応
じた出力信号が出力きれる。この出力信号は表示制御回
路３３を介し視覚表示体３４に視覚表示として出力され
る。即ち、この視覚表示体３４はＬＥＤ　、ランプ、デ
ジタルメーター等により構成きれる。又、出力信号は聴
覚制御回路３５を介し、聴覚警告体３６にも出力される
。この聴覚警告体３６はブザー又は電子音により警報を
発する。又、出力信号は警報出力体３７にも出力される
。この警報出力体３７はアラーム又はサイレン等により
構成される。さらに、出力信号は記録回路３８にも出力
きれ、ここではオイル別、使用環境別等のデーターとし
て記録され、オイル交換の管理の効率化に共される。さ
らに出力信号は通信回路３９にも出力され、ここでは入
力されたデーターを外部に出力する。即ち、前記メモリ
ー回路２９等に出力される場合もある。さらに出力信号
は自動回復回路４０にも出力され、この自動回復回路４
０は、エンジンオイル等の自動交換及び自動補充装置を
作動させることができるものである。尚、図中３２はセ
ンサー制御回路であって、センサー２０と処理回路２８
に接読されている。

さらに図中４１はリセットスイッチであり、オイル交換
等が行なわれた場合には、センサー２０及び使用時間積
算回路２５等をリセットし得るものである。

このように構成された本例の検出装置においては、エン
ジンのオイルパン内で発生する発生ガスのガス量が検出
され、さらに別のセンサーを設置することにより発生ガ
ス中の特定ガスの発生及びガス量も同時に検出すること
ができ、この検出と同時にオイルの使用時間をも検出す
ることができるため、これらのデーターを総合して基準
値と比較処理することにより、より的確にオイルの劣化
状態を把握し、オイルの交換時期を判定することができ
るものである。そして、その判定結果は視覚または聴覚
等の手段により運転者又は管理者等に表示警告される。

又、それらのデーターは記録回路３８によりデーターと
して記録され、後のオイルの交換時期を決定するための
データーとしてフィードバックされる。

尚、上記実施例においてオイルの劣化状態をより正確に
把握するため、オイルの電気伝導度またはＰｈ値を検知
し、それを対応する基準設定値と比較しオイル交換時期
の判断資料とすることもできる。即ち、装置としてセン
サーに電気伝導度センサー及びＰｈセンサーを追加する
こともできる。（劣化オイルはカーボンを大量に含み、
かつ金属粉も大量に含むため電気伝導度に変化が生じる
。又、劣化オイルは酸化状態が進行しているため、酸性
化していること（こ準拠するものである。）きらに第２
実施例におけるオイルの使用時間積算手段に替え、自動
車の走行距離を検出してオイルの劣化状態の判定資料と
してもよい。

上記実施例は自動車のエンジンオイルに適用するものを
例示したが、工作機械の潤滑オイル、変圧器２発電機等
のオイル又は食用油等に対し適用することもできる。

（発明の効果） 本発明は、オイルの酸化により発生する発生ガスの全体
ガス量及び該発生ガス中の特定ガスのガス量を検出し、
検出された各検出値をそれぞれに対応する設定基準値と
比較することにより、オイルの劣化状態を検出するオイ
ル交換時期の検出方法であり、その装置として、オイル
の酸化により発生する発生ガスの全体ガス量を検出する
全体ガス量検出手段と、該発生ガス中の特定ガスのガス
量を検出する特定ガス量検出手段と１、該全体ガス量検
出手段及び該特定ガス量検出手段より得られたデーター
信号を予め記録されたそれぞれの基準設定値と比較する
比較回路と、該比較回路からの出力信号によりオイルの
劣化状態を表示する表示手段とを備えたことにより、全
体ガス量及び発生ガス中の特定ガスのガス量の検出デー
ターに基づいて、より正確にオイルの劣化状態を把握し
、オイルの交換時期を表示手段を介し運転者等に的確に
知らせることができるものであり、従来のように経験的
判断に基づいてオイルの交換が行なわれていた現状に比
し、より正確かつ経済的にオイルの交換が行なえるもの
である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図〜第５図はオイルの
チャート図、第６図は第１実施例のブロック図、第７図
（イ）、（ロ）、（ハ）はＬＥＤによる表示板の正面図
、第８図は第２実施例のブロック図である。 １〜６・・・発生ガス　　　４〜６・・・特定ガス１０
．２０・・・センサー １３．２３・・メモリー回路 １４．２４・・・比較回路　　１５・・・ＬＥＤ２５・
・・使用時間積算回路　３４・・・視覚表示体３６・・
・聴覚警告体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）オイルの酸化により発生する発生ガスの全体ガス
   量及び該発生ガス中の特定ガスのガス量を検出し、検出
   された各検出値をそれぞれに対応する設定基準値と比較
   することによりオイルの劣化状態を検出することを特徴
   とするオイル交換時期の検出方法。
2. （２）オイルの酸化により発生する発生ガスの全体ガス
   量及び該発生ガス中の特定ガスのガス量並びに該オイル
   の使用時間を検出し、検出された各検出値をそれぞれに
   対応する設定基準値と比較することによりオイルの劣化
   状態を検出する特許請求の範囲第１項記載のオイル交換
   時期の検出方法。
3. （３）オイルの酸化により発生する発生ガスの全体ガス
   量を検出する全体ガス量検出手段と、該発生ガス中の特
   定ガスのガス量を検出する特定ガス量検出手段と、該全
   体ガス量検出手段及び該特定ガス量検出手段より得られ
   たデーター信号を予め記録されたそれぞれの基準設定値
   と比較する比較回路と、該比較回路からの出力信号によ
   りオイルの劣化状態を表示する表示手段とを備えたこと
   を特徴とするオイル交換時期の検出装置。
4. （４）オイルの酸化により発生する発生ガスの全体ガス
   量を検出する全体ガス量検出手段と、該発生ガス中の特
   定ガスのガス量を検出する特定ガス量検出手段と、該オ
   イルの使用時間を積算する使用時間積算手段と、該全体
   ガス量検出手段、該特定ガス量検出手段、該使用時間積
   算手段より得られた各数値信号を予め記録されたそれぞ
   れの基準設定値と比較する比較回路と、該比較回路から
   の出力信号によりオイルの劣化状態を表示する表示手段
   とを備えた特許請求の範囲第３項記載のオイル交換時期
   の検出装置。