JP4610514B2

JP4610514B2 - エンジン

Info

Publication number: JP4610514B2
Application number: JP2006116590A
Authority: JP
Inventors: 理後藤
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2026-04-20
Also published as: JP2007285277A

Description

本発明は、電子制御ガバナと、エンジン回転数を検知するための回転数検知手段と、エンジンの運転時間を検知するための運転時間検知手段と、所定の運転時間が経過した際に潤滑油の交換時期であることを報知するための警報手段と、これらの制御を行うための制御手段とを備えたエンジンに関する。

従来から、エンジンにおいてはその運転に伴って熱の影響、酸化、異物混入などにより潤滑油の劣化が生じることから、運転時間が予め設定した所定の設定時間に達すると、潤滑油の交換が行われるようになっていた（例えば、特許文献１参照。）。また、エンジンに付設された警報手段にて、警報表示を表示もしくは警報音を発報し、潤滑油の交換時期に達したことを報知することで、作業者に手動で潤滑油の交換を行わせるようになっていた。
特開平３−２４６３１１号公報

従来のように潤滑油の交換時期を報知するだけでは、作業者が交換時期の警報を気づかずに、または無視してエンジンの運転を継続する場合があった。そのため、劣化した潤滑油を使用することによりエンジンの劣化を早めてしまう可能性があった。また、潤滑油が劣化する速さはエンジンの使用状況によって異なるにもかかわらず、運転時間に基づいて潤滑油の交換時期を決定していたので、劣化した潤滑油を長期間使用して、エンジンの早期劣化を起こす恐れがあった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、電子制御ガバナ（９）と、エンジン回転数を検知するための回転数検知手段（２１）と、エンジンの運転時間を検知するための運転時間検知手段（２２）と、オイルパン（１２）に貯溜する潤滑油の温度を検知するための潤滑油温度検知手段（２３）と、該オイルパン（１２）内の潤滑油の油面を検出し、潤滑油の交換を行うために潤滑油が排出されてなくなったことを検知する潤滑油量検知手段（２４）と、所定の運転時間が経過した際に潤滑油の交換時期であることを報知するための警報手段（２８）と、これらの制御を行うための制御手段（２０）とを備えたエンジン（１）において、前記回転数検知手段（２１）と、運転時間検知手段（２２）と、潤滑油温度検知手段（２３）の検出値を積算し、該積算値を予め制御手段（２０）の記憶部に記憶された設定積算値と比較し、該積算値が設定積算値を越える場合、潤滑油が交換時期に達したと判断して前記警報手段（２８）にて表示し、前記潤滑油の交換時期に達した後、潤滑油の交換が行われずに第一設定時期が経過すると、エンジン（１）の出力を所定量低下するように電子制御ガバナ（９）を制御し、前記第一設定時期経過後、潤滑油の交換が行われずに更に第二設定時期が経過すると、次回のエンジン（１）の始動ができないように制御し、前記エンジン（１）のオイルパン（１２）の底部に配置した潤滑油量検知手段（２４）により潤滑油が排出されたことが検出されると、該潤滑油の交換時期を判定するために算出された前記検知手段（２１・２２・２３）により検知された各積算値をリセットし、この時点から検出値の積算を再び開始し、その積算値が前述のように設定積算値と比較し、次の潤滑油の交換時期の判定を行い、前記潤滑油量検知手段（２４）はオイルパン（１２）の下部の潤滑油排出口（１４）の近傍に設けられたスイッチとし、該オイルパン（１２）内の潤滑油の有無を検出して、ＯＮ／ＯＦＦ信号を制御手段（２０）に送信するものである。

請求項２においては、請求項１記載のエンジンにおいて、前記潤滑油の交換時期および設定時期は、運転時間の積算値、または潤滑油の温度の積算値、またはエンジン出力の積算値の何れか先に設定積算値に達したときとしたものである。

請求項３においては、請求項１記載のエンジンにおいて、前記潤滑油の交換時期および設定時期は、運転時間の積算値、または潤滑油の温度の積算値、またはエンジン出力の積算値の、全ての積算値が設定積算値と比較され、全ての積算値が設定積算値を越えたときとしたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、電子制御ガバナ（９）と、エンジン回転数を検知するための回転数検知手段（２１）と、エンジンの運転時間を検知するための運転時間検知手段（２２）と、オイルパン（１２）に貯溜する潤滑油の温度を検知するための潤滑油温度検知手段（２３）と、該オイルパン（１２）内の潤滑油の油面を検出し、潤滑油の交換を行うために潤滑油が排出されてなくなったことを検知する潤滑油量検知手段（２４）と、所定の運転時間が経過した際に潤滑油の交換時期であることを報知するための警報手段（２８）と、これらの制御を行うための制御手段（２０）とを備えたエンジン（１）において、前記回転数検知手段（２１）と、運転時間検知手段（２２）と、潤滑油温度検知手段（２３）の検出値を積算し、該積算値を予め制御手段（２０）の記憶部に記憶された設定積算値と比較し、該積算値が設定積算値を越える場合、潤滑油が交換時期に達したと判断して前記警報手段（２８）にて表示し、前記潤滑油の交換時期に達した後、潤滑油の交換が行われずに第一設定時期が経過すると、エンジン（１）の出力を所定量低下するように電子制御ガバナ（９）を制御し、前記第一設定時期経過後、潤滑油の交換が行われずに更に第二設定時期が経過すると、次回のエンジン（１）の始動ができないように制御し、前記エンジン（１）のオイルパン（１２）の底部に配置した潤滑油量検知手段（２４）により潤滑油が排出されたことが検出されると、該潤滑油の交換時期を判定するために算出された前記検知手段（２１・２２・２３）により検知された各積算値をリセットし、この時点から検出値の積算を再び開始し、その積算値が前述のように設定積算値と比較し、次の潤滑油の交換時期の判定を行い、前記潤滑油量検知手段（２４）はオイルパン（１２）の下部の潤滑油排出口（１４）の近傍に設けられたスイッチとし、該オイルパン（１２）内の潤滑油の有無を検出して、ＯＮ／ＯＦＦ信号を制御手段（２０）に送信するので、作業者が警報手段による潤滑油の交換時期の警報を気づかずに、または無視してエンジンの運転を継続しても、エンジン出力の低下により潤滑油の交換時期を作業者に確実に認識させて、潤滑油の交換を促すことができる。

また、作業者に潤滑油の交換を強く促しこれを確実に行わせることができる。また、潤滑油の交換が必ず行われるため、エンジンの早期劣化を防止することができる。そしてさらに、警報を無視して使用した場合、潤滑油が減少して焼きつく等の致命的なトラブルも未然に防止することができる。

また、潤滑油の交換が行われると、自動的に潤滑油の交換時期の判定に係る値をリセットすることが可能となり、リセットする操作を省くことができる。また、リセットするために潤滑油を足すような安易なメンテナンスも防止することができる。

請求項２においては、請求項１記載のエンジンにおいて、前記潤滑油の交換時期および設定時期は、運転時間の積算値、または潤滑油の温度の積算値、またはエンジン出力の積算値の何れか先に設定積算値に達したときとしたので、潤滑油の劣化度を精度良く把握することが可能となり、劣化した潤滑油を使用する時間を短くできる。このように潤滑油が劣化した後、早期に潤滑油の交換を行うことができるので、エンジンの長期使用が可能となる。

請求項３においては、請求項１記載のエンジンにおいて、前記潤滑油の交換時期および設定時期は、運転時間の積算値、または潤滑油の温度の積算値、またはエンジン出力の積算値の、全ての積算値が設定積算値と比較され、全ての積算値が設定積算値を越えたときとしたので、潤滑油の劣化度を検知する精度を高めて、潤滑油の交換時期を正確に求めることができる。また、潤滑油をその劣化度に応じて適切に交換することが可能となるため、エンジンの劣化を未然に防ぐことができる。

次に、発明の実施の形態を説明する。なお、本実施例ではデーゼルエンジンについて説明するが、ガソリンエンジン等の内燃機関においても同様に制御可能である。

図１は本発明の一実施例に係るエンジンの全体的な構成を示した前方斜視図である。

図２は同じく後方斜視図、図３は制御機構を示すブロック図、図４はオイルパンの側面断面図である。

図５は潤滑油の交換時期に係る制御の流れを示す図である。

エンジン１においては、図１、図２に示すように、シリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３が設けられ、該シリンダヘッド３に吸気弁や排気弁、燃料噴射弁などが備えられている。シリンダヘッド３の上部には吸気弁や排気弁を動かす動弁機構が設けられ、これを覆うボンネット４が取り付けられている。また、シリンダヘッド３の一側方には吸気マニホールド５を介してエアクリーナが取付可能とされ、他側方に排気マニホールド６を介して排気マフラが取付可能とされている。

シリンダブロック２の側部には燃料供給ポンプ７や燃料噴射ポンプ８が取り付けられて、燃料供給ポンプ７で燃料を、図示せぬ燃料タンクから燃料噴射ポンプ８に燃料フィルタ１１を介して供給し、ついで燃料を燃料噴射ポンプ８からシリンダヘッド３の燃料噴射弁に圧送できるように構成されている。燃料噴射ポンプ８にはそのコントロールラックのラック位置を制御する電子制御ガバナ（回転数制御手段）９が備えられて、該電子制御ガバナ９により燃料噴射量が調整可能とされて、エンジンの回転数を制御できるようになっている。

シリンダブロック２の側部にはまたギヤケース１０や潤滑油ポンプなども取り付けられている。ギヤケース１０にはクランク軸の動力を燃料供給ポンプ７や燃料噴射ポンプ８などに伝達するためのギヤ類が収納され、該ギヤケース１０のギヤ類やシリンダヘッド３の動弁機構などにオイルパン１２に貯溜した潤滑油を潤滑油ポンプで供給することが可能とされている。オイルパン１２はシリンダブロック２の下部に取り付けられており、潤滑油はオイルパン１２にギヤケース１０に設けられた供給口１３から供給され、オイルパン１２からその下部に設けられた排出口１４を通じて排出されるようになっている。

さらに、エンジン１の任意位置にエンジン回転数を検知するための回転数検知手段２１、エンジン１の運転時間を検知するための運転時間検知手段２２、オイルパン１２に貯溜する潤滑油の温度を検知するための潤滑油温度検知手段２３、後述する潤滑油量検知手段２４、設定手段２５などが設けられ、これらの検知手段２１・２２・２３、潤滑油量検知手段２４、設定手段２５が、図３に示すように、エンジン１の制御手段２０に接続されている。制御手段２０にはまた前記電子制御ガバナ９、潤滑油の交換時期を警報表示や警報音で報知する警報手段２８が接続されている。なお、出力検知手段の代わりにエンジン回転数を検知するための回転数検知手段を利用することもできる。

ここで、前記潤滑油量検知手段２４はたとえばフロートスイッチとされ、図４に示すように、オイルパン１２の下部に前記潤滑油の排出口１４の近傍に設けられて、オイルパン１２内の潤滑油の油面を検出し、潤滑油が排出されてなくなったときに「ＯＮ」となり、潤滑油の交換を行うために排出されたことを検知する。そして、潤滑油が補給されて油面が上昇すると「ＯＦＦ」となる。このＯＮ／ＯＦＦ信号は制御手段２０に送信される。つまり、エンジン１に供給される潤滑油の油量は潤滑油量検知手段２４の出力信号が制御手段２０に入力されることで、略全量の潤滑油がオイルパン１２から排出口１４を通じて排出されたことを検知することが可能とされている。ただし、フロートスイッチのＯＮ／ＯＦＦの作動は逆であってもよい。

制御手段２０では、各検知手段２１・２２・２３の検出信号が入力されて、その検出値であるエンジン１のエンジン回転数と、運転時間と、潤滑油温度とが読み込まれるとともに、潤滑油量検知手段２４の出力信号が入力可能とされて、エンジン回転数から演算されるエンジン出力と、潤滑油温度と、それぞれの運転時間からその運転時における積算値が算出される。そして、その結果得られた積算値や、潤滑油量検知手段２４の出力信号や、制御手段２０の記憶部に記憶されたプログラムなどに基づいて電子制御ガバナ９と警報手段２８の制御信号が生成され、これらの制御信号が電子制御ガバナ９と警報手段２８それぞれに送られて、前記積算値が設定値を越えたときには潤滑油の交換時期と判断して各々で適切な制御が行われるように構成されている。潤滑油の交換時期は、たとえば高回転での運転時間が長くなったり、潤滑油の温度が高温の状態で長く運転が行われると、早くなる。

そして、制御手段２０による制御は次のような流れで行われる。エンジン運転時において、制御手段２０では検知手段２１・２２・２３からの検出値が積算されて、その積算値が算出される（ステップＳ１）。そして、積算値が設定手段２５で予め制御手段２０の記憶部に記憶された設定積算値と比較されて、潤滑油の交換時期の判定が行われる（ステップＳ２）。積算値が設定積算値を越えない場合、検出値の積算が継続されて制御手段２０の記憶部に記憶される。その積算値と設定積算値との比較が随時繰り返し行われる。積算値が設定積算値を越える場合、潤滑油が交換時期に達したと判断されて（ステップＳ３）、警報手段２８に制御信号が送られ、これにより該警報手段２８にて警報表示が表示もしくは警報音が発せられて（ステップＳ４）、作業者に潤滑油の交換時期であることが報知される。

前記ステップＳ１・Ｓ２においては、具体的にはたとえば、検知手段２１・２２・２３からの検出値から算出されるエンジン出力の積算値、または運転時間の積算値、または潤滑油温度の積算値の全ての積算値が設定積算値と比較され、これを越えたときが潤滑油の交換時期とされる。あるいは、エンジン出力の積算値と、運転時間の積算値と、潤滑油温度それぞれの積算値が各々に対応した設定積算値と比較され、いずれか一つの積算値が先に設定積算値を越えたときが潤滑油の交換時期とされる。

警報手段２８による報知の後には、潤滑油量検知手段２４が「ＯＮ」されたか否かの判定が行われる。警報手段２８の報知に基づいて潤滑油の交換が行われて、潤滑油がオイルパン１２から全て排出されると、潤滑油量検知手段２４が「ＯＮ」され、その出力信号が制御手段２０に入力された場合には、警報手段２８に制御信号が送られてその作動（警報表示）が停止される（ステップＳ６）とともに、先に潤滑油の交換時期を判定するために算出された積算値がリセットされる（ステップＳ７）。そして、この時点から検知手段２１・２２・２３によって検知された検出値の積算が再び開始され、その積算値が前述のように設定積算値と比較されて、次の潤滑油の交換時期の判定が行われる。

一方、潤滑油の交換が行われず、潤滑油量検知手段２４が「ＯＦＦ」のままで、その出力信号が制御手段２０に入力されない場合、警報手段２８の作動後からの運転時間と、設定手段２５で予め制御手段２０の記憶部に記憶された第一設定時間との比較が行われる（ステップＳ８）。なお、警報後の積算値を設定値と比較する構成であってもよい。運転時間が第一設定時間を超えない間は、運転時間と第一設定時間との比較が繰り返し行われ、第一設定時間を超えると、警報手段２８にて警報表示が表示もしくは警報音が発報された状態で、電子制御ガバナ９に制御信号が送られ燃料噴射ポンプ８による燃料噴射量の減少が図られる。こうして、エンジン出力（回転数）が所定量低下され（ステップＳ９）、作業者に潤滑油の交換時期であることを確実に認識させて、潤滑油の交換を促すことができるようになっている。

エンジン出力の低下後には、潤滑油量検知手段２４が「ＯＮ」されたか否かの判定が行われる（ステップＳ１０）。潤滑油の交換が行われて、潤滑油量検知手段２４が「ＯＮ」され、その出力信号が制御手段２０に入力された場合には、電子制御ガバナ９に制御信号が送られ燃料噴射ポンプ８による燃料噴射量の増大が図られて、エンジン出力の回復が行われる（ステップＳ１１）とともに、警報手段２８に制御信号が送られてその作動が停止され（ステップＳ６）、先に潤滑油の交換時期を判定するために算出された積算値がリセットされる（ステップＳ７）。そして、この時点から検知手段により検出された検出値の積算が開始され、その積算値が前述のように設定積算値と比較されて、次の潤滑油の交換時期の判定が行われる。

一方、更に潤滑油の交換が行われず、潤滑油量検知手段２４が「ＯＦＦ」のままで、その出力信号が制御手段２０に入力されない場合、エンジン出力低下後からの運転時間と、設定手段２５で予め制御手段２０の記憶部に記憶された第二設定時間との比較が行われる（ステップＳ１２）。なお、警報後の積算値を設定値と比較する構成であってもよい。運転時間が第二設定時間を超えない間は、運転時間と第二設定時間との比較が繰り返し行われ、第二設定時間を超えると、警報手段２８により警報表示が表示もしくは警報音が発報され、かつ電子制御ガバナ９によりエンジン出力が低下された状態で、制御手段２０にて設定の変更が行われて次回のエンジン始動が不能とされる（ステップＳ１３）。こうして、次回のエンジン始動を行うことができないように制御されて、作業者に潤滑油の交換を強く促し、これを確実に行わせることができるようになっている。

次回のエンジン始動が不能と設定された場合には、潤滑油量検知手段２４が「ＯＮ」されたか否かの判定が行われる（ステップＳ１４）。潤滑油の交換が行われて、潤滑油量検知手段２４が「ＯＮ」され、その出力信号が制御手段２０に入力された場合には、制御手段２０にて設定の変更が行われて次回のエンジン始動が可能とされる（ステップＳ１５）とともに、警報手段２８に制御信号が送られてその作動が停止され（ステップＳ６）、先に潤滑油の交換時期を判定するために算出された積算値がリセットされる（ステップＳ７）。そして、この時点から検知手段により検出された検出値の積算が開始され、その積算値が前述のように設定積算値と比較されて、次の潤滑油の交換時期の判定が行われる。また、潤滑油の交換が行われず、潤滑油量検知手段２４が「ＯＦＦ」のままで、その出力信号が制御手段に入力されない場合、エンジン始動が不能な状態が継続される。

以上のように電子制御ガバナ９と、エンジン回転数を検知するための回転数検知手段２１と、エンジン１の運転時間を検知するための運転時間検知手段２２と、所定の運転時間が経過した際に潤滑油の交換時期であることを報知するための警報手段２８と、これらの制御を行うための制御手段２０とを備えたエンジン１において、潤滑油の交換時期に達した後、潤滑油の交換が行われずに第一設定時期が経過すると、エンジン出力を所定量低下するように電子制御ガバナ９を制御したことにより、作業者が警報手段による潤滑油の交換時期の警報を気づかずに、または無視してエンジン１の運転を継続しても、エンジン出力の低下により潤滑油の交換時期を作業者に確実に認識させて、潤滑油の交換を促すことができる。

また前記エンジン１において、前記第一設定時期経過後、潤滑油の交換が行われずに更に第二設定時期が経過すると、次回のエンジン始動ができないように制御したことにより、作業者に潤滑油の交換を強く促しこれを確実に行わせることができる。また、潤滑油の交換が必ず行われるため、エンジン１の早期劣化を防止することができる。そしてさらに、警報を無視して使用した場合、潤滑油が減少して焼きつく等の致命的なトラブルも未然に防止することができる。

また前記エンジン１において、前記エンジン１のオイルパン１２底部に潤滑油量検知手段２４を配置し、潤滑油が排出位置に至ったことが検出されると、前記経過時期をリセットするようにしたことにより、潤滑油の交換が行われると、自動的に潤滑油の交換時期の判定に係る値をリセットすることが可能となり、リセットする操作を省くことができる。また、リセットするために潤滑油を足すような安易なメンテナンスも防止することができる。

また前記エンジン１において、前記潤滑油の交換時期および設定時期は、運転時間の積算値、または潤滑油の温度の積算値の何れか先に設定積算値に達したときとしたことにより、潤滑油の劣化度を検知する精度を高めて、潤滑油の交換時期を正確に求めることができる。また、潤滑油をその劣化度に応じて適切に交換することが可能となるため、エンジン１の劣化を未然に防ぐことができる。

また前記エンジ１ンにおいて、前記潤滑油の交換時期および設定時期は、運転時間の積算値、または潤滑油の温度の積算値、またはエンジン出力の積算値の何れか先に設定積算値に達したときとしたことにより、潤滑油の劣化度を精度良く把握することが可能となり、劣化した潤滑油を使用する時間を短くできる。このように潤滑油が劣化した後、早期に潤滑油の交換を行うことができるので、エンジンの長期使用が可能となる。

本発明の一実施例に係るエンジンの全体的な構成を示した前方斜視図。同じく後方斜視図。制御機構を示すブロック図。オイルパンの側面断面図。潤滑油の交換時期に係る制御の流れを示す図。

１エンジン
９電子制御ガバナ
２０制御手段
２１回転数検知手段
２２運転時間検知手段
２３潤滑油温度検知手段
２４潤滑油量検知手段
２８警報手段

Claims

電子制御ガバナ（９）と、エンジン回転数を検知するための回転数検知手段（２１）と、エンジンの運転時間を検知するための運転時間検知手段（２２）と、オイルパン（１２）に貯溜する潤滑油の温度を検知するための潤滑油温度検知手段（２３）と、該オイルパン（１２）内の潤滑油の油面を検出し、潤滑油の交換を行うために潤滑油が排出されてなくなったことを検知する潤滑油量検知手段（２４）と、所定の運転時間が経過した際に潤滑油の交換時期であることを報知するための警報手段（２８）と、これらの制御を行うための制御手段（２０）とを備えたエンジン（１）において、前記回転数検知手段（２１）と、運転時間検知手段（２２）と、潤滑油温度検知手段（２３）の検出値を積算し、該積算値を予め制御手段（２０）の記憶部に記憶された設定積算値と比較し、該積算値が設定積算値を越える場合、潤滑油が交換時期に達したと判断して前記警報手段（２８）にて表示し、前記潤滑油の交換時期に達した後、潤滑油の交換が行われずに第一設定時期が経過すると、エンジン（１）の出力を所定量低下するように電子制御ガバナ（９）を制御し、前記第一設定時期経過後、潤滑油の交換が行われずに更に第二設定時期が経過すると、次回のエンジン（１）の始動が出来ないように制御し、前記エンジン（１）のオイルパン（１２）の底部に配置した潤滑油量検知手段（２４）により潤滑油が排出されたことが検出されると、該潤滑油の交換時期を判定するために算出された前記検知手段（２１・２２・２３）により検知された各積算値をリセットし、この時点から検出値の積算を再び開始し、その積算値が前述のように設定積算値と比較し、次の潤滑油の交換時期の判定を行い、前記潤滑油量検知手段（２４）はオイルパン（１２）の下部の潤滑油排出口（１４）の近傍に設けられたスイッチとし、該オイルパン（１２）内の潤滑油の有無を検出して、ＯＮ／ＯＦＦ信号を制御手段（２０）に送信することを特徴とするエンジン。
請求項１記載のエンジンにおいて、前記潤滑油の交換時期および設定時期は、運転時間の積算値、または潤滑油の温度の積算値、またはエンジン出力の積算値の何れか先に設定積算値に達したときとしたことを特徴とするエンジン。
請求項１記載のエンジンにおいて、前記潤滑油の交換時期および設定時期は、運転時間の積算値、または潤滑油の温度の積算値、またはエンジン出力の積算値の、全ての積算値が設定積算値と比較され、全ての積算値が設定積算値を越えたときとしたことを特徴とするエンジン。