JPH11248092A - オイル状態検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンオイルの劣化時期と現在のオイルレ
ベルとを個別的に正確に正確に検出する。 【解決手段】 第１，第２の電極９，１０のほかセンサ
ボデイ８の一部を第３の電極として使った合計三電極構
造のオイルセンサ７を用い、オイルが最大レベルＬ_MAX
まであるときには全ての電極８，９，１０がオイル２中
にあって、かつオイル２が最低レベルＬ_LOWにあるとき
には第１の電極９が露出するように設定する。第２の電
極１０とセンサボデイ８との間の抵抗値Ｒ₁の変化から
オイル２中の不溶解分濃度を指標とするオイル２の劣化
時期を推定して警報を発する。第２の電極１０とセンサ
ボデイ８との間の抵抗値Ｒ₁と、第１の電極９とセンサ
ボデイ８との間の抵抗値Ｒ₂との比から、現在のオイル
レベルを算出して指示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
や各種作業機械等において循環使用するオイルの状態を
検出する装置に関し、特にオイルの補充や交換を促すべ
く、オイルそのものの劣化やオイルレベルを検出するた
めの装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用エンジンにおけるエンジンオイ
ルの状態を検出する装置として図３に示す構造のものが
知られている。これは同図に示すように、オイルセンサ
３をオイルパン１内のエンジンオイル２の油面とほぼ平
行になるように設置し、例えばエンジン作動中における
油面２ａがオイル補充レベルＬ_Aにあるかどうかを検出
し、同時にエンジンオイル２そのものが劣化しているか
どうかを検出するもので、オイルセンサ３は、一方の電
極４と、この電極４に絶縁挿入されて他方の電極として
機能するセンサボデイ５とから構成されている。

【０００３】そして、一対の電極４，５間の電気抵抗値
の変化を監視し、オイル劣化の指標となるエンジンオイ
ル２中の不溶解分濃度が増加するとそれに伴って特に劣
化進行初期段階では抵抗値も増加することから、この抵
抗値の変化をもって最終的なオイル劣化時期を予測する
ことにより警報を発してエンジンオイル２の交換を促
す。その一方、エンジンオイル２の減少により油面２ａ
がオイル補充が必要なレベルＬ_Aまで低下すると、オイ
ルセンサ３の電極４が空気中にさらされて抵抗値が急増
することから、これをもってオイル補充を促すことにな
る。なお、上記のオイル劣化検出方法は、例えば特開平
９−１２７０３４号公報および特開平９−２９２０９６
号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の検
出装置では、オイル補充が必要なレベルＬ_Aまでエンジ
ンオイル２が減少したときにはこれを検出することがで
きたとしても、オイル補充レベルＬ_Aになるまでは、現
在オイルレベルがどのレベルにあるのか全く特定するこ
とができない。そのため、例えば通常のエンジン運転に
伴う消耗以外のエンジン異常による急激なオイル減少等
を発見できないばかりでなく、オイル補充レベルＬ_Aに
なる前にエンジンオイルを補充した場合にもその補充量
を正確に知ることができない。

【０００５】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、とりわけオイルの劣化とオイル補充レベル
とを正確に検出しつつも、オイル補充レベルのみならず
現在のオイルレベルまでも正確に検出できるようにした
オイル状態検出装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、オイルパンに収容されたオイルの劣化とオイルレベ
ルとを検出する装置であって、油面レベルに対してほぼ
垂直な三つの電極を有してなるオイルセンサをオイルパ
ン内に臨ませてなり、前記オイルセンサは、油面の最大
レベル位置から下方に伸びていてその最大レベルと最低
レベルとの差に相当する有効検出長さを有する第１の電
極と、油面の最低レベル位置から下方に伸びていて第１
の電極と同一の有効検出長さを有する第２の電極と、油
面の最大レベル位置から下方に伸びていて第１，第２の
電極の有効検出長さの和に相当する有効検出長さを有す
る第３の電極とを備えていて、オイルの劣化を、第２，
第３の電極間の抵抗値の変化として検出する一方、オイ
ルレベルを、第１，第３の電極間の抵抗値の変化と第
２，第３の電極間の抵抗値の変化との比として検出する
ようにしたことを特徴としている。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明におけるオイルセンサは、互いに平行な第
１，第２の電極と、これら第１，第２の電極を取り囲む
ようにしてこれを保持するパイプ状のセンサボデイとか
ら構成されていて、センサボデイが第３の電極を兼ねて
いることを特徴としている。

【０００８】したがって、請求項１に記載の発明では、
オイルレベルが徐々に低下して、たとえオイルレベルが
オイル補充レベルになっても第２，第３の電極は常にオ
イル中に浸漬されているので、これら第２，第３の電極
間の抵抗値の変化によって、従来と同様にオイル中の不
溶解分濃度を指標としてそのオイル劣化が検出される。

【０００９】一方、オイルレベルが徐々に低下すると、
それに伴って第１の電極が空気中にさらされる度合いも
大きくなり、その第１の電極と第３の電極との間の抵抗
値の変化が生ずるものの、オイルの劣化によってもまた
第１，第３の電極間での抵抗値の変化が生ずるために、
これだけではレベル低下による抵抗値の変化なのかオイ
ル劣化による抵抗値の変化なのか特定することができ
ず、結局現在のオイルレベルを特定することができな
い。

【００１０】ところが、オイルが最大レベルもしくはそ
れ以上のときには第１〜第３の全ての電極が完全にオイ
ル中に浸漬されており、第１，第２の電極とオイルとの
接触面積はともに等しいものとなっており、その結果、
第１，第３の電極間の抵抗値は第２，第３の電極間の抵
抗値と等しいことになり、たとえオイル劣化による抵抗
値の変化があっても相殺されてしまうことになる。

【００１１】そして、オイルレベルが最低レベルまで低
下するまでの間は、第２．第３の電極間の抵抗値は基本
的に不変であるのに対して、第１．第３の電極間の抵抗
値は、第１の電極が空気中にさらされる度合いが大きく
なるのに伴って急激に増大する。つまり、第１．第３の
電極間の抵抗値と第２，第３の電極間の抵抗値との比
は、現在のオイルレベルとの間で相関があることから、
この第１，第３の電極間の抵抗値と第２，第３の電極間
の抵抗値との比から現在のオイルレベルを特定できるこ
とになる。

【００１２】また、請求項２に記載の発明では、センサ
ボデイが第３の電極を兼ねていることから、第２の電極
とセンサボデイとの間の抵抗値の変化からオイル劣化が
検出され、第１の電極とセンサボデイとの間の抵抗値の
変化と、第２の電極とセンサボデイとの間の抵抗値の変
化との比から現在のオイルレベルが検出される。

【００１３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、オイル
センサを縦方向に伸びる三電極方式のものとして、第
２，第３の電極間の抵抗値の変化からオイル劣化を検出
する一方、第１，第３の電極間の抵抗値の変化と第２，
第３の電極間の抵抗値の変化との比より現在のオイルレ
ベルを検出するようにしたため、オイルの劣化検出とレ
ベル検出とを同時に行えることはもちろんのこと、オイ
ル補充レベルになったことをはじめ現在のオイルレベル
を正確に検出することができ、特にオイル補充レベルに
達しない段階でオイル補充を行う場合にその補充量を的
確に把握できる効果がある。

【００１４】また、請求項２に記載の発明によれば、三
電極方式のオイルセンサでありながらセンサボデイその
ものが一つの電極を兼ねているため、上記請求項１に記
載の発明と同様の効果に加えて、オイルセンサそのもの
の構造を簡素化して小型化できる効果がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１，２は本発明の好ましい実施
の形態を示す図で、自動車のエンジンオイルの状態を検
出する場合の例を示している。

【００１６】同図に示すように、オイルパン６の水平壁
部にはその内部に貯留されたエンジンオイル２に臨ませ
るようにして油面に対して垂直方向を指向するオイルセ
ンサ７が設けられている。このオイルセンサ７は、図１
に示すように、所定の金属からなる円環状のセンサボデ
イ８内に所定距離隔てた第１，第２の電極としての左右
一対の電極９，１０を挿入して、ホルダ１１および充填
剤１２を介して絶縁しつつ固定保持したもので、センサ
ボデイ８はカラー１３を介してオイルパン６に固定され
る。そして、センサボデイ８は車体側に接地されること
で別のもう一つの第３の電極として機能するようになっ
ている一方、左右一対の電極９，１０にはハーネス１５
が接続されていて、これによってオイルセンサ７として
のセンサ出力が図示外のコントローラに取り込まれる。
なお、センサボデイ８は、オイルパン６内のエンジンオ
イル２と各電極９，１０との接触をより円滑なものとす
るために、その下端が部分的に切除されている。

【００１７】ここで、図１，２に示すように、エンジン
作動中における適正なオイルレベルすなわち最大レベル
をＬ_MAXとし、それより下方のオイル補充が必要なレベ
ルすなわち最低レベルをＬ_LOWとすると、第１の電極９
の上端は上記最大レベルＬ_ＭＡＸに一致するとともに下
端は最低レベルＬ_ＬＯＷに一致していて、第１の電極９
の有効検出長さａとしては上記最大レベルＬ_MAXと最低
レベルＬ_LOWとの差に相当する長さに設定されている。
他方、第２の電極１０はその上半部がホルダ１１でモー
ルドされていることで有効検出長さｂは第２の電極１０
自体の下半部のみとなっており、第２の電極１０の上端
は最低レベルＬ_LOWにほぼ一致していて、その有効検出
長さｂとしては上記第１の電極９の有効検出長さａとほ
ぼ等しい長さ（ａ＝ｂ）に設定されている。さらに、第
３の電極を兼ねたセンサボデイ８は、第２の電極１０の
下端よりもわずかに下方にまで伸びた長さを有してい
る。これにより、エンジンオイル２の減少によりオイル
レベルがたとえ最低レベルＬ_LOWまで低下したとして
も、第２の電極１０と第３の電極を兼ねたセンサボデイ
８とは常にエンジンオイル２中に浸漬されていることに
なる。

【００１８】したがって、本実施の形態によれば、エン
ジンオイル２の劣化検出およびエンジンオイルのレベル
検出のいずれの場合も特定の電極間の抵抗値の変化をも
とに検出するものであるが、前述したように、第２の電
極１０とセンサボデイ８との間の抵抗値Ｒ₁の変化を監
視し、その抵抗値Ｒ₁が所定のレベルまで増加したとき
には、エンジンオイル２中の不溶解分濃度の増加によっ
てエンジンオイル２が劣化したものとみなして、エンジ
ンオイル２の交換を促す警報を発する。

【００１９】この場合、単に第２の電極１０とセンサボ
デイ８との間の抵抗値Ｒ₁が所定のレベルまで増加した
ことを条件にエンジンオイル２の交換を促す警報を発す
るのではなく、エンジンオイル２の使用開始初期段階の
抵抗値Ｒ₁の変化割合ΔＲから不溶解分濃度が劣化基準
に達する時期を推定し、その時期になったならばオイル
交換を促す警報を発する。これはエンジンオイル２中の
不溶解分濃度と抵抗値の変化との関係として、不溶解分
濃度は使用した時間の経過とともに増加する一方で、エ
ンジンオイル２の抵抗値Ｒ₁は不溶解分濃度が比較的低
い（およそ２重量％以下）ときには顕著に増加するもの
の、それ以上に不溶解分濃度が増加しても抵抗値Ｒ₁の
増加傾向が緩慢となって横ばいの飽和曲線を描くように
なり、エンジンオイル２中の不溶解分濃度と抵抗値Ｒ₁
とが完全なる比例関係にないためである。

【００２０】他方、第２の電極１０とセンサボデイ８と
の間の抵抗値Ｒ₁の変化の監視と並行して、第１の電極
９とセンサボデイ８との間の抵抗値Ｒ₂の変化を監視し
ている状態で、エンジンオイル２のレベルが徐々に低下
すると、それに伴って第１の電極９が空気中にさらされ
る度合いが大きくなって上記第１の電極９とセンサボデ
イ８との間の抵抗値Ｒ₂が急増する。ただし、第１の電
極９とセンサボデイ８との間の抵抗値Ｒ₂の変化は、上
記オイルレベルの変化のみならず先に述べたエンジンオ
イル２中の不溶解分濃度の増加によっても変化すること
から、これのみをもって現在のオイルレベルを特定する
ことはできない。

【００２１】一方、オイルレベルが最大レベルＬ_MAXも
しくはそれ以上であれば、エンジンオイル２と直接接触
している第１の電極９および第２の電極１０の有効検出
長さａ，ｂがともに等しいことから、第１の電極９とセ
ンサボデイ８との間の抵抗値Ｒ₂と、第２の電極１０と
センサボデイ８との間の抵抗値Ｒ₁は、相互に等しいも
のとなる（Ｒ₂＝Ｒ₁）。そして、エンジンオイル２中の
不溶解分濃度の増加によって各電極９，８間もしくは１
０，８間に抵抗値の変化があらわれたとしても、その抵
抗値の変化は、第１の電極９とセンサボデイ８との間の
抵抗値の変化としてあらわれると同時に第２の電極１０
とセンサボデイ８との間の抵抗値の変化としてもあらわ
れるため、結局エンジンオイル２中の不溶解分濃度の増
加による影響は相殺されてしまうことになる。

【００２２】つまり、上記のエンジンオイル２中の不溶
解分濃度の増加の影響を無視できるものとすれば、オイ
ルレベルが最大レベルＬ_MAXもしくはそれ以上のレベル
から最低レベルＬ_LOWまで低下するまでの間は、第２の
電極１０とセンサボデイ８との間の抵抗値Ｒ₁は基本的
に不変であるのに対して、第１の電極９とセンサボデイ
８との間の抵抗値Ｒ₂は、第１の電極９が空気中にさら
される度合いが大きくなるのに伴って急増し、結果的
に、第１の電極９とセンサボデイ８との間の抵抗値Ｒ₂
と、第２の電極１０とセンサボデイ８との間の抵抗値Ｒ
₁との比Ｒ₂：Ｒ₁は、オイルレベルの実際の変化との間
で相関があることから、この第１の電極９とセンサボデ
イ８との間の抵抗値Ｒ₂と第２の電極１０とセンサボデ
イ８との間の抵抗値Ｒ₁との比Ｒ₂：Ｒ₁から現在のエン
ジンオイル２のレベルを特定できることになる。

【００２３】そこで、上記のように第２の電極１０とセ
ンサボデイ８との間の抵抗値Ｒ₁の変化を監視するのと
並行して、その第２の電極１０とセンサボデイ８との間
の抵抗値Ｒ₁と第１の電極９とセンサボデイ８との間の
抵抗値Ｒ₂との比Ｒ₂：Ｒ₁を算出しつつこれを監視する
と、その比Ｒ₂：Ｒ₁をもって現在のエンジンオイル２の
レベルを特定することができ、さらにオイルレベルが最
低レベルＬ_LOWになったときの上記の比Ｒ₂：Ｒ₁の値を
もって、オイル補充を促す警報を発することになる。

【００２４】このように、本実施の形態によれば、セン
サボデイ８を共通の電極として使用しつつも、それぞれ
別の第１，第２の電極９，１０との間の抵抗値Ｒ₂，Ｒ₁
の変化を監視することにより、エンジンオイル２の劣化
時期と現在のエンジンオイル２のレベルとを個別的に正
確かつ安定して検出することができる。

【００２５】ここで、上記の実施の形態では、エンジン
運転中にオイル劣化とオイルレベルとを検出する場合の
例を示したが、エンジン運転によりオイルレベルが大き
く変動するタイプのエンジンでは、オイルセンサ７の位
置をエンジン停止後の油面位置に合わせて設定し、エン
ジン停止後数分〜数十分間経過して油面が十分に安定す
るのを待って、センサボデイ８と第１，第２の電極９，
１０との間の抵抗値Ｒ₂，Ｒ₁の変化を監視しつつ、オイ
ル劣化時期と現在のオイルレベルとを個別的に検出す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す図で、図２に示すオ
イルセンサの拡大断面図。

【図２】本発明の実施の形態を示す概略説明図。

【図３】従来のオイル状態検出装置の一例を示す概略説
明図。

【符号の説明】

２…エンジンオイル ６…オイルパン ７…オイルセンサ ８…センサボデイ（第３の電極） ９…第１の電極 １０…第２の電極 Ｌ_MAX…最大レベル Ｌ_LOW…最低レベル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイルパンに収容されたオイルの劣化と
   オイルレベルとを検出する装置であって、 油面レベルに対してほぼ垂直な三つの電極を有してなる
   オイルセンサをオイルパン内に臨ませてなり、 前記オイルセンサは、油面の最大レベル位置から下方に
   伸びていてその最大レベルと最低レベルとの差に相当す
   る有効検出長さを有する第１の電極と、油面の最低レベ
   ル位置から下方に伸びていて第１の電極と同一の有効検
   出長さを有する第２の電極と、油面の最大レベル位置か
   ら下方に伸びていて第１，第２の電極の有効検出長さの
   和に相当する有効検出長さを有する第３の電極とを備え
   ていて、 オイルの劣化を、第２，第３の電極間の抵抗値の変化と
   して検出する一方、オイルレベルを、第１，第３の電極
   間の抵抗値の変化と第２，第３の電極間の抵抗値の変化
   との比として検出するようにしたことを特徴とするオイ
   ル状態検出装置。
2. 【請求項２】 オイルセンサは、互いに平行な第１，第
   ２の電極と、これら第１，第２の電極を取り囲むように
   してこれを保持するパイプ状のセンサボデイとから構成
   されていて、センサボデイが第３の電極を兼ねているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のオイル状態検出装置。