Lubrication device for an internal combustion engine for a vehicle

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は車両用内燃機関においてオイルの不足を判別して自動的に給油を行う装置に関するものであり、所謂ワンボックスカーのようにエンジンがシート下に設置されているためサービス性の悪い車両において使用するのに適している。

［従来の技術］ 自動車のオイルの供給を自動的に行うものとして特開昭62−93417号公報ではオイルの温度＝粘度が充分に上がるに必要な時間は少なくとも運転した後のエンジンの停止状態が一定時間以上経過したときにオイルレベルを検出するものを開示している。 エンジンの停止後のオイルレベルを検出するためにエンジンの停止後も制御回路の作動を維持するためタイマ回路が具備される。 これによりオイルパン内のオイルが液面レベルの安定した状態で液面の計測が行われ、オイルの量の不足を正確に知ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来技術ではオイルパン内のオイルレベルが安定を待つためイグニッションキースイッチがオフとなってから一定時間を待ちその時間が経過したときのオイルパン内のオイルレベルを計測している。 イグニッションキースイッチのオフ後も制御回路の作動は暫時継続され、その時間の経過後に液面レベルの計測が行われ、その後にタイマによって制御回路はオフされる。 従って、従来技術ではイグニッションキーのオフ後も制御回路の通電のためのタイマ等の余計な部品が必要となり、かつイグニッションキーのオフ後も制御回路の通電が継続されているため、バッテリの負担が大きくなる問題点がある。

そこで、従来技術として始動時の水温の前回の走行においてイグニッションキースイッチをオフした後のオイル落ち速度を冷却水温に基づいて設定し、オイル落ち速度よりオイル落ちが完了する時間後にオイルレベルを検出するものが提案されている（実開昭１−136425号公報）。

冷却水温度に応じたオイル落ち速度によりオイルレベルの安定後の確実なオイルレベルの測定が可能となる。
そして、オイル補給を自動的に行う場合はオイルレベルが不足のときオイル補給ポンプを所定補給量が得られるように所定時間作動させる必要がある。 このオイル補給ポンプは電動として構成し、補給量に応じた時間連続駆動させることになろう。

しかしながら、オイル補給ポンプを連続駆動した場合バッテリに対する負担の問題がある。 即ち、車載バッテリの場合その容量に限界があり、オイル補給ポンプの連続駆動時間が長い場合は特にアイドル運転に補給作動が行われる場合を想定するとバッテリの負担が限界を越えるおそれがある。

この発明は車載バッテリへの負担を最小限にしつつ補給動作を行いうるようにすることを目的とする。

［課題を達成するための手段］ この発明によれば、第１図において、 内燃機関に充填されるオイルの液面を検出するオイル液面検出手段Ａ、 内燃機関の温度を検出する機関温度検出手段Ｂ、 内燃機関の停止時に機関温度検出手段が検出する機関温度を記憶しておく機関停止時温度記憶手段Ｃ、 機関停止時温度記憶手段Ｃにより記憶される温度と始動時に機関温度検出手段Ｂによって検出される温度との比較により給油条件か否かを判別する給油条件判別手段Ｄ、および 給油条件と判別したときにオイル液面検出手段が検出するオイル液面に応じて内燃機関に給油を行う給油手段Ｅ、 を備え、 前記給油手段は間欠給油ポンプより成り、かつ間欠給油給油ポンプの作動回数を所定回数に制限することを特徴とする車両用内燃機関の給油装置が提供される。

〔作用〕

機関停止時機関温度記憶手段Ｃは、機関停止時に機関温度検出手段Ｂにより計測される機関温度を計測し記憶する。

給油条件判別手段Ｃは機関始動時に機関温度検出手段Ｂにより計測される機関温度の計測値と、前記記憶値との比較により給油条件か否か判別する。

給油手段Ｅは給油条件と判別したときにオイル液面検出手段が検出するオイル液面に応じて内燃機関に給油を行う。

前記給油手段Ｅは間欠給油ポンプより成り、かつ間欠給油給油ポンプの作動回数を所定回数に制限する。

［実施例］ 第２図において、10は内燃機関の本体、12はその底部に設けられるオイルパンである。 オイルパン12内にストレーナ14が配置される。 16はオイルゲージである。 オイルパン12側壁にオイル導入口20が設けられ、オイル導入口20は給油パイプ22、チェック弁24を介して電動型のオイル補給ポンプ26の吐出口26−１に接続される。 28はオイルタンクでありその底部はオイル補給ポンプ26の吸入口26−２に接続される。

制御回路30はこの発明に従ってオイルの自動補給を行うものでありマイクロコンピュータシステムとして構成される。 制御回路30にはこの発明に従ってオイルの補給制御を行うため、水温センサ32と液面レベルセンサ34が接続される。 水温センサ32はエンジンの冷却水の温度を検出する。 制御回路30はエンジンのイグニッションキースイッチ36がオンのとき通電されてその作動を行う。 なお、イグニッションキースイッチ36がオンからオフに変わった後のごく短い期間に制御回路の通電を維持することができる。 液面レベルセンサ34は中心スリーブ37と、
この中心スリーブに嵌合される環状フロート38と、中心スリーブを保持するアーム40から構成される。 中心スリーブ内には更に第３図の原理構成に示すように、その高さ方向に沿って一対の電磁接点SL,SHが設けられ、一方フロート40内にマグネット42が埋め込まれている。 上側の接点SHは液面の制御用で通常の状態ではマグネット42
が接点SHと対面位置する。 このとき、環状フロート38の位置は第１ストッパ43によって決められる。 オイルの液面が下がるとフロート38内のマグネット42が接点SHをオンからオフとし、これによりオイルの補給が開始される。 下側の接点は異常検知用でなんらかの原因で液面が下がりマグネット42が接点SLのところに来ると接点SLがオンされ警報ランプ44が点灯されるようになっている。
フロート38は下側ストッパ45によってこの位置以上には下降しないようになっている。 尚、センサ34はオイルパン12内の空間の略々中心に設けられており、そのため、
車両の停止状態によって液面が傾斜していてもセンサ34
が設置される箇所での液面に及ぼす傾斜の影響が少なくなり精度の高い計測を実行することが可能となる。

制御回路30は給油条件と判別したときはオイル補給ポンプ26を間欠的に数回駆動しオイルの補給を行うように構成される。 このため、制御回路30はその出力側で単安定マルチバイブレータ46および増幅器48を介してオイル補給ポンプ26に接続される。

次ぎに制御回路30の動作を第４図のフローチャートによって説明する。 このルーチンはイグニッションキースイッチ36がオンされると実行が開始される。 ステップ60
はイニシャライズ処理を示し、CPUのレジスタ、RAM等が初期化される。 ステップ62ではSL接点がONか否かの判別を示す。 SL接点がONの場合、オイルパンの液面が極度に下がっていることを示し、ステップ64に進み、警告ランプ44が点灯される。 SL接点がOFFの場合はステップ66に進み、警告ランプ44はOFFされる。 ステップ68ではスタータが回されているか否か判別される。 スタータON時は以下の処理を抜ける。 ステップ70ではフラグＦ＝０か否か判別される。 Ｆのフラグはステップ60の処理で０が入れられている。 そのため、イグニッションキースイッチを入れた直後にステップ70よりステップ72に進み、ステップ72では水温センサ32により計測される水温Ｔが始動時の温度T ₂に入れられる。 ステップ74では、このT ₂を、
後述のように前回イグニッションキースイッチをOFFするときに検出される水温T ₁から引き算したものがΔＴとされる。 ΔＴは前回イグニッションキースイッチをOFF
したときの水温に対する始動時の水温の変化分を示し、
この変化はイグニッションキースイッチをOFFした後の経過時間、換言すればオイルパン内の油面が落ち着いたか否かの尺度となる。 ステップ76ではΔＴが所定値Δ１
より大きいか否か判別される。 この所定値Δ１はエンジン停止後エンジン各部を潤滑したオイルが殆ど完全にオイルパンに復帰するのに必要な時間に相当する水温の最低の降下分に相当する。 ΔＴ＞Δ１のとき、即ち前回エンジンを停止してからオイルパン内の油面が落ち着くに要する時間を経過したと判断されるときはステップ78に進み、SH接点がOFFか否か判別される。 SH接点がONの場合はオイルは足りていると判断されるので、以下のルーチンを抜ける。 SH接点がOFFの場合はオイルは足りないと判断され、ステップ80に進み、カウンタｎに０が入れられる。 このカウンタｎはオイル給油時のオイル補給ポンプ26の作動回数を計測する。 即ち、オイル補給ポンプ
26は小型のものであるので耐久性を高めるため連続通電せずに後述のように複数回パルス的に駆動されるようになっており、ｎはその駆動回数を計測する。 ステップ82
ではフラグＦに１が入れられる。 ステップ84ではポンプ作動信号が単安定回路46に出力される。 すると、所定の継続時間（Δｔ）のパルス信号が増幅器48に出力され、
オイル補給ポンプはそのパルス信号の継続時間Δｔだけパルス的に駆動されることになる（第５図（ホ）参照）。

次にこのルーチンに回ってきたときステップ70ではＦ
＝１であるためNoに分岐しステップ86に進み、カウンタｎ≧２か否か判別される。 ｎ＝０若しくは１のときはステップ88に流れ、ステップ84でポンプの作動信号が出力されてから所定の時間t ₀が経過しているか否か判別される。 この所定の時間t ₀ （第５図）はポンプ作動パルス信号の発生間隔を示しており、ポンプに過電流が流れないよう適当に離間して設定される。 前回のポンプの作動信号の出力から時間t ₀が経過したときはステップ90に進み、カウンタｎがインクリメントされる。 ポンプ26の３
回のパルス駆動が行われるとステップ86よりYesに分岐し、イグニッションキースイッチがOFFとされない限り、即ちエンジン停止し、次にエンジンが始動されるときまでオイル補給ルーチンは通らない。

イグニッションキースイッチ36がOFFされるときステップ92よりステップ94に進み、そのときの水温ＴがT ₁に入れられ、これは次の始動の際に温度差ΔＴより油面の判断に適した状態か否かの判別に使用される。 T ₁はメモリにおける不揮発領域に格納される。

以上の実施例において、オイルの油面の安定に要する時間エンジンが継続的に停止したか否かの判別のため停止時の水温記憶値と始動時の水温値との差を計測しているが、その水温の代わりに油温でも代用することができる。

第６図は極低温の環境状態（例えば−30℃の強風状態）でエンジンが未暖機のまま停止されてからの水温、
油温、オイルパン内の液面の変化を示す。 ａ時点を油面の回復時点とする。 例えば水温10℃で停止した場合の油面回復までの時間は18分である。 第７図はエンジン停止時の水温T ₁を色々と変化させた場合の油面回復までのに要する水温降下分ΔＴを示す。 この発明によりオイル温度があまり高まらない低温環境で短距離走行を繰り返すといった最も自動給油困難とされた条件でも精度高い制御が可能なことが分かる。

〔発明の効果〕

この発明ではエンジン停止時の機関温度を記憶しており、始動時にその記憶温度に対する機関温度の変化より液面の安定を把握した後液面を検出し、検出された液面よりオイルの補給制御をする際に、オイル補給ポンプを間欠駆動としていることから、バッテリに対する負担の軽減を図りつつ、精度の高い給油制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す図。 第２図はこの発明の実施例の構成を示す図。 第３図はオイル液面センサの原理構成を示す図。 第４図は制御回路の作動を説明するフローチャート。 第５図は制御回路の作動を説明するタイミング図。 第６図はエンジン停止からの経過時間と、オイルパン内の液面、水温、油温の関係を示すグラフ。 第７図はエンジン停止時の水温と、油面回復までの水温降下差との関係を示すグラフ。 10…エンジン本体、12…オイルパン、14…ストレーナ、
16…オイルゲージ、22…給油管、22…給油ポンプ、28…
オイルタンク、30…制御回路、36…イグニッションキースイッチ、34…オイルレベルセンサ、44…警告ランプ。