JP4400262B2

JP4400262B2 - オイル劣化判定装置

Info

Publication number: JP4400262B2
Application number: JP2004072556A
Authority: JP
Inventors: 一幸辻岡; 武利 ▲高▼島
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2024-03-15
Also published as: JP2005257614A

Description

本発明は、特に自動車、建築機械、航空機等のエンジンオイル、ギアオイル、トルコンオイル、ＣＶＴオイル、ブレーキオイル、その他の作動油等の潤滑油の劣化度合いを検出するオイル劣化判定装置に関するものである。

従来のこの種のオイル劣化判定装置は、図７に示すような構成を有していた。

図７は従来のオイル劣化判定装置の側断面図である。

図７において、１は円筒形状のケースである。２は一対の電極で、この一対の電極２は前記ケース１の内側に設けられている。３はリード線で、このリード線３は一対の電極２と電気的に接続されるとともに、一対の電極２から出力される抵抗値変化を外部に出力するものである。

以上のように構成された従来のオイル劣化判定装置について、次に、その動作を図面を参照しながら説明する。

図８に示すように、自動車のオイルパン４の内部にオイル劣化判定装置を設置するとともに、このオイルパン４の内部にエンジンオイル５を充填する。そして、この状態において、長時間自動車を使用すると、それに伴い、エンジンオイル５が劣化し、そしてこの劣化により、一対の電極２間の抵抗値が変動するため、この抵抗値の変動をリード線３から外部に出力することにより、エンジンオイルの劣化を検出するようにしていた。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１１−２４８０９１号公報

しかしながら、上記従来の構成においては、被測定物であるエンジンオイルの種類が変わると、それに伴って一対の電極２間の抵抗値が変動するため、新品のエンジンオイルが最初から劣化していると誤判断されてしまうという課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、オイルの種類が変わっても、正確なオイルの劣化を測定できるオイル劣化判定装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、オイルの物理特性値を検出するセンサと、このセンサからの出力信号により、測定対象物が空気であることを認識する空気認識回路と、この空気認識回路からの空気認識の信号によりリセット信号を発するリセット信号発信部と、このリセット信号発信部からの出力信号により新品オイルの物理特性値を検出して前記センサからの初期出力信号を記憶する記憶装置と、前記センサからの出力信号を継続して測定することによりオイルの劣化後の出力信号を検出する検出回路と、前記記憶装置に記憶された初期出力信号と前記検出回路より出力されるオイル劣化後の出力信号とを比較する比較回路と、その比較量があらかじめ設定した判定値を超えた時にはオイルが劣化したと判断する判定回路とを備えたものである。

以上のように本発明のオイル劣化判定装置は、測定対象物が空気であることを認識する空気認識回路を設けるとともに、記憶装置に記憶された初期出力信号とオイル劣化後の出力信号とを比較する比較回路を設けているため、オイルの種類が変わった際には、測定対象物が空気であることを認識することになり、これにより、オイルを新品に交換した際に、その初期出力信号を記憶し、随時、オイル劣化後の出力信号を初期出力信号と比較することができるため、被測定物であるオイルの種類が変わっても、正確なオイルの劣化を検出できるともに、センサにオイルの静電容量値を検出する第１の素子部と別個に、測定対象物の静電容量値を検出する第２の素子部を設けたため、空気を測定するための設置位置に第２の素子部を特化して装着することができることとなり、その結果、素子部における第１の素子部をオイルパンの内部の幅広い箇所にわたって設置することができるから、オイルパンの内部の位置によりオイルの劣化具合が変動する場合でも、全体として、オイルの劣化具合を測定することができることとなり、オイル劣化判定装置の特性が向上するという優れた効果を奏するものである。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１、２に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるオイル劣化判定装置の側断面図、図２は同オイル劣化判定装置の測定回路を示すブロック図、図３は同オイル劣化判定装置の下面図、図４は同オイル劣化判定装置における素子部の側面図である。

図１〜図４において、１１はオイルの物理特性値を検出するセンサを構成するセラミック製の素子部で、この素子部１１は図４に示すように、基板１１ａの表面に櫛歯形状の導電材料からなる一対の検出電極１２を設けており、かつこの一対の検出電極１２は配線パターン１３と電気的に接続されており、さらにこの一対の検出電極１２間は間隙が０．２ｍｍになるように構成されている。

１４は回路基板で、この回路基板１４は上面に処理回路からなる電子部品１５を設けており、かつこの電子部品１５は前記素子部１１における配線パターン１３と電気的に接続している。

また、前記電子部品１５は図２に示すように、空気認識回路１６を設けており、この空気認識回路１６は前記素子部１１からの出力信号により測定対象物が空気であることを認識するものである。また、前記電子部品１５にはリセット信号発信部１７を設けており、このリセット信号発信部１７は前記空気認識回路１６からの空気認識の信号により、リセット信号を発信するものである。そしてまた、前記電子部品１５には記憶装置１８を設けており、この記憶装置１８は前記リセット信号発信部１７からの出力信号により、素子部１１からの新品エンジンオイルとしての出力信号を記憶するものである。さらに、前記電子部品１５には検出回路１９を設けており、この検出回路１９は前記素子部１１からの出力信号をタイマー２０の指示により、定期的に継続して測定するものである。２１は前記電子部品１５に設けた比較回路で、この比較回路２１は記憶装置１８に記憶された初期出力信号と、検出回路１９より出力されるエンジンオイル劣化後の出力信号とを比較している。また、電子部品１５には判定回路２２を設けており、この判定回路２２は前記比較回路２１による比較量が予め設定した判定値を超えた時にはエンジンオイルが劣化したとして劣化出力信号を出力するものである。２３はコネクタ端子で、このコネクタ端子２３は前記回路基板１４と電気的に接続されるとともに、電子部品１５における判定回路２２からの劣化出力信号を外部へ出力するものである。２４は樹脂製のケースで、このケース２４は前記素子部１１、回路基板１４およびコネクタ端子２３を内側に組み付けるとともに、下側に開口部２５を設けている。また、ケース２４には第２の開口部２６を設けており、この第２の開口部２６は第１の蓋２７で閉塞し、さらに上面には第３の開口部２８を設けており、この第３の開口部２８は第２の蓋２９で閉塞している。

上記した本発明の実施の形態１におけるオイル劣化判定装置においては、オイルの物理特性値を検出するセンサを、基板１１ａの表面に一対の検出電極１２を互いに略一定の間隙を有するように設けた素子部１１により構成しているもので、この素子部１１は、１つの基板１１ａの表面に一対の検出電極１２を設けた構成としているため、一対の検出電極１２間の間隙の設定も印刷技術により簡単に設定することができ、これにより、精度良く一対の検出電極１２間の間隙を設定することができるものである。

以上のように構成された本発明の実施の形態１におけるオイル劣化判定装置について、次にその組立方法を説明する。

まず、ケース２４に、コネクタ端子２３を一体に成形する。

次に、セラミック製の素子部１１に厚膜印刷工法により、一対の検出電極１２を互いに略一定の間隙０．２ｍｍを保持するように形成した後、素子部１１を樹脂製のケース２４の開口部２５より挿入し固定する。

次に、電子部品１５を実装した回路基板１４を、ケース２４のコネクタ端子２３の近傍に設けられた第２の開口部２６よりケース２４の内部に挿入し固定した後、この回路基板１４上に設けられた基板端子（図示せず）と、コネクタ端子２３とを半田付けにより電気的に接続し、さらに電子部品１５を実装した回路基板１４と素子部１１とを第３の開口部２８において半田付けにより電気的に接続する。

最後に、前記ケース２４における第２の開口部２６を第１の蓋２７で閉塞し、その後、第３の開口部２８を第２の蓋２９で閉塞するものである。

以上のようにして組み立てられた本発明の実施の形態１におけるオイル劣化判定装置について、次にその動作を図面を参照しながら説明する。

図５に示すように、オイル劣化判定装置をオイルパン３０に設置した後、オイルパン３０にエンジンオイル３１を充填する。オイル劣化判定装置における素子部１１を構成する一対の検出電極１２間は簡易コンデンサを構成しているため、その容量Ｃは一対の検出電極１２間に介在する物質の誘電率εに左右されて決定されるもので、一般に空気の誘電率は１．７であり、またエンジンオイルは２．０〜３．２程度である。オイルパン３０のエンジンオイル３１が新品に交換されると、この交換の際には、エンジンオイル３１がオイルパン３０から一旦無くなるため、オイル劣化判定装置における素子部１１を構成する一対の検出電極１２間のエンジンオイル３１も無くなり、空気が被測定対象物となる。このときのコンデンサ容量値は、空気の誘電率に応じた数値を示すため、エンジンオイル３１で満たされていた時とは明らかに違う数値となる。これにより、エンジンオイル３１が無いこと、すなわちエンジンオイル３１が交換中であることを容易に認識することができるものである。一般的に空気の容量値は１．７であり、コンデンサ容量値の測定はある時間間隔をおいて継続的に行われる。本発明の実施の形態１においては、５分に設定している。素子部１１が、空気を判定した後の測定で、誘電率が２．０〜３．２に相当するコンデンサ容量値が検出されれば、それは、エンジンオイル３１を交換した後の新しいエンジンオイル３１であると判断されるため、その容量による出力信号を初期値として記憶装置１８に記憶する。そして、初期値を記憶した後の断続的な測定で計測される容量値はマイコン内の演算部である電子部品１５で、初期値との変化量が演算される。

実際にあるブランドのエンジンオイルの容量値は、初期状態で４０ｐＦであったものがある動作状態を続けた後に、５０ｐＦに変化した。初期からの変化割合は２５％であるが、この変化割合を閾値として設定し、劣化を判断するものである。本発明の実施の形態１におけるオイル劣化判定装置においては、変化率３０％で、実車走行７０００ｋｍ以上と判断し、これを劣化状態としている。比較回路２１は記憶装置１８に記憶された初期出力信号と、検出回路１９より出力されるエンジンオイル劣化後の出力信号とを比較する。そして、電子部品１５の判定回路２２は前記比較回路２１による比較量が予め設定した判定値を超えた時にはエンジンオイルが劣化したとして劣化出力信号を出力し、この劣化出力信号をコネクタ端子２３から外部へ出力するものである。

そして、上記本発明の実施の形態１におけるオイル劣化判定装置においては、オイルの物理特性値を検出する素子部１１と、この素子部１１からの出力信号により、測定対象物が空気であることを認識する空気認識回路１６と、この空気認識回路１６からの空気認識の信号によりリセット信号を発するリセット信号発信部１７と、このリセット信号発信部１７からの出力信号により新品オイルの物理特性値を検出して前記素子部１１からの初期出力信号を記憶する記憶装置１８と、前記素子部１１からの出力信号を継続して測定することによりオイルの劣化後の出力信号を検出する検出回路１９と、前記記憶装置１８に記憶された初期出力信号と前記検出回路１９より出力されるオイル劣化後の出力信号とを比較する比較回路２１と、その比較量があらかじめ設定した判定値を超えた時にはオイルが劣化したと判断する判定回路２２とを備えているため、オイルの種類が変わった際には、測定対象物が空気であることを認識することになり、これにより、オイルを新品に交換した際に、その初期出力信号を記憶し、随時、オイル劣化後の出力信号を初期出力信号と比較することができるため、被測定物であるオイルの種類が変わっても、正確なオイルの劣化を検出できるという効果が得られるものである。

なお、上記本発明の実施の形態１におけるオイル劣化判定装置においては、マイコンのメモリーであるところの記憶装置１８をオイル劣化判定装置に設けた構成について説明したが、別途、自動車側のＥＣＵに設けても良いものである。

また、センサは、本発明の実施の形態１における素子部１１に限定されるものではなく、これ以外の例えば、一方の発光素子とある間隔を持って対向するように他方に受光素子を配置し、この間隙中に存在するオイルを透過していく光の光量の変化によりオイルが劣化したと判断する構成を採用しても良いものである。

そしてまた、センサは、油面に対してある傾斜角を持って一方に発光素子を配置するとともに、これに対向するように他方にほぼ同一の傾斜角を持って受光素子を配置し、油面に対して発光素子から発射された入射光が油面にて反射し、その反射光を受光素子により受光する構成にして、この反射光の光量の変化によりオイルが劣化したと判断する構成を採用しても良いものである。

さらに、センサは、一方に超音波発信部を配置するとともに、これにある間隙を持って対向するように他方に超音波受信部を配置し、この間隙中に存在するオイルを透過していく超音波の伝達速度の変化によりオイルが劣化したと判断する構成を採用しても良いものである。

さらにまた、センサは、一方に超音波発信部を配置するとともに、これにある間隙を持って対向するように他方に超音波受信部を配置し、この間隙中に存在するオイルを透過していく超音波の伝達量の変化によりオイルが劣化したと判断する構成を採用しても良いものである。

また、センサは、一方に赤外線発光部を配置するとともに、これにある間隙を持って対向するように他方に温度センサを配置し、この間隙中に存在するオイルを透過していく赤外線量の変化を温度センサの温度変化により代用測定し、この温度変化によってオイルが劣化したと判断する構成を採用しても良いものである。

そしてまた、センサは、オイルの劣化を示すｐＨ値にかかわらず電位がほぼ一定である基準電極と、ｐＨ値により電位が変化する比較電極とを備えた構成にして、測定されるオイルのｐＨ値変化によりオイルが劣化したと判断する構成を採用しても良いものである。

さらに、センサは、流速測定センサをオイル劣化判定装置内に配置し、かつこの流速測定センサによりオイルパン内を流れるオイルの速度を測定して、オイルの粘度変化をこのオイルの速度変化により代用測定し、この速度変化によってオイルが劣化したと判断する構成を採用しても良いものである。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項３に記載の発明について説明する。なお、上記実施の形態１の構成と同様の構成を有するものについては、同一符号を付し、その説明は省略する。

本発明の実施の形態２におけるオイル劣化判定装置が、上記した実施の形態１と相違する点は、図６に示すように、センサを構成する素子部４１にオイルの静電容量値を検出する第１の素子部４２と、この第１の素子部４２と別個に設けられ、かつ測定対象物の静電容量値を検出する第２の素子部４３を設けた点である。

この構成によれば、空気を測定するための設置位置に第２の素子部４３を特化して装着することができるため、素子部４１における第１の素子部４２をオイルパン（図示せず）の内部の幅広い箇所にわたって設置することができ、これにより、オイルパン（図示せず）の内部の位置によりオイルの劣化具合が変動する場合でも、全体として、オイルの劣化具合を測定することができるため、オイル劣化判定装置の特性が向上するという効果が得られるものである。

本発明にかかるオイル劣化判定装置は、被測定対象物であるオイルの種類が変わっても、正確なオイルの劣化を検出できるという効果を有し、自動車等に使用される各種オイルの劣化度合を検出するオイル劣化判定装置として有用である。

本発明の実施の形態１におけるオイル劣化判定装置の側断面図同オイル劣化判定装置の測定回路を示すブロック図同オイル劣化判定装置の下面図同オイル劣化判定装置におけるセンサの側面図同オイル劣化判定装置をオイルパンに設置した状態を示す側断面図本発明の実施の形態２におけるオイル劣化判定装置のセンサの側面図従来のオイル劣化判定装置の側断面図同オイル劣化判定装置をオイルパンに設置した状態を示す側断面図

１１，４１素子部
１１ａ基板
１２検出電極
１６空気認識回路
１７リセット信号発信部
１８記憶装置
１９検出回路
２１比較回路
２２判定回路
２４ケース
２５開口部
４２第１の素子部
４３第２の素子部

Claims

オイルの静電容量値を検出する第１の素子部と、この第１の素子部と別個に設けられ、測定対象物の静電容量値を検出する第２の素子部を設けたセンサと、このセンサにおける第２の素子部からの出力信号により、測定対象物が空気であることを認識する空気認識回路と、この空気認識回路からの空気認識の信号によりリセット信号を発するリセット信号発信部と、このリセット信号発信部からの出力信号により新品オイルの物理特性値を検出して前記センサにおける第１の素子部からの初期出力信号を記憶する記憶装置と、前記第１の素子部からの出力信号を継続して測定することによりオイルの劣化後の出力信号を検出する検出回路と、前記記憶装置に記憶された初期出力信号と検出回路より出力されるオイル劣化後の出力信号とを比較する比較回路と、その比較量があらかじめ設定した判定値を超えた時にはオイルが劣化したと判断する判定回路とを備えたオイル劣化判定装置。