(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともエンジンオイル温調装置を備えた内燃機関の環境試験装置において、
エンジンオイル温調装置とエンジンオイル補給タンクとエンジンオイル液面検出装置とを連系し、試験時にエンジンオイルパン内のオイル液面のレベル変動を逐次的に検知して、オイル液面及び系内のオイル量を基準内に維持するためのエンジンオイル液面制御システムであって、
前記エンジンオイル温調装置が、エンジンオイルパンのオイル導出口から発して循環ポンプ、ヒータ、及び熱交換器を経由してエンジンオイルパンのオイル導入口へ戻るエンジンオイル温調循環経路を有したものであり、
エンジンオイル補給タンクが、エンジンオイル温調装置の温調循環経路からエンジンオイルを抜き取り配管導入するエンジンオイル抜取経路と、タンク貯留したエンジンオイルをエンジンオイルパンにポンプ送給するタンクオイル補給経路を配設したものであり、
エンジンオイル液面検出装置が、液面フロートスイッチを内蔵する複数の液面シリンダユニットを連設固定し、かつ、高さ調整可能に保持して収容した液面シリンダボックスを具備するとともに、エンジンオイルパンからオイル連通管を介して液面シリンダボックスの下部に導入し、かつ、各別に液面シリンダユニットの底面に分岐接続し、エンジンオイルキャップの開口部から均圧管を介して液面シリンダボックスの上部に導入し、かつ、各別に液面シリンダユニットの上面に分岐接続してなり、
試験開始前のエンジンオイルパン内のオイル液面を基準液面とし、個々の液面フロートスイッチの液面制御範囲を設定して、試験時に少なくともエンジンオイルの補給および／または抜取りに係る制御出力をおこなうようにしたことを特徴とするエンジンオイル液面制御システム。
【請求項２】
エンジンオイル抜取経路が、エンジンオイル温調循環経路のヒータの後流から第１開閉バルブ及び第１流量調整バルブを介してエンジンオイルを抜き取り、エンジンオイル補給タンクの空気室に配管導入するものであり、タンクオイル補給経路が、タンク貯留したエンジンオイルをエンジンオイル補給タンクの底部から発してポンプ送給により、ストレーナ、第２開閉バルブ及び第２流量調整バルブを介してエンジンオイルパンに配管導入するものであり、
前記第１及び第２開閉バルブの開閉を指示する制御出力をおこなうものである請求項１記載のエンジンオイル液面制御システム。
【請求項３】
タンクオイル補給経路の送給ポンプの後流を分岐し、バイパスバルブを介してオイルタンクの空気室に配管導入した局所的なタンク循環経路を有し、試験時に第１及び第２開閉バルブを閉じ、かつバイパスバルブを開き、温調運転と平行して局所的にタンク循環運転をおこない、オイル補給に備えるようにした請求項１又は２記載のエンジンオイル液面制御システム。
【請求項４】
エンジンオイル液面検出装置が、液面シリンダボックス内に、位置調整手段により上下動可能に保持した背板を設けて、３連又は４連構成の液面シリンダユニットを連設固定し、各液面フロートスイッチをそれぞれ異なる液面制御範囲に設定して、試験時にエンジンオイルの上限又は下限を警報・停止出力し、かつ、補給および／または抜取りに係る制御出力をおこなうものである請求項１記載のエンジンオイル液面制御システム。
【請求項５】
位置調整手段がねじ要素からなるものであって、背板の背面にスリーブナットを設け、液面シリンダボックスの上下縦断方向に軸支したフィードスクリュを螺合したものであり、該フィードスクリュの正逆回転に基づき液面シリンダユニット及び背板を一体的に上下動させるようにした請求項４記載のエンジンオイル液面制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、少なくともエンジンオイル温調装置を備えた内燃機関の環境試験装置に係り、詳しくは、エンジンオイル温調装置とエンジンオイル補給タンクとエンジンオイル液面検出装置とを連系し、試験時にエンジンオイルパン内のオイル液面のレベル変動を逐次的に検知して、オイル液面及び系内のオイル量を基準内に維持するためのエンジンオイル液面制御システムに関する。なお、システムは装置系の意である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車用内燃機関（以下、エンジンと同じ。）の環境条件、本発明に関し環境温度を設定し、試験用エンジンの機能を検証するための定置式の環境試験装置が知られている。なお、環境温度については、環境試験室の温度（室温）を指称する場合（設備系）があるが、後述するように本発明に関しては温調装置で制御する温度（機関系）をいうものとする。
【０００３】
この環境試験装置の主要構成は、図４に示すとおり、試験用エンジン及び負荷用動力計（ダイナモ）に対してエンジン冷却水温調装置、エンジン吸入空気温調装置及びエンジンオイル温調装置を配備したものである。
【０００４】
これら既設の温調装置と連系する本発明の適用に係る一般的な温度制御範囲は、エンジン冷却水温調装置が−１０℃〜１２０℃（エンジン出口温度）、エンジン吸入空気温調装置が−１０℃〜８０℃、及びエンジンオイル温調装置が−１０℃〜１４０℃（エンジンメインギャラリ部温度）である。
【０００５】
例えば、実車走行中の環境温度を９０℃とすると、エンジン冷却水温調装置及びエンジンオイル温調装置による温度制御をそれぞれ９０℃に設定し、エンジン吸入空気温調装置による温度制御を２５℃とするものである。
【０００６】
本発明に関する環境試験では、温調運転をしている試験中に、系内のオイル量（具体的にはエンジンオイルパン内のオイル液面）が一定となるように調整することが要請される。
【０００７】
すなわち、オイルレベルが低くなった場合、エンジン側のオイルポンプによって必要量のオイルが汲み上げられなくなり、エンジンの摺動部が焼き付いてしまうことがある。これにより試験条件（例えば、エンジンの始動性を試験する場合の始動時間）が変動してしまうという不具合がある。
【０００８】
一方、オイルレベルが高くなった場合、油面が上がりすぎると、エンジンオイルが燃焼ガスを導入するエンジンシリンダ内に過剰に入りすぎ、未燃オイルとして燃焼後、燃焼排ガスに同伴されて排気系に入り、そこでオイルが燃焼してしまったり、汚染したりして、エンジンや排気系の故障原因となる場合がある。また、油面ヘッドが上がりエンジン側のオイルポンプの能力に変化が生じることにより試験条件が変動してしまうという不具合がある。
【０００９】
従来的には、エンジンオイルパン内のオイル液面が装置系で唯一の開放端となっており、温調運転時（試験時）にオイル液面のレベル変動が大きく、特にエンジンオイルの設定温度（供給温度）を変更した場合には、上記のように試験条件が変動してしまうという問題が起こりがちであった。
【００１０】
このような試験条件へ影響を避けるために、エンジンオイルパン内に液面の上下限界（基準目盛）を設けており、これを逸脱するとデータ採得において信頼性なし（使用不可）とするということはおこなわれてきた。
【００１１】
ところで、一般に潤滑油の問題は広範囲にわたるが、エンジンオイルの液面制御を含む自動補給装置については幾つか提案がある。
【００１２】
例えば、エンジンオイルパン横にエンジン本体を加工してレベルゲージ（連通管）を設置し、その油面をセンサ検知して給油するもの、及びエンジンオイルパンにＹ型プラグ状のレベル調整用ジグを設けて、別置の補給タンクの油面検知器と連系させたものがある。特開平８−２４７９０２号「エンジンへの潤滑油自動補給装置」、及び特開昭和６１−１１８５１９号「エンジンオイル自動補給装置」を参照。ただし、本発明内容に関し先行技術効果は認められない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
先述のとおり、環境試験では、温調運転をしている試験中に、系内のオイル量が一定となるように調整することが要請される。より詳しくは、エンジンオイルパン内のオイル液面を試験条件の上下限の基準範囲内に維持することである。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、上記課題を解消し、内燃機関の環境試験装置において、エンジンオイル温調装置とエンジンオイル補給タンクとエンジンオイル液面検出装置とを連系し、試験時にエンジンオイルパン内のオイル液面のレベル変動を逐次的に検知して、オイル液面及び系内のオイル量を基準内に維持するためのエンジンオイル液面制御システムを提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するために本発明は、エンジンオイル温調装置とエンジンオイル補給タンクとエンジンオイル液面検出装置とを連系し、試験時にエンジンオイルパン内のオイル液面のレベル変動を逐次的に検知して、オイル液面及び系内のオイル量を基準内に維持するためのエンジンオイル液面制御システムであって、
前記エンジンオイル温調装置が、エンジンオイルパンのオイル導出口から発して循環ポンプ、ヒータ、及び熱交換器を経由してエンジンオイルパンのオイル導入口へ戻るエンジンオイル温調循環経路を有したものであり、
エンジンオイル補給タンクが、エンジンオイル温調装置の温調循環経路からエンジンオイルを抜き取り配管導入するエンジンオイル抜取経路と、タンク貯留したエンジンオイルをエンジンオイルパンにポンプ送給するタンクオイル補給経路を配設したものであり、
エンジンオイル液面検出装置が、液面フロートスイッチを内蔵する複数の液面シリンダユニットを連設固定し、かつ、高さ調整可能に保持して収容した液面シリンダボックスを具備するとともに、エンジンオイルパンからオイル連通管を介して液面シリンダボックスの下部に導入し、かつ、各別に液面シリンダユニットの底面に分岐接続し、エンジンオイルキャップの開口部から均圧管を介して液面シリンダボックスの上部に導入し、かつ、各別に液面シリンダユニットの上面に分岐接続してなり、
試験開始前のエンジンオイルパン内のオイル液面を基準液面とし、個々の液面フロートスイッチの液面制御範囲を設定して、試験時に少なくともエンジンオイルの補給および／または抜取りに係る制御出力をおこなうようにしたことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、上記構成において、エンジンオイル抜取経路は、エンジンオイル温調循環経路のヒータの後流から第１開閉バルブ及び第１流量調整バルブを介してエンジンオイルを抜き取り、エンジンオイル補給タンクの空気室に配管導入している。
【００１７】
タンクオイル補給経路は、タンク貯留したエンジンオイルをエンジンオイル補給タンクの底部から発してポンプ送給により、ストレーナ、第２開閉バルブ及び第２流量調整バルブを介してエンジンオイルパンに配管導入している。
【００１８】
また、タンクオイル補給経路の送給ポンプの後流を分岐し、バイパスバルブを介してオイルタンクの空気室に配管導入した局所的なタンク循環経路を有し、試験時に第１及び第２開閉バルブを閉じ、かつバイパスバルブを開き、温調運転と平行して局所的にタンク循環運転をおこない、オイル補給に備えるようにしている。
【００１９】
エンジンオイル液面検出装置は、液面シリンダボックス内に、位置調整手段により上下動可能に保持した背板を設けて、３連又は４連構成の液面シリンダユニットを連設固定し、各液面フロートスイッチをそれぞれ異なる液面制御範囲に設定して、試験時にエンジンオイルの上限又は下限を警報・停止出力し、かつ、補給および／または抜取りに係る制御出力をおこなうものである。ここで、液面フロートスイッチのＯＮ−ＯＦＦ信号により第１及び第２開閉バルブの開閉を指示する制御出力をおこなう。
【００２０】
また、位置調整手段はねじ要素からなるものであって、背板の背面にスリーブナットを設け、液面シリンダボックスの上下縦断方向に軸支したフィードスクリュを螺合したものであり、該フィードスクリュの正逆回転に基づき液面シリンダユニット及び背板を一体的に上下動させるようにしている。
【００２１】
【実施例】
本発明の一実施例について添付図面を参照しながら以下説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施例を示すエンジンオイル液面制御システム（以下、実施例システム。）の系統図である。
【００２３】
図２は、実施例システムの一構成要素である液面検出装置の構成概要図である。
【００２４】
図示するように、実施例システム（Ｘ）は、エンジンオイル温調装置（Ｗ）とエンジンオイル補給タンク（５）とエンジンオイル液面検出装置（20）とを連系して、試験開始前のエンジンオイルパン（１）内のオイル液面を基準液面とし、個々の液面フロートスイッチ（22）の液面制御範囲を設定して、試験時に少なくともエンジンオイルの補給および／または抜取りに係るバルブ開閉を指示する制御出力をおこない、試験時にエンジンオイルパン（１）内のオイル液面のレベル変動を逐次的に検知して、オイル液面及び系内のオイル量を基準内に維持するように制御するものである。
【００２５】
エンジンオイル温調装置（Ｗ）は、エンジンオイルパン（１）のオイル導出口（11）から発して循環ポンプ（２）、ヒータ（３）、及び熱交換器（４）を経由してエンジンオイルパン（１）のオイル導入口（12）へ戻るエンジンオイル温調循環経路（以下、Ｗの符号で示す。）を有している。
【００２６】
エンジンオイル補給タンク（５）は、エンジンオイル温調循環経路（Ｗ）のヒータ（３）の後流から第１開閉バルブ（81）及び第１流量調整バルブ（91）を介してエンジンオイルを抜き取り、エンジンオイル補給タンク（５）の空気室（51）に配管導入するエンジンオイル抜取経路（６）と、タンク貯留したエンジンオイルをエンジンオイル補給タンク（５）の底部（排油口52）から発してポンプ（71）送給により、ストレーナ、第２開閉バルブ（82）及び第２流量調整バルブ（92）を介してエンジンオイルパン（１）に配管導入するタンクオイル補給経路（７）を配設したものである。
【００２７】
エンジンオイル液面検出装置（20）は、液面フロートスイッチ（22）を内蔵する複数の液面シリンダユニット（21）を連設固定し、かつ、高さ調整可能に保持して収容した液面シリンダボックス（23）を有し、エンジンオイルパン（１）からオイル連通管（27）を介して液面シリンダボックス（23）の下部に導入し、かつ、各別に液面シリンダユニット（21）の底面に分岐接続し、エンジンオイルキャップ（14）の開口部に接続した均圧管（29）を介して液面シリンダボックス（23）の上部に導入し、かつ、各別に液面シリンダユニット（21）の上面に分岐接続している。〔図２〕
【００２８】
さらに、タンクオイル補給経路（７）の送給ポンプ（71）の後流を分岐し、バイパスバルブ（10）を介してオイルタンク（５）の空気室（51）に配管導入した局所的なタンク循環経路（72）を有し、試験時に第１及び第２開閉バルブ（81；82）を閉じ、かつバイパスバルブ（10）を開き、温調運転と平行して局所的にタンク循環運転をおこない、オイル補給に備えるようにしている。
【００２９】
液面検出装置（20）の詳細は、図２に示すように、オイル連通管（27）を、エンジンオイルパン下部（タッピング13）から液面シリンダボックス（23）の下部に接続するとともに、液面シリンダボックス（23）内でオイル連通管（27）から分岐した連通支管（28）を介して、それぞれの液面シリンダユニット（21）の底面に各別に接続し、均圧管（29）を、エンジンオイルキャップ（14）の開口部に接続して液面シリンダボックス（23）の上部に配管導入し、かつ、それぞれの液面シリンダユニット（21）の上面に各別に分岐接続している。なお、オイル連通管（27）〔連通支管28を含む〕及び均圧管（29）の接続部にはフレキ機構を設ける。
【００３０】
また、液面シリンダボックス（23）内に、位置調整手段（後述の24,25,26）により上下動可能に保持した背板（24）を設けて、３連構成の液面シリンダユニット（21）を連設固定し、各液面フロートスイッチ（22）をそれぞれ異なる液面制御範囲に設定して、試験時にエンジンオイル液面の上限又は下限を警報・停止出力し、かつ、補給および／または抜取りに係る制御出力をおこなうようにしている。なお、液面シリンダユニット（21）はオイル面の上下限をそれぞれ警報・停止出力するために４連構成とするのが好ましい。
【００３１】
ここで、位置調整手段はねじ要素（後述の25）からなるものであって、背板（24）の背面にスリーブナット（図示省略）を設け、液面シリンダボックス（23）の上下縦断方向に軸支したフィードスクリュ（25）を螺合したものであり、該フィードスクリュ（25）の正逆回転に基づき液面シリンダユニット（21）及び背板（24）を一体的に上下動させるようにしている。
【００３２】
図３に液面フロートスイッチ（公知例）の構成説明図を示す。
【００３３】
図示するように、液面フロートスイッチ（22）は、フロートが上下して、フロート内に装着された磁石の磁力によりステム内に封入されたリードスイッチをＯＮ−ＯＦＦ作動させるものである。液面フロートスイッチ（22）自体は公知（又は市販）のものを使用できる。ここで、スイッチの接点はステムに内蔵されオイルと非接触（防爆構造）となっている。ＯＮ−ＯＦＦ（接点の間隔）は、上下のストッパを調整することにより所定のレベルで設定できる。実施例システム（Ｘ）においては2.5 mm間隔とした。
【００３４】
オイル補給に係る液面フロートスイッチ（22）のＯＮ−ＯＦＦ信号を第２開閉バルブ（82）に対して制御出力し、オイル抜き取りに係るＯＮ−ＯＦＦ信号を第１開閉バルブ（81）に対して制御出力する。なお、開閉バルブ（８）は電磁弁[SV]である。
【００３５】
また、上限又は下限制御に係る液面フロートスイッチ（22）のＯＮ−ＯＦＦ信号は警報・停止出力である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は以上の構成よりなるものであり、これによれば試験時にエンジンオイルパン内のオイル液面の基準内に維持できるので、試験の継続に支障をきたすことがなくなり、時間のロスも解消される。
【００３７】
具体的には、オイル液面の上限制御によりエンジンの故障を回避し、下限制御によりエンジンの停止を排除（防止）することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例システムの系統図である。
【図２】液面検出装置の構成概要図である。
【図３】液面フロートスイッチ（公知例）の構成説明図である。
【図４】公知の環境試験装置の主要構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  エンジンオイルパン
11  導出口
12  導入口
13  タッピング
14  エンジンオイルキャップ
２  循環ポンプ
３  ヒータ
４  熱交換器
５  オイル補給タンク
51  空気室
52  排油口
６  エンジンオイル抜取経路
７  タンクオイル補給経路
71  送給ポンプ
72  タンク循環経路
８  開閉バルブ
81  第１開閉バルブ
82  第２開閉バルブ
９  流量調整バルブ
91  第１流量調整バルブ
92  第２流量調整バルブ
10  バイパスバルブ
20  液面検出装置
21  液面シリンダユニット
22  液面フロートスイッチ
23  液面シリンダボックス
24  背板
25  ねじ要素〔位置調整手段〕
26  位置調整用ハンドル〔位置調整手段〕
27  オイル連通管
28  連通支管
29  均圧管
Ｗ  温調循環経路〔エンジンオイル温調装置〕
Ｘ  実施例システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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