TWI360605B - Engine oil level detection system - Google Patents

Description

1360605 ο) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一用於偵測引擎曲軸箱中之油位的設備’ 及有關一用於偵測引擎曲軸箱中之油位的方法。 【先前技術】 架構一引擎之潤滑結構，以致該引擎之滑動零件係藉 著該曲軸箱中之油所潤滑。已揭示用於偵測聚積於該曲軸 箱中之油位的各種型式油位偵測設備，諸如那些於日本實 用新案公開第5 3.· 1 6 3 8 2 6號、日本專利特許公開申請案 (Kokai)第6 0-33 1號、及日本專利公告（Kokoku)第5 5 -45 73 3 號者。 日本實用新案公開第58- 1 63 826號、日本專利特許公 開申請案（Kokai)第60-3 3 1號、及日本專利公告（Kokoku)第 5 5 -45 73 3號中所已知之油位偵測設備係設有一磁性浮標開 關。該磁性浮標開關包含一浮標、一安置於該浮標中之永 久性磁鐵、及一用於感測該永久性磁鐵之磁力的簧片開關 。按照這些油位偵測設.備，該油位降低至一預設下限液位 造成該浮標按照此降低量而下移，且因此該簧片開關感測 容置於該浮標中之永久性磁鐵的磁力，藉此偵測該液位下 降，一指示器燈光係發亮，並發出一警報。 然而，於曰本實用新案公開第58-163826號、日本專 利特許公開申請案（Kokai)第60-33 1號、及日本專利公告 (Kokoku)第55-45 73 3號中所已知之油位偵測設備中，必需 (2) (2)1360605 考慮防止該簧片開關受一外部磁場所影響。 由於上面之考量，吾人已努力開發一種引擎用之油位 偵測設備，其中該浮標開關不使用一簧片開關。此一油位 偵測設備係在日本實用新案註冊第2532891號中提出。日 本實用新案註冊第2532891號中所揭示之油位偵測設備的 摘要係參考圖11A及11B敘述。 圖11A顯示一設有油位偵測設備之引擎，及圖11B顯 示圖1 1 A所示油位偵測設備之槪要圖。 圖1 1 A所示引擎100係一般用途之引擎，其中油102係 聚積在該曲軸箱101之底部中。該引擎100係設有一油杓 104，用於伴隨著該曲軸103之旋轉將油102舉起及供給至 滑動零件；及一浮標型油位偵測器1 1 1，用於偵測該曲軸 箱1 0 1中之油1 0 2.的液位。 設定該油102之每一液位，其中該上限液位L1係設定 在該最高點，該下限液位L2係設定在該上限液位L 1之下 方，且該最低限制液位L3係設定在該下限液位L2之下方 。圖11B顯示當該油102已上昇至該上限液位L1時之油位 偵測設備110。 該油位偵測設備1 1 0僅只按照藉.由該浮標型油位偵.測 器1 1 1所偵測之液位L 1至L3提供通知，或是提供通知及停 止該引擎100，如圖1 1 A及1 1B所示。更特別地是，該浮標 型油位偵測器111具有一於罩殼112中之浮標113，及一固 定至該浮標113之導電直立桿114。下文係該油位偵測設備 110之效果的一項敘述。 -6- 1360605 ⑶ 隨著該引擎100運轉，該油102中之降低至該下限液位 L2造成該直立桿114隨同該浮標113下降，且造成與該曲軸 箱101之底部表面l〇la接觸。其結果是，造成經過該電池 115、該警報燈116、該罩殼112之導電環112a、該直立桿 114、及該曲軸箱101之底部表面101 a的路徑導電。其結果 是，該警報燈1 16係發亮及提供該油位係在該下限液位L2 之通知。 再者，當該油102已經下降至該最低限制液位L3時， 造成設置在該浮標113的下表面上之可移動接觸件117與該 固定式接觸件118及118接觸。其結果是，該引擎100停止 ，因爲該點火設備119停止點火操作。 下文係該引擎100被安裝在一作業機械（work machine) 中之案例。該“作業機械”一詞包含固定式及機動式（可 移動）裝備》 發生器、高壓清洗機、及其他固定式作業機械不會移 動，且該作業機械本身不會顯著地搖動。安裝於一固定式 作業機械中之引擎100亦不會顯著地搖動。爲此緣故，該 油位102不會大幅地變化。因此，當該油位下降至一.固定 式液位或更低時，該引擎100自動停止。 耕田機或其他機動作業機械於移動期間大幅地搖動。 安裝於一機動作業機械中之引擎100亦大幅地搖動。爲此 緣故，與安裝於固定式作業機械中之引擎作比較，該油位 102大幅地搖動。既然該油102係亦藉著該油杓104所舉起 ，該油位中之波動係相當大的。 (4) (4)1360605 當該浮標113按照該油位中之波動直立地移動時，該 可移動接觸件11 7亦移動。當該可移動接觸件11 7在該直立 方向中隨著於一下降狀態中之油102大幅地移動時，即使 該實際液位（當前液位）尙未下降至該最低限制液位L3，該 液位被偵測爲已經下降。其結果是，該引擎100停止。因 爲此狀態，在該引擎ΐοό被安裝於一機動作業機械的案例 中，該引擎100不能自動地停止，縱使該油位已經下降至 一固定式液位或更低。.：. 因此當該引擎100被安裝在一固定式作業機械中時， 必需.提供一種可自動地停止該引擎100之油位偵測設備100 。當該引擎100被安裝在一機動作業機械中時，亦必需提 供一種不會自動地停止該引擎100之油位偵測設備100。在 此等條件之下，按照此一作業機械之器具型式，對於一引 擎必需提供二種型式之油位偵測設備11 〇，需要更多時間 以管理該機械，且該製造之成本增加。因此，在此有改善 之空間。 以上面之觀點，在此一旦該曲軸箱中之油位已經下降 至一固定式液位或更低'藉著僅只使用一種型式之油位偵 測設備，對於當該引擎係自動地停止時及當該引擎不會自 動地停止時皆可使用的技藝有一需要。 再者，當該引擎100正運轉時由於該引擎1〇〇之震動， 該油位102搖動，如圖11A及11B所示。既然該油102係藉 著該油杓104所舉起，在該油之表面上亦產生波浪。換句 話說，該油位之波動係相當大的。該直立桿114及可移動 -8- (5) (5)1360605 接觸件117(下文該二者被稱爲“可移動接觸件117”）亦按 照該油位中之波動伴隨著該浮標113之直立移動而直立地 移動。 該可移動接觸件117係一開關構件，其係直接安裝在 該浮標113上，且不具有磁滯開關操作特性，諸如那些磁 性浮標開關者。爲此緣故，當該油位已經下降，同時大幅 地上下移動時，如果該實際液位減少至該最低限制液位L3 附近，造成該可移動接觸件1 17與該等固定式接觸件1 18及 1 18間歇性接觸》換句話說，該可移動接觸件1 17可與該等 固定式接觸件1 1 8及1 1 8造成間歇性接觸，儘管該實際液位 尙未下降至該最低限制液位L3之事實。當該實際液位已下 降至該最低限制液位L3時，該可移動接觸件117與該等固 定式接觸件Π 8及1 1 8很短地間歇重複接觸。 當該引擎100被停止時，該油位不會變化。當該油已 經下降至該最低限制液位L3時，該可移動接觸件1 1 7保持 與該等固定式接觸件1 18及1 18持續接觸。 藉著該可移動接觸件117及該對固定式接觸件118及 .1 18之液位偵測操作係依據該引擎100已停止或正運轉而完 全不同。由於此事實，必需考量更精確及可靠之偵測，而 不管該引擎運轉狀態爲何。 由於上面之觀點，在此當該引擎係停止或正運轉時， 對於可允許更正確及可靠地偵測一引擎之油位的技藝有一 需要。 (6) (6)1360605 【發明內容】 本發明提供一用於引擎中之油位偵測設備，其中一油 杓舉起該曲軸箱中之油，及伴隨著一曲柄軸之旋轉施行潤 滑，該設備包含一油位偵測器，用於當按照該油之液位直 立地移動、並設置在一浮標上之可移動接觸件與固定式接 觸件造成接觸時，一旦該油之液位已下降至一預設下限液 位，發出一指示該油位已下降之信號：及模式切換單元， 用於選擇二模式之一，該模式選自用於按照該液位下降信 號作動一警報與將該引擎帶至停止之第一模式，及用於按 照該液位下降信號作動該警報與允許該引擎持續運轉之第-二模式。 如此，於上述油位偵測設備中，用於控制該警報及該 引擎之控制模式可藉著該模式切換單元切換至一選自第一 模式及該第二模式之模式。當該單元已經切換至該第一模 式時，該警報可被作動，且該引擎能按照該液位下降信號 停止。當該單元已經切換至該第二模式時，該警報亦可被 作動，且該引擎能按照該液位下降信號持續運轉。 因此，單一型式之油位偵測設備能被用於該引擎當該 曲軸箱中之油位已經下降至一固定式液位或更低時自動地 停止之案例，及該引擎當該曲軸箱中之油位已經下降至一 固定式液位或更低時不會自動地停止之案例兩者。如此， 僅只需要提供一種油位偵測設備，需要較少之時間以管理 該引擎之油位偵測裝置，並可減少製造成本。再者，可用 一種油位偵測設備處理任何型式之器械（例如能夠施行各 -10- (7) 1360605 種工作之機械等）。 該模式切換單元較佳地是具 操作面板上之手動操作開關。爲 僅只操作該手動操作開關簡單地 〇 該模式切換單元較佳地是具 至該引擎之記憶體，該記憶體係 通訊單元之通訊寫入模式切換資 基於該記憶體中所儲存之模式切 該第二模式的二模式之一之間切 切換資料寫入至該引擎所提供之 元之輔助，該模式切換單元基於 換至該第一或第二模式。如此， 第一模式或第二模·式。 較佳地是，·上述油位偵測設 元及第二決定單元，·用.於決定該 其中該設備：當已滿足二條件時 、及該液位下降信號之持續期間 條件，該第一決定單元決定該油 限液位：及當已滿足二條件時， 之條件及已接收該液位下降信號 次數之條件時，該第二決定單元 降至該下限液位。 如此，當該引擎係停止時， 有一可被安裝在該引擎的 此緣故，該操作員能藉著 切換至該第一或第二模式 有一切換致動器及一提供 架構成可按照來自一外部 料，且該切換致動器能夠 換資料在選自第一模式及 換。因此，藉著將該模式 記憶體，以該外部通訊單 該模式切換資料自動地切 該使用者不需要切換至該 備進一步具有第一決定單 油之液位已實際地下降， ，亦即該引擎停止之條件 已抵達一預設參考時間的 之實際液位已下降至該下 亦即滿足該引擎正在運轉 之次數已抵達一預設參考 決定該油之實際液位已下 該第一決定單元決定該實 -11 - (8) 1360605 際液位已經下降，及該液位下降信號（亦即該可移動點係 與該固定式接觸件接觸之狀態）持續遍及一固定時段。當 該引擎係停止時，用於決定一實際液位下降，該第一決定 單元係最佳的。當該引擎正運轉及該液位下降信號持續遍 及一固定時段時，該第二決定單元決定該實際液位已經下 降。在引擎運轉期間用於決定一實際液位下降，該第二決 定單元係最佳的。因此，當該引擎係停止及當其藉著僅只 使用一簡單之架構正運轉時，可更正確及可靠地偵測—引 擎之油位，其中對該油位偵測設備提供二決定單元。 該第二決定單元較佳地是設有一重新設定單元，用於 當滿足已接收該先前的液位下降信號之後，一預設固定時 間已消逝而未接收下一該液位下降信號之條件時，重新設 定已接收該液位下降信號之次數。 於此案例中，該先前及下一液位下降信號反應被間歇 地接收的液位下降信號之相對順序。用於此理由，當該第-'二決定單元正偵測該液位，同時該引擎正運轉時，當該等 液位下降信號間之時間間隔係相當大時，該單元決定該液 位下降信號不是一伴隨著該油表面之平常的起落（例如暫 時性雜訊）之:液位下降信號，並可重新設定所接收之液位 • 下降信號的次數。如此，於引擎運轉期間，可藉著重新設 定該信號更正確及可靠地偵測該油位。 本發明進一步提供一用於偵測引擎的曲軸箱中之油的 液位之方法，該方法具有：一藉著使用一具有浮標、可移 動接觸件、及固定式接觸件之油位偵測器偵測該油的液位 -12- (9) (9)1360605 之步驟；一當該油的液位已下降至一預設下限液位時，該 浮標型油位偵測器發出一液位下降信號之步驟；一當已滿 足包含二條件之第一決定基準，亦即停止該引擎之條件、 及該液位下降信號之持續期間已抵達一預設參考時間的條 件時，用於決定該油的實際液位已下降至該下限液位之步 驟；及一當已滿足包含二條件之第二決定基準，亦即運轉 該引擎之條件、及已接收該液位下降信號之次數已抵達一 預設參考次數的條件時，用於決定該油的實際液位已下降 至該下限'液位之步驟。 以此方式，本發明之油位偵測方法集中焦點在以下之 事實，即既然該油表面之狀態於引擎運轉期間及當該引擎 停止時係大致上不同的，該浮標之作用情況亦隨之不同。 換句話說，當該引擎停止時，該油之表面不會變化，且當 該引擎正運轉時，油之表面經歷相當大的直立移動。. 爲此緣故，於本發明之第二態樣的引擎油位偵測方法 中，有用·於決定該油位中之實際降低的二基準，亦即第一 決定基準及第二決定基準。當該引擎停止及該液位下降信 號（亦即，該可移動點係與該等固定式接觸件接觸之狀態） 持續遍及一固定時段時，該第一決定基準決定已經下降之 實際液位。當該引擎係停止時，用於決定一實際液位下降 ，該第一決定基準係最佳的。反之，當該引擎正運轉及該 液位下降信號持續遍及一固定時段時，該第二決定基準決 定該實際液位已經下降。在引擎運轉期間用於決定一實際 液位下降，該第二決定基準係最佳的。因此，當該引擎係 -13- (10) (10)1360605 停止及當其藉著僅只使用一簡單之方法正運轉時，可更正 確及可靠地偵測一引擎之油位，其中於該油位偵測方法中 建立二決定基準。 【實施方式】 圖1所示引擎單元10係一OHC型氣冷式單汽缸內燃機 之範例，其中該汽缸2 1係相對一大致水平之曲軸1 4傾斜。 下面詳細地敘述該引擎10。 該引擎10之曲軸箱11係藉著一體成形一曲軸室12及一 汽缸體13所架構。該曲軸室12可旋轉地容納及支撐該曲軸 14。該曲軸14係連結至該曲軸室12中之曲軸栓銷i5上的一 連接桿16，且一活塞17係連結至該連接桿16。 該汽缸體13係架構成可在其中形成一汽缸21，一汽缸 頭22係以螺栓鎖至該遠側端部份，一燃燒室23係形成於該 汽缸21的遠側端部份及該汽缸頭22之間，且一進氣通口（ 未示出）及一排氣通口 25係形成在該汽缸頭22中。該活塞 17在該·氣缸21內往復式地移動。 —閥移動室27係藉著以一頭蓋26包圍該汽缸頭22之遠 側端部份所形成。一閥移動機件30係設置於該閥移動室27 中。該閥移動機件30主要係由單凸輪軸桿31、搖臂桿32、 進氣閥搖臂桿33、進氣閥34、排氣閥搖臂桿35、及排氣閥 3 6所構成，且係安裝在該汽缸頭22上。 該凸輪軸桿31係藉著該汽缸頭22可旋轉地支撐，並被 架構成可藉著該曲軸14經由一動力傳送機件（未示出）所驅 • 14 - (11) (11)1360605 動’且係設有一進氣閥驅動凸輪37及一排氣閥驅動凸輪38 。該進氣閥驅動凸輪37及排氣閥驅動凸輪38係伴隨著該凸 輪軸桿31之旋轉而位移，造成該進氣閥搖臂桿33及排氣閥 搖臂桿3 5擺盪。其結果是，該進氣閥34及排出閥36以指定 的開/關時序打開及關閉。 該引擎10係設有一油杓40，用於伴隨著該曲軸14之旋 轉舉起油Lu，並將該油供給至該等滑動零件；及一浮標型 油位偵測器（油警報器）5〇，用於偵測該油Lu之液位。 更特別地是，該連接桿16係設有一油杓40，用於舉起 該曲軸室12的（油盤）-底部中之油Lu。藉著轉動，該油杓40 可舉起聚積在該曲軸室I2的底部中之油Lu，並於該曲軸室 1 2及汽缸2 1中散佈該油。·該經散佈之油Lu能進入及潤滑該 曲軸室12及汽缸21中之每一構件的滑動零件。 圖2 A於油Lu係充分聚積至一上限液位LI 1之狀態中顯 示該油位偵測器50。圖2B於該油Lu已經下降至一下限液 • - - · * · 位L1 2之狀態中顯示一油位偵測器50。 該油位偵測器50係一感測器，當設置於該浮標54中之 可移動接觸件55造成學一對固定式接觸件56及S6接觸時， 韋該油Lu之實際液位Lr(該油表面之高度Lr)已經下降至一 預定之下限液位L12時，該感測器被架構成可發出一液位 下降偵測信號（亦即，液位下降信號），如圖2A所示。 更特別地是，該油位偵測器50係包括一罩殼主體5 1 ; —蓋子52，其蓋住該罩殼主體51之上端開口； 一浮標室53 ，其藉著包圍於該罩殼主體51及蓋子52中所形成；一浮標 -15- (12) (12)1360605 54，其係可升高地容置於該浮標室53中；一可移動接觸件 55，其設置於該浮標54之底部上；及一對固定式接觸件56 及56’其設置於該罩殼主體51之底板51a上，以便面朝該 可移動接觸件5 5。 該底板51a具有一穿透孔51b，且該蓋子52具有一穿透 孔52a。該等穿透孔51b及52a允許油Lu通過進出該浮標室 53。一外蓋57以一固定式間隙[在其間]蓋住該底板51a。 該外蓋57具有一後方開口573及一下穿透孔57b，該油Lu通 過該下穿透孔5 7b。該後方開口 5 7 a係橫側地打通至與該油 杓4〇之旋轉方向相反的娜面（看圖1)。爲此緣故，藉著用 該油杓40舉起該油Lu所造成的油表面中之波動效應可在可 能之範圍內被禁止。 該浮標54係一電絕緣的，且大體上係油炸圏餅形浮標 ，其漂浮在該油表面上，並按照該油表面起落。該可移動 接觸件55係一平坦、水平、導電盤。該對固定式接觸件56 及56係由該底板51a豎立之導電構件。一油位開關58係該 可移動接觸件55及該固定式接觸件56及56之結合。 其次敘述該油位偵測器50之效應。 於該油Lu係充分地聚積至該上限液位L11之狀態中， 如圖2A所示，該浮標54漂浮在該油之表面上。於此狀態 中，該可移動接觸件55係由該對固定式接觸件56及5 6分開 。其結果是，該油位開關58係關著的。 於該油Lu之表面此後已經下降至該下限液位L1 2的狀 態中，如圖2B所示，該浮標54降低至該浮標室53之最低部 -16- (13) (13)1360605 份。於此狀態中，該可移動接觸件55係與該對固定式接觸 件56及56接觸。其結果是，該油位開關58被打開，且發出 一液位下降信號（打開信號）。 在設置於該後表面上之操作面板61上，該引擎10係設 有一主要開關62、一警報器63、及一切換開關64，如圖3 所示。 該主要開關62係一手動操作開關，用於藉著轉動該旋 鈕開始及中止該引擎10。該警報器63係由一顯示燈或另一 指示器、及一蜂鳴器或另一發出警告聲之警報器所構成。 該切換開關64係一可手動操作之滑動開關、一按鍵式開關 、或另一手動操作開關。該引擎1 0係在該操作面板6 1上或 於任何位置中設有一控制器65，如圖3所示。 下文參考圖·4敘述一引擎用之神位偵測設備60，其中 使用該油位偵測器5 0。 引擎用之油位偵測設備60具有一浮標型油位偵測器50 、一主要開關62、一警報器63、·一切換開關64、一控制器 65、一觸發脈衝發生器66、一用於該引擎10之點火設備67 、及旋轉感測器6 8，如圖4所示。 該控制器65由該油位偵測器50、主要開關62、切換開 關64、觸發脈衝發生器66、及旋轉感測器68接收信號，並 發出控制信號至該警報器63及點火設備67。 該觸發脈衝發生器66基於該浮標型油位偵測器50之偵 測信號發出觸發脈衝信號。 該觸發脈衝發生器66係譬如包括單一穩定之多諧振動 -17- (14) (14)1360605 器或其他裝置，其每次由該油位開關58接收一開啓（ON)信 號時：亦即每次該油位開關58係由關閉（OFF)反轉至開啓 (ON)時，發出單一脈衝信號。 該點火設備67送出高電壓電力至該引擎1〇之火星塞（ 未示出）。該旋轉感測器68偵測該引擎1〇之轉速。 其次參考圖5及6敘述該控制流程，其用於一微電腦被 用作圖4所示控制器65之案例。譬如當該主要開關62被打 開時，該.控制流程開始控制，且該控制例行步驟係當關掉 該主要開關62時終止。該控制器6 5包含圖5所示之第一計 時器71、及圖6所示之計數器72與第二計時器73。下面係 一基於圖5及6參考圖2及4之敘·述。 步驟（下文省略爲ST)01 :初始化該等設定。更特別地 是，該第一計時器71之計數時間Tel係設定至0，該計數器 72之脈衝計數次數Cu係設定至0·，且該第二計時器73之計 數時間Tc2係設定至0。 ST02.:讀取來自該浮標型油位偵測器50、主要開關62 、切換開關· 64、觸發脈衝發生器66、及旋轉感測器68之信 · · . 號。.... ST0 3 :其決定該引擎10是否停止。如果是，該程序進 展至ST04。如果否，該引擎10被決定爲正在運轉，且該程 序進展至圖6之ST21。ST21係在下文敘述。於ST03中，該 引擎1 0被決定爲停止，譬如當藉由該旋轉感測器68所偵測 的引擎10之轉速掉落在一預設參考轉速（於幾乎停止狀態 中之低轉速）以下時。 -18- (15) (15)1360605 ST 04 :其係決定該油位開關58是否開啓。如果是，該 程序進展至ST05。如果否，該程序進展至ST10。ST10係 在下文敘述。 ST05 ：其係決定該第一計時器71之計數時間Tel是否 等於0。如果是，該第一計時器71被決定爲停止，及該程 序進展至ST06。如果否，該計數被決定爲正進行中，及該 程序進展至ST07。 ST 06 :啓動該第一計時器71。 —S T 0 7 :其係決定該計數時間T c 1 (亦即消逝時間T c 1 )是 否巧經超過一預設之第一參考時間Ts 1。如果是·.，該程序 進展至Si〇8。如果否，返回至ST02。當該油位開關58的 開啓狀態之持續期間Tc 1已經滿足該第一參考時間Ts 1已消 逝的條件時，造成是之決定。 ST08 :啓動該第一計時器71。 ST09 :作動警報器6)，且接著終止藉由該控制器65之 控制。該警報器63提供該油Lu之實際液位Lr已經下降至該 下限液位L1 2的通知，如圖2B所示。 S T 1 0 :該第一計時器7 1係停止或保持在該停止狀態中 。 ST1 1 :該計數時間Tel係重新設定至0，且該程序返 回至ST02 ° 其次敘述圖6所示流程。 ST2 1:既然引擎10正在運轉，其係決定在此是否有來 自該觸發脈衝發生器66之觸發脈衝信號。如果是，該程序 -19- (16) (16)1360605 進展至ST22。如果否，該程序進展至ST28。ST28係在下 文敘述。 ST2 2 :既然在此有一觸發脈衝信號，加上一脈衝計數 Cu(計數觸發脈衝信號之總數）。 ST23 :其係決定該脈衝計數Cu是否已經抵達一預設 之參考脈衝計數Cs。如果是，該程序進展至ST24。如果 否，該程序進展至ST33» ST3 3係在下文敘述。 ST24 :其係決定該切換開關64是否開啓。如果是，其 係決定該第一模式已被選擇，及該程序進展至ST25。如果 否，其係決定該第二模式已被選擇，且該程序進展至ST27 〇 ST25 :作動警報器63。該警報器63提供該油Lu之實 際液位Lr已經下降至該下限液位L1 2的通知，如圖2B所示 〇 ST26 :停止該點火設備67，且接著終止藉由該控制器 65之控制。其結果是'該引擎10將停止，因禽高電壓電力 不會由該點火設備67施加至該火星塞（未示出）。 ST27 :作動警報器63，及接著終止藉由該控制器65之 控制。該警報器63提供該油Lu之實際液位Lr已經下降至該 下限液位L12的通知，如圖2B所示。 ST28:既然沒有接收一觸發脈衝信號，其係決定該第 二計時器73之計數時間Tc2是否爲0。如果是，其係決定該 第二計時器73已被停止，且該程序進展至ST29。如果否， 其係決定該計數係正進行中，且該程序進展至ST30。 -20- (17) (17)1360605 3T29:啓動該第二計時器73。 ST30 :其係決定該計數時間Tc2(亦即，消逝時間Tc2) 是否已經超過一預設之第二參考時間Ts2。如果是，該程 序進展至ST31。如果否，該程序返回至圖5之ST02。當該 時間Tc2(亦即，接收一觸發脈衝信號之時間間隔Tc2)已經 滿足該第二參考時間Ts2已消逝的條件時，造成是（YES)之 決定。Tc2係當該觸發脈衝發生器66發出該先前之觸發脈 衝信號時開始、及當發出該隨後之觸發脈衝信號時終止的· 時間。於此案例中，該先前及下一觸發脈衝信號反映藉著 該觸發脈衝發生器66間歇地發出的觸發.脈衝信號.之相對順 序。 .. ' ST3 1 :啓動該第二計時器73。 ST32 :該脈衝計數Cu係重新設定至.0，且該程序接著 返回至ST02。 ST33 :該第二計時器73係停止或保持於該停止狀態中 〇 · ST34 :該計數時間Tc2係重新設定至〇，且該程序接 著返回至ST02·。. 下文係上面敘述之摘要。 圖5所示該第一計時器71係ST05至ST08、ST10及ST11 之組合。圖6所示該計數器72係ST22及ST23之組合。圖6 所示該第二計時器73係ST2 8至ST31、ST33及ST34之組合 。圖5所示ST03構成一決定該引擎1〇是否正運轉或停止之 引擎運轉決定單元74。使用引擎用之油位偵測設備60偵測 -21 - (18) (18)1360605 該油位之方法，其特徵爲建立用於決定該油Lu之實際液位 下降的第一及第二決定基準。 該第一決定基準係當已滿足二條件，亦即該引擎1 〇係 停止（ST03)之條件、及該液位下降信號之持續期間Tel已 經抵達一預設參考時間Tsl(ST〇4及ST07)的條件時，用於 決定該油Lu之實際液位Lr已經下降至該下限液位L12的基 準。 該第二決定基準係當已滿足二條件，亦即該引擎1 0係 正在運轉（ST03)之條件、及已接收該液位下降信號之次數 Cu已抵達一預設參考次數Cs(ST21至ST23)之條件時，用 於決定該油Lu之實際液位Lr已下降至該下限液位L12的基 準。 用於引擎之油位偵測設備60係設有第一決定單元75, 用以基於該第一決定基準（看圖5)決定該油Lu之實際液位 下降；及第二決定單元76，用以基於該第二決定基準（看 圖6)決定該油Lu之實際液位下降。 該第一決定單元75係ST03、ST04、與圖5所示該第一 計時器71(..特別是ST07)之組合。換句話說，架構該第一決 定單元75 以便當已滿足二條件，亦即該引擎1〇係停止之 條件、及該液位下降信號之持續期間Tel已經抵達一預設 參考時間Ts 1的條件時，決定該油Lu之實際液位Lr已經下 降至該下限液位L 1 2。 該第二決定單元76係ST03、ST21、該計數器72、與 圖5及6所示第二計時器73之組合。換句話說，架構該第二 -22- (19) (19)1360605 決定單元76’以便當已滿足二條件，亦即該引擎10係正在 運轉之條件、及已接收該液位下降信號之次數“已抵達一 預設參考次數Cs之條件時，決定該油Lu之實際液位Lr已下 降至該下限液位L12。 該第二決定單元76係該第二計時器73及圖6所示ST32 之組合’且設有一重新設定單元77。架構該重新設定單元 77，以便當滿足在該時間間隔尙未接收下一液位下降信號 的條件時將已接收之液位下降信號的次數Cu重新設定至0 ，該時間間隔係當接收該先前之液位下降信號時開始、及 當一預設時段Ts2(第二參考時間Ts2)已消逝時終止的時間 。該“先前”與“下一 ”液位下降信號等詞反映該等間歇 地接收之液位下降信號的相對順序。 更特別地是，當時間Tc2之間隔已抵達時間Ts2(第二 參考時間Ts2)之一預設參考間隔時，該重新設定單元77重 新設定已被接收的液位下條信號之次數Cu，並於該時間 Tc2之間隔期間接收該液位下降信號。 圖4所示切換開關64及圖6所示ST24之組合結構形成一 . · _ · 模式切換單元78’其在隨後救述的第一模式及第二模式之 間切換. 該第一模式係一控制模式，用於當該單元已經偵測該 油Lu液位中之實際下降時（ST03及ST23)’按照該第二決定 單元76之決定作動該警報器63(ST25)及中止該引擎 10(ST26) ° 該第二模式係一控制模式，用於當該單元已經偵測該 -23- (20) (20)1360605 油Lu液位中之實際下降時（ST03及ST23)，作動該警報器63 及持續該引擎1 〇之作動狀態（運轉狀態），亦即一僅只按照 該第二決定單元76之決定作動該警報器63(ST27)之模式。 其次按照如上面所述圖5及6的控制流程敘述引擎用之 油位偵測設備60的效應。基於圖7及8、參考圖2A、2B、 及4敘述該等效應。 圖7係一時序圖，其中該水平軸指示該消°逝之時間。 該圖面顯示一停止之引擎的油位偵測設備60之操作。 於該引擎停止之案例中，該油位決定係一條件之容許 液位（已超過該下限液位L 1 2之液位），其中該油位開關5 8 係關閉。該警報器63係因此關閉（停止）。 此後，當打開該油.位開關58時，該第一計時器71被打 開，且開始該計時器計數。當該油位開關5 8的開啓狀態之 持續期間Tel (計數時間Tel)尙未抵達一預設參考時間Tsl 時，該油位決定保持在該容許液位。 當該油位開關58的開啓狀態之持續期間Tel .已經抵達該參考時間Ts 1時，該油位決定重返至該下 限液位L12。該警報器63係因此開啓（作動），且提供通知 ，.即圖2B所示油Lx之實際液位。已經下降至該下限液位 L12。維持該引擎10之關閉狀態。 圖8係一時序圖，其中該水平軸指示該消逝之時間。 該圖面顯示一正在運轉之引擎的油位偵測設備60之操作。 該切換開關64係開啓，且該引擎10正在運轉。於此狀 態中，既然該油Lu之表面係藉著該引擎之震動所搖動，該 -24- (21) (21)1360605 油位開關58周而復始地開啓及關閉。該觸發脈衝發生器66 發出一具有很狹窄之脈衝寬度的觸發脈衝信號，且該信號 係僅只當該油位開關58開啓時發出。 在該油位開關58已一度打開之後，當在藉著該第二計 時器73所設定的第二參考時間Ts2已經消逝之前未再次打 開該油位開關58時，該油位決定係留在該容許液位。更特 別地是，在該第二參考時間Ts2已經消逝之前、於已接收 該先前的液位下降信號之後，未接收下一液位下降信號之 案例中，該油位決定係在該容許液位保持未改變。爲此緣 故，該警報器63係關閉（停止），且該引擎1〇係保持於一運 轉狀態中。 在另一方面，於該油位開關5 8在一係比該第二參考時 間Ts2較短之時期Tc2中反覆地打開及關閉切換的案例中， 計數開啓（ON)運轉之次數Cu。當該次數Cu抵達一預設參 考次數Cs時，該油位決定係重返至該下限液位L12。爲此 緣故/該警報器63被開啓（作動），且提供通知，即如圖2B 所示該油Lx之實際液位Lr已經下降至該下限液位L 1 2。另 外，停止該引擎1〇。 下文係該油位偵測方法及用於引擎的油位偵測設備60 之效果的摘要。 當該引擎10係停止及運轉時，既然該油Lu之表面的狀 態不同，該浮標54之作用情況亦在一對應方式下不同，如 圖1、2A、及2B所示。 換句話說，當該引擎1〇停止時，該油之表面不會變化 -25- (22) (22)1360605 ’且當該引擎10正運轉時，油之表面經歷相當大的直立移 動。 於對比下’根據本發明用於引擎之油位偵測設備60係 設有二決定單元，用於決定該油La的液位中之一實際降低 ’亦即該第一決定單元75及第二決定單元76(看圖5及6)。 當該引擎10停止及該液位下降信號（該可移動接觸件 55係與該固定式接觸件56及56接觸之狀態）已經持續遍及 一固定時段Tsl時’該第一決定單元75決定一實際液位下 降。當該引擎10停止時，用於決定一實際液位下降，該第 —決定單元75ί系最佳的。 在另一方面，當該引擎10正在運轉及該液位下降信號 已接收一固定次數Cs(Cu 2 Cs)時，該第二決定單元76決定 該實際液位已經下降。當該引擎10正在運轉時，用於決定 —實際液位下降，該第二決定單元係最佳的。 換句話說，用於引擎之油位偵測方法的特徵爲建立二 決定基準，用於決定該油Lu的液位中之一實際下降，亦即 第一決定基準及第二決定基準。當該引擎已停止及該液位 下降信號持續遍及一固定時段Tsl時，該第一決定基準係 用於決定該實際液位已下降。當該引擎10係正.在運轉及該 液位下降信號已接收一固定次數Cs(Cug Cs)時，該第二決 定基準係用於決定該實際液位已下降。 再者，該第二決定單元7 6係設有一重新設定單元77’ 如圖6所示。因此，當接收該液位下降信號之時間間隔Tc2 係相當大時，該第二決定單元76決定當於該引擎1〇之運轉 -26- (23) (23)1360605 期間偵測該液位時，該液位下降信號不是（例如暫時之雜 訊）一伴隨著該油表面之平常直立移動的偵測信號，且該 液位下降信號已被接收之次數Cu能夠重新設定。 再者，一模式切換單元78被提供至該引擎用之油位偵 測設備60。因此，該模式切換單元78能被用於在按照該液 位下降信號作動該警報器63及中止該引擎10的第一模式、 及用於按照該液位下降信號作動該警報器63及持續運轉該 引擎10的第二模式之間切換。換句話說，以該模式切換單 元78之輔助，於自動地中止或不中止該引擎10之間，當該 曲軸箱1 1中之油Lu的液位已經下降至一固定式液位或更低 時，用於引擎的油位偵測設備60之單一型式可被用於切換 該模式。 再者，該模式切換單元76知一部份係架構成具有一由 手動操作開關所構成之切換開關64，且該切換開關64係安 裝在該引擎1〇之操作面板61上。換句話說，該模式切換單 元78係由一_手動操作之切換開關64所構成。 其次基於圖9及10敘述該模式切換單元78的一修改範 例。該引.擎10及該油位偵測設備60具有與上面所述圖1至8 所顯示者相同之架構，並將相同之參考數字分派至其上。 其一敘述被省略。 於圖10所示控制流程中，該修改範例之ST24A及 ST24B係用於取代上述圖6之STM。 該模式切換單元80之修改範例係由一記憶體81及一設 計用於該引擎10之切換致動器82(看圖10)所構成’如圖9 -27- (24) (24)1360605 所示。該記億體81係一儲存單元，而模式切換資料Sw可 按照與一外部通訊單元、亦即第一通訊單元83及第二通訊 單元84之通訊被寫入。該記億體譬如可由一 RAM(隨機存 取記憶體）所構成。更特別地是，該控制器65容置該記憶 體81。該切換致動器82基於該記憶體81中所儲存之模式切 換資料SW切換至二模式、亦即第一模式及第二模式之一 〇 該第一通訊單元83係一檢查/管理裝置，其在已製造 該引擎10或設有該引擎10的作業機械之後被用於該完整之 檢查或工廠裝運步驟。該單元係由譬如稱爲桌上型電腦之 電腦命構成。 該第二通訊單元84係一銷售管理裝置，其可被用在一 具有設有該引擎10之作業機械的市場之商業規模上。該單 元係由譬如稱爲筆記型電腦之電腦所.構成。 藉著使用該通訊單元8 3及8 4，可使用以下之程序將模 式切換資料SW寫入該記億體81。 首先，該第一通訊單元83的一電線83 a或該第二通訊 單元84的一電線84a係插入及連接至該引擎1〇之端子85。 其次’連接至該端子· 85之通訊單元（第一通訊單元83 或第二通訊單元84)係運轉，且藉著使用一規定之通訊模 式’模式切換資料SW經由該控制器65被傳送至該記憶體 81。其結果是，模式切換資料SW能被寫入及儲存於該記 憶體81中。 如在此所使用，該“模式切換資料S W ” 一詞係譬如 -28 - (25) (25)1360605 —用於圖10的控制流程中之旗標。爲了便利故，下面該模 式切換資料SW係稱爲“旗標SW” 。如果該旗標SW係打開 (ON)，該第一模式已被選擇，且如果該旗標SW係關閉 (OFF)，該第二模式已被選擇。 該切換致動器82係步驟ST24A及ST24B之組合，如圖 10所示。基於圖10敘述該控制器65之控制流程。 ’ ST23 :其係決定該脈衝計數Cu是否已抵達一預設之 參考脈衝計數Cs »如果是，該程序進展至ST24A。如果否 ，該程序進展至ST33(看圖6)。 ST24A :由該記憶體81讀取該旗標SW(模式切換資料 SW)之內容。 STUB :其係決定該旗標SW是否打開（ON)。如果是 ’其係決定選擇該第一模.式，且該程序進展至ST25。如果 否，其係決定選擇該第二模式，且該程序進展至ST2 7。 ST25 :作動警報器63。 ST26 :該點火設備67係停止，且終止藉著該控制器65 之控制。 ST27 :作動警報器.63，及終止藉著該控制器65之控制 〇 按照如上面所敘述之修改範例，基於該模式切換資料 SW ’藉著將該模式切換資料SW寫入至提供給該引擎10之 記憶體81 ’該切換致動器82能以該外部通訊單元83及84之 輔助自動地切換至該第一模式或第二模式。爲此緣故，該 使用者不需要於該第一模式及第二模式之間切換。 -29- (26) (26)1360605 於本發明中，能架構圖6所示之ST21，以決定該油位 開關58是否已由關閉重返至打開。該觸發脈衝發生器6 6係 因此不需的。 每次由該油位開關58發出至該控制器65之開關信號係 由關閉（OFF)信號重返至打開（ON)信號，其能於步驟ST21 中藉著執行該控制器6S中之中斷常式，決定該開關信號已 由關閉重返至打開。 該模式切換單元78不限於該切換開關64係手動地切換 的架構，及譬如亦可使用一按照該引擎10之工作的本質自 動地進行切換之架構。 ~ 該模式切換單元78可存在或可能不存在。於省卻該模 式切換單元78之案例中，可使用一架構，其中步驟ST23中 之決定中之是（YES)觸發（1)步驟ST25及ST26，以致作動該 警報器63及停止該引擎10，或（2)步驟ST27，以致作動警 報器63及允許該引擎10持續未變化地運轉。 可架構該等步驟ST25及ST26，以執行該二選擇之至 少一個。於省卻該ST25之案例中，該引擎1〇係僅只於 STM中停止。於省卻該ST26之案例中，該警報器63係僅 只於ST25中作動。、 可視安裝該引擎10的器具之特徵、諸如作業機械之特 徵而定作成關於該引擎10是否停止之決定。 下文係用於由該警報器63提供該油Lu之實際液位Lr已 經下降至該下限液位L1 2的通知之可能架構。 (i)點亮一由顯示燈所構成之警報器63。 -30- (27) (27)1360605 (ii) 當該實際液位Lr已經下降至該下限液位L12時，一 由顯示燈所構成之警報器63通常係不斷地保持發亮，以通 知該引擎1 0係於一正常狀態中，且該燈泡係製成爲閃爍的 或照亮一不同之顯示顔色。 (iii) 一由蜂鳴器、模擬語聲發生器、或另一警告聲音 裝置所構成之警報器63發出一警告聲音或一警告訊息。 工業適用性 在本發明中，用於引擎之單一型式油位偵測設備60以 模式切換單元78及80之輔助被用於選擇二模式之一，且當 該曲軸箱1 1中之油Lu的液位Lr已經下降至一固定液位或更 低時，自動地停止或不停止該引擎1〇。因此，本發明能使 用於一安裝在任何型式器具（例如能夠施行各種工作之機 械等）中之引擎ϊ〇中。 當該引擎10係正在運轉或停止時，根據本發明之油位 偵測設備60可正確及可靠地偵測該曲軸箱11中所聚積之油 Lu的液位。因此，本發明可被採用在所有型式之引擎10中 ，並可被用於偵測一汽車引擎及—般用途引擎之油Lu的液 位，該等一般用途引擎特別地是安裝於農業及作業機械中 ，及於其他型式機械中。 【圖式簡單說明】 下面將僅只當作範例 '並參考所附"圖面詳細地敘述本 發明之某些較佳具體實施例’其中： -31 - (28) (28)1360605 圖1係設有本發明之浮標型油位偵測器的引擎主體之 橫截面視圖； 圖2A及2B是圖1所示油位偵測器之詳細橫截面視圖； 圖3係一般用途之引擎的後視圖； 圖4係本發明之油位偵測設備的電氣方塊圖： 圖5及6係圖4所示控制器之控制流程圖； 圖7係一圖解，顯示用於圖4所示引擎的油位偵測設備 之效應，且係當該引擎停止時之時序圖； 圖8係一圖解，顯示用於圖4所示引擎的油位偵測設備 之效應，且係一正運轉的引擎之時序圖； 圖9係通訊單元及設有本發明之修改範例的模式切換 單元之引擎的一槪念視圖； 圖1〇係設有本發明的修改範例之模式切換單元的控制 器中之控制流程圖；及 圖1 1 A及1 1 B係一設有傳統引擎油位偵測設備的引擎 之槪要圖》 • . · · · 【主要元件符號說明】 10 :引擎單元 11 :曲軸 12 :曲軸室 1 3 :汽缸體 1 4' :曲軸 1 5 :曲軸栓銷 -32- 1360605 連接桿 活塞 汽缸 汽缸頭 燃燒室 排氣通口 頭蓋 閥移動室 閥移動機件 凸輪軸桿 搖臂桿 進氣閥搖臂桿 進氣閥 排氣閥搖臂桿 排氣閥 進氣閥驅動凸輪 排氣閥驅動凸輪 油杓 油位偵測器 \ 罩殼主體 :底板 :穿透孔 蓋子 :穿透孔 -33 (30) (30)1360605 53 :浮標室 54 :浮標 5 5 :可移動接觸件 56 :固定式接觸件 57 :外蓋 57a :後方開口 5 7 b :穿透孔 5 8 :油位開關 60 :油位偵測設備 6 1 :操作面板.. 62 :主要開關 63 :警報器 64 :切換開關 6 5 :控制器 66:觸發脈衝發生器 .67 :點火設備 68 :旋轉感測器 7 1 :第一計時器 72 :計數器 73 :第二計時器 74:引擎運轉決定單元 75 :第一決定單元 76 :第二決定單元 77 :重新設定單元 -34 (31) (31)1360605 78 :模式切換單元 8 0 :模式切換單元 8 1 :記億體 82 :切換致動器 83 :第一通訊單元 83a :電線 84 :第二通訊單元 84a :電線 85 :端子 100 :引擎 1 0 1 :曲軸箱 1 〇 1 a :底部表面 102 :油. 103 :曲軸： 1 04 :油杓 110.:油位偵測設備 1 1 1 :油位偵測器 1 12 :罩殼. 1 1 2a :導電環. 1 13 :浮標 1 14 :直立桿 1 1 5 :電池 1 1 6 :警報燈 1 1 7 :可移動接觸件 -35 (32) (32)1360605 1 1 8 :固定式接觸件 1 1 9 :點火設備 L 1 :上限液位 L2 :下限液位 L3 :最低限制液位 L 1 1 :上限液位 L 1 2 :下限液位 Lr :實際液位 Lu :油

Claims (1)

1360605 1QWI修(更)正替換 第095121947號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國100年10月25日修正 十、申請專利範圍 1. 一種用於引擎之油位偵測設備，其中一油杓舉起該 曲軸箱中之油，及伴隨著該曲柄軸之旋轉施行潤滑，該設 備包含： 一油位偵測器，用於當按照該油之液位直立地移動、 並設置在一浮標上之可移動接觸件與固定式接觸件造成接 觸時，一旦該油之液位已下降至一預設下限液位，發出一 指示該油位已下降之信號；及 模式切換單元，用於選擇二模式之一，該模式選自用 於按照該液位下降信號作動一警報器與將該引擎帶至停止 之第一模式，及用於按照該液位下降信號作動該警報器與 允許該引擎持續運轉之第二模式。 2. 如申請專利範圍第1項之油位偵測設備，其中該模 式切換單元包含一可安裝在該引擎的操作面板上之手動操 作開關。 3 ·如申請專利範圍第1項之油位偵測設備，其中： 該模式切換單元包含一切換致動器及一提供至該引擎 之記憶體； 架構該記憶體，以致能按照來自一外部通訊單元之通 訊寫入模式切換資料；及 該切換致動器能基於該記憶體中所儲存之該模式切換 資料’在選自該第一模式及該第二模式的二模式之—之間 1360605 ，3 2|修(更)正替換頁 _______ 切換。 4.如申請專利範圍第1項之油位偵測設備，更包含第 一決定單元及第二決定單元，用於決定該油之液位已實際 地下降，其中： 當該引擎停止及該液位下降信號之持續期間已抵達一 預設參考時間的時候，該第一決定單元決定該油之液位己 實際地下降至該下限液位；及 當該引擎正在運轉及已接收該液位下降信號之次數已 抵達一預設參考次數時，該第二決定單元決定該油之液位 已實際地下降至該下限液位。 5 .如申請專利範圍第4項之油位偵測設備，其中該第 二決定單元係設有一重新設定單元，用於當已接收先前的 該液位下降信號之後、一預設固定時間已消逝之前、而未 接收下一該液位下降信號時，重新設定已接收該液位下降 信號之次數。 6. —種用於偵測引擎的曲軸箱中之油的液位之方法’ 該方法包含下列步驟： 藉著使用一具有浮標、可移動接觸件、及固定式接觸 件之油位偵測器偵測該油的液位； 當該油的液位已下降至一預設下限液位時，該油位偵 測器發出一液位下降信號； 當該引擎停止及該液位下降信號之持續期間已抵達— 預設參考時間的時候，決定該油的液位已實際地下降至該 下限液位：及 -2- 1360605 100, 10. 2 5 年月曰修(更)正替換頁 當該引擎正在運轉及已接收該液位下降信號之次數已 抵達一預設參考次數時，決定該油的液位已實際地下降至 該下限液位。 -3-