DE102014100851A1 - Oil level detection in internal combustion engines - Google Patents

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • G01F23/802—Particular electronic circuits for digital processing equipment
    • G01F23/804—Particular electronic circuits for digital processing equipment containing circuits handling parameters other than liquid level

Abstract

Verfahren, Sensorik und Auswerteeinheit zur Ausübung des Verfahrens zur Ermittlung des Ölstands bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei einer in einem Hybrid-Antrieb verwendeten Brennkraftmaschine, bei der ein von mindestens einem Messsensor vom jeweiligen Ölstand in der Ölwanne der Brennkraftmaschine abhängiges Signal einer Auswerteeinheit zugeführt wird, wobei das vom Messsensor gesendete Signal in der Auswerteeinheit mit von der Fahrzeug- und/oder der Brennkraftmaschinen-Elektronik erfassten fahrzustandsabhängigen Parametern abgeglichen und bei Erreichen, Unterschreiten und/oder Überschreiten von bestimmten Kenngrößen eine Anzeige ausgelöst wird.Method, sensor system and evaluation unit for carrying out the method for determining the oil level in an internal combustion engine, in particular in an internal combustion engine used in a hybrid drive, in which a signal dependent on at least one sensor from the respective oil level in the oil pan of the internal combustion engine signal is fed to an evaluation unit, wherein the signal sent by the measuring sensor is compared in the evaluation with detected by the vehicle and / or the engine electronics driving condition-dependent parameters and when reaching, falling below and / or exceeding certain parameters a display is triggered.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Sensorik und eine Auswerteeinheit zur Durchführung eines Verfahrens zur Ermittlung des Ölstands bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei einer in einem Hybrid-Antrieb verwendeten Brennkraftmaschine, bei der ein von mindestens einem Messsensor vom jeweiligen Ölstand abhängiges Signal einer Auswerteeinheit zugeführt wird. The invention relates to a method as well as a sensor system and an evaluation unit for carrying out a method for determining the oil level in an internal combustion engine, in particular in an internal combustion engine used in a hybrid drive, in which a dependent of at least one measuring sensor from the respective oil level signal is fed to an evaluation unit ,

Aus dem Stand der Technik sind die verschiedensten Verfahren zur Bestimmung des Ölstands im Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine bekannt. Das immer noch gängigste Verfahren dürfte die Bestimmung des Ölstands mittels eines Peilstabs sein, dessen Messspitze in die Ölwanne reicht. Dieses Verfahren ist relativ einfach; es ist aber zeitaufwendig und umständlich und wegen der Umständlichkeit auch unsicher: Sehr oft wird auf die Ölstandskontrolle ganz verzichtet, was zu Schädigungen an der Brennkraftmaschine führen kann. From the prior art, a variety of methods for determining the oil level in the crankcase of an internal combustion engine are known. The most common method is probably the determination of the oil level by means of a dipstick whose measuring tip extends into the oil sump. This procedure is relatively simple; but it is time consuming and cumbersome and uncertain because of the inconvenience: Very often, the oil level control completely omitted, which can lead to damage to the internal combustion engine.

Alternativ ist die Bestimmung des Ölstands sensorisch (z. B. über Temperatur, Ultraschall u.s.w.) bekannt. Aus dem Stand der Technik ist darüber hinaus bekannt, die über den Ölstand mittels Sensor ermittelten Werte einer Steuereinheit, z. B. der Steuereinheit der Brennkraftmaschine zuzuführen, um diese Werte mit anderen erfassten Werten im Fahrzeug abzugleichen. Damit kann z. B. vermieden werden, dass ein zu hoher oder zu niedriger Ölstand erfasst und dem Fahrzeuglenker angezeigt wird, obwohl durch den aktuellen Fahrzustand, z. B. Bergauf- oder Bergabfahrt oder durch hohe Geschwindigkeit ein nicht korrekter Ölstand erfasst wird. Alternatively, the determination of the oil level is sensory (eg via temperature, ultrasound, etc.) known. It is also known from the prior art, the values of a control unit, for example. B. the control unit of the internal combustion engine to adjust these values with other detected values in the vehicle. This can z. B. be avoided that an excessive or too low oil level detected and the driver is displayed, although by the current driving condition, eg. As uphill or downhill or by high speed an incorrect oil level is detected.

Eine zusätzliche Problematik ergibt sich durch die Hybrid-Technologie, unabhängig davon, um welche Form der Hybridisierung es sich handelt: Erfolgt ein überwiegend oder gar ausschließlich elektrischer Antrieb, werden Werte wie Ölstand, Alterung des Öls usw. wegen der wenig oder gar nicht zum Einsatz kommenden Brennkraftmaschine nicht oder nicht richtig erfasst. An additional problem arises from the hybrid technology, regardless of which form of hybridization it is: If a predominantly or even exclusively electric drive, values such as oil level, aging of the oil, etc. are because of little or no use coming internal combustion engine not or not properly recorded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ölstandsermittlung insbesondere bei einer in einem Hybrid-Antrieb verwendeten Brennkraftmaschine anzubieten, das eine zuverlässige Erfassung des Ölstands und ggf. des Ölzustands bzw. des Ölverbrauchs unabhängig von den Einsatzzeiten und Einsatzbedingungen der Brennkraftmaschine zu gewährleisten in der Lage ist. The invention has for its object to provide a method for oil level detection in particular in an internal combustion engine used in a hybrid drive to ensure reliable detection of oil level and possibly the oil condition or oil consumption regardless of the operating times and conditions of use of the engine in the Location is.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und mit einer Sensorik und Auswerteeinheit zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 näher gekennzeichnet. The invention solves this problem by means of a method having the features of patent claim 1 and with a sensor and evaluation unit for carrying out the method with the features of claim 6. Advantageous embodiments and expedient developments of the subject invention are characterized in the claims 2 to 5 in more detail.

Der Gegenstand der Erfindung wird mit seinen wesentlichen Merkmalen nachstehend anhand von schematischen Darstellungen zum Ablauf des Verfahrens in der Zeichnung näher erläutert. The object of the invention will be explained in more detail below with its essential features with reference to schematic representations for the course of the method in the drawing.

Es zeigt: It shows:

1 eine Ölstands- bzw. Ölverbrauchsermittlung und deren Ausgabe an Fahrzeugführer bzw. Service-Funktion; 1 an oil level and oil consumption determination and their output to the driver or service function;

2 Ermittlung des Ölstands bzw. Ölverbrauchs anhand von Fahrzeug- bzw. Fahrzustands-Parametern und 2 Determination of oil level or oil consumption on the basis of vehicle or driving state parameters and

3 ausschließlich autonome Ermittlung des Ölstands bzw. Ölverbrauchs anhand von Fahrzeug- bzw. Fahrzustands-Parametern. 3 only autonomous determination of the oil level or oil consumption based on vehicle or driving state parameters.

In 1 sind beispielhaft (linke Seite der Darstellung) Mess-/Erfassungs-Werte angegeben, die über Sensoren üblicherweise erfasst und einer Auswerteeinheit zugeführt werden können: Kilometerstand des Fahrzeugs 1, der vorgegebene Ölfüllungsstand 2 – ggfs. ein Minimum- und/oder ein Maximum-Wert des Ölstands –, eine Berechnungsgröße 3 für Kraftstoffanteile im Schmieröl. Aus diesen – und ggfs. weiteren erfassbaren – Werten kann ein Ölverbrauchsgradient G ermittelt werden, der in einer Auswerteeinheit mit dem sensorisch gemessenen aktuellen Ölstand 4 abgeglichen wird. Bei Erreichen eines kritischen aktuellen Ölstandswertes 4 kann über eine Anzeige 5 (optisch, akustisch) dem Fahrzeugführer die Notwendigkeit einer Ölstandskontrolle bzw. des Nachfüllens oder des Austauschs von Öl signalisiert werden. Für Servicezwecke kann darüber hinaus ein Ölverbrauchswert 6, abgeglichen z.B. mit einem Durchschnitts-Richtwert, für das Fahrzeug ausgegeben bzw. abgerufen werden. In 1 are exemplified (left side of the illustration) measurement / detection values specified, which can usually be detected by sensors and fed to an evaluation unit: Mileage of the vehicle 1 , the default oil level 2 - if necessary, a minimum and / or maximum value of the oil level -, a calculation size 3 for fuel components in the lubricating oil. From these - and possibly other detectable - values, an oil consumption gradient G can be determined, which in an evaluation unit with the sensory measured current oil level 4 is adjusted. Upon reaching a critical current oil level value 4 can have an ad 5 (visually, acoustically) the driver must be informed of the need for an oil level check or the refilling or replacement of oil. For service purposes, moreover, an oil consumption value 6 , calibrated for example with an average guideline, for the vehicle output or retrieved.

2 zeigt beispielhaft, welche der üblicherweise über die Steuerungseinheit der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs ständig oder periodisch erfassten Werte zur Mittelung bzw. Erfassung und zur Ausgabe von Ölverbrauch, Ölstand und/oder Ölzustand herangezogen werden können: Motordrehzahl 1.1, Öltemperatur 1.2, Längs- und Querbeschleunigung 1.3, Geschwindigkeit 1.4, Ölstandsgradient 1.5 (siehe 1), Fahrzeugstillstandszeiten 1.6, Stillstandszeiten oder Laufzeiten der Brennkraftmaschine 1.7 u.a. Diese Werte können zwangsweise bei jedem Start des Fahrzeugs, auch und gerade bei einem überwiegend oder ausschließlichen elektrischen Betrieb, abgerufen und abgeglichen werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass der darüber ermittelte Wert 7 nur bei Unter- oder Überschreiten einer kritischen Größe ausgegeben wird. 2 shows, by way of example, which of the values that are usually or periodically recorded via the control unit of the internal combustion engine or of the vehicle can be used to average or detect and output oil consumption, oil level and / or oil condition: engine speed 1.1 , Oil temperature 1.2 , Longitudinal and lateral acceleration 1.3 , Speed 1.4 , Oil level gradient 1.5 (please refer 1 ), Vehicle downtime 1.6 , Downtimes or running times of the internal combustion engine 1.7 These values can, for example, be called up and adjusted at every start of the vehicle, even and especially during a predominantly or exclusively electrical operation. However, it is also conceivable that the value determined above 7 is only issued if the critical size is undershot or exceeded.

Erreicht ein Fahrzeug z.B. aufgrund seines Fahrprofils keinen für einen Ölstandswert in der Brennkraftmaschine messbaren Bereich, so kann über festzulegende Auslösebedingungen eine Messung des Ölstands ausgelöst werden. Auslösebedingungen können z.B. sein:

  • – Nach einer vorgegebenen Fahrleistung/Fahrstrecke (km) liegt keine Messung vor (Wert 8 in 3);
  • – nach eine vorgegebenen Betriebsstundenzahl des Fahrzeugs liegt keine Messung vor (Wert 9 in 3);
  • – im rein elektrischen Fahrbetrieb liegt nach XY km bzw. ZA Stunden keine Messung vor (Wert 10 in 3).
If, for example, a vehicle does not reach a measurable range for an oil level value in the internal combustion engine due to its driving profile, a measurement of the oil level can be triggered via triggering conditions to be determined. Tripping conditions can be, for example:
  • - After a given mileage / distance (km) there is no measurement (value 8th in 3 );
  • - after a given number of operating hours of the vehicle, no measurement is available (value 9 in 3 );
  • - in purely electric driving, there is no measurement after XY km or ZA hours (value 10 in 3 ).

Kann im rein elektrischen Fahrbetrieb oder während des Betriebs der Brennkraftmaschine keine Ölstandsmessung durchgeführt werden, ist es denkbar unter Ausblendung kritischer Fahrzustände und stark schwankender Ölpegel auch bei fahrendem Fahrzeug oder in kurzen Stillstandsphasen einen Ölstandswert zu generieren. In einem solchen Fall wird dem Fahrzeugführer ein Signal 11 zur Durchführung einer Ölstandsmessung ausgegeben, z.B. „Fahrzeug waagerecht abstellen und Ölstand abrufen“, „Brennkraftmaschine starten und im Stand Ölstand abrufen“ u.ä. If no oil level measurement can be carried out in purely electrical driving mode or during operation of the internal combustion engine, it is conceivable to generate an oil level value while ignoring critical driving conditions and sharply fluctuating oil levels even when the vehicle is moving or in short standstill phases. In such a case, the driver is a signal 11 to carry out an oil level measurement, eg "park the vehicle horizontally and check the oil level", "start the engine and read off the oil level while stationary", etc.

Ist im rein elektrischen Betrieb ein Ölstandswert der Brennkraftmaschine nicht zur Anzeige zu bringen, ist es denkbar, über die Betriebsstrategie des Fahrzeugs die Brennkraftmaschine bei zur Ölmessung geeigneten Bedingungen zwangszustarten, um eine Messung durchführen zu können. Zu einem solchen Zwangsstart können wiederum die vorgenannten Auslösebedingungen herangezogen werden. If an oil level value of the internal combustion engine is not displayed in purely electrical operation, it is conceivable to forcibly start the internal combustion engine at conditions suitable for oil measurement via the operating strategy of the vehicle in order to be able to carry out a measurement. For such a forced start again the aforementioned trigger conditions can be used.

Mit einem solchen zwangsweisen Messverfahren bzw. einem zwangsweisen Abruf eines Ölstandswertes nach Aufforderung des Fahrzeugführers dazu kann zuverlässig vermieden werden, dass Brennkraftmaschinen in Hybrid-Antrieben aufgrund ihres geringen Einsatzes nie in einen messbaren Bereich gebracht und damit nie ein kritischer Ölstandswert zur Anzeige kommen würde.  With such a forced measurement method or a forced retrieval of an oil level value on request of the driver to be reliably avoided that internal combustion engines in hybrid drives due to their low use never brought into a measurable range and thus never a critical oil level value would be displayed.

Durch den Einbezug von über die Fahrzeug-Elektronik oder die Motor-Steuerelektronik ohnehin erfassten Parametern und den Abgleich mit den von der Sensorik zur Erfassung von Ölstand und ggf. Ölzustand gelieferten Messwerten kann erreicht werden, dass ausschließlich korrekte Anzeigen an den Fahrzeugführer geliefert werden, z. B. „Ölstand zu niedrig“ „Ölstandskontrolle erforderlich“, „Ölzustand kontrollieren“ u.s.w. By including parameters already recorded via the vehicle electronics or the engine control electronics and the comparison with the measured values supplied by the sensor system for detecting the oil level and possibly the oil condition, it is possible to ensure that only correct displays are delivered to the vehicle driver, e.g. , Eg "Oil level too low" "Oil level check required", "Check oil level" etc.

Mit einem Verfahren, einer Sensorik und einer Auswerteeinheit nach der Erfindung kann ohne weiteres erreicht werden, dass auch dann eine zuverlässige Messung z. B. in Abhängigkeit von vorgegebenen Betriebsstunden-Intervallen oder von zurückgelegten Fahrstrecken erfolgt, wenn der Fahrbetrieb überwiegend oder sogar ausschließlich elektrisch stattfindet und die Brennkraftmaschine kaum oder gar nicht in Einsatz gebracht wird. Für den Fachmann versteht es sich ohne weiteres, dass die vorbeschriebenen Verfahren einzeln bzw. in beliebiger Kombination zur Anwendung kommen können. With a method, a sensor and an evaluation unit according to the invention can be easily achieved that even then a reliable measurement z. B. depending on predetermined operating hours intervals or traveled distances when the driving predominantly or even exclusively takes place electrically and the engine is hardly or not brought into use. It will be readily understood by those skilled in the art that the methods described above may be used individually or in any combination.

Claims (6)

Verfahren zur Ermittlung des Ölstands bei einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei einer in einem Hybrid-Antrieb verwendeten Brennkraftmaschine, bei der ein von mindestens einem Messsensor vom jeweiligen Ölstand in der Ölwanne der Brennkraftmaschine abhängiges Signal einer Auswerteeinheit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Messsensor gesendete Signal in der Auswerteeinheit mit von der Fahrzeug- und/oder der Brennkraftmaschinen-Elektronik erfassten fahrzustandsabhängigen Parametern abgeglichen wird, wobei bei Erreichen, Unterschreiten und/oder Überschreiten von bestimmten Kenngrößen eine Anzeige ausgelöst wird. Method for determining the oil level in an internal combustion engine, in particular in an internal combustion engine used in a hybrid drive, in which a dependent of at least one measuring sensor from the respective oil level in the oil pan of the internal combustion engine signal is supplied to an evaluation unit, characterized in that the transmitted from the measuring sensor Signal is balanced in the evaluation with detected by the vehicle and / or engine electronics driving state-dependent parameters, wherein upon reaching, falling below and / or exceeding certain parameters, a display is triggered. Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Parameter zum Abgleich einzeln oder kombiniert mit dem Messsensor-Signal heranziehbar sind: – Betriebsstunden der Brennkraftmaschine – zurückgelegte Fahrstrecke bzw. Kilometerstand – Motordrehzahl – ermittelter Ölstandsgradient – Längs- und/Querbeschleunigung des Fahrzeugs – Stillstandszeiten der Brennkraftmaschine und/oder des Fahrzeugs. A method according to claim, characterized in that the following parameters for adjustment individually or in combination with the measuring sensor signal are approachable: - operating hours of the internal combustion engine - distance traveled or mileage - engine speed - determined oil level gradient - longitudinal and / or lateral acceleration of the vehicle - downtime of the internal combustion engine and / or the vehicle. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Ölzustand, Öltemperatur, Kraftstoffanteile im Öl, Öl-Verfärbung, Öl-Verschmutzung u. a. über Sensoren erfasst und zum Abgleich in einer Auswerteeinheit heranziehbar sind. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that in addition oil condition, oil temperature, fuel proportions in the oil, oil discoloration, oil contamination among other things detected by sensors and are used for matching in an evaluation unit. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Ölstand über die ermittelten Messwerte und Parameter der Ölverbrauch und der Ölzustand ermittelbar und anzeigbar sind. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the oil level on the determined measured values and parameters of the oil consumption and the oil condition can be determined and displayed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messsensor und Auswerteeinheit zur Erfassung und ggf. Anzeige von kritischem Ölstand und/oder Ölzustand im elektrischen Fahrbetrieb des Hybrid-Fahrzeugs in Abhängigkeit von vorgegebenen Betriebsstunden und/oder Fahrstrecke automatisch aktivierbar sind. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring sensor and evaluation unit for detecting and possibly displaying critical oil level and / or oil condition in the electric driving operation of the hybrid vehicle depending on predetermined operating hours and / or driving distance are automatically activated. Sensorik und Auswerteeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Durchführung des in den vorstehenden Ansprüchen gekennzeichneten Verfahrens in einem Kraftfahrzeug mit Hybrid-Antrieb vorgesehen ist. Sensor and evaluation unit, characterized in that it is provided for carrying out the method characterized in the preceding claims in a motor vehicle with hybrid drive.
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