以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
(実施形態1)
図1は、実施形態に係るエンジン(エンジン本体)1の概略構成を示す。このエンジン1は、車両の前部に横置き搭載されると共に、軽油を主成分とした燃料が供給されるディーゼルエンジンであって、複数の気筒11a(1つのみ図示)が設けられたシリンダブロック11と、このシリンダブロック11上に配設されたシリンダヘッド12と、シリンダブロック11の下側に配設され、潤滑油(以下、オイルという)が貯溜されたオイルパン13とを有している。このエンジン1の各気筒11a内には、ピストン14が往復動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン14の頂面にはリエントラント形燃焼室14aを区画するキャビティが形成されている。このピストン14は、コンロッド14bを介してクランクシャフト15と連結されている。
上記シリンダヘッド12には、燃料を噴射するインジェクタ18(燃料噴射弁)と、エンジン1の冷間時に吸入空気を暖めて燃料の着火性を高めるためのグロープラグ19とが設けられている。上記インジェクタ18は、その燃料噴射口が燃焼室14aの天井面から該燃焼室14aに臨むように配設されていて、基本的には圧縮行程上死点付近で、燃焼室14aに燃料を直接噴射供給するようになっている。このインジェクタ18が燃焼噴射弁を構成する。
上記エンジン1の一側面には、各気筒11aの吸気ポート16に連通するように吸気通路30が接続されている。一方、上記エンジン1の他側面には、各気筒11aの燃焼室14aからの既燃ガス(排気ガス)を排出する排気通路40が接続されている。これら吸気通路30及び排気通路40には、詳しくは後述するが、吸入空気の過給を行う大型ターボ過給機61と小型ターボ過給機62とが配設されている。
吸気通路30の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ31が配設されている。一方、吸気通路30における下流端近傍には、サージタンク33が配設されている。このサージタンク33よりも下流側の吸気通路30は、各気筒11a毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒11aの吸気ポート16にそれぞれ接続されている。
吸気通路30におけるエアクリーナ31とサージタンク33との間には、大型及び小型ターボ過給機61,62のコンプレッサ61a,62aと、該コンプレッサ61a,62aにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ35と、上記各気筒11aの燃焼室14aへの吸入空気量を調節するスロットル弁36とが配設されている。このスロットル弁36は、基本的には全開状態とされるが、エンジン停止時には、ショックが生じないように全閉状態とされる。
上記排気通路40の上流側の部分は、各気筒11a毎に分岐して排気ポート17の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。
この排気通路40における排気マニホールドよりも下流側には、上流側から順に、小型ターボ過給機62のタービン62b、大型ターボ過給機61のタービン61bと、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置41と、サイレンサ42とが配設されている。
この排気浄化装置41は、酸化触媒41aと、DPF41bとを有しており、上流側から、この順に並んでいる。酸化触媒41a及びDPF41bは1つのケース内に収容されている。上記酸化触媒41aは、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持した酸化触媒を有していて、排気ガス中のCO及びHCが酸化されてCO2及びH2Oが生成する反応を促すものである。この酸化触媒41aが、酸化機能を有する触媒を構成する。また、上記DPF41bは、エンジン1の排気ガス中に含まれる煤等のPMを捕集するものであって、例えば、炭化ケイ素(SiC)やコーディエライト等の耐熱性セラミック材によって形成されたウォールフロー型フィルタ、或いは耐熱性セラミックス繊維によって形成された三次元網目状フィルタである。尚、DPF41bに酸化触媒をコーティングしてもよい。
上記吸気通路30における上記サージタンク33とスロットル弁36との間の部分(つまり小型ターボ過給機62の小型コンプレッサ62aよりも下流側部分)と、上記排気通路40における上記排気マニホールドと小型ターボ過給機62の小型タービン62bとの間の部分(つまり小型ターボ過給機62の小型タービン62bよりも上流側部分)とは、排気ガスの一部を吸気通路30に還流するためのEGR通路51によって接続されている。このEGR通路51には、排気ガスの吸気通路30への還流量を調整するためのEGR弁51a及び排気ガスをエンジン冷却水によって冷却するためのEGRクーラ52とが配設されている。
大型ターボ過給機61は、吸気通路30に配設された大型コンプレッサ61aと、排気通路40に配設された大型タービン61bとを有している。大型コンプレッサ61aは、吸気通路30におけるエアクリーナ31とインタークーラ35との間に配設されている。一方、大型タービン61bは、排気通路40における排気マニホールドと酸化触媒41aとの間に配設されている。
小型ターボ過給機62は、吸気通路30に配設された小型コンプレッサ62aと、排気通路40に配設された小型タービン62bとを有している。小型コンプレッサ62aは、吸気通路30における大型コンプレッサ61aの下流側に配設されている。一方、小型タービン62bは、排気通路40における大型タービン61bの上流側に配設されている。
すなわち、吸気通路30においては、上流側から順に大型コンプレッサ61aと小型コンプレッサ62aとが直列に配設され、排気通路40においては、上流側から順に小型タービン62bと大型タービン61bとが直列に配設されている。これら大型及び小型タービン61b,62bが排気ガス流により回転し、これら大型及び小型タービン61b,62bの回転により、該大型及び小型タービン61b,62bとそれぞれ連結された上記大型及び小型コンプレッサ61a,62aがそれぞれ作動する。
小型ターボ過給機62は、相対的に小型のものであり、大型ターボ過給機61は、相対的に大型のものである。すなわち、大型ターボ過給機61の大型タービン61bの方が小型ターボ過給機62の小型タービン62bよりもイナーシャが大きい。
そして、吸気通路30には、小型コンプレッサ62aをバイパスする小型吸気バイパス通路63が接続されている。この小型吸気バイパス通路63には、該小型吸気バイパス通路63へ流れる空気量を調整するための小型吸気バイパス弁63aが配設されている。この小型吸気バイパス弁63aは、無通電時には全閉状態(ノーマルクローズ)となるように構成されている。
一方、排気通路40には、小型タービン62bをバイパスする小型排気バイパス通路64と、大型タービン61bをバイパスする大型排気バイパス通路65とが接続されている。小型排気バイパス通路64には、該小型排気バイパス通路64へ流れる排気量を調整するためのレギュレートバルブ64aが配設され、大型排気バイパス通路65には、該大型排気バイパス通路65へ流れる排気量を調整するためのウエストゲートバルブ65aが配設されている。レギュレートバルブ64a及びウエストゲートバルブ65aは共に、無通電時には全開状態(ノーマルオープン)となるように構成されている。
このように構成されたディーゼルエンジン1は、電子制御ユニット(以下、ECUという)10によって制御される。ECU10は、CPU、メモリ、カウンタタイマ群、インターフェース及びこれらのユニットを接続するパスを有するマイクロプロセッサで構成されている。ECU10には、図2に示すように、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサSW1、サージタンク33に取り付けられて、燃焼室14aに供給される空気の圧力を検出する過給圧センサSW2、吸入空気の温度を検出する吸気温度センサSW3、クランクシャフト15の回転角を検出するクランク角センサSW4、車両のアクセルペダル(図示省略)の操作量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサSW5、DPF41bの上流側の排気圧力を検出する上流側排圧センサSW6、DPF41bの下流側の排気圧力を検出する下流側排圧センサSW7、及び、酸化触媒41aの温度を検出するための触媒温度センサSW8の検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってエンジン1や車両の状態を判定し、これに応じてインジェクタ18、グロープラグ19、動弁系のVVM71、各種の弁36、51a、63a、64a、65aのアクチュエータへ制御信号を出力する。
そうして、このエンジン1は、その幾何学的圧縮比を12以上15以下とした、比較的低圧縮比となるように構成されており、これによって排気エミッション性能の向上及び熱効率の向上を図るようにしている。一方で、このエンジン1では、前述した大型及び小型ターボ過給機61,62によってトルクを高めるようにして、幾何学的圧縮比の低圧縮比化を補っている。
上記ECU10は、エンジン1の基本的な制御として、主にエンジン回転数及びアクセル開度に基づいて目標トルク(目標となる負荷)を決定し、この目標トルクを発生するように、圧縮上死点付近でインジェクタ18による燃料噴射(メイン噴射)を実行する。但し、ECU10は、エンジン1が減速状態にある場合には、燃料カット制御を実行することで、圧縮上死点付近での燃料のメイン噴射を停止(禁止)する。
さらに、ECU10は、DPF再生条件が成立したときには、DPF41bを再生させるべく、インジェクタ18により気筒11aの膨張行程で燃焼に寄与しない(トルクを発生しない)ポスト噴射を実行する。ポスト噴射された燃料は、排気ガスと共に酸化触媒41aに供給されて酸化反応を起こし、このとき生じる酸化反応熱によってDPF41bに供給される排気ガスが昇温され、該昇温された排気ガスによってDPF41bに堆積したPMが燃焼除去される(DPF41bが再生される)。
ここで、DPF再生条件とは、DPF41bの再生が必要と判定し得る所定の条件である。本実施形態では、DPF41bのPM堆積量をDPF41bの上流側の排気圧力と下流側の排気圧力との差圧ΔPにより評価(推定)し、この差圧ΔPが所定値X以上となることをもって、DPF41bの再生条件成立としている。このDPF再生は、上記差圧ΔPが、再生条件としての所定値Xよりも小さい所定の下限値Y(<X)を下回ることをもって、終了する。よって、DPF41bのPM堆積量Mが所定値X以上になってDPF再生制御が開始された場合は、PM堆積量が所定値X未満になっても、下限値Y未満にならない限り、DPF再生条件が成立しているとして当該制御が継続される。
次いで、エンジン1のオイルパン13内に貯留されたオイルレベル(油面高さ)を検出するエンジン1のオイルレベル検出装置について説明する。
オイルパン13内には、超音波式オイルレベルセンサ(以下、単にオイルレベルセンサという)SW9(図1では図示省略)と、オイルポンプ72(図2のみ図示)とが設けられている。オイルレベルセンサSW9は、後述する検出管86内のオイルレベルを超音波で検出することでオイルパン13内のオイルレベルを検出する。この検出は、例えば、1秒毎に行われる。
オイルレベルセンサSW9は、図3に示すように、オイルパン13内の車両前後方向中央部であって、車両横方向(左右方向)一方側寄りに配置されている。オイルレベルセンサSW9は、図3〜図5に示すように、オイル収容部81と、ベース部82とを有している。
オイル収容部81は、後述する第1オイル開口83aから流入したオイルを収容する。オイル収容部81は、第1ラビリンス室区画部83と、第2ラビリンス室区画部84と、送受信器収容部85と、検出管86と、エア抜き管87とを有している。
第1ラビリンス室区画部83及び第2ラビリンス室区画部84は、有蓋円筒状に形成されている。第2ラビリンス室区画部84は、第1ラビリンス室区画部83よりも径が大きい。送受信器収容部85は、有蓋円筒状に形成されている。送受信器収容部85は、第2ラビリンス室区画部84よりも径が大きい。そして、第1ラビリンス室区画部83、第2ラビリンス室区画部84及び送受信器収容部85は、その軸が互いに一致するように上側からこの順に配置されている。
送受信器収容部85は、送受信器88を収容している。この送受信器88は、検出管86に対応するように配置されている。送受信器88は、超音波パルスを検出管86内のオイルの油面に向かって発信し、該油面から反射されてきた反射波を受信することで、送受信器88から超音波パルスを検出管86内の油面に向かって発信してから、該油面から反射されてきた反射波を送受信器88で受信するまでの間の時間を計測する。
上記検出管86は、細長い円筒状に形成されている。検出管86は、その下端開口が送受信器収容部85内に臨むように、送受信器収容部85の天井壁(「第2ラビリンス室区画部84の底壁」ともいう)におけるその中心から若干ずれた部分に上側に突設されている。検出管86は、第1ラビリンス室区画部83の天井壁及び第2ラビリンス室区画部84の天井壁(「第1ラビリンス室区画部83の底壁」ともいう)を貫通している。
第1ラビリンス室区画部83、第2ラビリンス室区画部84の天井壁及び検出管86により区画された空間は第1ラビリンス室89を、第2ラビリンス室区画部84、送受信器収容部85の天井壁及び検出管86により区画された空間は第2ラビリンス室90を、それぞれ構成している。なお、第1ラビリンス室89及び第2ラビリンス室90は、オイルレベルセンサSW9内のオイルレベルの変動を抑制する本発明に係るダンピング手段を構成している。
第1ラビリンス室区画部83の周壁における検出管86とは反対側の部分の下端寄りには、第1オイル開口83aが形成されている。この第1オイル開口83aからオイルパン13内のオイルは、第1ラビリンス室89内に流入出可能になっている。
第1ラビリンス室区画部83及び検出管86の間における第1オイル開口83aの近傍には、第1ラビリンス室89内を第1ラビリンス室区画部83及び検出管86と共に区画する区画板91が設けられている。この区画板91は、第1ラビリンス室区画部83の天井壁及び第2ラビリンス室区画部84の天井壁に接している。
第2ラビリンス室区画部84の天井壁における区画板91の近傍であって、該区画板91に対して第1オイル開口83aとは反対側の部分には、第2オイル開口84aが形成されている。この第2オイル開口84aから第1ラビリンス室89内のオイルは、第2ラビリンス室90内に流入出可能になっている。
第1ラビリンス室区画部83の周壁の内周面には、径方向内側に延びる複数の第1抵抗板92が互いに間隔を空けて配設されている。各第1抵抗板92は、第1ラビリンス室区画部83の天井壁及び第2ラビリンス室区画部84の天井壁に接している。各第1抵抗板92は、検出管86との間に間隙が形成されている。
検出管86の外周面には、径方向外側に延びる複数の第2抵抗板93が互いに間隔を空けて配設されている。各第2抵抗板93は、周方向に隣り合う第1抵抗板92の間に配置されている。各第2抵抗板93は、第1ラビリンス室区画部83の天井壁及び第2ラビリンス室区画部84の天井壁に接している。各第2抵抗板93は、第1ラビリンス室区画部83の周壁との間に間隙が形成されている。
そして、第1オイル開口83aから第1ラビリンス室89内に流入したオイルは、該第1ラビリンス室89内において第1抵抗板92及び第2抵抗板93によって形成された迷路を通って第2オイル開口84a側に蛇行して流れ、第2オイル開口84aから第2ラビリンス室90内に流入する。このとき、第1ラビリンス室89内に流入したオイルの流れは、第1抵抗板92及び第2抵抗板93によって抵抗が与えられる。これにより、検出管86内の油面の高周波変動が抑制され、検出管86内のオイルレベルの変動が抑制される。
なお、第2ラビリンス室90の構成及び作用は、第1ラビリンス室89の構成及び作用とほぼ同様である。つまり、第2オイル開口84aから第2ラビリンス室90内に流入したオイルは、該第2ラビリンス室90内において図示しない抵抗板によって形成された迷路を通って蛇行して流れ、送受信器収容部85の天井壁に形成された第3オイル開口85aから送受信器収容部85内に流入する。このとき、第2ラビリンス室90内に流入したオイルの流れは、抵抗板によって抵抗が与えられる。
また、第1オイル開口83aからオイル収容部81内に流入したオイルは、第1ラビリンス室89、第2ラビリンス室90、送受信器収容部85を通って、検出管86内に流入する。このとき、検出管86内のオイルレベルは、オイルパン13内のオイルレベルの変動に対応して変動する。検出管86内のオイルレベルは、オイルパン13内のオイルレベルにほぼ一致する。
上記エア抜き管87は、細長い円筒状に形成されている。エア抜き管87は、検出管86よりも径が小さい。エア抜き管87は、その下端開口が第1ラビリンス室89内に臨むように、第1ラビリンス室区画部83の天井壁における中心から検出管86とは反対側に若干ずれた部分に上側に突設されている。
エア抜き管87の上端部には、該上端部を覆うように第1キャップ部材94が設けられている。この第1キャップ部材94は、有蓋円筒状に形成されている。
そして、第1オイル開口83aからオイル収容部81内に流入したオイルは、第1ラビリンス室89を通って、エア抜き管87内に流入する。このとき、エア抜き管87内のオイルレベルは、オイルパン13内のオイルレベルの変動に対応して変動する。エア抜き管87内のオイルレベルは、オイルパン13内のオイルレベルにほぼ一致する。
また、オイル収容部81内に流入したオイルに含まれる空気は、エア抜き管87を通って、第1キャップ部材94の下端開口からオイル収容部81外に排出される。このように、オイルに含まれる空気をオイル収容部81外に排出するのは、オイルに空気が含まれると、超音波パルスが乱反射し、オイルレベルセンサSW9の検出精度が低下するからである。
検出管86及びエア抜き管87の上端部には、該上端部を覆うように第2キャップ部材95が設けられている。この第2キャップ部材95は、有蓋有底円筒状に形成されている。そして、第2キャップ部材95は、オイルパン13内のオイルが検出管86内にその上端開口から流入することを防止している。
第2キャップ部材95の天井壁には、エア開口95aが形成されている。このエア開口95aから検出管86内の空気は、オイル収容部81外に流出入可能になっている。検出管86及び第1キャップ部材94は、第2キャップ部材95の底壁を貫通している。
上記ベース部82は、オイル収容部81を支持している。ベース部82は、オイルパン13の底壁に固定されている。ベース部82は、ベース本体82aと、コネクタ部82bとを有している。
ベース本体82aは、中空に形成されている。ベース本体82aは、回路基板96を収容している。この回路基板96は、送受信器88に電気的に接続されている。回路基板96は、送受信器88によって計測された、超音波パルスの発信から反射波の受信までの間の時間に基づいて、送受信器88と検出管86内の油面との間の距離を算出(演算)する。これにより、検出管86内のオイルレベルが検出される。
上記コネクタ部82bは、ベース本体82aの側壁から外側に突設されている。コネクタ部82bは、中空に形成されている。コネクタ部82bは、コネクタ97を収容している。このコネクタ97は、回路基板96とECU10とを電気的に接続する。
なお、上記オイル収容部81の外側には、複数のリブ98が形成されている。
上記オイルポンプ72は、オイルパン13内に貯留されたオイルをエンジン1の回転部分や摺動部分の潤滑部に供給、循環させる。オイルポンプ72は、クランクシャフト15によって図示しないチェーンで駆動されてオイルを圧送する。このように構成されたオイルポンプ72は、主にエンジン冷却水の温度、エンジン回転数とエンジン負荷に基づいてECU10によって制御される。
上記ECU10には、図2に示すように、クランクシャフト15の回転角を検出するクランク角センサSW4(検出手段)、オイルパン13内に設けられて、該オイルパン13内のオイルレベルを検出するオイルレベルセンサSW9、車両の車速を検出する車速センサSW10、オイルパン13内のオイルの温度(以下、油温という)を検出する油温センサSW11(検出手段)、車両の前後方向の加速度を検出する前後GセンサSW12、車両の横方向の加速度を検出する横GセンサSW13(加速度センサ)、及び、ラインオフから現在までの間の車両の累計走行距離を計測、表示するオドメータSW14(計測手段)の検出信号が入力され、これらの検出信号に基づいて種々の演算を行うことによってオイルパン13内のオイルレベルの状態、エンジン1や車両の状態を判定し、これに応じて図示しないインストルメントパネルに設けられたオイルランプ(ワーニングランプ)73(報知手段)へ制御信号を出力する。
ECU10は、算出部10aと、記憶部10bと、限界判定部10cと、特性算出部10d(特性算出手段)と、距離算出部10e(距離算出手段)と、判定部10f(判定手段)とを有している。算出部10aは、車両運転時(エンジン運転時)に、オイルレベルセンサSW9の検出値(その単位はmm)に基づいて、オイルパン13内のオイルレベルの平均値(以下、オイルレベル平均値という)を算出する。算出部10aは、抽出部10gと、補正部10hと、平均算出部10iとを有している。
抽出部10gは、抽出条件が成立しているときに、該成立時におけるオイルレベルセンサSW9の検出値(出力生データ)を抽出(サンプリング)する。
ここで、抽出条件とは、オイルレベルセンサSW9の検出値の抽出が妥当と判定し得る所定の条件である。本実施形態では、(1)オイルレベルセンサSW9とECU10の通信が正常状態であること、(2)オイルポンプ72によるオイルの供給圧(吐出圧。以下、油圧という)が、該油圧を所定圧以下にするロー制御(低圧制御)されていること、(3)エンジン回転数が750〜3000rpmであること、(4)車速が5km/h以上であること、(5)オイルパン13内の油温が20〜120℃であること、(6)前後方向の加速度が0.2G未満であること、及び、(7)横方向の加速度が0.2G(所定値)未満であることをもって、抽出条件成立としている。
上記条件(1)を設定したのは、オイルレベルセンサSW9やECU10が異常状態で、オイルレベル平均値を算出することを防止するためである。
上記条件(2)を設定したのは、ロー制御、又は、油圧を所定圧以上にするハイ制御(高圧制御)に切り換えると、油面が変動するため、ロー制御時、ハイ制御時の両方でオイルレベル平均値を算出すると、その精度が低下すると共に、その算出ロジックが複雑になる(例えば、ロー制御用、ハイ制御用のオイルレベル補正マップの両方が必要になる)からである。また、高圧側では、オイルの循環量が多いと共に、エンジン回転数が主に高回転になるため、油面の変動が大きく、オイルレベルの安定検出に不向きだからである。
上記条件(3)を設定したのは、エンジン回転数が高回転になると、エアレーションが増大したり、クランクシャフトやチェーンの回転によって油面が攪乱されたりするため、オイルレベルの検出精度が低下するからである。なお、エンジン回転数の上限値(3000rpm)は、油圧のロー制御、ハイ制御の切換え時におけるエンジン回転数に基づいて設定されている。一方、下限値(750rpm)は、例えば、アイドル回転数に基づいて設定されている。
上記条件(4)を設定したのは、停車時にオイルレベルを検出すると、車両が傾斜にあるとき、オイルレベルの検出精度が低下するからである。一方、走行時には、規則的な傾斜を連続走行する頻度が低いため、オイルレベルの検出精度は低下しない。
上記条件(5)の油温範囲は、エンジン1の暖機完了前にドライビングサイクルを完了する短距離・短時間走行時における油温を含む範囲に設定されている。ここで、短距離・短時間走行を繰り返し行うと、油温が低温であるため、オイル中に混入した燃料が蒸発せず、オイルの希釈が進み、オイルレベルが増加していく。一方で、油温が低温すぎると、オイルの粘度や循環特性が不安定になるという弊害が生じる。そこで、油温の下限値(20℃)は、短距離・短時間走行時における油温の上昇特性とその走行時間、上記弊害に基づいて設定されている。一方、上限値(120℃)は、高速走行時における油温に基づいて設定されている。
上記条件(6)を設定したのは、前後方向の加速度が大きくなると、オイルレベルの変動が大きくなるため、オイルレベルの安定検出に不向きだからである。また、「0.2G未満」に設定したのは、車両走行時には、前後方向の加速度が0.2G未満である割合が高く、オイルレベル平均値の算出の、母数確保に大きな影響を及ぼさないからである。
上記条件(7)を設定したのは、横方向の加速度が大きくなると、油面の変動が大きくなるため、オイルレベルの安定検出に不向きだからである。また、「0.2G未満」に設定したのは、車両走行時には、横方向の加速度が0.2G未満である割合が高く、オイルレベル平均値の算出の、母数確保に大きな影響を及ぼさないからである。なお、エンジン1が車両の前部に横置き搭載されると共に、オイルレベルセンサSW9が、オイルパン13内の車両前後方向中央部であって、車両横方向一方側寄りに配置されているため、横方向の加速度の方が前後方向の加速度よりも、油面の変動に大きな影響を及ぼす。
以上のように、抽出部10gは、オイルレベルセンサSW9の検出値から、油面不安定時における検出値、及び、オイルレベルセンサSW9による検出不可時における検出値を選別、除去し、それ以外の検出値を抽出する。
但し、抽出部10gは、車両走行時に、横方向の加速度が0.2G以上になったとき(例えば、横方向の加速度が0.2G以上である状態の継続時間が5秒未満であるとき)には、再び0.2G未満になった(戻った)時から7秒の間、抽出条件が成立していても、オイルレベルセンサSW9の検出値を抽出しない。
ところで、横方向の加速度が0.2G以上になったときには(例えば、車両の旋回時)、オイルパン13内のオイルの片寄りによってオイルレベルセンサSW9内の油面が低周波変動し、オイルレベルセンサSW9内のオイルレベルが変動する。ここで、オイルレベルセンサSW9では、ラビリンス室89,90(ダンピング手段)を設けることによって、オイルレベルセンサSW9内の油面の高周波変動を抑制するため、横方向の加速度の発生時には、オイルレベルセンサSW9内のオイルがオイルパン13へ流出しないものの、油面の低周波変動に対し、オイルレベルセンサSW9の応答遅延が発生する。このため、横方向の加速度が再び0.2G未満になり、オイルパン13内のオイルの片寄りがなくなっても、オイルレベルセンサSW9内の油面がほぼ安定する(オイルレベルセンサSW9が正常状態になる)まで時間を要する。つまり、横方向の加速度が再び0.2G未満になっても、その後しばらくの間、オイルレベルセンサSW9の検出値は、横方向の加速度(油面の低周波変動)の影響を受ける。そこで、車両走行時に、横方向の加速度が0.2G以上になったときには、再び0.2G未満になった時から7秒の間、オイルレベルセンサSW9の検出値を抽出しない。なお、「7秒」と設定したのは、実験を予め行うと、横方向の加速度の発生時における油面の低周波変動に対し、オイルレベルセンサSW9の応答遅延時間が約7秒だったからである。
さらに、抽出部10gは、車両走行時に、横方向の加速度が0.2G以上で且つその方向が一定方向である状態が5秒以上継続したときには、再び0.2G未満になった(復帰した)時から30秒の間、抽出条件が成立していても、オイルレベルセンサSW9の検出値を抽出しない。
ところで、横方向の加速度が0.2G以上で且つその方向が一定方向である状態が比較的長時間継続したとき(例えば、比較的長時間、一定方向に旋回走行しているとき)、特に、オイルパン13内のオイルレベルが後述するLレベルに近付く又は達したときには、オイルパン13内のオイルの片寄りによってオイルレベルセンサSW9がオイルから暴露し、オイルレベルセンサSW9内のオイルが第1開口83aからオイルパン13へと流出すると共に、空気がオイルレベルセンサSW9内に流入する。このとき、横方向の加速度が再び0.2G未満になり、オイルパン13内のオイルの片寄りがなくなっても、オイルがオイルレベルセンサSW9内に再び流入し且つ油面がほぼ安定する(オイルレベルセンサSW9が正常状態になる)まで時間を要する。そこで、車両走行時に、横方向の加速度が0.2G以上で且つその方向が一定方向である状態が5秒以上継続したときには、再び0.2G未満になった時から30秒の間、オイルレベルセンサSW9の検出値を抽出しない。なお、「30秒」に設定したのは、実験を予め行うと、オイルレベルセンサSW9内のオイルがすべて流出したときに、オイルレベルセンサSW9が正常状態になるまで約30秒を要したからである。また、この「30秒」には、オイルレベルセンサSW9の応答遅延時間(7秒)が含まれている。
以上のように、抽出部10gは、抽出条件が成立しているときに、オイルレベルセンサSW9の検出値から、横方向の加速度が0.2G以上になったときにおいて再び0.2G未満になった時から7秒の間に検出されたもの、及び、横方向の加速度が0.2G以上で且つその方向が一定方向である状態が5秒以上継続したときにおいて再び0.2G未満になった時から30秒の間に検出されたもの以外のものを抽出する。
上記補正部10hは、抽出部10gによって抽出されたオイルレベルセンサSW9の検出値(サンプル値)を該検出値毎に補正し、エンジン停止時におけるオイルパン13内のオイルレベルに相当する値(以下、停止時オイルレベル相当値という)を予測算出する。この算出は、詳細に、以下のように行う。
まず、Xレベル側判定用の停止時オイルレベル相当値の算出について説明する。ここで、Xレベルとは、エンジン停止時におけるオイルパン13内のオイルの許容上限レベルである(図3を参照)。
最初に、記憶部10bからXレベル側判定用のオイルレベル補正マップを読み出す。このオイルレベル補正マップは、記憶部10bに予め記憶されていて、実験を予め行うことによって、エンジン回転数及び油温をパラメータとして、該エンジン回転数及び油温と補正係数(制御定数)の関係を定めている。ここで、エンジン回転数が変化すると、オイルの供給量が変化し、オイルレベルが変化する。さらに、油温が変化すると、オイルの粘度が変化すると共に、オイル自体の膨張・収縮によってその体積が変化するため、オイルの循環量が変化し、オイルレベルが変化する。
次いで、読み出したオイルレベル補正マップを用いて、クランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温に基づいて、補正係数を算出する。続いて、オイルレベルセンサSW9の検出値と算出した補正係数に基づいて、エンジン1の暖機完了後(油温は約80℃)にイグニッションOFFにして5分放置した時における停止時オイルレベル相当値を算出する。
続いて、Lレベル側判定用の停止時オイルレベル相当値の算出について説明する。ここで、Lレベルとは、エンジン停止時におけるオイルパン13内のオイルの下限レベルである(図3を参照)。
最初に、記憶部10bからLレベル側判定用のオイルレベル補正マップを読み出す。このオイルレベル補正マップは、記憶部10bに予め記憶されていて、実験を予め行うことによって、エンジン回転数及び油温をパラメータとして、該エンジン回転数及び油温と補正係数の関係を定めている。
次いで、読み出したオイルレベル補正マップを用いて、クランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温に基づいて、補正係数を算出する。続いて、オイルレベルセンサSW9の検出値と算出した補正係数に基づいて、エンジン1の暖機完了後にイグニッションOFFにして5分放置した時における停止時オイルレベル相当値を算出する。
ここで、オイルパン13内のオイルレベルがXレベルに近付く又は達すると、オイルポンプ72やバランサ装置において、オイルに浸漬する部分の体積が増加すると共に、オイルパン13のXレベル側とLレベル側では、その形状が相違するため、オイルパン13内のオイルレベルがXレベルに近付く又は達したときには、Lレベルに近付く又は達したときよりも、オイルレベルの変動が大きい。そこで、Xレベル側判定用のオイルレベル補正マップと、Lレベル側判定用のオイルレベル補正マップは相違している。
上記平均算出部10iは、補正部10hによって算出された停止時オイルレベル相当値を平均することによって、オイルレベル平均値を予測算出する。詳細に、Xレベル側判定用の停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られた時、及び、100km走行した時のうちいずれか早い方の時に、その時までに得られた停止時オイルレベル相当値を平均することによって、エンジン停止時で且つ車両水平時におけるオイルパン13内のオイルレベルに相当するLレベル側判定用のオイルレベル平均値AXを算出する。さらに、平均算出部10iは、Lレベル側判定用の停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られた時、及び、100km走行した時のうちいずれか早い方の時に、その時までに得られた停止時オイルレベル相当値を平均することによって、エンジン停止時で且つ車両水平時におけるオイルパン13内のオイルレベルに相当するLレベル側判定用のオイルレベル平均値ALを算出する。
このようにオイルレベル平均値を算出すると、油面を変動させる走行時外乱(例えば、前後方向の加速度や横方向の加速度等)の影響が除外される。つまり、一定の時間走行すると、前方向の加速度と後方向の加速度の発生頻度、及び、左方向の加速度と右方向の加速度の発生頻度が、それぞれほぼ同様になり、前後方向、横方向の加速度による油面の変動が相殺される。
上記記憶部10bは、平均算出部10iによってラインオフ後又は後述するオイル交換後に最初に算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1st、及び、該オイルレベル平均値AX_1stの算出完了時におけるオドメータSW14の計測値(表示値)ODD_s(その単位はkm)を記憶する。
上記限界判定部10cは、平均算出部10iによって算出された、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXがKレベル(図3を参照)に相当する所定値SF以上であるか否かを判定する。ここで、Kレベルとは、オイルレベルセンサSW9の検出限界(検出上限レベル)である。
なお、図3に示すFレベルとは、エンジン停止時におけるオイルパン13内のオイルの通常上限レベルである。
さらに、記憶部10bは、限界判定部10cによってXレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定値SF以上であると2回、判定された(NG判定された)ときには、該2回目のNG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eを記憶する。
上記特性算出部10dは、平均算出部10iによって算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AXとオドメータSW14の計測値に基づいて、ラインオフ後又はオイル交換後にXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1stが最初に算出されてからNG判定されるまでの間(車両運転時の所定期間)における、車両走行距離に対する(関連する)オイルパン13内のオイルレベルの変化特性(以下、オイルレベル変化特性UPSPDという)を予測算出する。この算出は、詳細に、以下のように行う。まず、記憶部10bからラインオフ後又はオイル交換後に最初に算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1st、該オイルレベル平均値AX_1stの算出完了時におけるオドメータSW14の計測値ODD_s、及び、NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eを読み出す。次いで、オイルレベル変化特性UPSPDを以下の式で算出する。
オイルレベル変化特性UPSPD=(NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_e−オイルレベル平均値AX_1stの算出完了時におけるオドメータSW14の計測値ODD_s)/(Kレベルに相当する所定値SF−ラインオフ後又はオイル交換後に最初に算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1st)
なお、オイルレベル変化特性UPSPDの単位はkm/mmである。
ここで、図6は、走行距離とオイルレベルの関係の例を示すグラフであって、その縦軸がオイルレベル、横軸が走行距離とされている。そして、本実施形態では、図6に示すように、2点(ODD_s, AX_1st)、(ODD_e, SF)を通る直線(図6に示す破線を参照)の傾きを、オイルレベル変化特性UPSPDと定義している。なお、図6に示す実線は、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXとオドメータSW14の計測値の生データの関係を表している。
上記距離算出部10eは、特性算出部10dによって算出されたオイルレベル変化特性UPSPDに基づいて、平均算出部10iによって算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AXがXレベルに相当する所定の上限値SXになるまでの間に車両が走行可能な走行可能距離(以下、走行距離ディレイODD_dという)を予測算出する。走行距離ディレイODD_dは、以下の式で算出される。
走行距離ディレイODD_d=(オイルレベル変化特性UPSPD)×(定数XD)
ここで、定数XDとは、所定の上限値SXから所定値SFを引いた値、つまり、オイルパン13内のオイルレベルがKレベルからXレベルに達するまでの間におけるオイルレベル上昇量である。なお、定数XDの単位はmmである。
上記判定部10fは、オドメータSW14の計測値と距離算出部10eによって算出された走行距離ディレイODD_dに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上であるか否かを判定する。詳細に、オドメータSW14の現在値が、NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eに走行距離ディレイODD_dを加えた値以上であるか否かを判定することで、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXの現在値が所定の上限値SX以上であるか否かを判定する。
さらに、判定部10fは、平均算出部10iによって算出されたLレベル側判定用のオイルレベル平均値ALがLレベルに相当する所定の下限値SL以下であるか否かを判定する。
なお、図3に示すように、エンジン停止時に、オイルパン13内のオイルレベルがXレベル、Fレベル又はLレベルに達していても、エンジン運転時には、そのオイルレベルが低下する。
そして、上記ECU10は、判定部10fによってオドメータSW14の現在値が、NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eに走行距離ディレイODD_dを加えた値以上であると判定されたときには、エンジン停止時で且つ車両水平時におけるオイルパン13内のオイルレベルがXレベルに達している、つまり、点灯条件が成立しているとして、オイルランプ73へ制御信号を出力し、オイルランプ73を点灯させる。これにより、オイルパン13内のオイルレベルがXレベルに達している旨を報知し、オイルの交換を促す。
以上のように、オイルレベル変化特性UPSPDに基づく走行距離ディレイODD_dに従って、オイルパン13内のオイルレベルがXレベルに達しているか判定するのは、以下に示す理由からである。つまり、本実施形態では、オイルパン13内のオイルレベルがXレベルに近付く又は達すると、エンジン運転時における油面がオイルレベルセンサSW9の検出限界を超え、オイルレベルセンサSW9によってオイルレベルを直接、検出できない。そこで、本実施形態では、オイルレベル変化特性UPSPDに基づく走行距離ディレイODD_dに従って、オイルパン13内のオイルレベルがXレベルに達しているか判定している。
さらに、ECU10は、判定部10fによってLレベル側判定用のオイルレベル平均値ALが所定の下限値SL以下であると2回連続して判定されたときには、エンジン停止時で且つ車両水平時におけるオイルパン13内のオイルレベルがLレベルに達している、つまり、点灯条件が成立しているとして、オイルランプ73へ制御信号を出力し、オイルランプ73を点灯させる。これにより、オイルパン13内のオイルレベルがLレベルに達している旨を報知し、オイルの補給又は交換を促す。
なお、上述の如く、オイルレベル平均値の算出及びオイルレベルの判定では、点灯条件が成立するまで、そのロジックをリセットせずに継続する。二つのドライビングサイクルを跨ぐときも同様である。
次いで、ECU10のオイルレベル判定手順について説明する。
まず、Xレベル側のオイルレベル判定手順について図7に示すフローチャートを参照しながら説明する。ステップSA1では、オイルレベルセンサSW9の検出値等が入力される。続くステップSA2では、抽出条件が成立しているときに、抽出部10gによって、ステップSA1において入力されたオイルレベルセンサSW9の検出値を抽出する。なお、(1)オイルレベルセンサSW9とECU10の通信が正常状態であること、(2)油圧がロー制御されていること、(3)エンジン回転数が750〜3000rpmであること、(4)車速が5km/h以上であること、(5)オイルパン13内の油温が20〜120℃であること、(6)前後方向の加速度が0.2G未満であること、及び、(7)横方向の加速度が0.2G未満であることをもって、抽出条件成立としている。
但し、横方向の加速度が0.2G以上になったときには、再び0.2G未満になった時から7秒の間、抽出条件が成立していても、ステップSA1において入力されたオイルレベルセンサSW9の検出値を抽出しない。さらに、横方向の加速度が0.2G以上で且つその方向が一定方向である状態が5秒以上継続したときには、再び0.2G未満になった時から30秒の間、抽出条件が成立していても、ステップSA1において入力されたオイルレベルセンサSW9の検出値を抽出しない。
ステップSA3では、補正部10hによって、ステップSA2において抽出されたオイルレベルセンサSW9の検出値を補正し、Xレベル側判定用の停止時オイルレベル相当値を予測算出する。この算出は、詳細に、以下のように行う。まず、記憶部10bからXレベル側判定用のオイルレベル補正マップを読み出す。次いで、読み出したオイルレベル補正マップを用いて、クランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温に基づいて、補正係数を算出する。続いて、オイルレベルセンサSW9の検出値と算出した補正係数に基づいて、エンジン1の暖機完了後にイグニッションOFFにして5分放置した時における停止時オイルレベル相当値を算出する。
続くステップSA4では、ステップSA3で算出された停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られたか、又は、100km走行したか否かを判定する。ステップSA4の判定結果がYESで停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られた、又は、100km走行した場合は、ステップSA5に進む。一方、その判定結果がNOで停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られておらず、且つ、100km走行していない場合は、ステップSA1に戻る。
ステップSA5では、平均算出部10iによって、ステップSA3で算出された停止時オイルレベル相当値を平均することによって、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXを予測算出する。詳細に、停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られた時、及び、100km走行した時のうちいずれか早い方の時に、その時までに得られた停止時オイルレベル相当値を平均することによって、オイルレベル平均値AXを算出する。
このオイルレベル平均値AXがラインオフ後又はオイル交換後に最初に算出されたものである場合は、記憶部10bに該オイルレベル平均値AX_1st、及び、該オイルレベル平均値AX_1stの算出完了時におけるオドメータSW14の計測値ODD_sを記憶させる。
続くステップSA6では、限界判定部10cによって、ステップSA5において算出されたオイルレベル平均値AXが所定値SF以上であるか否かを判定する。ステップSA6の判定結果がYESで所定値SF以上の場合は、エンジン停止時で且つ車両水平時におけるオイルパン13内のオイルレベルがKレベルに達しているとして、ステップSA7に進む。一方、その判定結果がNOで所定値SF未満の場合は、ステップSA1に戻る。
ステップSA7では、ステップSA6においてオイルレベル平均値AXが所定値SF以上であると判定された(NG判定された)のは1回目か否かを判定する。ステップSA7の判定結果がYESでNG判定されたのは1回目の場合は、オイルランプ73の誤点灯を防止するために、オイルレベル平均値AXをもう1回(1サイクル)算出すべく、ステップSA1に戻る。一方、その判定結果がNOでNG判定されたのは2回目の場合は、ステップSA8に進む。
ステップSA8では、記憶部10bに2回目のNG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eを記憶させる。
続くステップSA9では、特性算出部10dによって、ステップSA5において算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AXとオドメータSW14の計測値に基づいて、ラインオフ後又はオイル交換後にXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1stが最初に算出されてからNG判定されるまでの間におけるオイルレベル変化特性UPSPDを予測算出する。この算出は、詳細に、以下のように行う。まず、記憶部10bからラインオフ後又はオイル交換後に最初に算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1st、該オイルレベル平均値AX_1stの算出完了時におけるオドメータSW14の計測値ODD_s、及び、NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eを読み出す。次いで、オイルレベル変化特性UPSPDを以下の式で算出する。
オイルレベル変化特性UPSPD=(NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_e−オイルレベル平均値AX_1stの算出完了時におけるオドメータSW14の計測値ODD_s)/(Kレベルに相当する所定値SF−ラインオフ後又はオイル交換後に最初に算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1st)
続くステップSA10では、距離算出部10eによって、ステップSA9において算出されたオイルレベル変化特性UPSPDに基づいて、走行距離ディレイODD_dを予測算出する。走行距離ディレイODD_dは、以下の式で算出される。
走行距離ディレイODD_d=(オイルレベル変化特性UPSPD)×(定数XD)
続くステップSA11では、判定部10fによって、オドメータSW14の計測値とステップSA10において算出された走行距離ディレイODD_dに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上であるか否かを判定する。詳細に、オドメータSW14の現在値が、NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eに走行距離ディレイODD_dを加えた値以上であるか否かを判定することで、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXの現在値が所定の上限値SX以上であるか否かを判定する。ステップSA11の判定結果がYESでその加えた値以上の場合は、エンジン停止時で且つ車両水平時におけるオイルパン13内のオイルレベルがXレベルに達しているとして、ステップSA12に進む。一方、その判定結果がNOでその加えた値未満の場合は、ステップSA11に戻る。
ステップSA12では、オイルランプ73へ制御信号を出力し、オイルランプ73を点灯させる。その後、エンドに進む。
なお、オイルランプ73の点灯後にイグニッションOFFにすると、オイルランプ73は消灯する。その後、オイルが交換されると、再びイグニッションONになったときに、オイルランプ73は点灯しない。一方、オイルが交換されないと、再びイグニッションONになったときに、オイルランプ73は再点灯する。
続いて、Lレベル側のオイルレベル判定手順について図8に示すフローチャートを参照しながら説明する。ステップSB1及びステップSB2は、それぞれステップSA1及びステップSA2と同様の処理であるため、その説明を省略する。
ステップSB3では、補正部10hによって、ステップSB2において抽出されたオイルレベルセンサSW9の検出値を補正し、Lレベル側判定用の停止時オイルレベル相当値を予測算出する。この算出は、詳細に、以下のように行う。まず、記憶部10bからLレベル側判定用のオイルレベル補正マップを読み出す。次いで、読み出したオイルレベル補正マップを用いて、クランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温に基づいて、補正係数を算出する。続いて、オイルレベルセンサSW9の検出値と算出した補正係数に基づいて、エンジン1の暖機完了後にイグニッションOFFにして5分放置した時における停止時オイルレベル相当値を算出する。
続くステップSB4では、ステップSB3で算出された停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られたか、又は、100km走行したか否かを判定する。ステップSB4の判定結果がYESで停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られた、又は、100km走行した場合は、ステップSB5に進む。一方、その判定結果がNOで停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られておらず、且つ、100km走行していない場合は、ステップSB1に戻る。
ステップSB5では、平均算出部10iによって、ステップSB3で算出された停止時オイルレベル相当値を平均することによって、Lレベル側判定用のオイルレベル平均値ALを予測算出する。詳細に、停止時オイルレベル相当値が3000データ分、得られた時、及び、100km走行した時のうちいずれか早い方の時に、その時までに得られた停止時オイルレベル相当値を平均することによって、オイルレベル平均値ALを算出する。
続くステップSB6では、ステップSB5において算出されたオイルレベル平均値ALが所定の下限値SL以下であるか否かを判定する。ステップSB6の判定結果がYESで下限値SL以下の場合は、エンジン停止時で且つ車両水平時におけるオイルパン13内のオイルレベルがLレベルに達しているとして、ステップSB7に進む。一方、その判定結果がNOで下限値SLよりも大きい場合は、ステップSB1に戻る。
ステップSB7では、ステップSB6においてオイルレベル平均値ALが所定の下限値SL以下であると判定された(NG判定された)のは2回連続であるか否かを判定する。ステップSB7の判定結果がYESでNG判定が2回連続の場合は、ステップSB8に進む。一方、その判定結果がNOでNG判定が1回目等の場合は、オイルランプ73の誤点灯を防止するために、オイルレベル平均値をもう1回算出すべく、ステップSB1に戻る。
ステップSB8では、オイルランプ73へ制御信号を出力し、オイルランプ73を点灯させる。その後、エンドに進む。
なお、オイルランプ73の点灯後にイグニッションOFFにすると、オイルランプ73は消灯する。その後、オイルが補給又は交換されると、再びイグニッションONになったときに、オイルランプ73は点灯しない。一方、オイルが補給、交換されないと、再びイグニッションONになったときに、オイルランプ73は再点灯する。
−効果−
以上より、本実施形態によれば、特性算出部10dが、オイルレベルセンサSW9の検出値に基づいて、ラインオフ後又はオイル交換後にXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1stが最初に算出されてからNG判定されるまでの間におけるオイルレベル変化特性UPSPDを算出し、判定部10fが、特性算出部10dによって算出されたオイルレベル変化特性UPSPDに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか否かを判定する。つまり、オイルレベルセンサSW9の検出値そのものではなく、オイルレベル変化特性UPSPDに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか否かを判定する。このため、オイルレベルセンサSW9によってオイルレベルを直接、検出できない場合も、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか正確に判定することができる。したがって、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になった旨を適切なタイミングで報知することができる。
また、距離算出部10eが、特性算出部10dによって算出された車両走行距離に対するオイルレベル変化特性UPSPDに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SXになるまでの間に車両が走行可能な走行距離ディレイODD_dを算出し、判定部10fが、オドメータSW14の計測値と距離算出部10eによって算出された走行距離ディレイODD_dに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか否かを判定する。つまり、オイルレベルセンサSW9の検出値そのものではなく、オイルレベル変化特性UPSPDに基づく走行距離ディレイODD_dに従って、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか否かを判定する。このため、オイルレベルセンサSW9によってオイルレベルを直接、検出できない場合も、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか正確に且つ簡単に判定することができる。
また、エンジン1がディーゼルエンジンであって、DPF41bの再生時に燃焼室14aに燃料を噴射するインジェクタ18を有しているので、車両の短時間運転を繰り返し行うと、オイルの希釈が進む。このようにオイルの希釈が進む虞があるディーゼルエンジン1において、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか正確に判定することができる。
(実施形態2)
本実施形態は、Xレベル側のオイルレベル判定が実施形態1と異なっているが、その他の点については、実施形態1と同様の構成である。そこで、以下の説明では、実施形態1の構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を用いて説明を行う。
ECU10は、算出部10a、記憶部10b、限界判定部10c、特性算出部10d、距離算出部10e、及び、判定部10fに加えて、マップ生成部10j(マップ生成手段)を有している。
算出部10aは、実施形態1と同様、オイルレベルセンサSW9の検出値に基づいて、オイルレベル平均値AX,ALを算出する。
上記記憶部10bは、実施形態1と同様、平均算出部10iによってラインオフ後又はオイル交換後に最初に算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1st、及び、該オイルレベル平均値AX_1stの算出完了時におけるオドメータSW14の計測値ODD_sを記憶する。
上記特性算出部10dは、平均算出部10iによって算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AXとオドメータSW14の計測値に基づいて、車両走行距離に対するオイルパン13内のオイルレベルの変化特性(以下、オイルレベル変化特性UPSPDという)を、クランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温に対応付けて予測算出する(図10を参照)。この図10は、走行距離とオイルレベルの関係の例を示すグラフであって、その縦軸がオイルレベル、横軸が走行距離とされている。
オイルレベル変化特性UPSPDは、例えば、以下の式で算出される。
オイルレベル変化特性UPSPD=(Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXの前回の算出完了時から今回の算出完了時までの間におけるオドメータSW14の計測値の変化量)/(その間におけるXレベル側判定用のオイルレベル平均値AXの変化量)
なお、オイルレベル変化特性UPSPDの単位はkm/mmである。
そして、以上の式で算出されたオイルレベル変化特性UPSPDは、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXの前回の算出完了時から今回の算出完了時までの間におけるエンジン平均回転数及び平均油温に対応付けられる。
ここで、「対応付け」とは、例えば、「エンジン平均回転数が1500rpm、平均油温が60℃のとき、オイルレベル変化特性UPSPDは50km/mm」、「エンジン平均回転数が2000rpm、平均油温が70℃のとき、オイルレベル変化特性UPSPDは60km/mm」のように、オイルレベル変化特性UPSPDとエンジン平均回転数及び平均油温を関連付けることをいう(図11も参照)。
上記限界判定部10cは、実施形態1と同様、平均算出部10iによって算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AXがKレベルに相当する所定値SF以上であるか否かを判定する。
さらに、記憶部10bは、限界判定部10cによってXレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定値SF以上であると2回、判定された(NG判定された)ときには、該2回目のNG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eを記憶する。
上記マップ生成部10jは、限界判定部10cによって2回、NG判定されたときには、特性算出部10dによってラインオフ後又はオイル交換後にXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1stが最初に算出されてからNG判定されるまでの間(車両運転時の所定期間)に算出されたオイルレベル変化特性UPSPD(図10を参照)に基づいて、オイルレベル変化特性マップを更新する。なお、図10に示す実線は、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXとオドメータSW14の計測値の生データの関係を表している。
このオイルレベル変化特性マップは、記憶部10bに予め記憶されていて、図11に示すように、実験を予め行うことによって、エンジン回転数及び油温をパラメータとして、該エンジン回転数及び油温とオイルレベル変化特性UPSPDの関係を定めている。ここで、エンジン回転数が変化すると、オイルの供給量が変化し、オイルレベルが変化する。さらに、油温が変化すると、オイルの粘度が変化すると共に、オイル自体の膨張・収縮によってその体積が変化するため、オイルの循環量が変化し、オイルレベルが変化する。
なお、図11に示すオイルレベル変化特性マップでは、エンジン平均回転数が1500rpm、平均油温が60℃のとき、及び、エンジン平均回転数が2000rpm、平均油温が70℃のとき以外は、オイルレベル変化特性UPSPDの記載を省略している。
上記距離算出部10eは、クランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温とマップ生成部10jによって更新されたオイルレベル変化特性マップに基づいて、平均算出部10iによって算出されたXレベル側判定用のオイルレベル平均値AXがXレベルに相当する所定の上限値SXになるまでの間に車両が走行可能な走行可能距離(以下、走行距離ディレイODD_dという)を所定周期毎に予測算出、更新する(図10に示す破線を参照)。
この所定周期は、例えば、車両運転時において、10h間隔である。
走行距離ディレイODD_dの算出、更新は、詳細に、以下のように行う。まず、記憶部10bから更新されたオイルレベル変化特性マップを読み出す。次いで、読み出したオイルレベル変化特性マップを用いて、現在のエンジン回転数及び油温に基づいて、走行距離ディレイODD_dを算出、更新する。
以下、走行距離ディレイODD_dの算出、更新の例について図11に示すオイルレベル変化特性マップを参照しながら説明する。なお、所定の上限値SXから所定値SFを引いた値を20mmとする。
ラインオフ後又はオイル交換後にXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1stが最初に算出されてからNG判定されるまでの間のエンジン平均回転数が1500rpm、平均油温が60℃とすると、オイルレベル変化特性マップを用いて、該エンジン平均回転数及び平均油温に基づいて、オイルレベル変化特性UPSPDが50km/mmと算出される。この算出値と所定の上限値SXから所定値SFを引いた値20mmに基づいて、走行距離ディレイODD_dが1000kmと算出される。
NG判定されてから10h経過するまでの間の実走行距離が100kmとすると、その間のオイルレベル上昇量が2mmと算出される。
NG判定されてから10h経過するまでの間のエンジン平均回転数が2000rpm、平均油温が70℃とすると、オイルレベル変化特性マップを用いて、該エンジン平均回転数及び平均油温に基づいて、オイルレベル変化特性UPSPDが60km/mmと算出される。この算出値と所定の上限値SXから所定値SF及びオイルレベル上昇量2mmを引いた値18mmに基づいて、走行距離ディレイODD_dが1080kmと算出、更新される。
さらに10h経過する毎に、走行距離ディレイODD_dが同様に算出、更新される。
以上、走行距離ディレイODD_dの算出、更新の例について説明した。
上記判定部10fは、オドメータSW14の計測値と距離算出部10eによって算出された走行距離ディレイODD_dに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上であるか否かを判定する。詳細に、オドメータSW14の現在値が、NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eに走行距離ディレイODD_dを加えた値以上であるか否かを判定することで、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXの現在値が所定の上限値SX以上であるか否かを判定する。
そして、上記ECU10は、判定部10fによってオドメータSW14の現在値が、NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eに走行距離ディレイODD_dを加えた値以上であると判定されたときには、エンジン停止時で且つ車両水平時におけるオイルパン13内のオイルレベルがXレベルに達している、つまり、点灯条件が成立しているとして、オイルランプ73へ制御信号を出力し、オイルランプ73を点灯させる。これにより、オイルパン13内のオイルレベルがXレベルに達している旨を報知し、オイルの交換を促す。
次いで、ECU10のXレベル側のオイルレベル判定手順について図12に示すフローチャートを参照しながら説明する。ステップSC1〜ステップSC8は、それぞれステップSA1〜ステップSA8とほぼ同様の処理であるため、その説明を省略する。なお、ステップSC5では、特性算出部10dによる、エンジン回転数及び油温に対応付けたオイルレベル変化特性UPSPDの算出を開始する。
ステップSC9では、マップ生成部10jによって、特性算出部10dによってラインオフ後又はオイル交換後にXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1stが最初に算出されてからNG判定されるまでの間に算出されたオイルレベル変化特性UPSPDに基づいて、オイルレベル変化特性マップを更新する。
続くステップSC10では、距離算出部10eによってステップSC9において更新されたオイルレベル変化特性マップとクランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温に基づいて、走行距離ディレイODD_dを10h毎に予測算出、更新する。この算出、更新は、詳細に、以下のように行う。まず、記憶部10bから更新されたオイルレベル変化特性マップを読み出す。次いで、読み出したオイルレベル変化特性マップを用いて、現在のエンジン回転数及び油温に基づいて、走行距離ディレイODD_dを算出、更新する。
続くステップSC11では、判定部10fによって、オドメータSW14の計測値とステップSC10において算出された走行距離ディレイODD_dに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上であるか否かを判定する。詳細に、オドメータSW14の現在値が、NG判定時におけるオドメータSW14の計測値ODD_eに走行距離ディレイODD_dを加えた値以上であるか否かを判定することで、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXの現在値が所定の上限値SX以上であるか否かを判定する。ステップSC11の判定結果がYESでその加えた値以上の場合は、エンジン停止時で且つ車両水平時におけるオイルパン13内のオイルレベルがXレベルに達しているとして、ステップSC12に進む。一方、その判定結果がNOでその加えた値未満の場合は、ステップSC10に戻る。
ステップSC12では、オイルランプ73へ制御信号を出力し、オイルランプ73を点灯させる。その後、エンドに進む。
−効果−
以上により、本実施形態によれば、特性算出部10dが、オイルレベルセンサSW9の検出値に基づいて、オイルレベル変化特性UPSPDをクランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温に対応付けて算出し、マップ生成部10jが、特性算出部10dによってラインオフ後又はオイル交換後にXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1stが最初に算出されてからNG判定されるまでの間に算出されたオイルレベル変化特性UPSPDに基づいて、エンジン回転数及び油温とオイルレベル変化特性UPSPDとの関係を示すオイルレベル変化特性マップを更新し、判定部10fが、クランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温とマップ生成部10jによって更新されたオイルレベル変化特性マップに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか否かを判定する。つまり、オイルレベルセンサSW9の検出値そのものではなく、エンジン回転数及び油温とオイルレベル変化特性UPSPDに基づくオイルレベル変化特性マップとに従って、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか否かを判定する。このため、オイルレベルセンサSW9によってオイルレベルを直接、検出できない場合も、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか正確に判定することができる。したがって、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になった旨を適切なタイミングで報知することができる。
また、距離算出部10eが、クランク角センサSW4及び油温センサSW11によってそれぞれ検出されたエンジン回転数及び油温とマップ生成部10jによって更新されたオイルレベル変化特性マップに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SXになるまでの間に車両が走行可能な走行距離ディレイODD_dを算出し、判定部10fが、オドメータSW14の計測値と距離算出部10eによって算出された走行距離ディレイODD_dに基づいて、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか否かを判定する。つまり、オイルレベルセンサSW9の検出値そのものではなく、エンジン回転数及び油温とオイルレベル変化特性UPSPDに基づく走行距離ディレイODD_dとに従って、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか否かを判定する。このため、オイルレベルセンサSW9によってオイルレベルを直接、検出できない場合も、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったか正確に且つ簡単に判定することができる。
また、距離算出部10eが、走行距離ディレイODD_dを10h毎に算出、更新するので、走行距離ディレイODD_dを現在のエンジン回転数及び油温に基づくものにすることができる。このため、オイルレベルセンサSW9によってオイルレベルを直接、検出できない場合も、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SX以上になったかより一層正確に判定することができる。
なお、本実施形態では、本発明に係る車両の走行特性をエンジン回転数及び油温としたが、オイルパン13内のオイルレベルに影響を及ぼす特性である限り、これに限定されない。例えば、エンジン回転数及び油温のいずれか一方としても良いし、これ以外のものであっても良い。
また、オイルレベル変化特性UPSPDに基づいて、オイルレベル変化特性マップを更新したが、オイルレベル変化特性マップを一から生成しても良い。
また、上記実施形態では、走行距離ディレイODD_dを所定周期毎に算出、更新したが、これに限らず、不定期に算出、更新しても良いし、一度だけ算出しても良い。
(その他の実施形態)
上記各実施形態では、エンジン1の燃料を軽油を主成分としたものにしたが、これに限らず、例えば、アルコール燃料(例えば、エタノール燃料)にしても良い。
また、上記各実施形態では、本発明に係る車両運転時の所定期間を、ラインオフ後又はオイル交換後にXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1stが最初に算出されてからNG判定されるまでの間に設定したが、これに限らず、例えば、ラインオフ後又はオイル交換後にXレベル側判定用のオイルレベル平均値AX_1stが最初に算出されてからNG判定前の所定時までの間に設定しても良い。
また、上記各実施形態では、Xレベル側判定用のオイルレベル平均値AXが所定の上限値SXになるまでの間に車両が走行可能な走行可能距離を算出したが、これに限らず、例えば、その間に車両が走行可能な走行可能時間を算出しても良い。
また、上記各実施形態では、限界判定部10cによって2回、NG判定されたときに、所定の処理を行ったが、これに限らず、例えば1回、NG判定されたときに、所定の処理を行っても良い。
また、上記各実施形態では、本発明に係る報知手段をオイルランプ73にしたが、これに限らず、オイルランプ73以外の視覚に訴えるものや聴覚に訴えるものにしても良い。
また、本発明の趣旨を逸脱しない限り、上記各実施形態の構成要素を任意に組み合わせてもよい。