JP7091661B2 - オイルレベル推定装置 - Google Patents
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Description
本開示は、自動車のオイルパンに於けるエンジンオイルのオイルレベルを推定するオイルレベル推定装置に関する。
主にエンジンの潤滑作用、冷却作用、気密保持作用、清浄分散作用、及び防錆防蝕作用をもたらすエンジンオイルは、オイルパンに於けるオイルレベルが上限レベルを上回るとコネクティングロッドの破損が生じたり、下限レベルを下回るとエンジンの焼き付きが生じたりする原因に成る。
エンジンの故障を防止する為にオイルレベルを把握する事が重要に成るが、エンジン稼働中は、エンジンオイルがオイルパンからエンジンに供給される為、オイルレベルが変動しオイルレベルを正確に把握する事が困難に成る。
従来は、エンジン停止後に暫く時間を置きエンジンオイルがエンジンからオイルパンに落ち切った後、人がオイルレベルゲージを使用しオイルレベルを測定しているが、人がオイルレベルを測定するのは煩雑である為、人の手を介さずオイルレベルを把握する事が出来る装置の開発が望まれている。
従って、オイルレベルが所定のオイルレベルに到達した時にオンに成るオイルレベルスイッチをオイルパンに設置し、エンジン始動時を基準にオイルレベルスイッチがオンに成る迄の時間を計測し、計測した時間を基にオイルレベルを推定するオイルレベル推定装置が開発されている（例えば、特許文献１及び２を参照）。
然し乍ら、従来のオイルレベル推定装置に於いては、オイルレベルスイッチがオンに成る迄の間はオイルレベルを推定する事が出来ない為、オイルレベルを把握する事が出来る様に成る迄に長時間を要するという課題があった。
以上の事情を鑑み、本開示は、人の手を介さずオイルパンに於けるエンジンオイルのオイルレベルを早期に把握する事が出来るオイルレベル推定装置を提供する事を目的とする。
本発明の態様は、オイルパンに於けるエンジンオイルのオイルレベルを測定するオイルレベルセンサと、前記エンジンオイルが前記オイルパンに落ち切っていると判定した場合に前記オイルレベルの推定を許可するオイルレベル推定許可部と、前記オイルレベル推定許可部が前記オイルレベルの推定を許可した場合に、エンジン始動後に複数回に亘り前記オイルレベルセンサが測定した前記オイルレベルを基にエンジン始動後の前記オイルレベルの時間当たりの変化量を算出するオイルレベル変化量算出部と、前記オイルレベル変化量算出部が算出した前記オイルレベルの前記時間当たりの変化量を基にエンジン始動時の前記オイルレベルの初期レベルを推定するオイルレベル推定部と、を備えるオイルレベル推定装置を提供する。
エンジン冷却水温を測定するエンジン冷却水温センサを更に備え、前記オイルレベル推定許可部は、エンジン停止時の前記エンジン冷却水温と次のエンジン始動時の前記エンジン冷却水温との差が判定閾値以上の場合に前記エンジンオイルが前記オイルパンに落ち切っていると判定する事が望ましい。
吸気温を測定する吸気温センサと、エンジンオイル温を測定するエンジンオイル温センサと、を更に備え、前記オイルレベル推定許可部は、前記吸気温と前記エンジン冷却水温と前記エンジンオイル温の何れか一つ以上に応じ前記判定閾値を変更する事が望ましい。
前記オイルレベル推定部が推定した前記オイルレベルの前記初期レベルが上限レベルを上回っている場合又は下限レベルを下回っている場合に前記オイルレベルの異常を警告するオイルレベル異常警告部を更に備える事が望ましい。
前記オイルレベル異常警告部は、前記オイルレベル推定部が推定した前記オイルレベルの前記初期レベルが複数回に亘り前記上限レベルを上回っている場合又は前記下限レベルを下回っている場合に前記オイルレベルの異常を警告する事が望ましい。
前記オイルレベル異常警告部は、前記オイルレベルセンサが故障している場合に前記オイルレベルの異常を警告しない事が望ましい。
前記オイルレベル異常警告部は、前記エンジン冷却水温センサが故障している場合に前記オイルレベルの異常を警告しない事が望ましい。
本開示によって、人の手を介さずオイルパンに於けるエンジンオイルのオイルレベルを出来る限り早期に把握する事が出来るオイルレベル推定装置を提供する事が出来る。
以下、本発明の実施の形態を添付図面に順って説明する。
図１に示す様に、本発明の実施の形態に係るオイルレベル推定装置１００は、自動車に搭載され、オイルレベルセンサ１０１と、オイルレベル推定許可部１０２と、オイルレベル変化量算出部１０３と、オイルレベル推定部１０４と、を備える。
オイルレベルセンサ１０１は、オイルパン１０５に於けるエンジンオイル１０６のオイルレベル１０７を測定する。オイルレベルセンサ１０１は、例えばフロート式オイルレベルセンサによって構成される。
オイルレベル推定許可部１０２は、エンジンオイル１０６がオイルパン１０５に落ち切っていると判定した場合にオイルレベル１０７の推定を許可する。
具体的に言えば、オイルレベル推定装置１００は、エンジン冷却水温を測定するエンジン冷却水温センサ１０８を更に備え、オイルレベル推定許可部１０２は、エンジン停止時のエンジン冷却水温と次のエンジン始動時のエンジン冷却水温との差が判定閾値以上の場合にエンジンオイル１０６がオイルパン１０５に落ち切っていると判定する。
エンジン停止時のエンジン冷却水温と次のエンジン始動時のエンジン冷却水温との差が判定閾値以上の場合は、エンジン停止後に十分に時間が経過したと言える為、エンジンオイル１０６がオイルパン１０５に落ち切ったと考える事が出来る。
オイルレベル推定許可部１０２は、エンジン停止時のエンジン冷却水温と次のエンジン始動時のエンジン冷却水温との差が判定閾値より低い場合に、オイルレベル１０７の推定を許可しないようにしても良い。
尚、エンジン停止時のエンジン冷却水温は、イグニッションオフ時に記憶しておく。
また、オイルレベル推定装置１００は、吸気温（外気温）を測定する吸気温センサ１０９と、エンジンオイル温を測定するエンジンオイル温センサ１１０と、を更に備え、オイルレベル推定許可部１０２は、吸気温とエンジン冷却水温とエンジンオイル温の何れか一つ以上に応じ判定閾値を変更する。
吸気温とエンジン冷却水温とエンジンオイル温の何れか一つ以上が変化すると、エンジン停止後のエンジン冷却水温度の低下速度も変化する為、エンジン停止時のエンジン冷却水温と次のエンジン始動時のエンジン冷却水温との差が同一であっても、エンジンオイル１０６のオイルパン１０６への回収量が同一であるとは限らない。従って、吸気温とエンジン冷却水温とエンジンオイル温の何れか一つ以上に応じ判定閾値を変更する事によって如何なる場合に於いてもエンジンオイル１０６がオイルパン１０５に落ち切った事を確実に判定する事が出来る。
例えば、吸気温が低い場合は、エンジン冷却水温の時間当たりの低下量が大きく成る為、判定閾値を大きい値に変更したり、エンジン冷却水温が低い場合は、エンジン冷却水温の時間当たりの低下量が小さく成る為、判定閾値を小さい値に変更したりする。
尚、判定閾値は、例えば予め実験やシミュレーションを行う事によって、吸気温毎、エンジン冷却水温毎、及びエンジンオイル温毎に決定しマップ化しておく。
また、吸気温とエンジン冷却水温とエンジンオイル温は、エンジン停止時に取得された値を採用しても構わないし、次のエンジン始動時に取得された値を採用しても構わない。
図２に示す様に、オイルレベル変化量算出部１０３は、オイルレベル推定許可部１０２がオイルレベル１０７の推定を許可した場合に、エンジン始動後に複数回（少なくとも２回）に亘りオイルレベルセンサ１０１が測定したオイルレベル１０７（黒丸）を基にエンジン始動後のオイルレベル１０７の時間当たりの変化量（破線の傾き）を算出する。
尚、エンジン始動後は、エンジンオイル１０６がオイルパン１０５からエンジンに供給される為、オイルレベル１０７は徐々に低下していく。従って、オイルレベル１０７の時間当たりの変化量は、オイルレベル１０７の時間当たりの減少量と換言する事が出来る。
オイルレベル推定部１０４は、オイルレベル変化量算出部１０３が算出したオイルレベル１０７の時間当たりの変化量を基にエンジン始動時のオイルレベル１０７の初期レベル（破線の切片たる白丸）を推定する。
尚、オイルレベル１０７の初期レベルは、エンジン停止後に暫く時間を置きエンジンオイル１０６がエンジンからオイルパン１０５に落ち切った時のオイルレベル１０７を意味する。
再び図１を参照し、オイルレベル推定装置１００は、オイルレベル推定部１０４が推定したオイルレベル１０７の初期レベルが上限レベルを上回っている場合又は下限レベルを下回っている場合にオイルレベル１０７の異常を警告するオイルレベル異常警告部１１１を更に備える。
オイルレベル異常警告部１１１は、例えばインスツルメントパネルに配置した警告ランプを点灯させる事によってオイルレベル１０７の異常を警告する。
尚、オイルレベル異常警告部１１１は、オイルレベル推定部１０４が推定したオイルレベル１０７の初期レベルが複数回に亘り上限レベルを上回っている場合又は下限レベルを下回っている場合にオイルレベル１０７の異常を警告する。
オイルレベル１０７は例えば自動車の揺れや傾きによって変化する事が有る為、初期レベルが一度だけ上限レベルを上回ったり下限レベルを下回ったりしたからと言ってオイルレベル１０７が異常であるとは限らず、複数回に亘り判定を行う事によって異常診断の確度を向上させる事が出来る。
更に、オイルレベル異常警告部１１１は、オイルレベルセンサ１０１が故障している場合又はエンジン冷却水温センサ１０８が故障している場合にオイルレベル１０７の異常を警告しない。
オイルレベルセンサ１０１が故障している場合又はエンジン冷却水温センサ１０８が故障している場合は、異常診断の結果に過誤が有る可能性が高い為、オイルレベル１０７の異常を警告しない事によって、誤診を防止する事が出来る。
尚、オイルレベル推定許可部１０２、オイルレベル変化量算出部１０３、オイルレベル推定部１０４、及びオイルレベル異常警告部１１１は、例えばエンジンコントロールユニットによって実現される。
次に、オイルレベル推定装置１００を使用しオイルレベル１０７を推定する手順を説明する。
図３に示す様に、エンジン始動時に制御を開始し、最初のステップＳ１０１に於いてオイルレベル推定許可部１０２によってエンジン停止時のエンジン冷却水温と次のエンジン始動時のエンジン冷却水温との差が判定閾値以上であるか否かを判定する。
エンジン停止時のエンジン冷却水温と次のエンジン始動時のエンジン冷却水温との差が判定閾値以上の場合にオイルレベル推定を開始し、判定閾値未満の場合にオイルレベル推定を開始せず制御を終了する。
図４に示す様に、オイルレベル推定の開始後は、最初のステップＳ２０１に於いてオイルレベル変化量算出部１０３によってエンジン始動後に複数回に亘りオイルレベルセンサ１０１が測定したオイルレベル１０７を基にエンジン始動後のオイルレベル１０７の時間当たりの変化量を算出する。
次のステップＳ２０２に於いては、オイルレベル推定部１０４によってオイルレベル変化量算出部１０３が算出したオイルレベル１０７の時間当たりの変化量を基にエンジン始動時のオイルレベル１０７の初期レベルを推定する。
次のステップＳ２０３に於いては、オイルレベル異常警告部１１１によってオイルレベル推定部１０４が推定したオイルレベル１０７の初期レベルが上限レベルを上回っている又は下限レベルを下回っているか否かを判定する。
オイルレベル推定部１０４が推定したオイルレベル１０７の初期レベルが上下限レベル内の場合はステップＳ２０４に於いてオイルレベル異常警告部１１１によってカウンタをデクリメントしステップＳ２０６に進む。尚、カウンタがゼロの場合は更にデクリメントしなくても構わない。
オイルレベル推定部１０４が推定したオイルレベル１０７の初期レベルが上下限レベル外の場合はステップＳ２０５に於いてオイルレベル異常警告部１１１によってカウンタをインクリメントしステップＳ２０１に戻る。
図５に示す様に、ステップＳ２０６に於いては、オイルレベル異常警告部１１１によってカウンタが異常閾値以上であるか否かを判定する。
カウンタが異常閾値以上の場合にステップＳ２０７に於いてオイルレベル異常警告部１１１によってオイルレベル１０７の異常を警告し、カウンタが異常閾値未満の場合にステップＳ２０１に戻る。
尚、カウンタは、例えばイグニッションオフ時にリセットされるか又はイグニッションオン時にリセットされる。また、カウンタが複数回に亘り連続的にインクリメントされた時に異常を警告する様にしても構わない。
以上に説明した様に、オイルレベル推定装置１００に於いては、人の手を介さずオイルパン１０５に於けるエンジンオイル１０６のオイルレベル１０７を把握する事が出来る。
更に、オイルレベル推定装置１００に於いては、オイルレベルスイッチを使用しておらず、エンジン始動後に複数回に亘りオイルレベルセンサ１０１が測定したオイルレベル１０７を取得するだけでオイルレベル１０７を推定する事が出来る為、オイルレベル１０７を早期に把握する事が出来る。
１００ オイルレベル推定装置
１０１ オイルレベルセンサ
１０２ オイルレベル推定許可部
１０３ オイルレベル変化量算出部
１０４ オイルレベル推定部
１０５ オイルパン
１０６ エンジンオイル
１０７ オイルレベル
１０８ エンジン冷却水温センサ
１０９ 吸気温センサ
１１０ エンジンオイル温センサ
１１１ オイルレベル異常警告部
１０１ オイルレベルセンサ
１０２ オイルレベル推定許可部
１０３ オイルレベル変化量算出部
１０４ オイルレベル推定部
１０５ オイルパン
１０６ エンジンオイル
１０７ オイルレベル
１０８ エンジン冷却水温センサ
１０９ 吸気温センサ
１１０ エンジンオイル温センサ
１１１ オイルレベル異常警告部
Claims (6)
- オイルパンに於けるエンジンオイルのオイルレベルを測定するオイルレベルセンサと、
前記エンジンオイルが前記オイルパンに落ち切っていると判定した場合に前記オイルレベルの推定を許可するオイルレベル推定許可部と、
前記オイルレベル推定許可部が前記オイルレベルの推定を許可した場合に、エンジン始動後に複数回に亘り前記オイルレベルセンサが測定した前記オイルレベルを基にエンジン始動後の前記オイルレベルの時間当たりの変化量を算出するオイルレベル変化量算出部と、
前記オイルレベル変化量算出部が算出した前記オイルレベルの前記時間当たりの変化量を基にエンジン始動時の前記オイルレベルの初期レベルを推定するオイルレベル推定部と、
エンジン冷却水温を測定するエンジン冷却水温センサと、
吸気温を測定する吸気温センサと、
を備え、
前記オイルレベル推定許可部は、エンジン停止時の前記エンジン冷却水温と次のエンジン始動時の前記エンジン冷却水温との差が判定閾値以上の場合に前記エンジンオイルが前記オイルパンに落ち切っていると判定し、前記吸気温に応じ前記判定閾値を変更する
事を特徴とするオイルレベル推定装置。 - エンジンオイル温を測定するエンジンオイル温センサと、
を更に備え、
前記オイルレベル推定許可部は、前記エンジン冷却水温と前記エンジンオイル温の何れか一つ以上に応じ前記判定閾値を変更する
請求項１に記載のオイルレベル推定装置。 - 前記オイルレベル推定部が推定した前記オイルレベルの前記初期レベルが上限レベルを上回っている場合又は下限レベルを下回っている場合に前記オイルレベルの異常を警告するオイルレベル異常警告部を更に備える
請求項１または２に記載のオイルレベル推定装置。 - 前記オイルレベル異常警告部は、前記オイルレベル推定部が推定した前記オイルレベルの前記初期レベルが複数回に亘り前記上限レベルを上回っている場合又は前記下限レベルを下回っている場合に前記オイルレベルの異常を警告する
請求項３に記載のオイルレベル推定装置。 - 前記オイルレベル異常警告部は、前記オイルレベルセンサが故障している場合に前記オイルレベルの異常を警告しない
請求項３または４に記載のオイルレベル推定装置。 - 前記オイルレベル異常警告部は、前記エンジン冷却水温センサが故障している場合に前記オイルレベルの異常を警告しない
請求項３乃至５の何れか一項に記載のオイルレベル推定装置。
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