JP7276220B2 - 油量検出装置および車両 - Google Patents

Description

本開示は、油量検出装置および車両に関する。

従来、車両には、車両に搭載される内燃機関に供給される潤滑油を貯留する油貯留部が設けられる。油貯留部においては、潤滑油の量（以下、「油量」とする）が不足すると、内燃機関において潤滑不足が生じるおそれがある。そのため、油貯留部においては、油面位置検出部が設けられ、油貯留部における潤滑油の面（以下、「油面」とする）の位置を検出することで、油貯留部における油量を検出する。

また、特許文献１には、内燃機関の回転数によってクランク室における油面の位置を推定する構成が開示されている。この構成では、内燃機関の回転数の変化量と、油面の位置とを対応付けたマップを予め作成しておき、当該マップを参照して油面の位置を推定している。

特開２００５－６９０７９号公報

しかしながら、車両は急加速したり、急制動したりする等、車両の走行状態や、車両が走行する走行路の状態によって油貯留部における油面の変動が大きくなる。そのため、油面位置検出部による検出結果で油量を検出しようとすると、油貯留部における油量を正確に検出できないおそれがあった。

また、特許文献１に記載の構成では、予め作成されたマップに基づく油面の位置を用いているので、実際の油貯留部における油面の位置と乖離があるおそれがある。

本開示の目的は、油貯留部における油量を正確に検出することが可能な油量検出装置および車両を提供することである。

本開示に係る油量検出装置は、
車両に搭載される油貯留部の油量を検出する油量検出装置であって、
前記油貯留部の油面変化量が第１範囲内であるか否かについて判定する油面変化判定部と、
前記車両の動作状態に係るパラメータが第２範囲内であるか否かについて判定する動作状態判定部と、
前記油面変化量が前記第１範囲内であり、かつ、前記動作状態に係るパラメータが前記第２範囲内である場合、前記油量を検出する油量検出部と、
を備え、
前記油面変化量は、最新の油面位置である第１油面位置と、過去の油面位置である第２油面位置と、の差分であり、
前記第２油面位置は、前記油面変化判定部により前記第１範囲内であると判定された場合、前記最新の油面位置に更新される。

本開示に係る車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関に供給する潤滑油を貯留する油貯留部と、
上記の油量検出装置と、
を備える。

本開示によれば、油貯留部における油量を正確に検出することができる。

本開示の実施の形態に係る油量検出装置が適用された車両の構成を示すブロック図である。 時間に対する油量の検出結果を示す図である。 油量検出装置における油量検出制御の動作例を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本開示の実施の形態に係る油量検出装置１００が適用された車両１の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、車両１は、例えばトラックやバス等の商用車であり、内燃機関２と、油貯留部３と、油面位置検出部４と、動作状態検出部５と、警告部６と、油量検出装置１００とを有する。内燃機関２は、例えばディーゼルエンジンであり、内部に油貯留部３および油面位置検出部４を有する。

油貯留部３は、内燃機関２に供給される潤滑油が貯留されるオイルパンであり、内燃機関２の底部に設けられている。油貯留部３に貯留される潤滑油は、内燃機関２の各部に供給された後、油貯留部３に戻ってくる。

油面位置検出部４は、油貯留部３内の油面の位置を検出する公知のセンサである。

動作状態検出部５は、例えば、車両１の加速度を検出する公知の加速度センサである。

警告部６は、例えば車両１に搭載されるマルチメータ等であり、油貯留部３における油量が異常（油量過多または油量不足）である場合、ランプを点灯して車両１の運転者に油量の異常を警告する。

油量検出装置１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力回路を備えている。油量検出装置１００は、予め設定されたプログラムに基づいて、油貯留部３における油量を検出するように構成されている。

油量検出装置１００は、油面変化判定部１１０と、動作状態判定部１２０と、フィルタ処理部１３０と、油量検出部１４０と、異常判定部１５０と、警告実行部１６０とを備える。

油面変化判定部１１０は、油面位置検出部４の検出結果を逐次取得し、油貯留部３の油面変化量が第１範囲内であるか否かについて判定する。油面変化量は、第１油面位置と、第２油面位置との差分である。第１油面位置は、油面位置検出部４から取得された最新の油面位置である。

第２油面位置は、図示しない記憶部等に記憶されており、最新の油面位置（第１油面位置）の取得前に、油面位置検出部４によって検出された油面位置である。具体的には、第２油面位置は、最新の油面位置（第１油面位置）の取得前に、油面変化判定部１１０によって油面変化量が第１範囲内であると判定されたときの油面位置である。

第１範囲は、油貯留部３における油面の振動幅が比較的小さく、油面位置検出部４によって油面を精度良く検出可能な油面変化量の幅であり、適宜設定可能な範囲である。第１範囲は、例えば上限値（プラス側の値）と下限値（マイナス側の値）とで絶対値が等しくなる範囲である。

油面変化判定部１１０は、油面変化量が第１範囲を超えていると判定した場合、油貯留部３における油面を精度良く検出できないので、油面が変動していないとして、第２油面位置を元の値のままとする。油面変化判定部１１０は、油面変化量が第１範囲内であると判定した場合、油貯留部３における油面を精度良く検出できるので、油面が変動したとして、第２油面位置を第１油面位置に更新する。

動作状態判定部１２０は、動作状態検出部５により車両１の動作状態に係るパラメータ（車両１の加速度）を逐次取得し、当該パラメータが第２範囲内であるか否かについて判定する。

第２範囲は、油貯留部３における油面の振動幅が比較的小さくなるような加速度の範囲であり、適宜設定可能な範囲である。第２範囲は、例えば上限値（プラス側の値）と下限値（マイナス側の値）とで絶対値が等しくなる範囲である。

フィルタ処理部１３０は、油面位置検出部４の検出値にフィルタ処理を実行する。具体的には、フィルタ処理部１３０は、油面位置検出部４の検出値を逐次取得し、取得した検出値に、例えば１次遅れ系のフィルタ処理（ローパスフィルタ処理）を実行する。

フィルタ処理部１３０は、例えば、油面位置検出部４における過去の出力値にフィルタ処理を施した過去処理値に基づいて、油面位置検出部４における最新の出力値（第１油面位置）にフィルタ処理を実行してフィルタ処理値を算出する。なお、上記の１次遅れ系のフィルタ処理は、公知の方法を用いることができる。

油量検出部１４０は、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内である場合、油貯留部３の油量を検出する。具体的には、油量検出部１４０は、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内である状態が継続する時間に基づいて油貯留部３の油量を検出する。

より詳細には、油量検出部１４０は、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内である状態が第１所定時間以上継続する場合、油貯留部３の油量を検出する。第１所定時間は、油貯留部３の油面が安定した状態であることを認識できる程度の時間であり、適宜設定可能である。

油量検出部１４０は、油量を検出する場合、油面位置検出部４における最新の出力値にフィルタ処理を実行されたフィルタ処理値を油量とする。

また、油量検出部１４０は、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内である状態が第１所定時間継続しない場合、油貯留部３の油量を検出しない。そして、油量検出部１４０は、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内である状態の継続時間をリセットする。

異常判定部１５０は、油量検出部１４０により検出された油量が第３範囲外である状態が継続する時間に基づいて油貯留部３における油量が異常であるか否かについて判定する。

第３範囲は、例えば、上限値が、油貯留部３から潤滑油が漏れる可能性がある最低値より小さい値に設定され、下限値が、油貯留部３から潤滑油が不足した状態の最大値よりも大きい値に設定される範囲である。

具体的には、異常判定部１５０は、第１油面位置に係る油量が第３範囲外である場合、油量の異常判定を開始する。

異常判定部１５０は、油量が第３範囲の上限値より大きい状態が第２所定時間以上継続する場合、油量過多であると判定する。異常判定部１５０は、油量が第３範囲の下限値より小さい状態が第２所定時間以上継続する場合、油量不足であると判定する。第２所定時間は、例えば、油貯留部３の油量が異常である状態が継続することを許容可能な時間等、任意に設定可能である。第２所定時間は、本開示の「所定時間」に対応する。

異常判定部１５０は、油量が第３範囲外である状態が第２所定時間継続しない場合、油量が異常ではないと判定する。そして、上記の油量の異常判定の判定時間をリセットする。

例えば、図２に示すように、時刻ｔ１で最初に油量が第３範囲外になったとする。異常判定部１５０は、油量の異常判定を開始する。具体的には、異常判定部１５０は、油量検出部１４０によって検出される油量を取得していく毎に、当該油量が第３範囲外であるかを監視する。

時刻ｔ２で例えば、取得した油量が第３範囲内である場合、異常判定部１５０は、油量が異常ではないと判定し、異常判定の判定時間をリセットする。異常判定部１５０は、その後、再び、油量検出部１４０によって検出される油量を取得していく。

そして、時刻ｔ３で、取得した油量が再び第３範囲外となった場合、異常判定部１５０は、再び油量の異常判定を開始する。この異常判定を開始してからの判定時間が第２所定時間継続した場合（時刻ｔ４参照）、異常判定部１５０は、油量が異常であると判定する。

また、異常判定部１５０は、車両１の走行路に応じて油量検出部１４０により検出された油量を判定対象から除外するようにしても良い。車両１の走行路の情報は、例えば図示しない記憶部に記憶された地図情報や、外部のＧＰＳ（Global Positioning System）等から取得される情報等によって取得される。

例えば、車両１の走行路がカーブの多い道路、段差の多い道路、急勾配の道路である場合、油貯留部３の油面が振動しやすいので、仮に油量検出部１４０によって油量が検出されたとしても、異常判定の正確性を欠く可能性がある。

そのため、このような場合、当該油量を判定対象から除外することで、異常判定部１５０による誤判定を低減することができる。

警告実行部１６０は、異常判定部１５０により油貯留部３における油量が異常であると判定された場合、警告処理を実行する。警告処理は、例えば、警告部６に警告の実行指令を出力する処理である。

例えば、図２に示す例において、時刻ｔ４で異常判定部１５０による異常判定がされた後、警告実行部１６０によって警告処理が実行され、警告部６によって油量の異常が運転者に警告される。

次に、油量検出装置１００における油量検出制御の動作例について説明する。図３は、油量検出装置１００における油量検出制御の動作例を示すフローチャートである。図３における処理は、例えば、車両１が動作を開始した際に適宜実行される。

図３に示すように、油量検出装置１００は、第１油面位置を取得する（ステップＳ１０１）。油量検出装置１００は、取得した第１油面位置のフィルタ処理値を算出する（ステップＳ１０２）。

次に、油量検出装置１００は、第１油面位置と第２油面位置との差分である油面変化量が第１範囲内であるか否かについて判定する（ステップＳ１０３）。なお、油面変化量に係る第１油面位置は、ステップＳ１０１で取得した第１油面位置である。第２油面位置は、ステップＳ１０３の時点で記憶部等に記憶されている第２油面位置である。

判定の結果、油面変化量が第１範囲内ではない場合（ステップＳ１０３、ＮＯ）、油量検出装置１００は、第２油面位置を更新しないでステップＳ１０３のときの値を維持する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４の後、処理はステップＳ１０７に遷移する。

一方、油面変化量が第１範囲内である場合（ステップＳ１０３、ＹＥＳ）、油量検出装置１００は、第１油面位置に第２油面位置を更新する（ステップＳ１０５）。

次に、油量検出装置１００は、加速度が第２範囲内であるか否かについて判定する（ステップＳ１０６）。判定の結果、加速度が第２範囲内ではない場合（ステップＳ１０６、ＮＯ）、油量検出装置１００は、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内である状態の継続時間をリセットする（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７の後、処理はステップＳ１０１に戻る。

一方、加速度が第２範囲内である場合（ステップＳ１０６、ＹＥＳ）、油量検出装置１００は、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内である状態の継続時間が第１所定時間以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１０８）。

判定の結果、継続時間が第１所定時間未満である場合（ステップＳ１０８、ＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。一方、継続時間が第１所定時間以上である場合（ステップＳ１０８、ＹＥＳ）、油量検出装置１００は、フィルタ処理値が第３範囲外であるか否かについて判定する（ステップＳ１０９）。フィルタ処理値は、第１油面位置をフィルタ処理した値であり、ステップＳ１０２で算出される。

判定の結果、フィルタ処理値が第３範囲外ではない場合（ステップＳ１０９、ＮＯ）、油量が異常であるか否かについての判定時間をリセットする（ステップＳ１１０）。

一方、フィルタ処理値が第３範囲外である場合（ステップＳ１０９、ＹＥＳ）、油量検出装置１００は、油量が異常であるか否かについての判定時間が第２所定時間以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１１１）。

判定の結果、判定時間が第２所定時間以上ではない場合（ステップＳ１１１、ＮＯ）、処理はステップＳ１０１に戻る。一方、判定時間が第２所定時間以上である場合（ステップＳ１１１、ＹＥＳ）、油量検出装置１００は、警告処理を実行する（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１１０またはステップＳ１１２の後、本制御は終了する。なお、本制御が終了した後、車両１が動作中の場合、再度ステップＳ１０１から処理が開始される。

以上のように構成された本実施の形態によれば、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、加速度が第２範囲内である場合における油量を検出するので、油貯留部３における油量を正確に検出することができる。

また、油面位置検出部４の出力値にフィルタ処理を実行し、そのフィルタ処理値を油量とするので、ノイズ成分等を除去した上で油量を検出することができる。

また、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内である状態が第１所定時間継続する場合、油量を検出するので、油貯留部３が比較的安定した状態になったことをもって油量を検出することができる。その結果、正確な油量を検出することができる。

また、検出した油量が第３範囲外である状態が第２所定時間継続する場合、油量が異常であると判定するので、油量が突発的に第３範囲外となったときを即座に異常と判定しなくなる。その結果、油量の異常の有無を誤判定することを抑制することができる。

また、油量が異常であると判定した場合、警告処理を実行するので、運転者に油量の異常を迅速に伝えることができる。

なお、上記実施の形態では、車両１の動作状態に係るパラメータとして加速度を例示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、車両１の動作状態に係るパラメータが車両１の速度であっても良い。

車両１の速度は、例えば、車両１の速度を検出する公知の速度センサ（動作状態検出部）等から取得される。また、第２範囲は、車両１の速度に対応させた範囲となる。

例えば、車両１の速度が略一定である場合、実質的に加速度の変動が少なく、車両１の走行状態が安定した状態であるため、油貯留部３の油面も比較的安定した状態となる。そのため、このような状態のときに油量検出装置１００における油量検出を行うことで、正確な油量を検出することができる。

また、車両１の動作状態に係るパラメータが内燃機関２の回転数であっても良い。内燃機関２の回転数は、例えば内燃機関２の回転数を検出する公知のセンサ（動作状態検出部）等から取得される。また、第２範囲は、内燃機関２の回転数に対応させた範囲となる。

例えば、車両１が架装車等の商用車である場合、内燃機関２を稼働させたまま、車両１が停止時状態となる。また、車両１がアイドリング状態である場合も、内燃機関２を稼働させたまま、車両１が停止状態となる。

このような場合、内燃機関２の回転数が比較的小さい場合、油貯留部３の油面も内燃機関２の回転に起因した振動が小さくなるので、当該油面が比較的安定した状態となる。そのため、このような状態のときに油量検出装置１００における油量検出を行うことで正確な油量を検出することができる。

また、車両１の動作状態に係るパラメータが車両１の走行状態に係るパラメータであっても良い。車両１の走行状態に係るパラメータは、例えば車両１の旋回状態等が挙げられる。車両１の旋回状態は、例えば公知の舵角センサ（動作状態検出部）等から取得される。また、第２範囲は、車両１の走行状態に係るパラメータに対応させた範囲となる。

例えば、車両１が比較的直進状態のような、旋回が少ない状態で走行している場合、油貯留部３の油面も比較的安定した状態となる。そのため、このような状態のときに油量検出装置１００における油量検出を行うことで正確な油量を検出することができる。

また、車両１が旋回を繰り返すような道路を走行している場合、油貯留部３の油面も車両１の旋回に応じて振動するので、このような状態のときに油面の検出を行うと、正確に油量を検出できない可能性がある。そのため、このような場合、油量の検出を行わないようにすることで、油量の検出精度を向上させることができる。

また、上記の車両１の速度に関するパラメータ、内燃機関２の回転数および車両１の走行状態に関するパラメータの２つ以上を組み合わせて、車両１の動作状態を判定しても良い。こうすることで、油量検出装置１００の検出精度をさらに向上させることができる。

また、上記実施の形態では、フィルタ処理部１３０が設けられていたが、本開示はこれに限定されず、フィルタ処理部が設けられていなくても良い。

また、上記実施の形態では、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内である状態が第１所定時間以上継続する場合、油貯留部３の油量を検出していたが、本開示はこれに限定されない。例えば、油面変化量が第１範囲内であり、かつ、車両１の加速度が第２範囲内であることを、油面位置検出部および動作状態検出部が検出する毎に、油貯留部の油量を検出するようにしても良い。

また、上記実施の形態では、油量の異常判定における判定時間の基準を第２所定時間としていたが、第２所定時間は、一定であっても良いし、状況に応じて調整可能であっても良い。例えば、車両１の速度の状態が変動しない状況、車両１の停止時における内燃機関２の状態が一定である状況においては、異常判定を比較的短いタイミングで行っても良いと考えられるので、このような状況では、第２所定時間を短く設定すると良い。

また、車両１がカーブの多い道路を走行する状況や、車両１の動作状態が安定しない状況においては、油量の検出頻度が少なくなるので、異常判定のための時間を比較的長くとる必要があると考えられる。そのため、このような状況では、第２所定時間を長く設定すると良い。

また、上記実施の形態では、異常判定部が設けられていたが、本開示はこれに限定されず、異常判定部が設けられていなくても良い。この場合、油量検出装置が検出した油量をユーザが認識できるように、当該油量をユーザに報知可能に油量検出装置を構成すると良い。具体的には、警告実行部に代えて、油量をユーザに報知する報知部が設けられるようにすれば良い。

また、上記実施の形態では、油面変化判定部、動作状態判定部、フィルタ処理部、油量検出部、異常判定部および警告実行部が油量検出装置に組み込まれていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、油面変化判定部、動作状態判定部、フィルタ処理部、油量検出部、異常判定部および警告実行部が別々に設けられていても良い。

また、上記実施の形態では、油量検出装置が車両に搭載されていたが、本開示はこれに限定されず、例えば車両の外部の装置に設けられていても良い。この場合、油量検出装置と車両とが通信可能に構成されていれば良い。

また、上記実施の形態では、車両１が商用車であったが、本開示はこれに限定されず、商用車以外の車両、例えば乗用車であっても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本開示の油量検出装置は、油貯留部における油量を正確に検出することが可能な油量検出装置および車両として有用である。

１ 車両
２ 内燃機関
３ 油貯留部
４ 油面位置検出部
５ 動作状態検出部
６ 警告部
１００ 油量検出装置
１１０ 油面変化判定部
１２０ 動作状態判定部
１３０ フィルタ処理部
１４０ 油量検出部
１５０ 異常判定部
１６０ 警告実行部

Claims (10)

1. 車両に搭載される油貯留部の油量を検出する油量検出装置であって、
   前記油貯留部の油面変化量が第１範囲内であるか否かについて判定する油面変化判定部と、
   前記車両の動作状態に係るパラメータが第２範囲内であるか否かについて判定する動作状態判定部と、
   前記油面変化量が前記第１範囲内であり、かつ、前記動作状態に係るパラメータが前記第２範囲内である場合、前記油量を検出する油量検出部と、
   を備え、
   前記油面変化量は、最新の油面位置である第１油面位置と、過去の油面位置である第２油面位置と、の差分であり、
   前記第２油面位置は、前記油面変化判定部により前記第１範囲内であると判定された場合、前記最新の油面位置に更新される、
   油量検出装置。
2. 前記油貯留部の油面を検出する油面検出部の出力値にフィルタ処理を実行するフィルタ処理部を備え、
   前記油量検出部は、前記油量を検出する場合、前記油面検出部における最新の出力値に前記フィルタ処理を実行されたフィルタ処理値に基づいて前記油量を検出する、
   請求項１に記載の油量検出装置。
3. 前記フィルタ処理部は、前記油面検出部における過去の出力値に前記フィルタ処理を実行した過去処理値に基づいて、前記フィルタ処理値を算出する、
   請求項２に記載の油量検出装置。
4. 前記油量検出部により検出された前記油量が第３範囲外である状態が継続する時間に基づいて前記油貯留部における油量が異常であるか否かについて判定する異常判定部を備える、
   請求項１～３の何れか１項に記載の油量検出装置。
5. 前記異常判定部は、
   前記油量が前記第３範囲の上限値より大きい状態が所定時間以上継続する場合、油量過多であると判定し、
   前記油量が前記第３範囲の下限値より小さい状態が前記所定時間以上継続する場合、油量不足であると判定する、
   請求項４に記載の油量検出装置。
6. 前記異常判定部により前記油貯留部における油量が異常であると判定された場合、警告処理を実行する警告実行部を備える、
   請求項４または請求項５に記載の油量検出装置。
7. 前記異常判定部は、前記車両の走行路に応じて前記油量検出部により検出された油量を判定対象から除外する、
   請求項４～６の何れか１項に記載の油量検出装置。
8. 前記油量検出部は、前記油面変化量が前記第１範囲内であり、かつ、前記動作状態に係るパラメータが前記第２範囲内である状態が継続する時間に基づいて前記油量を検出する、
   請求項１～７の何れか１項に記載の油量検出装置。
9. 前記車両の動作状態に係るパラメータは、前記車両の速度に関するパラメータ、前記車両に搭載される内燃機関の回転数および走行状態に係るパラメータの少なくとも１つを含む、
   請求項１～８の何れか１項に記載の油量検出装置。
10. 内燃機関と、
    前記内燃機関に供給する潤滑油を貯留する油貯留部と、
    請求項１～９の何れか１項に記載の油量検出装置と、
    を備える車両。

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