DE10044916B4

DE10044916B4 - Verfahren zur Messung und Anzeige des Ölstands in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10044916B4
Application number: DE2000144916
Authority: DE
Inventors: Torsten Schüttler; Martin Heinemann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: DE10044916A1

Abstract

Verfahren zur Messung und Anzeige des Ölstands in einem Kraftfahrzeug mit einem Ölstandssensor und einer Mittelung der Meßwerte über eine längere Fahrstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils durch den Ölstandssensor gelieferte Meßwert (Min 2stat) für die Ölstandsanzeige oder die Ölstandswarnung durch einen anderen gemessenen, den Meßwert beeinflussenden Parameter (KN_1 ... KN_8; KTöl_1 ... KTöl_8) korrigiert wird, wobei die Korrektur kennfeldbasiert erfolgt.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Messung und Anzeige des Ölstands in einem Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Verfahren ist bekannt durch die DE 44 29 234 C2 .
In einem Kraftfahrzeug wie zum Beispiel in einem Pkw erfolgen die Messung und die Überprüfung des Ölstands mit einem sogenannten Ölpeilstab, der in das Motorgehäuse herausziehbar eingesetzt ist und mit seinem Ende in das Ölbad eintaucht. Der Ölpeilstab enthält an seinem unteren Ende zwei Markierungen für den minimal und den maximal zulässigen Ölstand.
Für eine elektronische Messung des Ölstands in der Ölwanne ist es auch bekannt, in der Ölwanne im Oberflächenbereich des Ölbads eine Platine mit einem temperaturabhängigen Widerstand vorzusehen, der je nach Ölstand mehr oder weniger vom Öl bedeckt ist. Da der von Luft umgebene Teil des Widerstands weniger Wärme abgibt als der von Öl umgebene Teil des Widerstands, kann aus der Wärmeabgabe des Widerstands auf den jeweiligen Ölstand geschlossen werden. Aus dieser Messung kann dann eine Anzeige wie zum Beispiel ”Ölstand prüfen” oder eine Warnanzeige ”Ölstandsminimum erreicht” ausgelöst werden. Es ist auch bekannt, in regelmäßigen Zeitabständen oder nach einer bestimmten Fahrstrecke automatisch den derzeitigen Ölstand zu messen und am Armaturenbrett anzuzeigen.
Da sich der Ölstand in der Ölwanne während einer Fahrt ständig ändert, insbesondere durch Änderungen der Motordrehzahl, der Öltemperatur, der Neigung des Kraftfahrzeugs usw., ist es auch bekannt, den jeweils gemessenen Wert für den Ölstand über eine Fahrstrecke von zum Beispiel 100 km zu mitteln, um derartige Schwankungen auszugleichen.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei Anwendung derartiger Meßvorrichtungen unter bestimmten Bedingungen im Fahrbetrieb ein zu niedriger Ölstand angezeigt wird, während jedoch im Ruhezustand mit dem Ölpeilstab ein ausreichender Ölstand ermittelt wird. Dann kann es vorkommen, daß der Fahrer unnütz seine Fahrt unterbricht, eine Tankstelle oder eine Werkstatt anfährt oder selbst andere überflüssige Maßnahmen vornimmt.
Aus dem Dokument EP 0 786 584 A1 ist bekannt, dass ein Verfahren zur Bestimmung der Menge einer in einem weitgehend abesgeschlossenenn System eines Kraftfahrzeugs befindlichen Flüssigkeit durchgeführt wird, indem im Fahrbetrieb fahrzustandsindikative Größen erfasst werden, und daraus der momentane Fahrzustand ermittelt wird und wenigstens während ausgewählter Fahrzustände im Fahrbetrieb laufend mittels eines Füllstandssenosoers der momentane Wert des Füllstandes erfasst und daraus anhand einer vorgegebenenen Abhängigkeit der Flüssigkeitsmenge vom Fahrzustand und vom Füllstand die momentane Füllmenge bestimmt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Fehlanzeige durch zu hohe Toleranzen weitestgehend auszugleichen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der Erfindung wird somit der jeweils durch den Ölstandssensor gelieferte Meßwert für die Anzeige durch einen anderen gemessenen, den Meßwert beeinflussenden und über eine längere Zeit oder Fahrstrecke gemittelten Parameter korrigiert.
Die Erfindung beruht auf folgenden Überlegungen und Erkenntnissen. Der während des Fahrbetriebs in der beschriebenen Weise gemessene Ölstand ist nicht nur von der tatsächlichen Gesamtmenge des sich im Ölkreislauf befindenden Öls, sondern auch durch andere, sich ständig ändernde Parameter bestimmt. Ein derartiger Parameter ist zum Beispiel die Motordrehzahl. Wenn zum Beispiel der Motor über eine längere Zeit mit einer hohen Drehzahl von zum Beispiel 4.000 Upm betrieben wird, ist eine relativ große Ölteilmenge des Gesamtölvorrats im Umlauf. Die durch den Ölstandssensor an der Oberfläche des Öls in der Ölwanne gemessene Ölmenge ist dann zu gering. Wenn indessen der Motor zum Beispiel mit einer Drehzahl von 1.500 Upm betrieben wird und entsprechend wenig Öl im Umlauf ist, ist die durch den Ölstandssensor gemessene Ölmenge wesentlich größer. Auf ähnliche Weise geht auch die jeweilige Öltemperatur auf das Meßergebnis ein, da Öl mit einer höheren Temperatur und einer geringeren Viskosität schneller in die Ölwanne zurückfließt.
Dieser Einfluß von anderen Parametern wie zum Beispiel der Motordrehzahl und Öltemperatur, auf den von dem Ölstandssensor gelieferten Meßwert wird statisch oder empirisch ermittelt. Daraus werden Korrekturwerte abgeleitet, die den jeweiligen vom Ölstandssensor gelieferten Meßwert für die Ölstandanzeige korrigieren, und zwar entweder erhöhen oder verringern.
Durch die erfindungsgemäße Lösung ergeben sich mehrere Vorteile. Durch den erzielten Toleranzausgleich erfolgt eine genauere oder weniger verfälschte Anzeige der tatsächlich im Motorblock vorhandenen Ölmenge. Dadurch werden Fehlanzeigen wie zum Beispiel die Auslösung eines falschen Alarms durch Messung einer scheinbar zu geringen Ölmenge weitestgehend vermieden. Es wird dann im wesentlichen immer der tatsächliche Ölstand angezeigt, den man mit einem Ölpeilstab in diesem Zeitpunkt im Ruhezustand messen würde.
Die Parameter, durch die die Korrektur des Meßwerts erfolgt, sind vorzugsweise die Motordrehzahl und die Öltemperatur. Ein Parameter kann auch die Viskosität des Öls bei einer bestimmten Temperatur sein, wenngleich dieser Einfluß gering ist. Ein weiterer Parameter kann zum Beispiel das Alter des Öls sein. Vorzugsweise wird der Meßwert von dem Ölstandssensor durch mehrere, unterschiedliche Parameter korrigiert, wie insbesondere durch die Motordrehzahl und die Öltemperatur.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Korrekturwerte in einem matrixartigen Kennfeld enthalten, das für jede Kombination einer Mehrzahl von Stützstellen eines ersten Parameters, zum Beispiel der Motordrehzahl, und einer Mehrzahl von Stützstellen eines zweiten Parameters, zum Beispiel der Öltemperatur, einen angepaßten Korrekturwert liefert. Wenn die genannte Korrektur nicht notwendig oder nicht erwünscht ist, werden die Korrekturwerte für alle Kombinationen der Stützwerte auf null gesetzt.
Vorzugsweise ist der erste Parameter des Kennfeldes die Motordrehzahl und der zweite Parameter des Kennfeldes die Öltemperatur. Es können im Bedarfsfall auch weitere der genannten Parameter eingeschlossen werden, wobei sich zum Beispiel bei drei Parametern ein dreidimensionales Kennfeld mit einer Gesamtanzahl von Kombinationen der Stützstellen ergibt, die dem Produkt der Anzahl von Stützstellen jedes Parameters entspricht.
In der Praxis können kurzzeitige Drehzahlspitzen, zum Beispiel beim Umschalten zwischen verschiedenen Gängen, auftreten, die zu einer fehlerhaften Korrektur führen können. Deshalb ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung im Weg der Stützgrößen für die Motordrehzahl ein Tiefpaßfilter vorgesehen, das eine Mittelung über die Stützwerte bewirkt und kurzzeitige Störspitzen beseitigt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen
1 eine Funktionsübersicht der erfindungsgemäßen Korrektur durch ein Kennfeld,
2 ein Blockschaltbild der Kennfeldkorrektur,
3 ein praktisches Beispiel für ein Kennfeld für die Parameter Öltemperatur und Motordrehzahl und
4 eine sogenannte ”O-Applikation” bei nicht benötigter Korrektur.
In der folgenden Beschreibung und in den Figuren haben die verwendeten Symbole folgende Bedeutung:

KN_1, 2, 3 ... max: verschiedene Stützwerte der Motordrehzahl
KTöl_1, 2, 3 ... max: verschiedene Stützwerte der Öltemperatur
Min 2: korrigierte oder dynamische Ölwarnschwelle
Min 2 stat: statische Ölwarnschwelle
N: Motordrehzahl
N min: minimale Motordrehzahl
N max: maximale Motordrehzahl
Töl: Öltemperatur
Töl min: minimale Öltemperatur
Töl max: maximale Öltemperatur
ZN: Zeitkonstante des Tiefpaßfilters

1 zeigt, wie die Werte für die Motordrehzahl, die Öltemperatur, die Warnschwelle für Ölminimum oder der Ölstandswert einer Kennfeldkorrektur zugeführt werden. Darin werden die zum Beispiel von einem Ölstandssensor gelieferten Werte für den Ölstand in Abhängigkeit von den Werten der Motordrehzahl und der Öltemperatur korrigiert. Die Korrekturwerte werden empirisch ermittelt. Für jede Kombination aller Stützwerte für die Motordrehzahl und aller Stützwerte für die Öltemperatur gibt es also einen empirisch ermittelten Korrekturwert für den gemessenen Wert des Ölstands. Die Kennfeldkorrektur liefert dann eine entsprechend korrigierte Warnschwelle oder einen korrigierten Ölstandswert. Der Einfluß von Parametern wie Motordrehzahl und Öltemperatur auf den gemessenen Wert und die dadurch an sich auftretende Verfälschung des Meßwertes für den Ölstand werden also kompensiert.
2 zeigt ein Blockschaltbild für das in 1 beschriebene Korrekturprinzip. Die jeweiligen Werte für die Motordrehzahl N und die Öltemperatur Töl gelangen auf das Kennfeld 1, das entsprechend dem jeweiligen Wert von Motordrehzahl oder/und Öltemperatur einen Korrekturwert liefert, der in der Addierstufe 2 dem Wert Min 2stat für die statische Ölwarnschwelle hinzugefügt wird. Die Addierstufe 2 liefert somit einen korrigierten Wert Min2 für den Ölstand. Der Tiefpaß 3 mit der Zeitkonstanten ZN dient zum Ausgleich von Schwankungen in der Motordrehzahl N und liefert einen Mittelwert über einen längeren Zeitraum.
3 zeigt ein Beispiel für ein Kennfeld mit den Parametern Öltemperatur KTöl und Motordrehzahl KN. Für jede Kombination der acht Stützwerte KN_1 bis KN_8 für die Motordrehzahl N und der acht Stützwerte KTöl_1 bis KTöl_8 der Motortemperatur Töl, also hier für 64 Kombinationen, gibt es einen Korrekturwert, der die Abweichung des vom Ölstandssensor gelieferten Meßwertes für den Ölstand in mm anzeigt. Wenn zum Beispiel für eine Öltemperatur von 100°C und eine Motordrehzahl von 3.000 Upm ein Korrekturwert von –2,2 ausgegeben wird, wäre der angezeigte Ölstand um 2,2 mm zu gering. Der gemessene Wert muß dann um 2,2 mm angehoben werden, um die Menge des tatsächlich vorhandenen Öls anzuzeigen. Wenn die Korrektur nicht notwendig oder nicht erwünscht ist, erfolgt eine sogenannte ”O-Applikation”.
Ein solcher Fall ist durch das Kennfeld in 4 dargestellt. Alle Kombinationen der jeweiligen Stützwerte für die Öltemperatur und die Motordrehzahl liefern dann den Korrekturwert null.

Claims

Verfahren zur Messung und Anzeige des Ölstands in einem Kraftfahrzeug mit einem Ölstandssensor und einer Mittelung der Meßwerte über eine längere Fahrstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils durch den Ölstandssensor gelieferte Meßwert (Min 2stat) für die Ölstandsanzeige oder die Ölstandswarnung durch einen anderen gemessenen, den Meßwert beeinflussenden Parameter (KN_1 ... KN_8; KTöl_1 ... KTöl_8) korrigiert wird, wobei die Korrektur kennfeldbasiert erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parameter die Motordrehzahl (N) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parameter die Öltemperatur (Töl) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parameter die Ölsorte oder die Viskosität des Öls bei einer bestimmten Temperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Parameter das Alter des Öls ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert durch mehrere, unterschiedliche Parameter (N, Töl) korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturwerte in einem matrixartigen Kennfeld (1) enthalten sind, das für jede Kombination einer Mehrzahl von Stützstellen eines ersten Parameters (N) und einer Mehrzahl von Stützstellen eines zweiten Parameters (KTöl) einen angepaßten Korrekturwert (Min 2) liefert.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Korrektur nicht notwendig ist, die Korrekturwerte für alle Kombinationen der Stützwerte auf null gesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Parameter des Kennfeldes die Motordrehzahl (N) und der zweite Parameter des Kennfeldes die Öltemperatur (KTöl) ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg der Stützwerte für die Motordrehzahl (N) ein Tiefpaßfilter (3) zum Ausgleich von kurzzeitigen Drehzahlspitzen liegt.