JP5065068B2

JP5065068B2 - オイルレベル検出装置

Info

Publication number: JP5065068B2
Application number: JP2008021330A
Authority: JP
Inventors: 靖貴臼倉; 政彦土谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-01-31
Also published as: CN101498599B; US20090195374A1; DE102008052715B4; DE102008052715A1; ES2335639A1; US8049607B2; ES2335639B1; CN101498599A; JP2009180668A

Description

この発明は、オイル溜まり部のオイルレベルを検出し、検出結果に基づいて警告等を発する車両用オイルレベル検出装置に関し、例えば自動二輪車等に適用して好適な車両用オイルレベル検出装置に関する。

従来から、エンジンが始動されたときに、オイル溜まり部のオイルレベルが低下することを考慮し、イグニッションスイッチＯＮ時のオイルレベルとエンジンが始動されたときのオイルレベルとの間に検出レベルを設け、前記検出レベル以下で作動するオイルレベルスイッチが前記オイル溜まり部に設けられた車両用オイルレベル検出装置が提案されている（特許文献１）。

この特許文献１に記載された技術では、イグニッションスイッチのＯＮ時に、前記オイルレベルスイッチが既に作動（特許文献１ではＯＦＦを作動としている。）していたときには、オイル警告ランプが点灯するように構成されている。

実開平５−６６５２３号公報（図４）

しかしながら、上記従来技術に係る車両用オイルレベル検出装置では、オイルレベルスイッチが開故障（常時ＯＦＦ）を発生していた場合、オイルが不足しているにも拘わらずオイルレベルが正常であると誤判定してしまうという課題がある。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、オイルレベルスイッチの故障の可能性を検出することのできる車両用オイルレベル検出装置を提供することを目的とする。

この発明に係る車両用オイルレベル検出装置は、オイル溜まり部のオイルレベルを検出し、検出結果に基づいて警告を発する車両用オイルレベル検出装置において、前記オイル溜まり部のオイルレベルが正常オイルレベル時には、エンジン始動直後所定時間内に、始動前正常オイルレベルから最低オイルレベルまで減少した後、前記始動前正常オイルレベルより低いエンジン動作時オイルレベルに向かって増加する変化に着目し、前記エンジン動作時オイルレベルと前記最低オイルレベルとの間に規定値オイルレベルを設定し、前記オイル溜まり部に設けられ、前記規定値オイルレベル以下であることを検知して作動するオイルレベルスイッチと、エンジン始動時から前記所定時間内に前記オイルレベルスイッチが作動しなかった場合に、前記オイルレベルスイッチが故障又は前記オイルレベルが過多であると判定する判定部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、エンジン始動時から所定時間内にオイルレベルスイッチが、作動（開閉動作）しなかった場合には、前記オイルレベルスイッチが故障又は前記オイルレベルが過多であると判定するようにしているので、オイル量が不足しているにも拘わらずオイルレベルが正常であると誤判定（例えば、オイル量が不足していても正常と誤表示）してしまうことが回避される。

この場合、前記オイルレベルスイッチを、フロートスイッチで構成する。例えば、前記フロートスイッチを、前記規定値オイルレベル以上ではＯＦＦ、前記規定値オイルレベル以下ではＯＮとなるように前記オイル溜まり部に設ける。前記判定部は、エンジン始動時から前記所定時間内に前記フロートスイッチがＯＦＦからＯＮに変化しなかった場合、前記フロートスイッチが故障又は前記オイルレベルが過多であると判定することができる。

また、オイルレベルスイッチ（フロートスイッチ）に並列に抵抗を接続することにより、オイルレベルスイッチ（フロートスイッチ）が劣化、例えば接点抵抗が経年変化しても、判定部により正確にオイルレベルスイッチ（フロートスイッチ）の作動（開閉）を検知して判定することができる。

この発明によれば、オイルが不足しているにも拘わらずオイルレベルが正常であると誤判定（例えば、正常と誤表示）してしまうことが回避される。

また、この発明によれば、オイルレベル検出装置のハードウエア構成をほとんど変更せずに、ソフトウエアの変更のみでオイルレベルスイッチの故障を検知することができる。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、この発明の一実施形態に係るオイルレベル検出装置１０が組み込まれた車両用オイル潤滑システム２０の模式的な構成を示している。なお、この車両用オイル潤滑システム２０は、この実施形態では、自動二輪車に搭載されている。自動二輪車では、四輪自動車と異なり、エンジン始動直後の走行前にオイルレベルが測定できることが好ましい。走行時には、車体が揺れるので四輪自動車のようにオイルレベルを検出することが困難であるからである。

図１に示す車両用オイル潤滑システム２０は、基本的には、オイル循環システム３０と、このオイル循環システム３０を循環するオイル１２のオイルレベル（液面）ＯＬが適正かどうかを検出するオイルレベル検出装置１０とから構成されている。

オイル循環システム３０は、オイル１２と、このオイル１２を貯留するオイルパン１４（オイル溜まり部）と、ストレーナ１６と、図示しないメインシャフトの回転に伴い回転駆動されるオイルポンプ１８と、メインギャラリー２２と、オイル１２の連通路２４ａ、２４ｂ、２４ｃと、オイル１２の落下路（落下空間）２６とを含み、オイルポンプ１８によりストレーナ１６を通じてメインギャラリー２２に吸い上げられたオイル１２が、メインギャラリー２２からカムシャフト、コンロッド、メインシャフト等の軸受部３２に供給され、軸受部３２を潤滑した後、落下路２６を介してオイルパン１４にもどる。

一方、オイルレベル検出装置１０は、リードスイッチ４２が内部に固定された樹脂製のステム４４と、ステム４４の周りをオイル１２のオイルレベルＯＬに応じて上下し磁石を内蔵するフロート４６とを有するフロートスイッチ５０（オイルレベルスイッチ）と、判定部としてのＥＣＵ（電子制御ユニット）４０とを備える。

フロートスイッチ５０は、オイルパン１４内のオイル１２のオイル量が予め定めた規定値オイルレベルＯＬｔｈ以上（オイル量ＨＩ）ではＯＦＦ、規定値オイルレベルＯＬｔｈ以下（オイル量ＬＯＷ）では作動してＯＮとなる検知信号Ｓｄを出力し、ＥＣＵ４０に供給するように調整固定されている（設けられている）。

なお、フロートスイッチ５０は、オイル１２が図示しないオイルリザーブタンクから構成される車両用オイル潤滑システムでは、そのオイルリザーブタンクに設けられる。

ＥＣＵ４０には、イグニッションスイッチ５２と表示装置としての警告ランプ５３が接続されている。

図２は、オイルレベル検出装置１０の電気回路図である。

図２において、フロートスイッチ５０は、リードスイッチ４２に抵抗Ｒ０が並列接続された構成とされている。リードスイッチ４２は、抵抗値０の理想スイッチ６２と、経時変化する接点抵抗ＲＸの直列回路の電気回路で表される。

フロートスイッチ５０の一端はＡ点で示した配線を通じて直流電源（電圧）ＶＢに接続され、他端はＢ点で示した配線を通じポート６４を介してＥＣＵ４０内の抵抗分圧回路（直列分圧抵抗）ＲＬ、ＲＳに接続され、抵抗（シャント抵抗）ＲＳの一端が接地される。

抵抗ＲＳの両端に発生する検知電圧ＶＡＤがＡ／Ｄ変換器６６を通じてＣＰＵ６８に取り込まれる。

ＣＰＵ６８には、イグニッションスイッチ５２がポート７０を介して接続され、警告ランプ５３がポート７８を介して接続されている。

ＣＰＵ６８は、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７４、タイマ（計時器、計時手段）７６を有し、各種入力に基づきＲＯＭ７２に記憶されているプログラムを実行することで各種の機能を実現する機能実現手段としても動作する。

図３は、各抵抗Ｒ０、ＲＬ、ＲＳ、ＲＸの値例を示している。Ｒ０＝２００［Ω］±５［％］、ＲＬ＝１００［Ω］±５［％］、ＲＳ＝２００［Ω］±５［％］、接点抵抗ＲＸのばらつきは、初期値（耐久試験前）で０．３［Ω］であり、耐久試験後（経年変化後）の値で１００［Ω］である。

図１において、フロート４６が既定値オイルレベルＯＬｔｈ以上のオイル量（オイル量ＨＩ）の位置にあるときリードスイッチ４２はＯＦＦ（開）となり、このときの、検知電圧ＶＡＤは、ＶＡＤｏｆｆ＝ＶＢ×ＲＳ／（ＲＬ＋ＲＳ＋Ｒ０）となる。また、フロート４６が既定値オイルレベルＯＬｔｈ以下のオイル量（オイル量ＬＯ）の位置にあるときリードスイッチ４２はＯＮ（閉）となり、このときの検知電圧ＶＡＤは、ＶＡＤｏｎ＝ＶＢ×ＲＳ／［ＲＬ＋ＲＳ＋｛（Ｒ０×ＲＸ）／（Ｒ０＋ＲＸ）｝］となる（ＶＡＤｏｎ＞ＶＡＤｏｆｆ）。

図４は、図２中のＡ点断線時、Ａ点ＧＮＤショート（接地に短絡）時、Ｂ点断線時、Ｂ点ＧＮＤショート時の異常時、及びこれらの異常が発生していない正常時における、リードスイッチ４２（フロートスイッチ５０、理想スイッチ６２）のＯＮ時及びＯＦＦ時の検知電圧ＶＡＤの計算式を示している。

図５は、図４に示す正常時において、図３に示した各抵抗ＲＯ、ＲＬ、ＲＳ、ＲＸのばらつきを考慮し、ばらつきがない場合、ばらつきにより検知電圧ＶＡＤが最大となる場合、及びばらつきにより検知電圧ＶＡＤが最小となる場合のそれぞれにおいて、リードスイッチ４２のＯＮ、ＯＦＦに対して、抵抗Ｒ０、ＲＸ、ＲＡ、ＲＬ、ＲＳの各値、抵抗ＲＳに流れる電流ＩＳの値、検知電圧ＶＡＤの値を示す表である。

なお、検知電圧ＶＡＤは、ＶＡＤ＝ＲＳ×ＩＳで計算され、電流ＩＳは、ＩＳ＝ＶＢ／（ＲＬ＋ＲＡ＋ＲＳ）で計算される。ここで、抵抗ＲＡは、並列抵抗Ｒ０と接点抵抗ＲＸの合成並列抵抗である。すなわち、ＲＡ＝（Ｒ０×ＲＸ）／（Ｒ０＋ＲＸ）である。

図５から、抵抗Ｒ０、ＲＬ、ＲＳの精度のばらつき及び接点抵抗ＲＸの経年変化を考慮した場合のリードスイッチ４２がＯＮのときの検知電圧最小値ＶＡＤｏｎｍｉｎがＶＡＤｏｎｍｉｎ＝２．１６［Ｖ］となり、リードスイッチ４２がＯＦＦのときの検知電圧最大値ＶＡＤｏｆｆｍａｘがＶＡＤｏｆｆｍａｘ＝１．５４［Ｖ］となることが分かる。このように、リードスイッチ４２がＯＮのときの検知電圧最小値ＶＡＤｏｎｍｉｎとＯＦＦのときの検知電圧最大値ＶＡＤｏｆｆｍａｘとの間で差Δ＝ＶＡＤｏｎｍｉｎ−ＶＡＤｏｆｆｍａｘ＝０．６２［Ｖ］が充分にあるので確実にリードスイッチ４２（フロートスイッチ５０）のＯＮ、ＯＦＦを検知することができる。これは、接点抵抗ＲＸの経年変化の検知電圧ＶＡＤに対する影響を少なくするために設けた並列抵抗Ｒ０が効いている。

この場合、検知電圧ＶＡＤからリードスイッチ４２のＯＮ又はＯＦＦを識別する閾値電圧Ｖｔｈを、ＯＮのときの検知電圧最小値ＶＡＤｏｎｍｉｎとＯＦＦのときの検知電圧最大値ＶＡＤｏｆｆｍａｘの中央の値に決定し、これを閾値電圧Ｖｔｈとする。

このとき、閾値電圧Ｖｔｈは、Ｖｔｈ＝ＶＡＤｏｆｆｍａｘ＋｛（ＶＡＤｏｎｍｉｎ−ＶＡＤｏｆｆｍａｘ）／２｝＝１．５４＋｛（２．１６−１．５４）／２｝＝１．８５［Ｖ］に決定され、この値をＲＯＭ７２に記憶しておくことで、抵抗にばらつきが存在しても、ＣＰＵ６８は、検知電圧ＶＡＤからフロートスイッチ５０（リードスイッチ４２、理想スイッチ６２）のＯＮ又はＯＦＦを判定することができる。

この場合、図２に示したように、リードスイッチ４２に抵抗Ｒ０を並列に接続するというきわめて簡単なハードウエアの変更のみで、電源電圧が５［Ｖ］で動作するＥＣＵ４０により、接点抵抗ＲＸに経年変化が存在しても、検知電圧ＶＡＤからリードスイッチ４２のＯＮ又はＯＦＦを確実に判定（識別）することができる。

すなわち、検知電圧ＶＡＤが閾値電圧Ｖｔｈより大きい（ＶＡＤ＞Ｖｔｈ）とき、フロートスイッチ５０（リードスイッチ４２、理想スイッチ６２）がＯＮ、検知電圧ＶＡＤが閾値電圧Ｖｔｈより小さい（ＶＡＤ＜Ｖｔｈ）とき、フロートスイッチ５０（リードスイッチ４２、理想スイッチ６２）がＯＦＦであると判定することができる。

次に、基本的には以上のように構成される車両用オイル潤滑システム２０、オイル循環システム３０及びオイルレベル検出装置１０の動作について、図６に示すフローチャートに基づき説明する。

ステップＳ１において、ＣＰＵ６８（ＥＣＵ４０）は、イグニッションスイッチ５２がＯＮにされてエンジンが始動したかどうかを、例えば図示しないクランクシャフトに設けられているクランクパルス発生器から出力されるクランクパルスにより検出する。

エンジンが始動したことを検出したとき、ステップＳ２において、自身のタイマ７６（計時器）によりエンジン始動時からの後述する所定時間Ｔｔｈの計時を開始する。

次いで、ステップＳ３において、オイル温度がオイル量の計測を実施するのに適する温度範囲内（例えば、−４０［℃］〜＋３５［℃］の範囲）であるかどうかを判定する。

オイル量の計測を実施するのに適した温度範囲内であった場合、ステップＳ４において、検知電圧ＶＡＤを計測した後、ステップＳ５において、前記所定時間Ｔｔｈに等しいオイルレベル低下時間が経過したかどうかを判定する。この場合、検知電圧ＶＡＤの計測のログ（記録）が非常に短い経過時間毎、例えば５ｍｓ毎にとられ、ＣＰＵ６８のＲＡＭ７４にログ（エンジン始動時からの経過時間と計測した検知電圧ＶＡＤとの対応表）として記憶される。

図７は、オイル量が正常なときのエンジン始動後近傍のオイルレベルＯＬの概略の変化特性１００を示している。

時点ｔ０においてエンジンが始動すると、オイルポンプ１８が作動し、オイルパン１４からストレーナ１６を通じてオイル１２が吸い上げられメインギャラリー２２に入り、カムシャフト、クランクシャフト等の軸受部３２に送られるので、オイルレベルＯＬが始動時オイルレベルＯＬｎｏｒｍａｌ＿ｍａｘからオイルレベル最小値ＯＬｎｏｒｍａｌ＿ｍｉｎまで急激に減少する。その後、軸受部３２を潤滑したオイル１２は飛び散って、落下しオイルパン１４にもどるので、オイルレベルＯＬが図７に示すようなあるレベル（ここでは、エンジン動作時オイルレベルＯＬｎｏｒｍａｌ＿ｄｒｉｖｅという。）までもどり安定する。安定しているとき、軸受部３２には、オイル１２が潤滑している。

上述の所定時間（オイルレベル低下時間）Ｔｔｈは、この実施形態では、車両用オイル潤滑システム２０を搭載した自動二輪車で計測した１８［秒］に設定している。

オイル量が正常であれば、始動時ｔ０から所定時間Ｔｔｈ内に、必ず、例えば時点ｔａでフロートスイッチ５０（リードスイッチ４２、理想スイッチ６２）がＯＮからＯＦＦに遷移する。上述したように、フロートスイッチ５０は、予め、規定値オイルレベルＯＬｔｈ（図１も参照）でＯＦＦからＯＮになる位置に取り付けられている。

そこで、ステップＳ６において、時点ｔ０〜ｔ１（所定時間Ｔｔｈ）内でフロートスイッチ５０がＯＦＦからＯＮに遷移したかどうかを、ステップＳ４の検知電圧ＶＡＤの計測結果（上記ログであるエンジン始動時からの経過時間と計測した検知電圧ＶＡＤの対応表）を参照して確認する。

ステップＳ６において、フロートスイッチ５０がＯＮに対応する上述した閾値電圧Ｖｔｈを上回る検知電圧ＶＡＤが一定時間｛０＜一定時間＜（ｔ１−ｔａ）｝検出されていた場合には、ステップＳ７において、フロートスイッチ５０（リードスイッチ４２、理想スイッチ６２）の接点が正常（オイル量が正常）であるものとして処理を終了する。

その一方、ステップＳ６において、フロートスイッチ５０（リードスイッチ４２、理想スイッチ６２）のＯＮに対応する検知電圧ＶＡＤである上述した閾値電圧Ｖｔｈを上回る電圧を一定時間以上検知できなかった場合には、ステップＳ９において、フロートスイッチ５０（リードスイッチ４２、理想スイッチ６２）の接点故障又はオイル量が過多であると検知し、ステップＳ９で警告ランプ５３を通じて警告を発する。この警告は、例えば、自動二輪車のメータ内に表示される。

以上説明したように上述した実施形態にかかるオイルレベル検出装置１０は、オイルパン１４のオイルレベルＯＬを検出し、検出結果に基づいて警告ランプ５３により警告を発生する。すなわち、オイルパン１４のオイルレベルＯＬが正常オイルレベル時には、エンジン始動直後所定時間Ｔｔｈ内に、正常オイルレベルＯＬｎｏｒｍａｌ＿ｍａｘから最低オイルレベルＯＬｎｏｒｍａｌ＿ｍｉｎまで減少する変化に着目し、正常時オイルレベルＯＬｎｏｒｍａｌ＿ｍａｘと最低オイルレベルＯＬｎｏｒｍａｌ＿ｍｉｎとの間に規定値オイルレベルＯＬｔｈを設定する。

そして、オイルパン１４に設けられ、規定値オイルレベルＯＬｔｈ以下であるときに検知信号Ｓｄを出力するフロートスイッチ５０と、エンジン始動時ｔ０から所定時間Ｔｔｈ内にフロートスイッチ５０が検知信号Ｓｄを出力しなかった場合には、換言すれば、検知電圧ＶＡＤが閾値電圧Ｖｔｈを上回らなかった場合には、フロートスイッチ５０が故障又はオイルレベルＯＬが過多であることを原因として、フロートスイッチ５０が検知信号Ｓｄを出力しなかった判定する。

このように判定すれば、オイル量が不足しているにも拘わらずオイルレベルＯＬが正常であると誤判定（例えば、正常と誤表示）してしまうことが回避される。

なお、規定値オイルレベルＯＬｔｈは、エンジン動作時オイルレベルＯＬｎｏｒｍａｌ＿ｄｒｉｖｅと最低オイルレベルＯＬｎｏｒｍａｌ＿ｍｉｎとの間のレベル、例えばその中央値近傍に設定することがより好ましい。

また、この実施形態によれば、フロートスイッチ５０を構成するリードスイッチ４２に並列に抵抗Ｒ０を接続するのみで（抵抗Ｒ０は、図１中のＡ点とＢ点との間に接続してもよい。）、換言すればハードウエアの追加が極めて軽微であるのにもかかわらず、ソフトウエアによる処理でフロートスイッチ５０の故障（この場合、閉故障又は開故障）を確実に検出することができる。

また、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、例えば、フロートスイッチ５０をリードスイッチ４２を利用したものではなく、ケース側に設けられたロッド状のガイドに遊嵌してケース内を上下に移動できるように設けられたフロートと、そのフロートの底面に取り付けられた電極板と、ケース内部の底部に前記ガイドの両側にわたって一対に設けられた端子とからなり、液面の低下にともなって下降するフロート側に設けられた電極板がケース底部に一対に設けられた端子間にまたがって接触することによってその端子間が導通状態になって液面が規定レベル以下になったことを検出する液面レベル検出スイッチに代替する等、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

この発明の一実施形態にかかるオイルレベル検出装置が組み込まれた車両用オイル潤滑システムの模式的構成図である。図１中、オイルレベル検出装置の詳細な回路図である。各抵抗の値例を示す表図である。オイルレベル検出装置の正常時と異常時における検知電圧の説明図である。オイルレベル検出装置の各抵抗のばらつきを考慮した場合の発生電圧の説明図である。オイルレベル検出装置の動作説明に供されるフローチャートである。規定値オイルレベルを決定する際の説明図である。

符号の説明

１０…オイルレベル検出装置１２…オイル
２０…車両用オイル潤滑システム３０…オイル循環システム
４０…ＥＣＵ４２…リードスイッチ
５０…フロートスイッチ６６…Ａ／Ｄ変換器
６８…ＣＰＵ

Claims

オイル溜まり部のオイルレベルを検出し、検出結果に基づいて警告を発する車両用オイルレベル検出装置において、
前記オイル溜まり部のオイルレベルが正常オイルレベル時には、エンジン始動直後所定時間内に、始動前正常オイルレベルから最低オイルレベルまで減少した後、前記始動前正常オイルレベルより低いエンジン動作時オイルレベルに向かって増加する変化に着目し、前記エンジン動作時オイルレベルと前記最低オイルレベルとの間に規定値オイルレベルを設定し、
前記オイル溜まり部に設けられ、前記規定値オイルレベル以下であることを検知して作動するオイルレベルスイッチと、
エンジン始動時から前記所定時間内に前記オイルレベルスイッチが作動しなかった場合に、前記オイルレベルスイッチが故障又は前記オイルレベルが過多であると判定する判定部と、
を備えることを特徴とする車両用オイルレベル検出装置。
請求項１記載の車両用オイルレベル検出装置において、
前記オイルレベルスイッチは、フロートスイッチであり、
前記判定部は、エンジン始動時から前記所定時間以内に前記フロートスイッチが作動しなかった場合、前記フロートスイッチが故障又は前記オイルレベルが過多であると判定する
ことを特徴とする車両用オイルレベル検出装置。
請求項１又は２記載の車両用オイルレベル検出装置において、
前記オイルレベルスイッチに並列に抵抗を接続し、
電源電圧に、前記抵抗と前記オイルレベルスイッチの並列回路を接続し、さらに直列に抵抗分圧回路の一端を接続し、前記抵抗分圧回路の他端を接地し、前記接地と前記抵抗分圧回路の前記接地側の抵抗間に発生する電圧により前記判定部が判定する
ことを特徴とする車両用オイルレベル検出装置。