(57)【要約】【課題】エンジンオイルの消費状態をより簡単に把握できるようにする。【解決手段】エンジンオイル３が貯留されたクランク室２２を有するエンジン２のオイルレベルチェックシステム１は、クランク室２２の内圧P1を取得する第一取得部４と、エンジン２の吸気圧P2を取得する第二取得部５と、クランク室２２の内圧P1が吸気圧P2よりも高い場合に、その圧力差ΔPの積算値ΣΔPを算出する算出部８と、算出部８で算出された積算値ΣΔPが所定値V2を超えたか否かを判定する判定部９と、判定部９で積算値ΣΔPが所定値V2を超えたと判定された場合に、エンジンオイル３の消費状態を報知する報知部７とを備える。【選択図】図１
2020033910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンオイルが貯留されたクランク室を有するエンジンのオイルレベルチェックシステムであって、
前記クランク室の内圧を取得する第一取得部と、
前記エンジンの吸気圧を取得する第二取得部と、
前記第一取得部で取得された前記内圧が前記第二取得部で取得された前記吸気圧よりも高い場合に、その圧力差の積算値を算出する算出部と、
前記算出部で算出された前記積算値が所定値を超えたか否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記積算値が前記所定値を超えたと判定された場合に、前記エンジンオイルの消費状態を報知する報知部と、
を備えたことを特徴とする、オイルレベルチェックシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンオイルのオイルレベルチェックシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両などに搭載されるエンジンのクランク室には、潤滑や冷却のために使用されるエンジンオイル（以下、単に「オイル」という）が貯留される。一般に、オイルの消費状態（残量）は、クランク室内のオイルに棒状のオイルレベルゲージを差し込み、このオイルレベルゲージに付着したオイルの位置に基づいて把握される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2018-009541号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述したオイルレベルゲージを用いてオイルの消費状態を確認する作業は、手間がかかるとともに、ユーザによる自発的かつ定期的な実施が求められる。このため、オイルの消費状態をより簡単に把握できるようにすることが望まれている。
【０００５】
本件のオイルレベルチェックシステムは、前述したような課題に鑑み創案されたものであり、エンジンオイルの消費状態をより簡単に把握できるようにすることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここで開示するオイルレベルチェックシステムは、エンジンオイルが貯留されたクランク室を有するエンジンのオイルレベルチェックシステムであって、前記クランク室の内圧を取得する第一取得部と、前記エンジンの吸気圧を取得する第二取得部と、前記第一取得部で取得された前記内圧が前記第二取得部で取得された前記吸気圧よりも高い場合に、その圧力差の積算値を算出する算出部と、前記算出部で算出された前記積算値が所定値を超えたか否かを判定する判定部と、前記判定部で前記積算値が前記所定値を超えたと判定された場合に、前記エンジンオイルの消費状態を報知する報知部と、を備えている。
【０００７】
このように、クランク室の内圧が吸気圧よりも高い場合の圧力差（内圧−吸気圧）の積算値に基づいてエンジンオイルの消費状態が報知されるため、ユーザは、オイルレベルゲージを用いたオイルレベルの確認作業を行わなくても、エンジンオイルの消費状態を把握することができる。
【発明の効果】
【０００８】
開示のオイルレベルチェックシステムによれば、ユーザがエンジンオイルの消費状態をより簡単に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態としてのオイルレベルチェックシステムをエンジンと共に示すブロック図である。
【図２】図１のオイルレベルチェックシステムで実施される制御内容を例示したフローチャートである。
【図３】図１のオイルレベルチェックシステムの作用を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面を参照して、実施形態としてのオイルレベルチェックシステムについて説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。
【００１１】
［１．装置構成］
本実施形態のオイルレベルチェックシステム１（以下、単に「チェックシステム１」という）は、図１に示すエンジン２に適用されている。本実施形態では、多気筒のディーゼルエンジン２を例示する。エンジン２は、図示しない車両に搭載され、走行用の動力源として機能する。なお、図１には、エンジン２に設けられる複数の気筒３１のうちの一つを示す。
【００１２】
エンジン２は、内部に複数の気筒３１が形成されたシリンダブロック３０と、シリンダブロック３０の上方に配置されたシリンダヘッド４０とを有する。各気筒３１内には、ピストン１３が摺動可能に配置されている。各気筒３１内のうち、ピストン１３よりも上方の空間は、燃焼室２１として機能する。
【００１３】
ピストン１３は、コンロッド１１を介してクランク軸１２と連結されている。クランク軸１２は、各気筒３１の下方に設けられたクランク室２２内に配置される。本実施形態では、シリンダブロック３０の下部がクランク室２２の側壁部をなすクランクケース３２として機能している。クランクケース３２の下方には、潤滑や冷却のために使用されるエンジンオイル３（以下、単に「オイル３」という）を受け止めるオイルパン５０が配置される。オイルパン５０は、クランクケース３２と一体化されており、クランク室２２の底壁部をなす。オイルパン５０がオイル３を受け止めることで、クランク室２２にはオイル３が貯留される。
【００１４】
各気筒３１の上方には、燃焼室２１に燃料を噴射する噴射弁１４が設けられる。噴射弁１４は、その先端を燃焼室２１内に突出させた状態でシリンダヘッド４０に固定される。また、シリンダヘッド４０には、燃焼室２１の頂面にそれぞれ開口する吸気ポート４１及び排気ポート４２が形成される。各吸気ポート４１の開口には吸気弁１５が配置され、各排気ポート４２の開口には排気弁１６が配置される。また、各吸気ポート４１は吸気マニホールド２３に接続され、各排気ポート４２は排気マニホールド２４に接続される。
【００１５】
排気マニホールド２４の下流端には、排気を車両の外部に排出するための排気管２５が接続される。本実施形態の排気管２５には、排気ブレーキ用の絞り弁２６が設けられている。絞り弁２６は、排気管２５内の排気の流通を制限することで、車両に排気ブレーキを作用させる機能をもつ。排気ブレーキは、例えば、車両のドライバによるレバー操作に応じて作用するように構成される。排気ブレーキの使用時には、絞り弁２６が閉じて排気圧が高まることから、クランク室２２の内圧P1（以下、「ケース内圧P1」という）が上昇する。
【００１６】
チェックシステム１は、ケース内圧P1を取得する第一センサ（第一取得部）４と、エンジン２の吸気圧P2を取得する第二センサ（第二取得部）５と、ケース内圧P1及び吸気圧P2に基づき、オイル３の消費状態を推定する制御装置６と、制御装置６の推定結果に応じてユーザへの報知を行うインジケータ（報知部）７とを備えている。なお、本実施形態の第二センサ５は、吸気圧P2として吸気マニホールド２３内の吸気圧（インマニ圧）を取得する。
【００１７】
ここで、オイル３の消費状態とは、エンジン２内を循環するオイル３が適正量に対してどれだけ少ない状態であるか（消費されたか）を意味し、オイル３の消費量や残量に相当する。オイル３の消費状態（残量）は、エンジン２が水平な姿勢で停止している場合にクランク室２２内に溜まっているオイル３の液面高さ（オイルレベル）に対応する。オイルレベルが低いほど、オイル３の消費が進行しているといえる。なお、インジケータ７が報知対象とするユーザとは、例えば、エンジン２が搭載された車両のドライバである。
【００１８】
第一センサ４は、クランク室２２内においてオイル３がかかりにくい位置に設けられる。本実施形態では、クランクケース３２の壁面に固定された第一センサ４を例示する。第一センサ４としては、圧力センサを適用しうる。第二センサ５は、吸気マニホールド２３の壁面に固定されている。第二センサ５としては、例えばエンジン２の制御に用いられる既存の吸気圧センサを適用しうる。
【００１９】
制御装置６は、周知のマイクロプロセッサやROM，RAM等を集積したLSIデバイスや組み込みデバイスとして構成された電子制御装置である。本実施形態の制御装置６は、エンジン２を搭載した車両に設けられ、車載ネットワークの通信ラインに接続されている。制御装置６は、第一センサ４及び第二センサ５で取得された情報に基づいて、インジケータ７を制御する。
【００２０】
インジケータ７は、例えばランプで構成される表示装置である。本実施形態のインジケータ７は、ランプを点灯させることにより、オイル３の消費量が所定量以上であることをユーザに報知する。インジケータ７は、車両のインストルメントパネル周辺など、ユーザが目視しやすい位置に設けられる。
【００２１】
［２．制御構成］
本実施形態では、オイル３の消費状態をユーザに報知する報知制御について詳述する。オイル３は、ケース内圧P1が吸気圧P2よりも高いほど、クランク室２２から漏出しやすくなる。このため、前述したオイルレベルは、ケース内圧P1が吸気圧P2を超える頻度が高いほど低下しやすく、またその圧力差ΔP＝P1−P2が大きいほど低下しやすいという特性をもつ。すなわち、オイル３の消費状態は、ケース内圧P1が吸気圧P2よりも高い場合の圧力差ΔPの積算値ΣΔPに対応したものとなる。
【００２２】
そこで、報知制御では、ケース内圧P1及び吸気圧P2を用いて算出される積算値ΣΔPからオイル３の消費状態を推定し、オイルレベルが限界位置L1まで低下するよりも前に、オイル３の消費が進行していることをユーザに報知する。より具体的には、図１にオイルパン５０の一部を拡大して示すように、オイルレベルが報知位置L3まで低下したと推定される時点で、インジケータ７による報知を実施する。報知位置L3は、初期位置L2よりも低く、限界位置L1よりも高い位置（L1＜L3＜L2）に設定される。これにより、ユーザにオイル３の補充（オイル交換）を促す。
【００２３】
ここで、限界位置L1は、エンジン２を適切に作動させるために要求される最低限のオイルレベルに対応する。また、初期位置L2は、オイル３の適正量に対応する位置（オイルレベル）であり、オイル交換直後のオイルレベルがこの初期位置L2となるように、オイル３が補充される。限界位置L1及び初期位置L2は、エンジン２の種類に応じて予め規定されている。一方、報知位置L3は、インジケータ７による報知時期を考慮して設定される。報知位置L3と限界位置L1との差を大きく（すなわち、報知位置L3を高く）設定するほど、インジケータ７による報知時期が早まるため、ユーザが余裕をもってオイル３を補充しやすくなる。
【００２４】
本実施形態では、試験やシミュレーション等により、エンジン２におけるオイル３の消費状態（すなわち、オイルレベル）と、前述した積算値ΣΔPとの関係が予め取得され、この関係がマップに規定されているものとする。また、このマップを用いて、オイルレベルが限界位置L1である場合の積算値ΣΔPに対応する「限界値V1」と、オイルレベルが報知位置L3である場合の積算値ΣΔPに対応する「所定値V2」とが予め取得される。
【００２５】
前述したマップにおいて、積算値ΣΔPは、オイルレベルが初期位置L2である場合に0となるように規定される。また、積算値ΣΔPは、前述した圧力差ΔPの算出頻度が高いほど大きくなりやすいことから、前述したマップは、圧力差ΔPの算出頻度を考慮して作成される。なお、積算値ΣΔPは、オイルレベルが低下するほど大きくなるため、所定値V2は限界値V1よりも小さい値（V2＜V1）となる。
【００２６】
制御装置６は、前述した報知制御を実施するための要素として、算出部８及び判定部９を有する。本実施形態では、算出部８及び判定部９が何れもソフトウェアで実現されるものとする。なお、算出部８及び判定部９は、ハードウェア（電子回路）で実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが併用されて実現されてもよい。
【００２７】
算出部８は、第一センサ４及び第二センサ５でそれぞれ取得されたケース内圧P1及び吸気圧P2を用いて、前述した積算値ΣΔPを算出する。具体的には、算出部８は、まずケース内圧P1から吸気圧P2を減算することで圧力差ΔPを算出し、この圧力差ΔPが正の値（0＜ΔP，すなわちP2＜P1）である場合に圧力差ΔPを積算していく。このような圧力差ΔPの積算は、オイルレベルが初期位置L2である場合（すなわち、オイル３が補充された場合）に開始される。言い換えると、積算値ΣΔPは、オイルレベルが初期位置L2に達した場合に、0にリセットされる。
【００２８】
算出部８による演算は、所定のタイミングで実施される。例えば、算出部８は、周期的に（一分に一回などの頻度で）前述した圧力差ΔPを算出してもよい。また、排気ブレーキの使用時にはケース内圧P1が上昇することで圧力差ΔPが正の値になりやすいことから、算出部８は、排気ブレーキが使用される度に圧力差ΔPを算出してもよい。本実施形態では、算出部８が一定の周期で圧力差ΔPを算出するものとする。
【００２９】
算出部８が今回算出する積算値ΣΔPは、前回算出した積算値ΣΔP′（以下、「前回積算値ΣΔP′」という）に今回算出した圧力差ΔP（ただし、0＜ΔP）を加えたものとなる（ΣΔP＝ΣΔP′＋ΔP）。ただし、積算値ΣΔPのリセット後に初めて積算値ΣΔPを演算する場合（すなわち、オイル３が補充されてから初めて圧力差ΔPが正の値となった場合）は、ΣΔP＝ΔPとなる（ΣΔP′＝0とされる）。
【００３０】
判定部９は、算出部８で算出された積算値ΣΔPが所定値V2を超えたか否かを判定する。本実施形態の判定部９は、積算値ΣΔPが所定値V2を超えた場合（V2＜ΣΔP）に、インジケータ７に信号を出力してランプを点灯させる。言い換えると、本実施形態のインジケータ７は、積算値ΣΔPが所定値V2を超えた場合に、判定部９から出力される信号に応じてランプを点灯させることで、オイル３の消費状態をユーザに報知する。
【００３１】
［３．フローチャート］
図２は、制御装置６で実施される報知制御の内容を例示したフローチャートである。このフローは、エンジン２の作動中に一定の周期（前述した算出部８による演算のタイミング）で実施される。なお、本フローの開始から終了までの間は、オイル３が補充されないものとする。
【００３２】
まず、第一センサ４及び第二センサ５でそれぞれ取得されたケース内圧P1及び吸気圧P2が入力され（ステップＳ１）、算出部８でその圧力差ΔP＝P1−P2が算出される（ステップＳ２）。次いで、算出部８により、圧力差ΔPが正の値（0＜ΔP）であるか否かが判定され（ステップＳ３）、圧力差ΔPが0以下（ΔP≦0，すなわちP1≦P2）である場合は、このフローをリターンする。すなわち、今回算出された圧力差ΔPが0以下である場合は、積算値ΣΔPが算出（更新）されることなく、次の周期の演算が実施される。
【００３３】
一方、ステップＳ３で圧力差ΔPが正の値（0＜ΔP，すなわちP2＜P1）である場合は、算出部８でその圧力差ΔPの積算値ΣΔPが算出される（ステップＳ４）。具体的には、ステップＳ４では、正の値である圧力差ΔPが前回積算値ΣΔP′に加算される。なお、積算値ΣΔPのリセット後に初めて積算値ΣΔPが算出される場合は、前述したようにΣΔP＝ΔP（ΣΔP′＝0）とされる。
【００３４】
次いで、判定部９により、積算値ΣΔPが所定値V2を超えている（V2＜ΣΔP）か否かが判定される（ステップＳ５）。積算値ΣΔPが所定値V2を超えていなければ（ΣΔP≦V2）、前回積算値ΣΔP′が今回算出された積算値ΣΔPに更新され（ステップＳ６）、このフローをリターンする。
【００３５】
次の周期の演算では、再びステップＳ１，Ｓ２の処理が実施された後、ステップＳ３の判定が実施される。今回の演算でステップＳ３からYESルートに進んだ場合は、積算値ΣΔPが更新される（ステップＳ４）。具体的には、ステップＳ４では、今回算出されたΔPが前回積算値ΣΔP′に加算されることで、今回の積算値ΣΔPが算出される。
【００３６】
続いて、ステップＳ５の判定が再び実施され、ステップＳ５からNOルートに進んだ場合は、前回積算値ΣΔP′が今回算出された積算値ΣΔPに更新されて、このフローをリターンする。このように、積算値ΣΔPが所定値V2を超える（ステップＳ５からYESルートに進む）までは、圧力差ΔP及び積算値ΣΔPの算出（更新）が繰り返される。そして、積算値ΣΔPが所定値V2を超えた場合に、判定部９からインジケータ７に信号が出力されることでインジケータ７による報知が行われ（ステップＳ７）、このフローを終了する。なお、本実施形態では、ステップＳ７以降にオイル交換が実施されるまで、インジケータ７による報知が継続される。
【００３７】
［４．作用］
図３を参照して、前述したチェックシステム１の作用を時間軸に沿って説明する。ここでは算出部８により算出される「圧力差ΔP」及び「積算値ΣΔP」をそれぞれ「ΔP」及び「ΣΔP」と略称する。なお、図３の上側のグラフは、縦軸がΔPを示し、横軸が時間を示している。また、図３の下側のグラフは、縦軸がΣΔPを示し、横軸が時間を示している。
【００３８】
本実施形態では、排気ブレーキが使用される場合について説明する。時刻t1に排気ブレーキが使用され始めると、ケース内圧P1が上昇してΔPが0よりも大きくなる。これに伴い、ΣΔPが増加する。そして、時刻t2に排気ブレーキが使用され終わると、ケース内圧P1が低下してΔPが0以下となる。これに伴い、時刻t2にΣΔPの増加が終了する。
【００３９】
その後、排気ブレーキが再び使用され始める時刻t3までの間、ΔPが0以下のままであれば、ΣΔPも一定に保たれる。そして、時刻t3からケース内圧P1が再び上昇してΔPが0よりも大きくなると、これに伴ってΣΔPも再び増加する。その後もΣΔPが増加していき、時刻t4に所定値V2を超えると、インジケータ７による報知が行われる。すなわち、時刻t4以降は、インジケータ７のランプが点灯することで、オイル３の消費状態（具体的には、オイルレベルが報知位置L3まで低下していること）がユーザに報知される。
【００４０】
［５．効果］
前述したチェックシステム１によれば、ケース内圧P1が高まるほどオイル３の消費が進行するという相関関係に基づいてオイル３の消費状態が報知されるため、ユーザがオイル３の消費状態をより簡単に把握することができる。すなわち、ユーザがオイルレベルゲージを用いてオイルレベルを確認する作業を行わなくても、チェックシステム１によりオイル３の消費状態が自動的に報知されるため、ユーザの負担を軽くすることができる。
【００４１】
また、オイル３の消費状態を推定するための積算値ΣΔPは、ケース内圧P1及び吸気圧P2から算出されるため、ケース内圧P1及び吸気圧P2を取得する各手段（本実施形態では、第一センサ４及び第二センサ５）を設けるだけで、積算値ΣΔPの算出に必要な値を取得することができる。特に、吸気圧P2を検出する吸気圧センサは一般的にエンジンに装備されるものであるため、実質的には、ケース内圧P1を検出する第一センサ４を追加するだけで済む。このように、チェックシステム１によれば、既存の吸気圧センサを利用してオイル３の消費状態を報知できるため、コストを抑制することができる。
【００４２】
なお、一般に車両に装備されるオイルランプ（油圧警告灯）は、エンジン内を循環するオイルの圧力に応じて点灯するように構成されており、オイルがエンジン内を適切に循環できないほどオイルの圧力が低下した場合に初めて点灯する。このため、オイルランプの点灯時には、オイルによる冷却や潤滑といった作用が十分ではない虞がある。これに対し、チェックシステム１によれば、オイル３の消費状態と前述した積算値ΣΔPとの相関関係を用いるため、オイル３の消費状態を常に監視することができる。よって、オイルレベルが限界位置L1に達するよりも前に、オイル３の消費状態をユーザに報知することができる。したがって、オイル３による冷却機能や潤滑機能を十分に確保でき、エンジン２の故障防止に寄与することができる。
【００４３】
［６．変形例］
前述した実施形態では、積算値ΣΔPが所定値V2を超えた場合にオイル３の消費状態を報知するものとしたが、ユーザへの報知タイミングは適宜設定することができる。例えば、前述した所定値V2に加えて、所定値V2よりも小さい所定値V3（V3＜V2）を設定し、算出部８で算出された積算値ΣΔPが所定値V2，V3を超えるごとにオイル３の消費状態を報知してもよい。すなわち、ユーザへの報知を多段階で実施してもよい。この場合、積算値ΣΔPが大きくなるに連れて、インジケータ７が点灯させるランプの色を濃く（例えば、黄色から赤色に近づくように）変化させてもよい。また、所定値V2，V3における報知に加えて、積算値ΣΔPが限界値V1に達した場合にユーザへの警告（オイル交換の要求）を実施するようにしてもよい。
【００４４】
なお、ユーザへの報知方法は特に限定されない。前述したインジケータ７による報知に代えて（あるいは加えて）、スピーカ（報知部）からの音声による報知を行ってもよい。また、例えば無線通信を使用し、ユーザ（例えば、ドライバや運行管理者など）が使用する携帯端末やパーソナルコンピュータなどの端末へ報知するようにしてもよい。また、第一センサ４及び第二センサ５でケース内圧P1及び吸気圧P2をそれぞれ検出（取得）する構成に代えて、ケース内圧P1及び吸気圧P2を演算により取得する構成としてもよい。例えば、ケース内圧P1は、前述したように排気ブレーキの使用時に上昇することから、排気ブレーキに関する制御信号に基づいて演算されてもよい。
【００４５】
算出部８及び判定部９は、前述した制御装置６に代えて、例えば車両に搭載される各種装置を統合制御する統合制御装置に設けられてもよい。また、前述した実施形態では判定部９からインジケータ７に信号が出力される場合を例示したが、判定部９以外の要素からインジケータ７に信号を出力するようにしてもよい。なお、チェックシステム１は、ガソリンエンジンに適用されてもよいし、車両以外のエンジンに適用されてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  チェックシステム（オイルレベルチェックシステム）
２  エンジン
３  オイル（エンジンオイル）
４  第一センサ（第一取得部）
５  第二センサ（第二取得部）
７  インジケータ（報知部）
８  算出部
９  判定部
２２  クランク室
P1  ケース内圧（クランク室２２の内圧）
P2  吸気圧
V2  所定値
ΔP  圧力差
ΣΔP  積算値
【図１】
2020033910.tif 000003
【図２】
2020033910.tif 000004
【図３】
2020033910.tif 000005