JP2009014640A - オイルレベル検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルレベルセンサの出力電圧を利用してオイル温度を検出しえるようにする。
【解決手段】オイルレベルセンサ１１に一定の電流を入力する手段(S1)、オイルレベルセンサ１１の出力電圧を測定する手段(S2)、この測定手段により一定の電流の入力開始時点に測定される出力電圧からホットワイヤ抵抗-オイル温度の特性を利用してオイル温度を検出する手段(S3)、を備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、オイルレベル検出装置に関する。

エンジンのオイルパンの油量（オイルレベル）を検出するシステムにおいては、オイルレベルセンサが用いられる。オイルが低温の場合、オイル粘度が高く、各潤滑部位からオイルパンへのオイルの戻り不足により、オイルレベル低の異常誤検出を生じやすくなり、オイルパンの油量管理などに支障を来す可能性もある。

そのため、オイル温度の検出によってオイルレベル低の異常誤検出を未然に防止（回避）することが考えられる。なお、特許文献１，特許文献２において、オイル温度の検出に係る技術が開示される。
特開平１０−２１３４９２号 特開２００４−１３８４６８号

このようなオイルパンの油量（オイルレベル）を検出するシステムにおいて、オイル温度の検出によってオイルレベル低の異常誤検出を防止する手段を想定すると、オイル温度センサの追加（サーミスタ）が必要となり、それに付随して部品（信号ハーネス等）も増えるため、コストの大幅なアップを招きかねない。

この発明は、このような問題を解決するため、オイル温度センサを追加することなく、オイルレベルセンサを利用してオイル温度の検出が行える手段の提供を目的とする。

第１の発明は、オイルレベル検出装置において、オイルレベルセンサに一定の電流を入力する手段、オイルレベルセンサの出力電圧を測定する手段、この測定手段により一定の電流の入力開始時点に測定される出力電圧からセンサ抵抗値-オイル温度の特性に基づいてオイル温度を検出する手段、を備えることを特徴する。

第２の発明は、第１の発明に係るオイルレベル検出装置において、前記測定手段により一定の電流の入力開始時点に測定される出力電圧と一定の電流の所定時間の入力終了時点に計測される出力電圧との差をセンサ抵抗体の発熱に伴う抵抗値の変化分としてオイルレベルを検出する手段、オイル温度の検出値が所定温度を下回るときにオイルレベルの検出を停止する手段、を備えることを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明に係るオイルレベル検出装置において、オイル温度の検出値が所定温度以上のときにオイルレベルの検出値を表示する手段、を備えることを特徴とする。

第１の発明においては、一定電流の入力開始時点に測定される出力電圧は、センサ抵抗体の発熱を含まない温度つまりオイル温度にのみ依存するセンサ抵抗体の抵抗値によって定まる。このため、一定電流の入力開始時点の出力電圧により、センサ抵抗値-オイル温度の特性に基づいて、オイル温度を検出することができる。オイル温度の検出については、オイルレベルセンサを利用することにより、ソフトの機能追加のみで良く、ハードな部品追加が必要ないため、コストを低く抑えられる。

第２の発明においては、一定電流の入力により、センサ抵抗体に一定電流が流れると、センサ抵抗体が発熱する。空気中に露出するセンサ抵抗体は温まりやすく、油没するセンサ抵抗体は温まりにくい。センサ抵抗体は、温度が高くなる程、抵抗値が大きくなる。このため、一定の電流の入力開始時点に測定される出力電圧と一定の電流の所定時間の入力終了時点に計測される出力電圧との差から、これをセンサ抵抗体の発熱に伴う抵抗値の変化分としてオイルレベルを精度よく検出することができる。このようなオイルレベルセンサ動作については、オイル温度が低い場合、オイル粘度が高く、オイルのオイルパンへの戻り不足により、オイルレベル低の異常誤検出を生じやすくなるが、オイル温度の検出値が所定温度を下回るときは、オイルレベルの検出（オイルレベルセンサ動作）が停止されるので、オイルレベル低の異常誤検出を未然に防止できるのである。

第３の発明においては、オイルレベル低の異常誤検出がオイルレベルとして表示されることがなく、オイルレベル表示の信頼性を高められる。

図に基づいて、この発明の実施形態を説明する。

図１において、１１はオイルレベルセンサであり、１２はコントローラであり、これらのコネクタ間はハーネス１３により接続される。オイルレベルセンサ１１は、オイルパンにフック１４をその内部に位置させるように取り付けられる。

オイルレベルセンサ１１は、測定部分のセンサ抵抗体として細い鋼線（ホットワイヤ）をカプセルと呼ばれる樹脂製のフック１４へＵ字状に配置したものであり、一定電流または一定時間の電流パルスを入力すると空気中に露出するホットワイヤは温まりやすく、油没するホットワイヤは空気中に露出するホットワイヤと較べて温まりにくくなる。鋼線は、温まると抵抗値が上昇するので、空気中に露出するホットワイヤ部分と油没するホットワイヤ部分との割合が変わると、一定電流の所定時間入力の終了時点のホットワイヤに掛かる電圧が変わる。つまり、Ｖ＝Ｉ×ＲのＩ（電流）が一定、Ｒ（抵抗）がホットワイヤの油没量で可変となり、Ｖ（電圧）が変化する。油面が高い（ホットワイヤの油没量が多い）程、オイルレベルセンサ１１の出力電圧は小さく（ホットワイヤが温まりにくいため抵抗Ｒが小さい）、油面が低い（ホットワイヤの油没量が少ない）程、オイルレベルセンサ１１の出力電圧は大きくなる。図４は、オイルレベルセンサ１１の出力電圧波形を例示するものであり、一定電流の入力開始時点に測定される出力電圧Ｖ１と一定電流の所定時間ｔの入力終了時点に測定される出力電圧Ｖ２との差（Ｖ２−Ｖ１）がオイルレベルとして求められる。

図２において、コントローラ１２は、一定電流を供給する定電流電源１５、この電源１５をオン-オフするトランジスタ１６、のほか、オイルレベルセンサ動作の起動条件が成立すると一定電流を所定時間オイルレベルセンサ１１へ入力するようにトランジスタ１６を制御する手段、一定電流の入力開始時点のオイルレベルセンサ１１の出力電圧Ｖ１を測定する手段、一定電流の入力終了時点のオイルレベルセンサの出力電圧Ｖ２を測定する手段、出力電圧Ｖ１の測定値と出力電圧Ｖ２の測定値との差（Ｖ２−Ｖ１）をホットワイヤの発熱に伴う抵抗値の変化分としてオイルパンのオイルレベルを換算（検出）する手段、この換算値（オイルレベル）を表示する手段、を備える。

コントローラ１２においては、オイルレベルセンサ１１をオイル温度センサとして機能させるべく、出力電圧Ｖ１の測定値からオイル温度を換算（検出）する手段が設けられる。出力電圧Ｖ１は、一定電流の入力開始時点の測定値であり、発熱を含まないホットワイヤ温度つまりオイル温度にのみ依存するホットワイヤ抵抗値によって定まる（図５、参照）。このため、出力電圧Ｖ１の測定値から、図６のようなセンサ電圧-オイル温度の特性に基づいて、出力電圧Ｖ１（ホットワイヤ電圧）に対応するオイル温度が決定されるのである。

図３は、コントローラ１２の制御内容を説明するフローチャートであり、オイルレベルセンサ動作の起動条件が成立すると実行される。ここでは、エンジンキーがオンかつそれがエンジン停止から所定時間の経過後のエンジンキーのオンであるときにオイルレベルセンサ動作の起動条件が成立すると判定する。

S1においては、トランジスタ１６のオンにより一定電流Ｉをオイルレベルセンサ１１に入力する。S2においては、一定電流Ｉの入力開始時点のオイルレベルセンサ１１の出力電圧Ｖ１を測定する。S3においては、出力電圧Ｖ１の測定値から図５の特性に基づいてオイル温度を換算（検出）する。S4においては、オイル温度が所定温度（例えば、０℃）を下回るか否かを判定する。

S4の判定がyesのときは、S5へ進み、トランジスタ１６のオフにより一定電流Ｉの入力を停止する一方、S4の判定がnoのときは、S6〜S10へ進み、オイルレベルセンサ動作を遂行する。S6においては、一定電流Ｉの入力開始時点から所定時間ｔが経過かどうかを判定する。S6の判定がyesのときは、S7へ進む一方、S6の判定がnoのときは、所定時間tの経過かどうかの判定に戻る。

S7においては、所定時間ｔの経過時点のオイルレベルセンサ１１の出力電圧Ｖ２を測定する。S8においては、トランジスタ１６のオフにより一定電流Ｉの入力を停止する。S9においては、出力電圧Ｖ１と出力電圧Ｖ２との差（Ｖ２−Ｖ１）をホットワイヤの発熱に伴う抵抗値の変化分としてオイルパンのオイルレベルを換算する。S10においては、その換算値（オイルレベル）を表示する。

このような構成により、オイルレベルセンサ１１の出力電圧Ｖ１を利用してオイル温度の検出が可能となる。オイル温度の検出については、オイルレベルセンサを利用することにより、ソフトの機能追加のみで良く、オイル温泉センサおよびその付随部品の追加が必要ないため、コストを低く抑えられるのである。

オイルが低温の場合、オイル粘度が高く、オイルパンへのオイルの戻り不足により、オイルレベル低の異常誤検出を生じやすくなる。この場合、オイルレベルセンサ１１の出力電圧Ｖ１を利用して検出されるオイル温度により、これが所定温度を下回るときは、一定電流の入力が停止（オイルレベルセンサ動作が停止）されるため、オイルレベル低の異常誤検出を未然に防止することができる。

図３のフローチャートにおいて、オイルレベルセンサ動作の起動条件は、エンジンキーがオンかつそれがエンジン停止から所定時間の経過後のエンジンキーのオンであるときに設定される。このため、エンジン停止から所定時間内のエンジンキーのオンについては、オイルのオイルパンへの戻りが不十分な状態としてオイルレベルセンサ動作の起動が効かないため、オイルレベル低の異常誤検出を生じる可能性が小さく抑えられることになるが、出力電圧Ｖ１の測定値からオイル温度を換算（検出）する手段を備えるので、オイルレベルセンサ動作の起動条件は、エンジン停止から所定時間の経過後のエンジンキーのオンであるときに限定せず、単にエンジンキーのオンによって起動すると変更することも考えられる。

オイルレベルの表示については、オイル温度が所定温度以上のときに行われるので、オイルレベル低の異常誤検出が表示されることはなく、オイルレベル表示に対する信頼性が向上する。また、図３のS9において、検出されるオイルレベル（換算値）を更新可能に記憶する一方、図３のS5において、一定電流Ｉの入力を停止すると共にその記憶値（オイルレベル）を表示するように設定しても良い。

オイル温度（検出値）の用途については、オイルレベル低の異常誤検出を未然に防止する処理（図３）に限定されるものでなく、油温を必要とする各種制御のデータとして採用することが想定される。従って、オイル温度の検出時期についても、オイルレベルセンサ動作の起動条件成立時に限定されるものでなく、運転中においても、油温が必要なときに検出しえるように設定することが考えられる。

システムの構成を説明する概要図である。 コントローラの構成を説明する概略図である。 コントローラの制御内容を説明するフローチャートである。 オイルレベルセンサの出力電圧波形を例示する特性図である。 オイル温度の検出を説明するホットワイヤ抵抗-オイル温度の特性図である。 オイル温度の検出を説明するセンサ電圧-オイル温度の特性図である。

符号の説明

１１ オイルレベルセンサ
１２ コントローラ
１５ 定電流電源
１６ トランジスタ

Claims (3)

1. オイルレベルセンサに一定の電流を入力する手段、オイルレベルセンサの出力電圧を測定する手段、この測定手段により一定の電流の入力開始時点に測定される出力電圧からセンサ抵抗値−オイル温度の特性に基づいてオイル温度を検出する手段、を備えることを特徴するオイルレベル検出装置。
2. 前記測定手段により一定の電流の入力開始時点に測定される出力電圧と一定の電流の所定時間の入力終了時点に計測される出力電圧との差をセンサ抵抗体の発熱に伴う抵抗値の変化分としてオイルレベルを検出する手段、オイル温度の検出値が所定温度を下回るときにオイルレベルの検出を停止する手段、を備えることを特徴とする請求項１に記載のオイルレベル検出装置。
3. オイル温度の検出値が所定温度以上のときにオイルレベルの検出値を表示する手段、を備えることを特徴とする請求項２に記載のオイルレベル検出装置。