特開 2024-174648 焼き付き告知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174648

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】焼き付き告知装置

(51)【国際特許分類】

   F16N 29/00 20060101AFI20241210BHJP

   F01M 11/10 20060101ALI20241210BHJP

   F16N 29/04 20060101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

F16N29/00 B

F01M11/10 Z

F16N29/00 D

F16N29/00 Z

F16N29/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092582

(22)【出願日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083998

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 丈夫

(74)【代理人】

【識別番号】100096644

【弁理士】

【氏名又は名称】中本 菊彦

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 克也

【テーマコード（参考）】

3G015

【Ｆターム（参考）】

3G015FA02

3G015FA03

3G015FC02

3G015FC03

3G015FC05

3G015FE02

(57)【要約】

【課題】潤滑や冷却のためのオイルが劣化することによる焼き付きの発生を精度良く判定してタイミングよく告知することが可能な焼き付き告知装置を提供する。
【解決手段】オイルによって潤滑され、かつ回転部材を支持している回転支持部の焼き付きを判定して告知する焼き付き告知装置であって、前記判定および告知を行うコントローラを備え、前記コントローラは、前記回転部材のトルクと回転数との積を求め、前記積が予め定めた所定値以上となった回数を予め定めた所定のサンプリングタイムごとに積算して積算値を求め（ステップＳ２）、前記積算値と予め定めた閾値とを比較し（ステップＳ３）、前記閾値は前記オイルの温度と前記トルクと前記回転数との増大によって低下する値として保持されており、前記積算値が前記閾値を超えた場合（ステップＳ３でＹＥＳ）に前記焼き付きの告知を行う（ステップＳ４）。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

オイルによって潤滑され、かつ回転部材を支持している回転支持部の焼き付きを判定して告知する焼き付き告知装置であって、
前記判定および告知を行うコントローラを備え、
前記コントローラは、前記回転部材のトルクと回転数との積を求め、
前記積が予め定めた所定値以上となった回数を予め定めた所定のサンプリングタイムごとに積算して積算値を求め、
前記積算値と予め定めた閾値とを比較し、前記閾値は前記オイルの温度と前記トルクと前記回転数との増大によって低下する値として保持されており、前記積算値が前記閾値を超えた場合に前記焼き付きの告知を行う
ことを特徴とする焼き付き告知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一例として車両における冷却や潤滑のためのオイルの劣化に起因して摺動部品への焼き付きが発生する可能性がある場合に運転者に告知するための焼き付き告知装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、オイル交換時期の判定を正確に行うことを目的としたオイル交換時期判定装置が開示されている。特許文献１のオイル交換時期判定装置は、トルク、車速、走行距離およびオイル温度などのオイルの各劣化要素の所定時間ごとの値を算出し、劣化量を予め記憶したテーブルを参照して劣化量を求める。特許文献１の装置は、その劣化量の所定時間ごとの積算値を算出し、その積算値と予め定められた重み係数とによってオイルの劣化度を算出する。そして、特許文献１の装置は、劣化度が所定の閾値以上である場合に、オイル交換を必要とするオイル交換時期情報を出力し、劣化度が所定の閾値未満である場合には、オイル交換を必要とするまでの走行距離であるオイル交換時期情報を出力するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８ー９６２５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載されているような、車両の動力伝達装置などを冷却や潤滑するために供給されているオイルが添加剤の消耗や酸化などによって劣化してしまうと、例えば部品同士の接触面において材質表面の変質や、摩耗、溶解などのいわゆる焼き付きが生じる可能性がある。オイルが劣化すると、そのような摺動する部品同士の温度や耐久性などに影響が生じ、ひいては燃費の低下などにつながる可能性がある。しかしながら、特許文献１の装置では、オイルの劣化度を判定することができるものの、そのオイルの劣化が要因となる上述した焼き付きなどの実際の影響との関係については考慮されていない。例えば、上述した焼き付きは、エンジンが高負荷の状態で連続的に作動した場合などに発生しやすくなるだけでなく、オイルの劣化が進んでいる場合には、オイルが劣化していない場合と比較して、焼き付きがさらに発生しやすくなる可能性がある。このように、推定したオイルの劣化による部品同士の焼き付きなどの実際の影響に対する対応については改善の余地があった。

【0005】

本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、潤滑や冷却のためのオイルが劣化することによる焼き付きの発生を精度良く判定してタイミングよく告知することが可能な焼き付き告知装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記の目的を達成するために、オイルによって潤滑され、かつ回転部材を支持している回転支持部の焼き付きを判定して告知する焼き付き告知装置であって、前記判定および告知を行うコントローラを備え、前記コントローラは、前記回転部材のトルクと回転数との積を求め、前記積が予め定めた所定値以上となった回数を予め定めた所定のサンプリングタイムごとに積算して積算値を求め、前記積算値と予め定めた閾値とを比較し、前記閾値は前記オイルの温度と前記トルクと前記回転数との増大によって低下する値として保持されており、前記積算値が前記閾値を超えた場合に前記焼き付きの告知を行うことを特徴としている。

【発明の効果】

【0007】

本発明の焼き付き告知装置は、回転部材を支持する回転支持部の焼き付きを判定して告知する。焼き付き告知装置は、回転部材のトルクと回転数との積が予め定められた所定値以上となった回数を予め定めた所定のサンプリングタイムごとに積算した積算値を求める。そして、その積算値と予め定めた閾値とを比較し、積算値が閾値を超えた場合に、焼き付きの告知を行う。また、その閾値は、オイルの温度と、トルクと、回転数との増大によって低下する値となっている。そのため、回転部材のトルクと回転数とに基づいて焼き付きの発生しやすさが判定されるので、焼き付きの発生しやすさを精度良く判定することができる。また、閾値が、オイルの温度とトルクと回転数との増大によって低下するので、オイルの劣化によって焼き付きが生じやすくなっているときに、告知が遅れてしまうことなどを抑制することができる。また、推定したオイルの劣化度を有効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態における焼き付き告知装置を搭載した車両の一例を示す図である。

【図2】本発明の実施形態における焼き付き告知装置の機能構成を説明するためのブロック図である。

【図3】焼き付きパラメータとして積算される値を説明するためのタイムチャートである。

【図4】焼き付きが生じる可能性があることを判定するための所定の閾値を説明するための説明図である。

【図5】オイルの劣化度に応じて設定される所定の閾値を説明するための説明図である。

【図6】本発明の実施形態における焼き付き告知装置によって実行される制御の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、本発明を限定するものではない。

【0010】

図１には、本発明の実施形態における焼き付き告知装置を適用した車両Ｖｅを示してある。図１に示すように、車両Ｖｅは、エンジンなどの駆動力源（以下、エンジンと記す。）１、動力伝達装置２、表示器３、車輪４、検出部５、電子制御装置（ＥＣＵ）６などを備えている。本発明の実施形態における焼き付き告知装置は、主に車両Ｖｅの動力伝達装置２において、車両Ｖｅの走行時、例えばエンジン１の動作時などに摺動が生じる回転部材やその回転支持部などの部品に、いわゆる焼き付きが発生する可能性があるときに、運転者に告知するように構成されている。

【0011】

エンジン１は、従来知られているエンジンと同様に、ガソリンなどの燃料と空気との混合気を燃焼することにより車両Ｖｅの駆動力を発生させるように構成されている。具体的には、エンジン１は、複数の気筒を有しており、その複数の気筒内において、吸気、圧縮、燃焼（膨張）、排気の工程が実行されることにより動力を出力する。なお、駆動力源としてモータを併用したり、あるいは、駆動力源がモータのみであったりするような構成でもよい。

【0012】

動力伝達装置２は、エンジン１の出力を車輪４に伝達するための機構であり、例えば、遊星歯車機構（変速機）や伝動機構、デファレンシャルギヤなどの機構を含む。動力伝達装置２には、それらの機構を潤滑あるいは冷却するための図示しないオイルが供給される。そのオイルが、部品同士の摺動が生じる部品に供給されることによって、その部品同士の接触面において材質表面の変質や、摩耗、溶解などの焼き付きを抑制している。なお、摺動が生じる部品とは、例えば、ベアリング、ギヤ、デファレンシャルギヤの差動部および滑り軸受などである。

【0013】

表示器３は、車両Ｖｅのインストルメントパネル等に設けられており、例えば、メーターパネルやカーナビゲーションのディスプレイなどである。表示器３には、車両Ｖｅの走行に必要な情報や、ユーザに対する通知が表示される。また、表示器３は、オイルが劣化していることなどによって動力伝達装置２に焼き付きが生じ易くなっている可能性がある場合に、シンボルなどを表示することによって運転者や搭乗者に告知することができるように構成されている。なお、車両に設けられているスピーカなどからの音声による告知を併用してもよい。

【0014】

検出部５は、車両Ｖｅの走行のための制御や、オイルの劣化の度合いを推定するために必要な各種のデータや情報を取得するための機器あるいは装置である。検出部５は、エンジン１の回転数を検出する回転数センサ５ａ、エンジン１の出力トルクを検出するエンジントルクセンサ５ｂ、および、上述したオイルの温度を検出する油温センサ５ｃなどの各種センサ・機器を有している。なお、トルクはエンジン１の動作状態もしくは制御状態から演算して求めてもよい。例えば、エンジン１の出力とエンジン１の出力軸の回転数とに基づいて算出されてもよい。あるいは、駆動力源としてモータを併用している場合には、レゾルバによってエンジンのトルクが入力されるモータの回転数と、動力伝達装置におけるギヤ比とに基づいて出力軸のトルクを算出したり、モータへの指示電流値に基づいてトルクに換算し、ギヤ比に基づいて出力軸のトルクを算出するように構成されていてもよい。

【0015】

ＥＣＵ６は、本発明の実施形態におけるコントローラに相当し、従来知られているＥＣＵと同様に、マイクロコンピュータを主体に構成されていて、車両Ｖｅに設けられた種々のセンサから信号が入力され、その入力された信号と予め記憶されているマップや演算式などとに基づいて得られた結果を制御指令信号として、エンジン１などに出力するように構成されている。ＥＣＵ６に入力されるデータには、上述したようなエンジン１のトルクや回転数、オイルの温度などが含まれる。なお、検出部５、ＥＣＵ６および車両Ｖｅの走行のための各アクチュエータやセンサなどは、例えば、ＣＡＮやワイヤーハーネス等によって互いに電気的に接続されており、取得した検出値または算出値に応じた電気信号を検出データとしてＥＣＵ６に出力する。また、ＥＣＵ６は、図２に示すように、積算実施判定部７、焼き付きパラメータ算出部８、焼き付き判定部９、オイル劣化度算出部１０、および、焼き付き告知部１１を備えている。

【0016】

積算実施判定部７は、動力伝達装置２における焼き付きの発生に寄与するパラメータを算出するための演算を実行するか否かを判定する。積算実施判定部７には、予め定められた積算実施閾値Ｓｔｎが記憶されている。積算実施判定部７は、エンジン１の出力トルクおよび回転数を取得し、その出力トルクと回転数とを乗算した基準値が、積算実施閾値Ｓｔｎ以上となった場合に、焼き付きの発生を推定するための演算を開始すべきと判定する。また、積算実施判定部７は、その基準値が積算実施閾値Ｓｔｎより小さい値となっている時間が所定時間Ｔｙ以上となった場合には、その演算を終了することを判定するように構成されている。なお、積算実施閾値Ｓｔｎは実験やシミュレーションによって予め定めておくことができる。

【0017】

焼き付きパラメータ算出部８は、オイルを劣化させる要因となる複数のパラメータに基づいて焼き付きパラメータＤｙａｋｉを算出する。焼き付きパラメータ算出部８は、エンジン１の出力トルクおよびエンジン１の回転数を乗算した基準値を、サンプリングタイムごとに算出し、その積算値である焼き付きパラメータＤｙａｋｉを算出する。言い換えれば、焼き付きパラメータＤｙａｋｉは、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上となった回数をサンプリングタイムごとに積算した値である。また、積算実施閾値Ｓｔｎが、本発明の実施形態における予め定めた所定値に相当している。

【0018】

焼き付きパラメータＤｙａｋｉを算出するときの概要を、縦軸に基準値をとり、横軸に時間をとったタイムチャートである図３を用いて説明する。図３に示すように、ｔ１時点において、エンジン１の出力トルクと回転数とを乗算した基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上になったことにより、演算を実施する条件を満たしたことが積算実施判定部７によって判定される。そのように判定されたことにより、焼き付きパラメータ算出部８は、上述したオイルの劣化度を算出するための演算を開始する。その後、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎより小さくなるとともに、その状態が所定時間Ｔｙ続いたことにより、ｔ２時点において、焼き付きパラメータ算出部８における演算が終了される。また、ｔ２時点において、ｔ１からｔ２にかけて実行された演算によって算出された焼き付きパラメータＤｙａｋｉがリセットされる。

【0019】

その後、ｔ３時点において、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上になったことにより、焼き付きパラメータ算出部８によって、上述したオイルの劣化度を算出するための演算が開始される。ｔ４時点において、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎより小さくなり、ｔ５時点までその状態が継続し、ｔ５時点から再度、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上となっている。この場合には、ｔ４時点において基準値が積算実施閾値Ｓｔｎより小さくなっているものの、ｔ４時点からｔ５時点までの時間が、所定時間Ｔｙより短いことにより、積算値がリセットされない。つまり、ｔ３時点から実行されているオイルの劣化度を算出するための演算が、ｔ４時点からｔ５時点までの間を除き、ｔ５時点以降も焼き付きパラメータＤｙａｋｉの演算が継続される。ｔ５時点以降は、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎより小さくなっている時間が所定時間Ｔｙ以上となるまで積算値の算出が継続される。

【0020】

焼き付き判定部９は、焼き付きパラメータ算出部８によって算出された焼き付きパラメータＤｙａｋｉに基づき、動力伝達装置２における摺動が生じる部品同士に焼き付きが発生する可能性があることを判定する。具体的には、焼き付き判定部９は、予め定められた焼き付きパラメータの閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍを記憶しており、図４に示すように、焼き付きパラメータＤｙａｋｉが、その閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍより大きいか否かを判定する。焼き付きパラメータＤｙａｋｉが閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍより大きい場合には、オイルの劣化によって焼き付きが発生しやすい状態であると判定し、反対に、焼き付きパラメータＤｙａｋｉが閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍ以下である場合には、焼き付きが生じる可能性は低いと判定する。なお、閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍは実験やシミュレーションによって予め定めておくことができる。

【0021】

オイル劣化度算出部１０は、図５に示すように、オイルの温度や、回転部材に入力されるトルク、回転数の増大によって、段階的に閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍを小さくする。具体的には、オイル劣化度算出部１０は、実験やシミュレーションなどに基づき、油温に応じて予め設定されている加速倍率を記憶している。その加速倍率に、上述した焼き付きパラメータＤｙａｋｉを乗算した値を、オイル劣化度として算出する。オイル劣化度算出部１０は、図５に示すように、そのオイル劣化度が大きくなるにつれて、段階的に閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍを小さくしていくように構成されている。つまり、オイルの劣化度の進行に応じて閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍが小さくされるので、焼き付きの発生の判定がされやすくなるように構成されている。なお、このときのオイル劣化度の進行度と閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍの下げ幅との関係は、予め実験やシミュレーションによって定められている。また、加速倍率は、本発明の実施形態における予め定められた定数に相当している。

【0022】

焼き付き告知部１１は、焼き付き判定部９によって動力伝達装置２に焼き付きが発生しやすい状態であると判定された場合に、そのような状態であることを車両Ｖｅの運転者に告知する。つまり、焼き付き告知部１１は、表示器３に予め定められたシンボルやメッセージを表示することなどによって車両Ｖｅの運転者に告知する。したがって、焼き付きの告知は、焼き付きが生じた状態やその直前の状態の告知に限らず、焼き付きが生じる可能性が、予め定めた基準以上に高くなった状態の告知のいずれであってもよい。

【0023】

つぎに、動力伝達装置２において焼き付きが生じる可能性があることを運転者に告知するときに実行される制御について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６に示すように、ステップＳ１において、エンジン１の出力トルクおよび回転数を乗算した基準値を算出し、その基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上であることが判定される。ステップＳ１では、基準値がオイルの特性に基づいて予め定められた積算実施閾値Ｓｔｎ以上であることにより、オイルの劣化が促進される条件を満たしていることを判定する。基準値が積算実施閾値Ｓｔｎより小さいことにより、ステップＳ１でＮＯと判定された場合には、処理がステップＳ５に移行する。

【0024】

ステップＳ５では、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎより小さい状態が所定時間継続したか否かが判定される。ステップＳ５では、焼き付きパラメータＤｙａｋｉが演算されている場合に、その演算による積算をリセットするか否かが判定される。つまり、上述したように、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上となった場合に焼き付きパラメータＤｙａｋｉの演算が開始される。そして、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎより小さくなったことにより、その演算が一時的に停止される。ステップＳ５では、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎより小さい状態の継続時間に基づき、演算が一時的に停止されている状態を継続するか、その演算によって算出された値（積算値）をリセットするか、を判定している。基準値が積算実施閾値Ｓｔｎを下回ってから所定時間未満しか継続していない場合には、ステップＳ５でＮＯと判定され、このフローチャートを一旦終了する。その場合には、再度、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上となったときに、一時的に停止されている演算が再開され、サンプリングタイムごとの、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上となった回数の積算が継続される。

【0025】

反対に、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上になってから所定時間以上継続している場合には、ステップＳ５でＹＥＳと判定され、処理がステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、焼き付きパラメータＤｙａｋｉを一旦リセットする。すなわち、ステップＳ６では、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上になってから所定時間以上継続していることにより、動力伝達装置２における直ちに焼き付きが発生する可能性が低いので、焼き付きパラメータＤｙａｋｉの演算を終了する。

【0026】

ステップＳ１に戻り、基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上であることにより、ステップＳ１でＹＥＳと判定された場合には、処理がステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、焼き付きパラメータＤｙａｋｉを算出する。焼き付きパラメータＤｙａｋｉは、上述したように、積算実施閾値Ｓｔｎ以上となっているときのエンジン１の出力トルクおよびエンジン１の回転数を乗算した基準値の回数をサンプリングタイムごとに積算することにより算出される。

【0027】

ステップＳ２において、焼き付きパラメータＤｙａｋｉが算出された後、処理がステップＳ３に移行する。ステップＳ３では、算出された焼き付きパラメータＤｙａｋｉが予め定められた閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍより大きいか否かが判定される。閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍは、実験やシミュレーションによって予め定められており、オイルの劣化度やエンジン１、動力伝達装置２などの特性に基づき、動力伝達装置２において焼き付きが発生する可能性があることを判定が可能な値に設定されている。また、閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍは、上述したように、オイルの劣化が進行するにつれて、段階的に小さい値となるように設定されている。焼き付きパラメータＤｙａｋｉが予め定められた閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍ以下であることにより、ステップＳ３においてＮＯと判定された場合には、以降の制御を実行することなく、このフローチャートを一旦終了する。

【0028】

反対に、焼き付きパラメータＤｙａｋｉが予め定められた閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍ以上であると判定された場合には、ステップＳ３においてＹＥＳと判定され、処理がステップＳ４に進む。ステップＳ４では、運転者や搭乗者に対して、焼き付きが発生する可能性が高いことを告知する。告知は、車両Ｖｅに搭載されている表示器３などによって行われ、例えば、シンボルやメッセージなどを表示することによって運転者や搭乗者に告知するように構成されている。

【0029】

したがって、本発明の実施形態における焼き付き告知装置では、エンジン１の出力トルクおよびエンジン１の回転数を乗算した基準値を求め、その基準値が積算実施閾値Ｓｔｎ以上となった回数を、サンプリングタイムごとに積算した値を焼き付きパラメータＤｙａｋｉとして算出する。そして、その焼き付きパラメータが、予め定められた閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍを超えた場合に、運転者や搭乗者に、焼き付きが発生する可能性が高いことが告知される。また、その閾値Ｄｙａｋｉ＿ｌｉｍは、オイルの劣化が進むにつれて、小さい値となるように設定されている。つまり、オイルの劣化が進むにつれて、焼き付きが発生する可能性が高いことの告知が発生しやすくなっている。すなわち、推定したオイルの劣化度に応じて焼き付きの発生を運転者に適切に告知することができる。したがって、オイルの劣化によって比較的焼き付きが生じやすくなっているときに、告知が遅れてしまうことなどを抑制することができる。また、推定したオイルの劣化度を有効に活用することができる。

【符号の説明】

【0030】

１ エンジン
２ 動力伝達装置
３ 表示器
７ 積算実施判定部
８ 焼き付きパラメータ算出部
９ 焼き付き判定部
１０ オイル劣化度算出部
１１ 焼き付き告知部
Ｖｅ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】