JP6724632B2

JP6724632B2 - ディーゼルエンジンのエンジンオイル劣化度推定方法

Info

Publication number: JP6724632B2
Application number: JP2016148398A
Authority: JP
Inventors: 幸実山崎
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-07-28
Also published as: CN109477405B; JP2018017177A; CN109477405A; PH12019500166A1; WO2018021087A1

Description

本発明はディーゼルエンジンのエンジンオイル劣化度推定方法に関する。

従来、ディーゼルエンジンのエンジンオイルの劣化度を推定する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。具体的には、この特許文献１には、エンジンオイルの劣化度がディーゼルエンジンのメイン噴射の噴射終了時期の影響を受けることが開示されており、また、メイン噴射の噴射終了時期を考慮してエンジンオイルの劣化度を推定する技術が開示されている。

特開２００２−２７６３２７号公報

ディーゼルエンジンのエンジンオイルの劣化度は、上述したようにメイン噴射の噴射終了時期の影響を受けるが、この他にも、排気中のスモーク量や、ディーゼルエンジンの負荷の影響も受ける。しかしながら、従来、メイン噴射の噴射終了時期、排気中のスモーク量、及びディーゼルエンジンの負荷を全て考慮して、エンジンオイルの劣化度を推定する技術は開発されていなかった。そのため、従来の技術では、エンジンオイルの劣化度を精度良く推定できているとはいえなかった。

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ディーゼルエンジンのエンジンオイルの劣化度を精度良く推定することができるディーゼルエンジンのエンジンオイル劣化度推定方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係るディーゼルエンジンのエンジンオイル劣化度推定方法は、ディーゼルエンジンのエンジンオイルの劣化度を推定する方法であって、前記ディーゼルエンジンのメイン噴射の噴射終了時期及び前記ディーゼルエンジンの排気中のスモーク量の影響が考慮された前記エンジンオイルの劣化度を、前記ディーゼルエンジンの負荷に関連付けて規定したエンジンオイル劣化マップを作成するステップと、前記ディーゼルエンジンが搭載された車両の単位走行距離当たりにおける前記負荷の発生度合いを示す負荷頻度を規定した負荷頻度マップを作成するステップと、前記エンジンオイル劣化マップ及び前記負荷頻度マップに基づいて、前記メイン噴射の噴射終了時期、前記排気中のスモーク量及び前記負荷が考慮された前記エンジンオイルの劣化度を推定するステップと、を含み、前記エンジンオイル劣化マップを作成するステップは、前記メイン噴射の噴射終了時期と前記エンジンオイルの劣化度との関係を前記ディーゼルエンジンの前記負荷に関連付けて規定したマップを作成するとともに、前記排気中のスモーク量と前記エンジンオイルの劣化度との関係を前記ディーゼルエンジンの前記負荷に関連付けて規定したマップを作成し、これらのマップに基づいて、前記メイン噴射の噴射終了時期及び前記排気中のスモーク量のうち前記エンジンオイルの劣化度に及ぼす影響が大きい方の因子における前記エンジンオイルの劣化度を前記ディーゼルエンジンの前記負荷毎に選択して前記エンジンオイル劣化マップを作成することを含んでいる。

本発明によれば、ディーゼルエンジンのエンジンオイルの劣化度に影響を及ぼす３つの因子である、ディーゼルエンジンのメイン噴射の噴射終了時期、ディーゼルエンジンの排気中のスモーク量、及びディーゼルエンジンの負荷を全て考慮して、ディーゼルエンジンのエンジンオイルの劣化度を推定できるので、ディーゼルエンジンのエンジンオイルの劣化度を精度良く推定することができる。

実施形態に係るディーゼルエンジンが搭載された車両におけるディーゼルエンジン及びその周辺の構成を模式的に示す構成図である。図２（ａ）はメイン噴射の噴射終了時期がエンジンオイルの劣化度に及ぼす影響を説明するための模式図である。図２（ｂ）は排気中のスモーク量がエンジンオイルの劣化度に及ぼす影響を説明するための模式図である。実施形態に係るエンジンオイル劣化度推定方法の一連の流れを示すフロー図である。図４（ａ）はステップＳ２０で作成されたエンジンオイル劣化マップの一例を示す図である。図４（ｂ）はステップＳ３０で作成された負荷頻度マップの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態に係るディーゼルエンジン１０のエンジンオイル劣化度推定方法について図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るディーゼルエンジン１０が搭載された車両１におけるディーゼルエンジン１０及びその周辺の構成を模式的に示す構成図である。車両１は、ディーゼルエンジン１０と、ディーゼルエンジン１０の各気筒１１に導入される吸気が通過する吸気通路１２と、ディーゼルエンジン１０の各気筒１１から排出された排気が通過する排気通路１３と、ディーゼルエンジン１０を制御する制御装置２０とを備えている。

なお、図１には図示されていないが、排気通路１３には、排気後処理装置が配置されている。排気後処理装置の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、酸化触媒と、この酸化触媒よりも下流側に配置された排気処理用のフィルタと、このフィルタよりも下流側に配置されて、フィルタを通過した排気中のＮＯｘを選択的に還元するＮＯｘ選択還元装置とを備えている。また、本実施形態では、ＮＯｘ選択還元装置の一例として、尿素水を用いて排気中のＮＯｘを選択的に還元する尿素ＳＣＲ装置を用いている。

制御装置２０は、各種の制御処理を実行する制御部としての機能を有するＣＰＵ２１と、このＣＰＵ２１の動作に用いられる各種情報を記憶する記憶部としての機能を有するＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３と、を有するマイクロコンピュータを備えている。

ディーゼルエンジン１０は、ディーゼルエンジン１０の潤滑油として、エンジンオイルを用いている。本実施形態に係るエンジンオイル劣化度推定方法は、このディーゼルエンジン１０のエンジンオイルの劣化度を推定する方法である。

続いて、エンジンオイルの劣化度に影響を及ぼす因子について説明する。エンジンオイルの劣化度に影響を及ぼす因子として、ディーゼルエンジン１０のメイン噴射の噴射終了時期、排気中のスモーク量、及びディーゼルエンジン１０の負荷が挙げられる。図２（ａ）はメイン噴射の噴射終了時期がエンジンオイルの劣化度に及ぼす影響を説明するための模式図であり、図２（ｂ）は排気中のスモーク量がエンジンオイルの劣化度に及ぼす影響を説明するための模式図である。

図２（ａ）に例示するように、メイン噴射の噴射終了時期が遅くなるにつれてエンジンオイルの劣化度は大きくなる（すなわち劣化度が悪化する）傾向がある。具体的には、メイン噴射の噴射終了時期が所定時期（Ｔ_１）よりも後の時期において、エンジンオイルの劣化度は急激に大きくなる傾向がある。また、図２（ｂ）に例示するように、排気中のスモーク量が多くなるほど、エンジンオイルの劣化度は大きくなる傾向がある。具体的には、排気中のスモーク量とエンジンオイルの劣化度とは正の比例関係がある。また、図示は省略するが、エンジンオイルの劣化度は、ディーゼルエンジン１０の負荷の影響も受ける
。

なお、本実施形態において、このエンジンオイルの劣化度の一例として、エンジンオイルに含まれる炭素量の割合（％）に基づいた指標を用いる。この場合、エンジンオイルに含まれる炭素量が多くなるほど、エンジンオイルの劣化度は大きくなる。このエンジンオイルの劣化度は、エンジンオイルに含まれる炭素量の割合を測定することで求めることができる。また、排気中のスモーク量の一例として、排気のＦＳＮ（ＦｉｌｔｅｒＳｍｏｋｅＮｕｍｂｅｒ）を用いる。具体的には本実施形態では、排気中のスモーク量の一例として、排気後処理装置よりも上流側の排気通路１３の排気のＦＳＮを用いる。この排気中のスモーク量は、排気後処理装置よりも上流側の排気のＦＳＮを測定することで得られる。

続いて、本実施形態に係るエンジンオイル劣化度推定方法の詳細について説明する。図３は、本実施形態に係るエンジンオイル劣化度推定方法の一連の流れを示すフロー図である。本実施形態に係るエンジンオイル劣化度推定方法は、図３に例示するステップＳ１０〜ステップＳ４０をこの順で含んでいる。なお、本実施形態においては、ステップＳ１０及びステップＳ２０は人によって実施され、ステップＳ３０及びステップＳ４０は制御装置２０によって実施される。

まず、ステップＳ１０において、ディーゼルエンジン１０のメイン噴射の噴射終了時期とディーゼルエンジン１０のエンジンオイルの劣化度との関係をディーゼルエンジン１０の負荷に関連付けて測定する。そして、この測定結果に基づいて、ディーゼルエンジン１０のメイン噴射の噴射終了時期とエンジンオイルの劣化度との関係をディーゼルエンジン１０の負荷に関連付けて規定したマップ（噴射終了時期−オイル劣化マップと称する）を作成する。具体的には、ステップＳ１０において、ディーゼルエンジン１０の負荷毎に、メイン噴射の噴射終了時期とエンジンオイルの劣化度とを測定し、この測定結果に基づいて、上述した噴射終了時期−オイル劣化マップを作成する。

また、ステップＳ１０において、ディーゼルエンジン１０の排気中のスモーク量とエンジンオイルの劣化度との関係を測定し、この測定結果に基づいて、スモーク量とエンジンオイルの劣化度との関係性を示す比例係数を求める。そして、別測定のスモークマップ（これは、別に測定しておいた、排気中のスモーク量をディーゼルエンジン１０の負荷に関連付けて規定したマップである）に、この比例係数を掛け合わせることで、排気中のスモーク量とエンジンオイルの劣化度との関係をディーゼルエンジン１０の負荷に関連付けて規定したマップ（スモーク−オイル劣化マップと称する）を作成する。

なお、本実施形態では、このディーゼルエンジン１０の負荷の一例として、ディーゼルエンジン１０の燃料噴射量、及び回転数を用いる。また、ディーゼルエンジン１０の燃料噴射量の一例として、ディーゼルエンジン１０の燃料噴射ポンプ１回転当たりにおけるディーゼルエンジン１０の燃料噴射量を用いる。

図３のステップＳ１０の後に、ステップＳ２０を実行する。ステップＳ２０においては、ステップＳ１０で作成された噴射終了時期−オイル劣化マップ、及びスモーク−オイル劣化マップに基づいて、メイン噴射の噴射終了時期及び排気中のスモーク量の影響が考慮されたエンジンオイルの劣化度をディーゼルエンジン１０の負荷に関連付けて規定したマップ（エンジンオイル劣化マップと称する）を作成する。

図４（ａ）はステップＳ２０で作成されたエンジンオイル劣化マップの一例を示す図である。図４（ａ）の行（２００〜４０００）及び列（１０〜１００）はディーゼルエンジン１０の負荷を示している。具体的には図４（ａ）の行（２００〜４０００）はディーゼ
ルエンジン１０の回転数を示し、列（１０〜１００）は燃料噴射ポンプ１回転当たりのディーゼルエンジン１０の燃料噴射量（気筒１１における燃料噴射弁からの燃料噴射量）を示している。なお、これらの数字はあくまでも一例に過ぎず、エンジンオイル劣化マップの行及び列はこれらの数値例に限定されるものではない。また、図４（ａ）のａ_１−１〜ａ_{２０−１０}の各数値は、エンジンオイルの劣化度を示している。図４（ａ）のａ_１−１〜ａ_{２０−１０}の各数値の単位は「％／１００ｈｒ」である。なお、この「１００ｈｒ」は単位時間の一例に過ぎず、単位時間の具体的な値はこれに限定されるものではない。

この図４（ａ）のマップは、以下の手法によって作成されている。具体的には、ステップＳ１０で求められた噴射終了時期−オイル劣化マップ及びスモーク−オイル劣化マップに基づいて、メイン噴射の噴射終了時期及び排気中のスモーク量のうち、エンジンオイルの劣化度に及ぼす影響が大きい方の因子におけるエンジンオイルの劣化度をディーゼルエンジン１０の負荷毎に選択して、図４（ａ）のエンジンオイル劣化マップを作成する。

より具体的には、ステップＳ１０で作成された噴射終了時期−オイル劣化マップ及びスモーク−オイル劣化マップのうち、例えばディーゼルエンジン１０の回転数が１０００であり燃料噴射量が２０の場合において、噴射終了時期−オイル劣化マップから得られるオイル劣化度の方がスモーク−オイル劣化マップから得られるオイル劣化度よりも大きい場合は、噴射終了時期−オイル劣化マップにおけるオイル劣化度（ａ_５−２）を選択して図４（ａ）のマップデータとして採用する。例えば、ステップＳ１０で作成された噴射終了時期−オイル劣化マップ及びスモーク−オイル劣化マップのうち、ディーゼルエンジン１０の回転数が２０００であり燃料噴射量が５０の場合において、スモーク−オイル劣化マップから得られるオイル劣化度の方が噴射終了時期−オイル劣化マップから得られるオイル劣化度よりも大きい場合は、スモーク−オイル劣化マップにおけるオイル劣化度（ａ_１０−５）を選択して、図４（ａ）のマップデータとして採用する。以上のようにして、図４（ａ）に例示するエンジンオイル劣化マップは作成されている。

すなわち、本実施形態に係るステップＳ２０は、メイン噴射の噴射終了時期とエンジンオイルの劣化度との関係をディーゼルエンジン１０の負荷に関連付けて規定したマップ（すなわち、噴射終了時期−オイル劣化マップ）を作成するとともに、排気中のスモーク量とエンジンオイルの劣化度との関係をディーゼルエンジン１０の負荷に関連付けて規定したマップ（すなわち、スモークオイル劣化マップ）を作成し、これらのマップに基づいて、メイン噴射の噴射終了時期及び排気中のスモーク量のうちエンジンオイルの劣化度に及ぼす影響が大きい方の因子におけるエンジンオイルの劣化度をディーゼルエンジン１０の負荷毎に選択してエンジンオイル劣化マップを作成するステップに相当する。

そして、このようにして作成された図４（ａ）のエンジンオイル劣化マップは、メイン噴射の噴射終了時期及び排気中のスモーク量がエンジンオイルの劣化度に及ぼす影響が考慮されたエンジンオイルの劣化度をディーゼルエンジン１０の負荷に関連付けて規定したエンジンオイル劣化マップとなっている。このエンジンオイル劣化マップは、制御装置２０の記憶部（例えばＲＯＭ２２）に予め記憶させておく。

図３を参照して、ステップＳ２０の後にステップＳ３０を実行する。ステップＳ３０においては、車両１に搭載されたディーゼルエンジン１０の負荷を測定し、この測定の結果に基づいて、車両１に搭載されたディーゼルエンジン１０の負荷頻度を規定したマップ（負荷頻度マップと称する）を作成する。

図４（ｂ）はステップＳ３０で作成された負荷頻度マップの一例を示す図である。図４（ｂ）の行（２００〜４０００）及び列（１０〜１００）は図４（ａ）のそれと同じ値になっている。すなわち、図４（ｂ）の行（２００〜４０００）はディーゼルエンジン１０
の回転数を示し、列（１０〜１００）は燃料噴射ポンプ１回転当たりのディーゼルエンジン１０の燃料噴射量を示している。

また、図４（ｂ）のＡ_１−１〜Ａ_{２０−１０}の各数値は負荷頻度を示している。この負荷頻度は、車両１の単位走行距離当たりにおける負荷の発生度合いを示す指標であり、本実施形態においては、この負荷頻度の一例として、車両１の単位走行距離当たりにおける負荷の発生時間（ｈｒ／万ｋｍ）を用いている。すなわち、図４（ｂ）のＡ_１−１〜Ａ_{２０−１０}の各数値の単位は「ｈｒ／万ｋｍ」である。なお、この「万ｋｍ」は単位走行距離の一例に過ぎず、単位走行距離の具体的な値はこれに限定されるものではない。制御装置２０の制御部（ＣＰＵ２１）は、実際の車両１が走行したときの負荷の発生時間を測定し、この測定結果に基づいて図４（ｂ）の負荷頻度マップを作成する。

なお、図４（ｂ）の負荷頻度マップは、例えば１万ｋｍ走行したときに、ディーゼルエンジン１０の回転数が２００で燃料噴射量が１０になった時間（発生時間）がＡ_１−１（ｈｒ）であり、ディーゼルエンジン１０の回転数が４００で燃料噴射量が２０になった時間（発生時間）がＡ_２−２（ｈｒ）である、というように規定されている。

図３を参照して、ステップＳ３０の後に制御装置２０の制御部は、ステップＳ４０を実行する。ステップＳ４０において制御部は、ステップＳ２０で得られたエンジンオイル劣化マップとステップＳ３０で得られた負荷頻度マップとに基づいて、メイン噴射の噴射終了時期、排気中のスモーク量、及び負荷が考慮されたエンジンオイルの劣化度を推定する。

具体的には制御部は、図４（ａ）に例示したエンジンオイル劣化マップの各データと図４（ｂ）に例示した負荷頻度マップの各データとの積算値の合計値を算出し、この合計値を、メイン噴射の噴射終了時期、排気中のスモーク量、及び負荷が考慮されたエンジンオイルの劣化度とする。具体例を挙げてこれを説明すると次のようになる。

例えば、制御部は、図４（ａ）のマップ及び図４（ｂ）のマップについて、同じ行及び同じ列同士のデータを積算する。具体的には制御部は、図４（ａ）のマップのａ_１−１と図４（ｂ）のＡ_１−１とを積算し、図４（ａ）のａ_１−２と図４（ｂ）のＡ_１−２とを積算する。制御部は、このような積算を図４（ａ）及び図４（ｂ）の全データについて行い、これら積算された値の合計値（総和）を算出する。そして、制御部は、この合計値を、メイン噴射の噴射終了時期、排気中のスモーク量、及び負荷が考慮されたエンジンオイルの劣化度（％／万ｋｍ）として用いる。

すなわち、制御部は下記式（１）に基づいて、このメイン噴射の噴射終了時期、排気中のスモーク量、及び負荷が考慮されたエンジンオイルの劣化度（Ｄ）を算出する。以上の手順によって、本実施形態に係るディーゼルエンジン１０のエンジンオイル劣化度推定方法は実行されている。

以上説明した本実施形態に係るエンジンオイル劣化度推定方法によれば、ディーゼルエンジン１０のエンジンオイルの劣化度に影響を及ぼす３つの因子である、ディーゼルエン
ジン１０のメイン噴射の噴射終了時期、ディーゼルエンジン１０の排気中のスモーク量、及びディーゼルエンジン１０の負荷を全て考慮してエンジンオイルの劣化度を推定することができるので、エンジンオイルの劣化度を精度良く推定することができる。

（実施形態の変形例）
なお、制御装置２０の制御部は、ステップＳ４０で推定されたエンジンオイル劣化度が所定値以上の場合には、この旨を車両１のドライバに報知する制御処理を実行してもよい。具体的には、制御部は、ステップＳ４０で推定されたエンジンオイル劣化度が予め制御装置２０の記憶部に記憶された所定値以上になった場合に、車両１の例えば運転席に配置されたディスプレイ（図示せず）等の報知機器に、エンジンオイル劣化度が所定値以上になった旨を表示させる。これにより、ドライバはエンジンオイル劣化度が所定値以上になったことを知ることができ、この結果、エンジンオイルの交換等を適切な時期に行うことができる。

以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１車両
１０ディーゼルエンジン
１２吸気通路
１３排気通路
２０制御装置

Claims

ディーゼルエンジンのエンジンオイルの劣化度を推定する方法であって、
前記ディーゼルエンジンのメイン噴射の噴射終了時期及び前記ディーゼルエンジンの排気中のスモーク量の影響が考慮された前記エンジンオイルの劣化度を、前記ディーゼルエンジンの負荷に関連付けて規定したエンジンオイル劣化マップを作成するステップと、
前記ディーゼルエンジンが搭載された車両の単位走行距離当たりにおける前記負荷の発生度合いを示す負荷頻度を規定した負荷頻度マップを作成するステップと、
前記エンジンオイル劣化マップ及び前記負荷頻度マップに基づいて、前記メイン噴射の噴射終了時期、前記排気中のスモーク量及び前記負荷が考慮された前記エンジンオイルの劣化度を推定するステップと、を含み、
前記エンジンオイル劣化マップを作成するステップは、前記メイン噴射の噴射終了時期と前記エンジンオイルの劣化度との関係を前記ディーゼルエンジンの前記負荷に関連付けて規定したマップを作成するとともに、前記排気中のスモーク量と前記エンジンオイルの劣化度との関係を前記ディーゼルエンジンの前記負荷に関連付けて規定したマップを作成し、これらのマップに基づいて、前記メイン噴射の噴射終了時期及び前記排気中のスモーク量のうち前記エンジンオイルの劣化度に及ぼす影響が大きい方の因子における前記エンジンオイルの劣化度を前記ディーゼルエンジンの前記負荷毎に選択して前記エンジンオイル劣化マップを作成することを含む、ディーゼルエンジンのエンジンオイル劣化度推定方法。
前記エンジンオイルの劣化度を推定するステップは、前記エンジンオイル劣化マップ及び前記負荷頻度マップの各データの積算値の合計値を算出し、算出された前記合計値を、前記メイン噴射の噴射終了時期、前記排気中のスモーク量及び前記負荷が考慮された前記エンジンオイルの劣化度とすることを含む、請求項１に記載のディーゼルエンジンのエンジンオイル劣化度推定方法。