JP2006009597A - エンジンオイルの燃料希釈推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料希釈度合を容易且つ的確に推定することのできるエンジンオイルの燃料希釈推定装置を提供する。
【解決手段】希釈監視コンピュータ２５は、燃料の後噴射による排気浄化装置の再生制御が実行される毎に、再生制御の実行期間におけるエンジンオイルへの燃料の新規混入量と、再生制御の前回の実行から今回の実行までの再生インターバルにおけるエンジンオイルからの燃料の揮発量とを算出する。そしてそれら算出された新規混入量と揮発量との差を再生制御の実行毎に積算してエンジンオイル中の燃料混入量を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、燃料の後噴射による排気浄化装置の再生制御を間欠的に実行するエンジンにおけるエンジンオイルの燃料希釈度合を推定するエンジンオイルの燃料希釈推定装置に関する。

近年、例えば車載ディーゼルエンジン等において、後噴射による排気浄化装置の再生制御を実行するエンジンが実用されている。後噴射は、燃焼に供される主たる燃料噴射（主噴射）の後に実施される副次的な燃料噴射で、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒やパティキュレートフィルタ等の排気浄化装置に未燃燃料を供給するために行われる。後噴射を通じて供給された燃料は、殆ど燃焼されずに燃焼室から排気される。これにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯｘの還元浄化やその硫黄被毒の回復、パティキュレートフィルタに捕捉された微粒子物質（ＰＭ）の浄化などに必要な還元雰囲気を形成する。通常、そうした後噴射による排気浄化装置の再生制御は、排気浄化装置の劣化度合等に応じて間欠的に実行されている。

後噴射は、膨張行程後期のように、ピストンが下降してシリンダ壁面の露出面積が大きくなった時期に実施される。そのため、後噴射が行われるとシリンダ壁面への燃料の付着量が増大する。シリンダ壁面には、シリンダとピストンとの焼付防止のためにエンジンオイルが供給されており、シリンダ壁面に付着した燃料は、エンジンオイルに混入する。そのため、後噴射による再生制御の実行中は、エンジンオイルの燃料希釈が著しく進行する。

エンジンオイルの燃料希釈が進行すると、粘度低下による潤滑性の低下や、オイルパンの油面上昇などの不具合を招いてしまう。そこで従来、特許文献１、２に見られるように、後噴射による燃料希釈を抑制するための技術が提案されている。

例えば特許文献１には、再生制御の前回の実行から今回の実行までの間隔、すなわち再生インターバルが短いときに、後噴射が通常よりも早い時期に行われるように、その噴射時期に遅角制限を設ける技術が記載されている。再生インターバルが短いと、前回の再生制御時に混入した燃料が十分揮発されずにエンジンオイル中に残留した状態で、再び再生制御が実行されてエンジンオイルに燃料が更に混入されることになる。そこで上記技術では、そうした状況下では、後噴射の噴射時期を早めてシリンダ壁面への燃料付着を低減することで、燃料希釈を抑制するようにしている。

また特許文献２には、後噴射時の筒内圧が低いときや燃料噴射圧が高いときに、後噴射の噴射量を通常よりも減少させる技術が記載されている。筒内圧が低かったり、燃料噴射圧が高かったりすると、噴射燃料の勢いが増してシリンダ壁面への燃料付着が増大し易くなる。そこで上記技術では、そうした状況下では、後噴射の噴射量を低減してシリンダ壁面への燃料付着を抑えることで、燃料希釈の抑制を図るようにしている。
特開２００３−１２０３９０号公報 特開平１０−２８８０３１号公報

上記従来の技術によれば、エンジンオイルの燃料希釈を抑制することは確かに可能である。しかしながら、再生インターバルの長さや後噴射時の筒内圧、噴射圧に基づくだけでは、必ずしもエンジンオイルの現状の燃料希釈度合を適切に判断できず、後噴射の噴射時期、噴射量の制限が不必要に行われてしまう虞がある。そうした制限が不必要に高頻度でなされれば、排気浄化装置の再生が滞り、排気性能の悪化を招くことになる。

こうした不具合を回避するには、エンジンオイルの燃料希釈度合をより正確に監視し、上記後噴射の制限を効率的に行う必要がある。しかしながら、エンジンオイルの燃料希釈度合を的確に推定するシステムについては、未だ適当なものが提案されていないのが実状である。

ちなみに、比重や粘度といったエンジンオイルの性状やオイルパンの油面高さなどの燃料希釈に伴う変化を検知することで、エンジンオイルの燃料希釈度合を直接的に検出することも考えられる。ただし、そうした直接的な検出では、エンジンオイルの性状や油面高さを検知するためのセンサが別途必要となり、コスト増を招いてしまう。また燃料希釈がある程度進行してからでないと、エンジンオイルの性状や油面高さに検知可能な有意な変化が現れにくく、検出精度の確保が困難でもある。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃料希釈度合を容易且つ的確に推定することのできるエンジンオイルの燃料希釈推定装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
請求項１に記載の発明は、燃料の後噴射による排気浄化装置の再生制御を間欠的に実行するエンジンにおけるエンジンオイルの燃料希釈度合を推定するエンジンオイルの燃料希釈推定装置において、前記再生制御の前回の実行時と今回の実行時との前記エンジンオイルの燃料混入量の変化量を算出する手段と、前記算出された変化量を前記再生制御の実行毎に積算して前記エンジンオイル中の燃料混入量を算出する手段と、を備えることをその要旨とする。

上記のような再生制御を間欠的に実行するエンジンでは、再生制御が実行されている間は、後噴射された燃料のシリンダ壁面への付着により、エンジンオイルの燃料混入量が増加する。それ以外の期間、すなわち再生インターバルには、燃料の新規混入に比して、エンジンの熱で熱せられたエンジンオイルからの燃料揮発が多いため、エンジンオイルの燃料混入量は減少する。そのため、エンジンオイルの燃料混入量は、再生制御の実行間隔を一周期として増減を繰り返しつつ推移する。

これに対して上記構成では、再生制御の前回の実行時と今回の実行時との燃料混入量の変化量を求め、その積算値として燃料混入量を算出するようにしている。すなわち、上記のようなエンジンオイルの燃料混入量の増減周期を単位として、エンジンオイルの燃料混入量を算出するようにしている。そのため、演算量を抑えながらも、的確に燃料希釈度合を推定することができる。

請求項２に記載の発明は、燃料の後噴射による排気浄化装置の再生制御を間欠的に実行するエンジンにおけるエンジンオイルの燃料希釈度合を推定するエンジンオイルの燃料希釈推定装置において、前記再生制御の実行期間における前記エンジンオイルへの燃料の新規混入量を算出する手段と、前記再生制御の前回の実行から今回の実行までの再生インターバルにおける前記エンジンオイルからの燃料の揮発量を算出する手段と、それら算出された前記新規混入量と前記揮発量との差を前記再生制御の実行毎に積算して前記エンジンオイル中の燃料混入量を算出する手段と、を備えることをその要旨とする。

上記構成においても、やはり増減周期を単位としてエンジンオイルの燃料混入量が算出されるため、演算量を抑えながらも、的確に燃料希釈度合を推定することができる。なお上記構成では、再生制御中の燃料の新規混入量と再生インターバルでの燃料の揮発量とを個別に求め、それらの差を取ることで、再生制御の前回の実行時と今回の実行時との燃料混入量の変化量が算出されている。そのため、そうした燃料混入量の変化量をより容易且つ的確に求めることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置において、前記新規混入量は、再生制御の実行期間に後噴射された燃料の総量、及び再生制御の実行期間の長さのうちの少なくとも一方に基づいて算出されることをその要旨とする。

再生制御にて後噴射された燃料の量が多くなるほど、或いは再生制御が長く実行されるほど、エンジンオイルへの燃料の新規混入量は多くなる。したがって、それらに基づくことで、再生制御の実行期間における燃料の新規混入量を適切に求めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置において、前記揮発量は、前記再生インターバルにおけるエンジン運転状態の履歴に基づき算出されることをその要旨とする。

再生インターバルでのエンジンオイルからの燃料の揮発量は、その間のエンジン運転状態に応じて変化する。そこで再生インターバルのエンジン運転状態の履歴を取り、それに基づくことで、再生インターバルにおけるエンジンオイルからの燃料の揮発量を的確に求めることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２又は３に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置において、前記揮発量は、前記エンジンオイルの温度、エンジン冷却水の温度、エンジン回転速度の少なくとも１つについての前記再生インターバルにおける履歴に基づき算出されることをその要旨とする。

エンジンオイルの温度が高いときほど、エンジンオイルから燃料が揮発され易くなる。またエンジン冷却水の温度から把握されるエンジン自体の温度が高いときほど、エンジンオイルの循環中に燃料が揮発し易くなる。更にエンジン回転速度が高くなれば、エンジンオイルの循環が増大して、エンジンオイルがより撹拌されるため、燃料の揮発が促進されるようになる。そのため、再生インターバルのそれらの履歴に基づくことで、再生インターバル中のエンジンオイルからの燃料の揮発量を的確に求めることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置において、前記揮発量は、当該エンジンの搭載された車両の前記再生インターバルにおける走行距離、及び前記再生インターバルにおける前記エンジンの稼働時間のいずれかに基づき算出されることをその要旨とする。

再生インターバルの期間が長くなれば、エンジンオイルからの燃料の揮発量は、自ずと多くなる。そのため、上記走行距離や稼働時間に基づくことで、再生インターバル中のエンジンオイルからの燃料の揮発量を的確に求めることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項２〜６のいずれか１項に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置において、前記揮発量は、前回算出された前記燃料混入量に基づき算出されることをその要旨とする。

エンジンオイルからの燃料の揮発は、エンジンオイルの表面で発生するため、その量は、エンジンオイル表面の燃料の露出面積が多いほど増加する。エンジンオイルの表面積に対する燃料の露出面積の比率は、エンジンオイルの燃料混入量が多いほど増加する。そのため、前回算出された燃料混入量に基づくことで、再生インターバル中のエンジンオイルからの燃料の揮発量を的確に求めることができる。

以下、本発明のエンジンオイルの燃料希釈推定装置を具体化した一実施形態を、図を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態のエンジンオイルの燃料希釈推定装置の構成を示している。エンジン１０は、車載ディーゼルエンジンとして構成されており、外部からの吸気の通る吸気通路１１と、その吸気と燃料との混合気を燃焼させる燃焼室１２と、燃焼室１２からの排気の通る排気通路１３とを備えている。燃焼室１２には、その内部に燃料を噴射供給するインジェクタ１５が設けられている。

排気通路１３には、排気を浄化するための排気浄化装置１４が設けられている。この排気浄化装置１４は、排気中のＰＭを捕捉する多孔質材からなるパティキュレートフィルタを備えて構成されている。パティキュレートフィルタには、ＮＯｘ吸蔵還元型の触媒が担持されており、周囲の排気が、未燃燃料成分の比率の高い還元雰囲気となると、捕捉したＰＭを燃焼して浄化する。

エンジン１０には、エンジン回転速度を検出するＮＥセンサ２０、冷却水温を検出する水温センサ２１、エンジンオイルの温度（油温）を検出する油温センサ２２、オイルパンの油面高さを検出するオイルレベルセンサ２３等の、エンジン１０の運転状況を検出する各種のセンサが配設されている。これらセンサの検出信号は、エンジン制御コンピュータ２４に入力されている。またエンジン制御コンピュータ２４には、アクセルペダルの踏み込みに応じたアクセル信号、当該エンジン１０の搭載された車両の走行距離に応じた走行距離信号等も入力されている。

エンジン制御コンピュータ２４は、それら入力された信号に基づき、燃料噴射制御を始めとするエンジン１０の各種運転制御を実施する。例えば燃料噴射制御は、エンジン制御コンピュータ２４が、エンジン回転速度やアクセル踏込量等から把握される現状のエンジンの運転状態に基づいて最適な燃料噴射量や燃料噴射時期を決定し、インジェクタ１５に指令信号を出力することで行われる。

またエンジン制御コンピュータ２４は、エンジン１０の運転制御の一環として、捕捉されたＰＭによる上記パティキュレートフィルタの詰まりを防止するための排気浄化装置１４の再生制御を行っている。この再生制御において、エンジン制御コンピュータ２４は、エンジン１０の運転状態に基づき、上記パティキュレートフィルタのＰＭ捕捉量を随時推定して求めている。そしてＰＭ捕捉量が規定値を超えると、エンジン制御コンピュータ２４は、燃焼に供される主噴射が行われた後の膨張行程後期に、排気浄化装置１４に未燃燃料成分を供給するための後噴射を実施する。後噴射された燃料は、殆ど燃焼されずに排気通路１３に排出され、パティキュレートフィルタ周囲の排気を還元雰囲気とする。これにより、パティキュレートフィルタに捕捉されたＰＭの燃焼浄化が促される。エンジン制御コンピュータ２４は、こうした後噴射を、パティキュレートフィルタのＰＭ捕捉量が十分に低減するまで継続する。なおこのエンジン１０では、通常の運転条件であれば、こうした後噴射による再生制御は約２００ｋｍの走行距離毎に実行される。

更にエンジン１０には、エンジンオイルの燃料希釈度合を監視する希釈監視コンピュータ２５が設けられている。希釈監視コンピュータ２５には、エンジン制御コンピュータ２４を介して、エンジン回転速度、冷却水温、エンジンオイル温度、走行距離、燃料噴射信号等、エンジン１０の各種運転状況を示す情報が入力されている。希釈監視コンピュータ２５は、そうした情報に基づき、エンジンオイルの燃料希釈度合の推定に必要なデータの算出を行う。本実施形態では、そうしたデータとして、再生インターバルにおけるエンジン１０の平均油温、平均水温及び平均回転速度、再生インターバルの長さ（走行距離）、再生制御中に後噴射された燃料の総量（総後噴射量）が算出されている。これらのデータは、希釈監視コンピュータ２５のメモリ２６に記憶される。メモリ２６に記憶されたデータは、エンジン停止中も保持されるようになっている。

そして希釈監視コンピュータ２５は、メモリ２６に記憶されたデータに基づきエンジンオイルの燃料希釈度合の推定を行い、その推定結果を上記エンジン制御コンピュータ２４に出力する。また希釈監視コンピュータ２５は、車室内に設けられたオイル交換時期通知用の警告灯２７を、そうした推定結果に応じて点灯／消灯させてもいる。

次に、こうした希釈監視コンピュータ２５におけるエンジンオイルの燃料希釈度合の推定態様を詳細に説明する。
図２（ａ）に、上記エンジン１０での、走行距離に応じたエンジンオイルの燃料希釈率の推移を例として示す。ここでの燃料希釈率は、エンジンオイルに対する混入した燃料の質量比率を示している。同図に示すように、エンジンオイルの燃料希釈率は、大きくは走行距離に応じて次第に増加する傾向にある。

ただし、より詳しく見ると燃料希釈率は、走行距離に応じて単調増加しているのではなく、図２（ｂ）に示すように増減を繰り返しながら推移する。すなわち、再生制御中には、後噴射の実施に伴い、シリンダ壁面への燃料付着が増大するため、燃料希釈率は急激に増加する。一方、再生制御が行われていない期間、すなわち再生インターバルには、後噴射は行われず、燃料噴射が圧縮上死点付近でのみ行われることから、シリンダ壁面への燃料付着は少ない。そのため、再生インターバルでは概ね、エンジンオイルに新規混入される燃料の量よりも、エンジンの熱で高温となったエンジンオイルから徐々に揮発していく燃料の量の方が多くなり、燃料希釈率は緩やかに減少する。

本実施形態では、上記のような燃料希釈率の推移傾向を考慮して、上記希釈監視コンピュータ２５によるエンジンオイルの燃料希釈度合の推定を、図３に示す態様で行っている。すなわち本実施形態では、同図に示すように、再生制御の前回の実行直後から今回の実行直後までの燃料混入量Ｐの変化量ΔＰは、次式（１）にて求められている。ここで、Ｍ：今回の再生制御の実行期間においてエンジンオイルに新規に混入した燃料の量、Ｅ：再生制御の前回の実行から今回の実行までの再生インターバルにおいてエンジンオイルから揮発した燃料の量、をそれぞれ示している。

ΔＰ＝Ｍ−Ｅ …（１）

こうして求められた変化量ΔＰを再生制御の実行毎に積算することで、現状の燃料混入量Ｐを求めることができる。すなわち、今回の再生制御の実行後の燃料混入量Ｐ（ｎ）は、下式（２）のように、前回の再生制御の実行後に算出された燃料混入量Ｐ（ｎ−１）に上記変化量ΔＰ（＝Ｍ−Ｅ）を加算することで求めることができる。そしてその求められた燃料混入量Ｐ（ｎ）から、現状のエンジンオイルの燃料希釈度合、例えば燃料希釈率やその希釈によるオイルパンの油面上昇などを推定することが可能となる。

Ｐ（ｎ）＝Ｐ（ｎ−１）＋ΔＰ＝Ｐ（ｎ−１）＋Ｍ−Ｅ …（２）

再生制御の実行期間におけるエンジンオイルへの燃料の新規混入量Ｍは、主に再生制御実行期間に後噴射された燃料の量によって決まる。したがって上記新規混入量Ｍは、再生制御の実行期間に後噴射された燃料の総量、すなわち総後噴射量Ｓｎに基づいて概ね推定することができる。なお、再生制御中に後噴射が一律の条件で行われるとすれば、新規混入量Ｍは、総後噴射量Ｓｎにほぼ比例すると考えられる。

一方、再生インターバルでのエンジンオイルからの燃料の揮発量Ｅには、大きくは次の各因子（Ａ）〜（Ｅ）が影響する。よって揮発量Ｅは、これらの因子（Ａ）〜（Ｅ）の再生インターバルの履歴に基づいて概ね推定することができる。

（Ａ）エンジンオイルの温度：エンジンオイルの温度、すなわち油温が高くなれば、エンジンオイル中の燃料が揮発し易くなる。なお、油温と単位時間当りの燃料の揮発量との関係は、予め実験等で求めることができる。ちなみに、エンジン１０の停止中には、油温が低く、エンジンオイルの流動も無いため、燃料はエンジンオイルから殆ど揮発することはない。なお本実施形態では、図４（ａ）に示すように、再生インターバルの平均油温Ｔ１に対して上記揮発量Ｅがｃ次比例（１≦ｃ≦２）するものとしてその推定を行っている。

（Ｂ）冷却水温：たとえオイルパンに貯留中のエンジンオイルの温度が低くても、エンジン１０自体が高温となっていれば、エンジン１０内を循環中のエンジンオイルからは、燃料が揮発し易くなる。ちなみに、エンジンオイルは冷却水（エンジン自体）に比して暖まり難く、冷め難くもあるため、油温と冷却水温とは必ずしも同期して昇降しない。そのため、揮発量Ｅの推定には、油温とは別途に、冷却水温も考慮することが望ましい。本実施形態では、同図４（ａ）に示すように、再生インターバルの平均水温Ｔ２に対して上記揮発量Ｅがｄ次比例（１≦ｄ≦２）するものとしてその推定を行っている。

（Ｃ）エンジン回転速度：エンジンが高速回転されるほど、エンジン内を循環されエンジンオイルの流量が増えて、エンジンオイルがより撹拌されるようになる。そのため、再生インターバルのエンジン回転速度が高いほど、燃料の揮発量Ｅは増大する。本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、再生インターバルのエンジン１０の平均回転速度Ｕに対して上記揮発量Ｅがほぼ比例するものとしてその推定を行うようにしている。

（Ｄ）再生インターバル：再生インターバルが長くなれば、当然、その間にエンジンオイルから揮発する燃料の量は多くなる。なおエンジンオイルが一律の環境条件にあるとすれば、図４（ｃ）に示すように、上記揮発量Ｅは再生インターバルの長さに比例する。

（Ｅ）エンジンオイルの燃料希釈率：燃料の揮発は、エンジンオイルの表面で発生する現象であり、その量は、エンジンオイル表面の燃料の露出面積に比例する。エンジンオイルの表面積に対する燃料の露出面積の比率は、エンジンオイルの燃料希釈率に概ね比例する。ちなみに、エンジン１０のエンジンオイルの総量が一定とすれば、燃料希釈率は上記燃料混入量Ｐに比例する。そこで本実施形態では、上記揮発量Ｅが燃料混入量Ｐに比例するものとしてその推定を行うようにしている。

図５に、以上のような態様での燃料希釈度合の推定、及びその推定結果に応じた処置を実施するための燃料希釈監視処理のフローチャートを示す。同図の処理は、エンジン１０の運転中に希釈監視コンピュータ２５により周期的に実行される。

本処理が開始されると、希釈監視コンピュータ２５は、まずステップ１０にて、上記再生制御の実施の有無を、より厳密には、今回の再生制御が完了したか否かを判定する。ここで希釈監視コンピュータ２５は、再生制御の実施有りと判定されれば（ＹＥＳ）、処理をステップ２０に移行し、上記燃料混入量Ｐ（ｎ）の演算及び燃料希釈の判定に係る処理を実施する。一方、再生制御の実施無しと判定されれば（ＮＯ）、それら演算及び判定の処理をスキップし、処理をステップ４０に移行する。

処理がステップ２０に移行して燃料混入量Ｐ（ｎ）の演算が開始されると、希釈監視コンピュータ２５は、まず燃料希釈度合の推定用の上記データをメモリ２６から読込む。具体的には、以下の各データの読込みが行われる。
・今回の再生制御での総後噴射量Ｓｎ。
・前回の再生制御の完了から今回の再生制御の開始までの再生インターバルにおけるエンジン１０の平均油温Ｔ１。
・再生インターバルにおけるエンジン１０の平均水温Ｔ２。
・再生インターバルにおけるエンジン１０の平均回転速度Ｕ。
・再生インターバルの長さＲ（走行距離）。
・前回の再生制御時の燃料混入量Ｐ（ｎ−１）。

これらデータの読込後、希釈監視コンピュータ２５は続くステップ２２にて、下式（３）に従って、今回の再生制御での燃料の新規混入量Ｍを、上記総後噴射量Ｓｎに基づき算出する。なお下式（３）の係数Ａは、後噴射された燃料のエンジンオイル混入率で、その値は予め実験等で求められる。

Ｍ＝Ｓｎ×Ａ …（３）

また希釈監視コンピュータ２５は、続くステップ２４において、下式（４）に従って、再生インターバルでの燃料の揮発量Ｅを、上記平均油温Ｔ１、平均水温Ｔ２、平均回転速度Ｕ、再生インターバルの長さＲ及び前回の燃料混入量Ｐ（ｎ−１）に基づき算出する。より詳しくは、揮発量Ｅは、下式（４’）にて算出される。なお下式（４’）の「Ｂ」は予め実験等で求められた係数となっている。また「Ｔ１＾ｃ」は平均油温Ｔ１のｃ次べき乗を、「Ｔ２＾ｄ」は平均水温Ｔ２のｄ次べき乗をそれぞれ示している。

Ｅ＝ｆ（Ｐ（ｎ−１），Ｔ１，Ｔ２，Ｕ，Ｒ） …（４）

Ｅ＝Ｂ×Ｐ（ｎ−１）×Ｔ１＾ｃ×Ｔ２＾ｄ×Ｕ×Ｒ …（４’）

更に希釈監視コンピュータ２５は、続くステップ２６にて、次式（５）に従って、現状の燃料混入量Ｐ（ｎ）を算出する。具体的には、現状の燃料混入量Ｐ（ｎ）は、上記求められた新規混入量Ｍ及び揮発量Ｅの差（Ｍ−Ｅ）を前回の再生制御時に求められた燃料混入量Ｐ（ｎ−１）に加算することで算出されている。

その後、希釈監視コンピュータ２５は、処理をステップ３０に移行する。そしてそのステップ３０において、上記算出された現状の燃料混入量Ｐ（ｎ）に基づき、エンジンオイルの燃料希釈が、オイル交換の必要な迄に進行したか否かの判定を行う。ここでは、上記燃料混入量Ｐ（ｎ）が、予め設定された判定値ＰＬＩＭＩＴ以上であることを条件に、オイル交換の必要有りと判定するようにしている。

ここでオイル交換の必要有りと判定されると（Ｓ３０：ＹＥＳ）、希釈監視コンピュータ２５は、ステップ３２においてオイル交換時期通知用の上記警告灯２７を点灯し、ステップ３４にて、その旨をエンジン制御コンピュータ２４に通知した後、処理をステップ４０に移行する。なおここで上記通知がなされると、エンジン制御コンピュータ２４は、再生制御での後噴射の時期を早めたり、後噴射の燃料噴射量を減量したりして、エンジンオイルの燃料希釈の更なる進行が抑制されるように燃料噴射の制限を行う。

なお希釈監視コンピュータ２５は、更にステップ４０において、オイル交換が行われたか否かの判定を行っている。こうしたオイル交換の実施の有無の判定は、例えばオイルパンのオイル交換用のキャップの開栓やオイルパンの油面高さの変化をセンサにより検知することで行うことができる。そして希釈監視コンピュータ２５は、オイル交換が行われたと判定すると、上記メモリ２６に記憶された各データ、すなわち総後噴射量Ｓｎ、平均油温Ｔ１、平均水温Ｔ２、平均回転速度Ｕ、再生インターバルの長さＲ及び燃料混入量Ｐ（ｎ−１）の値を初期化、すなわち「０」とする。

図６は、以上説明した本実施形態の制御態様の一例を示している。同図に二点鎖線で示すように、実際のエンジンオイルの燃料混入量（実値）は、再生制御の実行中に増加し、再生インターバルに減少するように、再生制御の実行間隔を一周期として増減を繰り返しながら推移する。これに対して上記燃料希釈監視処理で求められる燃料混入量Ｐの推定値は、再生制御の実行される毎にその値がステップ状に増加されている。そしてその値が判定値ＰＬＩＭＩＴを超えた時点で、オイル交換時期通知用の警告灯２７が点灯される。

このように上記燃料希釈監視処理にて求められる燃料混入量Ｐの値は、実際のエンジンオイルの燃料希釈度合をリアルタイムに表してはいない。しかしながら、燃料混入量が極大となる再生制御の実行直後にその値が更新されるため、エンジンオイルの交換時期の検知は支障無く行うことができる。

このように本実施形態では、再生制御の実行間隔を一周期として増減を繰り返しつつ推移するエンジンオイルの燃料混入量について、その増減周期を単位として推定を行っている。そのため、演算量を抑えながらも、的確に燃料希釈度合を推定することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、再生制御中の総後噴射量から新規混入量Ｍを求めていたが、再生制御の実行期間の長さから新規混入量Ｍを簡易的に求めることもできる。この場合にも、再生制御中にほぼ一律の条件で後噴射が行われるのであれば、上記実施形態と同様に新規混入量Ｍを求めることができる。

・上記実施形態では、再生インターバルにおける車両の走行距離に基づき揮発量Ｅを求めるようにしていたが、走行距離の代わりに、再生インターバルのエンジン１０の稼働時間を用いるようにしても良い。

・各パラメータの新規混入量Ｍや揮発量Ｅへの反映態様は、上記実施形態の例に限らず適宜変更しても良い。
・新規混入量Ｍや揮発量Ｅの算出に用いるパラメータの組合せを適宜変更しても良い。例えば以下のようなパラメータを用いることで、それらの算出をより的確に行うことができる。

クランクケース内の燃料蒸気を吸気通路に導びいて処理するブローバイ制御を行うエンジンでは、ブローバイ量が多ければ、クランクケースの換気性が高まり、エンジンオイルからの燃料の揮発が促進される。そこで揮発量Ｅの算出に用いるパラメータとして、再生インターバルに処理された燃料蒸気の量（ブローバイ量）を加えることで、揮発量Ｅをより的確に求めることができる。

また多くのエンジンでは、排気の酸素濃度を検出する酸素濃度センサが設置されている。こうした酸素濃度センサの検出値からは、再生制御中の後噴射により排気された燃料の量（排気燃料量）を求めることができる。そして求められた排気燃料量を、後噴射量から減算すれば、シリンダ壁面に付着して排気されずに残留した燃料の量を、ひいてはエンジンオイルに新規混入される燃料の量を求めることができる。

・上記燃料希釈監視処理では、再生制御の完了直後に、燃料混入量Ｐ（ｎ）を算出するようにしていたが、その算出をそれ以外の時期に行うようにしても良い。例えば再生制御の開始直前にその算出を行うこともできる。この場合、前回の再生制御時のエンジンオイルへの燃料の新規混入量Ｍと、直前の再生インターバルでのエンジンオイルからの燃料の揮発量Ｅとの差から、燃料混入量Ｐ（ｎ）を算出することとなる。再生制御の実行に先立って、エンジンオイルの燃料希釈度合に応じて、その実行の可否を判断したり、或いは更なる燃料希釈を抑制するための後噴射の噴射時期、噴射量の制限を行うか否かを判断したりする場合には、そうした時期に燃料混入量Ｐ（ｎ）を算出することが望ましい。

本発明の一実施形態についてその全体構成を示す模式図。 エンジンオイルの燃料希釈率の走行距離に応じた変化傾向の（ａ)概要及び（ｂ）詳細をそれぞれ示すグラフ。 同実施形態での燃料混入量の算出態様を示すグラフ。 （ａ）〜（ｄ）各パラメータと揮発量との関係をそれぞれ示すグラフ。 同実施形態に適用される希釈監視処理のフローチャート。 同実施形態の制御態様の一例を示すタイムチャート。

符号の説明

１０…エンジン、１１…吸気通路、１２…燃焼室、１３…排気通路、１４…排気フィルタ、１５…インジェクタ、２０…ＮＥセンサ、２１…水温センサ、２２…油温センサ、２３…オイルレベルセンサ、２４…エンジン制御コンピュータ、２５…希釈監視コンピュータ、２６…メモリ、２７…警告灯。

Claims (7)

1. 燃料の後噴射による排気浄化装置の再生制御を間欠的に実行するエンジンにおけるエンジンオイルの燃料希釈度合を推定するエンジンオイルの燃料希釈推定装置において、
   前記再生制御の前回の実行時と今回の実行時との前記エンジンオイルの燃料混入量の変化量を算出する手段と、
   前記算出された変化量を前記再生制御の実行毎に積算して前記エンジンオイル中の燃料混入量を算出する手段と、
   を備えることを特徴とするエンジンオイルの燃料希釈推定装置。
2. 燃料の後噴射による排気浄化装置の再生制御を間欠的に実行するエンジンにおけるエンジンオイルの燃料希釈度合を推定するエンジンオイルの燃料希釈推定装置において、
   前記再生制御の実行期間における前記エンジンオイルへの燃料の新規混入量を算出する手段と、
   前記再生制御の前回の実行から今回の実行までの再生インターバルにおける前記エンジンオイルからの燃料の揮発量を算出する手段と、
   それら算出された前記新規混入量と前記揮発量との差を前記再生制御の実行毎に積算して前記エンジンオイル中の燃料混入量を算出する手段と、
   を備えることを特徴とするエンジンオイルの燃料希釈推定装置。
3. 前記新規混入量は、再生制御の実行期間に後噴射された燃料の総量、及び再生制御の実行期間の長さのうちの少なくとも一方に基づいて算出される請求項２に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置。
4. 前記揮発量は、前記再生インターバルにおけるエンジン運転状態の履歴に基づき算出される請求項２又は３に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置。
5. 前記揮発量は、前記エンジンオイルの温度、エンジン冷却水の温度、エンジン回転速度の少なくとも１つについての前記再生インターバルにおける履歴に基づき算出される請求項２又は３に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置。
6. 前記揮発量は、当該エンジンの搭載された車両の前記再生インターバルにおける走行距離、及び前記再生インターバルにおける前記エンジンの稼働時間のいずれかに基づき算出される請求項２〜５のいずれか１項に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置。
7. 前記揮発量は、前回算出された前記燃料混入量に基づき算出される請求項２〜６のいずれか１項に記載のエンジンオイルの燃料希釈推定装置。

Images