JP2006105153A - Soot control system for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関(エンジン)に関し、特に、オイル交換が必要な時期をより正確に判定することを可能とするため、エンジンの潤滑に使用されるオイル内のスート(soot)の蓄積量を推定するシステム及び方法に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine (engine), and in particular, in order to make it possible to more accurately determine when oil replacement is necessary, the amount of accumulated soot in oil used for engine lubrication is reduced. The present invention relates to an estimation system and method.
ある運転状態におけるエンジンのオイル内、特にディーゼルエンジンのオイル内にスートが蓄積することはよく知られている。スートレベルが上がると、エンジンの耐久性に有害な影響を与える可能性がある。エンジンの過度の磨耗を防ぐため、オイルはオイル内のスート濃度が臨界的な所定限界値に到達する前に交換されなければならない。 It is well known that soot accumulates in engine oil, particularly diesel engine oil, under certain operating conditions. Increasing soot levels can have a detrimental effect on engine durability. In order to prevent excessive wear of the engine, the oil must be changed before the soot concentration in the oil reaches a critical predetermined limit.
スートの増加速度は車両の使用年数及びエンジンの使用年数を含むいくつもの要因に応じて変化する。過剰なスートレベルの発生及び結果として生じるエンジンの損傷リスクを防ぐため、オイル交換の間隔はオイル内に増加するスートに基づき、最悪の場合に備えて設定されるのが通常である。これは、多くのエンジンに関してオイルが必要よりも早く交換され、不必要なエンジン不使用期間の不利益を受けることを意味する。 The rate of increase of soot varies depending on a number of factors, including the age of the vehicle and the age of the engine. In order to prevent the occurrence of excessive soot levels and the resulting risk of engine damage, the oil change interval is usually set for the worst case based on the increasing soot in the oil. This means that for many engines the oil is changed sooner than necessary and suffers from unnecessary engine downtime.
エンジンが商用で使用される場合、この不利益は重大となる可能性があり、更に、不必要なオイル交換はエンジンの運転コストを増加させる。 This disadvantage can be significant if the engine is used commercially, and unnecessary oil changes increase the operating cost of the engine.
本発明の目的は、より正確なオイル内スート濃度の推定値を供給し、必要とされるときだけオイルが交換されるのを可能とするシステム及び方法を提供することである。 It is an object of the present invention to provide a system and method that provides a more accurate estimate of soot concentration in oil and allows oil to be changed only when needed.
本発明の第1の観点によれば、オイル潤滑された内燃機関の運転監視システムであって、潤滑油からスートを除去するための少なくとも1つのフィルター、発生スート量と除去スート量を示す信号を制御器に提供するために使用される1つ以上のセンサーに接続されて動作する制御器を有し、この制御器が、エンジンによって発生されオイル内に堆積(deposit)したスートの推定値を発生スート量センサー(複数の場合もあり)から算出すること、フィルターによってオイルから除去されたスートの推定値を除去スート量センサー(複数の場合もある)から算出すること及び、堆積したスートの推定値とオイルから除去されたスートの推定値とに基づいてオイル内のスート濃度の推定値を算出することを可能とされているシステムが提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an operation monitoring system for an oil-lubricated internal combustion engine, at least one filter for removing soot from the lubricating oil, and a signal indicating the generated soot amount and the removed soot amount. Having a controller operating in connection with one or more sensors used to provide to the controller, which generates an estimate of the soot generated by the engine and deposited in the oil Calculate from the soot amount sensor (s), calculate the estimated soot removed from the oil by the filter from the removed soot amount sensor (s), and estimate the accumulated soot And a system capable of calculating an estimate of the soot concentration in the oil based on the estimate of the soot removed from the oil .
制御器は更に、オイル内のスート濃度がオイル内スートの最大許容限界値を超えた場合にオイル交換が必要であることを示すため運転者警報装置を作動させることを可能とされ得る。 The controller may further be capable of activating a driver alarm device to indicate that an oil change is necessary when the soot concentration in the oil exceeds the maximum allowable limit of soot in the oil.
制御器は更に、エンジン整備履歴を示す少なくとも1つの信号を受け取り可能にされる場合がある。 The controller may further be enabled to receive at least one signal indicative of engine maintenance history.
エンジン整備履歴はオイル交換履歴に関するデータを含む場合があり、制御器はこのオイル交換履歴に基づいて、オイル内のスート濃度の推定値を高精度化することを可能とされ得る。 The engine maintenance history may include data relating to the oil change history, and the controller may be able to increase the accuracy of the estimated soot concentration in the oil based on the oil change history.
エンジン整備履歴はスート除去フィルターがいつ取り付けられたかに関するデータを含んでもよい。 The engine maintenance history may include data regarding when the soot removal filter was installed.
制御器は、オイル温度・レベルセンサーから1つ以上の信号を受け取ることが可能とされる場合もある。 The controller may be enabled to receive one or more signals from the oil temperature and level sensor.
制御器は、オイル温度・レベルセンサーから受け取ったオイルレベル信号に基づいて、オイル内のスート濃度を高精度化することが可能とされ得る。 The controller may be capable of increasing the soot concentration in the oil based on the oil level signal received from the oil temperature / level sensor.
オイルからスートを除去するために使用されるフィルターがバイパスフィルターの場合があり、制御器は更に、オイル内のスート濃度がオイル内のスートの所定限界値を超えたときのみオイルがバイパスフィルターを通過するよう、バイパスフィルターの使用を制御することが可能とされ得る。 The filter used to remove the soot from the oil may be a bypass filter, and the controller further passes the oil through the bypass filter only when the soot concentration in the oil exceeds the prescribed limit value of the soot in the oil. It may be possible to control the use of the bypass filter.
オイル内スート濃度の所定限界値を、オイル内のスートの最大許容濃度限界値よりも低くしてもよい。 The predetermined limit value of the soot concentration in the oil may be set lower than the maximum allowable concentration limit value of the soot in the oil.
制御器は更に、フィルターによってオイルから抽出されたスートの総量を推定すること及び、フィルターによって集積されたスートの総量が所定限界値よりも大きくなったときにエンジンの運転者に合図を出すことが可能にされ得る。 The controller may further estimate the total amount of soot extracted from the oil by the filter and signal the engine operator when the total amount of soot collected by the filter exceeds a predetermined limit. Can be enabled.
この所定限界値はフィルター内に蓄積され得るスートの最大量と略同じ値でもよい。 This predetermined limit value may be approximately the same as the maximum amount of soot that can be stored in the filter.
本発明の第2の観点によれば、エンジンを潤滑するために使用されるオイルからスートを除去する少なくとも1つのフィルターをもつ内燃機関の運転監視方法であって、エンジンの運転中にオイル内に蓄積されるスートを推定する工程、エンジンの運転中にフィルターによってオイルから除去されるスートを推定する工程及び、オイル内のスート濃度を推定するために蓄積されたスートの推定値と除去されたスートの推定値とを使用する工程を有する方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring the operation of an internal combustion engine having at least one filter for removing soot from the oil used to lubricate the engine, wherein Estimating the accumulated soot, estimating the soot removed from the oil by the filter while the engine is running, and estimating the accumulated soot and the removed soot to estimate the soot concentration in the oil And a method of using the estimated value.
この方法は、オイル内のスート濃度の推定値をオイル内のスート濃度の最大値と比較する工程及び、オイル内のスート濃度の推定値がオイル内のスート濃度の最大値を超えた場合にエンジンの運転者に警報する工程を更に有し得る。 This method compares the estimated value of the soot concentration in the oil with the maximum value of the soot concentration in the oil, and if the estimated value of the soot concentration in the oil exceeds the maximum value of the soot concentration in the oil, the engine The method may further include a step of warning the driver of the vehicle.
フィルターはバイパスフィルターである場合があり、本方法はオイル内のスート濃度が所定限界値を超えたときのみオイルをフィルターに流通させる工程を更に有し得る。 The filter may be a bypass filter and the method may further comprise the step of circulating the oil through the filter only when the soot concentration in the oil exceeds a predetermined limit value.
本方法は、フィルターによって除去されたスートの総量を推定する工程及び、蓄積されたスートの総量が所定限界値よりも大きくなったときにエンジンの運転者に合図を出す工程を更に有し得る。 The method may further comprise estimating a total amount of soot removed by the filter and signaling the engine operator when the accumulated amount of soot becomes greater than a predetermined limit value.
本方法が、オイル内のスート濃度の推定を高精度化するため、オイルの履歴に関するデータを使用する工程を更に有する場合もある。 The method may further comprise the step of using data relating to the oil history in order to improve the estimation of the soot concentration in the oil.
本方法が、オイル温度・レベルセンサーから受け取ったレベル信号に基づいて、オイル内のスート濃度の推定を高精度化する工程を更に有する場合もある。 The method may further comprise the step of increasing the accuracy of the soot concentration estimation in the oil based on the level signal received from the oil temperature / level sensor.
これより本発明を図面を参照しつつ、例に基づいて説明する。 The invention will now be described by way of example with reference to the drawings.
図1及び図4を参照すると、エンジン5の動作を制御し、種々のデータ処理機能を実行するためにエンジンに接続された電子制御器(electronic control unit:ECU)若しくは制御器10をもつ、ディーゼルエンジン5の形式の内燃機関が示される。制御器10は、オイル蓄積槽又はオイルパン6からオイルクーラー7及びメインフィルター又はフルフローフィルター8(full flow filter)を通ってエンジン5にオイルを圧送するように設計された可変容量型のオイルポンプ15に接続され、そのオイルポンプ15からの出力を制御可能とされる。オイルは通常の方法でエンジン5を循環させられ、その後、オイルパン6に戻される。
1 and 4, a diesel having an electronic control unit (ECU) or
フルフローフィルター8は過剰な背圧又は圧力損失がなく、オイル内の大きな屑(debris)を捕らえるように設計され、およそ15ミクロン以上の粒径をもつ屑のみを捕らえることが出来るよう、比較的きめの粗い濾材をもつ。したがって、フルフローフィルター8は、スートがオイルの中で微小粒子の形態で分散させられる通常の運転状態において、きめが粗すぎるので、2ミクロンの微粒子を捕らえ得るフィルターを必要とするオイル内のスート微粒子を捕らえることは出来ない。
The
オイルからスート微粒子を除去するため、バイパスフィルター16が制御バルブ17を介してオイルの主要回路に接続される。制御バルブ17は制御器10によって、オイルからのスートの除去が要求されたときにオイルがバイパスフィルター16を流れることを可能とする。
In order to remove soot particulates from the oil, a
この場合、バイパスフィルターは遠心式フィルターであるが、他のタイプのフィルターが使用され得ることは理解されるであろう。 In this case, the bypass filter is a centrifugal filter, but it will be understood that other types of filters may be used.
制御器10はエンジン運転状態センサー11、オイル温度・レベルセンサー12、整備履歴センサー13及び、フィルターセンサー14を含む数多くのセンサーからの入力を受け取るように設計される。
エンジン運転状態センサー11は単一のセンサーではなく、エンジン速度センサー(不図示)及びエンジン負荷センサー(不図示)の二つの独立したセンサーであり、それぞれ、エンジン5の速度と負荷を示す信号を制御器10に供給する。これらの信号は制御器10によって、オイル内に堆積しているスートを推定するためのスートマップを使うために使用される。すなわち、スートマップはエンジン速度及び負荷と、生じ得るスート堆積量との関係を含む。オイルのスート含有量を推定する技術は、米国特許出願公開2003-0051696号に詳細に記述される。
The engine
温度・レベルセンサー12は、オイルパン6内のオイルの温度とオイルのレベルに関するデータを提供する。この情報は制御器10によって、オイルの温度を判定するために使用され、そして、オイルが加えられたか否かを判定するのに使用され、もしオイルが追加されたならば、追加されたオイル量を判定するために使用される。
The temperature /
整備履歴センサー13は、いつオイルが交換され、いつフルフローフィルター8及びバイパスフィルター16が交換されたかに関する情報を提供する。この情報は、エンジン5を整備するための整備工場で使用される診断ツールに基づき、コンピューターから制御器10にダウンロードされるが、他のいくつかの方法で提供され得ることは理解されるであろう。
The
フィルターセンサー14は遠心式バイパスフィルター16の回転速度を監視し、オイルから除去されたスート量の推定値は、センサー14から得られた秒あたりのスートの除去速度をスートの実際の質量に変換することにより、この回転速度から得られ得る。遠心式フィルター16によって除去されるスートの推定に適用され得る技術は、米国特許出願公開2003-0078152号に記述される。
The
もし別のタイプのフィルターがバイパスフィルターとして使用されるならば、異なった技術が除去されたスートの質量の推定に使用されるだろう。 If another type of filter is used as a bypass filter, a different technique will be used to estimate the mass of the removed soot.
本システムの動作は制御器内に具現化される方法を参照にしてより詳細に後述されるが、簡単な言い方をすると、本システムの動作は次の通りである。 The operation of the system will be described in more detail below with reference to the method embodied in the controller. In short, the operation of the system is as follows.
エンジン5によって発生しオイルの中に堆積したスート量の推定値は、制御器10のメモリー内に備えられたスートマップを使用して算出される。遠心式バイパスフィルター16によってオイルから除去されたスート量は、フィルター・スート計算器内でフィルターセンサー14からの入力を使用して算出される。これら二つの数値はその後、オイル内に残っているスートを推定するために使用される。この推定値はその後、整備履歴センサー13からのデータと、エンジンに追加されたオイル又はオイル交換を考慮するための温度・レベルセンサー12からのデータを使用して、高精度化される。これは、最新のオイル内のスート濃度の推定値を提供する。
The estimated value of the soot amount generated by the engine 5 and accumulated in the oil is calculated using a soot map provided in the memory of the
制御器10は更に、このオイル内のスート濃度の判定に応じて、他のいくつかの機能を発揮可能とされる。
Further, the
制御器10は、もしオイル内のスート濃度が第1所定限界値を超えたならば、オイルが遠心式フィルター16を通って流れることを許容するためにバルブ17を開くが、もしオイル内のスート濃度がこの限界値よりも低いならば、バルブ17が、オイルが遠心式フィルター16を通って流れないように閉じたままにされるよう、動作可能とされる。これは、オイルからのスートの除去が実際に必要なときだけバイパスフィルターの使用を許容するので、有利である。この第1の所定限界値は、オイル内のスートによってエンジン5に損傷が生じることがないレベルよりも低いレベルに設定される。オイルからスートを除去するために使用されるフィルターの形式に関係なく、オイルからスートの微小粒子を取り除くのが可能なフィルター内をオイルが通るときにエネルギーが使用されるので、バイパスフィルターを選択的に使用することの利点は、使用エネルギーを下げることである。
The
図1及び図4に示されるシステムの更なる利点は、制御器10によって制御され且つ、ポンプからの出力がエンジン5の速度に直接的に関係しない可変出力ポンプ15が使用されている点である。これは、要求されたオイル流量の供給が必要とされるときはいつでも、ポンプ15が作動されることを可能とする。したがって、ポンプ15を、エンジンがアイドリングしているにも関わらず、500キロパスカル(5 bar)といった比較的高い圧力を供給するように設計することが可能であり、それによって、エンジン5の運転速度に関わらず遠心式フィルター16による効果的なスートの除去を可能とする。
A further advantage of the system shown in FIGS. 1 and 4 is that a
制御器10は、オイル内のスート濃度が最大許容限界値を超えた場合にエンジンの運転者にオイル交換が必要であると警告するように動作可能とされる。この場合、これはオイル交換指示ランプ21を点灯することによって達成されるが、視覚的だけでなく聴覚的な他の方法でも達成され得る。典型的な最大濃度は、オイル内のスートの質量によって3%となるであろう。これが、オイル1リットルあたりのグラム数(g/L)のように、スートの質量として表現され得ることは理解されるであろう。
The
制御器10はまた、遠心式フィルター16によってオイルから除去されたスートの総量を算出するように動作可能とされる。これは、遠心式フィルター16内に蓄積されたスートに等しい、除去されたスートの連続的な経過を保持するスート蓄積量計算器によって行われる。遠心式フィルター16内に蓄積されたスートの量が、遠心式フィルター16内に蓄積され得るスートの最大安全量と同等の所定限界値を超えたとき。この限界値が超えられたとき、制御器はエンジン5の運転者に警報するよう動作可能とされる。この場合、これはフィルター交換ランプ22の点灯によって達成されるが、視覚的だけではなく聴覚的な他の方法によって達成され得る。
図2及び図3を参照すると、制御器10内に備えられた、前述した機能を実行するための方法が示される。
2 and 3, a method for performing the above-described functions provided in the
図2を具体的に参照すると、その方法は「キーオン」のようなエンジン作動入力に対応するステップ100において開始する。
Referring specifically to FIG. 2, the method begins at
ステップ110において、エンジン5によって発生されオイルに移動するスートの量(SPRODUCED)が、スートマップ及び、エンジン運転状態センサー11から受け取ったエンジン速度の値とエンジン負荷の値とを用いて算出される。
In
ステップ120において、遠心式フィルター16によってオイルから除去されたスートの量(SREMOVED)が、センサー14による検出値としての遠心式フィルター16の回転速度に基づいて算出される。
In
ステップ130において、算出された移入値及び除去値に基づき、下式を用いてオイル内のスート量の推定が行われる。
In
SC = (SPRODUCED - SREMOVED ) / Ov g/L
ここで、SCはオイルのスート含有量であり、Ovはエンジン5内のオイルの体積である。
S C = (S PRODUCED -S REMOVED ) / Ov g / L
Here, SC is the soot content of oil, and Ov is the volume of oil in the engine 5.
この推定はステップ140において二つの方法のうちの1つによって高精度化され、もし、整備履歴センサー13がオイルが交換されたことを示すならば、計算は整備履歴センサー13から受け取った新しいオイル体積の値に基づき、そして、新しいオイルはスート濃度が0であるという認識に基づいて、実行される。換言すれば、オイルの詰め替えは、オイル内のスート濃度の産出に関する限り、システムをリセットする。
This estimate is refined in
もし整備履歴センサー13がエンジン5にオイルが追加されたことを示すならば、制御器10は新しく加えられたオイルに基づいてオイルの体積を更新し、そして、新しく加えられたオイルのために計算を修正する。これは、新しく加えられたオイルにはスート含有量がなく、その結果、新しいオイル内のスート濃度は、古いオイルのオイル内スート濃度と新しいオイルのスート濃度=0との組み合わせとなるからである。
If the
例えば、古いオイルがX g/Lの濃度をもち、エンジン内に4リットル(L)の古いオイルがあり、そして1Lの新しいオイルが追加されたと仮定するならば、高精度化されたSCは以下のようになる。 For example, assuming that the old oil has a concentration of X g / L, there is 4 liters (L) of old oil in the engine, and 1 L of new oil has been added, the refined SC is become that way.
SC = (4 * X + 1*0)/ (4+1) = 0.8X g/L
4Lという値は、エンジン5のユーザーがエンジン5にオイルを加えたとき及び、オイルが使用されたときを判定するのためにも使用される温度・レベルセンサー12から得られるだろう。温度・レベルセンサー12はまた、オイルパン6内のオイルレベルから推定され得るエンジン5内のオイル量の変化についての情報の提供にも使用される。この情報はオイル内のスート濃度の算出を高精度化するために使用されるが、この場合、高精度化は、もしオイルレベルが下がっているならば、ステップ130におけるオイル内のスート濃度の最初の計算の中で、オイルの体積値(Ov)を測定されたオイルレベルに基づいて修正することによって行われ、また、もしオイルレベルが増加しオイルの追加を示すならば、ステップ140において上述したように処理される。このようにして、オイル内のスート濃度は理論的な値ではなく、常にエンジン5の実際のオイル含有量の最適な推定値に基づいて算出される。
S C = (4 * X + 1 * 0) / (4 + 1) = 0.8X g / L
A value of 4L may be obtained from the temperature and
次のステップは、エンジン5の損傷を防止するためにオイルからスートを除去する必要があるかどうかを判定することである。これは、算出されたスート含有量SCを、エンジン5に僅かに損傷を生じさせる又は、損傷を生じさせないことが解っているオイル内のスート濃度の所定限界値SC limitと比較することによって達成される。もしオイル内のスート濃度がその限界値よりも低いならば、オイルからスートを除去する必要性はなく、本方法はステップ110に戻る。 The next step is to determine if soot needs to be removed from the oil to prevent damage to the engine 5. This is done by comparing the calculated soot content S C with a predetermined limit value S C limit of the soot concentration in the oil that is known to cause slight or no damage to the engine 5. Achieved. If the soot concentration in the oil is below its limit value, there is no need to remove the soot from the oil and the method returns to step 110.
オイルの温度と体積が温度・レベルセンサー12から得られ得るので、オイル中のスートの質量割合を算出することも可能であることが理解されるであろう。
It will be appreciated that since the temperature and volume of the oil can be obtained from the temperature and
しかしながら、もしオイル内のスート濃度が所定限界値を超えているならば、オイルからスートを除去する必要があり、本方法は、そこにおいてバイパスフィルター16が作動されポンプ15がオイルからスートを除去すべく正確な圧力でオイルをバイパスフィルター16に通すように操作される、ステップ160に進む。この濾過処理は、エンジン5の耐久性に不利な影響を与えないようオイルから充分なスートを除去するために充分と推定される所定時間の間、継続する。バイパスフィルター16がどのくらいの期間作動される必要があるかを判定するために種々の技術が使用され得ることは理解されるであろう。
However, if the soot concentration in the oil exceeds a predetermined limit value, it is necessary to remove the soot from the oil, and the method then activates the
濾過が完了したのち、オイル内のスート濃度は第2の高レベルSC MAXと再照合される。SC MAXは、エンジン5に損傷を生じさせる可能性のあるオイル内スートのレベルであり、ステップ150で使用された所定限界値よりも高い濃度である。もし、オイル内のスート濃度SCがSC MAXを超えるならば、本方法は、オイル交換ランプ21が作動されるステップ180に進むが、一方、オイル内のスート濃度がSC MAXよりも低いならば、本方法はステップ110に戻る。実際には、オイル交換ランプ21は、バイパスフィルター16が一杯又は、何かの理由で作動を停止しているときのみ、スートによって点灯させられ、その他の場合は、バイパスフィルター16が、オイル内のスート濃度がこの最大限界値よりも下に留まることを確かなものとする。
After filtration is complete, the soot concentration in the oil is rechecked with the second high level S C MAX . S C MAX is the level of soot in oil that can cause damage to the engine 5 and is higher than the predetermined limit value used in
この処理は、エンジン5が作動する間及び、エンジンスイッチオフにおけるデータが、エンジン5が再始動され本方法が再作動されるときの開始データとしてふるまうために制御器10によって蓄積される間も継続する。これは、オイル内のスート濃度の正確な算出を常時維持することを確かなものとする。この方法がエンジン5が作動する間、継続的に作動し得ること、又は、エンジン5が始動されたときに1回だけ作動し得ること、又は、エンジンが特定の経過時間運転したとき又は他の如何なる適切な頻度で作動し得ることは理解されるであろう。
This process continues while the engine 5 is running and while the data at engine switch off is accumulated by the
本方法がまた、バイパスフィルター16内のスート堆積速度を、エンジン負荷及び速度に基づく予想堆積速度と比較し、堆積速度が予想されたものよりも非常に高いかどうかを判定することも可能であることは理解されるであろう。これは、エンジン5が正確に作動していないこと、又は、スート堆積速度を算出するシステムが誤った作動をしていることを示し、いずれの場合においても、それは、システムチェックが望ましいことをユーザーに示すためにも使用され得る有用な診断ツールである。
The method may also compare the soot deposition rate in the
そこで図3を参照すると、バイパスフィルター16の中に蓄積されたスートを算出するルーティンが示される。ステップ100は図2のステップ100に対応し、実際にはこのルーティンは、図2及び図3に示されているルーティンと連結している。ステップ310でフィルターのスート蓄積量(SS )の推定が行われる。これは、フィルターセンサー14から供給される除去スート値を使用して行われ、そこで、バイパスフィルター16内に蓄積されるスートの総量の値を提供するため、除去スート値は積分又は総計される。フィルターセンサー14からの信号が単にフィルターの回転速度の値であり、これと実際のスート除去量との関係が厳密な値ではなくて推定値なので、この値が唯一の推定値であることは理解されるであろう。加えて、遠心式フィルター16が初めて回転し始めるときのような過渡期の作動状態の間、スートのいくらかは、バイパスフィルター16からオイルに戻り得る。しかしながら、この推定値は、バイパスフィルター16が一杯になって交換又は空にすることが必要なときについての規準を提供するためには充分正確である。
Thus, referring to FIG. 3, a routine for calculating the soot accumulated in the
ステップ320において、推定スート量(SS )は蓄積スート最大許容量(SS MAX )と比較され、もし推定スート蓄積量(SS )が最大量(SS MAX )を超えているならば本方法は、フィルター交換ランプ22が点灯されるステップ330に進み、そうでなければ、本方法は新しい推定の更新が行われるステップ310に戻る。整備履歴センサー13から受け取った情報に基づき、新しいバイパスフィルター16が取り付けられたときはいつも、算出結果は初期化又は0にリセットされる。
In
したがって、要約すると、本発明は、整備の間隔を可能な限り広くすべく、オイルの使用寿命を最大化する。それは、劣化したオイルによってエンジンが損傷する可能性を低減する。それは、要求される整備の数を低減し、それゆえ整備コストを低減することによって、顧客の運転コストを低減する。 In summary, therefore, the present invention maximizes the service life of the oil in order to make the maintenance intervals as wide as possible. It reduces the possibility of engine damage from degraded oil. It reduces customer operating costs by reducing the number of maintenance required and hence reducing maintenance costs.
第2の利点は、可変流量オイルポンプが、オイルを掃除する必要があるときに遠心式フィルターを駆動すべくオイルの追加流量を提供するだけなので、燃料消費が改善する点である。 A second advantage is that fuel consumption is improved because the variable flow oil pump only provides an additional flow of oil to drive the centrifugal filter when the oil needs to be cleaned.
第3の利点は、オイル内のスート蓄積量が、予測レベルと比較され、過剰なスートの発生が検出され、整備チェックが要求され得る点である。 A third advantage is that the amount of soot accumulation in the oil can be compared with the predicted level to detect the occurrence of excessive soot and require a maintenance check.
本発明を具体的な実施形態を参照して、例を用いて述べてきたが、本発明がそれに限定されるものではなく、記述された実施形態に対して種々の代案又は修正が、本発明の範囲から逸れることなく行われ得ることは、この技術分野の当業者によって理解されるであろう。例えば、発明はディーゼルエンジンを参照して記述されているが、それに限定されるものではなく、スートがオイルに移動させられ、整備間隔を延ばすことが望ましい如何なるエンジンにも使用可能である。同様に、本発明は単一の制御器の使用を参照して記述されているが、いくつかの計算装置が連結されたものでもよいことは理解されるであろう。 Although the invention has been described by way of example with reference to specific embodiments, the invention is not limited thereto and various alternatives or modifications to the described embodiments are contemplated. It will be understood by those skilled in the art that this can be done without departing from the scope. For example, while the invention has been described with reference to a diesel engine, it is not so limited and can be used with any engine where it is desirable to move the soot to oil and prolong maintenance intervals. Similarly, although the invention has been described with reference to the use of a single controller, it will be understood that several computing devices may be linked.
更に、オイルから除去されたスート又は、フィルター内に蓄積されたスートを推定するための速度センサーをもつ高度な遠心式フィルターを使用する代わりに、通常の遠心式フィルターを使用し、事前のテスト作業を通じて、除去されたスート及び蓄積されたスートが、濾過が行われている時間期間に関する情報及び、エンジン速度、エンジン負荷、オイル圧、温度のような他の要素を用いて得られるルックアップテーブルを設定することも可能であることは理解されるであろう。 In addition, instead of using an advanced centrifugal filter with a speed sensor to estimate the soot removed from the oil or the soot accumulated in the filter, a conventional centrifugal filter is used to perform preliminary testing. Through the removed soot and accumulated soot information about the time period during which the filtration is taking place and a lookup table obtained using other factors such as engine speed, engine load, oil pressure, temperature It will be understood that it can also be set.
Claims (17)
潤滑油からスートを取り除くための少なくとも1つのフィルターと、
制御器と、
スート発生及びスート除去を示す信号を上記制御器に提供するために使用される1つ以上のセンサーとを有し、
上記制御器が、
上記スート発生センサーから、エンジンによって発生されオイル内に堆積したスートの推定値を算出すること、
上記少なくとも1つのスート除去センサーによって、オイルから除去されたスートの推定値を算出すること及び、
上記堆積したスートの推定値と、上記オイルから除去されたスートの推定値とに基づいて、オイル内のスート濃度の推定値を算出することが可能とされていることを特徴とするシステム。 An operation monitoring system for an engine lubricated with oil,
At least one filter for removing soot from the lubricating oil;
A controller;
One or more sensors used to provide signals to the controller indicating soot generation and soot removal;
The controller is
Calculating an estimate of the soot generated by the engine and deposited in the oil from the soot generation sensor;
Calculating an estimate of soot removed from the oil by the at least one soot removal sensor; and
A system capable of calculating an estimated value of soot concentration in oil based on the estimated value of accumulated soot and the estimated value of soot removed from the oil.
上記制御器が、上記オイル交換履歴に基づいてオイルのスート濃度の推定を高精度化することを可能とされていることを特徴とする請求項3に記載のシステム。 The engine maintenance history includes data on oil change history,
The system according to claim 3, wherein the controller is configured to increase the accuracy of estimating the soot concentration of oil based on the oil change history.
上記制御器が更に、オイル内の上記スート濃度がオイル内の所定濃度限界値を超えたときのみオイルがバイパスフィルターを通過するよう、バイパスフィルターの使用を制御することを可能とされていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1つに記載のシステム。 The filter used to remove soot from the oil is a bypass filter,
The controller is further capable of controlling the use of the bypass filter so that the oil passes through the bypass filter only when the soot concentration in the oil exceeds a predetermined concentration limit value in the oil. A system according to any one of claims 1 to 7, characterized in that
集積されたスートの総量が所定限界値よりも大きいときエンジンの運転者に表示することを可能とされていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1つに記載のシステム。 The controller further estimating the total amount of soot removed from the oil by the filter; and
10. A system according to any one of the preceding claims, characterized in that it can be displayed to the engine operator when the total amount of soot accumulated is greater than a predetermined limit value.
上記エンジンの運転中に上記オイル内に蓄積されるスートを推定する工程と、
上記エンジンの運転中に上記フィルターによって上記オイルから除去されるスートを推定する工程と、
上記オイル内のスート濃度を推定するために上記蓄積されたスートの推定値及び上記除去されたスートの推定値を使用する工程とを有することを特徴とする方法。 A method for monitoring the operation of an internal combustion engine having at least one filter for removing soot from oil used to lubricate the engine,
Estimating the soot accumulated in the oil during operation of the engine;
Estimating the soot removed from the oil by the filter during operation of the engine;
Using the accumulated soot estimate and the removed soot estimate to estimate the soot concentration in the oil.
オイル内のスート濃度の上記推定値がオイル内のスート濃度の上記最大値を超えた場合にエンジンの運転者に警報する工程とを更に有することを特徴とする請求項12に記載の方法。 Comparing the estimated value of soot concentration in oil with the maximum value of soot concentration in oil;
13. The method of claim 12, further comprising alerting an engine operator when the estimated value of soot concentration in oil exceeds the maximum value of soot concentration in oil.
オイル内の上記スート濃度が所定限界値を超えたときのみオイルを上記フィルターに流通させる工程を更に有することを特徴とする請求項12又は13に記載の方法。 The above filter is a bypass filter,
14. The method according to claim 12, further comprising the step of circulating the oil through the filter only when the soot concentration in the oil exceeds a predetermined limit value.
上記蓄積されたスートの総量が所定限界値よりも大きくなったときにエンジンの運転者に合図を出す工程とを更に有することを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1つに記載の方法。 Estimating the total amount of soot removed by the filter;
15. The method of any one of claims 12 to 14, further comprising the step of signaling the engine operator when the total amount of stored soot is greater than a predetermined limit value. .
The method according to claim 16, further comprising the step of refining the estimation of the soot concentration in the oil based on a level signal received from an oil temperature / level sensor.
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