JP2006274931A - ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関のオイル劣化判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クランクケース内のガスの発生に基づいて、エンジンオイルの劣化の状態を判定する、ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関のオイル劣化判定装置を提供する。
【解決手段】 ＥＣＵは、スロットル開度を検知するステップ（Ｓ１００）、エンジン回転数を検知するステップ（Ｓ１１０）と、オイル劣化抑制制御が実行中であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）マップ（２）を選択するステップ（Ｓ１３０）と、オイル劣化抑制制御が実行中でないと（Ｓ１２０にてＮＯ）マップ（１）を選択するステップ（Ｓ１４０）と、窒素酸化物の濃度を算出するステップ（Ｓ１５０）、二酸化炭素の濃度を算出するステップ（Ｓ１６０）と、窒素酸化物の濃度または二酸化炭素の濃度が警告しきい値よりも高い状態が予め定められた時間継続していると（Ｓ１７０にてＹＥＳかつＳ１８０にてＹＥＳ）、オイル劣化警告処理を実行するステップ（Ｓ１９０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、ＰＣＶ装置を備えた内燃機関のオイルに発生する問題に関し、特に、クランクケース内のガス濃度が高いことによるオイルの問題の発生を判定する判定装置に関する。ここで、ＰＣＶとは、「Positive Clankcase Ventilation」の略であり、ＰＣＶ装置とは、ブローバイガス還元装置を意味する。

一般の車両には、内燃機関（エンジン）のシリンダとピストンの隙間から吹き抜けるガスを大気中に放出せずに、再び吸気マニホールドを通してエンジンに導いて再燃焼させるブローバイガス還元装置が設けられている。ブローバイガスを再燃焼させることにより、炭化水素（ＨＣ）の低減が可能となる。

このようなブローバイガスについて、特開平９−６８０２８号公報（特許文献１）は、クランクケース内を負圧状態に制御し、ブローバイガス流量を必要最小とし、燃焼状態を改善するとともに、減速時にソレノイドバルブの開放状態をフィードバック制御し、減速時のブローバイガスの流量制御を確実に行なう内燃機関のブローバイガス制御装置を開示する。この内燃機関のブローバイガス制御装置は、クランクケースを第１連絡通路によってスロットルバルブ上流側の吸気通路に連絡して設けるとともに第２連絡通路によってスロットルバルブ下流側の吸気通路に連絡して設け、第２連絡通路途中にＰＣＶバルブを設けた内燃機関において、ＰＣＶバルブの代わりにソレノイドバルブを設け、クランクケース内の圧力を検出する圧力センサを設け、この圧力センサからの検出信号と吸気通路の吸気管圧力とエンジン回転数との検出信号とを入力しクランクケース内を負圧状態とすべくソレノイドバルブの開放状態をデューティ値によってフィードバック制御する制御手段を設けたことを特徴とする。

この内燃機関のブローバイガス制御装置によると、クランクケース内を負圧状態とすべく制御手段によって制御することができ、ブローバイガス流量が必要最小となり、燃焼状態を改善し得て、実用上有利である。また、減速時に、制御手段によってソレノイドバルブの開放状態をフィードバック制御できることにより、減速時のブローバイガスの流量制御を確実に行なうことができ、オイル消費量を低減でき、コストを低廉とし得て、経済的に有利である。
特開平９−６８０２８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された装置は、燃焼向上を目的としたものであって、この燃焼向上レベルによってはＮＯｘ（窒素酸化物）の発生を増加させて、エンジンオイルの劣化を促進してしまうことも考えられるが、このようなエンジンオイルの劣化の判定についての開示がない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、クランクケース内のガスの発生を検知して、エンジンオイルの劣化の状態を判定する、ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関のオイル劣化判定装置を提供することである。

第１の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置は、クランクケースと吸気管と吸気管に設けられ内燃機関へ供給される吸気量を制御するスロットルバルブとを有する内燃機関であって、クランクケース内に生じるブローバイガスを、クランクケース内から吸気管のスロットルバルブよりも下流に還流するためのブローバイガス還元装置を備えた内燃機関のオイルの劣化を判定する。このオイル劣化判定装置は、ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかの濃度が高い領域にあるか否かを検知するための検知手段と、検知手段により検知された濃度に基づいて、内燃機関のオイルの劣化状態を判定するための判定手段とを含む。

第１の発明によると、内燃機関内のブローバイガス中の窒素酸化物および二酸化炭素の濃度が高いと、これらのガスがエンジンオイルと反応してオイルを劣化させる傾向が強い。このことから、検知手段がブローバイガス中の窒素酸化物および二酸化炭素の濃度が高い領域にあることを検知した場合には、判定手段により内燃機関のオイルが劣化している状態であることが判定される。その結果、クランクケース内のガスの発生を検知して、エンジンオイルの劣化の状態を判定する、ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関のオイル劣化判定装置を提供することができる。

第２の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置においては、第１の発明の構成に加えて、判定手段は、検知された濃度が予め定められた濃度よりも高い領域にあると、オイルが劣化していると判定するための手段を含む。

第２の発明によると、内燃機関内のブローバイガス中の窒素酸化物および二酸化炭素の濃度が高いほど、これらのガスがエンジンオイルと反応してオイルを劣化させる傾向が強くなる。このため、検知された濃度が予め定められた濃度よりも高い領域にあると、オイルが劣化していると判定するようにして、的確にオイル劣化を判定できる。

第３の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置においては、第１の発明の構成に加えて、判定手段は、検知された濃度が予め定められた濃度よりも高い領域にある状態が予め定められた時間以上継続すると、オイルが劣化していると判定するための手段を含む。

第３の発明によると、内燃機関内のブローバイガス中の窒素酸化物および二酸化炭素の濃度があまり高くなくても、そのような濃度の状態が継続して長い時間経過すると、これらのガスがエンジンオイルと反応してオイルを劣化させる傾向が強くなる。このため、検知された濃度が予め定められた濃度よりも高い領域にある状態が予め定められた時間以上継続すると、オイルが劣化していると判定するようにして、的確にオイル劣化を判定できる。

第４の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置においては、第１の発明の構成に加えて、判定手段は、領域毎に予め定められた時間を変更して、検知された濃度が予め定められた濃度よりも高い領域にある状態が予め定められた時間以上継続すると、オイルが劣化していると判定するための手段を含む。

第４の発明によると、濃度が高い領域にある場合にはその時間が短くても、これらのガスがエンジンオイルと反応してオイルを劣化させる傾向が強くなり、濃度が低い領域にある場合にはその時間が長くなければ、これらのガスがエンジンオイルと反応してオイルを劣化させる傾向が強くならない。このため、領域毎に異なる時間を予め設定して、その予め定められた時間以上、その濃度の領域にある状態が継続すると、オイルが劣化していると判定するようにして、的確にオイル劣化を判定できる。

第５の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置においては、第４の発明の構成に加えて、濃度が高い領域であるほど、領域毎に定められた時間は短いものである。

第５の発明によると、濃度が高いほどその領域にある時間がより短くても、これらのガスがエンジンオイルと反応してオイルを劣化させる傾向が強くなるので、濃度が高いほど時間を短くして、的確にオイル劣化を判定できる。

第６の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関は、検知手段により窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかの濃度が高い領域にあると、ブローバイガスの流量が増加するようにブローバイガスバルブを開くように制御するための制御手段をさらに含む。クランクケース内に生じるブローバイガスは、ブローバイガスバルブを介して、シリンダヘッドカバーから吸気管におけるスロットルバルブよりも下流に還流される。ブローバイガス還元装置は、スロットルバルブよりも上流側の吸気管とシリンダヘッドカバーとを連通する連通管をさらに含み、制御手段によりブローバイガスバルブが開かれると、連通管を流通して内燃機関に供給される吸気量が増加する。検知手段は、ブローバイガスバルブの開閉状態に基づいて、領域を変更して、ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかの濃度が高い領域にあるか否かを検知するための手段を含む。

第６の発明によると、ブローバイガスバルブが開く方向に制御され、スロットルバルブが閉じる方向に制御されると、スロットルバルブ下流側のシリンダヘッドカバーの負圧が大きくなっているので、連通管を通って新気が導入される。連通管を通って導入された新気はブローバイガスと混合されて、ブローバイガスバルブを通って燃焼室に供給される。これにより、ブローバイガス中の窒素酸化物および二酸化炭素の濃度を低下させることができる。このようなオイル劣化抑制制御が行なわれている場合（ブローバイガスバルブが開いている状態）と、オイル劣化抑制制御が行なわれていない場合（ブローバイガスバルブが閉じている状態）とで、ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかの濃度が高い領域になるか否かを判定する領域を変更する。このようにすると、オイル劣化抑制制御の実行されている場合と実行されていない場合とが混在する場合であっても、的確にオイル劣化を判定できる。

第７の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、内燃機関の回転数およびスロットルバルブの開度に基づいて、ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかが高い領域にあるか否かを検知するための手段を含む。

第７の発明によると、予め試験的に、内燃機関の回転数およびスロットルバルブの開度に基づいて、窒素酸化物および二酸化炭素の濃度領域を算出しておいてマップ化しておくので、回転数とスロットルバルブの開度とに基づいて、ブローバイガス中の窒素酸化物および二酸化炭素の濃度を算出することができる。さらに、このマップに基づいて、的確にオイル劣化を判定できる。

第８の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置は、クランクケースと吸気管と吸気管に設けられ内燃機関へ供給される吸気量を制御するスロットルバルブとを有する内燃機関であって、クランクケース内に生じるブローバイガスを、クランクケース内から吸気管のスロットルバルブよりも下流に還流するためのブローバイガス還元装置を備えた内燃機関のオイルの劣化を判定する。このオイル劣化判定装置は、ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかの濃度を検知するための検知手段と、濃度で内燃機関が運転された時間を計測するための計測手段と、検知手段により検知された濃度と計測手段により計測された時間とに基づいて、内燃機関のオイルの劣化状態を判定するための判定手段とを含む。

第８の発明によると、内燃機関内のブローバイガス中の窒素酸化物および二酸化炭素の濃度が高いと、これらのガスがエンジンオイルと反応してオイルを劣化させる傾向が強い。このことから、検知手段がブローバイガス中の窒素酸化物および二酸化炭素の濃度を検知するとともに、計測手段がその濃度で内燃機関が運転された時間を計測する。短い運転時間であっても高濃度であればオイルの劣化の度合いが大きく、低い濃度であっても長い運転時間であればオイルの劣化の度合いが大きい。このため、判定手段により、濃度と時間とに基づいて、内燃機関のオイルが劣化している状態であることが判定される。その結果、クランクケース内のガスの発生を検知して、エンジンオイルの劣化の状態を判定する、ブローバイガス還元装置を備えた内燃機関のオイル劣化判定装置を提供することができる。

第９の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置においては、第８の発明の構成に加えて、判定手段は、検知手段により検知された濃度に対応した値と計測手段により計測された時間に対応した値とを乗算した乗算値に基づいて、内燃機関のオイルの劣化状態を判定するための判定手段とを含む。

第９の発明によると、短い運転時間であっても高濃度であればオイルの劣化の度合いが大きく、低い濃度であっても長い運転時間であればオイルの劣化の度合いが大きいので、濃度に対応した値（濃度自体や濃度の度合いに対応した係数）と時間に対応した値（時間自体や時間の長さに対応した係数）とを乗算して、その乗算値に基づいて、内燃機関のオイルが劣化しているか否かを判定できる。

第１０の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置においては、第９の発明の構成に加えて、判定手段は、乗算値を積算した値に基づいて、内燃機関のオイルの劣化状態を判定するための判定手段とを含む。

第１０の発明によると、濃度に対応した値（濃度自体や濃度の度合いに対応した係数）と時間に対応した値（時間自体や時間の長さに対応した係数）とを乗算して、その乗算値を積算した値に基づいて、内燃機関のオイルが劣化しているか否かを判定できる。

第１１の発明に係る内燃機関のオイル劣化判定装置は、第１〜１０のいずれかの発明の構成に加えて、判定手段により判定されたオイルの劣化状態に基づいて、警告情報を出力するための手段をさらに含む。

第１１の発明によると、ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の濃度が高く、判定手段によりオイルが劣化していると判定された場合には、警告情報が出力されるので、運転者やメンテナンス担当者が、オイルの劣化状態を知ることができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るエンジン制御システムが制御する、ＰＣＶ装置が実装されたエンジン１００の断面について説明する。図１には、エンジン１００の軽負荷時の状態を示す。

図１に示すように、このエンジン１００は、主として、シリンダ１０４と、ピストン１０６と、クランクケース１０２と、シリンダヘッド１１６とから構成される。ブローバイガスは、ピストンリングとシリンダ１０４との隙間からクランクケース１０２へ漏れる混合ガスのことであって、このブローバイガスには多量の炭化水素や水分が含まれており、かつ強酸性であるため、あまり多いとエンジンオイルの劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、炭化水素が含まれているため、このまま大気に解放することは環境によくない。そのため、ブローバイガスはＰＣＶ管路１２２Ａ（軽負荷時）、ＰＣＶ管路１２２ＡおよびＰＣＶ管路１２２Ｂ（高負荷時）を通して、吸気マニホールドの負圧を利用して強制的に吸気系統へ戻されることになる。この軽負荷時におけるブローバイガスおよび新気の流れを矢印で示す。

軽負荷時においては、電子スロットルバルブ１１８が閉じる傾向に制御されており、電子スロットルバルブ１１８下流側のシリンダヘッド１１６側の負圧が大きくなっているので、ＰＣＶ管路１２２Ｂを通って新気が導入される。ＰＣＶ管路１２２Ｂを通って導入された新気はブローバイガスと混合されて、電子ＰＣＶバルブ（電子ブローバイガスバルブ）１２３およびＰＣＶ管路１２２Ａを通って燃焼室に供給される。このとき、新気にはブローバイガスに比較して窒素酸化物および二酸化炭素を多く含まないので、この新気により窒素酸化物および二酸化炭素の濃度を低下させることができ、これらのガスによるエンジンオイルの劣化が回避しやすくなる。

吸気系には電子スロットルバルブ１１８が設けられている。電子スロットルバルブ１１８にてエンジン１００へ供給される吸気の量が調整され、吸気管１１２を、その量が調整された吸気が通って吸気バルブ１０８からエンジン１００の内部の燃焼室に供給される。供給された吸気により燃料が燃焼され、排気バルブ１１０および排気管１１４を介して燃焼ガスがエンジン外部に排出される。

ピストンリングとシリンダ１０４との隙間で発生したブローバイガスは、シリンダヘッド内１１６内を通り、軽負荷時にはＰＣＶ管路１２２Ａを通って、高負荷時にはＰＣＶ管路１２２ＡおよびＰＣＶ管路１２２Ｂを通って吸気管１１２へと導かれる。ＰＣＶ管路１２２Ａには、電子ＰＣＶバルブ１２３が設けられている。この電子ＰＣＶバルブ１２３は、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの制御デューティ信号により、その開度が調整される電磁弁であって、その開度によりＰＣＶ流量が調節される。すなわち、図１に示すように、ＰＣＶ管路１２２Ａは、電子ＰＣＶバルブ１２３によりその流量が調節されて電子スロットルバルブ１１８の下流側にブローバイガスを還元する。エンジン１００の高負荷時において、電子スロットルバルブ１１８の開度が大きくなり負圧が高まるので、ＰＣＶ管路１２２Ｂには、電子スロットルバルブ１１８の上流側に供給されるブローバイガスが流されて、ブローバイガスが還元される。

また、電子スロットルバルブ１１８も、電子ＰＣＶバルブ１２３と同様に、ＥＣＵからの制御デューティ信号により、その開度が調整される電磁弁であって、その開度によりエンジンに供給される流量が調節される。

電子スロットルバルブ１１８が閉じられる傾向であるときに、電子ＰＣＶバルブ１２３を開くと、ブローバイガスが多く還流されるとともに、電子スロットルバルブ１１８下流側のシリンダヘッド１１６側の負圧が大きくなっているので、ＰＣＶ管路１２２Ｂを通って新気が導入される。

本実施の形態においては、ブローバイガスの還流量の増大および新気ガスの導入により、ブローバイガス中の窒素酸化物および二酸化炭素の濃度を低下させて、エンジンオイルの劣化を防止することができるエンジンシステムにおいて、エンジンオイルの劣化を的確に判定するものである。

図２に、本実施の形態に係るエンジン制御システムの制御ブロック図を示す。図２には、このエンジン制御システムにおけるオイル劣化抑制制御およびオイル劣化判定制御に関する部分のみを示す。

図２に示すように、このエンジン制御システムは、エンジンの回転数を検知するエンジン回転数センサ１０１０と、電子スロットルバルブ１１８の開度を検知するスロットル開度センサ１０２０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびバルブの駆動回路を含み、電子ＰＣＶバルブ１２３のバルブ開度をデューティ制御することにより流量を調整するＥＣＵ１０００と、ＥＣＵ１０００からの指示信号に基づいて、エンジンオイルが劣化したためオイル交換等の指示を表示するためのオイルメンテナンスインジケータ１０３０とを含む。

このＥＣＵ１０００には、後述するプログラム、各種マップ、テーブル等のデータが記憶されたメモリを含む。オイル劣化抑制制御プログラムは、エンジン回転数センサ１０１０およびスロットル開度センサ１０２０から入力された信号に基づいて、ＣＰＵにより実行され、その結果により電子ＰＣＶバルブ１２３に駆動指令信号（デューティ信号）を出力する。さらに、オイル劣化判定制御プログラムは、エンジン回転数センサ１０１０およびスロットル開度センサ１０２０から入力された信号に基づいて、ＣＰＵにより実行され、エンジンオイルの劣化を判定して、その判定結果に基づいてオイルメンテナンスインジケータ１０３０に指令信号を出力する。

図３に、エンジン１００の回転数およびスロットル開度と、ブローバイガス中の窒素酸化物濃度との関係を示す。図３は、オイル劣化抑制制御が実行されていない場合の一例である窒素酸化物濃度についてのマップ（１）である。

図３に示すように、ブローバイガス中の窒素酸化物の濃度が４つの領域に分けて示される。すなわち、ブローバイガス中において、窒素酸化物濃度が最も高くなる領域Ａ（１）（１００ｐｐｍ〜）、次いで窒素酸化物濃度が高い領域Ｂ（１）（５０〜１００ｐｐｍ）、次いで窒素酸化物濃度が高い領域Ｃ（１）（２０〜５０ｐｐｍ）、最も窒素酸化物濃度が低い領域Ｄ（１）（〜２０ｐｐｍ）である。図３に示すように、エンジン１００の回転数とスロットル開度とにより、ブローバイガス中の窒素酸化物の濃度領域が判断できる。

図４に、図３に対応するマップであって、オイル劣化抑制制御が実行されている場合の一例である窒素酸化物濃度についてのマップ（２）を示す。

図４に示すように、ブローバイガス中の窒素酸化物の濃度が４つの領域に分けて示され、その領域が図３に比較して小さくなっている。すなわち、ブローバイガス中において、窒素酸化物濃度が最も高くなる領域Ａ（１）（１００ｐｐｍ〜）よりも小さな領域Ａ（２）、次いで窒素酸化物濃度が高い領域Ｂ（１）（５０〜１００ｐｐｍ）よりも小さな領域Ｂ（２）、次いで窒素酸化物濃度が高い領域Ｃ（１）（２０〜５０ｐｐｍ）よりも小さな領域Ｃ（２）、最も窒素酸化物濃度が低い領域Ｄ（１）（〜２０ｐｐｍ）よりも小さな領域Ｄ（２）である。図４に示すように、図３と同じように、エンジン１００の回転数とスロットル開度とにより、ブローバイガス中の窒素酸化物の濃度領域が判断できる。ただし、図４に示すマップ（２）においては、オイル劣化抑制制御が実行されているので、全体としてブローバイガス中の窒素酸化物の濃度は低い。これは、後述するオイル劣化抑制制御が実行されると、電子ＰＣＶバルブ１２３が開かれてブローバイガスに加えて新気が導入されるため、ブローバイガス中の窒素酸化物の濃度は低くなるためである。

図５に、エンジン１００の回転数およびスロットル開度と、ブローバイガス中の二酸化炭素濃度との関係を示す。図５は、オイル劣化抑制制御が実行されていない場合の一例である二酸化炭素濃度についてのマップ（１）である。

図５に示すように、ブローバイガス中の二酸化炭素の濃度が３つの領域に分けて示される。すなわち、ブローバイガス中において、二酸化炭素濃度が最も高くなる領域Ｅ（１）（３％〜）、次いで二酸化炭素濃度が高い領域Ｆ（１）（１〜３％）、最も二酸化炭素濃度が低い領域Ｇ（１）（〜１％）である。図５に示すように、エンジン１００の回転数とスロットル開度とにより、ブローバイガス中の二酸化炭素の濃度領域が判断できる。

図６に、図５に対応するマップであって、オイル劣化抑制制御が実行されている場合の一例である二酸化炭素濃度についてのマップ（２）を示す。

図６に示すように、ブローバイガス中の二酸化炭素の濃度が３つの領域に分けて示され、その領域が図５に比較して低くなっている。すなわち、ブローバイガス中において、二酸化炭素濃度が最も高くなる領域Ｅ（１）（３％〜）よりも低い領域Ｅ（２）、次いで二酸化炭素濃度が高い領域Ｆ（１）（１〜３％）よりも低いＦ（２）、次いで二酸化炭素濃度が高い領域Ｇ（１）（〜１％）よりも低い領域Ｇ（２）である。図６に示すように、図５と同じように、エンジン１００の回転数とスロットル開度とにより、ブローバイガス中の二酸化炭素の濃度領域が判断できる。ただし、図６に示すマップ（２）においては、オイル劣化抑制制御が実行されているので、全体としてブローバイガス中の二酸化炭素の濃度は低い。これは、後述するオイル劣化抑制制御が実行されると、電子ＰＣＶバルブ１２３が開かれてブローバイガスに加えて新気が導入されるため、ブローバイガス中の二酸化炭素の濃度は低くなるためである。

なお、図３〜図６に示した図は一例であって、本発明がこのような図で表わされる場合に限定されるものではない。たとえば、図４に示すマップ（２）は、図３に示すマップ（１）に比べて、その領域の大きさが変化するのではなく、その領域を表わす窒素酸化物濃度の値が変更されるものであってもよいし、領域の大きさもその領域を表わす窒素酸化物濃度の値も変更されるものであってもよい。さらに、たとえば、図６に示すマップ（２）は、図５に示すマップ（１）に比べて、その領域の高さが変化するのではなく、その領域を表わす二酸化炭素濃度の値が変更されるものであってもよいし、領域の高さもその領域を表わす二酸化炭素濃度の値も変更されるものであってもよい。

本実施の形態に係るエンジン制御システムにおいて実行されるオイル劣化抑制制御の概要について説明する。

ブローバイガスの中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が高いか否かを判断するために、エンジン１００のスロットルバルブ開度やエンジン１００の回転数が検知される。マップ（１）（図３、図５）からエンジン１００の回転数およびスロットル開度に基づいて、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が算出される。

窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が高いと、電子ＰＣＶバルブ１２３が開かれる。この結果、ブローバイガス還流量が増加して、ＰＣＶ配管１２２Ｂを通ってブローバイガスよりも窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度および二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が低い新気が導入され、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度および二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が低下して、マップ（２）（図４、図６）のような状態になる。これにより、エンジンオイルの劣化の要因を抑制することができる。

このように、ブローバイガスの中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が高い場合にエンジンオイルの劣化を促進するので、オイル劣化抑制制御が実行されて、ＰＣＶバルブが開くように制御される。これにより、ＰＣＶ還流量が多くなるとともに、新気が導入されやすくなり、ブローバイガスの中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が低くなり、エンジンオイルの劣化を抑制することができる。

このようなオイル劣化抑制制御が実行されている場合においても、その劣化度合いを的確に判定する必要がある。このため、本実施の形態に係るエンジン制御システムを制御するＥＣＵにおいては、オイル劣化抑制制御の実行中であるか否かを勘案して、オイル劣化判定制御プログラムを実行する。

図７を参照して、本実施の形態に係るエンジン制御システムを制御するＥＣＵで実行されるオイル劣化判定制御プログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ１０００は、エンジンのスロットル開度を検知する。このとき、スロットル開度センサ１０２０からＥＣＵ１０００に入力された信号に基づいて、エンジン１００のスロットル開度が検知される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１０００は、エンジン１００の回転数を検知する。このとき、エンジン回転数センサ１０１０からＥＣＵ１０００に入力された信号に基づいて、エンジン１００の回転数が検知される。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ１０００は、電子ＰＣＶ１２３を用いたオイル劣化抑制制御を実行中であるか否かを判断する。電子ＰＣＶ１２３を用いたオイル劣化抑制制御を実行中であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ移される。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ１０００は、オイル劣化抑制制御を実行していることに対応するマップ（２）（図４および図６）を選択する。Ｓ１４０にて、ＥＣＵ１０００は、オイル劣化抑制制御を実行していないことに対応するマップ（１）（図３および図５）を選択する。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ１０００は、エンジン１００の回転数およびスロットル開度に基づいて、図３または図５に示すマップ（１）から窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検知する。Ｓ１６０にて、ＥＣＵ１０００は、エンジン１００の回転数およびスロットル開度に基づいて、図４または図６に示すマップ（２）から二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度を検知する。

Ｓ１７０にて、ＥＣＵ１０００は、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が、警告しきい値よりも高いか否かを判断する。窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が警告しきい値よりも高いと判断されると（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、処理はS１８０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１７０にてＮＯ）、この処理は終了する。なお、この警告しきい値は、たとえば、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度については、領域Ａ（１）および領域Ａ（２）に対応する１００ｐｐｍよりも大きい値に、二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度については、領域Ｅ（１）および領域Ｅ（２）に対応する３％よりも大きい値に設定されることが好ましい。

Ｓ１８０にて、ＥＣＵ１０００は、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が、警告しきい値よりも高いことを検知してから、予め定められた時間が経過したか否かを判断する。窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が警告しきい値よりも高いと判断されてから予め定められた時間が経過すると（Ｓ１８０にてＹＥＳ）、処理はＳ１９０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１８０にてＮＯ）、処理はＳ１７０へ移される。すなわち、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が、警告しきい値よりも高い状態が予め定められた時間だけ継続すると（Ｓ１７０にてＹＥＳかつＳ１８０にてＹＥＳ）、処理はＳ１９０へ移され、予め定められた時間だけ継続しないと（Ｓ１８０にてＹＥＳになるまでにＳ１７０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１９０にて、ＥＣＵ１０００は、オイル劣化警告処理を行なう。ＥＣＵ１０００は、オイルメンテナンスインジケータ（たとえば、車両のインストルメンタルパネルの表示灯）に対して、オイル異常が発生していることを示す点灯指令信号や、オイル交換が必要であることを示す点滅指令信号を出力する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジン制御システムの動作について、説明する。

エンジン１００の運転中に、ブローバイガスの中の窒素酸化物（ＮＯｘ）または二酸化炭素（ＣＯ₂）によるオイル劣化の状態を判定するために、ブローバイガスの中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が高いか否かが判断される。そのために、エンジン１００のスロットルバルブ開度やエンジン１００の回転数が検知される（Ｓ１００、Ｓ１１０）。

オイル劣化抑制制御が実行されていない場合には、オイル劣化抑制のためにＥＣＵ１０００により電子ＰＣＶバルブ１２３が開かれることがなく、オイル劣化抑制制御が実行されていないので（Ｓ１２０にてＮＯ）、図３および図５のマップ（１）が選択される（Ｓ１４０）。

オイル劣化抑制制御が実行されている場合には、オイル劣化抑制のためにＥＣＵ１０００により電子ＰＣＶバルブ１２３が開かれて、オイル劣化抑制制御が実行されているので（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、図４および図６のマップ（２）が選択される（Ｓ１３０）。

マップ（１）（図３、図５）またはマップ（２）（図４、図６）から、エンジン１００の回転数およびスロットル開度に基づいて、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度および二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が算出される（Ｓ１５０、Ｓ１６０）。

窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が警告しきい値よりも高い時間が、予め定められた時間継続していると（Ｓ１７０にてＹＥＳ、Ｓ１８０にてＹＥＳ）、オイル劣化警告処理として、オイルメンテナンスインジケータが、点灯したり（オイル異常が発生）、点滅したり（オイル交換が必要）する。

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン制御システムによると、オイル劣化抑制制御の実行の有無を考慮してマップを切り換えて、ブローバイガスの中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が、警告しきい値よりも高い時間が予め定められた時間以上継続していると、エンジンオイルが劣化していると判定して、オイルメンテナンスインジケータが点灯したり、点滅したりする（Ｓ１９０）。これにより、ブローバイガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度により、エンジンオイルの劣化を的確に判断することができる。

なお、図７のフローチャートにおけるＳ１８０における処理において予め定められた時間を０に設定することもできる。このようにすると、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度または二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が、警告しきい値よりも高くなると、直ちにＳ１９０のオイル劣化警告処理を実行できる。

さらに、図７のフローチャートにおけるＳ１８０における処理において予め定められた時間を、各領域毎に定めるようにしてもよい。たとえば、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度については、領域Ａ（１）および領域Ａ（２）にある場合の方が、領域Ｂ（１）および領域Ｂ（２）にある場合よりも、予め定められる時間を短くする。すなわち、濃度が高い方が、その濃度が継続する時間が短くても、オイル劣化に与える影響が大きいので、予め定められる時間を短くする。同じように、領域Ｂ（１）および領域Ｂ（２）にある場合の方が、領域Ｃ（１）および領域Ｃ（２）にある場合よりも、予め定められる時間を短く、領域Ｃ（１）および領域Ｃ（２）にある場合の方が、領域Ｄ（１）および領域Ｄ（２）にある場合よりも、予め定められる時間を短くする。二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度についても、濃度が高い方が、その濃度が継続する時間が短くても、オイル劣化に与える影響が大きいので、予め定められる時間を短くするようにすればよい。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係るエンジン制御システムについて説明する。なお、本実施の形態においては、前述の第１の実施の形態とは異なるプログラムを実行して、オイル劣化を判断する点が特徴である。その他のハードウェア構成（図１、図２）およびマップ（図３〜図６）は、第１の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

図８を参照して、本実施の形態に係るエンジン制御システムを制御するＥＣＵで実行されるオイル劣化判定制御プログラムの制御構造について説明する。なお、図８に示したフローチャートの中で図７に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらの処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

Ｓ２７０にて、ＥＣＵ１０００は、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度について、領域Ａ（１）内または領域Ａ（２）内（これらの領域におけるＮＯｘ濃度をＡとするか、ＮＯｘ濃度に対応する係数をＡとする）にあった時間ｔｎ（１）、領域Ｂ（１）内または領域Ｂ（２）内（これらの領域におけるＮＯｘ濃度をＢとするか、ＮＯｘ濃度に対応する係数をＢとする）にあった時間ｔｎ（２）を始めとして、ＮＯｘ濃度ごとの運転時間ｔｎ（ｋ）を検知する。また、ＥＣＵ１０００は、二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度について、領域Ｅ（１）内または領域Ｅ（２）内（これらの領域におけるＣＯ₂濃度をＥするか、ＣＯ₂濃度に対応する係数をＥとする）にあった時間ｔｃ（１）、領域Ｆ（１）内または領域Ｆ（２）内（これらの領域におけるＣＯ₂濃度をＦとするか、ＣＯ₂濃度に対応する係数をＦとする）にあった時間ｔｃ（２）を始めとして、ＣＯ₂濃度ごとの運転時間ｔｃ（ｋ）を検知する。

Ｓ２８０にて、ＥＣＵ１０００は、ΣＮＯｘ＝濃度Ａ×運転時間ｔｎ（１）＋濃度Ｂ×運転時間ｔｎ（２）＋…を算出するとともに、ΣＣＯ₂＝濃度Ｅ×運転時間ｔｃ（１）＋濃度Ｆ×運転時間ｔｃ（２）＋…を算出する。

Ｓ２９０にて、ＥＣＵ１０００は、ΣＮＯｘが警告しきい値（１）よりも大きいまたはΣＣＯ₂が警告しきい値（２）よりも大きいか否かを判断する。ΣＮＯｘが警告しきい値（１）よりも大きいまたはΣＣＯ₂が警告しきい値（２）よりも大きいと（Ｓ２９０にてＹＥＳ）、処理はＳ１９０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２９０にてＮＯ）、この処理は終了する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジン制御システムの動作について、説明する。なお、以下の説明においても、前述の第１の実施の形態と異なる部分について説明し、同じ部分についての説明は繰り返さない。

エンジン１００の運転中に、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度および二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度が算出され（Ｓ１５０、Ｓ１６０）、その濃度を含む濃度領域内にあった時間が検知される（Ｓ２７０）。

窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度にその運転時間を乗算した値を積算した値ΣＮＯｘや、二酸化炭素（ＣＯ₂）の濃度がにその運転時間を乗算した値を積算した値ΣＣＯ₂が算出される（Ｓ２８０）。

ΣＮＯｘの値が警告しきい値（１）よりも高いか、または、ΣＣＯ₂の値が警告しきい値（２）よりも高いと（Ｓ２９０にてＹＥＳ）、オイル劣化警告処理として、オイルメンテナンスインジケータが、点灯したり（オイル異常が発生）、点滅したり（オイル交換が必要）する。

以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン制御システムによると、ブローバイガスの中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度で運転された時間とその濃度（またはその濃度に対応する係数）とを乗算した値を積算した値と警告しきい値とを比較して、エンジンオイルが劣化していることを的確に判定することができる。

なお、積算した値であるΣＮＯｘやΣＣＯ₂を用いてオイルの劣化を判断するのではなく、積算する前の乗算値でオイルの劣化を判断するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係るエンジン制御システムで制御されるＰＣＶ装置を有するエンジンの断面図である。 エンジン制御システムの制御ブロック図である。 エンジン回転数およびスロットル開度と窒素酸化物濃度との関係を示す図（その１）である。 エンジン回転数およびスロットル開度と窒素酸化物濃度との関係を示す図（その２）である。 エンジン回転数およびスロットル開度と二酸化炭素濃度との関係を示す図（その１）である。 エンジン回転数およびスロットル開度と二酸化炭素濃度との関係を示す図（その２）である。 本発明の第１の実施の形態に係るエンジン制御システムのＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るエンジン制御システムのＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ エンジン、１０２ クランクケース、１０４ シリンダ、１０６ ピストン、１０８ 吸気バルブ、１１０ 排気バルブ、１１２ 吸気管、１１４ 排気管、１１６ シリンダヘッド、１１８ 電子スロットルバルブ、１２２Ａ，１２２Ｂ ＰＣＶ管路、１２３ 電子ＰＣＶバルブ、１０００ ＥＣＵ、１０１０ エンジン回転数センサ、１０２０ スロットル開度センサ、１０３０ オイルメンテナンスインジケータ。

Claims (11)

1. クランクケースと吸気管と前記吸気管に設けられ内燃機関へ供給される吸気量を制御するスロットルバルブとを有する内燃機関であって、前記クランクケース内に生じるブローバイガスを、前記クランクケース内から前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流に還流するためのブローバイガス還元装置を備えた内燃機関のオイル劣化判定装置であって、
   前記ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかの濃度が高い領域にあるか否かを検知するための検知手段と、
   前記検知手段により検知された濃度に基づいて、前記内燃機関のオイルの劣化状態を判定するための判定手段とを含む、内燃機関のオイル劣化判定装置。
2. 前記判定手段は、前記検知された濃度が予め定められた濃度よりも高い領域にあると、前記オイルが劣化していると判定するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関のオイル劣化判定装置。
3. 前記判定手段は、前記検知された濃度が予め定められた濃度よりも高い領域にある状態が予め定められた時間以上継続すると、前記オイルが劣化していると判定するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関のオイル劣化判定装置。
4. 前記判定手段は、前記領域毎に前記予め定められた時間を変更して、前記検知された濃度が予め定められた濃度よりも高い領域にある状態が予め定められた時間以上継続すると、前記オイルが劣化していると判定するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関のオイル劣化判定装置。
5. 濃度が高い領域であるほど、前記領域毎に前記定められた時間は短い、請求項４に記載の内燃機関のオイル劣化判定装置。
6. 前記内燃機関は、前記検知手段により窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかの濃度が高い領域にあると、前記ブローバイガスの流量が増加するようにブローバイガスバルブを開くように制御するための制御手段をさらに含み、
   前記クランクケース内に生じるブローバイガスは、前記ブローバイガスバルブを介して、シリンダヘッドカバーから前記吸気管におけるスロットルバルブよりも下流に還流され、
   前記ブローバイガス還元装置は、前記スロットルバルブよりも上流側の吸気管と前記シリンダヘッドカバーとを連通する連通管をさらに含み、
   前記制御手段により前記ブローバイガスバルブが開かれると、前記連通管を流通して前記内燃機関に供給される吸気量が増加し、
   前記検知手段は、前記ブローバイガスバルブの開閉状態に基づいて、前記領域を変更して、前記ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかの濃度が高い領域にあるか否かを検知するための手段を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のオイル劣化判定装置。
7. 前記検知手段は、前記内燃機関の回転数および前記スロットルバルブの開度に基づいて、前記ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかが高い領域にあるか否かを検知するための手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のオイル劣化判定装置。
8. クランクケースと吸気管と前記吸気管に設けられ内燃機関へ供給される吸気量を制御するスロットルバルブとを有する内燃機関であって、前記クランクケース内に生じるブローバイガスを、前記クランクケース内から前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流に還流するためのブローバイガス還元装置を備えた内燃機関のオイル劣化判定装置であって、
   前記ブローバイガスの窒素酸化物および二酸化炭素の少なくともいずれかの濃度を検知するための検知手段と、
   前記濃度で内燃機関が運転された時間を計測するための計測手段と、
   前記検知手段により検知された濃度と前記計測手段により計測された時間とに基づいて、前記内燃機関のオイルの劣化状態を判定するための判定手段とを含む、内燃機関のオイル劣化判定装置。
9. 前記判定手段は、前記検知手段により検知された濃度に対応した値と前記計測手段により計測された時間に対応した値とを乗算した乗算値に基づいて、前記内燃機関のオイルの劣化状態を判定するための判定手段とを含む、請求項８に記載の内燃機関のオイル劣化判定装置。
10. 前記判定手段は、前記乗算値を積算した値に基づいて、前記内燃機関のオイルの劣化状態を判定するための判定手段とを含む、請求項９に記載の内燃機関のオイル劣化判定装置。
11. 前記オイル劣化判定装置は、前記判定手段により判定された前記オイルの劣化状態に基づいて、警告情報を出力するための手段をさらに含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の内燃機関のオイル劣化判定装置。

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