JP2017150372A - Oil dilution amount determination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、オイル希釈量判定方法に関し、詳しくは、ディーゼルエンジンにおけるエンジンオイル希釈量を判定するオイル希釈量判定方法に関する。 The present invention relates to an oil dilution amount determination method, and more particularly to an oil dilution amount determination method for determining an engine oil dilution amount in a diesel engine.
従来、ディーゼルエンジンの排気経路には、排ガスに含まれる排気微粒子(PM;Particulate matter)を捕集および除去するため、ディーゼルパティキュレートフィルター(DPF;Diesel particulate filter)が設けられている。より具体的には、ディーゼルエンジンにおいて排ガスに含まれるPMが、DPFに捕集され、PMが除去された排ガスが外部に放出されている。また、DPFに捕集されたPMは、所定のタイミングで加熱および燃焼され、DPFが再生される。 Conventionally, a diesel particulate filter (DPF; Diesel particulate filter) is provided in an exhaust path of a diesel engine in order to collect and remove exhaust particulates (PM) contained in the exhaust gas. More specifically, PM contained in the exhaust gas in the diesel engine is collected in the DPF, and the exhaust gas from which the PM has been removed is released to the outside. The PM collected in the DPF is heated and burned at a predetermined timing, and the DPF is regenerated.
DPFの再生では、例えば、DPFの上流側に酸化触媒を設け、所定のタイミングでディーゼルエンジンに燃料をレイトポスト噴射(燃料後噴射)する方法が知られている。この方法では、レイトポスト噴射された燃料が、酸化触媒において酸化(燃焼)される。そして、その酸化(燃焼)によってDPFが加熱され、DPFに堆積したPMが燃焼される。 In the regeneration of the DPF, for example, a method is known in which an oxidation catalyst is provided on the upstream side of the DPF, and fuel is late post-injected (post-fuel injection) into the diesel engine at a predetermined timing. In this method, the late post-injected fuel is oxidized (combusted) in the oxidation catalyst. The DPF is heated by the oxidation (combustion), and the PM deposited on the DPF is combusted.
一方、ディーゼルエンジンに燃料をレイトポスト噴射すると、その燃料によってディーゼルエンジン内のエンジンオイルが希釈される場合がある。 On the other hand, when late post-injecting fuel into a diesel engine, the engine oil in the diesel engine may be diluted by the fuel.
エンジンオイルが希釈されると、エンジンオイル粘度が低下し、ディーゼルエンジンに焼き付きなどの損傷を生じる場合がある。 When engine oil is diluted, the viscosity of the engine oil decreases, and the diesel engine may be damaged, such as seizure.
そこで、レイトポスト噴射の頻度を調整し、また、希釈されたエンジンオイルを交換するために、エンジンオイルの希釈量を判定し、その希釈量が基準値を超えた場合に警告することが要求される。具体的には、例えば、燃料後噴射が行われる内燃機関おいて、エンジンオイルに接触するオイルセンサを備え、そのオイルセンサにより判定されるオイルレベルが所定値を超えた場合に、警告信号を出力する内燃機関の運転方法が、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Therefore, in order to adjust the frequency of late post-injection and to replace diluted engine oil, it is required to determine the amount of engine oil dilution and to warn when the amount exceeds the reference value. The Specifically, for example, in an internal combustion engine where fuel post-injection is performed, an oil sensor that contacts engine oil is provided, and a warning signal is output when the oil level determined by the oil sensor exceeds a predetermined value. A method of operating an internal combustion engine has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
一方、ディーゼルエンジンでは、エンジンオイル希釈量の判定の効率化や、低コスト化などの観点から、オイルセンサを用いることなくエンジンオイル希釈量を判定することが望まれる。 On the other hand, in a diesel engine, it is desired to determine the engine oil dilution amount without using an oil sensor from the viewpoint of efficiency in determining the engine oil dilution amount and cost reduction.
また、ディーゼルエンジンの運転条件などを制御するため、ディーゼルエンジンの運転中に、オイル希釈量をリアルタイム判定することも望まれている。 In addition, in order to control the operating conditions of the diesel engine, it is also desired to determine the oil dilution amount in real time during the operation of the diesel engine.
本発明の目的は、オイルセンサを用いることなく、また、ディーゼルエンジンの運転中に、ディーゼルエンジンのエンジンオイル希釈量を判定できるオイル希釈量判定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an oil dilution amount determination method capable of determining an engine oil dilution amount of a diesel engine without using an oil sensor and during operation of the diesel engine.
本発明[1]は、ディーゼルエンジンにおけるエンジンオイル希釈量を判定するオイル希釈量判定方法であって、前記ディーゼルエンジンの燃料噴射量と、前記エンジンオイル希釈量との相関マップを作成するマップ作成工程、前記ディーゼルエンジンを駆動する駆動工程、前記ディーゼルエンジンの回転数が所定値となるように、前記燃料噴射量をフィードバック制御する制御工程、および、前記相関マップに基づいて、前記燃料噴射量から前記エンジンオイル希釈量を算出する算出工程を備える、オイル希釈量判定方法を含んでいる。 The present invention [1] is an oil dilution amount determination method for determining an engine oil dilution amount in a diesel engine, and a map creation step of creating a correlation map between the fuel injection amount of the diesel engine and the engine oil dilution amount The fuel injection amount based on the correlation map based on the driving step for driving the diesel engine, the control step for feedback control of the fuel injection amount so that the rotational speed of the diesel engine becomes a predetermined value, and An oil dilution amount determination method including a calculation step of calculating the engine oil dilution amount is included.
また、本発明[2]は、さらに、前記マップ作成工程の後に、エンジンオイルを交換した後、最初の前記ディーゼルエンジンの駆動時における前記燃料噴射量を測定し、前記相関マップを調整するマップ調整工程を備える、上記[1]に記載のオイル希釈量判定方法を含んでいる。 Further, the present invention [2] further includes a map adjustment for measuring the fuel injection amount when the diesel engine is driven for the first time after changing the engine oil after the map creating step, and adjusting the correlation map. An oil dilution amount determination method according to the above [1], comprising a process.
本発明のオイル希釈量判定方法によれば、ディーゼルエンジンの燃料噴射量と、エンジンオイル希釈量との相関マップを用いて、燃料噴射量からエンジンオイル希釈量を算出するため、オイルセンサを用いることなく、また、ディーゼルエンジンの運転中に、ディーゼルエンジンのエンジンオイル希釈量を判定できる。 According to the oil dilution amount determination method of the present invention, an oil sensor is used to calculate the engine oil dilution amount from the fuel injection amount using a correlation map between the fuel injection amount of the diesel engine and the engine oil dilution amount. In addition, the engine oil dilution amount of the diesel engine can be determined during operation of the diesel engine.
1.ディーゼルエンジンシステムの構成
図1は、本発明のオイル希釈量判定方法が採用されるディーゼルエンジンシステムの一実施形態を示す概略図である。
1. Configuration of Diesel Engine System FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a diesel engine system in which the oil dilution amount determination method of the present invention is adopted.
図1において、ディーゼルエンジンシステム1は、例えば、車両などに搭載される動力源であって、軽油などの燃料が供給されるディーゼルエンジン2と、ディーゼルエンジン2に空気を導入するための吸気部3と、ディーゼルエンジン2において生じる排ガスを排出するための排気部5と、排ガスから微粒子を除去するためのDPFユニット8と、ディーゼルエンジン2の出力を検知する検知手段としての出力センサ9と、燃料噴射弁19(後述)の作動を制御する制御手段としての制御ユニット10とを備えている。
In FIG. 1, a
図1において、ディーゼルエンジン2は、シリンダーブロック11と、ピストン12と、シリンダヘッド14と、オイルパン15と、燃料供給部4とを備えている。
In FIG. 1, the diesel engine 2 includes a
シリンダーブロック11は、ピストン12が収容される円筒形状のシリンダー部(気筒)11aと、シリンダー部11aの鉛直方向下方においてクランクシャフト6(後述)が収容される略箱状のクランクケース11bとを備えている。
The
ディーゼルエンジン2において、シリンダーブロック11の数は、特に制限されず、単数または複数(例えば、2〜6つなど)である。すなわち、ディーゼルエンジン2は、単気筒型または多気筒型のディーゼルエンジンである。
In the diesel engine 2, the number of
ディーゼルエンジン2として、具体的には、1気筒型ディーゼルエンジン、2気筒型ディーゼルエンジン、3気筒型ディーゼルエンジン、4気筒型ディーゼルエンジン、6気筒型ディーゼルエンジンなどが挙げられる。 Specific examples of the diesel engine 2 include a one-cylinder diesel engine, a two-cylinder diesel engine, a three-cylinder diesel engine, a four-cylinder diesel engine, and a six-cylinder diesel engine.
ディーゼルエンジン2として、好ましくは、多気筒型(より好ましくは、3気筒型)のディーゼルエンジン2が挙げられる。なお、図1においては、1つのシリンダーブロック11のみを示し、その他のシリンダーブロック11については省略している。
The diesel engine 2 is preferably a multi-cylinder type (more preferably, a three-cylinder type) diesel engine 2. In FIG. 1, only one
ピストン12は、シリンダー部11a内において空気を圧縮するために設けられており、シリンダー部11a内において摺動可能に収容されている。また、ピストン12には、クランクシャフト6が、クランクケース11b内を回転可能に設けられている。
Piston 12 is provided in order to compress air in cylinder part 11a, and is slidably accommodated in cylinder part 11a. The
シリンダヘッド14は、シリンダーブロック11の鉛直方向上側において、シリンダーブロック11を封止するように配置されており、ピストン12とシリンダヘッド14との間には、燃焼室20が形成されている。燃焼室20では、燃料噴射弁19(後述)から噴射された燃料と、吸気部3(後述)から供給された空気とが混合および燃焼可能とされている。
The
また、シリンダヘッド14は、吸気部3(後述)から供給される空気を燃焼室20に導入するための吸気ポート21と、燃焼室20で生成された排ガスを排気部5(後述)に排出するための排気ポート22と、吸気ポート21を開閉可能とする吸気弁24と、排気ポート22を開閉可能とする排気弁25とを備えている。吸気弁24および排気弁25は、制御ユニット10(後述)と電気的に接続されており、制御ユニット10(後述)からの電気信号に応じて、開閉可能としている。
In addition, the
オイルパン15は、エンジンオイルを貯留するための容器であって、クランクケース11bの鉛直方向下側に配設されている。また、オイルパン15には、エンジンオイル(潤滑油)が貯留されている。
The
燃料供給部4は、燃焼室20に燃料を供給するユニットであり、具体的には、燃料タンク17と、燃料供給管18と、燃料噴射弁19とを備えている。
The fuel supply unit 4 is a unit that supplies fuel to the
燃料タンク17は、ディーゼルエンジン用の燃料(例えば、軽油など)を貯留するタンクであって、例えば、耐熱耐圧容器などから形成されている。
The
燃料供給管18は、燃料を、燃料タンク17から各燃焼室20に供給するための管であって、上流側端部が燃料タンク17に接続され、また、下流側が燃料噴射弁19に接続されている。また、燃料供給管18には、図示しない燃料ポンプなどが介装されており、その駆動により、燃料タンク17内の燃料を、燃料噴射弁19に供給可能としている。
The
燃料噴射弁19は、各燃焼室20へ燃料を噴射するための噴射弁であり、燃焼室20内に臨むように、シリンダヘッド14に接続されている。また、各燃料噴射弁19は、制御ユニット10(後述)と電気的に接続されており、制御ユニット10(後述)からの電気信号に応じて、燃料を燃焼室20に噴射可能としており、また、その噴射量を弁開度により調節可能としている。
The
このようなディーゼルエンジン2では、ピストン12の昇降運動が繰り返されており、例えば、吸気工程、圧縮工程、爆発工程、排気工程が順次実施される。これにより、燃焼室20において燃料が燃焼され、クランクシャフト6が回転することにより、動力が出力されている。
In such a diesel engine 2, the lifting and lowering motion of the
吸気部3は、燃焼室20に空気を導入するためのユニットであり、具体的には、吸気管13およびコンプレッサ16を備えている。
The
吸気管13は、ディーゼルエンジン2の各燃焼室20へ空気を導入するために設けられており、上流側が外部(外気)に開放され、下流側がシリンダヘッド14の吸気ポート21に接続されている。なお、ディーゼルエンジン2が複数のシリンダーブロック11を有する場合、吸気管13は、下流側が分岐する分岐多岐管として形成され、その分岐末端が、各シリンダヘッド14の吸気ポート21に接続される。
The
コンプレッサ16は、空気を外部から吸入するための装置であって、吸気管13に介装されている。
The
また、詳しくは図示しないが、吸気管13の流れ方向途中には、必要に応じて、空気から不純物を除去するためのエアクリーナー(図示せず)、空気を冷却するためのエアクーラー(図示せず)などが介装されている。
Further, although not shown in detail, an air cleaner (not shown) for removing impurities from the air and an air cooler (not shown) for cooling the air as necessary in the flow direction of the
なお、吸気管13の流れ方向途中に、空気量を調整するスロットル弁が介装されていてもよいが、ディーゼルエンジン2においては、ガソリンエンジンとは異なり、スロットル弁が介装されていなくともよい。
Note that a throttle valve for adjusting the air amount may be interposed in the middle of the flow direction of the
排気部5は、燃焼室20において生じる排ガス(燃料の燃焼ガス)を、燃焼室20から排出するユニットであり、具体的には、排気管23を備えている。
The
排気管23は、ディーゼルエンジン2の各燃焼室20から排ガスを外部へ排出するために設けられる排気多岐管であって、上流側が各シリンダヘッド14の排気ポート22に接続され、また、下流側が外部(外気)に開放されている。なお、ディーゼルエンジン2が複数のシリンダーブロック11を有する場合、排気管23は、上流側が分岐する分岐多岐管として形成され、その分岐末端が、各シリンダヘッド14の排気ポート22に接続される。
The
また、排気管23の流れ方向途中には、排ガスを動力に変換するためのターボチャージャー30が介装されている。ターボチャージャー30は、公知のターボチャージャーでよく、例えば、排ガスの流れにより回転するタービン(図示せず)と、タービン(図示せず)の回転を伝達するシャフト(図示せず)などを備えるターボチャージャーなどが挙げられる。
Further, a
また、排気管23の流れ方向途中、具体的には、ターボチャージャー30よりも下流側には、DPFユニット8が介装されている。
Further, the
DPFユニット8は、排ガスから微粒子(PM;Particulate matter(詳しくは後述))を除去するための装置であって、排気管23に介装されるケース26と、そのケース26内に配置される微粒子捕集フィルタ(DPF;Diesel particulate filter)6および酸化触媒7とを備えている。
The
ケース26は、特に制限されないが、例えば、排気管23よりも広径の円筒形状の耐熱耐圧容器であって、排気管23に介在されている。また、ケース26には、必要により、その内部温度を検知する温度センサ(図示せず)が設けられている。
The
DPF6は、排ガス中の微粒子を捕集するためのフィルタであって、排気管23に介在されている。具体的には、DPF6は、多孔円筒状に形成されており、排気管23中の排ガスの流れ方向途中において、ケース26中に配置されている。
The
酸化触媒7は、燃料(未燃焼ガス)が接触したときに、その燃料を酸化(燃焼)させる触媒であって、金属酸化物など、公知の酸化触媒が用いられる。 The oxidation catalyst 7 is a catalyst that oxidizes (combusts) the fuel (unburned gas) when it comes into contact, and a known oxidation catalyst such as a metal oxide is used.
このような酸化触媒7は、例えば、円筒ハニカム状の触媒担体などにコーティングされ、ケース26中において、上記のDPF6よりも排ガスの流れ方向上流側に配置されている。
Such an oxidation catalyst 7 is coated on, for example, a cylindrical honeycomb catalyst carrier and disposed in the
また、排気管23には、必要により、ターボチャージャー30およびDPFユニット8の下流側において、マフラー(図示せず)などが介装されていてもよい。
The
出力センサ9は、ディーゼルエンジン2の出力(負荷)を検知するセンサであって、具体的には、ディーゼルエンジン2の回転数を測定する公知のセンサが採用される。また、出力センサ9は、必要により、ディーゼルエンジン2のトルクなどを測定することもできる。 The output sensor 9 is a sensor that detects the output (load) of the diesel engine 2, and specifically, a known sensor that measures the rotational speed of the diesel engine 2 is employed. Moreover, the output sensor 9 can also measure the torque of the diesel engine 2 etc. as needed.
制御ユニット10は、ディーゼルエンジンシステム1における電気的な制御を実行するユニット(例えば、ECU:Electronic Control Unit)であり、CPU、ROMおよびRAMなどを備えるマイクロコンピュータから構成されている。
The
制御ユニット10は、図1において破線で示されるように、吸気弁24および排気弁25に電気的に接続されており、その開閉を制御可能としている。また、制御ユニット10は、図1において破線で示されるように、出力センサ9および燃料噴射弁19に電気的に接続されており、詳しくは後述するが、出力センサ9により検知されるディーゼルエンジン2の出力(回転数)に応じて、燃料噴射弁19の作動を制御可能としている。
As indicated by broken lines in FIG. 1, the
また、好ましくは、ディーゼルエンジンシステム1は、冷却システム31を備えている。
The
冷却システム31は、ディーゼルエンジン2(図1太鎖線参照)を冷却水により冷却するシステムであって、例えば、冷却水を貯留する水タンク32と、冷却水をディーゼルエンジン2の外周に沿って循環させる水循環ライン(図1の矢印W参照)と、ディーゼルエンジン2を冷却した後の(すなわち、加温された)水を冷却するラジエータ(図示せず)とを備えている。
The
また、冷却システム31は、冷却水の温度を検知する水温センサ(図示せず)を備えている。水温センサ33は、例えば、水タンク32内において、冷却水の温度を検知可能に配置されている。また、水温センサ33は、図1において破線で示すように、制御ユニット10に電気的に接続されており、冷却水の温度を制御ユニット10に入力可能としている。
The
さらに、ディーゼルエンジンシステム1は、燃費の向上を図る観点などから、必要に応じて、排気再循環(EGR; Exhaust Gas Recirculation)流路28(図1破線参照)を備えることができる。
Furthermore, the
EGR流路28は、排気管23の流れ方向途中部分(ターボチャージャー30およびDPFユニット8の間)と、吸気管13の流れ方向途中部分(コンプレッサ16の下流側)とを連結するバイパス管であって、その流れ方向途中には、図示しない開閉制御弁を備えている。このようなEGR流路28が備えられている場合には、排気管23中の排ガスが、EGR流路28を介して、吸気管13に循環可能とされ、その結果、排ガスが、再度、ディーゼルエンジン2に供給可能とされる。
The
2.ディーゼルエンジンシステムの駆動
ディーゼルエンジンシステム1では、各シリンダー部11aにおいて、ピストン12の昇降運動が繰り返され、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が順次実施される。
2. Driving Diesel Engine System In the
具体的には、コンプレッサ16が駆動され、また、吸気弁24が作動され、吸気ポート21が開状態とされることにより、空気が吸気管13を通過して、各燃焼室20に供給される(吸気工程)。
Specifically, the
その後、吸気弁24が作動され、シリンダヘッド14の吸気ポート21が閉状態とされ、各シリンダーブロック11中を昇降運動(上昇)するピストン12によって、空気が圧縮される(圧縮工程)。
Thereafter, the
そして、ピストン12の上昇時において、所定のタイミング(すなわち、空気圧縮率が所定値に至ったタイミング)で、燃料タンク17中の燃料が、燃料供給管18および燃料噴射弁19を介して、各燃焼室20に供給される。これにより、圧縮された高温高圧状態の空気に燃料が自然着火し、爆発する(爆発工程)。
When the
また、これにより、燃料が燃焼され、燃焼室20内に排ガスが生じる。
Thereby, the fuel is burned and exhaust gas is generated in the
その後、排気弁25が作動され、排気ポート22が開状態とされることにより、燃焼室20内の排ガスが、排気管23を通過して、外部に排出される(排気工程)。
Thereafter, the
この排気工程において、排ガスは、排気管23に介装されるターボチャージャー30を通過する。これにより、排ガスの流れが動力に変換される。
In this exhaust process, the exhaust gas passes through the
一方、排ガスは、通常、微粒子(PM)を含んでいる。PMは、例えば、黒煙、可溶有機分(SOF)、燃料に含まれる硫黄分が化学変化した硫酸塩などを含んでいる。 On the other hand, the exhaust gas usually contains fine particles (PM). PM includes, for example, black smoke, soluble organic matter (SOF), sulfate in which sulfur contained in fuel is chemically changed, and the like.
このようなPMは、外気へ解放することが法令上制限されている。そのため、上記のディーゼルエンジンシステム1では、排ガスが排気管23を通過するときに、PMがDPF6において捕集される。つまり、DPF6を通過した後の排ガスは、PMの含有量が低下している。そのため、DPF6を通過した後の排ガスを、外気に解放することができる。
Such PM is legally restricted from being released to the outside air. Therefore, in the
また、このようなディーゼルエンジン2の駆動では、オイルパン15内のエンジンオイルが、図示しないポンプなどにより汲み上げられ、例えば、ピストン12の摺動部分などに供給される。これにより、摺動による摩耗や焼き付きなどが、抑制される。
Further, when the diesel engine 2 is driven, the engine oil in the
3.DPFの再生
上記のように、DPF6は、PMを捕集する。しかし、DPF6は、PMを捕集するにしたがって、目詰まりを惹起し、捕集性能が低下する。また、DPF6が目詰まりすると、ディーゼルエンジンシステム1の運転効率の低下や、ディーゼルエンジンシステム1の損傷を惹起する場合がある。
3. Regeneration of DPF As described above, the
そこで、ディーゼルエンジンシステム1では、所定のタイミングでDPF6が加熱される。これにより、DPF6上に捕集されたPMが燃焼され、DPF6が再生される。
Therefore, in the
具体的には、PMは、例えば、550℃以上、好ましくは、600℃以上において、燃焼される。そのため、DPF6を、好ましくは、600℃以上に加熱することにより、DPF6に堆積したPMを燃焼し、DPF6を再生できる。 Specifically, PM is burned at, for example, 550 ° C. or higher, preferably 600 ° C. or higher. Therefore, by heating DPF6 to 600 degreeC or more preferably, PM deposited on DPF6 can be burned and DPF6 can be regenerated | regenerated.
例えば、爆発工程において生じる排ガスの温度が、所定温度(好ましくは、600℃)以上であれば、排気工程において、排ガスが排気管23を通過するときに、DPF6が加熱される。
For example, if the temperature of the exhaust gas generated in the explosion process is equal to or higher than a predetermined temperature (preferably 600 ° C.), the
その結果、DPF6が所定温度(好ましくは、600℃)以上に昇温され、DPF6において捕集されたPMが、燃焼される。
As a result, the
一方、例えば、ディーゼルエンジンシステム1の駆動条件によっては、爆発工程において生じる排ガスの温度が、所定温度(好ましくは、600℃)未満である場合がある。
On the other hand, for example, depending on the driving conditions of the
このような場合には、排ガスが排気管23を通過するときに、DPF6を所定温度(好ましくは、600℃)以上に加熱することができず、PMを燃焼できない場合がある。
In such a case, when the exhaust gas passes through the
そこで、ディーゼルエンジンシステム1では、ディーゼルエンジン2の駆動中において、DPF6を所定温度(好ましくは、600℃)以上に加熱するため、燃料を燃焼室20にポスト噴射する。
Therefore, in the
ポスト噴射とは、燃料を上記した爆発工程に供するためではなく、燃料を排気管23に供給するための噴射である。具体的には、ポスト噴射では、上記した爆発工程ではなく、上記した排気工程において、燃料が燃焼室20に噴射される。
The post-injection is an injection for supplying fuel to the
燃焼室20にポスト噴射された燃料は、爆発工程において生じた排ガスと混合される。そして、燃料は、排気工程において、排ガスとともに、排気管23に供給される。
The fuel post-injected into the
排気管23に供給された燃料は、DPFユニット8の酸化触媒7に接触し、酸化(燃焼)される。そして、燃料の酸化(燃焼)により排ガスが加熱され、その加熱された排ガスがDPFユニット8に充填され、DPF6に供給される。その結果、DPFユニット8内の温度が上昇し、DPF6に堆積したPMが燃焼される。
The fuel supplied to the
このようにして、燃料を燃焼室20にポスト噴射することにより、排ガスを加熱し、DPF6を所定温度(好ましくは、600℃)以上に加熱して、PMを燃焼させることができる。
In this manner, by injecting fuel into the
4.エンジンオイルの希釈
一方、上記のように燃料をポスト噴射すると、そのポスト噴射された燃料によってディーゼルエンジン2内のエンジンオイルが希釈される場合がある。
4). On the other hand, when the fuel is post-injected as described above, the engine oil in the diesel engine 2 may be diluted by the post-injected fuel.
すなわち、ポスト噴射された燃料(軽油など)が、燃焼室20において燃焼されず、また、排気管23に排出されず、オイルパン15に滴下する場合があり、オイルパン15内のエンジンオイルが燃料(軽油など)により希釈される場合がある。
That is, post-injected fuel (light oil, etc.) may not be burned in the
そして、エンジンオイルが希釈されると、エンジンオイル粘度が低下し、ディーゼルエンジン2の駆動中に、摩耗や焼き付きなどの損傷を生じる場合がある。 When the engine oil is diluted, the engine oil viscosity decreases, and damage such as wear or seizure may occur during the driving of the diesel engine 2.
そのため、エンジンオイル希釈量を判定し、エンジンオイルの希釈量に応じて、ポスト噴射の頻度を適宜調整し、さらに、希釈されたエンジンオイルを交換することが要求される。 Therefore, it is required to determine the engine oil dilution amount, appropriately adjust the frequency of post injection according to the engine oil dilution amount, and further replace the diluted engine oil.
とりわけ、エンジンオイル希釈量の判定の効率化や、低コスト化などの観点から、オイルセンサを用いることなくエンジンオイル希釈量を判定することが望まれる。 In particular, it is desired to determine the engine oil dilution amount without using an oil sensor from the viewpoint of efficiency in determining the engine oil dilution amount and cost reduction.
また、ディーゼルエンジンの運転条件などを制御するため、ディーゼルエンジンの運転中に、オイル希釈量をリアルタイム判定することも望まれている。 In addition, in order to control the operating conditions of the diesel engine, it is also desired to determine the oil dilution amount in real time during the operation of the diesel engine.
そこで、上記のディーゼルエンジンシステム1では、ディーゼルエンジンの運転中に、以下のオイル希釈量判定方法により、エンジンオイル希釈量(および希釈率)を判定する。
Therefore, in the
5.オイル希釈量判定方法
(1)この方法では、まず、ディーゼルエンジン2の燃料噴射量と、エンジンオイル希釈量との相関マップを作成する(マップ作成工程)。
5. Oil Dilution Amount Determination Method (1) In this method, first, a correlation map between the fuel injection amount of the diesel engine 2 and the engine oil dilution amount is created (map creation step).
燃料噴射量と、エンジンオイルの希釈量とは、次に述べるように、相関を有する。 The fuel injection amount and the engine oil dilution amount have a correlation as described below.
すなわち、一般的にディーゼルエンジン2が駆動される温度環境下においては、エンジンオイルの粘度は、ディーゼルエンジン2の燃料の粘度よりも高い。 That is, in general, under the temperature environment where the diesel engine 2 is driven, the viscosity of the engine oil is higher than the viscosity of the fuel of the diesel engine 2.
そのため、エンジンオイルの希釈量が比較的高い場合(すなわち、エンジンオイルの濃度が比較的低い場合)には、エンジンオイルの粘度が比較的低くなる。このような場合、ディーゼルエンジン2の駆動時において、エンジンオイルによる粘性抵抗が比較的低いため、駆動に対する機械的損失(メカロス)が比較的低くなる。その結果、所定の回転数でディーゼルエンジン2を駆動するために必要とされる燃料噴射量は、比較的少なくなる。 Therefore, when the dilution amount of the engine oil is relatively high (that is, when the concentration of the engine oil is relatively low), the viscosity of the engine oil becomes relatively low. In such a case, when the diesel engine 2 is driven, the viscous resistance due to the engine oil is relatively low, so that the mechanical loss (mechanical loss) for driving is relatively low. As a result, the amount of fuel injection required to drive the diesel engine 2 at a predetermined rotational speed is relatively small.
一方、エンジンオイルの希釈量が比較的低い場合(すなわち、エンジンオイルの濃度が比較的高い場合)には、エンジンオイルの粘度が比較的高くなる。このような場合、ディーゼルエンジン2の駆動時において、エンジンオイルによる粘性抵抗が比較的高いため、駆動に対する機械的損失(メカロス)が比較的高くなる。その結果、所定の回転数でディーゼルエンジン2を駆動するために必要とされる燃料噴射量は、比較的多くなる。 On the other hand, when the dilution amount of the engine oil is relatively low (that is, when the concentration of the engine oil is relatively high), the viscosity of the engine oil becomes relatively high. In such a case, when the diesel engine 2 is driven, the viscous resistance due to the engine oil is relatively high, so that the mechanical loss (mechanical loss) for driving becomes relatively high. As a result, the amount of fuel injection required to drive the diesel engine 2 at a predetermined rotational speed is relatively large.
そこで、予め、種々の希釈量に調整したエンジンオイルを用意し、各エンジンオイルを用いた場合の、所定の回転数でディーゼルエンジン2を駆動するために必要な燃料噴射量を測定する。そして、得られたデータを元に、所定の回転数でディーゼルエンジン2を駆動するために必要な燃料噴射量と、エンジンオイル希釈量との関係をマッピングし、相関マップを作成する。この方法において用いられる相関マップの模式図を、図2に示す。 Accordingly, engine oils adjusted to various dilution amounts are prepared in advance, and the fuel injection amount necessary for driving the diesel engine 2 at a predetermined rotational speed when each engine oil is used is measured. Then, based on the obtained data, the relationship between the fuel injection amount necessary for driving the diesel engine 2 at a predetermined rotational speed and the engine oil dilution amount is mapped to create a correlation map. A schematic diagram of a correlation map used in this method is shown in FIG.
図2が参照されるように、所定の回転数でディーゼルエンジン2を駆動するためには、エンジンオイル希釈量が高い(すなわち、エンジンオイル濃度が低く、粘度が低い)ほど、比例関係的に燃焼噴射量は少なくなる。 As shown in FIG. 2, in order to drive the diesel engine 2 at a predetermined rotational speed, the higher the engine oil dilution amount (that is, the lower the engine oil concentration and the lower the viscosity), the more proportional combustion occurs. The injection amount is reduced.
(2)次いで、この方法では、ディーゼルエンジン2を駆動する(駆動工程)。 (2) Next, in this method, the diesel engine 2 is driven (drive process).
ディーゼルエンジン2の駆動では、上記したように、燃焼室20に燃料噴射弁19から燃料が噴射され、ピストン12の昇降運動が繰り返され、吸気工程、圧縮工程、爆発工程および排気工程が順次実施される。
In driving the diesel engine 2, as described above, fuel is injected into the
(3)次いで、この方法では、ディーゼルエンジン2の回転数が所定値となるように、燃料噴射量をフィードバック制御する(制御工程)。 (3) Next, in this method, the fuel injection amount is feedback-controlled so that the rotational speed of the diesel engine 2 becomes a predetermined value (control process).
すなわち、この方法では、ディーゼルエンジン2の回転数を、出力センサ9により検知し、その検知信号が、制御ユニット10に入力される。
That is, in this method, the rotational speed of the diesel engine 2 is detected by the output sensor 9, and the detection signal is input to the
そして、ディーゼルエンジン2の回転数が、予め設定された数値より高い場合には、燃料噴射弁19による燃料噴射量を減少させる。また、ディーゼルエンジン2の回転数が、予め設定された数値より低い場合には、燃料噴射弁19による燃料噴射量を増加させる。これにより、ディーゼルエンジン2の回転数が、予め設定された数値と同等となるように、調節する。
When the rotational speed of the diesel engine 2 is higher than a preset numerical value, the fuel injection amount by the
(4)その後、この方法では、上記マップ作成工程で得られた相関マップに基づいて、燃料噴射量からエンジンオイル希釈量を算出する(算出工程)。 (4) Thereafter, in this method, the engine oil dilution amount is calculated from the fuel injection amount based on the correlation map obtained in the map creation step (calculation step).
すなわち、上記(3)工程において、ディーゼルエンジン2を所定の回転数で駆動するために必要とされた燃料噴射量(例えば、図2における点A参照)から、上記(1)工程において作成された相関マップを参照し(例えば、図2における破線矢印参照)、ディーゼルエンジン2のエンジンオイルの希釈量(例えば、図2における点B参照)を算出する。 That is, it was created in the step (1) from the fuel injection amount (for example, see point A in FIG. 2) required to drive the diesel engine 2 at a predetermined rotational speed in the step (3). With reference to the correlation map (for example, see the broken line arrow in FIG. 2), the dilution amount of the engine oil of the diesel engine 2 (for example, see the point B in FIG. 2) is calculated.
このようなオイル希釈量判定方法によれば、ディーゼルエンジン2の燃料噴射量と、エンジンオイル希釈量との相関マップを用いて、燃料噴射量からエンジンオイル希釈量を算出するため、オイルセンサを用いることなく、また、ディーゼルエンジンの運転中に、ディーゼルエンジンのエンジンオイル希釈量を判定できる。 According to such an oil dilution amount determination method, an oil sensor is used to calculate the engine oil dilution amount from the fuel injection amount using a correlation map between the fuel injection amount of the diesel engine 2 and the engine oil dilution amount. In addition, the engine oil dilution amount of the diesel engine can be determined during operation of the diesel engine.
そして、ディーゼルエンジンの運転中に、エンジンオイル希釈量に応じて、ディーゼルエンジン2の運転状況を適宜調節することができ、また、ポスト噴射の頻度を調整することができる。 Then, during operation of the diesel engine, the operation state of the diesel engine 2 can be appropriately adjusted according to the engine oil dilution amount, and the frequency of post injection can be adjusted.
さらに、エンジンオイル希釈量が基準値を超えた場合には、警告を表示し、エンジンオイルを交換することができる。 Further, when the engine oil dilution amount exceeds the reference value, a warning is displayed and the engine oil can be replaced.
また、この方法では、好ましくは、エンジンオイルを交換した後、最初のディーゼルエンジン2の駆動時における燃料噴射量を測定し、相関マップを調整する(マップ調整工程)。 In this method, preferably, after changing the engine oil, the fuel injection amount at the time of driving the first diesel engine 2 is measured, and the correlation map is adjusted (map adjustment step).
すなわち、この方法では、エンジンオイルの交換後、所定の回転数となるようディーゼルエンジン2を駆動し、燃料噴射量を測定する。そして、このとき得られた燃料噴射量を、エンジンオイル希釈量0(希釈率0%)の燃料噴射量であるとして、相関マップをゼロ合わせする。 That is, in this method, after the engine oil is changed, the diesel engine 2 is driven so as to have a predetermined rotational speed, and the fuel injection amount is measured. Then, assuming that the fuel injection amount obtained at this time is the fuel injection amount with the engine oil dilution amount 0 (dilution rate 0%), the correlation map is zeroed.
これにより、より精度よく燃料噴射量からエンジンオイル希釈量を算出することができる。 Thereby, the engine oil dilution amount can be calculated from the fuel injection amount with higher accuracy.
なお、上記の方法における温度条件は、一般的にディーゼルエンジン2が駆動される温度であれば、特に制限されないが、例えば、ディーゼルエンジン2の冷却水の温度が、例えば、20℃以上、好ましくは、30℃以上であり、例えば、80℃以下、好ましくは、40℃以下である。 The temperature condition in the above method is not particularly limited as long as it is generally a temperature at which the diesel engine 2 is driven. For example, the temperature of the cooling water of the diesel engine 2 is, for example, 20 ° C. or higher, preferably 30 ° C. or higher, for example, 80 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or lower.
とりわけ、冷却水の温度が30〜40℃である環境下(例えば、ディーゼルエンジン2の冷却時)であれば、エンジンオイルの粘度が比較的高く、エンジンオイルの希釈量に応じた燃料噴射量の差が大きくなるため、より精度よく燃料噴射量からエンジンオイル希釈量を算出することができる。 In particular, in an environment where the temperature of the cooling water is 30 to 40 ° C. (for example, when the diesel engine 2 is cooled), the viscosity of the engine oil is relatively high, and the fuel injection amount corresponding to the dilution amount of the engine oil is low. Since the difference increases, the engine oil dilution amount can be calculated from the fuel injection amount with higher accuracy.
6.作用・効果
このようなオイル希釈量判定方法によれば、ディーゼルエンジン2の燃料噴射量と、エンジンオイル希釈量との相関マップを用いて、燃料噴射量からエンジンオイル希釈量を算出するため、オイルセンサを用いることなく、また、ディーゼルエンジン2の運転中に、ディーゼルエンジン2のエンジンオイル希釈量を判定できる。
6). Action / Effect According to such an oil dilution amount determination method, the engine oil dilution amount is calculated from the fuel injection amount using the correlation map between the fuel injection amount of the diesel engine 2 and the engine oil dilution amount. The engine oil dilution amount of the diesel engine 2 can be determined without using a sensor and during the operation of the diesel engine 2.
また、エンジンオイルの希釈量の判定に、公知の油面型オイルセンサを用いる場合、通常、エンジンオイルの体積を判定し、体積の増減により希釈量を算出する。そのため、エンジンオイルの量が初期から変化しなければ、エンジンオイルの希釈量を検知できる。しかし、例えば、エンジンオイルを継ぎ足して使用した場合などには、体積からエンジンオイルの希釈量を正確に検知できないという不具合がある。また、油面型オイルセンサは、通常、エンジンオイルがオイルパン15に所定量貯留されている必要があり、初期オイル量が過度に少ない場合には、オイル希釈量を検知できない場合がある。
Further, when a known oil level type oil sensor is used to determine the dilution amount of the engine oil, the volume of the engine oil is usually determined and the dilution amount is calculated by increasing or decreasing the volume. Therefore, if the amount of engine oil does not change from the beginning, the amount of engine oil dilution can be detected. However, for example, when engine oil is added and used, there is a problem that the amount of engine oil dilution cannot be accurately detected from the volume. In addition, the oil level type oil sensor normally needs to store a predetermined amount of engine oil in the
これらに対して、上記のオイル希釈量判定方法では、燃料噴射量からエンジンオイル希釈量を算出するため、エンジンオイルを継ぎ足して使用した場合や、初期オイル量が過度に少ない場合にも、ディーゼルエンジン2のエンジンオイル希釈量を判定できる。 On the other hand, in the oil dilution amount determination method described above, the engine oil dilution amount is calculated from the fuel injection amount. Therefore, even when the engine oil is added and used or when the initial oil amount is excessively small, the diesel engine 2 engine oil dilution amount can be determined.
次に、本発明を、参考実施例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。 Next, although this invention is demonstrated based on a reference example, this invention is not limited by the following example.
参考実施例1
希釈率0%(新油)、12.2%および17.5%のエンジンオイルを用意し、各エンジンオイルを用いて、以下の操作を実施した。
Reference Example 1
Engine oils having a dilution rate of 0% (new oil), 12.2%, and 17.5% were prepared, and the following operations were performed using each engine oil.
すなわち、DPFユニットを備えるディーゼルエンジンを駆動させ、油温および冷却水の水温を30℃に維持しながら、燃料噴射を実施した。そして、エンジン回転数が975rpmにて維持されるよう、燃料噴射量をフィードバック制御した。 That is, a diesel engine equipped with a DPF unit was driven, and fuel injection was performed while maintaining the oil temperature and the coolant temperature at 30 ° C. The fuel injection amount was feedback controlled so that the engine speed was maintained at 975 rpm.
そして、燃料噴射量を測定し、エンジンオイルの希釈量(希釈率)の増減と、燃料噴射量の増減との相関マップを作成した。その結果を表1に示す。 Then, the fuel injection amount was measured, and a correlation map between the increase / decrease in the engine oil dilution amount (dilution ratio) and the increase / decrease in the fuel injection amount was created. The results are shown in Table 1.
また、得られた相関マップを図3に示す。 The obtained correlation map is shown in FIG.
1 ディーゼルエンジンシステム
2 ディーゼルエンジン
1 Diesel engine system 2 Diesel engine
Claims (2)
前記ディーゼルエンジンの燃料噴射量と、前記エンジンオイル希釈量との相関マップを作成するマップ作成工程、
前記ディーゼルエンジンを駆動する駆動工程、
前記ディーゼルエンジンの回転数が所定値となるように、前記燃料噴射量をフィードバック制御する制御工程、および、
前記相関マップに基づいて、前記燃料噴射量から前記エンジンオイル希釈量を算出する算出工程
を備えることを特徴とする、オイル希釈量判定方法。 An oil dilution amount determination method for determining an engine oil dilution amount in a diesel engine,
A map creation step of creating a correlation map between the fuel injection amount of the diesel engine and the engine oil dilution amount;
A driving process for driving the diesel engine;
A control step of feedback-controlling the fuel injection amount so that the rotational speed of the diesel engine becomes a predetermined value; and
An oil dilution amount determination method comprising: a calculation step of calculating the engine oil dilution amount from the fuel injection amount based on the correlation map.
エンジンオイルを交換した後、最初の前記ディーゼルエンジンの駆動時における前記燃料噴射量を測定し、前記相関マップを調整するマップ調整工程
を備えることを特徴とする、請求項1に記載のオイル希釈量判定方法。 Furthermore, after the map creation process,
2. The oil dilution amount according to claim 1, further comprising a map adjustment step of adjusting the correlation map by measuring the fuel injection amount when the diesel engine is driven for the first time after changing the engine oil. Judgment method.
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