JP6156005B2 - エンジンのオイル劣化検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンのオイル劣化検知装置に関する。

従来より、エンジンのオイルすなわちエンジンオイルのより適切な交換時期を検知して使用者に報知する装置が検討されている。

例えば、特許文献１には、エンジンオイルの温度、エンジン回転数、エンジンの負荷とエンジンオイルの粘度、全塩基度、すす等の不溶解分量との関係を予め求めておき、エンジンオイルの温度、エンジン回転数、エンジンの負荷の検出値に基づいて、前記関係からエンジンオイルの劣化具合を推定して、この推定結果に基づいてエンジンオイル交換を使用者に指示する装置が開示されている。

また、特許文献２には、エンジンから排出される微粒子を捕集するフィルタを有するとともに、このフィルタに捕集されている微粒子を燃焼除去してフィルタを再生するために膨張行程あるいは排気行程においてエンジンの気筒内に燃料を後噴射させるエンジンシステムにおいて、前記再生回数あるいは再生時間に基づいて、後噴射された燃料によるエンジンオイルの希釈具合を推定し、この推定結果に基づいてエンジンオイルの交換時期を検知する装置が開示されている。

特公平６−５６０９４号公報 特許４４０３８９２号公報

前記特許文献１の装置では、エンジンオイルの劣化具合との詳細な関係を予め調査、設定せねばならず作業が煩雑になるとともに、複数の検出値に基づいてエンジンオイルの劣化具合を推定しており処理が困難になるという問題がある。

また、特許文献２の装置では、再生時の後噴射された燃料によるエンジンオイルの希釈のみに基づいてエンジンオイルの交換時期を検知しており、他の影響によるエンジンオイルの劣化が十分に考慮されていないため、エンジンオイルの適正な交換時期を精度よく検知できないという問題がある。具体的には、エンジンオイルは、エンジンから排出されるすす等の微粒子がエンジンオイルに混入することによっても劣化する。特に、この微粒子量が比較的多い場合には、エンジンオイルの劣化は、主にこの微粒子量の混入により生じる。そのため、この微粒子量の混入が考慮されていない特許文献２の装置では、エンジンオイルの適正な交換時期を十分に検知することができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、エンジンオイルの適正な交換時期をより精度よく検出できるエンジンのオイル劣化検知装置の提供を目的とする。

前記課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究の結果、エンジンオイルに混入されるすす等の微粒子の量は、エンジンから排出される排ガスに含まれる微粒子の量と高い相関関係を有することを知見した。これは、エンジンオイルに混入する微粒子は、主として、エンジンのシリンダ内に導入されたあるいはシリンダ内で生成された微粒子すなわちシリンダ内に存在するものがシリンダのライナー壁に付着することでエンジンオイルに混入したものであり、シリンダ内に存在する微粒子が多いほどエンジンオイルに混入する微粒子は多くなるため、そして、シリンダ内に存在する微粒子が多いほど排ガス中の微粒子も多くなるためと考えられる。この知見に基づき、また、本発明者らは、エンジンから排出される排ガスに含まれる微粒子の量と、微粒子捕集処理装置で捕集される微粒子の量とが高い相関関係を有すること、および、排気通路のうち微粒子捕集処理装置よりも上流側の部分と下流側の部分との圧力差が、微粒子捕集処理装置により捕集された微粒子の量に応じて変化することに着目して、次の装置を発明した。

すなわち、本発明は、エンジンのオイル劣化検知装置において、前記エンジンに接続される排気通路に設けられて前記エンジンから排出される排ガス中の微粒子を捕集可能な微粒子捕集処理装置と、前記排気通路のうち前記微粒子捕集処理装置よりも上流側の部分と下流側の部分との圧力差を検出するパラメータ検出手段と、前記パラメータ検出手段で検出された前記圧力差に基づいて前記微粒子捕集処理装置に捕集されている微粒子の量を推定し、当該推定した微粒子の量の増加量に基づいて当該増加が生じた期間におけるエンジンのオイル中の微粒子の増加量を推定するとともに、当該推定した増加量を積算してエンジンのオイルに混入している微粒子量を推定する微粒子混入量推定手段と、前記微粒子混入量推定手段で推定された微粒子量が予め設定された判定量以上かどうかを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記微粒子量が前記判定量以上であると判定された場合に、オイルが劣化した旨を報知する報知手段とを備えることを特徴とするエンジンのオイル劣化検知装置を提供する（請求項１）。

この装置では、排気通路のうち微粒子捕集処理装置よりも上流側の部分と下流側の部分との圧力差に基づいてエンジンのオイル中の微粒子の増加量を推定し、この増加量を積算することでエンジンのオイルに混入している微粒子量を推定しており、簡単な構成でこの微粒子量すなわちオイルの劣化具合を推定することができる。具体的には、前記圧力差に基づいて微粒子捕集処理装置により捕集された微粒子の増加量であってエンジンから排出された排ガスに含まれる微粒子量の積算量およびエンジンのオイルに混入した微粒子量の増加量と相関の高い値を推定し、これに基づいて、エンジンのオイルに混入した微粒子の増加量を推定しているため、このエンジンのオイル内の微粒子量の増加量を精度よく推定することができる。そして、この微粒子の増加量の積算によりエンジンのオイルに混入している全微粒子量を精度よく検出することができ、より適正にオイルの劣化度合い、ひいてはエンジンのオイル交換時期を使用者に報知することができる。

また、本発明において、前前記エンジンに接続される吸気通路に前記排気通路から還流されたＥＧＲガスの量を積算するとともに、当該積算値に基づいて前記ＥＧＲガスが還流されることに伴ってエンジンのオイルに混入した微粒子の量を推定するＥＧＲ側微粒子混入量推定手段を有し、前記判定手段は、前記微粒子混入量推定手段で推定された微粒子量を前記ＥＧＲ側微粒子混入量推定手段で推定された微粒子量により補正して、当該補正後の微粒子量が前記判定量以上かどうかを判定するのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、エンジンから排出された排ガスの微粒子のうち微粒子捕集処理装置で捕集されずにエンジンに還流された微粒子がエンジンのオイル中に混入する点が考慮された上で、エンジンのオイル中に混入している微粒子量が推定されるため、より精度よくこの混入量を推定して、より適正にオイルの劣化度合い、ひいてはエンジンのオイルの交換時期を報知することができる。

ここで、ＥＧＲガスの還流経路としては、微粒子捕集処理装置よりも上流側の部分からＥＧＲガスが還流される場合と、微粒子捕集処理装置よりも下流側の部分からＥＧＲガスが還流される場合とがあるが、微粒子捕集処理装置よりも下流側の部分から還流される場合はＥＧＲガスは微粒子捕集処理装置によって微粒子が捕集された後のガスとなるため、ＥＧＲガスに含まれる微粒子量は少なく、ＥＧＲガスが還流することに伴う微粒子のオイルへの混入量は小さい。

従って、前記構成は、前記排気通路のうち前記微粒子捕集処理装置よりも上流側の部分からＥＧＲガスが前記吸気通路に還流される装置に適用されるのが好ましい。すなわち、前記ＥＧＲ側微粒子混入量推定手段は、前記排気通路のうち前記微粒子捕集処理装置よりも上流側の部分から前記吸気通路に還流されたＥＧＲガスの量を積算して、当該積算値に基づいて前記エンジンのオイル中に混入した微粒子の量を推定するＥＧＲガスの量を積算して、当該積算値に基づいて前記エンジンのオイル中に混入した微粒子の量を推定するのが好ましい（請求項３）。

以上説明したように、本発明によれば、エンジンのオイルの適正な交換時期をより精度よく判定することができる。

本発明の実施形態に係るエンジンのオイル劣化検出装置が適用されるエンジンシステムの概略図である。 エンジンオイル交換時期を検知するための手順を示したフローチャートである。 第１オイル混入微粒子濃度を算出するための手順を示したフローチャートである。 第３オイル混入微粒子濃度を算出するための手順を示したフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のエンジンのオイル劣化検出装置が適用される車両に搭載されるエンジンシステム１の概略図である。

エンジンシステム１は、エンジン１０と、エンジン１０に接続される吸気通路２０および排気通路３０と、エンジンシステム１を制御するためのコントローラ１００とを有する
。エンジン１０はディーゼルエンジンであって、排気通路３０には、エンジン１０から排出される排ガスに含まれるすす等の微粒子を捕集する微粒子捕集処理装置であるＤＰＦ（Ｄｉｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）５２が設けられている。

エンジンシステム１には、２つの過給機（第１過給機４１および第２過給機４２）からなるツインターボシステム４０が装備されているとともに、エンジン１０から排出された高圧の排気を比較的圧力の高い部位へ還流するＨＰ（Ｈｉｇｈ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）−ＥＧＲシステム６０と、低圧の排気を比較的圧力の低い部位へ還流するＬＰ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）−ＥＧＲシステム７０とが設けられている。

具体的には、吸気通路２０には、上流側から順に、エアクリーナ２１、第１過給機４１の第１コンプレッサ４１ａ、第２過給機４２の第２コンプレッサ４２ａ、インタークーラ２２と、スロットル２３とが設けられている。また、吸気通路２０には、第２コンプレッサ４２ａをバイパスするバイパス通路が設けられているとともに、この通路を開閉可能なバルブ４３が設けられている。

排気通路３０には、上流から順に第２過給機４２の第２タービン４２ｂ、第１過給機４１の第１タービン４１ｂ、酸化触媒であるＤＯＣ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）５１、ＤＰＦ５２と、サイレンサ３１とが設けられている。また、排気通路３０には、第２タービン４２ｂ、第１タービン４１ｂをそれぞれバイパスするバイパス通路に設けられてこれら通路をそれぞれ開閉可能なバルブ４４，４５が設けられている。第１過給機４１と、第２過給機４２とは、コントローラ１００からの指令に基づきこれらバルブ４３、４４，４５が運転条件に応じて開閉されることで、運転条件に応じてそれぞれ吸気を過給する。

ＨＰ−ＥＧＲシステム６０は、排気通路３０の第２タービン４２ｂよりも上流側の部分と吸気通路２０のスロットル２３よりも下流側の部分との間に設けられている。ＬＰ−ＥＧＲシステム７０は、排気通路３０のうち第１タービン４１ｂよりも下流側の部分と吸気通路２０の第１コンプレッサ４１ａよりも上流側の部分との間に設けられている。詳細には、排気通路３０の第２タービン４２ｂよりも上流側の部分であってＤＰＦ５２よりも上流側の部分と吸気通路２０のスロットル２３よりも下流側の部分とがＨＰ−ＥＧＲ通路６１により接続されているとともに、排気通路３０のＤＰＦ５２よりも下流側の部分と吸気通路２０のうち第１コンプレッサ４１ａよりも上流側の部分とがＬＰ−ＥＧＲ通路７１により接続されている。各ＥＧＲ通路６１、７１には、それぞれ、排気通路３０側から順に、各ＥＧＲ通路６１、７１を通過するＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラー６２、７２と、各ＥＧＲ通路６１、７１を開閉可能なバルブ６４，７４とが設けられている。さらに、ＨＰ−ＥＧＲシステム６０には、ＥＧＲクーラー６２をバイパスするバイパス通路６６とこのバイパス通路６６を開閉可能なバルブ６８が設けられている。これらバルブ６４，６８、７４は、運転条件に応じてコントローラ１００からの指令に基づきそれぞれ開閉され、運転条件に応じて、ＨＰ−ＥＧＲ通路６１を通じて高温高圧、かつ、ＤＰＦ５２により微粒子が捕集される前のガスが吸気に還流される、また、ＬＰ−ＥＧＲ通路７１を通じて低温低圧、かつ、ＤＰＦ５２により微粒子が捕集された後のガスが吸気に還流される。

エンジンシステム１には、さらに、差圧センサ（パラメータ検出手段）８２と、エアフロメータ８１とが設けられている。差圧センサ８２は、ＤＰＦ５２の前後差圧、すなわち、排気通路３０のうちＤＰＦ５２よりも上流側の部分、詳細には、ＤＯＣ５１とＤＰＦ５２との間の部分と、ＤＰＦ５２よりも下流側の部分との圧力差を検出する。エアフロメータ８１は、吸気通路２０のうちエアクリーナ２１と第１コンプレッサ４１ａとの間に設けられており、この部分を通過する吸気量を検出する。

コントローラ１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力を行う入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを有している。

コントローラ１００は、前記のように、第１過給機４１および第２過給機４２、ＨＰ−ＥＧＲシステム６０およびＬＰ−ＥＧＲシステム７０に設けられた各バルブ等に所定の指令を出力する。コントローラ１００は、機能的に、運転条件に基づいて、エンジン１０に還流するＥＧＲガス量である目標ＥＧＲガス量を算出するＥＧＲ制御部１０１を有し、このＥＧＲ制御部１０１で算出された目標ＥＧＲガス量に応じてＥＧＲ通路６１、６６、７１に設けられた各バルブ６４，６８、７４の開度を算出し、これらバルブに指令信号を出力する。詳細には、ＥＧＲ制御部１０１は、外気温、エンジン水温、エンジン負荷、エンジン回転数に基づいて、目標ＥＧＲガス量を算出する。

コントローラ１００は、エンジンのオイルすなわちエンジンオイルを交換すべき時期であるかどうかを判定するエンジンオイル判定部１０２を有し、このエンジンオイル判定部１０２において、エンジンオイルを交換すべき時期であると判定すると、その旨を運転者等の使用者に報知するための報知手段２００に、所定の信号を出力する。すなわち、この実施形態に係る車両には、使用者に報知可能な報知手段２００が設けられており、この報知手段２００に対して、エンジンオイル判定部１０２での判定結果に基づく信号が出力される。報知手段２００は、例えば、車両のインパネに設けられたランプからなり、このランプの点灯によりエンジンオイルの交換時期であることが報知される。

エンジンオイル判定部１０２は、機能的に、エンジンオイルに混入しているすす等の微粒子の量を推定する微粒子混入量推定部（微粒子混入量推定手段）１１２およびＥＧＲ側微粒子混入量推定部（ＥＧＲ側微粒子混入量推定手段）１１３と、これら推定部１１２、１１３で算出されたエンジンオイルへの微粒子の混入量が予め設定された基準量以上であるかどうかを判定する最終判定部（判定手段）１１４とを含む。エンジンオイル判定部１０２は、最終判定部１１４にてエンジンオイルへの微粒子の混入量が予め設定された基準量以上であると判定されると、エンジンオイルを交換すべき時期であるとして、報知手段２００にその旨を使用者に報知させるための信号を出力する。

ここで、本発明者らは、エンジンオイルに混入するすす等の微粒子の量は、エンジン１０から排出される排ガスに含まれる微粒子の量と高い相関関係を有することを知見した。これは、微粒子は、主として、エンジン１０のシリンダ内に導入されたあるいはシリンダ内で生成された微粒子すなわちシリンダ内に存在するものがシリンダのライナー壁に付着することでエンジンオイルに混入していたものであり、シリンダ内に存在する微粒子が多いほどエンジンオイルに混入する微粒子は多くなるため、そして、シリンダ内に存在する微粒子が多いほど排ガス中の微粒子も多くなるためと考えられる。そして、本発明者らは、所定期間にエンジン１０から排出された排ガスに含まれる微粒子量の全量が、この所定期間にＤＰＦ５２により捕集された微粒子の量すなわちＤＰＦ５２の堆積量の増加量と高い相関にあることに着目し、所定期間におけるＤＰＦ５２の堆積量の増加量に基づいてこの期間にエンジンオイルに新たに混入した微粒子量すなわちエンジンオイル内の微粒子量の増加量を推定するとともに、この増加量を積算していくことで、エンジンオイルに混入している微粒子量を高い精度で推定可能とした。

さらに、本発明者らは、ＥＧＲが実施されている場合には、エンジン１０から排出された排ガスの微粒子のうちＤＰＦ５２で捕集されずにエンジン１０に還流される微粒子が存在し、この微粒子がエンジンオイルに混入することに着目した。そして、エンジンオイル
に混入している微粒子量の推定精度をより高めるべく、ＥＧＲの実施に伴うエンジンオイルへの微粒子の混入量を推定して、ＤＰＦ５２により捕集された微粒子の量から推定した混入量を補正することで、さらにエンジンオイルの微粒子の混入量の推定精度を高めるようにした。また、ＥＧＲの実施に伴うエンジンオイルへの微粒子の混入量はＥＧＲガス量と高い相関にあるとの知見に基づき、ＥＧＲガス量に基づいてこのＥＧＲの実施に伴うエンジンオイルへの微粒子の混入量を推定することとした。

エンジンオイル判定部１０２の各推定部１１２、１１３および最終判定部１１４での具体的な演算について、図２〜図４のフローチャートを用いて説明する。

図２は、全体の流れを示したものである。ステップＳ１０１では、微粒子混入量推定部１１２により、現時点（カウンタｉにおける）での、エンジンオイルに混入している微粒子量のうちＤＰＦ５２により捕集された微粒子量と相関の高い微粒子量を表す第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）が算出される。ステップＳ１０２では、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３により、現時点（カウンタｉにおける）での、エンジンオイルに混入している微粒子量のうちＥＧＲの実施に伴ってエンジンオイルに混入した微粒子量を表す第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）が算出される。

ステップＳ１０３では、最終判定部１１４により、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）に第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）が加算されて、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）が第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）により補正され、エンジンオイルに混入しているトータルの微粒子量を表す最終オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ（ｉ）が算出される。そして、最終判定部１１４は、ステップＳ１０４にて、この最終オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ（ｉ）が予め設定、記憶された判定量Ｋ＿ＯＤＳより大きいかどうかを判定する。最終判定部１１４は、この判定がＹＥＳであって、最終オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ（ｉ）が判定量Ｋ＿ＯＤＳ以上の場合は、エンジンオイルを交換すべき時期であるとして、報知手段２００にオイル交換信号を出力する。一方、ステップＳ１０４での判定がＮＯであって、最終オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ（ｉ）が判定量Ｋ＿ＯＤＳに到達していない場合は、信号を出力することなくステップＳ１０６に進み、次の演算の準備としてカウンタｉをカウントアップする。このステップＳ１０１〜Ｓ１０２の演算の実施タイミングは、特に限定されないが、例えば、これら演算は一定時間毎に実施される。

図３を用いて、微粒子混入量推定部１１２による第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）の算出手順について説明する。

微粒子混入量推定部１１２は、まず、ステップＳ１１において、最後にエンジンオイルが交換された時から現時点（カウンタｉ時点）までの走行距離に基づき第１オイル微粒子濃度ＤＯＳ１の最大値ＯＤＳ１ｍａｘ（ｉ）と最小値ＯＤＳ１ｍｉｎ（ｉ）とを算出する。具体的には、これら最大値ＯＤＳ１ｍａｘ（ｉ）と最小値ＯＤＳ１ｍｉｎ（ｉ）と走行距離との関係が、予めマップで記憶されており、微粒子混入量推定部１１２は、このマップから走行距離に応じた各値を抽出する。

次に、微粒子混入量推定部１１２は、ステップＳ１２において、差圧センサ８２で検出されたＤＰＦ５２の前後差圧Ｐ＿ＤＰＦ（ｉ）に基づき、現時点でＤＰＦ５２に捕集されている微粒子量（以下ＰＭ堆積量という）ＰＭＢ（ｉ）を算出する。本実施形態では、このＰＭ堆積量ＰＭＢ（ｉ）をより精度よく推定、算出するために、差圧センサ８２で検出されたＤＰＦ５２の前後差圧Ｐ＿ＤＰＦ（ｉ）と、ＤＰＦ５２を通過する排気流量とを用いて、ＰＭ堆積量ＰＭＢ（ｉ）を算出する。具体的には、エアフロメータ８１で検出された吸気量に基づいてＤＰＦ５２を通過する排気流量を算出する。詳細には、検出された吸気量に対して、エアフロメータ８１からＤＰＦ５２までの到達時間分の遅れについて補正
を行い、現時点での排気流量を算出する。次に、検出された現時点でのＤＰＦ５２の前後差圧Ｐ＿ＤＰＦ（ｉ）を、特定の基準排気流量での差圧Ｐ＿ＤＰＦ（ｉ）に換算する。そして、予め設定、記憶されている、基準排気流量におけるＤＰＦ５２の前後差圧とＰＭ堆積量との関係に基づき、現時点のＰＭ堆積量ＰＭＢ（ｉ）を算出する。基準排気流量におけるＤＰＦ５２の前後差圧とＰＭ堆積量との関係は、例えばマップで設定、記憶されている。

次に、微粒子混入量推定部１１２は、ステップＳ１３において、前回の演算時から現時点までの間におけるＰＭ堆積量の変化量△ＰＭＢ（ｉ）を算出する。具体的には、ステップＳ１２で算出したＰＭ堆積量ＰＭＢ（ｉ）の前回演算時の値ＰＭＢ（ｉ−１）とを用いて、ＰＭ堆積量（ｉ）の変化量△ＰＭＢ（ｉ）＝ＰＭＢ（ｉ）−ＰＭＢ（ｉ−１）を演算する。

次に、微粒子混入量推定部１１２は、ステップＳ１４において、ＰＭ堆積量の変化量△ＰＭＢ（ｉ）が０より小さいかどうかを判定する。そして、微粒子混入量推定部１１２は、この判定がＹＥＳの場合は、ステップＳ１５に進み、ＰＭ堆積量の増加量△ＰＭＢ（ｉ）を０にする。一方、微粒子混入量推定部１１２は、この判定がＮＯの場合は、ステップＳ１３で算出されたＰＭ堆積量の変化量△ＰＭＢ（ｉ）をそのままＰＭ堆積量の増加量△ＰＭＢ（ｉ）として維持する。すなわち、ＰＭ堆積量は、ＤＰＦ５２の再生制御（ＤＰＦ５２に堆積している微粒子を燃焼除去する制御）が実施された場合等において、減少する場合があるが、エンジンオイルに混入する微粒子はＤＰＦ５２のＰＭ堆積量が減少しても減少することはなく、エンジン内に微粒子が導入、あるいはエンジン内で微粒子が生成されるのに伴って、増加していく。そのため、このステップＳ１４、Ｓ１５では、ＰＭ堆積量の変化量△ＰＭＢ（ｉ）のうち０より大きく、ＰＭ堆積量が増加している場合にのみ、その値をＰＭ堆積量の増加量△ＰＭＢ（ｉ）として維持して、以降のエンジンオイルに混入している微粒子の演算に用いる。

次に、微粒子混入量推定部１１２は、ステップＳ１６において、ＰＭ堆積量の増加量△ＰＭＢ（ｉ）を積算していく。具体的には、微粒子混入量推定部１１２は、前回の演算時点までのＰＭ堆積量の増加量△ＰＭＢの積算値であるＴＰＭＢ（ｉ−１）に、新たに演算されたＰＭ堆積量の増加量△ＰＭＢ（ｉ）を加算して、現時点でのＰＭ増加量積算値ＴＰＭＢ（ｉ）を算出する。

次に、微粒子混入量推定部１１２は、ステップＳ１７において、オイル交換フラグＦが前回演算時点での値と一致しているかどうかを判定する。このオイル交換フラグＦは、オイル交換がなされることで０から１、または、１から０に変化するものであり、前回演算時点での値と一致していない場合には、前回演算時点から現時点までの間にオイル交換がなされたことになる。このオイル交換フラグＦは、例えば、オイル交換時に使用者が所定の操作手段を操作することで変化する。

前記オイル交換フラグＦが前回演算時点での値と一致しておらず、今回の演算直前にオイル交換がなされている場合には、エンジンオイル中には微粒子は混入していないと考えられる。そこで、微粒子混入量推定部１１２は、ステップＳ１７での判定がＹＥＳであって、今回の演算直前にオイル交換がなされている場合には、ステップＳ１８にて、ＰＭ増加量積算値ＴＰＭＢ（ｉ）の値を０にし、ステップＳ１７での判定がＮＯの場合にのみ、ステップＳ１６で算出したＰＭ増加量積算値ＴＰＭＢ（ｉ）の値を維持する。

次に、微粒子混入量推定部１１２は、ステップＳ１９において、ＰＭ増加量積算値ＴＰＭＢ（ｉ）から、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）を算出する。ここで、ＰＭ増加量積算値ＴＰＭＢ（ｉ）と第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）との関係は、ＯＤ
Ｓ１（ｉ）＝Ｋ１１×ＴＭＰＢ（ｉ）＋Ｋ１２で表すことができる。そこで、微粒子混入量推定部１１２は、この式を用いて、現時点での第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）を算出する。前記式において、Ｋ１１，Ｋ１２は予め設定された定数であり、エンジンの種類毎等に決定される。また、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）は、この式により、例えば、重量濃度で算出される。

次に、微粒子混入量推定部１１２は、ステップＳ２０において、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）がステップＳ１１で算出した最小値ＯＤＳ１ｍｉｎ（ｉ）より小さいかどうかを判定し、この判定がＹＥＳの場合は、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）を最小値ＯＤＳ１ｍｉｎ（ｉ）とし（ステップＳ２１）、この判定がＮＯの場合は、ステップＳ１９で算出した第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）を維持する。また、微粒子混入量推定部１１２は、ステップＳ２０において、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）がステップＳ１１で算出した最大値ＯＤＳ１ｍａｘ（ｉ）より大きいかどうかを判定し、この判定がＹＥＳの場合は、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）を最大値ＯＤＳ１ｍａｘ（ｉ）とし（ステップＳ２３）、この判定がＮＯの場合は、ステップＳ１９で算出した第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）を維持する。

以上のようにして、微粒子混入量推定部１１２は、ＰＭ堆積量の増加量およびこの増加量の積算値に基づいて、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）を算出する。

次に、図４を用いて、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３による、第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）の算出手順について説明する。

ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３は、まず、ステップＳ３１において、最後にオイル交換された時から現時点（カウンタｉ時点）までの走行距離に基づき第２オイル微粒子濃度ＤＯＳ２の最大値ＯＤＳ２ｍａｘ（ｉ）と最小値ＯＤＳ２ｍａｘ（ｉ）とを算出する。前記微粒子混入量推定部１１２と同様に、これら最大値ＯＤＳ２ｍａｘ（ｉ）と最小値ＯＤＳ２ｍａｘ（ｉ）と走行距離との関係は、予めマップで記憶されており、微ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３はこのマップから走行距離に応じた各値を抽出する。

次に、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３は、ステップＳ３２において、エンジン１０に還流されたＥＧＲガス量を積算していく。

ここで、本実施形態では、ＤＰＦ５２よりも上流側の部分から排ガスを還流するＨＰ−ＥＧＲシステム６０と、ＤＰＦ５２よりも下流側の部分から排ガスを還流するＬＰ−ＥＧＲシステム７０とを有しているが、ＬＰ−ＥＧＲシステム７０により還流される排ガスは、ＤＰＦ５２により微粒子が捕集された後のガスであり、微粒子の含有量が小さく、エンジンオイルへの微粒子の混入に対する影響が小さい。そこで、本実施形態では、これら２つのシステムのうちＤＰＦ５２よりも上流側の部分から排ガスを還流するＨＰ−ＥＧＲシステム６０により還流されたＥＧＲガス量のみを積算していく。

また、前述のように、ＥＧＲガス量である目標ＥＧＲガス量は、ＥＧＲ制御部１０１にて算出されている。そのため、ここでは、このＥＧＲ制御部１０１で算出されたＨＰ−ＥＧＲシステム６０における目標ＥＧＲガス量をエンジン１０に還流されたＥＧＲガス量として積算していく。なお、ＥＧＲ通路６１、６６、７１に設けられた各バルブ６４，６８、７４の開度等に基づいて、エンジン１０に還流されたＥＧＲガス量を算出してもよいが、このように目標ＥＧＲガス量を用いれば、演算を容易にすることができる。

具体的には、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３は、前回の演算時点までのＨＰ−ＥＧＲシステム６０における目標ＥＧＲガス量の積算値ＴＭＥＧＲ（ｉ−１）に、新たに演算
された目標ＥＧＲガス量ＭＥＧＲ（ｉ）を加算して、現時点でのＥＧＲガス量積算値ＴＭＥＧＲ（ｉ）を算出する。

次に、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３は、ステップＳ１７と同様に、ステップＳ３３において、オイル交換フラグＦが前回演算時点での値と一致しているかどうかを判定する。そして、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３は、ステップＳ３３での判定がＹＥＳであって、オイル交換フラグＦが前回演算時点での値と一致していない場合には、ステップＳ３４にて、ＥＧＲガス量積算値ＴＭＥＧＲ（ｉ）の値を０にし、ステップＳ３４での判定がＮＯの場合にのみ、ステップＳ３２で算出したＥＧＲガス量積算値ＴＭＥＧＲ（ｉ）の値を維持する。

次に、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３は、ステップＳ３５において、ＥＧＲガス量積算値ＴＭＥＧＲ（ｉ）から、第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）を算出する。ここで、ＥＧＲガス量積算値ＴＭＥＧＲ（ｉ）と第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）との関係は、ＯＤＳ２（ｉ）＝Ｋ２１×ＴＭＥＧＲ（ｉ）＋Ｋ２２で表すことができる。そこで、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３は、この式を用いて、現時点での第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）を算出する。前記式において、Ｋ２１，Ｋ２２は予め設定された定数であり、エンジンの種類毎等に決定される。また、第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）は、この式により、例えば、重量濃度で算出される。

次に、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３は、微粒子混入量推定部１１２での演算ステップＳ２０〜Ｓ２３と同様に、ステップＳ３５で算出した第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）と、ステップＳ３１で算出した最小値ＯＤＳ２ｍｉｎ（ｉ）と最大値ＯＤＳ２ｍａｘ（ｉ）とを比較し（ステップＳ３６，３８）、これらの範囲を超えている場合には、第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）を最小値ＯＤＳ２ｍｉｎ（ｉ）（ステップＳ３７）あるいは最大値ＯＤＳ２ｍａｘ（ｉ）（ステップＳ３９）とする。

以上のようにして、ＥＧＲ側微粒子混入量推定部１１３は、ＥＧＲガス量の積算値に基づいて、第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）を算出する。

以上のように、本実施形態では、ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量の増加量の積分値に基づいて第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１（ｉ）が算出されるとともに、ＥＧＲガス量の積分値に基づいて第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２（ｉ）が算出され、これらを合わせた最終オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ（ｉ）に基づいて、エンジンオイルの交換時期を検知しており、比較的簡単な演算で、この交換時期を高精度で検知することができる。

特に、ＤＰＦ５２のＰＭ堆積量が、このＰＭ堆積量と相関の高い差圧センサ８２で検出されるＤＰＦ５２の前後差圧に基づいて推定されており、オイル混入微粒子濃度の推定精度をより確実に高くすることができる。

ここで、前記実施形態では、ステップＳ１２においてＰＭ堆積量ＰＭＢを、差圧センサ８２の検出結果とエアフロメータ８１の検出結果とに基づいて算出する場合について示したが、差圧センサ８２の検出結果のみに基づいて算出してもよい。例えば、排気流量が一定の運転条件毎にエンジンオイル判定部１０２での演算を実施するようにしてもよい。ただし、差圧センサ８２とエアフロメータ８１との検出結果に基づいて算出すれば、より精度よくＰＭ堆積量ＰＭＢを算出することができる。また、差圧センサ８２に代えて、他のＤＰＦ５２により捕集された微粒子の量に応じて変化する排気通路３０の排ガス流通抵抗に関連するパラメータを検出するパラメータ検出手段を用いてもよい。例えば、差圧センサ８２に代えて、排気通路３０の圧力を検出する圧力センサを用いてもよい。

また、前記実施形態では、ＥＧＲガス量の積分値に基づいて第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２を算出し、この濃度ＯＤＳ２とＤＰＦ５２のＰＭ堆積量の増加量の積分値に基づく第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１とを合わせた量を最終オイル混入微粒子濃度ＯＤＳとして、この濃度ＯＤＳに基づいてエンジンオイルの交換時期を検知する場合について示したが、第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１のみによってエンジンオイルの交換時期を検知するようにしてもよい。すなわち、第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２に係る演算を省略してもよい。ただし、第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２と第１オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ１とに基づいて、エンジンオイルの交換時期を決定すれば、より適正な交換時期を検知することができる。

また、前記実施形態では、ＨＰ−ＥＧＲシステム６０とＬＰ−ＥＧＲシステム７０のうちＤＰＦ５２よりも上流側の部分から排ガスを還流するＨＰ−ＥＧＲシステム６０により還流されたＥＧＲガス量のみを用いて第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２を算出する場合について示したが、ＬＰ−ＥＧＲシステム７０により還流されたＥＧＲガス量を用いて第２オイル混入微粒子濃度ＯＤＳ２を算出してもよい。また、ＥＧＲガスに関連するエンジンオイルへの微粒子の混入量（オイル混入微粒子濃度）を、各システム６０、７０について算出して、これら全てを考慮してエンジンオイルの交換時期を決定してもよい。

１０ エンジン
５２ ＤＰＦ（微粒子捕集処理装置）
８２ 差圧センサ（パラメータ検出手段）
１１２ 微粒子混入量推定部（微粒子混入量推定手段）
１１３ ＥＧＲ側微粒子混入量推定部（ＥＧＲ側微粒子混入量推定手段）
１１４ 最終判定部（判定手段）
２００ 報知手段

Claims (3)

1. エンジンのオイル劣化検知装置において、
   前記エンジンに接続される排気通路に設けられて前記エンジンから排出される排ガス中の微粒子を捕集可能な微粒子捕集処理装置と、
   前記排気通路のうち前記微粒子捕集処理装置よりも上流側の部分と下流側の部分との圧力差を検出するパラメータ検出手段と、
   前記パラメータ検出手段で検出された前記圧力差に基づいて前記微粒子捕集処理装置に捕集されている微粒子の量を推定し、当該推定した微粒子の量の増加量に基づいて当該増加が生じた期間におけるエンジンのオイル中の微粒子の増加量を推定するとともに、当該推定した増加量を積算してエンジンのオイルに混入している微粒子量を推定する微粒子混入量推定手段と、
   前記微粒子混入量推定手段で推定された微粒子量が予め設定された判定量以上かどうかを判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記微粒子量が前記判定量以上であると判定された場合に、オイルが劣化した旨を報知する報知手段とを備えることを特徴とするエンジンのオイル劣化検知装置。
2. 請求項１に記載のエンジンのオイル劣化検知装置において、
   前記エンジンに接続される吸気通路に前記排気通路から還流されたＥＧＲガスの量を積算するとともに、当該積算値に基づいて前記ＥＧＲガスが還流されることに伴ってエンジンのオイルに混入した微粒子の量を推定するＥＧＲ側微粒子混入量推定手段を有し、
   前記判定手段は、前記微粒子混入量推定手段で推定された微粒子量を前記ＥＧＲ側微粒子混入量推定手段で推定された微粒子量により補正して、当該補正後の微粒子量が前記判定量以上かどうかを判定することを特徴とするエンジンのオイル劣化検知装置。
3. 請求項２に記載のエンジンのオイル劣化検知装置において、
   前記ＥＧＲ側微粒子混入量推定手段は、前記排気通路のうち前記微粒子捕集処理装置よりも上流側の部分から前記吸気通路に還流されたＥＧＲガスの量を積算して、当該積算値に基づいて前記エンジンのオイルに混入した微粒子の量を推定することを特徴とするエンジンのオイル劣化検知装置。
   

Images