JP6640661B2 - エンジンオイル状態制御装置 - Google Patents
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Description
所定の燃焼制御が実行されるエンジンのエンジンオイルに混入した燃料の燃料混入率を制御するためのエンジンオイル状態制御装置であって、
前記燃料混入率を取得する燃料混入率取得部と、
前記燃料混入率が第1閾値以上の場合に、前記エンジンオイルに混入した前記燃料の蒸発速度を増加させるためのオイル昇温制御を実行するオイル昇温制御部と、を備える。
前記オイル昇温制御は、前記エンジンの出力を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における出力よりも増加させる出力増加制御を含む。
上記(2)の構成によれば、出力増加制御によってエンジンの昇温が図られており、より高温化されたエンジンからの伝熱によるエンジンオイルの昇温を図ることができる。
前記オイル昇温制御は、前記エンジンのアイドリング回転数の設定値を増加させる制御を含む。
上記(3)の構成によれば、例えばエンジンが搭載された車両の走行や、建機などの作動などに影響のないアイドリング時においてエンジンの燃料消費量を増加させ燃焼による発熱量を増加させることができ、エンジンの昇温を介したエンジンオイルの昇温を図ることができる。
前記オイル昇温制御は、前記エンジンのシリンダ内の燃焼温度を、前記所定の燃焼制御が実行された場合におけるシリンダ内の燃焼温度よりも上昇させる燃焼温度上昇制御を含む。
上記(4)の構成によれば、燃焼温度上昇制御による燃料の燃焼温度を上昇することにより、エンジンの昇温が図られており、より高温化されたエンジンからの伝熱によるエンジンオイルの昇温を図ることができる。
前記燃焼温度上昇制御は、前記エンジンの空気過剰率を、前記所定の燃焼制御に従って決められる空気過剰率よりも低減させる制御、あるいは、前記エンジンのEGR率を、前記所定の燃焼制御に従って決められるEGR率よりも増大させる制御の少なくとも一方を含む。
上記(5)の構成によれば、空気過剰率の低減や、EGR率の増大などによって、燃料の燃焼温度をより高温にすることにより、エンジンの昇温が図られており、より高温化されたエンジンからの伝熱によるエンジンオイルの昇温を図ることができる。
前記エンジンは、
前記エンジンオイルが循環されるオイル循環ラインと、
前記オイル循環ラインに設けられ、前記エンジンオイルを冷却するためのオイルクーラと、
前記オイルクーラをバイパスして、前記オイル循環ラインにおける前記オイルクーラの上流側と下流側とを連結するクーラバイパスラインと、を有し、
前記オイル昇温制御は、前記クーラバイパスラインを流れる前記エンジンオイルの流量を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における前記クーラバイパスラインを流れる前記エンジンオイルの流量よりも増大させる制御を含む。
上記(6)の構成によれば、オイルクーラをバイパスして流れるエンジンオイルの流量を増加させることによって、所定の燃焼制御が実行された場合よりも、オイルクーラによるエンジンオイルの冷却度合を弱めており、エンジンオイルの昇温を図ることができる。
前記エンジンは、
冷却水を循環させる冷却水循環ラインと、
前記冷却水循環ラインに設けられ、前記冷却水を冷却するためのラジエータと、
前記ラジエータをバイパスして、前記冷却水循環ラインにおける前記ラジエータの上流側と下流側とを連結するラジエータバイパスラインと、を備え、
前記オイル昇温制御は、前記ラジエータバイパスラインを流れる前記冷却水の流量を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における前記ラジエータバイパスラインを流れる前記冷却水の流量よりも増大させる制御を含む。
上記(7)の構成によれば、ラジエータをバイパスして流れる冷却水の流量を増加することによる冷却水の昇温を介して、エンジンの昇温が図られており、より高温化されたエンジンからの伝熱によるエンジンオイルの昇温を図ることができる。
前記エンジンは、
冷却水を循環させる冷却水循環ラインと、
前記冷却水循環ラインに設けられ、前記冷却水を冷却するためのラジエータと、
前記冷却水ラインに設けられるヒータと、を備え、
前記オイル昇温制御は、前記ヒータを作動させる制御を含む。
上記(8)の構成によれば、冷却水循環ラインを流れる冷却水をヒータによって昇温し、冷却水の昇温を介して、エンジンの昇温が図られており、より高温化されたエンジンからの伝熱によるエンジンオイルの昇温を図ることができる。
前記エンジンは、前記エンジンオイルの粘度を検出するためのオイル粘度センサを有し、
前記燃料混入率取得部は、前記エンジンオイルの粘度と前記燃料混入率との関係を示すマップに基づいて、前記オイル粘度センサによって検出された前記エンジンオイルの粘度から前記燃料混入率を算出する。
上記(9)の構成によれば、エンジンオイルの粘度の測定を通して燃料混入率を取得することができる。
前記燃料混入率が前記第1閾値よりも大きい第2閾値以上、且つ、第3閾値未満の場合に、前記エンジンの出力を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における出力よりも低減させる出力低減制御を実行する出力低減制御部を、さらに備える。
上記(10)の構成によれば、燃料混入率が第2閾値以上、且つ、第3閾値未満の場合には、所定の燃焼制御による通常の制御に加えて出力低減制御が実行されることにより、エンジンの出力がより低減される。これよって、エンジンオイルへの燃料混入率のレベルがより高い場合(第2閾値以上、且つ、第3閾値未満の場合)であっても、混入燃料によるエンジンオイルの希釈に起因したエンジンの損傷を抑制することができる。
前記燃料混入率が前記第3閾値以上の場合に、前記エンジンの起動を制限するための起動制限制御を実行する起動制限制御部を、さらに備える。
上記(11)の構成によれば、燃料混入率が第3閾値以上の場合には、所定の燃焼制御による通常の制御に加えて起動制限制御が実行されることにより、エンジンが停止した状態となるように仕向けられる。これによって、エンジンが運転状態となるのが抑制されるので、エンジンオイルへの燃料混入率のレベルが特に高い場合(第3閾値以上)であっても、混入燃料によるエンジンオイルの希釈に起因したエンジンの損傷を回避することができる。
前記エンジンは、
前記エンジンの排気通路に設けられ、排ガス中の微粒子を捕集するためのDPFと、前記DPFの上流側に配設されるDOCと、を有する排ガス処理装置と、
所定の実行条件が満たされた時に、前記エンジンの燃焼室での燃焼に寄与しない時期に燃料を噴射することにより前記DPFに対する強制再生処理を実行する強制再生制御部と、を有する。
上記(12)の構成によれば、レイトポスト噴射による燃料がエンジンオイルに混入するようなエンジンにおいて、エンジンオイルにおける混入燃料の蒸発を促進することができ、混入燃料によるエンジンオイルの希釈の抑制のみならず、混入燃料による希釈からのエンジンオイルの回復を図ることがでる。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
以下、エンジンオイル状態制御装置2について、図2〜図3を用いて説明する。図2に示されるように、エンジンオイル状態制御装置2は、燃料混入率取得部21と、オイル昇温制御部24と、を備える。図1〜図2に示される実施形態では、エンジンオイル状態制御装置2は、燃料混入レベル判定部22と、制御起動部23と、をさらに備えている。なお、本実施形態では、図1に示されるように、エンジンオイル状態制御装置2は、エンジン制御ECU15の一機能部として実現されているが、他の幾つかの実施形態では、エンジン制御ECU15とは別体に構成された他のECU(電子制御装置)などのコンピュータ装置で実現しても良い。上記のそれぞれの機能部について説明する。
あるいは、他の幾つかの実施形態では、オイル昇温制御部24は、例えば燃焼制御部16に対する命令によって、エンジン1のアイドリング回転数の設定値を増加させても良い。アイドリング回転数の設定値の増加により、アイドリング時の燃料噴射量が増大し、燃焼による発熱量がより増大される。この場合には、車両の走行などに影響のないアイドリング時においてエンジン1の出力を増加させることができ、エンジン1の昇温を介したエンジンオイルのさらなる昇温を図ることができる。
また、エンジン1が、アタッチメント(例えば油圧ショベルやホイールローダなど)を有する建機やフォークリフト車両などに搭載されている場合には、オイル昇温制御は、エンジン1を動力源としてアタッチメントやフォークを駆動する油圧ポンプ(不図示)の出力を増加させる制御を含んでいても良く、例えば、エンジン1から油圧ポンプに振り分けられる出力を、所定の燃焼制御のみが行われる正常時よりも増加させても良い。
オイル昇温制御がエンジンオイル循環システム6(冷却装置)を制御する場合において、幾つかの実施形態では、図4に示されるように、エンジン1は、エンジンオイルが循環されるオイル循環ライン61と、オイル循環ライン61に設けられ、エンジンオイルを冷却するためのオイルクーラ63と、オイルクーラ63をバイパスして、オイル循環ライン61におけるオイルクーラ63の上流側と下流側とを連結するクーラバイパスライン62と、を有する。このようなエンジンオイル循環システム6において、オイルパン69に溜まったエンジンオイルは、オイル循環ライン61(配管)に設置されたオイルポンプ64で吸い上げられることにより、オイル循環ライン61に供給される。オイル循環ライン61において、エンジンオイルはオイルクーラ63を通過し、その後、オイル噴射ノズル65からピストン13に噴射されることによりピストン13を冷却し、再度、オイルパン69に落下する。なお、例えば大型エンジンなどでは、オイル噴射ノズル65からのエンジンオイルの噴射量を、オイル循環ライン61におけるオイルクーラ63の下流側とオイル噴射ノズル65との間に設けられた噴射量調整弁66をエンジン制御ECU15などが制御することにより決定するように構成しても良い。また、オイル循環ライン61におけるオイルクーラ63とオイルポンプ64との間(オイルクーラ63の上流側)には上記のクーラバイパスライン62(配管)の一端が接続されており、他方、オイルクーラ63とオイル噴射ノズル65との間(オイルクーラ63の下流側)には、クーラバイパスライン62の他端が接続されている。
図5のステップS1においてエンジンオイルの粘度を取得し、ステップS2において、上述したように、オイル粘度から燃料混入率を算出する。また、ステップS3において、ステップS2で取得した燃料混入率に基づいて、燃料混入レベルを判定する。そして、ステップS3での判定の結果、ステップS4において燃料混入率が第1閾値V1よりも小さいと判定した場合には、正常レベルとして、ステップS5に進む。このステップS5では、例えば燃料消費抑制を重視するといった所定の燃焼制御のみをそのまま実行する。逆に、ステップS4において燃料混入率が第1閾値V1以上と判定した場合には、ステップS6に進む。
11 エンジン本体
12 シリンダ
13 ピストン
14 燃焼室
15 エンジン制御ECU
16 燃焼制御部
17 強制再生制御部
2 エンジンオイル状態制御装置
21 燃料混入率取得部
22 燃料混入レベル判定部
23 制御起動部
24 オイル昇温制御部
25 出力低減制御部
26 起動制限制御部
27 油温制御部
28 水温制御部
3 吸気通路
31 吸気流量計
32 インタークーラ
33 吸気スロットル
35 過給機
4 排気通路
43 通路
44 クーラ
45 バルブ
5 コモンレールシステム
51 インジェクタ
52 高圧ポンプ
53 コモンレール
6 エンジンオイル循環システム
61 オイル循環ライン
62 クーラバイパスライン
63 オイルクーラ
64 オイルポンプ
65 オイル噴射ノズル
66 噴射量調整弁
67 第1流量制御弁
69 オイルパン
7 排ガス処理装置
81 センサ
82 入口温度センサ
84 出口温度センサ
88 差圧センサ
9 冷却水循環システム
91 冷却水循環ライン
92 ラジエータ
93 ラジエータバイパスライン
94 第2流量制御弁
95 ヒータ
96 サーモスタット
C コンプレッサ
T タービン
F マップ
V 閾値
V1 第1閾値
V2 第2閾値
V3 第3閾値
L 燃料混入レベル
L1 第1燃料混入レベル
L2 第2燃料混入レベル
L3 第3燃料混入レベル
M メモリ
Claims (13)
- 所定の燃焼制御が実行されるエンジンのエンジンオイルに混入した燃料の燃料混入率を制御するためのエンジンオイル状態制御装置であって、
前記燃料混入率を取得する燃料混入率取得部と、
前記燃料混入率が第1閾値以上の場合に、前記エンジンオイルに混入した前記燃料の蒸発速度を増加させるためのオイル昇温制御を実行するオイル昇温制御部と、を備え、
前記燃料混入率が前記第1閾値よりも大きい第2閾値以上、且つ、第3閾値未満の場合に、前記エンジンの出力を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における出力よりも低減させる出力低減制御を実行する出力低減制御部を、さらに備えることを特徴とするエンジンオイル状態制御装置。 - 所定の燃焼制御が実行されるエンジンのエンジンオイルに混入した燃料の燃料混入率を制御するためのエンジンオイル状態制御装置であって、
前記燃料混入率を取得する燃料混入率取得部と、
前記燃料混入率が第1閾値以上の場合に、前記エンジンオイルに混入した前記燃料の蒸発速度を増加させるためのオイル昇温制御を実行するオイル昇温制御部と、を備え、
前記オイル昇温制御は、前記エンジンのアイドリング回転数の設定値を増加させることで、アイドリング時における前記燃料の燃焼による発熱量が増大されるように、燃料噴射量を前記設定値の増加前よりも増大させる制御を含むことを特徴とするエンジンオイル状態制御装置。 - 所定の燃焼制御が実行されるエンジンのエンジンオイルに混入した燃料の燃料混入率を制御するためのエンジンオイル状態制御装置であって、
前記燃料混入率を取得する燃料混入率取得部と、
前記燃料混入率が第1閾値以上の場合に、前記エンジンオイルに混入した前記燃料の蒸発速度を増加させるためのオイル昇温制御を実行するオイル昇温制御部と、を備え、
前記オイル昇温制御は、前記エンジンのシリンダ内の燃焼温度を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における前記シリンダ内の燃焼温度よりも上昇させる燃焼温度上昇制御を含み、
前記燃焼温度上昇制御は、前記エンジンの空気過剰率を、前記所定の燃焼制御に従って決められる空気過剰率よりも低減させる制御を含むことを特徴とするエンジンオイル状態制御装置。 - 前記オイル昇温制御は、前記エンジンの出力を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における出力よりも増加させる出力増加制御を含むことを特徴とする請求項1または3に記載のエンジンオイル状態制御装置。
- 前記オイル昇温制御は、前記エンジンのシリンダ内の燃焼温度を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における前記シリンダ内の燃焼温度よりも上昇させる燃焼温度上昇制御を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のエンジンオイル状態制御装置。
- 前記燃焼温度上昇制御は、前記エンジンの空気過剰率を、前記所定の燃焼制御に従って決められる空気過剰率よりも低減させる制御、あるいは、前記エンジンのEGR率を、前記所定の燃焼制御に従って決められるEGR率よりも増大させる制御の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項5に記載のエンジンオイル状態制御装置。
- 前記エンジンは、
前記エンジンオイルが循環されるオイル循環ラインと、
前記オイル循環ラインに設けられ、前記エンジンオイルを冷却するためのオイルクーラと、
前記オイルクーラをバイパスして、前記オイル循環ラインにおける前記オイルクーラの上流側と下流側とを連結するクーラバイパスラインと、を有し、
前記オイル昇温制御は、前記クーラバイパスラインを流れる前記エンジンオイルの流量を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における前記クーラバイパスラインを流れる前記エンジンオイルの流量よりも増大させる制御を含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のエンジンオイル状態制御装置。 - 前記エンジンは、
冷却水を循環させる冷却水循環ラインと、
前記冷却水循環ラインに設けられ、前記冷却水を冷却するためのラジエータと、
前記ラジエータをバイパスして、前記冷却水循環ラインにおける前記ラジエータの上流側と下流側とを連結するラジエータバイパスラインと、を備え、
前記オイル昇温制御は、前記ラジエータバイパスラインを流れる前記冷却水の流量を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における前記ラジエータバイパスラインを流れる前記冷却水の流量よりも増大させる制御を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のエンジンオイル状態制御装置。 - 前記エンジンは、
冷却水を循環させる冷却水循環ラインと、
前記冷却水循環ラインに設けられ、前記冷却水を冷却するためのラジエータと、
前記冷却水循環ラインに設けられるヒータと、を備え、
前記オイル昇温制御は、前記ヒータを作動させる制御を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のエンジンオイル状態制御装置。 - 前記エンジンは、前記エンジンオイルの粘度を検出するためのオイル粘度センサを有し、
前記燃料混入率取得部は、前記エンジンオイルの粘度と前記燃料混入率との関係を示すマップに基づいて、前記オイル粘度センサによって検出された前記エンジンオイルの粘度から前記燃料混入率を算出することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のエンジンオイル状態制御装置。 - 前記燃料混入率が前記第1閾値よりも大きい第2閾値以上、且つ、第3閾値未満の場合に、前記エンジンの出力を、前記所定の燃焼制御が実行された場合における出力よりも低減させる出力低減制御を実行する出力低減制御部を、さらに備えることを特徴とする請求項2〜10のいずれか1項に記載のエンジンオイル状態制御装置。
- 前記燃料混入率が前記第3閾値以上の場合に、前記エンジンの起動を制限するための起動制限制御を実行する起動制限制御部を、さらに備えることを特徴とする請求項1または11に記載のエンジンオイル状態制御装置。
- 前記エンジンは、
前記エンジンの排気通路に設けられ、排ガス中の微粒子を捕集するためのDPFと、前記DPFの上流側に配設されるDOCと、を有する排ガス処理装置と、
所定の実行条件が満たされた時に、前記エンジンの燃焼室での燃焼に寄与しない時期に燃料を噴射することにより前記DPFに対する強制再生処理を実行する強制再生制御部と、を有することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のエンジンオイル状態制御装置。
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