(57)【要約】【課題】エンジンオイルの燃料希釈に対する燃料の後噴射によるディーゼルパティキュレートフィルタの強制再生の効果を評価するシステム及び方法、換言すると、内燃エンジンのシリンダから出るリッチ排気ガスを生じさせるために主噴射後に生じるエンジンのシリンダ内への燃料の後噴射に起因するエンジンの潤滑系統内のエンジンオイルの燃料希釈を量子化する方法及びシステムを提供する。【解決手段】本発明の方法及びシステムでは、シリンダ壁に付着しているエンジンオイルの膜中に保持され、かかる保持及びエンジン作動の続行の結果としてエンジンオイルに戻される後噴射燃料の量を計算し、膜中に保持されている後噴射燃料の計算された量を用いてエンジンオイルの燃料希釈を量子化するアルゴリズムを実行する。【選択図】図４
2008267386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジンのシリンダから出るリッチ排気ガスを生じさせるために主噴射後に起こる前記エンジンの前記シリンダ内への燃料後噴射に起因する、前記エンジンの潤滑系統内の供給源としてのエンジンオイルの燃料希釈を量子化する方法であって、
前記エンジンと関連したデータ処理システムにおいて、
ａ）前記シリンダの壁に付着しているエンジンオイルの膜中に保持され、かかる保持及び前記エンジンの作動の続行の結果として前記エンジンオイル供給源に戻される後噴射燃料の量を計算し、
ｂ）前記膜中に保持されている前記後噴射燃料の前記計算された量を用いて前記エンジンオイル供給源の燃料希釈を量子化するアルゴリズムを実行するステップを有し、
前記アルゴリズムは、前記後噴射燃料の量を表すデータ、前記膜中に保持されている後噴射燃料の量に作用する前記エンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内圧力を表すデータ、前記膜中に保持されている前記後噴射燃料の量に作用する前記エンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内温度を表すデータ、及びエンジン速度を表すデータを含む種々のデータの処理を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記アルゴリズムの実行は、
シリンダ内圧力を表す前記データ及びシリンダ内温度を表す前記データを用いて各々がシリンダ内圧力データ及びシリンダ内温度データの値の組の各々とそれぞれ相関したデータ値を含むルックアップテーブルからシリンダ内圧力を表す前記データ及びシリンダ内温度を表す前記データと相関したデータ値を選択するステップと、
前記ルックアップテーブルから選択された前記データ値、前記後噴射燃料の量を表す前記データ、及びエンジン速度を表す前記データを用いて前記シリンダの壁上のエンジンオイルの前記膜中に保持されている結果として前記エンジンオイル供給源に戻される前記後噴射燃料の量を計算するステップとを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アルゴリズムの実行は、
前記シリンダの外部の場所での前記エンジンオイル供給源の温度を表すデータ及び前記エンジンオイル供給源からの燃料蒸発を前記シリンダの外部の前記場所での前記エンジンモータ温度を相関させる相関関数の処理によって前記エンジンオイル供給源の燃料希釈を量子化するデータ値を更新して前記エンジンオイル供給源からの燃料の蒸発量を計算するステップと、
前記エンジンオイル供給源の燃料希釈を量子化する先のデータ値に、前記エンジンオイル供給源からの燃料の前記計算された蒸発量と前記シリンダの前記壁上のエンジンオイルの前記膜中に保持されている結果として前記エンジンオイル供給源に戻される燃料の前記計算された量との差を加えるステップとを更に含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記シリンダからの排気ガスを通過させる排気系統中の後処理装置を再生する要求に応答して前記アルゴリズムの実行を開始させるステップを更に含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記シリンダからの排気ガスを通過させる排気系統中のディーゼルパティキュレートフィルタを再生する要求に応答して前記アルゴリズムの実行を開始させるステップを更に含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
燃料が噴射される内燃エンジンのシリンダの壁に付着しているエンジンオイルの膜中に保持され、かかる保持及び前記エンジンの作動の続行の結果として前記エンジンの潤滑系統内のエンジンオイル供給源に戻される後噴射燃料の量を計算するアルゴリズムであって、
前記アルゴリズムは、エンジン速度、前記エンジンオイルの膜中に保持されている前記後噴射燃料の量に作用する前記エンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内圧力を表すデータ、前記エンジンオイルの膜中に保持されている前記後噴射燃料の量に作用する前記エンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内温度を表すデータ、及び前記後噴射燃料の量を表すデータを含む種々のデータの処理を含む、
ことを特徴とするアルゴリズム。
【請求項７】
シリンダ内圧力を表す前記データ及びシリンダ内温度を表す前記データを用いて各々がシリンダ内圧力データ及びシリンダ内温度データの値の組の各々とそれぞれ相関したデータ値を含むルックアップテーブルからシリンダ内圧力を表す前記データ及びシリンダ内温度を表す前記データと相関したデータ値を選択するステップと、
前記ルックアップテーブルから選択された前記データ値、前記後噴射燃料の量を表す前記データ、及びエンジン速度を表す前記データを用いて前記シリンダの前記壁上のエンジンオイルの前記膜中に保持されている結果として前記エンジンオイル供給源に戻される前記後噴射燃料の量を計算するステップとを含む、
請求項６に記載のアルゴリズム。
【請求項８】
前記アルゴリズムは、前記シリンダの外部の場所での前記エンジンオイル供給源の温度を表すデータの処理及び前記エンジンオイル供給源からの燃料蒸発を前記シリンダの外部の前記場所での前記エンジンモータ温度を相関させる相関関数によって前記エンジンオイル供給源の燃料希釈を量子化するデータ値を更新して前記エンジンオイル供給源からの燃料の蒸発量を計算するステップと、
前記エンジンオイル供給源の燃料希釈を量子化する先のデータ値に、前記エンジンオイル供給源からの燃料の前記計算された蒸発量と前記シリンダの前記壁上のエンジンオイルの前記膜中に保持されている結果として前記エンジンオイル供給源に戻される燃料の前記計算された量との差を加えるステップとを更に含む、
請求項６に記載のアルゴリズム。
【請求項９】
内燃エンジンが作動している状態で経時的に生じるエンジンオイルの粘度の劣化を推定する方法であって、前記内燃エンジンは、エンジンオイルの供給源を収容した循環系統及びシリンダを有し、前記エンジンの作動のために燃料が前記シリンダ内に導入されて燃焼させられる方法において、
前記エンジンと関連したデータ処理システムにおいて、ａ）前記エンジンが作動しているときに前記シリンダの壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持され、その後前記エンジンオイル供給源に戻される燃料の量を計算し、ｂ）エンジンオイルの粘度の劣化を推定する処理において前記エンジンが作動しているときに前記シリンダの壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持され、その後エンジンオイル供給源に戻される燃料の前記計算された量を用いるアルゴリズムを実行するステップを有し、前記燃料の量の計算は、前記アルゴリズムに従って、エンジン速度、前記シリンダの壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持されていて、前記エンジンオイル供給源に戻される後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内圧力を表すデータ、前記膜中に保持されていて、前記エンジンオイル供給源に戻される後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内温度を表すデータ、及び前記シリンダ内に導入される燃料の量を表すデータを含む種々のデータを処理することによって行われる、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記アルゴリズムの実行は、
シリンダ内圧力を表す前記データ及びシリンダ内温度を表す前記データを用いて各々がシリンダ内圧力データ及びシリンダ内温度データの値の組の各々とそれぞれ相関したデータ値を含むルックアップテーブルからシリンダ内圧力を表す前記データ及びシリンダ内温度を表す前記データと相関したデータ値を選択するステップと、
前記ルックアップテーブルから選択された前記データ値、前記シリンダ内に導入される燃料の量を表す前記データ、及びエンジン速度を表す前記データを用いて前記エンジンが作動しているときに前記シリンダの壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持され、その後前記エンジンオイル供給源に戻される前記燃料の量を計算するステップとを含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アルゴリズムの実行は、
前記シリンダの外部の場所での前記エンジンオイルの温度を表すデータ及び前記エンジンオイル供給源からの燃料蒸発を前記シリンダの外部の前記場所での前記エンジンモータ温度を相関させる相関関数を処理して前記エンジンオイル供給源からの蒸発による燃料の損失量を計算するステップと、
エンジンオイルの粘度の劣化を推定する際に前記エンジンオイル供給源からの蒸発による計算された燃料の損失量とエンジンオイル供給源に戻される燃料の計算された量との各差を用いるステップとを更に有する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記シリンダからの排気ガスを通過させる排気系統中の後処理装置を再生する要求に応答して前記アルゴリズムの実行を開始させるステップを更に含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記シリンダからの排気ガスを通過させる排気系統中のディーゼルパティキュレートフィルタを再生する要求に応答して前記アルゴリズムの実行を開始させるステップを更に含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記エンジンサイクル中における上死点又は上死点付近で燃焼される主燃料噴射により前記シリンダに燃料供給し、次に、上死点後の下り行程中、燃料の後噴射を行って前記シリンダから出る排気ガス中に過剰の燃料及び酸素を生じさせるステップを更に有する、
請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記シリンダから出た前記排気ガスを、前記過剰酸素の何割かで過剰燃料を燃焼させて排気ガス温度を高める装置に通し、次に、後処理装置に通すステップを更に有し、
前記高められた排気ガス温度により、前記過剰酸素の多くが、前記後処理装置内の捕捉された物質を燃え尽きさせる、
請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
内燃エンジンであって、
燃焼室を有し、前記燃焼室内において燃料を燃焼させて前記エンジンを作動させ、
エンジンオイルの供給源を収容した循環系統を有し、前記供給源からのエンジンオイルが前記循環系統を通って再循環させ前記エンジンの内部可動部品を潤滑し、
前記エンジンが作動しているときに経時的に生じる前記エンジンオイルの粘度の劣化の推定データをアルゴリズムを実行することによって生じさせるデータ処理システムを有し、前記アルゴリズムは、
ａ）前記アルゴリズムに従って、エンジン速度、前記エンジンオイルの膜中に保持されている前記後噴射燃料の量に作用する前記エンジンサイクル中の或る時点における燃焼室内圧力を表すデータ、前記エンジンオイルの膜中に保持されている前記後噴射燃料の量に作用する前記エンジンサイクル中の或る時点における燃焼室内温度を表すデータ、及び前記燃焼室内に導入される燃料の量を表すデータを含む種々のデータを処理することにより、前記エンジンが作動しているときに前記燃焼室の壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持され、その後前記エンジンオイル供給源に戻される燃料の量を計算し、
ｂ）前記エンジンオイルの粘度の劣化の推定データを生じさせる処理において、前記燃焼室壁上のエンジンオイル膜中に保持され、その後前記エンジンオイル供給源に戻される燃料の前記計算された量を用いる、
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項１７】
前記アルゴリズムの前記実行は、燃焼室内圧力を表す前記データ及び燃焼室内温度を表す前記データを用いて各々が燃焼室内圧力データ及び燃焼室内温度データの値の組の各々とそれぞれ相関したデータ値を含むルックアップテーブルから燃焼室内圧力を表す前記データ及び燃焼室内温度を表す前記データと相関したデータ値を選択するステップと、前記ルックアップテーブルから選択された前記データ値、前記膜中に保持されている燃料の量を表す前記データ、及びエンジン速度を表す前記データを用いて前記燃焼室の壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持され、その後前記エンジンオイル供給源に戻される前記燃料の量を計算するステップとを含む、
請求項１６に記載の内燃エンジン。
【請求項１８】
前記アルゴリズムの前記実行は、前記燃焼室の外部の場所での前記エンジンオイルの温度を表すデータ及び前記エンジンオイル供給源からの燃料蒸発を前記燃焼室の外部の前記場所での前記エンジンモータ温度を相関させる相関関数を処理して前記エンジンオイル供給源からの蒸発による燃料の損失量を計算するステップと、前記エンジンオイルの粘度の劣化の推定データを生じさせる前記処理において蒸発による燃料の前記計算された損失量を用いるステップとを更に有する、
請求項１７に記載の内燃エンジン。
【請求項１９】
排気ガスを前記エンジンの燃焼室から周囲大気中に放出させる排気系統と、
前記排気系統中に設けられていて、排気ガス中の捕捉物質のための後処理装置とを更に有し、もしそのように構成されていなければ、前記後処理装置内におけるノーチェックの堆積が前記後処理装置の有効性を損なうので捕捉物質を除去するために時折の再生が必要であり、
前記データ処理システムは、前記後処理装置を再生する要求に応答して前記アルゴリズムの実行を開始させる、
請求項１８記載の内燃エンジン。
【請求項２０】
前記エンジンサイクル中における上死点又は上死点近傍で燃焼される主燃料噴射により前記シリンダに燃料供給し、次に、前記後処理装置を再生するために上死点後の下り行程中、燃料の後噴射を行って前記シリンダから出る排気ガス中に過剰の燃料及び酸素を生じさせる燃料供給システムを更に有する、
請求項１９に記載の内燃エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概略的には、内燃エンジン、詳細には排気系統を通る排気ガスを処理するための或る特定の排気ガス処理装置を搭載したディーゼルエンジンにより動力供給される自動車、例えばトラックに関する。本発明は、詳細には、排気ガス後処理装置を再生するための後噴射のためにエンジンオイルの希釈を量子化するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの内部可動部品を潤滑するモータオイルを交換することが必要な時期を指示する公知のシステム及び方法は、一般に、直前のオイル交換からの時間及び（又は）走行距離に基づいている。時間の長さ及び（又は）走行距離の長さは、モータオイルの潤滑品質に対する車の作動の影響の従来の研究を通して得られたデータに基づくのがよい。
【０００３】
米国特許第６，５１３，３６７号明細書は、他の公知のシステム及び方法を記載している。１つのものとして、モータオイルの品質をモニタする誘電体センサを用いるものが挙げられる。別のものとしては、新鮮なモータオイルの最後の追加後における車の作動を追跡することにより油品質を推定するものが挙げられる。この米国特許は又、エンジンオイルの汚染の一因となる種々の要因を特定している。
【０００４】
これら要因の１つは、エンジンでの燃料燃焼によって生じるスート（すす状物質）である。この米国特許明細書は、各シリンダ内の各燃焼事象によりモータオイルに追加されるスートの量を推定する複雑精巧なアルゴリズムを記載している。具体的には、スートの追加は、燃料流量、負荷、冷却水温度及び噴射時期要因の関数として推定される。油の品質が油の交換を示唆する或る指定された程度まで劣化すると、その影響に見合った信号が与えられる。
【０００５】
或る特定のエンジン、特にディーゼルエンジンは、これらの排気系統中に設けられ、望ましくない物質をエンジン排気ガスから除去し、かかる物質が大気に入らないようにする１又は２以上の後処理装置を有する場合がある。かかる装置は、時々の再生が必要である。本明細書で用いる後処理装置の「再生」という用語は、後処理装置の有効性を維持するために追加のスート、ＨＣ等を生じさせる特定のシリンダ内燃焼事象を時折必要とする後処理装置に当てはまる。
【０００６】
かかる装置の１つは、排気ガス中の或る特定の粒子を捕捉するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）である。ＤＰＦは、粒子捕捉効率を維持するために時々再生を必要とする。ＤＰＦに適用される再生では、もしそのように構成していなければ未チェックの堆積がＤＰＦの効率を損なう捕捉粒子を燃え尽きさせる条件の存在が必要である。ＤＰＦの「再生」は、ＤＰＦからのＤＰＭを燃え尽きさせる一般的なプロセスを意味する場合が多いが、２種類の特定のＤＰＦ再生は、自動車エンジンに現在利用されているＤＰＦ再生技術に通じている当業者によって認識されている。
【０００７】
「受動式再生」は、一般に、エンジン制御システム内のアルゴリズムによって具体化される特定の再生方式によって開始されないでＤＰＭを燃え尽きさせる条件下でエンジンが作動しているように常に生じることができる再生を意味する。また、「能動式再生」は、一般に、ＤＰＦに入る排気ガスの温度を捕捉粒子の燃え尽きの開始及び維持に適した範囲に高めることを目的としてエンジン制御システムのそれ自体の自発性によるか運転手によりエンジン制御システムが再生を開始するようにするかのいずれかにより意図的に開始される再生を意味する。
【０００８】
能動式再生を開始するのは、ＤＰＭ取り込み量に起因して再生がエンジン制御システムそれ自体により指令される程度までＤＰＦがＤＰＭを取り込んだ状態になる前であるのが良い。
【０００９】
制御システムそれ自体により強制されるにせよ、運転手の行為により行われるかのいずれにせよ能動式再生を開始させてこれを続行させる条件の生成では、一般に、ＤＰＦに入る排気ガスの温度を、捕捉粒子の燃え尽きを開始させると共にこれを続行するのに適した高い温度まで高めることが必要である。ディーゼルエンジンは典型的には低温且つリーンの状態で稼働するので、ディーゼル燃料の後噴射（ポストインジェクション）は、ＤＰＦに入る排気ガス温度を高め、他方、依然として捕捉粒状物を燃え尽きさせるための過剰の酸素を依然として残す再生方式の一部として用いられる１つの技術である。後噴射は、排気ガス温度を能動式ＤＰＦ再生に必要な比較的高い温度まで高めるための他の手順及び（又は）装置、例えばＤＰＦに先立つディーゼル酸化触媒と関連して用いられる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ＤＰＦ再生のための燃料後噴射は、本来的に、各燃焼室から排出される或る特定の追加の排気ガス成分を生じさせ、かかる排気ガス成分としては、過剰量の未燃焼燃料が挙げられる。それ故、ＤＰＦの能動的再生は、時折行われるに過ぎない場合であっても、エンジン燃焼室内に生じる排気ガス中に追加の汚染成分を生じさせる。ディーゼルエンジンからの粒子エミッションを減少させるために用いられるパティキュレートフィルタは、再生又は収集したスートの燃え尽きに十分な温度の期間を必要とする。車／エンジンデューティサイクルは、定期的に達成されるべき所要のパティキュレートフィルタ入口温度をもたらさない場合、フィルタ入口温度を十分に増大させる別の手段を用いなければならない。かかる手段の１つは、膨張行程において追加のシリンダ内燃料噴射パルスの遅れを用いて排気ガスに未燃焼燃料源をつくることである。次に、この未燃焼燃料を酸化触媒で酸化してパティキュレートトラックに入る排気ガスの温度増加を再生の開始に十分な程度にする。
【００１１】
場合によっては、後噴射の利用の結果として、燃料がシリンダ壁に付着する場合があり、この結果、最終的に潤滑油の燃料希釈が生じる。この希釈の結果として、潤滑油の粘度が低くなると共にその他の特性が変化し、潤滑油の有効性が減少する。
【００１２】
本発明は、エンジンオイルの品質を計算する際に特にＤＰＦの能動式再生を考慮に入れた方式に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１概念としての特徴は、内燃エンジンのシリンダから出るリッチ排気ガスを生じさせるために主噴射後に起こるエンジンのシリンダ内への燃料の後噴射に起因するエンジンの潤滑系統内の供給源としてのエンジンオイルの燃料希釈を量子化する方法に関する。
【００１４】
エンジンと関連したデータ処理システムは、ａ）シリンダの壁に付着しているエンジンオイルの膜中に保持され、かかる保持及びエンジンの作動の続行の結果としてエンジンオイル供給源に戻される後噴射燃料の量を計算し、ｂ）膜中に保持されている後噴射燃料の計算された量を用いてエンジンオイル供給源の燃料希釈を量子化するアルゴリズムを実行し、アルゴリズムは、後噴射燃料の量を表すデータ、膜中に保持されている後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内圧力を表すデータ、膜中に保持されている後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内温度を表すデータ、及びエンジン速度を表すデータを含む種々のデータの処理を含む。
【００１５】
本発明の別の概念としての特徴は、燃料が噴射される内燃エンジンのシリンダの壁に付着しているエンジンオイルの膜中に保持され、かかる保持及びエンジンの作動の続行の結果としてエンジンの潤滑系統内のエンジンオイル供給源に戻される後噴射燃料の量を計算するアルゴリズムに関する。
【００１６】
アルゴリズムは、エンジン速度、エンジンオイルの膜中に保持されている後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内圧力を表すデータ、エンジンオイルの膜中に保持されている後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内温度を表すデータ、及び後噴射燃料の量を表すデータを含む種々のデータの処理を含む。
【００１７】
別の概念としての特徴は、内燃エンジンが作動している状態で経時的に生じるエンジンオイルの粘度の劣化を推定する方法であって、内燃エンジンは、エンジンオイルの供給源を収容した循環系統及びシリンダを有し、エンジンの作動のために燃料がシリンダ内に導入されて燃焼させられる方法に関する。
【００１８】
エンジンと関連したデータ処理システムは、ａ）エンジンが作動しているときにシリンダの壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持され、その後エンジンオイル供給源に戻される燃料の量を計算し、ｂ）エンジンオイルの粘度の劣化を推定する処理においてエンジンが作動しているときにシリンダの壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持され、その後エンジンオイル供給源に戻される燃料の計算された量を用いるアルゴリズムを実行するステップを有し、燃料の量の計算は、アルゴリズムに従って、エンジン速度、シリンダの壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持されていて、エンジンオイル供給源に戻される後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内圧力を表すデータ、膜中に保持されていて、エンジンオイル供給源に戻される後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点におけるシリンダ内温度を表すデータ、及びシリンダ内に導入される燃料の量を表すデータを含む種々のデータを処理することによって行われる。
【００１９】
別の概念としての特徴は、内燃エンジンであって、燃焼室を有し、燃焼室内において、燃料を燃焼させてエンジンを作動させ、エンジンオイルの供給源を収容した循環系統を有し、供給源からのエンジンオイルが循環系統を通って再循環してエンジンの内部可動部品を潤滑し、エンジンが作動しているときに経時的に生じるエンジンオイルの粘度の劣化の推定データをアルゴリズムを実行することによって生じさせるデータ処理システムを有する内燃エンジンに関する。
【００２０】
アルゴリズムは、実行されると、ａ）アルゴリズムに従って、エンジン速度、エンジンオイルの膜中に保持されている後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点における燃焼室内圧力を表すデータ、エンジンオイルの膜中に保持されている後噴射燃料の量に作用するエンジンサイクル中の或る時点における燃焼室内温度を表すデータ、及び燃焼室内に導入される燃料の量を表すデータを含む種々のデータを処理することにより、エンジンが作動しているときに燃焼室の壁に付着したエンジンオイルの膜中に保持され、その後エンジンオイル供給源に戻される燃料の量を計算し、ｂ）エンジンオイルの粘度の劣化の推定データを生じさせる処理において、燃焼室壁上のエンジンオイル膜中に保持され、その後エンジンオイル供給源に戻される燃料の計算された量を用いる。
【００２１】
上記の内容は、本発明の別の特徴及び別の利点と共に、現時点において本発明を実施するための最良の形態を示す本発明の現時点において好ましい実施形態の以下の開示で理解されよう。本明細書には図面が添付され、図面についての概要説明は、本明細書の最後に記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、ディーゼルエンジン１２及びドライブトレイン１４を有するトラック１０を示し、ドライブトレインは、トラックを推進するためにエンジンを駆動輪に連結している。エンジン１２は、エンジン制御システム（ＥＣＳ）１８の一部であり、エンジン作動の種々の特徴を制御すると共にエンジン１２の作動に関連した情報を生じさせるための種々の制御データを生じさせるよう種々の源からのデータを処理する関連のプロセッサを搭載している。
【００２３】
エンジン１２は、エンジン１２のシリンダ内における燃料の燃焼により生じた排気ガスをエンジンから周囲大気中に運ぶ排気系２０を更に有している。排気系２０は、排気ガスがテールパイプ２４を介して大気中に放出される前に排気ガスを処理する１又は２以上の後処理装置を有し、これら後処理装置の１つは、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）２２である。
【００２４】
燃料供給システム２６は、ディーゼル燃料をエンジンシリンダ内に噴射することによりエンジンに燃料供給し、燃料は、エンジンシリンダ内で燃焼してエンジンを作動させる。
【００２５】
エンジン１２は、油受内に供給源としてのエンジンオイルを収容した潤滑系統を更に有している。エンジンのキネマチック機構体の幾つかの部品は、直接油受にさらされるので潤滑されるのが良く、他方、他の可動部品は、油受から通路及びギャラリを介して圧送される油を循環されることにより潤滑できる。
【００２６】
車／デューティサイクルがＤＰＦ２２について量的に十分な受動式再生を提供しない場合、再生を強制的に行う必要がある。再生を強制的に行わせるようＤＰＦ入口の排気ガス温度を高める１つの方法は、主燃料チャージがエンジンサイクル中の上死点（ＴＤＣ）又はその近傍で燃焼した後に、例えば、その後に膨張行程において１又は２以上の燃料噴射パルスによる燃料後噴射を行い、シリンダから出る排気ガス中に過剰な未燃焼燃料及び酸素をもたらすステップを有する。次に、この未燃焼燃料を酸化触媒で酸化し、ＤＰＦ再生を開始させるのに十分高くＤＰＦに入る排気ガスの温度を上昇させる。場合によっては、後噴射の利用の結果として、燃料がシリンダ壁に付着する場合があり、この結果、最終的に潤滑油の燃料希釈が生じる。この希釈の結果として、粘度が低くなると共にその他の変化により油の潤滑特性が損なわれる場合がある。
【００２７】
図４の略図は、ＤＰＦ２２を再生するために用いられる後噴射燃料供給に起因するエンジンオイルの供給源の燃料希釈を計算するためにＥＳＣ１８のプロセッサ中にアルゴリズム３０の形態で具体化されたステップを示している。ＤＰＦ２２の再生が要求された場合、燃料の後噴射が始まると共にアルゴリズム３０の反復実施が始まる。
【００２８】
このアルゴリズムは、シリンダ壁からモータオイルにより油受内に運び込まれる後噴射燃料の量を予測するスプレーモデルを利用した計算を実行する。蒸発による燃料の損失も又、モデル化される。これら２つの間の差は、潤滑系統中の油供給源に追加される燃料の推定量を表している。
【００２９】
必ずしも正確に定期的である必要はない互いに異なる時点で計算が行われるので、各計算は、アルゴリズムの次の反復までの次の時間間隔全体で積算される量として処理できる。アルゴリズムが正確に定期的な間隔で反復する場合、計算は、単純に、油供給源を希釈する燃料の量の推定値を表す全体として累積できる。希釈が油の潤滑品質の低下の始まりを指示すると見なされる点に達すると、信号が与えられる。
【００３０】
シリンダ壁上の油中に保持された燃料の量を計算するために用いられるスプレーモデルは、既知の幾何学的パラメータ、例えばノズル幾何学的形状及びエンジン幾何学的形状、制御方式から得られる後噴射パラメータ、例えば後噴射圧力及び後噴射量、エンジン作動パラメータ、例えばエンジン速度、シリンダ内圧力及びシリンダ内温度を利用している。エンジン速度は、代表的には、直接測定され、例えばデータリンク上に公開されている。シリンダ内圧力及びシリンダ内温度は、排気マニホルド圧力及び排気マニホルド温度から推定でき、これらは、それ自体測定でき又は推定できる。
【００３１】
燃料の蒸発量を計算するために用いられる蒸発モデルは、油供給源を希釈する燃料の既存の推定値及び油供給源温度を利用する。
【００３２】
図４は、排気ガス温度Ｔｅｘｈ及び排気ガス圧力Ｐｅｘｈを示しており、これらは、ルックアップテーブル３２、Ｔｅｈｘ及びＰｅｘｈに関する値と相関したデータ値から選択されるようアルゴリズム３０によって処理される。Ｔｅｘｈ及びＰｅｘｈは、シリンダの下流側に位置し且つ圧力及び温度が膨張により低下するターボ過給タービンの上流側に位置する任意適当な場所で排気系統中で測定できる。（今日製造されているディーゼルエンジンは、典型的には、ターボ過給機付きである。）シリンダ内温度及びシリンダ内圧力は、Ｔｅｘｈ及びＰｅｘｈと相関しており、したがって、後者の２つに関する値をアルゴリズムの目的上、先の２つに関する値を表すものと見なすことができる。変形例として、シリンダ内パラメータの直接測定値は、１又は２以上のシリンダ内の圧力センサ及びシリンダ内温度センサから得ても良い。シリンダ内圧力及びシリンダ内温度は、膨張下り行程中、著しく変化するので、下り行程中における適当な時点において直接測定値を取ることが必要である。
【００３３】
ルックアップテーブル３２には、図３の記載の目的上、三次元基準系内の連続想像面８０として示された関数に従ってデータ値が読み込まれる。２本の互いに直交した水平軸線は、例えば上述したように圧力及び温度が測定され又は推定される場所に適した単位で排気ガス圧力及び排気ガス温度を表している。垂直軸線は、シリンダ壁上の油膜中に保持された後噴射燃料の百分率を示しており、理解できるように、この百分率は、圧力と温度の両方の関数である。表面８０は、実質的に図示のようにそれぞれの鉛直面内に位置するエッジ８２，８４，８６，８８によって境界付けられている。
【００３４】
シリンダ壁上の油膜中に保持された後噴射燃料の百分率を表すルックアップテーブル３２中の各データ値は、両方を圧力範囲の対応の部分スパン（fractional span）及び圧力範囲の対応の部分スパンと相関させている。その結果、アルゴリズムは、測定された圧力及び温度の値がそれぞれ収まる圧力スパン及び温度スパンを決定し、次に、これらのスパンと相関する保持状態の後噴射燃料の百分率に関するデータ値を選択する。選択されたデータ値は、ステップ３４によって更に処理されてパラメータＦｕｅｌ＿Ｉｎに関するデータ値を計算する。
【００３５】
燃料の後噴射は、ステップ３６によって量子化され、量子化されたデータ値も又、ステップ３４によって処理される。エンジン速度データも又、ステップ３４によって処理される。アルゴリズム３０の各反復中に計算されたＦｕｅｌ＿Ｉｎに関するデータ値は、油供給源に移送されているシリンダ壁上の油中に保持された燃料の量を表している。このデータ値は、代数的加算機能の入力である。
【００３６】
機能３８の第２の入力は、処理ステップ４０により計算されたパラメータＦｕｅｌ＿Ｏｕｔに関するデータ値である。ステップ４０は、モデル化された相関関数を利用し、この相関関数は、エンジンオイル供給源からの燃料蒸発を油温度が油受中の油の温度を反映するよう検出される場所のエンジンオイル温度と相関させる。油受中の油中に保持された燃料は、依然として揮発性であり、油温度が増大すると、燃料の何割かは、温度と相関した速度で蒸発することになる。それ故、ステップ４０は、蒸発による燃料の損失を量子化し、アルゴリズムの各反復により、機能３８は、油受に追加されている後噴射燃料から、油供給源からの蒸発による燃料の損失分を減算する。これにより、代表的には、油への燃料の正味の追加が生じる。燃料は、後噴射が終わった後でも蒸発を続け、したがって、蒸発モデルは、引き続き適用される。
【００３７】
アルゴリズム３０は、図５に数学的に表現されている。Ｆｕｅｌ＿Ｉｎは、ステップ３４の処理結果である。Ｆｕｅｌ＿Ｏｕｔは、ステップ４０の処理結果である。Ｐｏｓｔ＿Ｆｕｅｌ＿Ｑｔｙは、ステップ３６により計算された量子化燃料に関するデータ値である。％Ｐｏｓｔ＿Ｆｕｅｌ＿Ｏｎ＿Ｗａｌｌは、ルックアップテーブル３２から選択されたデータ値である。Ｎｕｍ＿Ｃｙｌは、シリンダの数である。Ｓｕｍｐ＿Ｃａｐａｃｉｔｙは、潤滑系統内に入っている公称の油の量である。Ｔｏｉｌは、油受中の油の温度である。Ｆｕｅｌ＿Ｏｕｔを計算する際に用いられるＯｉｌ＿Ｄｉｌｕｔｉｏｎ（％）は、差に関する先の計算からのＦｕｅｌ＿ＩｎとＦｕｅｌ＿Ｏｕｔとの間の差である。アルゴリズムが反復するたびに、計算された差は、先の差の累積値に加えられ又は上述したように積算され、したがって、累積値は、どのように油が希釈状態になったかの現在の推定値を反映するようになっている。
【００３８】
図２は、エンジンシリンダ５０が、代表的にはライニングされたシリンダ壁５４上の油中に保持された燃料の量を計算する目的でどのようにモデル化されるかを示している。エンジン１２が作動すると、ピストン５２は、シリンダ５０内で往復動する。ピストンリング５０，５８は、壁５４に対するピストンヘッドの側部のシールを提供し、モータオイルは、潤滑を行う。参照符号６０は、リング５６が移動を逆転する点、即ちＴＤＣを示している。ピストンがＴＤＣ又はそのすぐ近くに位置している状態では、ピストン５２のボウル６２は、全体として、燃料噴射機の先端部６４からオリフィス６６を通って噴射された燃料の経路中に位置決めされ、その結果、高温ガスが膨張すると、主燃焼及びピストンの下り行程が生じる。
【００３９】
サイクルが後噴射相を含む場合、１又は２以上の後噴射パルスが、膨張下り行程中で後で生じる。図２に示すピストン５２の位置は、その相を表している。ＴＤＣで主燃焼に適した噴射燃料パルスβ／２のスプレー角度は、もはやピストンと交差しないことが理解できる。その結果、幅が広がった燃料スプレーコーン（角度α）は、壁５４上のゾーン６８に向かって差し向けられる。スプレーコーン中の燃料の何割かは、蒸発するが、残留液体コアが、壁に当たる。この液体の何割かは、壁上の油中に保持され、最終的に、油受に戻され、それにより油供給源が希釈される。残部は、壁に当たって跳ね返る。エンジン速度に応じて、スプレーの速度は、液体が最高数ｃｍシリンダを横切ることができるようにし、その後蒸発し、最終的に１又は２以上の開放排気弁を通ってシリンダから出る。
【００４０】
本発明者は、アルゴリズムにより処理される特定の作動パラメータが、計算に支配的な影響を及ぼし、燃料希釈に対する他のパラメータの影響を反映することを発見したので、他の作動パラメータ、例えば噴射圧力の使用は、必ずしも行う必要はない。図５の数学的表現中の設計パラメータは、支配的に重要なものであり、他のパラメータ、例えば噴射機ノズル直径、スプレーの夾角及びシリンダボアの影響は、図３に一般化されている。
【００４１】
本発明の現時点において好ましい実施形態を図示すると共に説明したが、本発明の原理は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属する全ての実施形態に当てはまることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ディーゼルエンジンによって動力供給される代表的な自動車の略図である。
【図２】ディーゼルエンジンのシリンダの部分半断面図である。
【図３】本発明の原理に適した或る特定の関係を示す三次元グラフ図である。
【図４】本発明の原理を具体化したアルゴリズムを表すブロック図である。
【図５】アルゴリズムの数学的表現の図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  トラック
１２  ディーゼルエンジン
１４  ドライブトレイン
１６  駆動輪
１８  エンジン制御システム
２０  排気ガス系統
２２  ディーゼルパティキュレートフィルタ
２４  テールパイプ
２６  燃料供給システム
【図１】
2008267386.tif 000003
【図２】
2008267386.tif 000004
【図３】
2008267386.tif 000005
【図４】
2008267386.tif 000006
【図５】
2008267386.tif 000007