專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能的估計(jì)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑的發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化進(jìn)行估計(jì)的發(fā)動(dòng) 機(jī)油的劣化估計(jì)裝置、和用作判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化的指標(biāo)的發(fā)動(dòng)機(jī)油的 氧化防止性能的估計(jì)裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)油除了具有發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑功能以外，還具有清潔、防銹、防 腐蝕等各種功能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油劣化時(shí)，無法維持這些諸多功能，并且， 由于淤渣的生成等，成為發(fā)動(dòng)機(jī)損傷等不良情況的原因，所以，優(yōu)選根 據(jù)劣化程度盡早進(jìn)行更換。另一方面，從近年來的環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)出發(fā)， 尋求廢油量的削減，在發(fā)動(dòng)機(jī)油的情況下，特別優(yōu)選根據(jù)廢油量和更換 頻度的多少，盡可能地延長(zhǎng)更換間隔。從以上的發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)和環(huán)境保護(hù) 這兩個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，精度良好地判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的實(shí)際劣化并適當(dāng)設(shè)定發(fā)動(dòng) 機(jī)油的更換時(shí)期成為非常重要的課題。
因此，以往提出了與發(fā)動(dòng)機(jī)油有關(guān)的各種劣化判定裝置，例如公知 有專利文獻(xiàn)1所公開的裝置。該劣化判定裝置具有根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油(以下 稱為"油")的性狀進(jìn)行判定的第1判定裝置、和根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作信息
進(jìn)行判定的第2判定裝置。在第1和第2判定裝置的任意一方判定為油 劣化時(shí)，在顯示器上顯示該意思，提示油的更換。
第1判定裝置使用光傳感器，從發(fā)光部向油發(fā)出光，并且，利用受 光部接收由油反射的光，在其受光量小于規(guī)定的第1基準(zhǔn)值時(shí)，在油中 生成直徑較大的微粒子，判定為油劣化。另一方面，第2判定裝置計(jì)算 油更換后車輛的行駛距離等的發(fā)動(dòng)機(jī)的工作信息的累計(jì)值，在計(jì)算出的 累計(jì)值在規(guī)定的第2基準(zhǔn)值以上時(shí)，判定為油劣化。并且，從在良好的
狀態(tài)下使用油的觀點(diǎn)出發(fā)，上述第1判定裝置用的第1基準(zhǔn)值設(shè)定得更為嚴(yán)格，與此相對(duì)，從使用油直到發(fā)動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生不良情況的極限附近的 觀點(diǎn)出發(fā)，第2判定裝置用的第2基準(zhǔn)值設(shè)定得更為緩和。
但是，在該現(xiàn)有的劣化判定裝置中，在第1判定裝置正常時(shí)，采用 使用了更為嚴(yán)格的第1基準(zhǔn)值的第1判定裝置的判定結(jié)果，所以，在油 的劣化程度沒那么高的狀態(tài)下，也容易判定為油劣化，其結(jié)果，盡早更 換油，白白廢棄。
并且，在第l判定裝置故障時(shí)，作為其備用，采用使用了第2基準(zhǔn) 值的第2判定裝置的判定結(jié)果。但是，該第2判定裝置的判定手法只不 過是根據(jù)油更換后的行駛距離等的累計(jì)值，來估計(jì)油的劣化程度。對(duì)此， 油劣化的實(shí)際進(jìn)行程度不僅根據(jù)上述行駛距離或轉(zhuǎn)速的累計(jì)值而不同， 還根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境或運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等而有很大不同，所以，通過第2 判定裝置，無法精度良好地判定油的劣化程度。因此，為了可靠地避免 潤(rùn)滑不良等的不良情況，需要針對(duì)第2基準(zhǔn)值額外地設(shè)定安全率，油的 更換時(shí)期還是提前。
進(jìn)而，在該現(xiàn)有的劣化判定裝置中，為了進(jìn)行第1判定裝置的劣化 判定，必須設(shè)置光傳感器，相應(yīng)地存在制造成本增大的缺點(diǎn)。
并且，作為與發(fā)動(dòng)機(jī)油有關(guān)的現(xiàn)有的其他劣化判定裝置，公知有專 利文獻(xiàn)2所公開的裝置。在該劣化判定裝置中，作為判定發(fā)動(dòng)機(jī)油(以 下稱為"油")的劣化的指標(biāo)，著眼于油中的氧化防止劑的剩余量，使用 紅外分光分析計(jì)來檢測(cè)該氧化防止劑的剩余量。在該劣化判定裝置中， 在與油通路的油過濾器的下游側(cè)連接的旁通通路中設(shè)置紅外分光分析 計(jì)，通過該紅外分光分析計(jì)，求出表示氧化防止劑的紅外吸收光譜的特 征峰值的紅外波長(zhǎng)的吸光度，根據(jù)該吸光度來計(jì)算氧化防止劑的剩余量。 然后，根據(jù)這樣計(jì)算出的氧化防止劑的剩余量來判定油的劣化。
但是，在該現(xiàn)有的劣化判定裝置中，為了測(cè)定氧化防止劑的存在量， 必須使用高價(jià)的紅外分光分析計(jì)，制造成本增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決以上這種課題而完成的，其第1目的在于，提
6供如下的發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置能夠廉價(jià)且精度良好地估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī) 油的劣化，由此，能夠適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā)動(dòng)機(jī)油的更換時(shí)期。
并且，本發(fā)明的第2目的在于，提供如下的發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性 能的估計(jì)裝置能夠精度良好地估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能而不使用 高價(jià)的傳感器，由此，能夠適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化和更換時(shí)期。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平7-189641號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開平8-2268%號(hào)公報(bào)
為了達(dá)成上述第1目的，在本發(fā)明的第1方式中，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)
油的劣化估計(jì)裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)油用于內(nèi)燃機(jī)3的潤(rùn)滑，其特征在于，該 劣化估計(jì)裝置具有氧化防止性能估計(jì)單元(ECU2、式(1)、圖8的步 驟5、圖10)，其估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能(實(shí)施方式中的(以下在 本項(xiàng)中相同)氧化誘導(dǎo)時(shí)間OIT);清潔維持性能估計(jì)單元(ECU 2、式 (18)、圖8的步驟4)，其估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的清潔維持性能(總堿值TBN); 以及劣化估計(jì)單元(ECU 2、圖8的步驟6、圖14)，其根據(jù)估計(jì)出的氧 化防止性能和清潔維持性能，估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化。
本發(fā)明基于以下這種技術(shù)觀點(diǎn)。作為嚴(yán)重左右發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化程度 的重要性能，有氧化防止性能和清潔維持性能。氧化防止性能通過在發(fā) 動(dòng)機(jī)油中添加的氧化防止劑來發(fā)揮，并且，作為本來為了調(diào)節(jié)摩擦而添 加的過氧化物分解劑的副作用來發(fā)揮。在發(fā)動(dòng)機(jī)油中充分存在氧化防止 性能的情況下，即使混入氧化生成物，也不產(chǎn)生不溶解成分，且不生成 淤渣，與此相對(duì)，隨著氧化防止性能的消耗，在發(fā)動(dòng)機(jī)油的低溫狀態(tài)的 部分中產(chǎn)生不溶解成分并凝集，由此生成淤渣(以下稱為"低溫淤渣")。 生成低溫淤渣后，發(fā)動(dòng)機(jī)油的諸多功能急劇消失，可能產(chǎn)生潤(rùn)滑不良或 油路的閉塞等。如上所述，氧化防止性能是良好表現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化程 度的油劣化參數(shù)之一，能夠通過其剩余量來判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的剩余壽命。
另一方面，清潔維持性能通過在發(fā)動(dòng)機(jī)油中添加的清潔劑來發(fā)揮。 在發(fā)動(dòng)機(jī)油中充分存在清潔維持性能的情況下，隨著處于高溫狀態(tài)的發(fā) 動(dòng)機(jī)油的蒸發(fā)，油中的不溶解成分也一起蒸發(fā)，所以不生成淤渣，與此 相對(duì)，隨著清潔維持性能的消耗，即使發(fā)動(dòng)機(jī)油蒸發(fā)，不溶解成分也不蒸發(fā)而是殘留并凝集，由此生成淤渣(以下稱為"高溫淤渣")。生成高 溫淤渣時(shí)的狀況與上述低溫淤渣的情況基本相同，發(fā)動(dòng)機(jī)油的諸多功能 急劇消失，可能產(chǎn)生潤(rùn)滑不良或活塞環(huán)的卡死等。如上所述，清潔維持 性能與氧化防止性能同樣，也是良好表現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化程度的油劣化 參數(shù)之一，能夠通過其剩余量來判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的剩余壽命。
并且，在氧化防止性能和清潔維持性能中，如上所述由于消耗的原 因和原理不同，因此消耗的狀況(消耗的開始時(shí)期或結(jié)束時(shí)期、速度等) 或進(jìn)行程度相互不同。因此，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況等，既存在氧化防 止性能先消耗而左右發(fā)動(dòng)機(jī)油的壽命的情況，也存在相反的情況。因此， 在根據(jù)氧化防止性能和清潔維持性能的一方來進(jìn)行劣化判定的情況下， 無法得到高判定精度，如果要可靠地避免由于發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化而引起的 不良情況，則需要較高地設(shè)定判定的安全率，發(fā)動(dòng)機(jī)油白白更換。
基于以上的技術(shù)觀點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明，分別估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止 性能和清潔維持性能，并且，根據(jù)估計(jì)出的氧化防止性能和清潔維持性 能，估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化。這樣，并用氧化防止性能和清潔維持性能這 樣的不同的2種油劣化參數(shù)來進(jìn)行劣化的估計(jì)，所以，與使用單一的油 劣化參數(shù)的情況相比，能夠較小地設(shè)定安全率，同時(shí)能夠精度良好地估 計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化，因此，能夠適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā)動(dòng)機(jī)油的更換時(shí)期。并且， 通過估計(jì)來求出氧化防止性能和清潔維持性能，所以，不需要現(xiàn)有的劣 化判定裝置那樣的判定專用的傳感器，能夠更廉價(jià)地構(gòu)成。
優(yōu)選該劣化估計(jì)裝置還具有第l剩余壽命參數(shù)計(jì)算單元(ECU 2、
圖14的步驟51、圖15)，其根據(jù)氧化防止性能，計(jì)算表示發(fā)動(dòng)機(jī)油的剩 余壽命的第1剩余壽命參數(shù)(剩余壽命指數(shù)ROIT);以及第2剩余壽命 參數(shù)計(jì)算單元(ECU2、圖14的步驟52、圖16)，其根據(jù)清潔維持性能， 計(jì)算表示發(fā)動(dòng)機(jī)油的剩余壽命的第2剩余壽命參數(shù)(剩余壽命指數(shù) RTBN)，劣化估計(jì)單元根據(jù)計(jì)算出的第1和第2剩余壽命參數(shù)中更小的 一方(剩余壽命指數(shù)ROLF)，判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化(圖14的步驟53 56)。
根據(jù)該優(yōu)選方式的結(jié)構(gòu)，分別根據(jù)估計(jì)出的氧化防止性能和清潔維
8持性能，計(jì)算表示發(fā)動(dòng)機(jī)油的剩余壽命的第1和第2剩余壽命參數(shù)，根 據(jù)其中更小的一方來判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化。即，根據(jù)氧化防止性能和清 潔維持性能中表示發(fā)動(dòng)機(jī)油的實(shí)際剩余壽命更短的性能來進(jìn)行劣化判 定，所以，能夠可靠地判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的更換時(shí)期。并且，根據(jù)這種判定 手法，能夠較小地設(shè)定分別針對(duì)氧化防止性能和清潔維持性能的安全率， 由此，能夠進(jìn)一步提高劣化判定的精度。
進(jìn)而，優(yōu)選氧化防止性能估計(jì)單元具有第1氧化防止性能估計(jì)單
元(式(5)、圖10的步驟35、 40)，其估計(jì)基于發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的氧化防
止劑的氧化防止性能，作為第1氧化防止性能(相當(dāng)于氧化防止劑的部
分的OIT[OIT]ah);以及第2氧化防止性能估計(jì)單元(式(6)、圖10的 步驟39、 40)，其估計(jì)基于發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的過氧化物分解劑的氧化防止性 能，作為第2氧化防止性能(相當(dāng)于過氧化物分解劑的部分的 OIT[OIT]ZN)，根據(jù)估計(jì)出的第1氧化防止性能和第2氧化防止性能來計(jì) 算氧化防止性能(總OIT[OIT]total)(式(1)、圖10的步驟40)。
如上所述，氧化防止性能通過在發(fā)動(dòng)機(jī)油中添加的氧化防止劑和過 氧化物分解劑來發(fā)揮。并且可以確認(rèn)，在氧化防止劑和過氧化物分解劑 中，其消耗形式相互不同，前者是相對(duì)于時(shí)間大致為直線的消耗形式， 后者是大致為指數(shù)函數(shù)的消耗形式。根據(jù)本發(fā)明，單獨(dú)掌握基于氧化防 止劑的氧化防止性能和基于過氧化物分解劑的氧化防止性能，分別作為 第1氧化防止性能和第2氧化防止性能來估計(jì)，所以，能夠根據(jù)上述消 耗形式的差異，精度良好地進(jìn)行這些估計(jì)。并且，根據(jù)這樣估計(jì)出的第l 和第2氧化防止性能來計(jì)算氧化防止性能，所以，能夠適當(dāng)?shù)毓烙?jì)發(fā)動(dòng) 機(jī)油整體的氧化防止性能。
并且，為了達(dá)成所述第l目的，在本發(fā)明的第2方式中，提供一種 發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)油用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑，其特征在于， 該劣化估計(jì)裝置具有第1劣化參數(shù)計(jì)算單元(ECU 2、式(1)、圖8的 步驟5、圖IO)，其計(jì)算表示發(fā)動(dòng)機(jī)油中生成的低溫劣化生成物的生成程 度的第l劣化參數(shù)(氧化誘導(dǎo)時(shí)間OIT);第2劣化參數(shù)計(jì)算單元(ECU 2、式(18)、圖8的 驟4)，其計(jì)算表示發(fā)動(dòng)機(jī)油中生成的高溫劣化生成物的生成程度的第2劣化參數(shù)(總堿值TBN);以及劣化估計(jì)單元(ECU 2、圖8的步驟6、圖14)，其根據(jù)計(jì)算出的第1和第2劣化參數(shù)，估計(jì) 發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化。
如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化表現(xiàn)為由于氧化防止性能的消耗而引起 的發(fā)動(dòng)機(jī)油的低溫部分中的低溫淤渣的生成、或由于清潔維持性能的消 耗而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)油的高溫部分中的高溫淤渣的生成。因此，低溫淤渣 等低溫時(shí)劣化生成物的生成程度和高溫淤渣等高溫時(shí)劣化生成物的生成 程度分別是良好表現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化程度的油劣化參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，計(jì)算表示低溫時(shí)劣化生成物的生成程度的第1劣化參 數(shù)和表示高溫時(shí)劣化生成物的生成程度的第2劣化參數(shù)，根據(jù)計(jì)算出的 第1和第2劣化參數(shù)，判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化。這樣，并用第1和第2劣 化參數(shù)這樣的不同的2種油劣化參數(shù)來進(jìn)行劣化的估計(jì)，所以，與權(quán)利 要求1所述的發(fā)明同樣，能夠較小地設(shè)定安全率，同吋能夠精度良好地 估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化，能夠適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā)動(dòng)機(jī)油的更換時(shí)期。并且，通 過估計(jì)來求出第1和第2劣化參數(shù)，所以，不需要判定專用的傳感器， 能夠廉價(jià)地構(gòu)成。
進(jìn)而，為了達(dá)成所述第2目的，在本發(fā)明的第3方式中，提供一種 發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能的估計(jì)裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能用作 判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化的指標(biāo)，其特征在于，該估計(jì)裝置具有燃料濃度 取得單元(ECU2、圖8的步驟3、圖9)，其取得發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料的濃 度(燃料濃度[FUEL]);以及氧化防止性能估計(jì)單元(ECU2、式(1)、 圖8的步驟5、圖10)，其根據(jù)取得的燃料濃度，估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防 止性能(氧化誘導(dǎo)時(shí)間OIT)。
本發(fā)明基于以下這種技術(shù)觀點(diǎn)。如上所述，作為嚴(yán)重左右發(fā)動(dòng)機(jī)油 的劣化程度的重要性能之一，有氧化防止性能。該氧化防止性能是良好 表現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化程度的油劣化參數(shù)，能夠通過其剩余量來判定發(fā)動(dòng) 機(jī)油的剩余壽命。并且，根據(jù)發(fā)明人的研究，可以確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的 燃料的濃度(稀釋率)嚴(yán)重影響氧化防止性能的消耗/劣化。這是因?yàn)椋?未燃燃料是反應(yīng)性極高的物質(zhì)，所以，通過與發(fā)動(dòng)機(jī)油的接觸，容易與其進(jìn)行反應(yīng)，使氧化防止性能劣化。
基于以上的技術(shù)觀點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明，取得發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料的濃度， 并且，根據(jù)取得的燃料濃度，估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能。因此，能 夠反映發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的燃料的影響，同時(shí)能夠精度良好地估計(jì)氧化防止 性能，由此，能夠適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化和更換時(shí)期。并且，例如 在通過估計(jì)來進(jìn)行燃料濃度的取得的情況下，不需要判定專用的傳感器， 在通過檢測(cè)來進(jìn)行燃料濃度的取得的情況下，與現(xiàn)有的紅外分光分析計(jì) 相比，檢測(cè)濃度的傳感器非常廉價(jià)，所以，在任何情況下，都能夠削減 估計(jì)裝置的制造成本。
優(yōu)選該估計(jì)裝置還具有油溫度取得單元(ECU 2、圖8的步驟1)，
其取得發(fā)動(dòng)機(jī)油的溫度(油溫TOIL);以及NOx濃度取得單元(ECU2、 圖8的步驟2)，其取得內(nèi)燃機(jī)3的曲柄箱3e內(nèi)的NOx濃度[NOx]，氧化 防止性能估計(jì)單元還根據(jù)取得的油溫度和NOx濃度，估計(jì)氧化防止性能。 作為對(duì)氧化防止性能的消耗/劣化造成影響的其他參數(shù)，可以列舉發(fā) 動(dòng)機(jī)油的溫度和曲柄箱內(nèi)的NOx濃度。前者是因?yàn)橥ㄟ^使空氣中的氧氣
與發(fā)動(dòng)機(jī)油接觸并直接進(jìn)行反應(yīng)從而使氧化防止性能劣化，并且，其反 應(yīng)程度根據(jù)熱(溫度)而變化。后者是因?yàn)镹Ox也是反應(yīng)性非常高的物 質(zhì)，所以，通過與發(fā)動(dòng)機(jī)油的接觸，容易與其進(jìn)行反應(yīng)，使氧化防止性 能劣化。
根據(jù)本發(fā)明，取得發(fā)動(dòng)機(jī)油的溫度和曲柄箱內(nèi)的NOx濃度，并且， 除了燃料濃度以外，還根據(jù)取得的油溫度和NOx濃度，估計(jì)氧化防止性 能。因此，能夠進(jìn)一步反映溫度和NOx的影響，同時(shí)能夠精度更良好地 估計(jì)氧化防止性能，能夠更適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化和更換時(shí)期。
優(yōu)選氧化防止性能估計(jì)單元具有第1氧化防止性能估計(jì)單元(式 (5)、圖10的步驟35、 40)，其估計(jì)基于發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的氧化防止劑的 氧化防止性能，作為第1氧化防止性能(相當(dāng)于氧化防止劑的部分的 OIT[OIT]ah);以及第2氧化防止性能估計(jì)單元(式(6)、圖10的步驟 39、 40)，其估計(jì)基于發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的過氧化物分解劑的氧化防止性能， 作為第2氧化防止性能(相當(dāng)于過氧化物分解劑的部分的OIT[OIT]ZN)，根據(jù)估計(jì)出的第1氧化防止性能和第2氧化防止性能來計(jì)算氧化防止性 能(總OIT[OIT]TOTAL)(式(1)、圖10的步驟40)。
如上所述，氧化防止性能主要通過氧化防止劑來發(fā)揮。除此之外， 氧化防止性能作為本來為了調(diào)節(jié)摩擦而在發(fā)動(dòng)機(jī)油中添加的過氧化物分 解劑的副作用來發(fā)揮。并且可以確認(rèn)，在氧化防止劑和過氧化物分解劑 中，其消耗形式相互不同，前者是相對(duì)于時(shí)間大致為直線的消耗形式， 后者是大致為指數(shù)函數(shù)的消耗形式。根據(jù)本發(fā)明，單獨(dú)掌握基于氧化防 止劑的氧化防止性能和基于過氧化物分解劑的氧化防止性能，分別作為
第1氧化防止性能和第2氧化防止性能來估計(jì)，所以，能夠根據(jù)上述消
耗形式的差異，精度良好地進(jìn)行這些估計(jì)。并且，根據(jù)估計(jì)出的第1和
第2氧化防止性能來計(jì)算氧化防止性能，所以，能夠精度更良好地估計(jì) 發(fā)動(dòng)機(jī)油整體的氧化防止性能。
進(jìn)而，優(yōu)選第1氧化防止性能估計(jì)單元通過下式(A)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)油 的相當(dāng)于氧化防止劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量，并且，對(duì)計(jì)算出的變化
量進(jìn)行積分，由此，計(jì)算相當(dāng)于氧化防止劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間[OIT]AH，作
為第l氧化防止性能，第2氧化防止性能估計(jì)單元通過下式(B)計(jì)算發(fā) 動(dòng)機(jī)油的相當(dāng)于過氧化物分解劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量，并且，對(duì)計(jì) 算出的變化量進(jìn)行積分，由此，計(jì)算相當(dāng)于過氧化物分解劑的氧化誘導(dǎo) 時(shí)間[OIT]zN，作為第2氧化防止性能。<formula>formula see original document page 12</formula>
其中，d[OIT]AH/dt:相當(dāng)于氧化防止劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量
d[OIT]ZN/dt:相當(dāng)于過氧化物分解劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量ZN:相當(dāng)于過氧化物分解劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間 kl k6:反應(yīng)速度系數(shù) [NOx]:曲柄箱內(nèi)的NOx濃度 [FUEL]:發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料濃度
氧化誘導(dǎo)時(shí)間如后所述那樣定義，與氧化防止性能具有密切的相關(guān) 性，成為其有效指標(biāo)。并且，如后所述，通過實(shí)驗(yàn)可以確認(rèn)，能夠通過上述式(A)，精度良好地計(jì)算相當(dāng)于氧化防止劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量，通過上述式(B)，精度良好地計(jì)算相當(dāng)于過氧化物分解劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量。
因此，使用式(A)計(jì)算相當(dāng)于氧化防止劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量，并且，對(duì)計(jì)算出的變化量進(jìn)行積分，由此，能夠精度良好地計(jì)算相當(dāng)于
氧化防止劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間，作為第1氧化防止性能。同樣，使用式(B)
計(jì)算相當(dāng)于過氧化物分解劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量，并且，對(duì)計(jì)算出的變化量進(jìn)行積分，由此，能夠精度良好地計(jì)算相當(dāng)于過氧化物分解劑
的氧化誘導(dǎo)時(shí)間，作為第2氧化防止性能。


圖1是概略地示出應(yīng)用了本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的圖。
圖2是示出針對(duì)ECU的信號(hào)的輸入輸出關(guān)系的圖。圖3是OIT的反應(yīng)速度系數(shù)kl、 k4的阿列紐斯繪制圖。圖4是示出NOx濃度和OIT的劣化速度項(xiàng)ANOx、 BNOx之間的關(guān)系的圖。
圖5是OIT的反應(yīng)速度系數(shù)k2、 k5的阿列紐斯繪制圖。圖6是示出燃料濃度和OIT的劣化速度項(xiàng)CFUEl、 DpuEL之間的關(guān)系的圖。
圖7是OIT的反應(yīng)速度系數(shù)k3、 k6的阿列紐斯繪制圖。圖8是示出發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化判定處理的主流程的流程圖。圖9是示出燃料濃度的計(jì)算處理的子流程的流程圖。圖IO是示出OIT的計(jì)算處理的子流程的流程圖。圖11是用于求出反應(yīng)速度系數(shù)kl、 k4的表的一例。圖12是用于求出反應(yīng)速度系數(shù)k2、 k5的表的一例。圖13是用于求出反應(yīng)速度系數(shù)k3、 k6的表的一例。圖14是示出劣化判定處理的子流程的流程圖。圖15是用于求出剩余壽命指數(shù)RTBN的表的一例。圖16是用于求出剩余壽命指數(shù)ROIT的表的一例。
1具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1示出應(yīng)用了本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)3。該內(nèi)燃機(jī)(以下稱為"發(fā)動(dòng)機(jī)")3是搭載于車輛(未圖示)中的例如4氣缸型的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。
在發(fā)動(dòng)機(jī)3的活塞3a和氣缸蓋3b之間形成有燃燒室3c。在氣缸蓋3b上分別連接有吸氣管4和排氣管5，并且，以面向燃燒室3c的方式安裝有燃料噴射閥(以下稱為"噴油器")6和點(diǎn)火塞7 (參照?qǐng)D2)。噴油器6的燃料噴射量QINJ和噴射正時(shí)、以及點(diǎn)火塞7的點(diǎn)火正時(shí)通過后述的ECU2來控制。
在收納曲柄軸3d等的曲柄箱3e內(nèi)的底部設(shè)有油盤3f。在油盤3f中貯存用于發(fā)動(dòng)機(jī)3的潤(rùn)滑的發(fā)動(dòng)機(jī)油。
并且，在曲柄軸3d上安裝有磁轉(zhuǎn)子lla，通過該磁轉(zhuǎn)子lla和MRE傳感器lib構(gòu)成曲柄角傳感器11 (運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)單元)。曲柄角傳感器11伴隨曲柄軸3d的旋轉(zhuǎn)，向ECU 2輸出脈沖信號(hào)即CRK信號(hào)和TDC信號(hào)。
按照規(guī)定的曲柄角(例如30° )輸出CRK信號(hào)。ECU 2根據(jù)該CRK信號(hào)求出發(fā)動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速(以下稱為"發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速")NE。 TDC信號(hào)是表示各氣缸的活塞3a位于吸氣行程開始時(shí)的TDC (上死點(diǎn))附近的規(guī)定曲柄角度位置的信號(hào)，在4氣缸型的本例中，按照曲柄角180。輸出。
并且，在發(fā)動(dòng)機(jī)3上設(shè)有水溫傳感器12 (參照?qǐng)D2)。水溫傳感器12檢測(cè)在發(fā)動(dòng)機(jī)3的主體內(nèi)循環(huán)的冷卻水的溫度(以下稱為"發(fā)動(dòng)機(jī)水溫")TW，向ECU2輸出其檢測(cè)信號(hào)。
在吸氣管4內(nèi)設(shè)有節(jié)流閥8，在節(jié)流閥8上連接有由直流電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成的致動(dòng)器9。通過利用ECU 2控制向致動(dòng)器9供給的電流的占空比，從而控制節(jié)流閥8的開度，由此，控制吸入燃燒室3c中的吸氣量。
進(jìn)而，在吸氣管4上，在節(jié)流閥8的下游側(cè)設(shè)有吸氣壓力傳感器13和吸氣溫度傳感器14 (參照?qǐng)D2)。吸氣壓力傳感器13檢測(cè)吸氣管4內(nèi)的吸氣壓力Pb作為絕對(duì)值，向ECU2輸出其檢測(cè)信號(hào)。吸氣溫度傳感器14檢測(cè)在吸氣管4中流過的吸氣的溫度(以下稱為"吸氣溫度")TA，向ECU2輸出其檢測(cè)信號(hào)。
從油門開度傳感器15向ECU 2輸出表示油門踏板(未圖示)的操作量(以下稱為"油門開度")AP的檢測(cè)信號(hào)。并且，在車輛的駕駛席設(shè)有用于顯示發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化狀態(tài)的油燈21，該油燈21與ECU2連接。
ECU 2通過由I/O接口 、 CPU、 RAM和ROM等構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。來自所述各種傳感器11 15的檢測(cè)信號(hào)分別利用1/0接口進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和整形后，輸入到CPU。
CPU根據(jù)這些輸入信號(hào)，按照存儲(chǔ)在ROM中的控制程序等，判別發(fā)動(dòng)機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且，根據(jù)判別出的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，進(jìn)行噴油器6的燃料噴射控制、吸氣量控制、點(diǎn)火正時(shí)控制等發(fā)動(dòng)機(jī)控制。
并且，ECU 2執(zhí)行對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化進(jìn)行判定的油劣化判定處理。在本實(shí)施方式中，通過ECU2構(gòu)成氧化防止性能估計(jì)單元、清潔維持性能估計(jì)單元、劣化估計(jì)單元、第1和第2剩余壽命參數(shù)計(jì)算單元、以及第1和第2劣化參數(shù)計(jì)算單元、燃料濃度取得單元、油濃度取得單元、NOx濃度取得單元。
下面，首先說明在上述油劣化判定處理中使用的氧化誘導(dǎo)時(shí)間(以下稱為"OIT")的估計(jì)手法。該OIT被定義為，樣品油和規(guī)定的基準(zhǔn)物質(zhì)在規(guī)定的高溫和高壓條件下幵始發(fā)熱的時(shí)間，與氧化防止性能具有密切的相關(guān)性，成為其有效指標(biāo)。并且可以確認(rèn)，如果在發(fā)動(dòng)機(jī)油中殘留有OIT，則不產(chǎn)生不溶解成分，也不生成低溫淤渣，所以，OIT是發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化判定的良好基準(zhǔn)。
OIT通過下式(1)計(jì)算。
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中，[OIT]TQTAL是發(fā)動(dòng)機(jī)油中的總OIT， [OIT]AH是相當(dāng)于氧化防
止劑的部分的OIT (以下適當(dāng)稱為"第IOIT")， [OIT]zN是相當(dāng)于過氧化物分解劑的部分的OIT (以下適當(dāng)稱為"第20IT")。根據(jù)式(1)，下式(2)成立。
<formula>formula see original document page 15</formula>并且，式(2)中的第IOIT變化量d[OIT]ah/dt和第20IT變化量
d[OIT]ZN/dt分別通過下式(3)和(4)計(jì)算。
d[OIT] /dt-kl+k2X[NOxf+k3X[FUEL]2 …(3)
AH
d[OIT] /dt=[OIT] X (k4+k5X[NOx]2+k6X[FUEL]2) '"(4)
ZN ZN
其中，kl k6是OIT的反應(yīng)速度系數(shù)，[NOx]是NOx濃度，[FUEL]
是發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料濃度(稀釋率)。
進(jìn)而，通過對(duì)式(3)和(4)進(jìn)行積分，分別如下式(5)和(6)
那樣求出[OIT]ah和[OIT]ZN 。
= [OIT]— ( 2 kl + 2 k2 X [NOx]2 + 2 k3 X [FUEL]2)…(5)
AH AHINI = [OIT]X EXP {— ( 2 k4 + S k5 X [NOx]2 + 2 k6 X [FUEL]2)}
…(6)
其中，[OIT]ahim是[OIT]ah的初始值，[OIT]z麗！是[OIT]zn的初始值。
上述式(3)和(4)如下那樣導(dǎo)出。首先，假設(shè)熱(油溫)作為OIT
的第l劣化原因，并且，當(dāng)假設(shè)第l氧化防止性能[OIT]ah相對(duì)于時(shí)間直
線減少、第2氧化防止性能[OIT]zN以指數(shù)函數(shù)的方式減少時(shí)，第IOIT變化量d[OrrU/dt和第20IT變化量d[OIT]zN/dt分別如下式(7)和(8)
那樣表現(xiàn)。
d[OIT] /dt=kl …(7)
AH
d[OIT] /dt=[OIT] Xk4 …(8)
ZN ZN
并且，為了確認(rèn)這些式子的妥當(dāng)性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油賦予空氣和熱，進(jìn)
行OIT的消耗實(shí)驗(yàn)。圖3示出對(duì)由此得到的反應(yīng)速度系數(shù)kl、 k4進(jìn)行阿列紐斯繪制的結(jié)果，可以確認(rèn)兩個(gè)反應(yīng)速度系數(shù)kl、 k4都得到良好的直線關(guān)系。
接著，假設(shè)NOx作為OIT的第2劣化原因，并且，當(dāng)假設(shè)與基于熱
的劣化獨(dú)立地產(chǎn)生基于NOx的OIT的劣化時(shí)，第IOIT變化量d[OIT]ah/dt
和第20IT變化量d[OIT]zN/dt分別如下式(9)和(10)那樣表現(xiàn)。d[OIT] /dt-kl+A …(9)
AH NOx
d[OIT] /dt=[OIT] X(k4 + B ) …(10)
ZN 2N NOx
其中，ANOx、 BNOx是基于NOx的OIT的劣化速度項(xiàng)。在NOx存在的條件下和NOx不存在的條件下，分別進(jìn)行OIT的消
耗試驗(yàn)，通過在兩個(gè)條件下得到的OIT變化量的差分，能夠求出這些劣
化速度項(xiàng)Anox、 BNOx。圖4示出在橫軸上繪制此時(shí)的NOx濃度[NOx]的
對(duì)數(shù)、在縱軸上繪制劣化速度項(xiàng)ANOx、 BNOx的變化量的對(duì)數(shù)、并進(jìn)行次
數(shù)解析的結(jié)果。根據(jù)各直線的斜率，求出NOx濃度[NOx]的反應(yīng)次數(shù)分
別約為2，在反應(yīng)速度式中表現(xiàn)它們時(shí)，分別得到下式(11)和(12)。 d[OIT] /dt=kl+k2X[NOx]2 …(11)
AH
d[OIT] /dt=[OIT] X(k4+k5X[NOx]2) …(12)
ZN ZN
并且，圖5示出對(duì)反應(yīng)速度系數(shù)k2、 k5進(jìn)行阿列紐斯繪制的結(jié)果， 可以確認(rèn)兩個(gè)反應(yīng)速度系數(shù)k2、 k5都得到良好的直線關(guān)系。
接著，假設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料作為OIT的第3劣化原因，并且，當(dāng)
假設(shè)與基于熱和NOx的劣化獨(dú)立地產(chǎn)生基于燃料的OIT的劣化時(shí)，第
IOIT變化量d[OIT]ah/dt和第20IT變化量d[OIT]ZN/dt分別如下式(13 )
和(14)那樣表現(xiàn)。
d[OIT〗Zdt=kl+k2X[NOx]2+C .,*(13)
AH FUEL
d[OIT] /dt=[OIT] X (k4+k5X[NOx]2+D) …(14)
ZN ZN FUEL
其中，CFUEL、 dfuel是基于燃料的OIT的劣化速度項(xiàng)。
在發(fā)動(dòng)機(jī)油中存在燃料的條件下和不存在燃料的條件下，分別進(jìn)行
OIT的消耗試驗(yàn)，通過在兩個(gè)條件下得到的OIT變化量的差分，能夠求 出這些劣化速度項(xiàng)Cfuel、 DFUEl^。圖6示出以對(duì)數(shù)的方式分別在橫軸和縱 軸上繪制此時(shí)的燃料濃度[FUEL]和劣化速度項(xiàng)CFUEL、 DFUEL的變化量、 并進(jìn)行次數(shù)解析的結(jié)果。根據(jù)各直線的斜率，求出燃料濃度[FUEL]的反 應(yīng)次數(shù)分別約為2，在反應(yīng)速度式中表現(xiàn)它們時(shí)，得到所述式(3)和(4)。
并且，圖7示出對(duì)反應(yīng)速度系數(shù)k3、 k6進(jìn)行阿列紐斯繪制的結(jié)果， 可以確認(rèn)兩個(gè)反應(yīng)速度系數(shù)k3、 k6都得到良好的直線關(guān)系。
接著，說明由ECU2執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化判定處理。圖8示出其 主流程，按照規(guī)定時(shí)間(例如l秒)來執(zhí)行本處理。在本處理中，首先， 在步驟1(圖示為"Sl"。以下相同)中，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)油的溫度即油溫TOIL。 例如根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW來檢索規(guī)定的表(未圖示)，從而求出基本值，并且利用吸氣溫度TA、吸氣壓力Pb和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE來校正求出的基 本值，由此計(jì)算該油溫TOIL。另外，也可以利用在曲柄箱3e等中設(shè)置 的油溫傳感器，直接檢測(cè)油溫TOIL。
接著，計(jì)算曲柄箱3e內(nèi)的NOx濃度[NOx](步驟2)。根據(jù)吸氣壓力 Pb和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE來檢索規(guī)定的映射圖(未圖示)，并且利用燃料噴射 量QINJ和點(diǎn)火正時(shí)等來校正檢索到的映射值，由此計(jì)算該NOx濃度 [NOx]。
接著，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料濃度(稀釋率)[FUEL](步驟3)。圖 9示出其子流程。與TDC信號(hào)的輸入同步執(zhí)行本處理。首先，在步驟11 14中，計(jì)算燃料混入量QAOD。該燃料混入量QAOD表示從噴油器6 噴射的燃料中、沒有從燃燒室3c排出而附著在氣缸壁面等上后混入發(fā)動(dòng) 機(jī)油中的一個(gè)TDC的燃料量。
首先，在步驟11中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和燃料噴射量QINJ來檢 索規(guī)定的映射圖(未圖示)，由此，計(jì)算燃料混入率ROD。該燃料混入率 ROD表示混入發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料量相對(duì)于燃料噴射量的比例。在該映射 圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE越低，噴射的燃料越難以氣化，越容易附著在氣缸 壁面上，所以，將燃料混入率ROD設(shè)定為越大的值。
接著，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW來檢索規(guī)定的表(未圖示)，由此，計(jì)算 水溫校正系數(shù)KTW (步驟12)。在該表中，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW越低，噴射 的燃料越難以氣化，所以，將水溫校正系數(shù)KTW設(shè)定為越大的值。
接著，根據(jù)噴射正時(shí)來檢索規(guī)定的表(未圖示)，由此，計(jì)算噴射正 時(shí)校正系數(shù)KTP (步驟13)。在該表中，噴射正時(shí)越是滯后角側(cè)，氣缸 內(nèi)的壓力和溫度越低，由此噴射的燃料難以氣化，所以，將噴射正時(shí)校 正系數(shù)KTP設(shè)定為越大的值。
接著，使用燃料噴射量QINJ、在上述步驟11 13中計(jì)算出的燃料 混入率ROD、水溫校正系數(shù)KTW和噴射正時(shí)校正系數(shù)KTP，通過下式 (15)，計(jì)算燃料混入量QAOD (步驟14)。
QAOD=QINJ X ROD X KTW X KTP …(15)
接著，在步驟15 17中，計(jì)算燃料蒸發(fā)量QVAF。該燃料蒸發(fā)量QVAF表示一個(gè)TDC中從發(fā)動(dòng)機(jī)油中蒸發(fā)的燃料的蒸發(fā)量。
首先，在步驟15中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和燃料噴射量QINJ來檢 索規(guī)定的映射圖(未圖示)，由此，計(jì)算燃料蒸發(fā)率RVAF。該燃料蒸發(fā) 率RVAF表示燃料蒸發(fā)量相對(duì)于混入發(fā)動(dòng)機(jī)油中的總?cè)剂狭康谋壤?。?且，在該映射圖中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE越大，且燃料噴射量QINJ越大，則 發(fā)動(dòng)機(jī)3主體的溫度越高，由此，燃料越容易從發(fā)動(dòng)機(jī)油中蒸發(fā)，所以， 將燃料蒸發(fā)率RVAF設(shè)定為越大的值。
接著，根據(jù)油溫TOIL來檢索規(guī)定的表(未圖示)，由此，計(jì)算油溫 校正系數(shù)KOIL (步驟16)。在該表中，油溫TOIL越高，燃料越容易從 發(fā)動(dòng)機(jī)油中蒸發(fā)，所以，將油溫校正系數(shù)KOIL設(shè)定為越大的值。
接著，使用在此之前得到的燃料稀釋量QOD、燃料蒸發(fā)率RVAF和 油溫校正系數(shù)KOIL，通過下式(16)，計(jì)算燃料蒸發(fā)量QVAF (步驟17)。 另外，燃料稀釋量QOD表示發(fā)動(dòng)機(jī)油中所含的總?cè)剂狭?，在發(fā)動(dòng)機(jī)油更 換時(shí)復(fù)位為值0。
QVAF-QODXRVAFXKOIL …(16)
接著，計(jì)算分別在所述步驟14和17中計(jì)算出的燃料混入量QAOD 和燃料蒸發(fā)量QVAF之差，作為本次的一個(gè)TDC的稀釋量AQOD (步驟 18)。接著，在在此之前得到的燃料稀釋量QOD中加上本次計(jì)算出的一 個(gè)TDC的稀釋量AQOD，由此，計(jì)算燃料稀釋量QOD (步驟19)。
最后，利用發(fā)動(dòng)機(jī)油量QOIL去除計(jì)算出的燃料稀釋量QOD，由此， 計(jì)算燃料濃度[FUEL](步驟20)，結(jié)束本處理。該發(fā)動(dòng)機(jī)油量QOIL表示 發(fā)動(dòng)機(jī)油的總量，例如設(shè)定為規(guī)定值。
返回圖8，在接著所述步驟3的步驟4中，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)油的總堿值 (以下稱為"TBN")。該TBN是表示在發(fā)動(dòng)機(jī)油中添加的清潔劑的剩余 量的值，是使發(fā)動(dòng)機(jī)油保持清潔的清潔維持性能的有效指標(biāo)。公知當(dāng)TBN 值低于某個(gè)極限值時(shí)，高溫淤渣的生成顯著，TBN與OIT同樣，是良好 表現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化程度的油劣化參數(shù)。
TBN的計(jì)算例如如下進(jìn)行。首先，使用在所述步驟1和2中求出的 油溫TOIL和NOx濃度[NOx]，通過下式(17)，計(jì)算TBN的變化量d[TBN]/dt。
d[TBN]/dt-k7 X [T則2 +k8 X [TBN] X [NOx]2十k9 …(17)
其中，k7 k9是通過實(shí)驗(yàn)求出的TBN的反應(yīng)速度系數(shù)。
然后，通過對(duì)式(17)進(jìn)行積分，通過下式(18)計(jì)算TBN。 TBN=l/{k7Xt+(l/[TBN] )}+k8X[NOx]2 Xt+k9Xt …(18)
其中，[TBNV!是TBN的初始值。
接著，在步驟5中計(jì)算OIT。圖10示出其子流程，根據(jù)所述式(3) (6)進(jìn)行OIT的計(jì)算。首先，在步驟31中，根據(jù)油溫TOIL來檢索圖 11 圖13所示的表，由此，求出反應(yīng)速度系數(shù)的對(duì)數(shù)Lnkl Lnk6，并 且，根據(jù)求出的Lnkl Lnk6來計(jì)算反應(yīng)速度系數(shù)kl k6。
這些表是通過實(shí)驗(yàn)求出油溫TOIL和反應(yīng)速度系數(shù)kl k6之間的各 個(gè)關(guān)系后進(jìn)行阿列紐斯繪制的，具有與圖3、圖5和圖7所示的溫度-k1 k6的特性圖基本相同的傾向。另外，上述表是阿列紐斯型的，但是，取 而代之，也可以在橫軸表示油溫TOIL，在縱軸表示反應(yīng)速度系數(shù)kl k6， 根據(jù)油溫TOIL直接檢索kl k6值。
接著，在步驟32 34中，分別計(jì)算分別相當(dāng)于式(5)的Skl、 Sk2 X[NOx]2和Sk3 X [FUEL]2的、相當(dāng)于氧化防止劑的部分的溫度項(xiàng) OITAHO、 NOx項(xiàng)OITAHNOX和燃料項(xiàng)OITAHFUEL。
具體而言，在步驟32中，通過在其初始值OITAHOZ中加上反應(yīng)速 度系數(shù)kl，由此計(jì)算溫度項(xiàng)OITAHO。在步驟33中，通過在其初始值 OITAHNOXZ中加上反應(yīng)速度系數(shù)k2與NOx濃度[NOx]的平方之積(= k2'[NOx]2)，由此計(jì)算NOx項(xiàng)OITAHNOX。并且，在步驟34中，通過 在其初始值OITAHFUELZ中加上反應(yīng)速度系數(shù)k3與燃料濃度[FUEL]的 平方之積(=k3 [FUEL]2)，由此計(jì)算燃料項(xiàng)OITAHFUEL。另外，上述 初始值OITAHOZ、 OITAHNOXZ和OITAHFUELZ都在發(fā)動(dòng)機(jī)油更換時(shí) 復(fù)位為值0。
接著，通過下式(19)，將如上所述計(jì)算出的溫度項(xiàng)OITAHO、 NOx 項(xiàng)OITAHNOX和燃料項(xiàng)OITAHFUEL彼此相加，由此，計(jì)算相當(dāng)于氧化 防止劑的部分的減法項(xiàng)OITAH (步驟35)。
20OITAH - OITAHO + OITAHNOX+OITAHFUEL …(19)
該減法項(xiàng)OITAH相當(dāng)于式(5)的右邊第2項(xiàng)，表示從發(fā)動(dòng)機(jī)油的 更換時(shí)起相當(dāng)于氧化防止劑的部分的OIT的總減少量。
接著，在步驟36 38中，分別計(jì)算分別相當(dāng)于式(6)的Sk4、 2k5 X[NOxf和2k6X[FUEL]2的、相當(dāng)于過氧化物分解劑的部分的溫度項(xiàng) OITZNO、 NOx項(xiàng)OITZNNOX和燃料項(xiàng)OITZNFUEL。
具體而言，在步驟36中，通過在其初始值OITZNOZ中加上反應(yīng)速 度系數(shù)k4，由此計(jì)算溫度項(xiàng)OITZNO。在步驟37中，通過在其初始值 OITZNNOXZ中加上反應(yīng)速度系數(shù)k5與NOx濃度[NOx]的平方之積(= k5.[NOx]2)，由此計(jì)算NOx項(xiàng)OITZNNOX。并且，在步驟38中，通過 在其初始值OITZNFUELZ中加上反應(yīng)速度系數(shù)k6與燃料濃度[FUEL]的 平方之積(=k6 [FUEL]2)，由此計(jì)算燃料項(xiàng)OITZNPUEL。另外，上述 初始值OITZNOZ、 OITZNNOXZ和OITZNFUELZ也在發(fā)動(dòng)機(jī)油更換時(shí) 復(fù)位為值0。
接著，使用如上所述計(jì)算出的溫度項(xiàng)OITZNO、 NOx項(xiàng)OITZNNOX 和燃料項(xiàng)OITZNFUEL，通過下式(20)，計(jì)算相當(dāng)于過氧化物分解劑的 部分的乘法項(xiàng)OITZN (步驟39)。
OITZN=EXP{ — (OITZNO+OITZNNOX+OITZNFUEL)} . (20) 該乘法項(xiàng)OITZN相當(dāng)于針對(duì)式(6)右邊的初始值[OIT]zM^的乘法項(xiàng)。
接著，使用在步驟35中計(jì)算出的相當(dāng)于氧化防止劑的部分的減法項(xiàng) OITAH和相當(dāng)于過氧化物分解劑的部分的乘法項(xiàng)OITZN，通過下式(21) 計(jì)算OIT (步驟40)，結(jié)束本處理。
OIT=OITAHINI—OITAH+OITZNINIXOITZN (21)
該式(21)相當(dāng)于式(1) (5) (6)， OITAHINI、 OITZNINI分別是 相當(dāng)于氧化防止劑的部分的OIT的初始值、相當(dāng)于過氧化物分解劑的部 分的OIT的初始值。
返回圖8，在接著所述步驟5的步驟6中，根據(jù)如上所述求出的TBN 和OIT，判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化，結(jié)束本處理。圖14示出其子流程。首先，在步驟51中，根據(jù)TBN來檢索圖15 所示的表，由此，計(jì)算基于TBN的剩余壽命指數(shù)RTBN。該表是通過實(shí) 驗(yàn)等求出TBN值和發(fā)動(dòng)機(jī)油的剩余壽命之間的關(guān)系、并作為剩余壽命指 數(shù)RTBN表現(xiàn)的。剩余壽命指數(shù)RTBN的值越小，表示發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化 程度越高，其剩余壽命越短，因此，在該表中，TBN值越小，將剩余壽 命指數(shù)RTBN設(shè)定為越小的值。
接著，根據(jù)OITN來檢索圖16所示的表，由此，計(jì)算基于OIT的剩 余壽命指數(shù)ROIT (步驟52)。該表是通過實(shí)驗(yàn)等求出OIT值和發(fā)動(dòng)機(jī)油 的剩余壽命之間的關(guān)系、并作為剩余壽命指數(shù)ROIT表現(xiàn)的。剩余壽命指 數(shù)ROIT的值越小，表示發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化程度越高，其剩余壽命越短，因 此，在該表中，OIT值越小，將剩余壽命指數(shù)ROIT設(shè)定為越小的值。
接著，將在步驟51和52中求出的剩余壽命指數(shù)RTBN、 ROIT中更 小的一方設(shè)定為最終的剩余壽命指數(shù)ROLF (步驟53)，并且，判別該剩 余壽命指數(shù)ROLF是否小于規(guī)定的基準(zhǔn)值RREF .(步驟54)。
然后，在其答案為否、ROLF^RREF時(shí)，判定為發(fā)動(dòng)機(jī)油沒有劣化， 將油劣化標(biāo)志F—OILNG設(shè)置為"0"(步驟55)，結(jié)束本處理。
另一方面，在步驟54的答案為是、ROLF<RREF時(shí)，判定為發(fā)動(dòng) 機(jī)油劣化，為了表現(xiàn)該情況，將油劣化標(biāo)志F一OILNG設(shè)置為"l"(步驟 56)，結(jié)束本處理。這樣，當(dāng)油劣化標(biāo)志FJ)ILNG設(shè)置為"1"時(shí)，通過 來自ECU2的控制信號(hào)，油燈21點(diǎn)亮，由此向駕駛員提示發(fā)動(dòng)機(jī)油的更 換。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，相互獨(dú)立地計(jì)算表示作為發(fā)動(dòng)機(jī)油的 低溫淤渣的產(chǎn)生原因的氧化防止性能的消耗程度的OIT、和表示作為高 溫淤渣的產(chǎn)生原因的清潔維持性能的消耗程度的TBN，并且，根據(jù)計(jì)算 出的OIT和TBN來判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化。這樣，并用OIT和TBN這樣 的不同的2種油劣化參數(shù)來進(jìn)行劣化判定，所以，與使用單一的油劣化 參數(shù)的情況相比，能夠較小地設(shè)定判定的安全率，同時(shí)能夠精度良好地 判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化，因此，能夠適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā)動(dòng)機(jī)油的更換時(shí)期。
并且，不使用現(xiàn)有的劣化判定裝置那樣的判定專用的傳感器，僅通過計(jì)算來求出OIT和TBN，所以，能夠更廉價(jià)地構(gòu)成。
進(jìn)而，分別根據(jù)計(jì)算出的OIT和TBN，計(jì)算表示發(fā)動(dòng)機(jī)油的剩余壽 命的剩余壽命指數(shù)ROIT和RTBN，將其中更小的一方與基準(zhǔn)值RREF進(jìn) 行比較，由此判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化，所以，能夠可靠地判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的 更換時(shí)期。并且，根據(jù)這種判定手法，能夠較小地設(shè)定分別針對(duì)OIT和 TBN的判定的安全率，由此，能夠進(jìn)一步提高劣化判定的精度。
并且，相互獨(dú)立地計(jì)算相當(dāng)于氧化防止劑的部分的[OIT]ah和相當(dāng)于 過氧化物分解劑的部分的[OIT]zN (式(5) (6))，并且，將兩者相加，由 此計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)油整體的[OIT]total (式(l))。因此，能夠根據(jù)氧化防止劑 和過氧化物分解劑的消耗形式的差異，分別精度良好地計(jì)算[OIT]ah值和zN值，由此，能夠精度良好地計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)油整體的OIT，所以，能 夠進(jìn)一步提高劣化判定的精度。
并且，根據(jù)本實(shí)施方式，基于發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料濃度[FUEL]，進(jìn)而 根據(jù)油溫TOIL和曲柄箱3e內(nèi)的NOx濃度[NOx]，來計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧 化防止性能的指標(biāo)即OIT。因此，能夠反映燃料、溫度和NOX的影響， 同時(shí)精度良好地估計(jì)OIT，并且，根據(jù)估計(jì)出的OIT，能夠適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā) 動(dòng)機(jī)油的劣化和更換時(shí)期。
并且，使用燃料濃度[FUEL]、油溫TOIL和NOx濃度[NOx]，通過 計(jì)算(估計(jì))來求出OIT，并且，上述3個(gè)參數(shù)通常是在發(fā)動(dòng)機(jī)3的控 制下利用所設(shè)置的傳感器11 14的檢測(cè)結(jié)果等通過計(jì)算(估計(jì))求出的， 所以，與使用高價(jià)的紅外分光分析計(jì)以便直接檢測(cè)氧化防止性能的情況 相比，能夠非常廉價(jià)地構(gòu)成。
進(jìn)而，通過式(3)計(jì)算相當(dāng)于氧化防止劑的部分的[OIT]ah的變化 量d[OIT]AH/dt，接著，對(duì)該變化量d[OIT]ah/dt進(jìn)行積分，由此，通過式 (5)計(jì)算相當(dāng)于氧化防止劑的部分的[OIT]ah，所以，能夠精度良好地進(jìn) 行該[OIT]ah的計(jì)算。同樣，通過式(4)計(jì)算相當(dāng)于過氧化物分解劑的 部分的[OIT]zn的變化量d[OIT]ZN/dt，對(duì)該變化量d[OIT]ZN/dt進(jìn)行積分， 由此，通過式(6)計(jì)算相當(dāng)于過氧化物分解劑的部分的[OIT]zw，所以， 能夠精度良好地進(jìn)行該[OIT]m的計(jì)算。另外，本發(fā)明不限于所說明的實(shí)施方式，能夠在各種方式下實(shí)施。 例如，在實(shí)施方式中，作為表示氧化防止性能的指標(biāo)使用OIT，作為表
示清潔維持性能的指標(biāo)使用TBN，但是不限于此，能夠使用其它適當(dāng)?shù)?br> 指標(biāo)。例如，作為表示氧化防止性能的指標(biāo)，也可以在發(fā)動(dòng)機(jī)油中持續(xù) 加入促進(jìn)氧化的規(guī)定試劑，并使用發(fā)動(dòng)機(jī)油無法防止氧化時(shí)的極限的試 劑量，或者，也可以在將發(fā)動(dòng)機(jī)油和氧氣封入密閉空間內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行 加壓/加熱，并使用由于氧化防止劑和氧氣的反應(yīng)而降低的規(guī)定時(shí)間后的 密閉空間內(nèi)的壓力值。并且，作為表示清潔維持性能的指標(biāo)，也可以使 用通過所謂的熱管試驗(yàn)而得到的發(fā)動(dòng)機(jī)油的顏色的評(píng)價(jià)和碳化物量。進(jìn)
而，在實(shí)施方式中說明的OIT和TBN的計(jì)算手法只是示例，可以采用其 它適當(dāng)手法。
并且，在實(shí)施方式中，根據(jù)計(jì)算出的OIT和TBN來判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的 劣化，但是，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于這種劣化判定以外的發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化 的估計(jì)。例如，根據(jù)OIT等來估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化程度，進(jìn)而，根據(jù)該 劣化程度來估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞的摩擦的變化狀態(tài)，并利用于燃料噴射控 制等中。
進(jìn)而，在實(shí)施方式中，根據(jù)燃料噴射量QINJ和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE等的 發(fā)動(dòng)機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料濃度(稀釋率)，但是，也 可以使用傳感器直接檢測(cè)。同樣，作為求出燃料濃度時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)油量 QOIL，使用規(guī)定值，但是，也可以通過油水平傳感器等來檢測(cè)。
并且，在實(shí)施方式中，油溫TOIL、曲柄箱3e內(nèi)的NOx濃度[NOx] 和燃料濃度[FUEL]都通過估計(jì)來取得，但是，這些參數(shù)也可以使用傳感 器直接檢測(cè)。該情況下，與現(xiàn)有的紅外分光分析計(jì)相比，所需傳感器非 常廉價(jià)，所以，能夠更廉價(jià)地構(gòu)成。
并且，實(shí)施方式是在車輛用的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用本發(fā)明的例子，但 是，本發(fā)明不限于此，還能夠應(yīng)用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等各種發(fā)動(dòng)機(jī)、在鉛直 方向上配置了曲柄軸的船外機(jī)等的船舶推進(jìn)機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)。除此之外，在 本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠適當(dāng)變更細(xì)微部分的結(jié)構(gòu)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明的第1和第2方式的發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置， 作為能夠廉價(jià)且精度良好地估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化、由此能夠適當(dāng)?shù)嘏卸?發(fā)動(dòng)機(jī)油的更換時(shí)期的劣化估計(jì)裝置，能夠用于各種內(nèi)燃機(jī)。并且，本 發(fā)明的第3方式的發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能的估計(jì)裝置，作為能夠精度 良好地估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能而不使用高價(jià)的傳感器、由此能夠 適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化和更換時(shí)期的估計(jì)裝置，能夠用于各種內(nèi)燃 機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)油用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑，其特征在于，該劣化估計(jì)裝置具有氧化防止性能估計(jì)單元，其估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能；清潔維持性能估計(jì)單元，其估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的清潔維持性能；以及劣化估計(jì)單元，其根據(jù)所述估計(jì)出的氧化防止性能和清潔維持性能，估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置，其特征在于， 該劣化估計(jì)裝置還具有第1剩余壽命參數(shù)計(jì)算單元，其根據(jù)所述氧化防止性能，計(jì)算表示 發(fā)動(dòng)機(jī)油的剩余壽命的第l剩余壽命參數(shù)；以及第2剩余壽命參數(shù)計(jì)算單元，其根據(jù)所述清潔維持性能，計(jì)算表示 發(fā)動(dòng)機(jī)油的剩余壽命的第2剩余壽命參數(shù)，其中，所述劣化估計(jì)單元根據(jù)所述計(jì)算出的第1和第2剩余壽命參 數(shù)中更小的一方，判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置，其特征在于，所述氧化防止性能估計(jì)單元具有第1氧化防止性能估計(jì)單元，其估計(jì)基于發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的氧化防止 劑的氧化防止性能，作為第l氧化防止性能；以及第2氧化防止性能估計(jì)單元，其估計(jì)基于發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的過氧化物 分解劑的氧化防止性能，作為第2氧化防止性能，所述氧化防止性能估計(jì)單元根據(jù)所述估計(jì)出的第1氧化防止性能和 第2氧化防止性能來計(jì)算所述氧化防止性能。
4. 一種發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)油用于內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑， 其特征在于，該發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置具有第1劣化參數(shù)計(jì)算單元，其計(jì)算表示發(fā)動(dòng)機(jī)油中生成的低溫劣化生 成物的生成程度的第1劣化參數(shù)；第2劣化參數(shù)計(jì)算單元，其計(jì)算表示發(fā)動(dòng)機(jī)油中生成的高溫劣化生 成物的生成程度的第2劣化參數(shù)；以及劣化估計(jì)單元，其根據(jù)所述計(jì)算出的第1和第2劣化參數(shù)，估計(jì)發(fā) 動(dòng)機(jī)油的劣化。
5. —種發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能的估計(jì)裝置，該發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防 止性能用作判定發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化的指標(biāo)，其特征在于，該估計(jì)裝置具有:燃料濃度取得單元，其取得發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料的濃度；以及 氧化防止性能估計(jì)單元，其根據(jù)該取得的燃料濃度，估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油 的氧化防止性能。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能的估計(jì)裝置，其特征在于，該估計(jì)裝置還具有油溫度取得單元，其取得發(fā)動(dòng)機(jī)油的溫度；以及 NOx濃度取得單元，其取得內(nèi)燃機(jī)的曲柄箱內(nèi)的NOx濃度， 其中，所述氧化防止性能估計(jì)單元還根據(jù)所述取得的油溫度和NOx 濃度，估計(jì)所述氧化防止性能。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能的估計(jì)裝置， 其特征在于，所述氧化防止性能估計(jì)單元具有第1氧化防止性能估計(jì)單元，其估計(jì)基于發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的氧化防止 劑的氧化防止性能，作為第l氧化防止性能；以及第2氧化防止性能估計(jì)單元，其估計(jì)基于發(fā)動(dòng)機(jī)油所含的過氧化物 分解劑的氧化防止性能，作為第2氧化防止性能，所述氧化防止性能估計(jì)單元根據(jù)所述估計(jì)出的第1氧化防止性能和 第2氧化防止性能來計(jì)算所述氧化防止性能。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能的估計(jì)裝置，其 特征在于，所述第1氧化防止性能估計(jì)單元通過下式(A)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)油的相當(dāng) 于所述氧化防止劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量，并且，對(duì)該計(jì)算出的變化量進(jìn)行積分，由此，計(jì)算相當(dāng)于所述氧化防止劑的所述氧化誘導(dǎo)時(shí)間， 作為所述第1氧化防止性能，所述第2氧化防止性能估計(jì)單元通過下式(B)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)油的相當(dāng) 于所述過氧化物分解劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量，并且，對(duì)該計(jì)算出的 變化量進(jìn)行積分，由此，計(jì)算相當(dāng)于所述過氧化物分解劑的所述氧化誘導(dǎo)時(shí)間，作為所述第2氧化防止性能，d[OIT] /dt=kl+k2X[NOx]2+k3X[FUEL]2 …(A)AHd[OIT] /dt=[OIT] X (k4+k5X[NOx]2+k6X[FUEL]2) ... (B)ZN ZN其中，d[OIT]AH/dt:相當(dāng)于氧化防止劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量 d[OIT]ZN/dt:相當(dāng)于過氧化物分解劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間的變化量[OIT]ZN:相當(dāng)于過氧化物分解劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)伺 kl k6:反應(yīng)速度系數(shù)[NOx]:曲柄箱內(nèi)的NOx濃度[FUEL]:發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料濃度。
全文摘要
本發(fā)明提供如下的發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置和氧化防止性能的估計(jì)裝置能夠廉價(jià)且精度良好地估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化和氧化防止性能，由此，能夠適當(dāng)?shù)嘏卸òl(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化和更換時(shí)期。該發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化估計(jì)裝置具有ECU(2)。ECU(2)估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能(OIT)和清潔維持性能(TBN)，并且，根據(jù)估計(jì)出的氧化防止性能(OIT)和清潔維持性能(TBN)，估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的劣化。氧化防止性能的估計(jì)裝置還具有ECU(2)。該ECU(2)取得發(fā)動(dòng)機(jī)油中的燃料的濃度[FUEL]，并且，根據(jù)取得的燃料濃度[FUEL]，估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)油的氧化防止性能(OIT)。
文檔編號(hào)F01M11/10GK101680318SQ200880019200
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者丸山雅司, 奧山庸介, 星川涉, 相川孔一郎 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社