DE102017000104B4

DE102017000104B4 - Vorrichtung und Verfahren zum Diagnostizieren von Schmiermitteldegradation in einem Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102017000104B4
Application number: DE102017000104.9A
Authority: DE
Inventors: Kuniaki WADA; Kouichi Miyamoto; Kenya Ishii; Tomonobu MIZUBA; Tomohisa Handa; Takayoshi Fujita
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2037-01-10
Also published as: DE102017000104A1; US20170198615A1; CN107023346B; CN107023346A; JP6281576B2; JP2017125409A; US10208638B2

Abstract

Verfahren zum Diagnostizieren von Degradation eines Schmiermittels in einem Verbrennungsmotor (2), wobei das Verfahren umfasst:Schätzen einer Rußmenge, die in einem vorbestimmten Zeitraum in einem Brennraum (28) des Verbrennungsmotors (2) gebildet wird, beruhend auf einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) und einem Lastparameter, der mit einem durch den Verbrennungsmotor (2) erzeugten Drehmoment in Verbindung steht;Korrigieren der geschätzten Rußmenge auf einen erhöhten Wert, wenn ein Temperaturparameter, der mit einer Temperatur des Brennraums (28) korreliert ist, niedriger als eine vorbestimmte erste Temperatur ist;Berechnen eines kumulativen Werts der geschätzten Rußmenge; undErmitteln von Degradation des Schmiermittels in dem Verbrennungsmotor (2) beruhend auf dem kumulativen Wert der Rußmenge, dadurch gekennzeichnet, dasswenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich einer zweiten Temperatur ist, die niedriger als die erste Temperatur ist,eine Schätzung vorgenommen wird, dass die Rußmenge abnimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) in einem Bereich niedriger Motordrehzahl steigt, unddass die Rußmenge zunimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) in einem Bereich hoher Motordrehzahl, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) höher als in dem Bereich niedriger Motordrehzahl ist, steigt.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Diagnostizieren von Degradation eines Schmiermittels in einem Verbrennungsmotor.
Die japanische geprüfte Gebrauchsmusterveröffentlichung JP H01- 38 250 Y2 beschreibt die Schätzung der ausgebildeten Rußmenge beruhend auf der Drehzahl eines Motors und der eingespritzten Kraftstoffmenge (d.h. einer Motorlast) sowie die Diagnose von Öldegradation beruhend auf dem kumulativen Wert der geschätzten Rußmenge. Auf diese Art und Weise kann die Degradation von Öl beruhend auf dem Betriebszustand des Motors mit hoher Genauigkeit diagnostiziert werden. Die US 47 96 204 A will die Rußmenge eines Verbrennungsmotors mithilfe verschiedener Koeffizienten bestimmen, die auf einer erfassten Drehzahl, einem erfassten Lastparameter und einer erfassten Öltemperatur beruhen. Weitere Ansätze zur Bestimmung der Rußmenge eines Verbrennungsmotors zeigen die Schriften US 59 14 890 A und DE 44 01 835 A1 .
ZUSAMMENFASSUNG
Eine von den vorliegenden Erfindern durchgeführte Studie zeigte auf, dass die gebildete Rußmenge beruhend auf dem Betriebszustand des Motors abgeleitet aus der Motordrehzahl und Motorlast nicht mit hoher Genauigkeit geschätzt werden kann. Wenn die Temperatur eines Brennraums zum Beispiel vor Erwärmen des Motors niedrig ist, verdampft Kraftstoff nicht ohne weiteres und der Motor erhält den Befehl, mehr Kraftstoff einzuspritzen, um die erforderliche Menge verdampften Kraftstoffs sicherzustellen. Eine Zunahme der eingespritzten Kraftstoffmenge führt aber zu einem längeren Zeitraum für Kraftstoffeinspritzung. Die letzte Phase des Kraftstoffeinspritzzeitraums überschneidet sich somit mit einer späten Phase eines Verdichtungstakts und der während der letzten Phase des Kraftstoffeinspritzzeitraums eingespritzte Kraftstoff tendiert dazu, zu Ruß zu werden. D.h. die gebildete Rußmenge kann abhängig von der Temperatur des Brennraums variieren, selbst wenn der Betriebszustand des Motors unverändert ist.
Im Hinblick auf das Vorstehende besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung daher darin, durch Verbesserung der Genauigkeit der Schätzung der gebildeten Rußmenge die Degradation eines Schmiermittels in einem Verbrennungsmotor mit verbesserter Genauigkeit zu diagnostizieren.
Zur Lösung der genannten Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4 vor. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das Verfahren umfasst: Schätzen einer Rußmenge, die in einem vorbestimmten Zeitraum in einem Brennraum des Verbrennungsmotors gebildet wird, beruhend auf einer Drehzahl des Verbrennungsmotors und einem Lastparameter, der mit einem durch den Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoment in Verbindung steht; Korrigieren der geschätzten Rußmenge auf einen erhöhten Wert, wenn ein Temperaturparameter, der mit einer Temperatur des Brennraums korreliert ist, niedriger als eine vorbestimmte erste Temperatur ist; Berechnen eines kumulativen Werts der geschätzten Rußmenge; und Ermitteln von Degradation des Schmiermittels in dem Verbrennungsmotor beruhend auf dem kumulativen Wert der Rußmenge.
Gemäß diesem Verfahren wird die unmittelbare Rußmenge beruhend auf einer Motordrehzahl und einem Parameter, der mit einer Motorlast in Verbindung steht, geschätzt, und die geschätzte Rußmenge wird beruhend auf einem Temperaturparameter, der mit der Temperatur des Brennraums in Verbindung steht, korrigiert.
Wenn genauer gesagt der Temperaturparameter niedriger als die vorbestimmte erste Temperatur ist, wird die berechnete Rußmenge beruhend auf dem Betriebszustand des Motors auf einen erhöhten Wert korrigiert. Wenn die Temperatur des Brennraums niedrig ist, verdampft Kraftstoff nicht ohne weiteres und es wird mehr Kraftstoff eingespritzt, um sicherzustellen, dass die erforderliche Kraftstoffmenge verdampft. Die Zunahme der eingespritzten Kraftstoffmenge tendiert verglichen mit einer hohen Brennraumtemperatur dazu, bei einer niedrigen Brennraumtemperatur eine Zunahme der gebildeten Rußmenge hervorzurufen, selbst wenn der Betriebszustand des Motors (die Motordrehzahl und die Last am Motor) unverändert bleibt.
Das vorstehend beschriebene Verfahren ermöglicht eine genauere Schätzung der Rußmenge durch Korrigieren der geschätzten Rußmenge beruhend auf einem Temperaturparameter, der mit der Temperatur des Brennraums korreliert ist. In manchen Fällen nimmt abhängig vom Betriebszustand des Motors die Rußmenge nicht zu, selbst wenn der Temperaturparameter niedriger als die erste Temperatur ist (unabhängig davon, ob die Temperatur des Brennraums hoch oder niedrig ist, kann z.B. kein Ruß gebildet werden). In einem solchen Fall kann an der Rußmenge keine wesentliche Korrektur vorgenommen werden, selbst wenn der Temperaturparameter niedriger als die erste Temperatur ist.
Dann kann der Grad der Degradation eines Schmiermittels genauer diagnostiziert werden, wenn die Diagnose beruhend auf einem kumulativen Wert der genau geschätzten Ölmenge vorgenommen wird. Dadurch kann der Betreiber aufgefordert werden, das Schmiermittel bei einem geeigneten Zeitpunkt zu wechseln. Dies kann das Risiko einer Degradation des Motors reduzieren.
Wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich einer zweiten Temperatur ist, die niedriger als die erste Temperatur ist, wird eine Schätzung vorgenommen, dass die Rußmenge abnimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem niedrigen Motordrehzahlbereich steigt, und dass die Rußmenge zunimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem hohen Motordrehzahlbereich, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors höher als in dem niedrigen Motordrehzahlbereich ist, steigt.
Im Allgemeinen tendiert das Gas in dem Brennraum dazu, unter einer niedrigen Motorlast langsam zu strömen. Somit kann der in die Zylinder eingespritzte Kraftstoff leicht an der Wandfläche des Brennraums anhaften und ein Luft/Kraftstoff-Gemisch tendiert dazu, inhomogen zu sein. D.h. je niedriger die Motordrehzahl ist, desto leichter wird der Ruß ausgebildet. Anders gesagt führt eine Zunahme der Motordrehzahl zu einer Abnahme der gebildeten Rußmenge.
Wenn daher der Temperaturparameter in einem niedrigen Motordrehzahlbereich, in dem die Motordrehzahl relativ niedrig ist, kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ist, wird die Rußmenge so geschätzt, dass die Rußmenge abnimmt, wenn die Motordrehzahl steigt. Somit kann die Rußmenge mit verbesserter Genauigkeit geschätzt werden.
In einem hohen Motordrehzahlbereich, in dem die Motordrehzahl relativ hoch ist, dauert es eine kürzere Zeit, bis sich der Kurbelwinkel um einen Grad ändert. Wenn wie vorstehend beschrieben der Temperaturparameter kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ist, d.h. wenn die Temperatur des Brennraums niedrig ist, verdampft Kraftstoff nicht ohne Weiteres und es wird eine größere Menge Kraftstoff eingespritzt. Somit beansprucht die Kraftstoffeinspritzung längere Zeit (d.h. die tatsächliche Zeitdauer, die für die Einspritzung benötigt wird, wird größer). Wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ist und die Motordrehzahl in dem hohen Motordrehzahlbereich, in dem die Motordrehzahl hoch ist, steigt, kann ein während der letzten Phase des Einspritzzeitraums eingespritzter Kraftstoff leicht an der Wandfläche des Brennraums anhaften, was zu einer Zunahme der gebildeten Rußmenge führt.
Wenn im Hinblick auf das Vorstehende in dem hohen Motordrehzahlbereich der Temperaturparameter kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ist, wird eine Schätzung vorgenommen, dass die Rußmenge zunimmt, wenn die Motordrehzahl steigt. Somit kann die Rußmenge mit verbesserter Genauigkeit geschätzt werden.
Wenn der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ist, wird eine sinkende Zunahmerate der Rußmenge bei Anstieg der Drehzahl des Verbrennungsmotors in dem hohen Motordrehzahlbereich angenommen, wenn der Temperaturparameter steigt.
Wie vorstehend beschrieben wird eine größere Kraftstoffmenge eingespritzt, wenn der Temperaturparameter niedrig ist. In dem hohen Motordrehzahlbereich nimmt somit die Rußmenge zu, wenn die Motordrehzahl steigt. Wenn dagegen der Temperaturparameter steigt, nimmt die eingespritzte Kraftstoffmenge entsprechend ab und der Ruß wird nicht so schnell ausgebildet. D.h. in dem hohen Motordrehzahlbereich sinkt die Zunahmerate der Rußmenge mit Anstieg des Motordrehzahl, wenn der Temperaturparameter größer wird. Die Zunahmerate der Rußmenge kann als Gradient eines zweidimensionalen Graphen definiert werden, dessen Abszisse die Motordrehzahl darstellt und dessen Ordinate die Rußmenge darstellt.
Wenn der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ist, darf die Zunahmerate der Rußmenge bei Anstieg der Motordrehzahl daher in dem hohen Motordrehzahlbereich sinken, wenn der Temperaturparameter steigt. Somit kann die Rußmenge mit verbesserter Genauigkeit geschätzt werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann die Rußmenge beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und ersten Temperaturdaten geschätzt werden, wenn der Temperaturparameter größer oder gleich der ersten Temperatur ist, und kann beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und zweiten Temperaturdaten geschätzt werden, wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ist, wobei die ersten Temperaturdaten eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die erste Temperatur ist, wobei die zweiten Temperaturdaten eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die zweite Temperatur ist. Wenn der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ist, kann eine Rußmenge bei erster Temperatur beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und den ersten Temperaturdaten berechnet werden, eine Rußmenge bei zweiter Temperatur kann beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und den zweiten Temperaturdaten berechnet werden und die Rußmenge kann durch lineare Interpolation zwischen den Rußmengen bei erster und zweiter Temperatur geschätzt werden. Die ersten und zweiten Temperaturdaten können von einem tatsächlichen Motor erfasst werden.
Wenn gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration der Temperaturparameter größer oder gleich der ersten Temperatur ist, d.h. wenn die Temperatur des Brennraums höher als der vorbestimmte Wert ist, ändert sich die gebildete Rußmenge nicht signifikant, selbst wenn die Temperatur variiert. Somit wird die Rußmenge beruhend auf der Motordrehzahl, dem Lastparameter und den ersten Temperaturdaten geschätzt. D.h. die Rußmenge wird beruhend auf dem Betriebszustand des Motors und den ersten Temperaturdaten geschätzt und ändert sich nicht, selbst wenn die Temperatur variiert. Somit kann die Rußmenge mit hoher Genauigkeit geschätzt werden. In diesem Zusammenhang kann die geschätzte Rußmenge manchmal gleich null sein.
Wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ist, d.h. wenn die Temperatur des Brennraums niedriger als der vorbestimmte Wert ist, wird die Rußmenge beruhend auf der Motordrehzahl, dem Lastparameter und den zweiten Temperaturdaten geschätzt. D.h. die Rußmenge wird beruhend auf dem Betriebszustand des Motors und den zweiten Temperaturdaten geschätzt.
Wenn der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ist, werden sowohl die ersten als auch zweiten Temperaturdaten genutzt. Im Einzelnen wird die Rußmenge bei der ersten Temperatur beruhend auf der Motordrehzahl, dem Lastparameter und den ersten Temperaturdaten berechnet. Ferner wird die Rußmenge bei der zweiten Temperatur beruhend auf der Motordrehzahl, dem Lastparameter und den zweiten Temperaturdaten berechnet. Dann wird die Rußmenge bei dem aktuellen Temperaturparameter durch lineare Interpolation zwischen den Rußmengen der ersten und zweiten Temperatur geschätzt. Auf diese Weise kann die Rußmenge mit verbesserter Genauigkeit geschätzt werden, während die zu speichernde Datenmenge so gut wie möglich reduziert wird.
Die Vorrichtung zum Diagnostizieren von Schmiermitteldegradation umfasst: einen ersten Sensor, der ausgelegt ist, um eine Drehzahl des Verbrennungsmotors zu detektieren und ein Detektionssignal auszugeben; einen zweiten Sensor, der ausgelegt ist, um einen Lastparameter, der mit einem von dem Verbrennungsmotor erzeugten Drehmoment in Verbindung steht, zu detektieren und ein Detektionssignal auszugeben; einen dritten Sensor, der ausgelegt ist, um einen Temperaturparameter, der mit einer Temperatur eines Brennraums korreliert ist, zu detektieren und ein Detektionssignal auszugeben; einen Rußmengenschätzer, der ausgelegt ist, um die Detektionssignale von dem ersten, zweiten und dritten Sensor zu empfangen und eine in einem vorbestimmten Zeitraum in dem Brennraum des Verbrennungsmotors gebildete Rußmenge beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors und dem Lastparameter zu berechnen; und eine Diagnoseeinheit, die ausgelegt ist, um Degradation des Schmiermittels beruhend auf einem kumulativen Wert der von dem Rußmengenschätzer geschätzten Rußmenge zu diagnostizieren. Der Rußmengenschätzer kann beruhend auf dem Temperaturparameter die berechnete Rußmenge auf einen erhöhten Wert korrigieren, wenn der Temperaturparameter niedriger als eine vorbestimmte erste Temperatur ermittelt wird.
Wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich einer zweiten Temperatur ermittelt wird, die niedriger als die erste Temperatur ist, schätzt der Rußmengenschätzer, dass die Rußmenge abnimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem niedrigen Motordrehzahlbereich steigt, und dass die Rußmenge zunimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors in einem hohen Motordrehzahlbereich, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors höher als in dem niedrigen Motordrehzahlbereich ist, steigt.
Wenn der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ermittelt wird, kann der Rußmengenschätzer die Zunahmerate der Rußmenge bei Anstieg der Drehzahl des Verbrennungsmotors in dem hohen Motordrehzahlbereich sinken lassen, wenn der Temperaturparameter steigt.
Der Rußmengenschätzer kann erste Temperaturdaten, die eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die erste Temperatur ist, und zweite Temperaturdaten, die eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die zweite Temperatur ist, speichern. Der Rußmengenschätzer kann die Rußmenge beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und den ersten Temperaturdaten schätzen, wenn der Temperaturparameter größer oder gleich der ersten Temperatur ermittelt wird, und kann die Rußmenge beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und den zweiten Temperaturdaten schätzen, wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ermittelt wird. Wenn ferner der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ermittelt wird, kann der Rußmengenschätzer eine Rußmenge bei der ersten Temperatur beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und den ersten Temperaturdaten berechnen, kann eine Rußmenge bei der zweiten Temperatur beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors, dem Lastparameter und den zweiten Temperaturdaten berechnen und kann die Rußmenge durch lineare Interpolation zwischen den ersten und zweiten Temperaturrußmengen schätzen.
Figurenliste

1 ist ein konzeptuelles Diagramm, das ein Motorsystem zeigt, bei dem eine Vorrichtung zum Diagnostizieren von Degradation eines Schmiermittels in einem Verbrennungsmotor zum Einsatz kommt.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration für einen Rußmengenschätzer der Vorrichtung zum Diagnostizieren von Degradation eines Schmiermittels in einem Verbrennungsmotor zeigt.
3 ist ein konzeptuelles Diagramm, das ein erstes Temperaturdatenkennfeld und ein zweites Temperaturdatenkennfeld, die für Rußmengenschätzung genutzt werden, zeigt.
4 ist ein Graph, der beispielhafte Beziehungen zwischen einer Motordrehzahl und einer in einem Bereich hoher Last gebildeten Rußmenge zeigt.
5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Kühlmitteltemperatur und einer Rußmenge, die unter einem vorbestimmten Betriebszustand des Motors geschätzt wird, zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Vorgehen für eine Diagnose von Schmiermitteldegradation zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration für ein Motorsystem zeigt.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG
Nachstehend wird unter Verweis auf die Zeichnungen eine Vorrichtung zum Diagnostizieren von Degradation eines Schmiermittels in einem Verbrennungsmotor beschrieben. Nachstehend wird eine beispielhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum Diagnostizieren von Degradation eines Schmiermittels in einem Verbrennungsmotor beschrieben. 1 zeigt ein Motorsystem 1, bei dem eine Schmiermitteldegrationdiagnosevorrichtung 10 (siehe 2) zum Einsatz kommt. 7 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration für das Motorsystem 1 zeigt.
Das Motorsystem 1 umfasst einen Motor 2, der als fremdgezündeter Verbrennungsmotor ausgelegt ist. Der Motor 2 ist ein turbogeladener Motor. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, ist der Motor 2 in einem Motorraum an einem vorderen Ende eines Fahrzeugs, etwa eines Kraftfahrzeugs, horizontal eingebaut. Alternativ kann der Motor 2 auch vertikal eingebaut sein. Mittels eines (nicht gezeigten) Getriebes ist eine Kurbelwelle 21 als Ausgangswelle des Motors 2 mit Antriebsrädern gekoppelt. Die Ausgangsleistung des Motors 2, die auf die Antriebsräder übertragen wird, bewirkt ein Fortbewegen eines Fahrzeugs.
Der Motor 2 umfasst einen Zylinderblock 22 und einen Zylinderkopf 23, der an dem Zylinderblock 22 angebracht ist. In dem Zylinderblock 22 sind mehrere Zylinder 24 untergebracht. In dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst der Motor 2 vier Zylinder 24. Die vier Zylinder 24 sind in der aus dem Papier von 1 tretenden Richtung angeordnet. Die Anzahl und Anordnung der Zylinder 24 in dem Motor 2 sind nicht besonders beschränkt.
An der Unterseite des Zylnderblocks 22 ist eine Ölwanne 29, die ausgelegt ist, um ein Schmiermittel zu speichern, angebracht. Der Zylinderblock 22 bildet ein Kurbelgehäuse 26 aus, das die Kurbelwelle 21 aufnimmt. Der Motor 2 umfasst einen Kurbelwinkelsensor 211, der die Drehzahl der Kurbelwelle 21, d.h. die Drehzahl des Motors 2, detektiert.
Die Kurbelwelle 21 ist mittels einer Pleuelstange 271, die in 1 nur teilweise gezeigt ist, mit einem Kolben 27 gekoppelt. Der Kolben 27 ist in jedem der Zylinder 24 hin- und herbewegbar eingesetzt. Der Kolben 27, der Zylinderkopf 23 und der Zylinder 24 bilden einen Brennraum 28 aus.
Der Zylinderkopf 23 umfasst Einlassöffnungen 231, die jeweils für einen zugehörigen der Zylinder 24 vorgesehen sind. Die Einlassöffnungen 231 kommunizieren mit dem Brennraum 28. In jeder der Einlassöffnungen 231 ist ein Einlassventil 31 angeordnet, um die Einlassöffnung 231 selektiv gegenüber dem Brennraum 28 zu blockieren. Die Einlassventile 31 werden von einem Einlassventilmechanismus 32 angetrieben. Jedes der Einlassventile 31 öffnet und schließt die zugehörige Einlassöffnung 231 bei einem vorbestimmten Zeitpunkt.
Der Zylinderkopf 23 umfasst auch Auslassöffnungen 232, die jeweils für einen zugehörigen der Zylinder 24 vorgesehen sind. Die Auslassöffnungen 232 kommunizieren mit dem Brennraum 28. In jeder der Auslassöffnugnen 232 ist ein Auslassventil 33 angeordnet, um die Auslassöffnung 232 selektiv gegenüber dem Brennraum 28 zu blockieren. Die Auslassventile 33 werden von einem Auslassventilmechanismus 34 angetrieben. Jedes der Auslassventile 33 öffnet und schließt die zugehörige Auslassöffnung 232 bei einem vorbestimmten Zeitpunkt.
Der Einlassventilmechanismus 32 und der Auslassventilmechanismus 34 weisen eine Einlassnockenwelle bzw. eine Auslassnockenwelle (nicht gezeigt) auf. Diese Nockenwellen sind mittels einer (nicht gezeigten) Steuerkette mit der Kurbelwelle 21 gekoppelt und werden von dieser angetrieben. Die Einlassnockenwelle und die Auslassnockenwelle drehen bei Drehen der Kurbelwelle 21.
Der Einlassventilmechanismus 32 ist ausgelegt, um bereit zu sein, den Hub und Öffnungszeitraum der Einlassventile 31 zu ändern. Es können beliebige verschiedene bekannte Konfigurationen für den Einlassventilmechanismus 32 übernommen werden. Der Einlassventilmechanismus 32 kann ausgelegt sein, um den Hub und Öffnungszeitraum der Einlassventile 31 zum Beispiel unter Verwenden eines Öldrucks, der durch die Nockenwelle angehoben wird, kontinuierlich zu ändern. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, ändert der Einlassventilmechanismus 32 den Hub und Öffnungszeitraum der Einlassventile 31 als Reaktion auf ein Signal von einem Motorsteuergerät 7.
Der Auslassventilmechanismus 34 ist auch ausgelegt, um bereit zu sein, den Hub und Öffnungszeitraum der Auslassventile 33 zu ändern. Es können beliebige verschiedene bekannte Konfigurationen für den Auslassventilmechanismus 34 übernommen werden. Der Auslassventilmechanismus 34 kann ausgelegt sein, um den Hub und Öffnungszeitraum der Auslassventile 33 zum Beispiel unter Verwenden eines Öldrucks, der durch die Nockenwelle angehoben wird, kontinuierlich zu ändern. Auch wenn dies nicht gezeigt ist, ändert der Auslassventilmechanismus 34 den Hub und Öffnungszeitraum der Auslassventile 33 als Reaktion auf ein Signal von dem Motorsteuergerät 7.
Die Einlassöffnungen 231 sind mit einem Einlasskanal 51 verbunden. Der Einlasskanal 51 leitet Ansaugluft zu den Zylindern 24 ein. Auf halber Strecke im Einlasskanal 51 ist eine Drosselklappe 511 angeordnet. Die Drosselklappe 511 ist ein elektrisch gesteuertes Ventil. Ein Drosselaktor 512 passt den Öffnungsgrad der Drosselklappe 511 als Reaktion auf ein Steuersignal von dem Motorsteuergerät 7 an.
Ein Verdichter 91 eines Turboladers 9 ist stromaufwärts der Drosselklappe 511 in dem Einlasskanal 51 angeordnet. Wenn der Verdichter 91 betrieben wird, wird Ansaugluft geladen. Zwischen der Drosselklappe 511 und dem Verdichter 91 ist ein Zwischenkühler 513 angeordnet, um die von dem Verdichter 91 verdichtete Luft zu kühlen.
Stromabwärts der Drosselklappe 551 sind in dem Einlasskanal 51 ein Ausgleichsbehälter 521 und ein unabhängiger Kanal 522 angeordnet. Der unabhängige Kanal 522 ist stromabwärts des Ausgleichsbehälters 521 in die vier Zylinder 24 verzweigt.
Stromabwärts des Verdichters 91 ist in dem Einlasskanal 51 ein Luftmengenmesser 50 angeordnet. Der Luftmengenmesser 50 erfasst die Menge und Temperatur der in die Zylinder 24 eingeleiteten Ansaugluft.
Mit den Auslassöffnungen 232 ist ein Auslasskanal 53 verbunden. Der Auslasskanal 53 ist mit einer Turbine 92 des Turboladers 9 ausgestattet. Ein Abgasstrom dreht die Turbine 92, die wiederum den mit der Turbine 92 gekoppelten Verdichter 91 aktiviert.
Der Auslasskanal 53 ist auch mit einem Abgasbypasskanal 531 verbunden, der mittels der Turbine 92 das Abgas umleitet. Der Abgasbypasskanal 531 ist mit einem Ladedruckregelventil 93 ausgestattet. Das Ladedruckregelventil 93 regelt den Durchsatz des Abgases, das durch den Abgasbypasskanal 531 strömt. Je größer der Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 93 ist, desto höher wird der Durchsatz des Abgases, das durch den Abgasbypasskanal 531 strömt, und desto niedriger wird der Durchsatz des Abgases, das hin zur Turbine 92 strömt.
Stromabwärts der Turbine 92 sind in dem Auslasskanal 53 eine erste katalytische Vorrichtung 81 und eine zweite katalytische Vorrichtung 82 angeordnet. Die erste und die zweite katalytische Vorrichtung 81 und 82 sind ausgelegt, um das Abgas zu reinigen. Der Auslasskanal 53 ist ferner mit zwei O₂-Sensoren 83 und 84 versehen, um die Sauerstoffkonzentration in dem Abgas zu detektieren. Jeder der O₂-Sensoren 83 und 84 sendet ein Detektionssignal zu dem Motorsteuergerät 7.
Der Zylinderkopf 23 umfasst ferner Kraftstoffeinspritzventile 41, die jeweils den Zylindern 24 zugeordnet sind. Die Kraftstoffeinspritzventile 41 sind ausgelegt, um einen Kraftstoff (z.B. Benzin oder einen benzinhaltigen Kraftstoff) direkt in die Zylinder 24 einzuspritzen. Die Kraftstoffeinspritzventile 41 können von einer beliebigen Art sein, können aber zum Beispiel als Multiport-Einspritzventile ausgelegt sein. Die Kraftstoffeinspritzventile 41 spritzen bei einem vorbestimmten Zeitpunkt als Reaktion auf einen Kraftstoffeinspritzimpuls von dem Motorsteuergerät 7 eine vorbestimmte Kraftstoffmenge in die Zylinder 24 ein. In dem in 1 gezeigten Beispiel sind die Kraftstoffeinspritzventile 41 an der Einlassseite der Zylinder 24 angebracht. Dies ist aber nur ein Beispiel, und die Kraftstoffeinspritzventile 4 können alternativ auch an der anderen Seite der Zylinder 24 angebracht werden.
Der Zylinderkopf 23 umfasst ferner Zündkerzen 42, die jeweils den Zylindern 24 zugeordnet sind. Jede der Zündkerzen 42 weist eine Elektrode auf, die sich an der Wellenmitte eines zugeordneten der Zylinder 24 an einer Decke des Zylinderkopfs 23 befindet. Die Zündkerzen 42 erzeugen in dem Brennraum 28 einen Funken, um in dem Brennraum 28 ein Luft/Kraftstoff-Gemisch zu zünden. Die Zündkerzen 42 erzeugen gemäß einem Zündsignal von dem Motorsteuergerät 7 bei einem Sollzündzeitpunkt einen Funken.
Der Motor 2 umfasst ferner eine Verbindungsstrecke 64, die ausgelegt ist, um ein aus dem Brennraum 28 entwichenes Blowby-Gas zurück in den Einlasskanal 51 strömen zu lassen. Die Verbindungsstrecke 64 ist als Schlauch implementiert, der das Kurbelgehäuse 26 des Motors 2 mit dem Ausgleichsbehälter 521 kommunizieren lässt. Die Verbindungsstrecke 64 leitet das Blowby-Gas in dem Kurbelgehäuse 26 in den Ausgleichsbehälter 521. Der Ausgleichsbehälter 521 ist mit einem PCV-Ventil (Kurbelgehäuseentlüftungsventil) 65 versehen. Die Verbindungsstrecke 64 ist mit dem PCV-Ventil 65 verbunden, das den Durchsatz des Blowby-Gases in der Verbindungsstrecke 64 regelt. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist das PCV-Ventil 65 als mechanisches Ventil ausgelegt, das den Öffnungsgrad gemäß einer Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse 26 und dem Einlasskanal 51 einstellt. Zu beachten ist, dass das PCV-Ventil 65 nicht immer für den Ausgleichsbehälter 521 vorgesehen ist, sondern alternativ an der Seitenfläche des Zylinderblocks 22 des Motors 2 an einem (nicht dargestellten) Ölabscheider angebracht werden kann.
An einem Kühlmittelkanal des Motors 2 ist ein Kühlmitteltemperatursensor 20 angebracht, um die Temperatur eines Kühlmittels zu detektieren. Wie später beschrieben wird, ist das Motorsteuergerät 7 mit einer Ölwechselanzeigeleuchte 71 verbunden, die aufleuchtet, um den Betreiber aufzufordern, das Schmiermittel zu wechseln, und ist auch mit einem Rückstellschalter 72 verbunden, der nach Wechseln des Schmiermittels betätigt wird. Der Rückstellschalter muss kein Hardware-Schalter sein, sondern kann auch als Software-Schalter eines berührungsempfindlichen Bildschirmfelds ausgelegt sein, das auf dem Bildschirm verschiedene interaktive Bilder anzeigt.
Das Motorsystem 1 umfasst eine Degradationsdianosevorrichtung 10, die den Grad einer Schmiermitteldegradation diagnostiziert. Beruhend auf der von der Degradationsdiagnosevorrichtung 10 vorgenommenen Diagnose macht das Motorsystem 1 den Betreiber darauf aufmerksam, das Schmiermittel zu wechseln. Die Schmiermitteldegradation wird diagnostiziert und der Betreiber wird aufgefordert, das Schmiermittel zu wechseln, um den möglichen Verschleiß einer Steuerkette zu reduzieren. Im Einzelnen beschleunigt eine Zunahme der Rußmenge in dem Schmiermittel zum Schmieren der Kette den Verschleiß der Steuerkette, was zu einer Abnahme der Leistung des Motors führt. Somit wird der Grad der Schmiermitteldegradation diagnostiziert, um den Betreiber aufzufordern, das Schmiermittel beruhend auf der Diagnose bei einem geeigneten Zeitpunkt zu wechseln. Ein Austausch eines alten Schmiermittels durch ein neues als Reaktion auf den Warnhinweis kann den Verschleiß der Steuerkette verzögern und eine Abnahme der Motorleistung reduzieren. Das Motorsystem 1 kann als PCV-Ventil 65 ein elektronisch gesteuertes Ventil umfassen, um das Kurbelgehäuse 26 bei einem geeigneten Zeitpunkt zu entlüften, indem es dem Motorsteuergerät 7 ermöglicht wird, bei Bedarf beruhend auf dem Betriebszustand des Motors 2 die Öffnung des PCV-Ventils 65 unabhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse 26 und dem Einlasskanal 51 zu vergrößern. Diese Konfiguration kann auch das Risiko einer Verunreinigung des Schmiermittels mit dem Kraftstoff und dem Ruß reduzieren.
2 zeigt eine Konfiguration für einen Rußmengenschätzer 100 der Schmiermitteldegradationsdiagnosevorrichtung 10. Der Rußmengenschätzer 100 ist als Motorsteuergerät 7 implementiert. Das Motorsteuergerät 7 ist ein Steuergerät, dessen Funktionen im Grunde von einem gut bekannten Mikrocomputer ausgeführt werden. Das Motorsteuergerät 7 umfasst einen Zentralrechner (CPU), der Programme ausführt, einen Speicher, der zum Beispiel als Arbeitsspeicher (RAM) oder Festwertspeicher (ROM) zum Speichern von Programmen und Daten ausgelegt ist, und einen Eingangs-/Ausgangsbus, der ein elektrisches Signal eingibt und ausgibt.
Der Rußmengenschätzer 100 schätzt die in einem vorbestimmten Zeitraum (von z.B. 0,1 s) gebildete Rußmenge in dem Brennraum 28 des Motors 2. Die Schmiermitteldegradationsdiagnosevorrichtung 10 berechnet einen kumulativen Wert der geschätzten Rußmenge und lässt die Ölwechselanzeigeleuchte 71 aufleuchten, wenn die kumulative Rußmenge eine vorbestimmte Menge erreicht.
Der Rußmengenschätzer 100 schätzt die Rußmenge beruhend auf der Motordrehzahl, der Motorlast und der Temperatur des Brennraums 28. Die Motordrehzahl wird beruhend auf einem Detektionssignal von dem Kurbelwinkelsensor 211 detektiert. In diesem Beispiel wird die Motorlast beruhend auf den Werten ermittelt, die von einem Gaspedalstellungssensor 212, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 214 und einem Gangpositionsdetektor 213 detektiert werden. Zu beachten ist, dass die Motorlast beruhend auf den Werten geschätzt werden kann, die von dem Luftmengenmesser 50 detektiert werden, d.h. die Menge und Temperatur der in die Zylinder 24 eingeleiteten Luft. Alternativ kann die Motorlast zum Beispiel beruhend auf der eingespritzten Kraftstoffmenge geschätzt werden.
In diesem Beispiel wird die Temperatur des Brennraums beruhend auf der Temperatur eines Kühlmittels in dem Motor 2, d.h. dem Detektionssignal des Kühlmitteltemperatursensors 20, geschätzt. Die Temperatur des Kühlmittels ist proportional zur Temperatur des Brennraums. Die Temperatur des Brennraums kann alternativ beruhend auf der Temperatur des Schmiermittels oder Abgases, die mit der Temperatur des Brennraums korreliert ist, statt der Temperatur des Kühlmittels geschätzt werden. Des weiteren kann alternativ die Temperatur des Brennraums 28 direkt detektiert werden.
Der Rußmengenschätzer 100 speichert zwei Temperaturdatenkennfelder. 3 zeigt konzeptuell die zwei Temperaturdatenkennfelder. Die Temperaturdatenkennfelder bestehen aus einem ersten Temperaturdatenkennfeld 101 bei einer hohen Kühlmitteltemperatur H (d.h. bei einem ersten Temperaturparameter von zum Beispiel 90°C) und einem zweiten Temperaturdatenkennfeld 102 bei einer niedrigen Kühlmitteltemperatur L (d.h. bei einem zweiten Temperaturparameter von zum Beispiel 20°C). Jedes der Datenkennfelder 101 und 102 kann beruhend auf Daten erzeugt werden, die von einem tatsächlichen Motor oder durch eine Simulation erfasst werden.
In dem in 3 gezeigten Beispiel ist jedes der Datenkennfelder 101 und 102 eine Matrix von Zeilen, die die Motordrehzahl angeben, und von Spalten, die die Motorlast angeben. Jedes der Datenkennfelder 101 und 102 zeigt die Rußmenge (I_ij und h_ij, wobei i = 1 bis 3 und j = 1 bis 3) an, die in dem Brennraum 28 gebildet werden kann, bezüglich verschiedener Betriebszustände des Motors an, die durch die Motordrehzahl und die Last an dem Motor dargestellt sind. Jedes der Datenkennfelder 101 und 102 unterteilt die Motordrehzahlen in drei Bereiche, nämlich niedrig, mittel und hoch, und unterteilt die Motorlasten in drei Bereiche, nämlich niedrig, mittel und hoch. Die Drehzahlen des Motors 2 werden nicht unbedingt in drei Bereiche unterteilt, wie in 3 gezeigt ist, sondern können in zwei oder vier oder mehr Bereiche unterteilt werden. Die Lasten an dem Motor 2 werden analog nicht unbedingt in drei Bereiche unterteilt, wie in 3 gezeigt ist, sondern können in zwei oder vier oder mehr Bereiche unterteilt werden.
Als Nächstes wird unter Verweis auf 3 und 4 beschrieben, wie sich die Rußmenge bei Ändern des Betriebszustand des Motors 2 zu ändern pflegt. In den in 3 gezeigten ersten und zweiten Temperaturdatenkennfeldern 101 und 102 geben „L“, „M“ und „S“ an, dass die Rußmenge (I_ij und h_ij) groß, mittel bzw. klein ist. Das Zeichen „S“ schließt auch eine Situation ein, bei der die Rußmenge gleich null ist.
Zunächst wird beschrieben, wie viel Ruß gebildet zu werden pflegt, wenn die Kühlmitteltemperatur in dem ersten Temperaturdatenkennfeld 101 hoch ist. Wenn die Kühlmitteltemperatur hoch ist und die Motorlast niedrig oder mittel ist, ist die gebildete Rußmenge unabhängig von der Motordrehzahl klein. Unter einer hohen Motorlast (d.h. wenn eine Gaslast dieses turbogeladenen Motors 1,0 oder mehr beträgt), ist die Rußmenge mittel, wenn die Motordrehzahl niedrig ist, aber die Motordrehzahl hoch ist, ist die Rußmenge klein. Wenn die Motorlast hoch ist, wird mehr Kraftstoff eingespritzt, und somit wird der Ruß leichter als unter einer niedrigen oder mittleren Motorlast gebildet. Wenn die Motordrehzahl niedrig ist, pflegt das Gas in dem Brennraum 28 langsamer zu strömen. Somit kommt der Kraftstoff leichter mit der Wandfläche des Brennraums 28 in Kontakt und ein Luft/Kraftstoff-Gemisch neigt dazu, inhomogen zu sein. Wenn indessen die Motordrehzahl hoch ist, pflegt das Gas in dem Brennraum 28 schneller zu strömen und es kommt selten dazu, dass der Kraftstoff an der Wandfläche des Brennraums 28 anhaftet. Wenn andererseits die Kühlmitteltemperatur und die Motordrehzahl beide hoch sind, steigt die Temperatur an der Wandfläche des Brennraums 28, was Verdampfen des Kraftstoffs erleichtert, selbst wenn der Kraftstoff an der Wandfläche des Brennraums 28 anhaftet. Ferner neigt das Luft/Kraftstoff-Gemisch dazu, inhomogen zu sein, da das Gas in dem Brennraum recht schnell strömt. Je niedriger die Motordrehzahl ist, desto wahrscheinlich wird somit die Rußmenge größer, wie in 4 gezeigt ist, wenn die Kühlmitteltemperatur und die Motorlast beide hoch sind. Die in 4 gezeigten Werte h₁₁, h₁₂ und h₁₃ entsprechen jeweils den in 3 gezeigten Werten h₁₁, h₁₂ und h₁₃. Die unter der Bedingung hoher Kühlmitteltemperatur gebildete Rußmenge ist aber kleiner als die unter der Bedingung niedriger Kühlmitteltemperatur.
Als Nächstes wird beschrieben, wie viel Ruß gebildet zu werden pflegt, wenn die Kühlmitteltemperatur in dem zweiten Temperaturdatenkennfeld 102 niedrig ist. Die unter der Bedingung niedriger Kühlmitteltemperatur gebildete Rußmenge ist größer als die unter der Bedingung hoher Kühlmitteltemperatur gebildete. Dies liegt daran, dass die niedrige Kühlmitteltemperatur zu einer niedrigeren Temperatur in dem Brennraum führt, wodurch verhindert wird, dass der Kraftstoff leicht verdampft. Ferner erfordert die Abnahme der Verdampfung des Kraftstoffs verglichen mit einer Situation, bei der der Motor bei der hohen Kühlmitteltemperatur und der gleichen Motorlast betrieben wird, das Korrigieren der eingespritzten Kraftstoffmenge auf einen Anstiegswert, so dass die erforderliche verdampfte Kraftstoffmenge sichergestellt wird, um die durch das Motorsteuergerät 7 geschätzte oder ermittelte Motorlast zu erreichen. Die Zunahme der eingespritzten Kraftstoffmenge bewirkt einen Anstieg der Zeitdauer, die die Kraftstoffeinspritzventile 41 benötigen, um den Kraftstoff für eine einzelne Verbrennung einzuspritzen, und es kommt dazu, dass der während der letzten Phase des Einspritzzeitraums eingespritzte Kraftstoff an der Wandfläche des Brennraums 28 leichter anhaftet. Die niedrige Kühlmitteltemperatur führt zu einer niedrigeren Temperatur an der Wandfläche des Brennraums 28, was verhindert, dass der an der Wandfläche anhaftende Kraftstoff leicht verdampft. Daher wird unter der Bedingung hoher Kühlmitteltemperatur mehr Ruß gebildet.
Selbst wenn die Kühlmitteltemperatur niedrig ist, führt eine niedrige oder mittlere Motorlast verglichen mit einer Situation, bei der die Motorlast hoch ist, zu einer Abnahme der gebildeten Rußmenge. Selbst unter der Bedingung niedriger Kühlmitteltemperatur lässt sich ferner die gleichen Tendenz beobachten wie in einer Situation, bei der die Kühlmitteltemperatur hoch ist, d.h. die Rußmenge ist unter der niedrigen Motordrehzahl „mittel“ und ist unter der hohen Motordrehzahl „niedrig“, wenn die Motorlast niedrig ist.
Wenn dagegen die Kühlmitteltemperatur niedrig ist und die Motorlast mittel oder hoch ist, zeigt die Rußbildung relativ zur Motordrehzahl gegenüber der unter der Bedingung hoher Kühlmitteltemperatur beobachteten eine andere Tendenz. Wie in 4 gezeigt ist, nimmt die Rußmenge im Einzelnen ab, wenn die Motordrehzahl in einem niedrigen Motordrehzahlbereich steigt, in dem die Motordrehzahl relativ niedrig ist (d.h. in einem Bereich der linken Hälfte des in 4 gezeigten Graphs). Die in 4 gezeigten Werte I₁₁, I₁₂ und I₁₃ entsprechen jeweils den in 3 gezeigten Werten I₁₁, I₁₂ und I₁₃. Wie vorstehend beschrieben tendiert das Gas dazu, um so schneller in dem Brennraum 28 zu strömen, je höher die Motordrehzahl ist. Es kommt somit dazu, dass der Kraftstoff weniger leicht an der Wandfläche des Brennraums 28 anhaftet. Zusätzlich macht der schnellere Gasstrom das Luft/Kraftstoff-Gemisch problemlos homogen.
In einem Bereich hoher Motordrehzahl, in dem die Motordrehzahl unter der Bedingung niedriger Kühlmitteltemperatur relativ hoch ist (d.h. in einem Bereich der rechten Hälfte des in 4 gezeigten Graphs), nimmt die Rußmenge dagegen zu, wenn die Motordrehzahl steigt. Dies liegt daran, dass die niedrige Kühlmitteltemperatur und die relativ hohe Last an dem Motor 2 die eingespritzte Kraftstoffmenge signifikant vergrößern, wodurch der Kraftstoffeinspritzzeitraum (d.h. die für die Einspritzung erforderliche tatsächliche Zeitdauer) verlängert wird. Der Anstieg der Drehzahl des Motors 2 führt ferner zu einem Abnehmen der tatsächlichen Zeitdauer, die benötigt wird, damit sich der Kurbelwinkel um ein Grad ändert, die letzte Phase der Einspritzzeit überschneidet sich mit einer späten Phase eines Verdichtungstakts (z.B. einer letzteren Hälfte des Verdichtungstakts) und es kommt dazu, dass der während der letzten Phase eingespritzte Kraftstoff leichter an der Wandfläche des Brennraums 28 anhaftet. Wenn die Kühlmitteltemperatur hoch ist, ist auch die Temperatur des Brennraums hoch, was den Kraftstoff, selbst wenn er an der Wandfläche des Brennraums 28 anhaftet, leicht verdampfen lässt. Unter der niedrigen Kühlmitteltemperatur verdampft aber der an der Wandfläche anhaftende Kraftstoff nicht leicht, was zu einfacher Rußbildung führt.
Wenn die Kühlmitteltemperatur niedrig ist und die Motorlast mittel oder hoch ist, zeigt somit die Rußbildung relativ zur Drehzahl des Motors 2 gegenüber der unter der Bedingung hoher Kühlmitteltemperatur beobachteten eine andere Tendenz als in 4 gezeigt.
Der Rußmengenschätzer 100 schätzt die Rußmenge beruhend auf der Motordrehzahl und der Motorlast mithilfe des ersten Temperaturdatenkennfelds 101, wenn die Kühlmitteltemperatur größer oder gleich der hohen Kühlmitteltemperatur H ist. D.h. der Wert (hij) an dem ersten Temperaturdatenkennfeld 101 wird, so wie er ist, als Rußmenge geschätzt. Der Rußmengenschätzer 100 schätzt dagegen die Rußmenge beruhend auf der Motordrehzahl und der Motorlast mithilfe des zweiten Temperaturdatenkennfelds 102, wenn die Kühlmitteltemperatur kleiner oder gleich der niedrigen Kühlmitteltemperatur L ist. D.h. der Wert (I_ij) an dem ersten Temperaturdatenkennfeld 101 wird, so wie er ist, als Rußmenge geschätzt.
Der Rußmengenschätzer 100 schätzt die Rußmenge mithilfe sowohl des ersten als auch zweiten Temperaturdatenkennfelds 101 und 102, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die niedrige Kühlmitteltemperatur (L) und niedriger als die hohe Kühlmitteltemperatur (H) ist, z.B. wenn die Kühlmitteltemperatur T ist (siehe 5). Im Einzelnen berechnet der Rußmengenschätzer 100 beruhend auf der Motordrehzahl und der Last an dem Motor eine Rußmenge bei erster Temperatur (hij) anhand des ersten Temperaturdatenkennfelds 101 und eine Rußmenge bei zweiter Temperatur (I_ij) anhand des zweiten Temperaturdatenkennfelds 102. Dann wird, wie in 5 gezeigt, die Rußmenge bei der Kühlmitteltemperatur T durch lineare Interpolation zwischen den Rußmengen bei erster und zweiter Temperatur h_ij und I_ij geschätzt.
Die lineare Interpolation, die durchgeführt wird, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die niedrige Kühlmitteltemperatur L und niedriger als die hohe Kühlmitteltemperatur H ist, lässt somit die Zunahmerate der Rußmenge (d.h. den Gradienten des zweidimensionalen Graphen von 4) mit der Änderung der Motordrehzahl sinken, wenn die Kühlmitteltemperatur in dem Bereich hoher Motorlast unter der hohen Motorlast steigt, wie in 4 durch die Ein-Punkt-Strichlinie angedeutet ist.
Wenn wie vorstehend beschrieben die Kühlmitteltemperatur in dem Bereich hoher Motordrehzahl unter der hohen Last hoch (H) ist, ist die Rußmenge kleiner als die in dem Bereich niedriger Motordrehzahl. Wenn dagegen die Kühlmitteltemperatur in dem Bereich hoher Motordrehzahl unter der hohen Last niedrig (L) ist, nimmt der Kraftstoffeinspritzzeitraum zu, wenn die Motordrehzahl steigt, und somit nimmt auch die Drehzahl eines Kolbens zu, wodurch es dem während der letzten Phase des Einspritzzeitraums eingespritzten Kraftstoff ermöglicht wird, leichter an der Wandfläche des Brennraums und der Oberfläche eines Kolbenbodens anzuhaften. Ferner kann der eingespritzte Kraftstoff in einer solchem Umgebung nicht schnell verdampfen und somit wird in dem Bereich niedriger Motordrehzahl mehr Ruß gebildet. Sobald die Temperatur des Brennraums 28 erhöht ist, kommt es dazu, dass der in den Brennraum 28 eingespritzte Kraftstoff leicht verdampft, und die Anstiegsrate der Kraftstoffeinspritzmenge, die zum Erreichen der gleichen Motorlast erforderlich ist, sinkt verglichen mit einer Situation, bei der die Kühlmitteltemperatur hoch ist. Die Rußmenge nimmit somit ab. Wenn die Kühlmitteltemperatur steigt, sinkt somit die Anstiegsrate der Rußmenge mit Änderung der Motordrehzahl.
Auf diese Weise schätzt der Rußmengenschätzer 100 die in einem vorbestimmten Zeitraum gebildete Rußmenge beruhend auf der Motordrehzahl, Motorlast und Kühlmitteltemperatur bei einem vorgegebenen Zeitpunkt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Vorgehen zeigt, bei dem durch die Degradationsdiagnosevorrichtung 10 eine Diagnose von Schmiermitteldegradation vorgenommen wird. Dieser Fluss setzt ein, wenn der Motor 2 aktiviert wird, und endet, wenn der Motor 2 gestoppt wird. Dieser Fluss wird bei regelmäßigen Intervallen wiederholt, während der Motor 2 arbeitet.
In Schritt S1 wird zunächst der Betriebszustand des Motors 2 geladen. Genauer gesagt werden, wie in 2 gezeigt, die Motordrehazhl, die Stellung eines Gaspedals, die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Gangposition und die Kühlmitteltemperatur geladen.
In dem nächsten Schritt S2 wird/werden wie vorstehend beschrieben das erste Temperaturdatenkennfeld 101 und/oder das zweite Temperaturdatenkennfeld 102 abhängig von der Kühlmitteltemperatur genutzt, um die in einem vorbestimmten Zeitraum gebildete Rußmenge gemäß dem Betriebszustand des Motors 2 zu schätzen. Ein kumulativer Wert der geschätzten Rußmenge wird in Schritt S3 berechnet, und in Schritt S4 erfolgt eine Ermittlung, ob die kumulative Rußmenge einen vorbestimmten Wert überschritten hat oder nicht. Wenn die Antwort auf die Frage von Schritt S4 NEIN lautet, geht der Prozess zurück zu Schritt S1, um die Schätzung der in dem vorbestimmten Zeitraum gebildeten Rußmenge und die Akkumulation der geschätzten Rußmenge zu wiederholen.
Wenn dagegen die Antwort auf die Frage von Schritt S4 JA lautet, rückt der Prozess zu Schritt S5 vor, um die Ölwechselanzeigeleuchte 71 einzuschalten, so dass der Betreiber aufgefordert wird, das Schmiermittel zu wechseln.
In Schritt S6 wird eine Ermittlung vorgenommen, ob nach Wechsel des Schmiermittels ein Rückstellvorgang durchgeführt wurde oder nicht, d.h. ob der Rückstellschalter 72 eingeschaltet wurde oder nicht. Bei Fehlen des Rückstellvorgangs geht der Prozess von Schritt S6 zurück zu Schritt S1, um die Schätzung der Rußmenge und die Akkumulation der geschätzten Rußmenge zu wiederholen. Da die kumulative Rußmenge über dem vorbestimmten Wert bleibt, leuchtet in Schritt S5 die Ölwechselanzeigeleuchte 71 weiter auf.
Sobald der Rückstellvorgang erfolgt ist, rückt der Prozess von Schritt S6 zu Schritt S7 vor, um die kumulative Rußmenge zurückzustellen, und dann kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück. Da in diesem Fall die kumulative Rußmenge null wird, lautet die Antwort auf die Frage von Schritt S4 NEIN, und somit wird die Ölwechselanzeigeleuchte 71 abgeschaltet.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, umfasst die hierin offenbarte Schmiermitteldegradationsdiagnosevorrichtung 10 den Rußmengenschätzer 100, der ausgelegt ist, um die in einem vorbestimmten Zeitraum in dem Brennraum 28 des Motors 2 gebildete Rußmenge zu schätzen und die Degradation des Schmiermittels beruhend auf einem kumulativen Wert der geschätzten Rußmenge zu diagnostizieren.
Mithilfe des ersten Temperaturdatenkennfelds 101 und/oder des zweiten Temperaturdatenkennfelds 102 berechnet der Rußmengenschätzer 100 die Rußmenge beruhend auf der Drehzahl des Motors 2 und Lastparametern, die mit der Last an dem Motor 2 zusammenhängen (in diesem Beispiel der Menge und der Temperatur der Ansaugluft). Ferner korrigiert der Rußmengenschätzer 100 die berechnete Rußmenge beruhend auf einem Temperaturparameter, der mit der Temperatur des Brennraums 28 korreliert ist (z.B. in diesem Beispiel die Kühlmitteltemperatur proportional zur Temperatur des Brennraums 28) auf einen erhöhten Wert, wenn der Temperaturparameter niedriger als eine vorbestimmte erste Temperatur (d.h. die hohe Kühlmitteltemperatur H) ist (siehe 5).
Wenn insbesondere die Kühlmitteltemperatur niedriger als die hohe Kühlmitteltemperatur H ist, wird die Rußmenge durch lineare Interpolation mithilfe der ersten und zweiten Temperaturdatenkennfelder 101 und 102 oder mithilfe allein des zweiten Temperaturdatenkennfelds 102 geschätzt. Die so geschätzte Rußmenge wird größer als die Rußmenge (hij) an dem ersten Temperaturdatenkennfeld 101.
Wenn die Temperatur des Brennraums 28 niedrig ist, verdampft der Kraftstoff nicht ohne weiteres und es wird mehr Kraftstoff eingespritzt, um die erforderliche Menge des verdampften Kraftstoffs sicherzustellen. Damit pflegt die Rußmenge zuzunehmen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die berechnete Rußmenge beruhend auf der Kühlmitteltemperatur proportional zur Temperatur des Brennraums 28 korrigiert. Somit kann die Rußmenge mit verbesserter Genauigkeit geschätzt werden.
In manchen Fällen steigt die Rußmenge abhängig vom Betriebszustand des Motors 2 nicht an, selbst wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die hohe Kühlmitteltemperatur H ist (z.B. wenn, wie in 3 gezeigt ist, die Motorlast niedrig ist und die Motordrehzahl mittel oder hoch ist, ist die Rußmenge unabhängig davon, ob die Kühlmitteltemperatur hoch oder niedrig ist, klein). In einem solchen Fall wird eine Korrektur zum Steigern der geschätzten Rußmenge beruhend auf der Kühlmitteltemperatur verglichen mit dem Wert an den ersten Temperaturdaten, d.h. lineare Interpolation beruhend auf den ersten und zweiten Temperaturdaten, nicht wesentlich durchgeführt.
Dann kann beruhend auf dem kumulativen Wert der mit hoher Genauigkeit geschätzten Rußmenge der Grad der Schmiermitteldegradation mit verbesserter Genauigkeit diagnostiziert werden. Dadurch kann der Betreiber aufgefordert werden, das Schmiermittel bei einem geeigneten Zeitpunkt zu wechseln. Dies kann das Risiko einer Degradation des Motors 2 reduzieren.
Wenn die Kühlmitteltemperatur kleiner oder gleich der zweiten Temperatur (d.h. der niedrigen Kühlmitteltemperatur L) ist, nimmt der Rußmengenschätzer 100 die Schätzung vor, dass die Rußmenge abnimmt, wenn die Drehzahl des Motors 2 in dem Bereich niedriger Motordrehzahl steigt, und nimmt die Schätzung vor, dass die Rußmenge zunimmt, wenn die Drehzahl des Motors 2 in dem Bereich hoher Drehzahl, in dem die Motordrehzahl höher als in dem Bereich niedriger Drehzahl ist, steigt (siehe 4).
Wenn die Drehzahl des Motors 2 niedrig ist, tendiert das Gas in dem Brennraum 28 im Allgemeinen dazu, langsamer zu strömen. Somit kommt es dazu, dass der in die Zylinder 24 eingespritzte Kraftstoff an der Wandfläche des Brennraums 28 leichter anhaftet, und das Luft/Kraftstoff-Gemisch tendiert dazu, inhomogen zu sein. Je niedriger die Motordrehzahl ist, desto leichter wird daher der Ruß ausgebildet. Wenn die Motordrehzahl steigt, steigt auch die Kolbendrehzahl und das Gas beginnt, schneller zu strömen. Somit pflegt die Rußmenge verglichen mit einer Situation, in der die Motordrehzahl relativ niedrig ist, abzunehmen.
Wenn wie in 4 gezeigt die Kühlmitteltemperatur kleiner oder gleich der niedrigen Kühlmitteltemperatur L in dem Bereich niedriger Motordrehzahl, in dem die Drehzahl des Motors 2 relativ niedrig ist, ist, wird somit eine Schätzung vorgenommen, dass die Rußmenge abnimmt, wenn die Drehzahl des Motors 2 zunimmt. Somit kann die Rußmenge mit verbesserter Genauigkeit geschätzt werden.
Wenn dagegen die Kühlmitteltemperatur kleiner oder gleich der niedrigen Kühlmitteltemperatur L in dem Bereich hoher Motordrehzahl, in dem die Drehzahl des Motors 2 relativ hoch ist (insbesondere unter einer hohen Last), ist, wird der Kraftstoffeinspritzzeitraum (d.h. die tatsächliche Zeitdauer, die für die Kraftstoffeinspritzung benötigt wird) länger, während die tatsächliche Zeitdauer, die der Kurbelwinkel benötigt, um sich um ein Grad zu ändern, kürzer wird. Dann überschneidet sich die letzte Phase des Einspritzzeitraums mit einer späten Phase eines Verdichtungstakts, und es kommt dazu, dass der während der letzten Phase der Einspritzzeit eingespritzte Kraftstoff an der Wandfläche des Brennraums 28 leichter anhaftet, wodurch die gebildete Rußmenge vergrößert wird. Wenn die Kühlmitteltemperatur in dem Bereich hoher Motordrehzahl kleiner oder gleich der niedrigen Kühlmitteltemperatur L ist, wird daher eine Schätzung vorgenommen, dass die Rußmenge zunimmt, wenn die Drehzahl des Motors 2 steigt. Dadurch kann die Rußmenge mit verbesserter Genauigkeit geschätzt werden.
Wenn der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur (d.h. die niedrige Kühlmitteltemperatur L) und niedriger als die erste Temperatur (d.h. die hohe Kühlmitteltemperatur H) ist, lässt der Rußmengenschätzer 100 die Zunahmerate der Rußmenge mit Anstieg der Drehzahl des Motors 2 in dem Bereich hoher Drehzahl sinken, wenn der Temperaturparameter steigt (siehe die Ein-Punkt-Strichlinie in 4).
Wenn wie vorstehend beschrieben die Kühlmitteltemperatur niedrig ist, verdampft der Kraftstoff nicht ohne Weiteres, und je höher die Drehzahl des Motors 2 in dem Bereich hoher Drehzahl ist, desto schneller strömt das Gas in dem Brennraum 28, wodurch das Anhaften des Kraftstoffs an der Wandfläche des Brennraums 28 reduziert wird. Gleichzeitig stiegt aber die Frequenz der Kraftstoffeinspritzung pro Zeiteinheit, was die gebildete Rußmenge trotz des reduzierten Anhaftens des Kraftstoffs steigert. Sobald dagegen die Kühlmitteltemperatur erhöht ist, wird das Verdampfen des Kraftstoffs beschleunigt und die Kraftstoffmenge, die in dem Brennraum 28 unverdampft zurückgeblieben ist, nimmt entsprechend ab, wodurch die Rußbildung reduziert wird. D.h. in dem hohen Motordrehzahlbereich sinkt die Zunahmerate der Rußmenge mit Anstieg der Drehzahl des Motors 2, wenn der Temperaturparameter größer wird. Wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die niedrige Kühlmitteltemperatur L und niedriger als die hohe Kühlmitteltemperatur H ist, kann daher die Zunahmerate der Rußmenge bei Anstieg der Drehzahl des Motors 2 in dem Bereich hoher Motordrehzahl sinken, wenn die Kühlmitteltemperatur steigt. Somit kann die Rußmenge mit verbesserter Genauigkeit geschätzt werden.
Der Rußmengenschätzer 100 speichert erste Temperaturdaten (d.h. das erste Temperaturdatenkennfeld 101), die die Beziehung zwischen der Drehzahl des Motors 2, dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die erste Temperatur (d.h. die hohe Kühlmitteltemperatur H) ist, und zweite Temperaturdaten (d.h. das zweite Temperaturdatenkennfeld 102), die die Beziehung zwischen der Drehzahl des Motors, dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die zweite Temperatur (d.h. die niedrige Kühlmitteltemperatur L) ist. Der Rußmengenschätzer 100 schätzt die Rußmenge (hij) beruhend auf der Drehzahl des Motors 2, dem Lastparameter und dem ersten Temperaturdatenkennfeld 101, wenn der Temperaturparameter größer oder gleich der ersten Temperatur ist, und schätzt die Rußmenge (I_ij) beruhend auf der Drehzahl des Motors 2, dem Lastparameter und dem zweiten Temperaturdatenkennfeld 102, wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ist. Wenn ferner der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ist, berechnet der Rußmengenschätzer 100 eine Rußmenge bei erster Temperatur (hij) beruhend auf der Drehzahl des Motors 2, dem Lastparameter und dem ersten Temperaturdatenkennfeld 101, berechnet eine Rußmenge bei zweiter Temperatur (I_ij) beruhend auf der Drehzahl des Motors 2, dem Lastparameter und dem zweiten Temperaturdatenkennfeld 102 und schätzt die Rußmenge durch lineare Interpolation zwischen den Rußmengen der ersten und zweiten Temperatur.
Gemäß dieser Konfiguration kann die Rußmenge mit verbesserter Genauigkeit geschätzt werden, während die in dem Rußmengenschätzer 100 gespeicherte Datenmenge auf die zwei Datenkennfelder, nämlich die Datenkennfelder der ersten und zweiten Temperatur 101 und 102 beschränkt ist.
Auch wenn in der vorstehend beschriebenen Konfiguration die zwei Datenkennfelder, die aus den Kennfeldern der ersten und zweiten Temperatur 101 und 102 bestehen, verwendet werden, können zum Schätzen der Rußmenge drei oder mehr Datenkennfelder verwendet werden.
Ferner kann der Rußmengenschätzer 100 das Datenkennfeld der ersten Temperatur 101 nur so speichern, dass, wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die hohe Kühlmitteltemperatur H ist, die Rußmenge durch Multiplizieren der Rußmenge (hij) an dem Kennfeld der ersten Temperatur 101 mit Koeffizienten, die dem Betriebszustand und der Temperatur des Motors entsprechen, geschätzt werden kann.

Claims

Verfahren zum Diagnostizieren von Degradation eines Schmiermittels in einem Verbrennungsmotor (2), wobei das Verfahren umfasst: Schätzen einer Rußmenge, die in einem vorbestimmten Zeitraum in einem Brennraum (28) des Verbrennungsmotors (2) gebildet wird, beruhend auf einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) und einem Lastparameter, der mit einem durch den Verbrennungsmotor (2) erzeugten Drehmoment in Verbindung steht; Korrigieren der geschätzten Rußmenge auf einen erhöhten Wert, wenn ein Temperaturparameter, der mit einer Temperatur des Brennraums (28) korreliert ist, niedriger als eine vorbestimmte erste Temperatur ist; Berechnen eines kumulativen Werts der geschätzten Rußmenge; und Ermitteln von Degradation des Schmiermittels in dem Verbrennungsmotor (2) beruhend auf dem kumulativen Wert der Rußmenge, dadurch gekennzeichnet, dass wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich einer zweiten Temperatur ist, die niedriger als die erste Temperatur ist, eine Schätzung vorgenommen wird, dass die Rußmenge abnimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) in einem Bereich niedriger Motordrehzahl steigt, und dass die Rußmenge zunimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) in einem Bereich hoher Motordrehzahl, in dem die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) höher als in dem Bereich niedriger Motordrehzahl ist, steigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ist, die Zunahmerate der Rußmenge bei Anstieg der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) in dem Bereich hoher Motordrehzahl zunehmend kleiner angenommen wird, wenn der Temperaturparameter steigt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rußmenge beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und den ersten Temperaturdaten geschätzt wird, wenn der Temperaturparameter größer oder gleich der ersten Temperatur ist, und beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und den zweiten Temperaturdaten geschätzt wird, wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ist, wobei die ersten Temperaturdaten eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die erste Temperatur ist, und wobei die zweiten Temperaturdaten eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die zweite Temperatur ist, und wenn der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ist, eine Rußmenge bei der ersten Temperatur beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und den ersten Temperaturdaten berechnet wird, eine Rußmenge bei der zweiten Temperatur beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und den zweiten Temperaturdaten berechnet wird und die Rußmenge durch lineare Interpolation zwischen den Rußmengen bei erster und zweiter Temperatur geschätzt wird.
Vorrichtung zum Diagnostizieren von Degradation eines Schmiermittels in einem Verbrennungsmotor (2), wobei die Vorrichtung umfasst: einen ersten Sensor (211), der ausgelegt ist, um eine Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) zu detektieren und ein Detektionssignal auszugeben; einen zweiten Sensor (212, 213, 214, 50), der ausgelegt ist, um einen Lastparameter, der mit einem von dem Verbrennungsmotor (2) erzeugten Drehmoment in Verbindung steht, zu detektieren und ein Detektionssignal auszugeben; einen dritten Sensor (20), der ausgelegt ist, um einen Temperaturparameter, der mit einer Temperatur eines Brennraums (28) korreliert ist, zu detektieren und ein Detektionssignal auszugeben; einen Rußmengenschätzer (100), der ausgelegt ist, um die Detektionssignale von dem ersten, zweiten und dritten Sensor (211; 212, 213, 214, 50; 20) zu empfangen und eine in einem vorbestimmten Zeitraum in dem Brennraum (28) des Verbrennungsmotors (2) gebildete Rußmenge beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) und dem Lastparameter zu berechnen; und eine Diagnoseeinheit (10), die ausgelegt ist, um Degradation des Schmiermittels beruhend auf einem kumulativen Wert der von dem Rußmengenschätzer (100) geschätzten Rußmenge zu diagnostizieren, wobei der Rußmengenschätzer (100) beruhend auf dem Temperaturparameter die berechnete Rußmenge auf einen erhöhten Wert korrigiert, wenn der Temperaturparameter niedriger als eine vorbestimmte erste Temperatur ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenn ermittelt wird, dass der Temperaturparameter kleiner oder gleich einer zweiten Temperatur ist, die niedriger als die erste Temperatur ist, der Rußmengenschätzer (100) schätzt, dass die Rußmenge abnimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) in einem Bereich niedriger Motordrehzahl steigt, und dass die Rußmenge zunimmt, wenn die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) in einem Bereich hoher Motordrehzahl steigt, wobei die Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) höher als in dem Bereich niedriger Motordrehzahl ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei, wenn der Temperaturparameter höher als die zweite Temperatur und niedriger als die erste Temperatur ermittelt wird, der Rußmengenschätzer (100) die Zunahmerate der Rußmenge bei Anstieg der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2) in dem Bereich hoher Motordrehzahl sinken lässt, wenn der Temperaturparameter steigt.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Rußmengenschätzer (100) erste Temperaturdaten, die eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die erste Temperatur ist, speichert und zweite Temperaturdaten, die eine Beziehung zwischen der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und der Rußmenge darstellen, wenn der Temperaturparameter die zweite Temperatur ist, speichert und der Rußmengenschätzer (100) die Rußmenge beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und den ersten Temperaturdaten schätzt, wenn der Temperaturparameter größer oder gleich der ersten Temperatur ermittelt wird, und die Rußmenge beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und den zweiten Temperaturdaten schätzt, wenn der Temperaturparameter kleiner oder gleich der zweiten Temperatur ermittelt wird, und bei Ermitteln, dass der Temperaturparameter größer als die zweite Temperatur und kleiner als die erste Temperatur ist, der Rußmengenschätzer (100) eine Rußmenge bei der ersten Temperatur beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und den ersten Temperaturdaten berechnet, eine Rußmenge bei der zweiten Temperatur beruhend auf der Drehzahl des Verbrennungsmotors (2), dem Lastparameter und den zweiten Temperaturdaten berechnet und die Rußmenge durch lineare Interpolation zwischen den Rußmengen bei erster und zweiter Temperatur schätzt.