JP2007023933A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関の停止時にスロットル弁の凍結を防止する内燃機関の制御装置を提案する。
【解決手段】制御ユニットが、内燃機関の停止時に、内燃機関に付属するバッテリから給電を受けて、スロットル弁が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行なうように構成される。制御ユニットは、前記可能性が高いときには、スロットル弁が凍結する前に、スロットル弁の弁開閉動作を含む凍結防護動作を実行するように、スロットル弁を制御する。前記可能性判定は、環境温度検出手段、内燃機関温度検出手段、時期情報出力手段、位置情報検出手段、および排気還流装置の駆動量にを利用して行なわれる。
【選択図】図2
【解決手段】制御ユニットが、内燃機関の停止時に、内燃機関に付属するバッテリから給電を受けて、スロットル弁が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行なうように構成される。制御ユニットは、前記可能性が高いときには、スロットル弁が凍結する前に、スロットル弁の弁開閉動作を含む凍結防護動作を実行するように、スロットル弁を制御する。前記可能性判定は、環境温度検出手段、内燃機関温度検出手段、時期情報出力手段、位置情報検出手段、および排気還流装置の駆動量にを利用して行なわれる。
【選択図】図2
Description
本発明は、内燃機関の制御装置、とくに内燃機関のスロットル弁が凍結する事故を防止する内燃機関の制御装置に関するものである。
冬季において、自動車に搭載された内燃機関のスロットル弁に結露が生じ、この結露の結果として発生する水滴が氷結し、スロットル弁が凍結する事故が発生することがある。このスロットル弁の凍結事故発生過程として、以下のような例が知られている。
内燃機関の運転中には、吸気管内の空気の流れは、スロットル弁により絞られている。この空気の流れがスロットル弁により絞られることにより、吸気管内の空気の流速はスロットル弁の近傍において急激に増加する。流速の増加に伴い、スロットル弁の近傍を流れる空気は急激に減圧され、その空気の温度が低下する。外気温が低い環境において、海沿いや川沿い等の湿度が高い場所で、内燃機関を冷機から暖機運転した場合、前記スロットル弁の近傍における空気の減圧、空気温度の低下により、吸気中の水蒸気がスロットル弁の近傍に結露して水滴が生じ、この水滴が氷結する。
内燃機関に運転時に、吸気管内の空気の流れがスロットル弁により絞られている状態では、吸気管内の圧力は、内燃機関により減圧されているが、この状態で内燃機関が停止されると、吸気管内の圧力は大気圧まで上昇するために、吸気管内に空気が流れ込む。このときスロットル弁が全閉状態となっていると、内燃機関の吸気弁を通じて内燃機関の燃焼室内の気体が吸気管に流れ込む現象が起こり、排気ガスを吸気管に還流する排気還流装置が装着された内燃機関では、排気還流装置を通じて燃焼室内で燃焼した後の気体が吸気管に流れ込む現象が起こり、またブローバイガス還流装置の装着された車両では、ブローバイガス還流装置を通じて内燃機関のクランクケース内の気体が吸気管に流れ込む現象が起こり、さらに燃料蒸散ガス還流装置の装着された内燃機関では、燃料蒸散ガス還流装置を通じて燃料タンク内の気体が吸気管に流れ込む現象が起こる。
これらの吸気管に流れ込む気体は、いずれも高温多湿であるため、吸気管内は高温多湿の気体で満たされる。この状態で、低い外気温によりスロットル弁を含むスロットルボディが冷却されると、スロットルボディの内面に接触する高温多湿の気体が冷却され、気体中の水蒸気が、スロットルボディの内面に結露し、水滴が生じる。また低温の外気により既に冷却されたスロットルボディ内に高温多湿の気体が流れ込んだ場合にも、この高温多湿の気体が、冷却されたスロットルボディの内面に接触するため、高温多湿の気体が冷却され、気体中の水蒸気がスロットルボディの内面に結露し、水滴が生じる。スロットルボディの内面に結露した水滴は、重力と表面張力によりスロットル弁の下端に集結した後、外気温の低下と共にスロットル弁の下端にて氷結し、スロットル弁が凍結する事故となる。
このようなスロットル弁が凍結する事故が発生すると、内燃機関の吸気通路が閉塞される結果、内燃機関を始動しようとした際に良好な始動性が確保できない事態が発生し、自動車が走行不能となる危険がある。
このような問題に関連する先行技術として、特開昭59−188050号公報(先行技術1)と特開2000−320348号公報(先行技術2)が知られている。先行技術1では、内燃機関の運転中に、内燃機関の運転状態に応じた目標スロットル開度を求め、アクチュエータによってスロットル弁の開度を前記目標スロットル開度に調節するものにおいて、低い外気温下で内燃機関の運転するときに、スロットル弁を前記目標スロットル弁開度の近傍で揺動させることによって、スロットル弁に結露した水滴を排除し、スロット弁が凍結する事故を防止している。
また、先行技術2では、内燃機関の運転中に、内燃機関の運転状態に応じた目標スロットル開度を求め、アクチュエータによってスロットル弁の開度を前記目標スロットル開度に調節するものにおいて、低い外気温下で内燃機関を始動するとき、内燃機関が完爆する前の状態で、前記目標スロットル開度を大きく変動させ、スロットル弁を大きく揺動させることによって、スロットル弁の凍結事故を防止している。
しかしながら、先行技術1では、内燃機関の運転中にスロットル弁に結露した水滴を排除することはできるが、内燃機関の停止後における結露と、この結露による水滴の氷結を阻止することは不可能であり、内燃機関の停止後におけるスロットル弁の凍結事故を排除することが不可能である。
また、結露した水滴がほぼ100%氷結し、スロットル弁がスロットル凍結状態になれば、このスロットル凍結状態を排除するために、スロットル弁を揺動するには、大きなせん断トルクが必要であり、通常使用されているアクチュエータでは、せん断トルクが不足し、凍結の解除が不可能となる事態が多々発生する。先行技術1、2では、水滴の氷結によるスロットル弁の凍結を確実に排除できないために、確実な始動性を確保できず、自動車が走行不能に陥る事態を確実に防止することが困難であるという課題がある。
また、凍結したスロットル弁を無理に揺動させると、その揺動に伴なう応力により、スロットル弁、およびその駆動機構が破損するおそれがある。またスロットル弁の駆動用モータに過電流が流れることにより、その駆動用モータが焼損するおそれがある。
本発明は、このような課題に鑑み、内燃機関の停止時において、スロットル弁の凍結事故を防止することができる内燃機関の制御装置を提案するものである。
本発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関に付属するバッテリ、このバッテリから給電を受け内燃機関を制御する制御する制御ユニット、およびバッテリから給電を受け内燃機関のスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動装置を備え、前記制御ユニットが内燃機関の運転中に、前記スロットル弁駆動装置を制御して前記スロットル弁の弁開度を調整する内燃機関の制御装置であって、前記制御ユニットは、内燃機関の停止時に、前記バッテリから給電を受けて、前記スロットル弁が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行なうように構成され、また、前記制御ユニットは、内燃機関の停止時に、前記スロットル弁が凍結する可能性が高いと判定したときには、前記スロットル弁がスロットル凍結状態となる前に、前記スロットル弁駆動装置が、バッテリから給電を受けて前記スロットル弁の弁開度を揺動させる凍結防護動作を実行するように、前記スロットル弁駆動装置を制御することを特徴とする。
本発明の内燃機関の制御装置では、制御ユニットは、内燃機関の停止時に、バッテリから給電を受けて、スロットル弁が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行なうように構成され、また、前記制御ユニットは、内燃機関の停止時に、前記スロットル弁が凍結する可能性が高いと判定したときには、前記スロットル弁がスロットル凍結状態となる前に、前記スロットル弁駆動装置が、バッテリから給電を受けて前記スロットル弁の弁開度を揺動させる凍結防護動作を実行するように、前記スロットル弁駆動装置を制御するので、スロットル凍結防護のための特別な制御ユニットを追加することなく、内燃機関の停止時に、スロットル弁が凍結するのを確実に防止することができ、確実な始動性を確保し、自動車が走行不能状態になるのを確実に防止することができる。また、スロットル弁、スロットル機構の破損、およびスロットル弁駆動装置の焼損をも防止できる。加えて、スロットル弁の凍結が発生する可能性が低いときには、凍結防護動作行なわないので、バッテリのエネルギーが節約でき、またスロットル弁、スロットル機構、スロットル弁駆動装置の長寿命化を図ることができる。
以下に、本発明による内燃機関の制御装置のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明による内燃機関の制御装置の実施の形態1を示す全体構成図である。この実施の形態1による内燃機関の制御装置は、自動車に搭載された内燃機関の制御装置である。図1に示す実施の形態1による内燃機関の制御装置は、内燃機関10と、この内燃機関10に対する制御系60を備えている。
図1は、本発明による内燃機関の制御装置の実施の形態1を示す全体構成図である。この実施の形態1による内燃機関の制御装置は、自動車に搭載された内燃機関の制御装置である。図1に示す実施の形態1による内燃機関の制御装置は、内燃機関10と、この内燃機関10に対する制御系60を備えている。
内燃機関10は、内燃機関本体20と、吸気系30と、排気系40と、排気還流装置50を有する。内燃機関本体20は、ピストン21と燃焼室22を内蔵したシリンダ23を有する。燃焼室22には、吸気弁24と、排気弁25と、点火プラグ26が配置される。吸気弁24と排気弁25は、図示しないカムにより開閉される。吸気弁24が開かれると、吸気系30から燃焼室22へ空気と燃料の混合気が供給される。点火プラグ26は、燃焼室22へ供給された混合気に点火を行ない、燃焼室22内で混合気を爆発させる。ピストン21は、この混合気の爆発により駆動される。排気弁25が開かれると、燃焼室22からの排気ガスが排気系40へ排出される。
シリンダ23には、冷却水温度センサ27が付設される。この冷却水温度センサ27は、内燃機関10の内燃機関温度検出手段を構成する。この冷却水温度センサ27は、シリンダ23に供給される内燃機関の冷却水の温度を検出し、この冷却水の温度に比例する内燃機関温度情報Twを出力する。冷却水の温度は、シリンダ23の温度に比例しており、内燃機関温度情報Twは、内燃機関本体20の温度に比例した大きさを持つ。
吸気系30は、吸気管31と、空気フィルタ32と、スロットルボディ33と、燃料噴射弁37を有する。吸気管31は、吸気弁24を介して燃焼室22に接続される。スロットルボディ33は、空気フィルタ32の下流側の吸気管31に配置される。このスロットルボディ33は、スロットル弁34と、スロットルポジションセンサ35と、スロットル弁駆動装置36を有する。
スロットル弁34は、吸気管31の内部に吸気通路を横切るように配置され、回転軸34Aを中心に回転し、吸気管31内の吸気通路を開閉する。図1では、スロットル弁34が全閉状態で図示され、この状態ではスロットル弁開度は0(%)であり、吸気通路が遮断される。図1において、スロットル弁34が回転軸34Aの回りに時計方向に回転すると吸気通路が開かれ、スロットル弁開度は増加する。スロットル弁34が、吸気通路に平行になったときに、スロットル弁34は全開状態となり、スロットル弁開度は100(%)となる。スロットル弁開度は、0〜100(%)の間で調整される。スロットル弁開度が50(%)のとき、スロットル弁34は、半開状態となる。
スロットル弁34には、スロットルポジションセンサ35と、スロットル弁駆動装置36が付属する。スロットルポジションセンサ35は、吸気管31の外部にスロットル弁34と対向して配置され、スロットル弁34の位置、言い換えればスロットル弁開度に比例したスロットルポジション情報Spを発生する。スロットル弁駆動装置36は、例えばスロットル駆動モータにより構成される。このスロットル弁駆動装置36も吸気管31の外部にスロットル弁34と対向して配置され、回転軸34Aを回転させ、スロットル弁34をその回転軸34Aの周りに回転させる。スロットル弁開度は、このスロットル弁駆動装置36によって調整される。
内燃機関本体20における吸気弁24の近傍における吸気管31の内部には、燃料噴射弁37が配置される。この燃料噴射弁37は、演算された燃料量の燃料を、吸気弁24の直前に噴射し、空気と燃料の混合気を生成する。燃料噴射弁37によって噴射される燃料量を演算することにより、この混合気の空燃比が理論空燃比に近づくように調整される。
スロットル弁34の上流側の吸気管31には、エアフローセンサ38と、吸気温度センサ39が配置される。エアフローセンサ38は、スロットル弁34を通過して燃焼室22へ供給される空気の空気量を検出し、この空気量に比例した吸気量情報Vaを出力する。吸気温度センサ39は、吸気温度検出手段を構成する。この吸気温度センサ39は、スロットル弁34を通過して燃焼室22へ流れる空気の空気温度を検出し、この空気温度に比例した吸気温度情報Taを出力する。
排気系40は、排気管41を有する。この排気管41は、排気弁25を介して燃焼室22に接続される。
排気還流装置50は、排気還流通路51と、還流弁装置52を有する。排気還流通路51は、排気管41と、スロットル弁34の下流側の吸気管31とを接続する。この排気還流通路51は、排気管51内の排気ガスの一部を、吸気管31に還流させ、燃焼室22に混合ガスとともに送り込み、燃焼室22内の燃焼温度を下げることにより、排気ガス中の有害成分を低減させる。還流弁装置52は、還流弁とその駆動装置を含み、その還流弁は、この排気還流通路51を横切るように配置される。この還流弁装置52は、その弁開度に応じて、排気還流通路51を制御し、吸気管31へ還流される排気ガス量を調整する。
制御系60は、内燃機関10に付属するバッテリ61と、このバッテリ61とスロットル弁駆動装置36との間に接続されたスロットル開閉制御装置70と、バッテリ61から給電を受ける制御ユニット80を有する。バッテリ61は、例えば12(V)系のバッテリであり、正常状態では、ほぼ13(V)の電源電圧を有する。スロットル開閉制御装置70は、バッテリ61とスロットル弁駆動装置36との間の給電路を開閉制御する。この給電路は、直結給電路72、およびイグニション給電路73を含む。イグニション給電路73には、内燃機関10の運転中に閉路されるイグニションスイッチ74が接続される。内燃機関10の運転中には、イグニション給電路73とスロットル開閉制御装置70を経由して、バッテリ61からスロットル弁駆動装置36へ給電され、また内燃機関10の停止時には、直結給電路72とスロットル開閉制御装置70を経由して、バッテリ61からスロットル弁駆動装置36へ給電される。なお、スロットル開閉制御装置70は、制御ユニット80内に直接組み込むこともできる。
制御ユニット80は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成される。制御ユニット80は、直結給電路72およびイグニッション給電路73を経由して、バッテリ61から給電を受ける。直結給電路72は、バッテリ61と制御ユニット80を常に接続している。内燃機関10の停止時には、イグニッションスイッチ74が開路されるので、制御ユニット80は、直結給電路72を通じてバッテリ61からの給電を受ける。
制御ユニット80には、冷却水温度センサ27からの内燃機関温度情報Twと、スロットルポジションセンサ35からのスロットルポジション情報Spと、エアフローセンサ38からの吸気量情報Vaと、吸気温度センサ39からの吸気温度情報Taとが入力される。この制御ユニット80には、さらに、アクセルポジションセンサ81、環境温度センサ82、時期情報出力手段83、および位置センサ84が付属される。アクセルポジションセンサ81は、自動車の運転者が操作するアクセルペダルに対応し、このアクセルペダルの踏込み量に比例するアクセルポジション情報Apを出力する。
環境温度センサ82は、環境温度検出手段を構成する。この環境温度センサ82は、内燃機関10が置かれている周囲の環境温度を検出し、この環境温度に比例する環境温度情報Tcを発生する。この環境温度センサ82は、具体的には、自動車のエンジンルーム内の空気温度、スロットル弁34の近傍における吸気管31の周囲の空気温度、またはスロットル弁34の近傍における吸気管31の表面温度を検出する。
時期情報出力手段83は、カレンダーに対応する日付情報と時刻情報とを含んだ時期情報DTを出力する。この時期情報出力手段83は、制御ユニット80に直接組み込むこともできる。位置センサ84は、内燃機関10の置かれている地図上の位置を検出し、この位置に対応する位置情報Loを出力する。これらのアクセルポジション情報Ap、環境温度情報Tc、時期情報DT、および位置情報Loも、制御ユニット80に入力される。
制御ユニット80は、燃料噴射弁37による燃料噴射量の制御と、排気還流装置50による排気ガス還流量の制御と、スロットル弁34に対するスロットル目標弁開度の制御と、スロットル弁34に対するスロットル凍結防護動作の制御を行なう。前記燃料噴射量の制御、排気ガス還流量の制御、およびスロットル目標弁開度の制御は、内燃機関10の運転中に行なわれ、制御ユニット80は、イグニションスイッチ74を含んだイグニション給電路73を経由してバッテリ61から給電を受けて、これらの制御を行なう。スロットル凍結防護動作の制御は、内燃機関10の停止時に行なわれ、制御ユニット80は、直結給電路72を経由してバッテリ61から給電を受けて、スロットル凍結防護動作の制御を行なう。
前記燃料噴射量の制御では、制御ユニット80は、主として内燃機関温度情報Tw、吸気量情報Va、および吸気温度情報Taに基づき、吸気に見合った燃料噴射量を演算し、図示しないクランク角センサからの内燃機関10の回転角度情報に同期して、その演算された燃料噴射量に相当する燃料噴射時間を燃料噴射弁37に与える。前記排気ガス還流量の制御では、制御ユニット80は、主として、図示しないクランク角センサからの内燃機関10の回転数情報、吸気量情報Va、および内燃機関温度情報Twに基づいて、還流弁装置52に対する弁開度を演算し、還流弁装置52を、その演算された弁開度に駆動する。前記スロットル目標弁開度の制御では、制御ユニット80は、主として、アクセルポジション情報Apとスロットルポジション情報Spに基づいて、スロットル目標弁開度を演算し、このスロットル目標弁開度に基づき、スロットル開閉制御装置70に目標弁開度制御信号Stを与え、スロットル弁駆動装置36を目標弁開度に制御する。
前記スロットル凍結防護動作の制御では、制御ユニット80は、内燃機関10の停止時における環境温度情報Tc、内燃機関温度情報Tw、吸気温度情報Ta、時期情報DT、または位置情報Loを利用し、または内燃機関10の運転中における還流弁装置52の駆動量を利用し、これらに基づいて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定したときに、スロットル開閉制御装置70にスロットル凍結防護信号Sfを与え、このスロットル開閉制御装置70を通じてスロットル弁駆動装置36にバッテリ61から給電して、スロットル弁開度を揺動するスロットル凍結防護動作を行なわせる。
次に、動作について説明する。内燃機関10の運転中は、運転者は図示しないアクセルペダルを操作する。アクセルペダル踏み込み量はアクセルポジションセンサ81によりアクセルポジション情報Apに変換され、制御ユニット80に入力される。制御ユニット80は、入力されたアクセルポジション情報Apとスロットルポジション情報Spに基づき、スロットル弁34に対する目標弁開度を演算し、この目標弁開度に対応した目標弁開度制御信号Stをスロットル開閉制御装置70に供給する。スロットル開閉制御装置70は、目標弁開度制御信号Stに従い、スロットル弁駆動装置36を制御してスロットル弁34の弁開度を目標弁開度に調整する。
吸気管31から燃焼室22に供給される空気の空気量は、エアフローセンサ38により計量され、吸気量情報Vaとして制御ユニット80に入力される。吸気管31から燃焼室22へ供給される空気の空気温度は、吸気温度センサ39により計測され、吸気温度情報Taとして制御ユニット80に入力される。シリンダ23に供給される冷却水の温度は、冷却水温度センサ27により検出され、内燃機関温度情報Twとして制御ユニット80に入力される。
制御ユニット80は、吸気量情報Va、吸気温度情報Ta、および内燃機関温度情報Twに基づき燃料噴射量を演算し、図示しないクランク角センサから入力された回転角度情報に基づいた回転角度において、その燃料噴射量を燃料噴射弁37から噴射する。この燃料の噴射により、吸気管31に流入した空気と燃料噴射弁37から供給された燃料との混合気が形成される。その混合気は吸気弁24を通して内燃機関10の燃焼室22に流入し、圧縮され、制御ユニット80によって駆動される点火プラグ26の火花により点火されて爆発し、内燃機関10のピストン21に駆動トルクを発生する。
燃焼後の排気ガスは、排気弁25を通して排気管41に排出される。この排気ガスの一部は、排気還流装置50の排気還流通路51に流入する。制御ユニット80は、図示しないクランク角センサから入力される内燃機関10の回転数情報、エアフローセンサ38から入力される吸気量情報Va、冷却水温度センサ39から入力される内燃機関温度情報Twに基づいて、排気還流量を演算し、この排気還流量に対応して還流弁装置52の弁開度を調整し、排気還流通路51の制御を行なう。還流弁装置52により排気還流通路51が調整されると、吸気管31内の負圧により排気還流通路51内に流入した燃焼後の排気ガスが吸気管31内に流入する。
実施の形態1において、内燃機関10の停止時には、制御ユニット80は、直結電路72を通じてバッテリ61から電源電圧の給電を受け、環境温度センサ72からの環境温度情報Tcに基づいて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行なう。制御ユニット80は、入力された環境温度情報Tcが所定値Tc0(例えば0℃)以下であるときは、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定し、スロットル凍結防護動作を行なうようにスロットル開閉制御装置70を制御する。
このスロットル凍結防護動作において、制御ユニット80は、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを送る。スロットル開閉制御装置70は、制御ユニット80からのスロットル凍結防護信号Sfに基づき、スロットル弁駆動装置36に凍結防護動作を実行させる。この凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36は、スロットル開閉制御装置70を通じてバッテリ61から給電を受け、スロットル弁34の弁開度を揺動させる。
前記スロットル凍結防護動作を図2に示すフローチャートに従って説明する。図2は、実施の形態1におけるスロットル凍結防護動作の制御フローチャートであり、所定時間毎(例えば20ms毎)に実行される。この図2のスロットル凍結防護動作は、7つのステップS101〜S107を含む。
まず制御ユニット80は、ステップS101において、図示しないクランク角センサからの信号等により内燃機関10が停止したか判定し、その判定結果がNoならば、ステップS102に進み、終了フラグに“0”をセットし、動作を完了する。内燃機関10が停止しており、ステップS101の判定結果がYesならば、ステップS103に進み、終了フラグが“1”であるか判定する。ステップS103の判定結果がYesならば、スロットル弁34の凍結防護動作が終了したものとし、動作を完了する。終了フラグが“1”でないときには、ステップS103の判定結果はNoとなり、ステップS104に進む。
ステップS104では、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを読み込み、次のステップS105に進む。ステップS105では、環境温度センサ82から入力された環境温度情報Tcが所定値Tc0以下(例えば0℃以下)であるか判定する。環境温度センサ72から入力された環境温度情報Tcが所定値Tc0以下でないときには、ステップS105の判定結果はNoとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要がないとし、動作を完了する。環境温度センサ82から入力された環境温度情報Tcが所定値Tc0以下であるときには、ステップS105の判定結果がYesとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要があるとし、次のステップS106、S107に進む。ステップS106では、終了フラグに“1”をセットし、ステップS107では、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”であるとき、制御ユニット80は、図示しない制御プログラムに従い、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを供給し、このスロットル凍結防護信号Sfに基づいて、スロットル開閉制御装置70が、スロットル凍結防護動作を実行する。このスロットル凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36が、スロットル弁34の弁開度を揺動させる。
スロットル開閉制御装置70は、スロットル凍結防護信号Sfに基づき、図示しない制御プログラムに従い、例えばスロットル弁開度を、全閉→半開→全開→半開→全閉と変化させるように、スロットル弁駆動装置36を制御する。この場合、スロットル開閉制御装置70は、スロットル凍結防護信号Sfに従い、スロットル弁34が、全閉から全開を経て、全閉に戻る1回の開閉動作を行なうように制御する。
しかし、スロットル開閉制御装置70は、内燃機関10の停止時にスロットル弁34を半開状態としておき、スロットル凍結防護信号Sfに基づき、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”のときに、スロットル弁開度が、半開→全開→半開→全開→半開と変化するようにスロットル弁駆動装置36を制御してもよい。この場合、スロットル開閉制御装置70は、スロットル弁34が、半開から全開を経て半開に戻る1回の開閉動作を行なうように制御する。
また、スロットル弁開度が、半開→全開→半開→全閉→半開と変化するように制御することもでき、スロットル弁開度が、半開→全閉→半開→全閉→半開と変化するように制御することもできる。これらの場合には、スロットル開閉制御装置70は、スロットル弁開度が、半開から全閉と全開を経て半開に戻る1回の開閉動作を行なうように制御する。
制御ユニット80は、内燃機関10の停止時において、スロットル弁34が凍結する前に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、この可能性が高いと判定したときに、スロットル弁34がスロットル凍結状態となる前に、スロットル凍結防護動作を実行させる。スロットル弁34の凍結は、スロットル弁34に結露が生じ、この結露により生じた水滴が氷結する結果として起こる。結露によりスロットル弁34に生じた水滴が100(%)氷結した状態を、スロットル弁が凍結した状態、すなわちスロットル凍結状態とするが、制御ユニット80によるスロットル凍結防護動作は、結露により生じた水滴が100(%)氷結する前に、その水滴がほぼ50(%)氷結した半氷結状態に達する以前に実行される。
結露によりスロットル弁34に生じた水滴が0(%)の氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴を振り落とすことができるので、スロットル凍結状態に進むのを防止することができる。また、スロットル弁34に結露した水滴が50(%)氷結した半氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴と、そのほぼ半分が氷結した氷とを振り落とすことができるので、同様にスロットル凍結状態に進むのを防止できる。
スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定では、環境温度情報Tcが所定値Tc0(例えば0℃)以下であるときに、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定されるが、この可能性判定における所定値Tc0は、スロットルに結露が生じても、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される。この結果、スロットル凍結防護動作において、スロットル弁駆動装置36に過大なエネルギーが消費されるのを防止し、またスロットル駆動装置36、スロットル弁34、その駆動機構の破損も避けることができる。
以上のように実施の形態1によれば、スロットル弁34が凍結する前に、スロットル弁34の凍結防護動作を行ない、スロットル弁34に付着した水滴、およびこの水滴が部分的に氷結した氷を排除するので、スロットル弁の凍結を防止することが可能となり、確実な始動性を確保し、走行不能に陥る事態を確実に防止できる。また、スロットル弁34、そのスロットル機構の破損、およびスロットル弁駆動装置36の焼損も、防止することができる。加えて、スロットル弁34が凍結する可能性が低いときには、凍結防護動作を行なわないので、エネルギーが節約でき、スロットル弁34、そのスロットル機構、およびスロットル弁駆動装置36の長寿命化を図ることができる。
また、実施の形態1では、制御ユニット80は、スロットル弁34が凍結する可能性が高いときに、バッテリ61からスロットル弁駆動装置36に給電して、スロットル凍結防護動作を行なうように制御するので、内燃機関10の運転中にスロットル弁34を駆動するスロットル弁駆動装置36を用いて、内燃機関10の停止時におけるスロットル凍結防護動作を行なうことができ、特別なスロットル弁駆動装置を追加することなく、スロットル凍結防護動作を行なうことができる。
実施の形態2.
この実施の形態2は、図1に示す吸気温度センサ39からの吸気温度情報Taを利用して、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形態2は、環境温度センサ82に代わって、吸気温度センサ39を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態2の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
この実施の形態2は、図1に示す吸気温度センサ39からの吸気温度情報Taを利用して、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形態2は、環境温度センサ82に代わって、吸気温度センサ39を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態2の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
この実施の形態2では、内燃機関10の停止後に、制御ユニット80は、吸気温度センサ39から入力された吸気温度情報Taが所定値(例えば0℃)以下であるときに、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定し、スロットル開閉制御装置70にスロットル凍結防護信号Sfを送る。スロットル開閉制御装置70は制御ユニット80からのスロットル凍結防護信号Sfに従い,スロットル弁駆動装置36を駆動して、スロットル弁34を揺動させる。
実施の形態2の凍結防護動作を図3に示すフローチャートに従って説明する。図3は、実施の形態2の凍結防護動作の制御フローチャートであり、この図3の制御動作は、所定時間毎(例えば20ms毎)に実行される。図3の制御フローチャートは、7つのステップS201〜S207を含む。ステップS201、S202、S203は、図2のステップS101、S102、S103と同じであるので、説明を省略する。
ステップS203において、終了フラグが“1”でないときには、ステップS203の判定結果がNoとなるので、次のステップS204に進み、吸気温度センサ39から吸気管31内の吸気温度情報Taを読み込む。次のステップS205では、吸気温度センサ39から入力された吸気管31内の吸気温度情報Taが所定値Ta0以下(例えば0℃以下)であるか判定する。吸気温度情報Taが所定値Ta0以下でないときには、ステップS205の判定結果はNoとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要がないとし、動作を完了する。吸気温度情報Taが所定値Ta0以下であるときには、ステップS205の判定結果はYesとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要があるとし、次のステップS206で終了フラグに“1”をセットし、ステップS207でスロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
この実施の形態2でも、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”であるとき、制御ユニット80は、図示しない制御プログラムに従い、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを供給し、このスロットル凍結防護信号Sfに基づいて、スロットル開閉制御装置70が、スロットル凍結防護動作を実行する。このスロットル凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36が、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
この実施の形態2におけるスロットル凍結防護動作は、実施の形態1におけるスロットル凍結防護動作と同じであり、このスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
この実施の形態2においても、制御ユニット80は、内燃機関10の停止時において、スロットル弁34が凍結する前に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、この可能性が高いと判定したときに、スロットル弁34がスロットル凍結状態となる前に、スロットル凍結防護動作を実行させる。スロットル弁34の凍結は、スロットル弁34に結露が生じ、この結露により生じた水滴が氷結する結果として起こる。結露によりスロットル弁34に生じた水滴が100(%)氷結した状態を、スロットル弁が凍結した状態、すなわちスロットル凍結状態とするが、制御ユニット80によるスロットル凍結防護動作は、結露により生じた水滴が100(%)氷結する前に、その水滴がほぼ50(%)氷結した半氷結状態の達する以前に実行される。
結露によりスロットル弁34に生じた水滴が0(%)の氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴を振り落とすことができるので、スロットル凍結状態に進むのを防止することができる。また、スロットル弁34に結露した水滴が50(%)氷結した半氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴と、そのほぼ半分が氷結した氷とを振り落とすことができるので、同様に、スロットル凍結状態に進むのを防止できる。
スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定では、吸気温度情報Taが所定値Ta0(例えば0℃)以下であるときに、スロットル弁34が凍結する可能が高いと判定されるが、この可能性判定における所定値Ta0は、スロットルに結露が生じても、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される。この結果、スロットル凍結防護動作において、スロットル弁駆動装置36に過大なエネルギーが消費されるのを防止し、またスロットル駆動装置36、スロットル弁34、その駆動機構の破損も避けることができる。
吸気温度センサ39は、燃料噴射弁37による燃料噴射量を演算するのに、利用されるセンサである。この実施の形態2によれば、特別なセンサを追加することなく、吸気温度センサ39から入力された吸気温度情報Taに基づいて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行なうので、コストアップを招くことなく、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
実施の形態3.
この実施の形態3は、図1に示す冷却水温度センサ24からの内燃機関温度情報Twを利用して、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形態3は、環境温度センサ82に代わって、冷却水温度センサ24を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態3の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
この実施の形態3は、図1に示す冷却水温度センサ24からの内燃機関温度情報Twを利用して、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形態3は、環境温度センサ82に代わって、冷却水温度センサ24を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態3の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
この実施の形態3では、内燃機関10の停止後に、制御ユニット80は、冷却水温度センサ24から入力された内燃機関温度情報Twが所定値Tw0(例えば0℃)以下であるときに、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定し、スロットル開閉制御装置70にスロットル凍結防護信号Sfを送る。スロットル開閉制御装置70は制御ユニット80からの凍結防護信号Sfに従い,スロットル弁駆動装置36を駆動して、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
実施の形態3におけるスロットル凍結防護動作を図4に示すフローチャートに従って説明する。図4は、実施の形態3におけるスロットル凍結防護動作の制御フローチャートであり、この図4の制御動作は、所定時間毎(例えば20ms毎)に実行される。図4の制御フローチャートは、7つのステップS301〜S307を含む。ステップS301、S302、S303は、図2のステップS101、S102、S103と同じであるので、説明を省略する。
ステップS303において、終了フラグが“1”でないときには、ステップS303の判定結果がNoとなるので、次のステップS304に進み、冷却水温度センサ24から内燃機関温度情報Twを読み込む。次のステップS305では、内燃機関温度情報Twが所定値Tw0以下(例えば0℃以下)であるか判定する。内燃機関温度情報Twが所定値Tw0以下でないときには、ステップS305の判定結果はNoとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要がないとし、動作を完了する。内燃機関温度情報Twが所定値Tw0以下であるときには、ステップS305の判定結果はYesとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要があるとし、次のステップS306で終了フラグに“1”をセットし、ステップS307でスロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
この実施の形態3でも、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”であるとき、制御ユニット80は、図示しない制御プログラムに従い、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを供給し、このスロットル凍結防護信号Sfに基づいて、スロットル開閉制御装置70が、スロットル凍結防護動作を実行する。このスロットル凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36が、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
この実施の形態3におけるスロットル凍結防護動作は、実施の形態1におけるスロットル凍結防護動作と同じであり、このスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
この実施の形態3においても、制御ユニット80は、内燃機関10の停止時において、スロットル弁34が凍結する前に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、この可能性が高いと判定したときに、スロットル弁34がスロットル凍結状態となる前に、スロットル凍結防護動作を実行させる。スロットル弁34の凍結は、スロットル弁34に結露が生じ、この結露により生じた水滴が氷結する結果として起こる。結露によりスロットル弁34に生じた水滴が100(%)氷結した状態を、スロットル弁が凍結した状態、すなわちスロットル凍結状態とするが、制御ユニット80によるスロットル凍結防護動作は、結露により生じた水滴が100(%)氷結する前に、その水滴がほぼ50(%)氷結した半氷結状態の達する以前に実行される。
結露によりスロットル弁34に生じた水滴が0(%)の氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴を振り落とすことができるので、スロットル凍結状態に進むのを防止することができる。また、スロットル弁34に結露した水滴が50(%)氷結した半氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴と、そのほぼ半分が氷結した氷とを振り落とすことができるので、同様に、スロットル凍結状態に進むのを防止できる。
スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定では、内燃機関温度情報Twが所定値Tw0(例えば0℃)以下であるときに、スロットル弁34が凍結する可能が高いと判定されるが、この可能性判定における所定値Tw0は、スロットルに結露が生じても、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される。この結果、スロットル凍結防護動作において、スロットル弁駆動装置36に過大なエネルギーが消費されるのを防止し、またスロットル駆動装置36、スロットル弁34、その駆動機構の破損も避けることができる。
冷却水温度センサ24も燃料噴射弁27による燃料噴射量を演算するのに利用されるセンサである。この実施の形態3によれば、実施の形態2と同様に、特別なセンサを追加することなく、冷却水温度センサ24から入力された内燃機関温度情報Twに基づいて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行なうので、コストアップを招くことなく、スロットル弁34の凍結を確実に防止することができる。
実施の形態4.
この実施の形態4は、図1に示す時期情報出力手段73からの時期情報DTを用いて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形態3は、環境温度センサ82に代わって、時期情報出力手段83を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態4の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
この実施の形態4は、図1に示す時期情報出力手段73からの時期情報DTを用いて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形態3は、環境温度センサ82に代わって、時期情報出力手段83を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態4の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
この実施の形態4では、内燃機関10の停止後に、制御ユニット80は、時期情報出力手段83から入力された時期情報DTに含まれる日付情報と時間情報が所定の日付範囲と時刻範囲にあるときに、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定し、スロットル開閉制御装置70にスロットル凍結防護信号Sfを送る。スロットル開閉制御装置70は制御ユニット80からの凍結防護信号Sfに従い,スロットル弁駆動装置36を駆動して、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
実施の形態4におけるスロットル凍結防護動作を図5に示すフローチャートに従って説明する。図5は、実施の形態4におけるスロットル凍結防護動作の制御フローチャートであり、この図5の制御動作は、所定時間毎(例えば20ms毎)に実行される。図5の制御フローチャートは、7つのステップS401〜S407を含む。ステップS401、S402、S403は、図2のステップS101、S102、S103と同じであるので、説明を省略する。
ステップS403において、終了フラグが“1”でないときには、ステップS401の判定結果はNoとなるので、制御ユニット70は、次のステップS404に進み、時期情報出力手段73から,日付情報と時刻情報を含む時期情報DTを読み込む。次のステップS405では、時期情報DTに含まれた日付情報と時刻情報が、所定の日付範囲と時刻範囲、例えば11月から3月の間で、かつ午後10時から午前8時であるかどうか判定する。時期情報DTに含まれた日付情報と時刻情報が、所定の日付範囲と時刻範囲でないときには、ステップS405の判定結果はNoとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要がないとし、動作を完了する。時期情報DTに含まれた日付情報と時刻情報が、所定の日付範囲と時刻範囲にあるときには、ステップS405の判定結果はYesとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要があるとし、ステップS406で終了フラグに“1”をセットし、次のステップs407でスロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
この実施の形態4でも、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”であるとき、制御ユニット80は、図示しない制御プログラムに従い、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを供給し、このスロットル凍結防護信号Sfに基づいて、スロットル開閉制御装置70が、スロットル凍結防護動作を実行する。このスロットル凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36が、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
この実施の形態4におけるスロットル凍結防護動作は、実施の形態1におけるスロットル凍結防護動作と同じであり、このスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
この実施の形態4においても、制御ユニット80は、内燃機関10の停止時において、スロットル弁34が凍結する前に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、この可能性が高いと判定したときに、スロットル弁34がスロットル凍結状態となる前に、スロットル凍結防護動作を実行させる。スロットル弁34の凍結は、スロットル弁34に結露が生じ、この結露により生じた水滴が氷結する結果として起こる。結露によりスロットル弁34に生じた水滴が100(%)氷結した状態を、スロットル弁が凍結した状態、すなわちスロットル凍結状態とするが、制御ユニット80によるスロットル凍結防護動作は、結露により生じた水滴が100(%)氷結する前に、その水滴がほぼ50(%)氷結した半氷結状態の達する以前に実行される。
結露によりスロットル弁34に生じた水滴が0(%)の氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴を振り落とすことができるので、スロットル凍結状態に進むのを防止することができる。また、スロットル弁34に結露した水滴が50(%)氷結した半氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴と、そのほぼ半分が氷結した氷とを振り落とすことができるので、同様に、スロットル凍結状態に進むのを防止できる。
この実施の形態4において、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定では、時期情報DTの日付情報と時刻情報が所定の日付範囲と時刻範囲にあるときに、スロットル弁34が凍結する可能が高いと判定されるが、この可能性判定における所定の日付範囲と時刻範囲は、スロットルに結露が生じても、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される。この結果、スロットル凍結防護動作において、スロットル弁駆動装置36に過大なエネルギーが消費されるのを防止し、またスロットル駆動装置36、スロットル弁34、その駆動機構の破損も避けることができる。
なお、所定の日付範囲と時刻範囲は、例えば秋期は午後11時から午前6時、冬期は午後8時から午前9時といったような組合せで設定してもよい。
この実施の形態4によれば、冬季の夜間など、スロットル弁34の凍結が最も発生しやすい季節と時間帯において、スロットル凍結防護動作を実施するので、エネルギーの節約を図りながら、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
実施の形態5.
この実施の形態5は、図1に示す位置センサ84からの位置情報Loを用いて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形態5は、環境温度センサ82に代わって、位置センサ84を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態5の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
この実施の形態5は、図1に示す位置センサ84からの位置情報Loを用いて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形態5は、環境温度センサ82に代わって、位置センサ84を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態5の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
この実施の形態5では、内燃機関10の停止後に、制御ユニット80は、位置センサ84から入力された位置情報Loが所定の位置範囲(例えば北海道などの寒冷地域)にあるときに、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定し、スロットル開閉制御装置70にスロットル凍結防護信号Sfを送る。スロットル開閉制御装置70は制御ユニット80からのスロットル凍結防護信号Sfに従い,スロットル弁駆動装置36を駆動して、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
実施の形態5におけるスロットル凍結防護動作を図6に示すフローチャートに従って説明する。図6は、実施の形態5におけるスロットル凍結防護動作の制御フローチャートであり、この図6の制御動作は、所定時間毎(例えば20ms毎)に実行される。図6の制御フローチャートは、7つのステップS501〜S507を含む。ステップS501、S502、S503は、図2のステップS101、S102、S103と同じであるので、説明を省略する。
ステップS503において、終了フラグが“1”でないときには、ステップS503の判定結果はNoとなるので、制御ユニット70は、ステップS504において、位置センサ84から内燃機関の置かれている位置情報Loを読み込む。次にステップS505において、位置情報Loが所定の位置範囲(例えば北海道などの寒冷地域)であるか判定する。位置情報Loが所定の位置範囲でないときには、ステップS505の判定結果はNoとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要がないとし、動作を完了する。位置情報Loが所定の位置範囲であるときには、ステップS505の判定結果はYesとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要があるとし、ステップS506で終了フラグに“1”をセットし、ステップS507でスロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
この実施の形態5でも、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”であるとき、制御ユニット80は、図示しない制御プログラムに従い、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを供給し、このスロットル凍結防護信号Sfに基づいて、スロットル開閉制御装置70が、スロットル凍結防護動作を実行する。このスロットル凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36が、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
この実施の形態5におけるスロットル凍結防護動作は、実施の形態1におけるスロットル凍結防護動作と同じであり、このスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
この実施の形態5においても、制御ユニット80は、内燃機関10の停止時において、スロットル弁34が凍結する前に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、この可能性が高いと判定したときに、スロットル弁34がスロットル凍結状態となる前に、スロットル凍結防護動作を実行させる。スロットル弁34の凍結は、スロットル弁34に結露が生じ、この結露により生じた水滴が氷結する結果として起こる。結露によりスロットル弁34に生じた水滴が100(%)氷結した状態を、スロットル弁が凍結した状態、すなわちスロットル凍結状態とするが、制御ユニット80によるスロットル凍結防護動作は、結露により生じた水滴が100(%)氷結する前に、その水滴がほぼ50(%)氷結した半氷結状態の達する以前に実行される。
結露によりスロットル弁34に生じた水滴が0(%)の氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴を振り落とすことができるので、スロットル凍結状態に進むのを防止することができる。また、スロットル弁34に結露した水滴が50(%)氷結した半氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴と、そのほぼ半分が氷結した氷とを振り落とすことができるので、同様に、スロットル凍結状態に進むのを防止できる。
この実施の形態5において、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定では、位置情報Loが所定の位置範囲にあるときに、スロットル弁34が凍結する可能が高いと判定されるが、この可能性判定における所定の位置範囲は、スロットルに結露が生じても、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される。この結果、スロットル凍結防護動作において、スロットル弁駆動装置36に過大なエネルギーが消費されるのを防止し、またスロットル駆動装置36、スロットル弁34、その駆動機構の破損も避けることができる。
位置情報Loに対する所定の位置範囲として、北海道で、かつ標高1000m以上の場所や、北米で、かつ緯度45度以上等と設定してもよいし、亜寒帯および寒帯に属する地域と設定してもよい。
この実施の形態5によれば、寒冷地や高地等のスロットル弁34の凍結が最も発生しやすい位置において、スロットル凍結防護動作を実施するので、エネルギーの節約を図りながら、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
実施の形態6.
この実施の形態6は、内燃機関10の動作中における排気還流装置50の還流弁装置52の動作履歴に基づいて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル弁34の凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形5は、環境温度センサ82に代わって、排気還流装置50の還流弁装置52の動作履歴を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態6の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
この実施の形態6は、内燃機関10の動作中における排気還流装置50の還流弁装置52の動作履歴に基づいて、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、その可能性が高いときに、スロットル弁34の凍結防護動作を行なうものである。実施の形態1は、環境温度センサ82からの環境温度情報Tcを用いたが、実施の形5は、環境温度センサ82に代わって、排気還流装置50の還流弁装置52の動作履歴を利用する。その他は実施の形態1と同じである。この実施の形態6の全体構成、および内燃機関10の運転中の動作は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
排気還流装置50の還流弁装置52は、内燃機関10の運転中に、排気管41の排気ガスを吸気管31に還流させるものであり、この内燃機関10の運転中における還流弁装置52の弁開度の履歴情報は、制御ユニット80内のメモリに記憶される。この還流弁装置52の弁開度の履歴情報は、内燃機関10の運転中に蓄積され、内燃機関10が停止した状態でも、その記憶は残されるが、次に内燃機関10の運転が開始されたときに、リセットされる。この実施の形態6では、内燃機関10の停止後に、制御ユニット80は、そのメモリに記憶された内燃機関10の前回の運転中における還流弁装置52の弁開度の履歴を参照し、その最大の弁開度が所定弁開度以上(例えば50%以上)であるときに、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定し、スロットル開閉制御装置70にスロットル凍結防護信号Sfを送る。スロットル開閉制御装置70は制御ユニット80からのスロットル凍結防護信号Ssfに従い,スロットル弁駆動装置36を駆動して、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
実施の形態6におけるスロットル凍結防護動作を図7に示すフローチャートに従って説明する。図7は、実施の形態6におけるスロットル凍結防護動作の制御フローチャートであり、この図7の制御動作は、所定時間毎(例えば20ms毎)に実行される。図7の制御フローチャートは、6つのステップS601〜S607を含む。ステップS601、S602、S603は、図2のステップS101、S102、S103と同じであるので、説明を省略する。
ステップS603において、終了フラグが“1”でないときには、ステップS603の判定結果はNoとなるので、制御ユニット80は、ステップS604において、内燃機関10の前回の運転中における還流弁装置52の最大弁開度が、所定弁開度(例えば50%)以上であるか判定する。内燃機関10の前回の運転中における還流弁装置52の最大弁開度が所定弁開度以上でないときには、ステップS604の判定結果はNoとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要がないとし、動作を完了する。内燃機関10の前回の運転中における還流弁装置52の最大弁開度が所定弁開度以上であるときには、ステップS604の判定結果はYesとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要があるとし、ステップS605で終了フラグに“1”をセットし、ステップS606でスロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
この実施の形態6でも、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”であるとき、制御ユニット80は、図示しない制御プログラムに従い、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを供給し、このスロットル凍結防護信号Sfに基づいて、スロットル開閉制御装置70が、スロットル凍結防護動作を実行する。このスロットル凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36が、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
この実施の形態5におけるスロットル凍結防護動作は、実施の形態1におけるスロットル凍結防護動作と同じであり、このスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
この実施の形態6においても、制御ユニット80は、内燃機関10の停止時において、スロットル弁34が凍結する前に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、この可能性が高いと判定したときに、スロットル弁34がスロットル凍結状態となる前に、スロットル凍結防護動作を実行させる。スロットル弁34の凍結は、スロットル弁34に結露が生じ、この結露により生じた水滴が氷結する結果として起こる。結露によりスロットル弁34に生じた水滴が100(%)氷結した状態を、スロットル弁が凍結した状態、すなわちスロットル凍結状態とするが、制御ユニット80によるスロットル凍結防護動作は、結露により生じた水滴が100(%)氷結する前に、その水滴がほぼ50(%)氷結した半氷結状態の達する以前に実行される。
結露によりスロットル弁34に生じた水滴が0(%)の氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴を振り落とすことができるので、スロットル凍結状態に進むのを防止することができる。また、スロットル弁34に結露した水滴が50(%)氷結した半氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴と、そのほぼ半分が氷結した氷とを振り落とすことができるので、同様に、スロットル凍結状態に進むのを防止できる。
この実施の形態6において、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定では、内燃機関10の運転中における還流弁装置52の最大弁開度が所定弁開度以上であるときに、スロットル弁34が凍結する可能が高いと判定されるが、この可能性判定における所定弁開度は、スロットルに結露が生じても、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される。この結果、スロットル凍結防護動作において、スロットル弁駆動装置36に過大なエネルギーが消費されるのを防止し、またスロットル駆動装置36、スロットル弁34、その駆動機構の破損も避けることができる。
内燃機関10の運転中に、排気還流装置50により排気ガスを所定量以上還流した場合には、内燃機関10の停止後にスロットル弁34が凍結する可能性が高い。この実施の形態6では、排気ガスの還流によりスロットル弁34が凍結する可能性の高い場合に、スロットル弁34の凍結防護動作を実施するので、エネルギーの節約を図りながら、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
なお、ここでは、内燃機関10の前回の運転中における還流弁装置52の弁開度履歴からスロットル弁34の凍結の可能性が高いか否か判定することとしたが、還流弁開度と、内燃機関10の運転状態から排気還流量を算出し、これをもとにスロットル弁34の凍結の可能性を判定してもよい。また、内燃機関20の停止直前における還流弁開度に基づいて、内燃機関停止時に還流する排気ガス量を算定し、これをもとにスロットル弁34の凍結の可能性を判定してもよい。
実施の形態7.
この実施の形態7は、内燃機関10が停止した時点から、所定の待機時間の経過後に、制御ユニット80が、スロットル凍結防護動作を開始するようにしたものである。その他は、実施の形態1と同じに構成される。
この実施の形態7は、内燃機関10が停止した時点から、所定の待機時間の経過後に、制御ユニット80が、スロットル凍結防護動作を開始するようにしたものである。その他は、実施の形態1と同じに構成される。
この実施の形態7では、制御ユニット80は、実施の形態1と同様に、内燃機関10の停止中に、環境温度センサ82から入力された環境温度情報Tcが所定値(例えば0℃)以下であるときは,スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定し、スロットル開閉制御装置70にスロットル凍結防護信号Sfを送る。スロットル開閉制御装置70は、スロットル凍結防護信号Sfに従い,スロットル弁駆動装置36を駆動して、スロットル弁34に揺動動作を与える。この実施の形態7では、制御ユニット80が、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定した場合に、内燃機関10が停止した時点から所定の待機時間T1(例えば1時間)が経過するまで待機し、この待機時間T1の経過後にスロットル凍結防護動作を実施する。
この実施の形態7におけるスロットル凍結防護動作を図8、図9を参照して説明する。図8は、内燃機関10に対して待機時間計測を実施するフローチャートであり、所定時間毎(例えば500ms毎)に実行される。この図8のフローチャートは、2つのステップS701、S702を含む。ステップS701では、まず待機タイマが0であるか判定し、待機タイマが0のときには、ステップS701の判定結果がYesとなるので、待機時間T1が経過したものとし、動作を完了する。待機タイマが0でないときには、ステップS701の判定結果がNoとなるので、制御ユニット80は、ステップS702で待機タイマの減算を実施する。
図9は、実施の形態7におけるスロットル凍結防護動作の制御フローチャートであり、所定時間毎(例えば20ms毎)に実施される。このフローチャートは、8つのステップS703〜S710を含む。
まず制御ユニット80は、ステップS703において、図示しないクランク角センサからの信号等により内燃機関10が停止したか判定し、内燃機関10が停止していないときには、ステップS703の判定結果がNoとなるので、ステップS704に進み、終了フラグに“0”をセットし、さらに待機タイマにT1(例えば1時間)をセットし、動作を完了する。内燃機関10が停止しているときには、ステップS703の判定結果がYesとなるので、ステップS705に進み、終了フラグが“1”であるか判定する。終了フラグが“1”のときには、ステップS705の判定結果がYesとなり、スロットル凍結防護動作が終了したものとし、動作を完了する。
終了フラグが“1”でないときには、ステップS705の判定結果がNoとなり、次のステップS706に進む。ステップS706では、待機タイマが0であるかを判定し、待機タイマが0でないときには、ステップS706の判定結果がNoとなり、制御ユニット80は待機中であると判定し、動作を完了する。待機タイマが0のときには、ステップS706の判定結果がYesとなるので、次のステップS707に進み、環境温度センサ82から環境温度情報Tcを読み込む。次のステップS708では、環境温度センサ82から入力された環境温度情報Tcが所定値Tc0以下(例えば0℃以下)であるか判定する。環境温度情報Tcが所定値Tc0以下でないときには、ステップS708の判定結果がNoとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要がないとして、動作を完了する。環境温度情報Tcが所定値Tc0以下であるときには、ステップS708の判定結果がYesとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要があるとして、ステップS709で終了フラグに“1”をセットし、またステップS710でスロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
この実施の形態7では、内燃機関10の停止時点から待機時間T1の経過後に、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”であるとき、制御ユニット80は、図示しない制御プログラムに従い、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを供給し、このスロットル凍結防護信号Sfに基づいて、スロットル開閉制御装置70が、スロットル凍結防護動作を実行する。このスロットル凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36が、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
この実施の形態7におけるスロットル凍結防護動作は、実施の形態1におけるスロットル凍結防護動作と同じであり、このスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
この実施の形態7において、制御ユニット80は、内燃機関10の停止時において、内燃機関10の停止時点から待機時間T1の経過後に、スロットル弁34が凍結する前に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、この可能性が高いと判定したときに、スロットル弁34がスロットル凍結状態となる前に、スロットル凍結防護動作を実行させる。スロットル弁34の凍結は、スロットル弁34に結露が生じ、この結露により生じた水滴が氷結する結果として起こる。結露によりスロットル弁34に生じた水滴が100(%)氷結した状態を、スロットル弁が凍結した状態、すなわちスロットル凍結状態とするが、制御ユニット80によるスロットル凍結防護動作は、結露により生じた水滴が100(%)氷結する前に、その水滴がほぼ50(%)氷結した半氷結状態の達する以前に実行される。
結露によりスロットル弁34に生じた水滴が0(%)の氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴を振り落とすことができるので、スロットル凍結状態に進むのを防止することができる。また、スロットル弁34に結露した水滴が50(%)氷結した半氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴と、そのほぼ半分が氷結した氷とを振り落とすことができるので、同様に、スロットル凍結状態に進むのを防止できる。
この実施の形態7では、制御ユニット80は、内燃機関10の停止時点から待機時間T1の経過後に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、この可能性判定では、環境温度情報Tcが所定値Tc0(例えば0℃)以下であるときに、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定される。この実施の形態7において、待機時間T1、および可能性判定における所定値Tc0は、スロットルに結露が生じても、待機時間T1の経過後において、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される。この結果、スロットル凍結防護動作において、スロットル弁駆動装置36に過大なエネルギーが消費されるのを防止し、またスロットル駆動装置36、スロットル弁34、その駆動機構の破損も避けることができる。
内燃機関10の運転中には、スロットル弁34を含むスロットルボディ33の温度が上昇することがあり、その場合には内燃機関10の停止直後には結露が発生せず、内燃機関10が停止した時点から、スロットル弁34を含むスロットルボディ33が充分に冷却される所定時間経過後に、結露が発生する。また、結露の発生と同時に、水滴の氷結が発生するわけではなく、結露発生から所定時間経過後に、水滴の氷結が発生し、この水滴がほぼ100%氷結したときに、スロットル弁34が凍結する。
この実施の形態7によれば、内燃機関10の停止後、スロットル弁34が最も凍結し易い時間に、スロットル弁34がスロットル凍結状態となる前に、スロットル弁34の凍結防動作を実施することができ、確実にスロットル弁の凍結を防止することができる。
なお、実施の形態7では、待機タイマへ設定する待機時間T1を固定としているが、環境温度等により変化させてもよい。また、実施の形態7では、スロットル弁34が凍結する可能性の判定を、環境温情報Tcに基づいて実施しているが、吸気空気温度情報Ta、内燃機関温度情報Tw、日付情報と時刻情報を含む時期情報DT、位置情報Lo、または排気還流装置50の弁開度履歴から実施してもよい。この場合にも、待機時間T1、およびスロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定で使用される吸気温度情報Taに対する所定値Ta0、環境温度情報Tcに対する所定値Tc0、時期情報DTに対する所定の日付範囲と時刻範囲、位置情報Loに対する所定の位置範囲、および還流弁52の弁開度に対する所定値は、待機時間T1の経過後において、スロットルに結露が生じても、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される
実施の形態8.
この実施の形態8は、内燃機関10が停止した時点から、所定の待機時間が経過した後に、制御ユニット80が、スロットル弁34に対する凍結防護動作を開始し、所定の時間間隔でK1(K1は整数)回の凍結防護動作を行なうようにしたものである。その他は、実施の形態1と同じに構成される。
この実施の形態8は、内燃機関10が停止した時点から、所定の待機時間が経過した後に、制御ユニット80が、スロットル弁34に対する凍結防護動作を開始し、所定の時間間隔でK1(K1は整数)回の凍結防護動作を行なうようにしたものである。その他は、実施の形態1と同じに構成される。
この実施の形態8では、制御ユニット80は、内燃機関10の停止中に、内燃機関10の停止時点から待機時間T1が経過した後、環境温度センサ82から入力された環境温度Tcが所定値(例えば0℃)以下であるときは、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定し、所定のインターバル時間毎に、K1回に亘り、スロットル開閉制御装置70にスロットル凍結防護信号Sfを送る。スロットル開閉制御装置70は、スロットル凍結防護駆動信号Sfに従い,スロットル弁駆動装置36を駆動して、スロットル弁34に揺動動作を与える。この実施の形態8では、制御ユニット80が、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定した場合に、内燃機関10が停止した時点から所定の待機時間T1(例えば1時間)が経過するまで待機し、この待機時間T1の経過後に、所定の時間間隔(例えば30分)で、K1回のスロットル凍結防護動作を実施する。
具体的には、制御ユニット80は、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定した場合、内燃機関10が停止した時点から待機時間T1(例えば1時間)が経過するまで待機し、この待機時間T1の経過後に1回目のスロットル凍結防護動作を実施する。制御ユニット80は、1回目のスロットル凍結防護動作を実施した後、所定のインターバル時間間隔(例えば30分)で、スロットル凍結防護動作を繰り返し実施する。ここでスロットル凍結防護動作を実施する合計回数はインターバルカウンタに設定された所定回数K1回(例えば5回)となる。
実施の形態8によるスロットル凍結防護動作を図10および図11に示すフローチャートに従って説明する。図10は、実施の形態8における待機時間計測とインターバル時間計測を実施するフローチャートであり、所定時間毎(例えば500ms毎)に実行される。この図10のフローチャートは、4つのステップS801〜S804を含む。
まず、ステップS801では、待機タイマが0であるか判定し、待機タイマが0のときには、ステップS801の判定結果がYesとなり、待機時間T1が経過したものとする。待機タイマが0でないときには、ステップS801の判定結果がNoとなり、ステップS802で待機タイマの減算を実施する。次にステップS803において、インターバルタイマが0であるか判定を行なう。インターバルタイマが0のときには、ステップS803の判定結果がYesとなり、インターバル時間が経過したものとする。インターバルタイマが0でないときには、ステップS803の判定結果がNoとなり、ステップS804に進んで、インターバルタイマの減算を実施し、動作を完了する。
図11は、実施の形態8におけるスロットル凍結防護動作の制御フローチャートであり、所定時間毎(例えば20ms毎)に実施される。この図11のフローチャートは、16のステップS805〜S820を含む。
まず、制御ユニット70は、ステップS905において、図示しないクランク角センサからの信号等により内燃機関10が停止したか判定する。内燃機関10が停止していないときには、ステップS805の判定結果はNoとなり、ステップS805に進む。このステップS806では、終了フラグに“0”を、待機タイマにT1(例えば1時間)を、待機終了フラグに“0”を、インターバルカウンタにK1(例えば5回)をセットし、動作を完了する。内燃機関10が停止しているときには、ステップS805の判定結果がYesとなり、次のステップS807に進む。このステップS807では、終了フラグが“1”であるか判定し、終了フラグが“1”のときには、ステップS807の判定結果がYesとなり、スロットル凍結防護動作が終了したものとし、動作を完了する。終了フラグが“1”でないときには、ステップS807の判定結果がNoになり、次のステップS808に進む。
このステップS808では、待機終了フラグが1であるか判定する。待機終了フラグが1でないときには、ステップS808の判定結果がNoとなり、ステップS809に進む。このステップS809では、待機タイマが0であるかを判定し、待機タイマが0でないときには、ステップS809の判定結果がNoとなり、制御ユニット70は待機中であると判定し、動作を完了する。待機タイマが0のときには、ステップS809の判定結果がYesとなり、次のステップS810に進み、このステップS810で,環境温度センサ72から環境温度情報Tcを読み込み、次のステップS811に進む。
このステップS811では、環境温度センサ72から入力された環境温度情報Tcが所定値Tc0以下(例えば0℃以下)であるか判定する。環境温度情報Tcが所定値Tc0以下でないときには、ステップS811の判定結果はNoとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要がないとし、動作を完了する。環境温度センサ18から入力された環境温度情報Tcが所定値Tc0以下であるときには、ステップS811の判定結果がYesとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要があるとして、次のステップS812、S81、S814に進む。ステップS812では、インターバルタイマにT2(例えば30分)をセットし、ステップS813では、待機終了フラグに“1”をセットし、ステップS814では、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
待機終了フラグが1であるときには、ステップS808の判定結果がYesとなり,次のステップS815でインターバルタイマが0であるかを判定する。インターバルタイマが0でないときには、ステップS815の判定結果がNoとなり、制御ユニット80はインターバル中であると判定し、動作を完了する。インターバルタイマが0のときには、ステップS815の判定結果がYesとなり、次のステップS816で、インターバルカウンタの減算を実施し、次のステップS817に進む。ステップS817では、インターバルカウンタが0であるか判定する。
インターバルカウンタが0でないときには、ステップS817の判定結果がNoとなり、ステップS818に進み、インターバルタイマにT2をセットし、次のステップS820でスロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットする。インターバルカウンタが0のときには、ステップS817の判定結果がYesとなり、ステップS819で終了フラグに“1”をセットし、次のステップS820でスロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
この実施の形態8では、内燃機関10の停止時点から待機時間T1の経過後に、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”であるとき、制御ユニット80は、所定のインターバル時間が経過する度に、K1回の亘り、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを供給し、このスロットル凍結防護信号Sfに基づいて、スロットル開閉制御装置70が、スロットル凍結防護動作を実行する。このスロットル凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36が、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
この実施の形態8において、所定のインターバル時間間隔で実施されるK1回の各スロットル凍結防護動作は、実施の形態1におけるスロットル凍結防護動作と同じであり、このスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
この実施の形態8において、制御ユニット80は、内燃機関10の停止時において、待機時間T1の経過後に、スロットル弁34が凍結する前に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行ない、この可能性が高いと判定したときに、所定のインターバル時間が経過する度毎に、それぞれスロットル弁34がスロットル凍結状態となる前に、K1回のスロットル凍結防護動作を実行させる。スロットル弁34の凍結は、スロットル弁34に結露が生じ、この結露により生じた水滴が氷結する結果として起こる。結露によりスロットル弁34に生じた水滴が100(%)氷結した状態を、スロットル弁が凍結した状態、すなわちスロットル凍結状態とするが、制御ユニット80によるK1回の各スロットル凍結防護動作は、結露により生じた水滴が100(%)氷結する前に、その水滴がほぼ50(%)氷結した半氷結状態の達する以前に実行される。
結露によりスロットル弁34に生じた水滴が0(%)の氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴を振り落とすことができるので、スロットル凍結状態に進むのを防止することができる。また、スロットル弁34に結露した水滴が50(%)氷結した半氷結状態でスロットル凍結防護動作が実行されると、そのスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34に結露した水滴と、そのほぼ半分が氷結した氷とを振り落とすことができるので、同様に、スロットル凍結状態に進むのを防止できる。
この実施の形態8では、待機時間T1、インターバル時間T2、およびスロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定で使用される環境温度情報Tcに対する所定値Tc0は、待機時間の経過後、およびその後における各インターバル時間の経過後に、スロットルに結露が生じても、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される。この結果、スロットル凍結防護動作において、スロットル弁駆動装置36に過大なエネルギーが消費されるのを防止し、またスロットル駆動装置36、スロットル弁34、その駆動機構の破損も避けることができる。
内燃機関10の運転中はスロットル弁34を含むスロットルボディ33の温度が上昇することがあり、その場合には、内燃機関10の停止直後に結露が発生せず、所定時間の経過後に、スロットル弁34を含むスロットルボディ33が充分に冷却されると結露が発生する。その際、所定時間経過後から長時間かけて少しずつ結露が発生し、この結露で生じた水滴が、徐々に氷結することが多い。
実施の形態8によれば、結露の起こりやすい時間帯にスロットル凍結防護動作を繰り返し実施することができ、少しずつ発生する結露、氷結を確実に除去し、確実にスロットル弁の凍結を防止することができる。
なお、この実施の形態8では、待機タイマへ設定する待機時間T1、インターバルタイマへ設定するインターバル時間T2、インターバルカウンタへ設定する所定回数K1を固定としているが、環境温度等により変化させてもよい。また、実施の形態8では、スロットル弁34が凍結する可能性判定を、環境温度情報Tcにより基づいて実施しているが、吸気温度情報Ta、内燃機関温度情報Tw、日付情報と時刻情報を含む時期情報DT、位置情報Lo、または排気還流装置50の弁開度履歴から実施してもよい。この場合にも、待機時間T1、インターバル時間T2、およびスロットル弁34が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定において使用される吸気温度情報Taに対する所定値Ta0、環境温度情報Tcに対する所定値Tc0、時期情報DTに対する所定の日付範囲と時刻範囲、位置情報Loに対する所定の位置範囲、および還流弁52の弁開度に対する所定値は、待機時間T1の経過後、およびその後における各インターバル時間T2の経過後において、スロットルに結露が生じても、その水滴が半氷結状態に至る以前に、スロットル凍結防護動作が実行されるように、設定される。
実施の形態9.
この実施の形態9は、制御ユニット80が、内燃機関10の停止時に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定した場合にも、バッテリ61の電源電圧が所定値V(例えば11V)より低い場合には、スロットル凍結防護動作を禁止するようにしたものである。この他は、実施の形態1と同じに構成される。
この実施の形態9は、制御ユニット80が、内燃機関10の停止時に、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定した場合にも、バッテリ61の電源電圧が所定値V(例えば11V)より低い場合には、スロットル凍結防護動作を禁止するようにしたものである。この他は、実施の形態1と同じに構成される。
具体的には、この実施の形態9では、内燃機関1の停止中に、制御ユニット80は、環境温度センサ72から入力された環境温度情報Tcが所定値Tc0(例えば0℃)以下であるときには、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定する。しかし、この実施の形態9では、制御ユニット80は、スロットル弁34が凍結する可能性が高いと判定した場合でも、バッテリ61の電源電圧が所定値V(例えば11V)より低い場合には、スロットル凍結防護動作を禁止する。バッテリ61は12V系であり、通常はほぼ13(V)の電源電圧を保持するが、11(V)より低くなると、バッテリ61が過放電状態となる。
この実施の形態9におけるスロットル凍結防護動作を図12を参照して説明する。図12は、実施の形態9におけるスロットル凍結防護動作の制御フローチャートであり、所定時間毎(例えば20ms毎)に実行される。この図12のフローチャートは、9つのステップS901〜S909を含んでいる。このステップS901〜S905は、図2に示すステップS101〜s105と同じであるので、説明を省略する。
ステップS904において、環境温度センサ72から入力された環境温度情報Tcが所定値Tc0以下であるときには、ステップS905の判定結果がYesとなり、スロットル凍結防護動作を実施する必要があると判定されるが、この場合には、次のステップS906では、バッテリ61の電源電圧が読み込まれ、次のステップS907で、このバッテリ61の電源電圧が、所定値V(例えば11V)以上であるか判定する。バッテリ61の電源電圧が所定値V以上でないときには、ステップS907の判定結果がNoとなり、動作を終了する。この場合には、スロットル凍結防護動作は禁止される。バッテリ61の電源電圧が所定値V以上のときには、ステップS905の判定結果がYesとなり、次のステップS908で、終了フラグに“1”をセットし、また次のステップS909でスロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグに“1”をセットし、動作を終了する。
この実施の形態9でも、スロットル凍結防止用開閉駆動指令フラグが“1”であるとき、制御ユニット80は、図示しない制御プログラムに従い、スロットル開閉制御装置70に、スロットル凍結防護信号Sfを供給し、このスロットル凍結防護信号Sfに基づいて、スロットル開閉制御装置70が、スロットル凍結防護動作を実行する。このスロットル凍結防護動作では、スロットル弁駆動装置36が、スロットル弁34の弁開度を揺動動作させる。
この実施の形態9におけるスロットル凍結防護動作は、実施の形態1におけるスロットル凍結防護動作と同じであり、このスロットル凍結防護動作により、スロットル弁34の凍結を防止することができる。
この実施の形態9によれば、内燃機関10に付属するバッテリ61の電源電圧が所定値Vより低い場合には、スロットル弁駆動装置36によるスロットル凍結防護動作を禁止し、スロットル凍結防護動作に起因するバッテリ61の過放電を防止することができる。
なお、この実施の実施9では、スロットル凍結防護動作を禁止するバッテリ61の電源電圧を固定としているが、環境温度等により変化させてもよい。また、実施の形態9ではスロットル弁34が凍結する可能性の判定を、環境温度情報Tcに基づいて実施しているが、吸気温度情報Ta、機関温度情報Tw、日付情報と時刻情報を含む時期情報DT、位置情報Lo、または排気還流装置50の弁開度履歴に基づいて実施してもよい。
この発明による内燃機関の制御装置は、乗用車、トラックなど各種自動車に利用される。
10:内燃機関、27:内燃機関温度検出手段、31:吸気管、34:スロットル弁、
36:スロットル弁駆動装置、39:吸気温度検出手段、50:排気還流装置、
61:バッテリ、80:制御ユニット、82:環境温度検出手段、
83:時期情報出力手段、84:位置検出手段。
36:スロットル弁駆動装置、39:吸気温度検出手段、50:排気還流装置、
61:バッテリ、80:制御ユニット、82:環境温度検出手段、
83:時期情報出力手段、84:位置検出手段。
Claims (13)
- 内燃機関に付属するバッテリ、このバッテリから給電を受け前記内燃機関を制御する制御ユニット、および前記バッテリから給電を受け前記内燃機関のスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動装置を備え、前記制御ユニットが前記内燃機関の運転中に、前記スロットル弁駆動装置を制御して前記スロットル弁の弁開度を調整する内燃機関の制御装置であって、
前記制御ユニットは、前記内燃機関の停止時に、前記バッテリから給電を受けて、前記スロットル弁が凍結する可能性が高いか否かの可能性判定を行なうように構成され、
また、前記制御ユニットは、前記内燃機関の停止時に、前記スロットル弁が凍結する可能性が高いと判定したときには、前記スロットル弁がスロットル凍結状態となる前に、前記スロットル弁駆動装置が、前記バッテリから給電を受けて前記スロットル弁の弁開度を揺動させる凍結防護動作を実行するように、前記スロットル弁駆動装置を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、前記凍結防護動作が、前記スロットル弁の弁開度を全開とする動作と、その弁開度を全閉とする動作とを含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、前記凍結防護動作が、前記スロットル弁の弁開度を全開と全閉の何れか一方とする動作と、その弁開度を半開とする動作とを含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、さらに、前記内燃機関の置かれている環境温度を検出し、この環境温度に対応する環境温度情報を出力する環境温度検出手段を備え、前記制御ユニットが、前記環境温度情報に基づいて、前記可能性判定を行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、さらに、前記内燃機関の吸気管内の空気温度を検出し、その空気温度に対応する吸気温度情報を出力する吸気温度検出手段を備え、前記制御ユニットが、前記吸気温度情報に基づいて、前記可能性判定を行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、さらに、前記内燃機関の温度を検出し、その温度に対応する内燃機関温度情報を出力する内燃機関温度検出手段を備え、前記制御ユニットが、前記内燃機関温度情報に基づいて、前記可能性判定を行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項6記載の内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関温度検出手段として、前記内燃機関の冷却水温度を検出する冷却水温度検出器を用いたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、前記制御ユニットが、日付情報と時刻情報を含む時期情報に基づいて、前記可能性判定を行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、さらに、前記内燃機関の置かれている地図上の位置を検出し、その位置に対応する位置情報を出力する位置検出手段を備え、前記制御ユニットが、前記位置情報に基づいて、前記可能性判定を行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関が、その吸気管内に排気ガスを還流する排気還流装置を備え、前記制御ユニットが、前記内燃機関の運転中における前記排気還流装置の駆動量に基づいて、前記可能性判定を行なうことを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、前記制御ユニットが、前記内燃機関が停止した時点から所定の待機時間経過後に、前記凍結防護動作を開始させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、前記制御ユニットが、前記内燃機関が停止した時点から所定の待機時間経過後に、前記凍結防護動作を複数回に亘り、所定の時間間隔で行なうように前記スロットル弁駆動装置を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
- 請求項1記載の内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の停止時に、前記バッテリの電源電圧が所定値より低いときに、前記制御ユニットによる前記防護動作が禁止されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
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