JP2016200033A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットルバルブの凍結を確実に防止することのできる、内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置１０は、吸気配管２００のうちスロットルバルブ２３０よりも上流側の部分と、クランクケース１２０とを接続する配管である第１配管３１０と、
吸気配管２００うちスロットルバルブ２３０よりも下流側の部分と、クランクケース１２０とを接続する配管である第２配管３２０と、
第２配管３２０に設けられたバルブであって、クランクケース１２０内の圧力と吸気配管２００内の圧力との差によって開閉するＰＣＶバルブ３３０と、が設けられた車両ＨＶＣに搭載される。
内燃機関１００を停止させる際には、吸気配管２００内における水分の滞留量を低減させる処理である水分低減処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の動作を制御する制御装置に関する。

内燃機関には、燃焼に必要な空気を供給するための吸気配管が設けられている。また、当該吸気配管の途中にはスロットルバルブが設けられている。スロットルバルブが動作してその開度を変化させることにより、吸気配管を通過する空気の流量が調整される。

吸気配管を通過する空気は、車両の外部から導入された外気である。このため、気温が低い冬期においては、氷点下を下回る低温の空気が吸気配管に導入され、それに伴ってスロットルバルブの温度も氷点下まで低下してしまうことがある。その際、スロットルバルブの近傍に水分が存在していると、吸気配管の内壁面とスロットルバルブとの間が氷で繋がれてしまい、スロットルバルブが動作し得ない状態となってしまうことがある。

尚、スロットルバルブの近傍に存在する水分とは、例えば、内燃機関の燃焼において生じた水分が、内燃機関のクランクケースを介して吸気配管内に流入し、その後結露又は着霜したものである。特に、内燃機関の動作が停止した直後においては、吸気配管を通過する空気の流量が０となっているので、クランクケースから吸気配管内に流入した水分がスロットルバルブまで到達しやすい。

下記特許文献１には、内燃機関の動作を停止させる際、スロットルバルブの開閉動作によって水分を予め除去しておき、これによりスロットルバルブの凍結を防止することのできる制御装置が記載されている。

特開２００７−２３９３３号公報

しかしながら、スロットルバルブやその近傍に水分（液体）が存在する状態となった後においては、スロットルバルブの開閉動作を行ったとしても、水分を完全に除去することは難しいと考えられる。特に、吸気配管の内壁面のうち、スロットルバルブから僅かに離れた箇所においては、開閉動作を行った後でも比較的多量の水分が残ってしまう可能性が高い。このため、上記特許文献１に記載の制御装置であっても、スロットルバルブの凍結を確実に防止することは難しい。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スロットルバルブの凍結を確実に防止することのできる、内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る制御装置は、内燃機関に空気を供給する吸気配管と、吸気配管を通過する空気の流量を調整するスロットルバルブと、吸気配管のうちスロットルバルブよりも上流側の部分と、内燃機関のクランクケースとを接続する配管である第１配管と、吸気配管のうちスロットルバルブよりも下流側の部分と、クランクケースとを接続する配管である第２配管と、第２配管に設けられたバルブであって、クランクケース内の圧力と吸気配管内の圧力との差によって開閉するＰＣＶバルブと、が設けられた車両に搭載され、内燃機関の動作を制御する制御装置であって、内燃機関を停止させる際には、吸気配管内における水分の滞留量を低減させる処理である水分低減処理を行うことを特徴とする。

このような制御装置は、内燃機関を停止させる際に、吸気配管内における水分の滞留量を低減させる処理である水分低減処理を行う。水分低減処理とは、例えば、内燃機関における燃焼を停止させた状態でクランクシャフトを回転させ続けることにより、ＰＣＶバルブを介してクランクケース内の気体を排出する処理である。この場合、クランクケース内に存在する高湿の空気が車外に排出されるので、内燃機関が停止した後は、高湿の空気がクランクケースからスロットルバルブに到達してしまうことが抑制される。つまり、吸気配管内における水分の滞留量が小さなままで維持される。

また、水分低減処理として、吸気配管内の圧力を大気圧又はその近傍まで上昇させておく処理が行われてもよい。吸気配管内の圧力とクランクケース内の圧力との差が小さくなるので、高湿の空気がクランクケースから吸気配管へと流入することが抑制される。この場合も、吸気配管内における水分の滞留はやはり小さなままで維持される。

このように、本発明に係る制御装置によれば、凍結の原因となる水分がスロットルバルブに到達することが抑制されるので、内燃機関の停止後における凍結の発生が確実に防止される。

本発明によれば、スロットルバルブの凍結を確実に防止することのできる内燃機関の制御装置が提供される。

本発明の実施形態に係る制御装置、及びこれを備えた車両の構成を模式的に示す図である。 ＰＣＶバルブの動作特性を説明するための図である。 内燃機関を停止させる際における車両の状態変化を示すタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る制御装置１０について説明する。制御装置１０は、内燃機関１００を備えた車両ＨＶＣの一部に取り付けられており、内燃機関１００の動作を制御するための装置となっている。

車両ＨＶＣの構成について先に説明する。車両ＨＶＣは、内燃機関１００の他に不図示のモーター（回転電機）を備えており、それぞれの駆動力によって走行することが可能となっている。すなわち、車両ＨＶＣは所謂ハイブリッド車両として構成されている。図１では、車両ＨＶＣのうち内燃機関１００及びその周辺の構成のみが模式的に示されており、その他の構成については図示が省略されている。

車両ＨＶＣは、内燃機関１００と、吸気配管２００と、排気配管３００とを備えている。内燃機関１００は、複数の気筒を備えたガソリンエンジンである。ただし、それぞれの気筒の構成は全て同一であるから、図１においては単一の気筒のみが内燃機関１００として描かれている。

内燃機関１００は、シリンダ部１１０とクランクケース１２０とが一体に形成された構成となっている。シリンダ部１１０は、後述のピストン１３１をその内部に収納する部分である。シリンダ部１１０の内部であり且つピストン１３１の上方側には、燃料と空気との混合気体が燃焼する空間として燃焼室ＳＰ１が形成されている。クランクケース１２０は、後述のクランクシャフト１３３をその内部に収納する部分である。クランクケース１２０の内部には空間ＳＰ２が形成されている。

ピストン１３１は、シリンダ部１１０内において上下に動く部材である。ピストン１３１の下方側、すなわちクランクケース１２０内の空間ＳＰ２には、コンロッド１３２及びクランクシャフト１３３が配置されている。ピストン１３１の上下運動は、コンロッド１３２を介してクランクシャフト１３３に伝達され、クランクシャフト１３３の回転運動に変換される。これにより、燃焼室ＳＰ１において生じた爆発力が車両ＨＶＣの駆動力に変換される。

空間ＳＰ２の下部にはエンジンオイルＯＬが蓄えられている。エンジンオイルＯＬにより、ピストン１３１、コンロッド１３２、及びクランクシャフト１３３の円滑な動きが保たれている。

内燃機関１００のシリンダ部１１０には、吸気バルブ１４０と、排気バルブ１５０とが設けられている。吸気バルブ１４０は、シリンダ部１１０と吸気配管２００との接続部分に配置されたバルブである。吸気バルブ１４０が燃焼室ＳＰ１側（図１では下方側）に移動して開状態となることにより、燃焼室ＳＰ１に対する空気及び燃料の供給が開始される。また、吸気バルブ１４０が吸気配管２００側（図１では上方側）に移動して閉状態となることにより、燃焼室ＳＰ１に対する空気及び燃料の供給が停止される。吸気バルブ１４０の開閉動作は、クランクシャフト１３３の回転に連動して適切なタイミングで行われる。

排気バルブ１５０は、シリンダ部１１０と排気配管３００との接続部分に配置されたバルブである。排気バルブ１５０が燃焼室ＳＰ１側（図１では下方側）に移動して開状態となることにより、燃焼室ＳＰ１から排気配管３００に向けた排ガスの排出が開始される。また、排気バルブ１５０が排気配管３００側（図１では上方側）に移動して閉状態となることにより、燃焼室ＳＰ１から排気配管３００に向けた排ガスの排出が停止される。排気バルブ１５０の開閉動作は、クランクシャフト１３３の回転に連動して適切なタイミングで行われる。

吸気配管２００は、内燃機関１００に空気及び燃料を供給するための配管である。吸気配管２００には、上流側から順に、エアフィルタ２１０と、スロットルバルブ２３０と、サージタンク２２０とが設けられている。吸気配管２００の下流側端部には内燃機関１００（シリンダ部１１０）が接続されている。

エアフィルタ２１０は、車両ＨＶＣの外部から導入される空気から異物を除去するためのフィルタである。スロットルバルブ２３０は、吸気配管２００を通る空気の流量を調整するための流量調整弁である。車両ＨＶＣに備えられたアクセルペダル（不図示）の操作量に応じて、スロットルバルブ２３０の開度が調整され、これにより空気の流量が調整される。スロットルバルブ２３０の動作（開度の変更）は制御装置１０により制御される。

サージタンク２２０は、吸気配管２００の一部をなすものであって、吸気配管２００の途中に形成された箱状の容器である。吸気配管２００は、サージタンク２２０の下流側において複数に分岐しており、分岐したそれぞれの流路が内燃機関１００の各気筒へと接続されている。サージタンク２２０の内部空間は、吸気配管２００のうち他の部分における内部空間よりも広くなっている。サージタンク２２０により、一の気筒による圧力変動が他の気筒に影響してしまうことが防止されている。

サージタンク２２０には、圧力センサ２４１と、温度センサ２４２とが備えられている。圧力センサ２４１は、サージタンク２２０内の空気の圧力を測定するためのセンサである。圧力センサ２４１で測定された圧力は、制御装置１０に入力される。温度センサ２４２は、サージタンク２２０内の空気の温度を測定するためのセンサである。温度センサ２４２で測定された温度（外気温に略等しい）は、制御装置１０に入力される。

吸気配管２００のうち、サージタンク２２０と内燃機関１００との間となる位置には、不図示のインジェクタが配置されている。インジェクタは、吸気配管２００の内部に燃料を噴射するための電磁弁である。インジェクタには、不図示のフューエルポンプによって加圧された燃料が供給されている。インジェクタが開状態になると、その先端から噴射された燃料が空気と混合されながら、吸気配管２００から内燃機関１００（燃焼室ＳＰ１）へと供給される。インジェクタの開閉動作は制御装置１０により制御される。これにより、内燃機関１００への燃料の供給量や供給タイミングが調整される。

排気配管３００は、内燃機関１００の燃焼室ＳＰ１で生じた排ガスを外部に排出するための配管である。排気配管３００の上流側端部は内燃機関１００（シリンダ部１１０）に接続されている。排気配管３００の途中には、排ガスを浄化するための触媒コンバータやＡ／Ｆセンサ（いずれも不図示）等が設けられている。

車両ＨＶＣのその他の構成について説明する。吸気配管２００とクランクケース１２０との間には、第１配管３１０と、第２配管３２０とが配置されている。

第１配管３１０は、その一端が吸気配管２００のうちスロットルバルブ２３０よりも上流側の部分に接続されており、その他端がクランクケース１２０に接続されている配管である。第１配管３１０により、吸気配管２００とクランクケース１２０との間が連通されている。

第２配管３２０は、その一端がサージタンク２２０に接続されており、その他端がクランクケース１２０に接続されている配管である。第２配管３２０により、サージタンク２２０とクランクケース１２０との間が連通されている。第２配管３２０のうちサージタンク２２０側の部分には、ＰＣＶバルブ３３０が設けられている。

ＰＣＶバルブ３３０は、クランクケース１２０内の圧力と、サージタンク２２０内の圧力との差（以下、「吸気圧力差」とも表記する）に応じて開閉するバルブである。

ＰＣＶバルブ３３０の動作特性について説明する。ＰＣＶバルブ３３０は内部に弁体（不図示）が配置されており、クランクケース１２０内の圧力を受けて弁体の位置が変化するように構成されている。

サージタンク２２０内の圧力が比較的高く（大気圧に近く）、吸気圧力差が小さいときには、弁体はバネ力により入口側（クランクケース１２０側）の弁座に押し付けられている。このため、ＰＣＶバルブ３３０は閉じられた状態となっており、第２配管３２０を空気が通過することはない。

サージタンク２２０内の圧力が減少して吸気圧力差が大きくなると、バネ力よりも吸気圧力差に起因する力の方が大きくなることにより、ＰＣＶバルブ３３０の弁体が入口側の弁座から離れる。ＰＣＶバルブ３３０は開かれた状態となり、第２配管３２０を空気が通過し得る状態となる。ＰＣＶバルブ３３０が開かれ始めた直後においては、吸気圧力差が大きくなるほどＰＣＶバルブ３３０の開度は大きくなって行く。

サージタンク２２０内の圧力が減少して吸気圧力差が更に大きくなると、ＰＣＶバルブ３３０の弁体は入口側の弁座から更に離れるのであるが、出口側（サージタンク２２０側）の弁座には近づいていくこととなる。このため、吸気圧力差が大きくなるほどＰＣＶバルブ３３０の開度は小さくなって行き、最終的にはＰＣＶバルブ３３０が閉じられた状態となる。

図２は、上記のようなＰＣＶバルブ３３０の動作特性を示すグラフである。当該グラフの縦軸には、ＰＣＶバルブ３３０を通過してサージタンク２２０側へと流れる気体の流量が示されている。グラフの横軸には吸気圧力差が示されている。

図２に示されるように、吸気圧力差が比較的小さいときには、吸気圧力差が大きくなるほど流量は大きくなる。一方、吸気圧力差が比較的大きいときには、吸気圧力差が大きくなるほど流量は小さくなる。図２に示される例では、吸気圧力差が値Ｐ２となったときに流量は最大（流量ＦＬ２０）となる。

図１に戻って説明を続ける。制御装置１０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを備えたコンピュータシステムとして構成されている。制御装置１０は、既に述べたように、スロットルバルブ２３０の動作やインジェクタ（不図示）における燃料噴射を制御し、これにより内燃機関１００の動作を制御する。

車両ＨＶＣが内燃機関１００の駆動力により走行しているときには、ピストン１３１の上下運動、及びクランクシャフト１３３の回転運動が行われている。これにより、吸気バルブ１４０が開状態のときには吸気配管２００の空気が燃焼室ＳＰ１に引き込まれるので、吸気配管２００の内部では内燃機関１００に向かうような空気の流れが生じている。図１においては、当該流れが矢印ＡＲ１で示されている。

このとき、スロットルバルブ２３０は常に全開とされているわけではなく、通常はスロットルバルブ２３０により流路が絞られた状態となっている。このため、吸気配管２００のうちスロットルバルブ２３０よりも下流側の部分は減圧されており、圧力は大気圧よりも低くなっている。

スロットルバルブ２３０の開度が小さいときには、サージタンク２２０内の圧力は低くなり、吸気圧力差は大きくなる。このため、ＰＣＶバルブが開状態となって、クランクケース１２０からの気体がサージタンク２２０内に流入することがある。図１においては、当該気体の流れが矢印ＡＲ２で示されている。

燃焼室ＳＰ１では、燃焼行程における爆発により内部の圧力が上昇する。このため、燃焼室ＳＰ１で生じた排ガスが、ピストン１３１とシリンダ部１１０との隙間を通過し、クランクケース１２０内（空間ＳＰ２）に少しずつ流入することとなる。これに伴って空間ＳＰ２の圧力が上昇し過ぎてしまうと、ピストン１３１の動作がその影響を受けてしまい、内燃機関の性能が低下してしまう可能性がある。

しかしながら、空間ＳＰ２の圧力が上昇すると吸気圧力差が大きくなるので、ＰＣＶバルブ３３０が開かれた状態となる。その結果、空間ＳＰ２内の気体（空気及び排ガス）の一部は、第２配管３２０及びＰＣＶバルブ３３０を通過してサージタンク２２０に流入する。また、空間ＳＰ２内の気体の他の一部は、第１配管３１０を通過して吸気配管２００にも流入する。このように、本実施形態においては２つの経路から空間ＳＰ２内の気体が排出されるので、排ガスの流入に伴って空間ＳＰ２の圧力が上昇し過ぎてしまうことはない。

尚、サージタンク２２０内の圧力が低下して吸気圧力差が大きくなったときには、空間ＳＰ２が減圧され過ぎてしまうことも考えられる。しかしながら、その場合には第１配管３１０から空間ＳＰ２へと空気が供給される。このため、空間ＳＰ２の圧力は、常に適切な大きさ（大気圧かその近傍）に保たれる。

ところで、燃焼室ＳＰ１では、炭化水素を含む燃料が燃焼することに伴って水が発生する。当該水の一部は、排ガスと共に燃焼室ＳＰ１から空間ＳＰ２に流入する。従って、空間ＳＰ２内の湿度は比較的高くなっている。

また、空間ＳＰ２の下部に蓄えられているエンジンオイルＯＬが高温になると、エンジンオイルＯＬに含まれていた水分が蒸発する。その結果、空間ＳＰ２内の湿度は更に高くなる傾向がある。

空間ＳＰ２内の気体、すなわち湿気を含む排ガスは、既に述べたようにその一部が第２配管３２０を通ってサージタンク２２０に流入する。内燃機関１００が動作しているときにおいては、サージタンク２２０内では内燃機関１００側に向かう空気の流れ（矢印ＡＲ１）が存在するので、第２配管３２０から流入した排ガス及び湿気（矢印ＡＲ２）は当該空気によって押し流されて、燃焼室ＳＰ１及び排気配管３００を経由して車外へと排出される。このため、第２配管３２０を通ってサージタンク２２０に流入した湿気が、サージタンク２２０よりも上流側のスロットルバルブ２３０に到達することはない。

一方、内燃機関１００が動作を停止しているときにおいては、サージタンク２２０から内燃機関１００へと向かう空気の流れ（矢印ＡＲ１）が存在しない。このとき、サージタンク２２０内の圧力が低く、吸気圧力差が大きい場合には、第２配管３２０から流入した排ガス及び湿気（矢印ＡＲ２）がスロットルバルブ２３０に到達することとなる。その結果、スロットルバルブ２３０の近傍で結露が生じたり、着霜が生じたりすることが考えられる。

結露により、スロットルバルブ２３０の近傍に液体の水分が存在している状態で、氷点下の空気が外部からスロットルバルブ２３０に到達してしまうと、スロットルバルブ２３０と吸気配管２００との間において水分が凍結する。これにより、スロットルバルブ２３０が動作し得ない状態となってしまうことがある。

また、スロットルバルブ２３０の近傍に付着していた霜が一旦液体となり、大きな水塊となったあとで再度凍結してしまうこともある。このような場合にも、スロットルバルブ２３０が動作し得ない状態となってしまう。

特に、本実施形態のように車両ＨＶＣがハイブリッド車両として構成されている場合には、走行中において内燃機関１００が頻繁に停止するので、上記のような結露や着霜が生じやすい。

そこで、本実施形態に係る制御装置１０では、内燃機関１００を停止させる際に、吸気配管２００内における水分の滞留量を低減させるための処理（水分低減処理）を行うように構成されている。

水分低減処理の具体的な内容について、図３を参照しながら説明する。図３（Ａ）は、内燃機関１００に対する停止指示の変化を示すタイムチャートである。停止指示とは、内燃機関１００を停止させる処理を開始するための信号であって、内燃機関１００の内部で発せられるものである。停止指示は、例えば車両ＨＶＣの走行を停止させる際や、モーターのみによる走行に切り替える際に発せられる。

図３（Ｂ）は、インジェクタにおける燃料噴射の状態（燃料カットが行われているか否か）の変化を示すタイムチャートである。

図３（Ｃ）は、車両ＨＶＣが備えるクラッチの接続状態の変化を示すタイムチャートである。クラッチが接続されている状態においては、車両ＨＶＣの走行、すなわち車輪の回転に伴ってクランクシャフト１３３が回転する。クラッチが接続されていない（解放されている）状態においては、車両ＨＶＣの車輪の回転と、クランクシャフト１３３の回転とが分離される。つまり、車輪の回転に拘らず、クランクシャフト１３３を自由に回転させたり停止させたりすることが可能な状態となる。

図３（Ｄ）は、車両ＨＶＣが備えるモーターの駆動状態の変化を示すタイムチャートである。図３（Ｅ）は、スロットルバルブ２３０の開度の変化を示すタイムチャートである。図３（Ｆ）は、サージタンク２２０内の圧力、すなわち、圧力センサ２４１による測定値の変化を示すタイムチャートである。図３（Ｇ）は、内燃機関１００の回転数、すなわちクランクシャフト１３３の回転数の変化を示すタイムチャートである。

図３の例では、時刻ｔ１０よりも前の期間においては停止指示が発せられていない（図３（Ａ））。インジェクタからは燃料の噴射が行われており（図３（Ｂ））、スロットルバルブ２３０の開度は値ＯＰ２５となっている（図３（Ｅ））ので、内燃機関１００は駆動された状態となっており、その回転数は値Ｒ０５となっている（図３（Ｇ））。また、クラッチは接続された状態となっており（（図３（Ｃ））、モーターは駆動されていないので（（図３（Ｄ））、車両ＨＶＣは内燃機関１００の駆動力のみによって走行している。このとき、サージタンク２２０内の圧力は、大気圧（値ＩＰ２０）よりも低い値ＩＰ１５となっている（（図３（Ｆ））。

尚、上記はあくまでも一例であって、停止指示が発せられていない期間（時刻ｔ１０より前の期間）においては、モーターの駆動力と内燃機関１００の駆動力との両方によって車両ＨＶＣが走行していてもよい。また、スロットルバルブ２３０の開度は値ＯＰ２５以外であってもよく、クランクシャフト１３３の回転数は値Ｒ０５以外の値であってもよく、サージタンク２２０内の圧力は値ＩＰ１５以外であってもよい。

時刻ｔ１０において停止指示が発せられた状態となると（（図３（Ａ））、これと同時に燃料カットが行われ、インジェクタからの燃料の噴射が停止された状態となる（図３（Ｂ））。

また、時刻ｔ１０においては、クラッチが開放されるとともに（（図３（Ｃ））モーターの回転が開始される（（図３（Ｄ））。このため、クランクシャフト１３３の回転数は０とはならず、モーターの駆動力によって一定の回転数(値Ｒ１０）に維持される（（図３（Ｇ））。クランクシャフト１３３が回転しているので、それに伴ってピストン１３１の上下運動が継続され、サージタンク２２０から内燃機関１００へと空気が引き込まれる。尚、このときのクランクシャフト１３３の回転数（値Ｒ１０）は、内燃機関１００において振動が生じない程度の回転数としておくことが望ましい。

時刻ｔ１０以降、制御装置１０は、サージタンク２２０内の圧力が所定の目標値（値ＩＰ１０）に一致するようにスロットルバルブ２３０の開度を調整する。図３の例では、スロットルバルブ２３０の開度は値ＯＰ２０とされており（（図３（Ｅ））、その結果、サージタンク２２０内の圧力が値ＩＰ１０に保たれている（（図３（Ｆ））。

サージタンク２２０内の圧力の目標値である値ＩＰ１０は、吸気圧力差を図２の値Ｐ２とするための値として設定されたものである。つまり、時刻ｔ１０以降の期間において、ＰＣＶバルブ３３０を通ってサージタンク２２０内に流入する気体の流量が最も大きくなるように、スロットルバルブ２３０の開度（サージタンク２２０内の圧力）が調整される。尚、ＰＣＶバルブ３３０における気体の通過が確保されるのであれば、値ＩＰ１０以外の目標値が設定されてもよい。

空間ＳＰ２に存在していた高湿の気体は、第２配管３２０、ＰＣＶバルブ３３０、サージタンク２２０、燃焼室ＳＰ１、排気配管３００を順に通って、車両ＨＶＣの外部へと排出される。また、空間ＳＰ２には、第１配管３１０を通じて外部からの空気が導入される。すなわち、空間ＳＰ２内に存在していた高湿の空気が外気と置換される。

時刻ｔ１０以降においても、燃焼室ＳＰ１に存在する気体の一部が空間ＳＰ２に流入することがある。しかしながら、燃焼室ＳＰ１では燃焼が行われないので、新たな水が生じて空間ＳＰ２に流入することはない。このため、空間ＳＰ２における湿度は時間の経過とともに低下して行く。

また、第１配管３１０を通じて外気が導入されることに伴って、空間ＳＰ２内の温度は低下し、エンジンオイルＯＬの温度も低下する。このため、エンジンオイルＯＬに含まれていた水分の蒸発量も小さくなり、空間ＳＰ２における湿度は更に低下する。

以上に説明した状態は、クランクケース１２０及び吸気配管２００内に存在していた気体の置換が完了するまで継続される。本実施形態では、ＰＣＶバルブ３３０を介して排出された気体の量の算出値が、所定の目標値を超えたときに、気体の置換が完了したと判定される。本実施形態における上記目標値は、吸気配管２００のうちスロットルバルブ２３０から内燃機関１００までの部分の容積に、クランクケース１２０の容積を加えた値（以下、「掃気容積」とも称する）である。

ＰＣＶバルブ３３０を介して排出された気体の量は、圧力センサ２４１の測定値に基づいて算出される。具体的には、圧力センサ２４１の測定値から吸気圧力差が算出され、図２に示される特性に基づいて流量が算出される。ＰＣＶバルブ３３０を介して排出された気体の量は、上記流量を積算することにより算出される。例えば、吸気圧力差が値Ｐ２であった場合には、図２に示される流量ＦＬ２０の積算値が目標値を超えるまでの間、クランクケース１２０内の気体の置換が継続して行われる。

尚、圧力の測定や吸気圧力差の算出には誤差が伴うことを考量して、ＰＣＶバルブ３３０を介して排出された気体の量が上記とは別の方法で算出されることとしてもよい。

例えば、吸気圧力差が値Ｐ２となるように制御が行われたとしても、実際の吸気圧力差は値Ｐ１から値Ｐ２の範囲で変動している可能性があるとする。このように、吸気圧力差の変動の範囲が予め予測し得る場合には、当該範囲において予測される流量のうち最も低い流量ＦＬ１０を用いて、ＰＣＶバルブ３３０を介して排出された気体の量を算出すればよい。

つまり、流量ＦＬ１０の積算値をもって、ＰＣＶバルブ３３０を介して排出された気体の量の算出値とすればよい。この場合、流量ＦＬ１０の積算値が目標値（掃気容積）を超えるまでの間、クランクケース１２０内の気体の置換が継続して行われる。

また、掃気容積を、上記のような最低流量（流量ＦＬ１０）で除することによって得られた時間が、時刻ｔ１０以降において経過するまでの間、クランクケース１２０内の気体の置換が継続されることとしてもよい。いずれの場合であっても、掃気容積を超える量の気体がＰＣＶバルブ３３０を通過することとなり、これによりクランクケース１２０内の湿気が十分に除去されることとなる。

図３には、気体の置換が完了した時刻が時刻ｔ２０として示されている。時刻ｔ２０においては、クランクケース１２０や吸気配管２００の内部に滞留している水分が十分に低減されている。結露や着霜の原因となりうる水分が殆ど存在していないので、スロットルバルブ２３０の凍結は防止される。

時刻ｔ１０から時刻ｔ２０までの期間において行われる処理、つまり、クランクシャフト１３３の回転を継続させることによって気体の置換を行い、これにより水分を外部に排出する処理のことを、以下では「第１の水分低減処理」と称することとする。

時刻ｔ２０以降に行われる処理について説明する。第１の水分低減処理が完了すると、制御装置１０は、スロットルバルブ２３０の開度を値ＯＰ２０から値ＯＰ３０に変化させる（図３（Ｅ））。これにより、スロットルバルブ２３０は全開の状態となり、吸気配管２００を流れる空気の流量が増加する。このため、時刻ｔ２０以降においては、サージタンク２２０の圧力は次第に上昇して行き、最終的には大気圧（値ＩＰ２０）となる（図３（Ｆ））。図３では、サージタンク２２０の圧力が上昇し大気圧となった時刻が時刻ｔ３０として示されている。

サージタンク２２０の圧力が大気圧（又はその近傍）となったことが圧力センサ２４１により検知されると、制御装置１０はモーターを停止させる（図３（Ｄ））。このため、時刻ｔ３０以降においては、クランクシャフト１３３の回転数は次第に減少して行き、最終的には０となる（図３（Ｇ））。図３では、クランクシャフト１３３の回転数が０となった時刻が時刻ｔ４０として示されている。時刻ｔ４０において、制御装置１０は、スロットルバルブ２３０の開度を値ＯＰ３０から値ＯＰ１０に変化させる（図３（Ｅ））。値ＯＰ１０は、内燃機関１００の次回の始動に適した開度である。

時刻ｔ４０においては、サージタンク２２０の圧力が大気圧又はその近傍となっているので、吸気圧力差はほぼ０となっている。このため、ＰＣＶバルブ３３０は閉じられた状態となっており、クランクケース１２０内（空間ＳＰ２）の気体が第２配管３２０を通じてクランクケース１２０内に流入することはない。

時刻ｔ２０から時刻ｔ４０までの期間において行われる処理、つまり、クランクシャフト１３３の回転を継続させながらサージタンク２２０内の圧力を大気圧（又はその近傍）まで上昇させ、その後クランクシャフト１３３の回転を停止させる処理のことを、以下では「第２の水分低減処理」と称することとする。

先に行われた第１の水分低減処理により、クランクケース１２０の湿度は十分に低下している。更に、第２の水分低減処理により、クランクケース１２０からサージタンク２２０に向けた気体の流れが防止される。このため、湿度の高い気体がサージタンク２２０経由でスロットルバルブ２３０に到達することはより確実に防止されている。

尚、第１の水分低減処理が行われることなく、第２の水分低減処理のみが行われるような態様であってもよい。この場合、クランクケース１２０の内部には高湿の気体が閉じ込められた状態で内燃機関１００が停止するのであるが、サージタンク２２０内の圧力が高くＰＣＶバルブ３３０が閉じられているので、高湿の気体がスロットルバルブ２３０まで到達することが無い。このため、スロットルバルブ２３０における凍結は防止されることとなる。

第１の水分低減処理及び第２の水分低減処理は、内燃機関１００を停止させる度に毎回行われてもよいのであるが、停止指示が発せられた時点におけるスロットルバルブ２３０の温度が氷点下である場合にのみ行われることとしてもよい。スロットルバルブ２３０の温度は、サージタンク２２０に設けられた温度センサ２４２の測定値によって推定することができる。また、スロットルバルブ２３０の温度を測定するための専用のセンサによって直接的に測定されることとしてもよい。

本実施形態では、第１の水分低減処理及び第２の水分低減処理が行われている間、モーターの駆動力によってクランクシャフト１３３の回転を維持する例を説明した。クランクシャフト１３３の回転は、他の方法によって維持されてもよい。

例えば、車両ＨＶＣが走行中であれば、車輪の回転がクランクシャフト１３３に伝達されるように両者を直結し、これによりクランクシャフト１３３の回転を維持することとしてもよい。また、第１の水分低減処理や第２の水分低減処理が行われる直前（時刻ｔ１０の直前）において内燃機関１００の回転数を一時的に高回転にし、以降はクランクシャフト１３３を惰性で回転させることとしてもよい。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１０：制御装置
ＨＶＣ：車両
１００：内燃機関
１２０：クランクケース
１３３：クランクシャフト
２００：吸気配管
２３０：スロットルバルブ
２４１：圧力センサ
２４２：温度センサ
３００：排気配管
３１０：第１配管
３２０：第２配管
３３０：ＰＣＶバルブ

Claims (16)

1. 内燃機関（１００）に空気を供給する吸気配管（２００）と、
   前記吸気配管を通過する空気の流量を調整するスロットルバルブ（２３０）と、
   前記吸気配管のうち前記スロットルバルブよりも上流側の部分と、前記内燃機関のクランクケース（１２０）とを接続する配管である第１配管（３１０）と、
   前記吸気配管のうち前記スロットルバルブよりも下流側の部分と、前記クランクケースとを接続する配管である第２配管（３２０）と、
   前記第２配管に設けられたバルブであって、前記クランクケース内の圧力と前記吸気配管内の圧力との差によって開閉するＰＣＶバルブ（３３０）と、が設けられた車両（ＨＶＣ）に搭載され、前記内燃機関の動作を制御する制御装置（１０）であって、
   前記内燃機関を停止させる際には、前記吸気配管内における水分の滞留量を低減させる処理である水分低減処理を行うことを特徴とする制御装置。
2. 前記水分低減処理は、前記内燃機関における燃焼を停止させた状態で、前記内燃機関のクランクシャフト（１３３）を回転させ続けることにより、前記ＰＣＶバルブを介して前記クランクケース内の気体を排出する処理であることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記水分低減処理は、前記ＰＣＶバルブを介して排出された気体の量が、所定の目標量を超えるまで継続されることを特徴とする、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記目標量は、前記吸気配管のうち、前記スロットルバルブから前記内燃機関までの部分の容積に、前記クランクケースの容積を加えたものに等しいことを特徴とする、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記水分低減処理が行われる際には、前記ＰＣＶバルブを通過する気体の流量が最も大きくなるように、前記吸気配管内の圧力が調整されることを特徴とする、請求項２に記載の制御装置。
6. 前記吸気配管内の圧力は、前記スロットルバルブの開度によって調整されることを特徴とする、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記水分低減処理は、前記内燃機関における燃焼を停止させた状態で、前記内燃機関のクランクシャフトを回転させ続けながら、前記吸気配管内の圧力を大気圧又はその近傍まで上昇させる処理であることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
8. 前記吸気配管内の圧力が大気圧又はその近傍まで上昇した後、前記クランクシャフトの回転を停止させることを特徴とする、請求項７に記載の制御装置。
9. 前記水分低減処理は、
   前記内燃機関における燃焼を停止させた状態で、前記内燃機関のクランクシャフトを回転させ続けることにより、前記ＰＣＶバルブを介して前記クランクケース内の気体を排出する排出処理、に続いて行われることを特徴とする、請求項７又は８に記載の制御装置。
10. 前記排出処理は、前記ＰＣＶバルブを介して排出された気体の量が、所定の目標量を超えるまで継続されることを特徴とする、請求項９に記載の制御装置。
11. 前記目標量は、前記吸気配管のうち、前記スロットルバルブから前記内燃機関までの部分の容積に、前記クランクケースの容積を加えたものに等しいことを特徴とする、請求項１０に記載の制御装置。
12. 前記排出処理が行われる際には、前記ＰＣＶバルブを通過する気体の流量が最も大きくなるように、前記吸気配管内の圧力が調整されることを特徴とする、請求項９に記載の制御装置。
13. 前記吸気配管内の圧力は、前記スロットルバルブの開度によって調整されることを特徴とする、請求項１２に記載の制御装置。
14. 前記スロットルバルブの温度が氷点下である場合にのみ、前記水分低減処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
15. 前記スロットルバルブの温度を、直接的又は間接的に測定するための温度センサを備えたことを特徴とする、請求項１４に記載の制御装置。
16. 前記車両は、回転電機が更に設けられたハイブリッド車両であることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。

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