JP2024076657A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

【課題】機関停止後にクランクケース内に残存する水素濃度を低く抑えることが可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】ECU150のプロセッサ152は、水素を燃焼させる内燃機関10を停止する際に、機関停止前のクランクケース19内の水素濃度を推定する水素濃度推定部152bと、推定した水素濃度に応じた換気条件で機関停止前にクランクケース19内を換気し、該換気によりクランクケース19と吸気通路とを接続する換気通路を介してクランクケース19内の水素を含むガスを吸気系のガス中に排出させる換気制御部152cと、クランクケース19内の換気後に内燃機関10を停止する機関停止部152dと、を備える。【選択図】図3[Problem] To provide a control device for an internal combustion engine capable of suppressing the hydrogen concentration remaining in the crankcase after the engine is stopped. [Solution] A processor 152 of an ECU 150 includes a hydrogen concentration estimation unit 152b that estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19 before the engine is stopped when stopping an internal combustion engine 10 that burns hydrogen, a ventilation control unit 152c that ventilates the crankcase 19 before the engine is stopped under ventilation conditions corresponding to the estimated hydrogen concentration, and exhausts hydrogen-containing gas in the crankcase 19 into the gas in the intake system through a ventilation passage connecting the crankcase 19 and the intake passage, and an engine stop unit 152d that stops the internal combustion engine 10 after ventilation of the crankcase 19. [Selected Figure] Figure 3

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

従来、水素濃度センサの検出値に応じてクランクケース内に不活性ガスを供給することにより、燃焼室からクランクケース内に漏洩した水素ガスをパージし、水素ガスの蓄積による潤滑油の劣化や部品の水素脆化等を抑制することが公知である(特許文献1)。 It is known that hydrogen gas leaking from the combustion chamber into the crankcase is purged by supplying an inert gas into the crankcase in response to the detection value of a hydrogen concentration sensor, thereby suppressing deterioration of lubricating oil and hydrogen embrittlement of parts due to accumulation of hydrogen gas (Patent Document 1).

特開2006-077639号公報JP 2006-077639 A

しかし、上記特許文献に記載された技術では、エンジンの停止と共にパージも停止するため、エンジンを停止した際にクランクケース内に水素が残存してしまう問題がある。そして、エンジン停止時に水素がクランクケース内に残存していると、エンジン停止後にオイル補充などのためにオイルフィラーキャップを開けた際に水素が外部に出る可能性がある。この場合、エンジンルームに設けられた水素センサが水素を検出すると、内燃機関から水素が漏れ出すような異常が生じていないにも関わらず、異常が誤検知されてしまう可能性がある。 However, with the technology described in the above patent document, the purge stops when the engine is stopped, so there is a problem that hydrogen remains in the crankcase when the engine is stopped. If hydrogen remains in the crankcase when the engine is stopped, there is a possibility that the hydrogen will escape to the outside when the oil filler cap is opened after the engine is stopped to refill the oil, for example. In this case, if a hydrogen sensor installed in the engine compartment detects hydrogen, it may erroneously detect an abnormality even though no abnormality that would cause hydrogen to leak from the internal combustion engine has occurred.

上記課題に鑑みて、本開示の目的は、機関停止後にクランクケース内に残存する水素濃度を低く抑えることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。 In view of the above problems, the objective of this disclosure is to provide a control device for an internal combustion engine that can keep the hydrogen concentration remaining in the crankcase low after the engine is stopped.

本開示の要旨は以下のとおりである。 The gist of this disclosure is as follows:

(1) 水素を燃焼させる内燃機関を停止する際に、機関停止前のクランクケース内の水素濃度を推定する水素濃度推定部と、
推定した水素濃度に応じた換気条件で機関停止前に前記クランクケース内を換気し、該換気により前記クランクケースと吸気通路とを接続する換気通路を介して前記クランクケース内の水素を含むガスを吸気系のガス中に排出させる換気制御部と、
前記クランクケース内の換気後に内燃機関を停止する機関停止部と、
を備える、内燃機関の制御装置。
(1) a hydrogen concentration estimation unit that estimates a hydrogen concentration in a crankcase before an internal combustion engine that burns hydrogen is stopped;
a ventilation control unit that ventilates the crankcase before the engine is stopped under ventilation conditions corresponding to the estimated hydrogen concentration, and exhausts the hydrogen-containing gas in the crankcase into the gas in the intake system through a ventilation passage that connects the crankcase and an intake passage;
an engine stopping unit that stops the internal combustion engine after ventilating the crankcase;
A control device for an internal combustion engine comprising:

(2) 前記換気制御部は、機関停止要求が出された後、機関停止前に前記クランクケース内を換気する、上記(1)に記載の内燃機関の制御装置。 (2) The control device for an internal combustion engine described in (1) above, in which the ventilation control unit ventilates the crankcase before the engine is stopped after an engine stop request is issued.

(3) 前記換気制御部は、推定した水素濃度に応じた時間の間だけ前記クランクケース内を換気する、上記(1)又は(2)に記載の内燃機関の制御装置。 (3) The control device for an internal combustion engine described in (1) or (2) above, in which the ventilation control unit ventilates the crankcase for a period of time corresponding to the estimated hydrogen concentration.

(4) 前記換気制御部は、推定した水素濃度に応じた吸気マニホールドの負圧で前記クランクケース内を換気する、上記(1)~(3)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 (4) A control device for an internal combustion engine described in any one of (1) to (3) above, in which the ventilation control unit ventilates the crankcase with a negative pressure in the intake manifold according to the estimated hydrogen concentration.

(5) 前記換気制御部は、内燃機関の通常運転中に比べて高い換気効率で機関停止前に前記クランクケース内を換気する、上記(1)~(4)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 (5) A control device for an internal combustion engine described in any one of (1) to (4) above, in which the ventilation control unit ventilates the crankcase before the engine is stopped with a higher ventilation efficiency than during normal operation of the internal combustion engine.

(6) 前記機関停止部は、前記クランクケース内の換気により推定した前記クランクケース内の水素濃度が所定値未満になると内燃機関を停止する、上記(1)~(5)のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 (6) A control device for an internal combustion engine described in any one of (1) to (5) above, in which the engine stop unit stops the internal combustion engine when the hydrogen concentration in the crankcase estimated by ventilation in the crankcase falls below a predetermined value.

本開示によれば、機関停止後にクランクケース内に残存する水素濃度を低く抑えることが可能な内燃機関の制御装置が提供される。 This disclosure provides a control device for an internal combustion engine that can keep the hydrogen concentration remaining in the crankcase low after the engine is stopped.

内燃機関システムの構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an internal combustion engine system. 内燃機関の停止前の換気時のガスの流れを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the gas flow during ventilation before the internal combustion engine is stopped. ECUのプロセッサの機能ブロックを示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing functional blocks of a processor of an ECU. 水素濃度推定部がクランクケース内の水素濃度を推定する際に用いるマップを示す特性図である。4 is a characteristic diagram showing a map used when a hydrogen concentration estimation unit estimates the hydrogen concentration in the crankcase. FIG. 換気制御部が行う換気制御を説明するための特性図である。4 is a characteristic diagram for explaining ventilation control performed by a ventilation control unit. FIG. 換気制御部による換気制御の具体例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a specific example of ventilation control by a ventilation control unit. ECUのプロセッサが所定の制御周期毎に行う処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a process performed by a processor of the ECU at each predetermined control period.

以下、本発明に係る幾つかの実施形態について図を参照しながら説明する。しかしながら、これらの説明は、本発明の好ましい実施形態の単なる例示を意図するものであって、本発明をこのような特定の実施形態に限定することを意図するものではない。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。 Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, these descriptions are intended to merely exemplify preferred embodiments of the present invention, and are not intended to limit the present invention to such specific embodiments. In the following description, similar components will be given the same reference numbers.

図1は、内燃機関システム100の構成を示す模式図である。内燃機関システム100は、水素を燃料とする内燃機関10を備える。内燃機関システム100は、車両に搭載される。例えば、内燃機関システム100は、内燃機関10の駆動力のみで駆動される自動車、内燃機関10とモータジェネレータ(MG)を備えるハイブリッド自動車などに搭載される。 Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of an internal combustion engine system 100. The internal combustion engine system 100 includes an internal combustion engine 10 that uses hydrogen as fuel. The internal combustion engine system 100 is mounted on a vehicle. For example, the internal combustion engine system 100 is mounted on an automobile that is driven only by the driving force of the internal combustion engine 10, a hybrid automobile that includes the internal combustion engine 10 and a motor generator (MG), etc.

車両がハイブリッド自動車の場合、車両は、内燃機関10及びMG(又はモータ)を備える車両であれば如何なる態様の車両であってもよい。したがって、例えば、車両は、内燃機関が発電のみに用いられてモータのみが車両の駆動を行うように構成されていてもよい。また、例えば、車両は、主に車両の駆動用に用いられるMGと、主に発電用に用いられるMGとの二つのMGを有するように構成されてもよい。 When the vehicle is a hybrid vehicle, the vehicle may be any type of vehicle equipped with an internal combustion engine 10 and an MG (or a motor). Thus, for example, the vehicle may be configured so that the internal combustion engine is used only for generating electricity and only the motor drives the vehicle. Also, for example, the vehicle may be configured to have two MGs: one used mainly for driving the vehicle, and the other used mainly for generating electricity.

図1に示すように、内燃機関10は、シリンダブロック11、シリンダヘッド12、ヘッドカバー13、及びオイルパン14を備えている。シリンダブロック11のシリンダ16内には、ピストン15が往復動可能に設けられている。シリンダ16の壁面、ピストン15の冠面、及びシリンダヘッド12で囲まれる空間によって燃焼室17が形成されている。ヘッドカバーには、オイルを注入するためのフィラーキャップ等が設けられている。 As shown in FIG. 1, an internal combustion engine 10 includes a cylinder block 11, a cylinder head 12, a head cover 13, and an oil pan 14. A piston 15 is provided reciprocally within a cylinder 16 of the cylinder block 11. A combustion chamber 17 is formed by the space surrounded by the wall surface of the cylinder 16, the crown surface of the piston 15, and the cylinder head 12. The head cover is provided with a filler cap for injecting oil, etc.

シリンダヘッド12には、吸気バルブを開閉駆動する吸気カムシャフト(不図示)や、排気バルブを開閉駆動する排気カムシャフト(不図示)が回転可能に設けられている。また、シリンダヘッド12には、燃料噴射弁(不図示)も設けられている。 The cylinder head 12 is provided with a rotatable intake camshaft (not shown) that drives the intake valve to open and close, and an exhaust camshaft (not shown) that drives the exhaust valve to open and close. The cylinder head 12 is also provided with a fuel injection valve (not shown).

シリンダブロック11の下部には、クランクシャフト18を回転可能に支持するクランクケース19が設けられている。このクランクケース19の下方には、潤滑油を貯留する上記オイルパン14が組み付けられている。 A crankcase 19 that rotatably supports the crankshaft 18 is provided at the bottom of the cylinder block 11. The oil pan 14 that stores lubricating oil is attached below the crankcase 19.

シリンダヘッド12には、サージタンク60を備える吸気マニホールド29が接続されており、サージタンク60の上流には各種機器が設置された吸気管20が接続されている。吸気管20、サージタンク60及び吸気マニホールド29は内燃機関10の吸気通路を構成している。 An intake manifold 29 equipped with a surge tank 60 is connected to the cylinder head 12, and an intake pipe 20 in which various devices are installed is connected upstream of the surge tank 60. The intake pipe 20, the surge tank 60, and the intake manifold 29 form the intake passage of the internal combustion engine 10.

吸気管20には、その上流から順に、エアクリーナ21、エアフロメータ91、燃焼室17から出された排気を利用して駆動される過給機24のコンプレッサ24C、インタークーラ27、圧力センサ93、及び電動式のスロットルバルブ28が設置されている。 In the intake pipe 20, from upstream, there are installed an air cleaner 21, an air flow meter 91, a compressor 24C of a supercharger 24 that is driven by exhaust gas from the combustion chamber 17, an intercooler 27, a pressure sensor 93, and an electric throttle valve 28.

エアクリーナ21では、吸気管20に取り込まれる吸気の濾過が行われ、過給機24では、吸気管20に取り込まれた空気の圧送(過給)が行われる。また、インタークーラ27では、コンプレッサ24Cを通過した後の空気の冷却が行われ、スロットルバルブ28の開度が調整されることによって吸入空気量の調整が行われる。 The air cleaner 21 filters the intake air taken into the intake pipe 20, and the turbocharger 24 pressurizes (supercharges) the air taken into the intake pipe 20. The intercooler 27 cools the air after it passes through the compressor 24C, and the amount of intake air is adjusted by adjusting the opening of the throttle valve 28.

内燃機関10には、燃焼室17からクランクケース19内に漏れた燃焼ガス、いわゆるブローバイガスを処理するためのブローバイガス処理装置が設けられている。このブローバイガス処理装置は、クランクケース19内のブローバイガスを、ヘッドカバー13に設けられたオイル分離器であるメインセパレータ31に導くための吸引路32を備えている。吸引路32は、シリンダブロック11及びシリンダヘッド12の内部を通って延伸され、その途中には、オイル分離であるプリセパレータ33が設けられている。 The internal combustion engine 10 is provided with a blow-by gas processing device for processing the combustion gas that leaks from the combustion chamber 17 into the crankcase 19, known as blow-by gas. This blow-by gas processing device has a suction passage 32 for directing the blow-by gas in the crankcase 19 to a main separator 31, which is an oil separator provided in the head cover 13. The suction passage 32 extends through the inside of the cylinder block 11 and the cylinder head 12, and a pre-separator 33, which separates oil, is provided midway.

メインセパレータ31は、差圧弁であるPCV(positive crankcase ventilation)バルブ34及びPCV通路35を介してサージタンク60に接続されている。PCVバルブ34は、サージタンク60内の圧力がメインセパレータ31内の圧力よりも低くなったときに開弁して、メインセパレータ31からサージタンク60へのブローバイガスの流入を許容する。 The main separator 31 is connected to the surge tank 60 via a PCV (positive crankcase ventilation) valve 34, which is a differential pressure valve, and a PCV passage 35. The PCV valve 34 opens when the pressure in the surge tank 60 becomes lower than the pressure in the main separator 31, allowing blow-by gas to flow from the main separator 31 to the surge tank 60.

内燃機関10が非過給状態(自然吸気状態)で運転されているときには、サージタンク60内の圧力がメインセパレータ31内の圧力よりも低くなるため、クランクケース19内のブローバイガスは、吸引路32、メインセパレータ31、PCVバルブ34、及びPCV通路35を介してサージタンク60内に吸引される。吸引されたブローバイガスは、吸気と共に燃焼室17に送られて燃焼される。 When the internal combustion engine 10 is operated in a non-supercharged state (naturally aspirated state), the pressure in the surge tank 60 is lower than the pressure in the main separator 31, so the blow-by gas in the crankcase 19 is sucked into the surge tank 60 via the suction passage 32, the main separator 31, the PCV valve 34, and the PCV passage 35. The sucked blow-by gas is sent to the combustion chamber 17 together with the intake air and combusted.

また、メインセパレータ31には、接続通路41を介してエゼクタ40が接続されている。エゼクタ40は、コンプレッサ24Cよりも上流側の吸気管20とコンプレッサ24Cよりも下流側の吸気管20とを接続するバイパス通路42の途中に設けられている。エゼクタ40は、負圧の発生する絞り部を1つのみ備える単段式のエゼクタであり、その内部には、バイパス通路42を流れる空気の流量が所定量以上になると閉弁する流量制御弁(図示略)が設けられている。 The main separator 31 is also connected to an ejector 40 via a connection passage 41. The ejector 40 is provided in the middle of a bypass passage 42 that connects the intake pipe 20 upstream of the compressor 24C with the intake pipe 20 downstream of the compressor 24C. The ejector 40 is a single-stage ejector that has only one throttle section that generates negative pressure, and is provided therein with a flow control valve (not shown) that closes when the flow rate of air flowing through the bypass passage 42 reaches or exceeds a predetermined amount.

接続通路41には、接続通路41を流れるブローバイガスの流量を調整する電磁バルブ43が設けられている。この電磁バルブ43は、開度指令値Vsが「0%」のときには閉弁状態(全閉状態)になるように制御される。そして、開度指令値Vsが「0%」から「100%」に向かって増大していくにつれて電磁バルブ43の開度は大きくなっていき、接続通路41を流れるブローバイガスの流量は増加していく。そして、開度指令値Vsが「100%」のときには、電磁バルブ43は全開状態になるように制御される。 The connection passage 41 is provided with an electromagnetic valve 43 that adjusts the flow rate of blow-by gas flowing through the connection passage 41. This electromagnetic valve 43 is controlled to be in a closed state (fully closed state) when the opening command value Vs is "0%". As the opening command value Vs increases from "0%" toward "100%," the opening of the electromagnetic valve 43 increases, and the flow rate of blow-by gas flowing through the connection passage 41 increases. When the opening command value Vs is "100%," the electromagnetic valve 43 is controlled to be in a fully open state.

また、ブローバイガス処理装置は、空気をクランクケース19に導入するための大気導入路37を備えている。大気導入路37は、吸気管20におけるエアクリーナ21とコンプレッサ24Cの間の部位からヘッドカバー13を貫通してシリンダヘッド12及びシリンダブロック11の内部を通り、クランクケース19に繋がっている。大気導入路37の途中には、ヘッドカバー13内に設置されたオイル分離器である大気側セパレータ38が設けられている。 The blow-by gas treatment device also has an air intake passage 37 for introducing air into the crankcase 19. The air intake passage 37 runs from a portion of the intake pipe 20 between the air cleaner 21 and the compressor 24C through the head cover 13, passes through the inside of the cylinder head 12 and the cylinder block 11, and is connected to the crankcase 19. An air-side separator 38, which is an oil separator installed inside the head cover 13, is provided midway along the air intake passage 37.

内燃機関10が過給状態で運転されているときには、コンプレッサ24Cの下流側から上流側に向かってバイパス通路42内を空気が流れることにより、吸気管20とバイパス通路42を空気(エゼクタガス)が循環し、エゼクタ40の内部空間には負圧が生じる。そして、エゼクタ40の内部空間に発生した負圧を利用することにより、クランクケース19内のブローバイガスは、吸引路32、プリセパレータ33、メインセパレータ31及び接続通路41で構成されるブローバイガス通路を介してエゼクタ40の内部に吸引される。エゼクタ40に吸引されたブローバイガスは、空気とともにバイパス通路42を介してコンプレッサ24Cよりも上流側の吸気管20に導入される。吸気管20に導入されたブローバイガスは、吸気と共に燃焼室17に送られて燃焼される。 When the internal combustion engine 10 is operated in a supercharged state, air flows through the bypass passage 42 from the downstream side of the compressor 24C to the upstream side, so that air (ejector gas) circulates through the intake pipe 20 and the bypass passage 42, and negative pressure is generated in the internal space of the ejector 40. Then, by utilizing the negative pressure generated in the internal space of the ejector 40, the blow-by gas in the crankcase 19 is sucked into the inside of the ejector 40 through the blow-by gas passage consisting of the suction passage 32, the pre-separator 33, the main separator 31, and the connection passage 41. The blow-by gas sucked into the ejector 40 is introduced into the intake pipe 20 upstream of the compressor 24C through the bypass passage 42 together with the air. The blow-by gas introduced into the intake pipe 20 is sent to the combustion chamber 17 together with the intake air and combusted.

ECU150は、内燃機関システム100の全体を制御する構成要素であり、内燃機関10を制御対象とし、スロットルバルブ28、燃料噴射弁、電磁バルブ43等の各種操作対象機器を操作することによって、内燃機関10の各種制御を実施する。ECU150は、内燃機関の制御装置の一態様であり、プロセッサ152と、メモリ154と、通信インターフェース156とを有する。プロセッサ152は、1個または複数個のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ152は、論理演算ユニット、数値演算ユニットあるいはグラフィック処理ユニットといった他の演算回路をさらに有していてもよい。メモリ154は、例えば、揮発性の半導体メモリ及び不揮発性の半導体メモリを有し、本実施形態に係る処理に関連するデータを必要に応じて記憶する。通信インターフェース156は、ECU150を車内ネットワークに接続するためのインターフェース回路を有する。 The ECU 150 is a component that controls the entire internal combustion engine system 100, and controls the internal combustion engine 10 by operating various devices such as the throttle valve 28, the fuel injection valve, and the solenoid valve 43. The ECU 150 is one aspect of a control device for an internal combustion engine, and has a processor 152, a memory 154, and a communication interface 156. The processor 152 has one or more CPUs (Central Processing Units) and their peripheral circuits. The processor 152 may further have other arithmetic circuits such as a logic arithmetic unit, a numerical arithmetic unit, or a graphic processing unit. The memory 154 has, for example, a volatile semiconductor memory and a non-volatile semiconductor memory, and stores data related to the processing according to this embodiment as necessary. The communication interface 156 has an interface circuit for connecting the ECU 150 to an in-vehicle network.

ECU150は、各種制御を実施する際に、エアフロメータ91によって検出される吸入空気量GAや、クランク角センサ92の出力信号から算出される機関回転速度を参照する。また、ECU150は、圧力センサ93によって検出される吸気圧を参照する。また、ECU150は、各種制御を実施する際に、車両の運転者によって操作されるアクセルペダルの操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサ94の出力信号や、車速センサ95によって検出される車両の車速を参照する。 When carrying out various controls, the ECU 150 refers to the intake air volume GA detected by the air flow meter 91 and the engine speed calculated from the output signal of the crank angle sensor 92. The ECU 150 also refers to the intake air pressure detected by the pressure sensor 93. When carrying out various controls, the ECU 150 also refers to the output signal of the accelerator opening sensor 94, which detects the amount of operation of the accelerator pedal operated by the driver of the vehicle (accelerator opening), and the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 95.

また、ECU150には、内燃機関10が配置されたエンジンルーム内の水素濃度を検出する水素センサ96に接続されている。内燃機関10から水素が漏れ出し、水素センサ96が検出したエンジンルーム内の水素濃度が所定値以上になると、ECU150は内燃機関システム1000の異常を検知する。この場合、ECU150は内燃機関システムの動作を停止(シャットダウン)させたり、車両のドライバに車両停止を促すための警告を発するなどの必要な処置を行う。これにより、水素が漏れ出した状態で内燃機関10が運転されることが抑制される。 The ECU 150 is also connected to a hydrogen sensor 96 that detects the hydrogen concentration in the engine compartment in which the internal combustion engine 10 is located. If hydrogen leaks from the internal combustion engine 10 and the hydrogen concentration in the engine compartment detected by the hydrogen sensor 96 exceeds a predetermined value, the ECU 150 detects an abnormality in the internal combustion engine system 1000. In this case, the ECU 150 takes necessary measures, such as stopping (shutting down) the operation of the internal combustion engine system or issuing a warning to the vehicle driver to urge him or her to stop the vehicle. This prevents the internal combustion engine 10 from being operated in a state in which hydrogen has leaked.

スロットルバルブ28、電磁バルブ43または燃料噴射弁などの各種機器、および内燃機関システム100が備える上記の各種センサ類と、ECU150とは、コントローラエリアネットワーク(Controller Area Network (CAN))といった規格に準拠した車内ネットワークを介して接続される。 The throttle valve 28, solenoid valve 43, fuel injection valve, and other devices, as well as the above-mentioned various sensors of the internal combustion engine system 100, are connected to the ECU 150 via an in-vehicle network that conforms to a standard such as the Controller Area Network (CAN).

なお、ここでは内燃機関10が過給機24を備えている例を示したが、内燃機関10は過給機24を備えていなくてもよい。内燃機関10が過給機24を備えていない場合、エゼクタ40、バイパス通路42などの構成要素も不要である。 Note that, although an example in which the internal combustion engine 10 is equipped with a turbocharger 24 has been shown here, the internal combustion engine 10 does not have to be equipped with a turbocharger 24. If the internal combustion engine 10 is not equipped with a turbocharger 24, components such as the ejector 40 and the bypass passage 42 are also not required.

以上のように構成された内燃機関システム100において、クランクケース19の内部に水素が滞留した状態で内燃機関10が停止すると、オイル補充等のために内燃機関10のフィラーキャップを開けた際に、クランクケース19の内部に滞留した水素がエンジンルーム内に排出される。この場合、水素センサ96が所定値以上の水素濃度を検出すると、ECU150は、内燃機関10から水素が漏れ出すような異常が生じていないにも関わらず、異常を誤検知する可能性がある。 In the internal combustion engine system 100 configured as described above, if the internal combustion engine 10 is stopped with hydrogen remaining inside the crankcase 19, the hydrogen remaining inside the crankcase 19 will be discharged into the engine compartment when the filler cap of the internal combustion engine 10 is opened for oil refills, etc. In this case, if the hydrogen sensor 96 detects a hydrogen concentration equal to or greater than a predetermined value, the ECU 150 may erroneously detect an abnormality even though no abnormality that would cause hydrogen to leak from the internal combustion engine 10 has occurred.

なお、通常運転中には、上述したような方法でブローバイガスがクランクケース19内から排出されるが、通常運転時のブローバイガスの排出では、基本的には、ピストン15が下降してクランクケース19内から押し出された分のブローバイガスが排出される。このため、内燃機関10が停止した際にクランクケース19の内部に水素が滞留しまう場合がある。 During normal operation, blow-by gas is discharged from the crankcase 19 in the manner described above. However, when the blow-by gas is discharged during normal operation, the amount of blow-by gas that is pushed out of the crankcase 19 when the piston 15 descends is basically discharged. For this reason, hydrogen may remain inside the crankcase 19 when the internal combustion engine 10 stops.

このため、本実施形態では、ドライバが車両を停車させる際などに、内燃機関10の停止要求(機関停止要求)が出されると、内燃機関10を停止する前にクランクケース19の内部を換気し、換気後に内燃機関10を停止させる。なお、機関停止要求は、例えばイグニッションスイッチがオフとされた場合に出される。 For this reason, in this embodiment, when a request to stop the internal combustion engine 10 (engine stop request) is issued, for example, when the driver stops the vehicle, the inside of the crankcase 19 is ventilated before stopping the internal combustion engine 10, and the internal combustion engine 10 is stopped after ventilation. Note that the engine stop request is issued, for example, when the ignition switch is turned off.

図2は、内燃機関10の停止前の換気時のガスの流れを示す模式図である。内燃機関10の停止要求が出されると、内燃機関10を停止前にスロットルバルブ28を閉じて吸気マニホールド29内の圧力が負圧とされる。これにより、クランクケース19の内部のガスが、図2中に示す黒矢印A1の方向に流れ、PCVバルブ34を通って吸気マニホールド29に流れる。また、クランクケース19内から吸気マニホールド29へガスが流れることで、エアクリーナ21の下流の新気が図2中に示す白矢印A2の方向に流れ、大気導入路37からクランクケース19内へ大量の新気が流入する。これにより、クランクケース19内が換気される。 Figure 2 is a schematic diagram showing the gas flow during ventilation before the internal combustion engine 10 is stopped. When a request to stop the internal combustion engine 10 is issued, the throttle valve 28 is closed before the internal combustion engine 10 is stopped, and the pressure in the intake manifold 29 is made negative. As a result, gas inside the crankcase 19 flows in the direction of the black arrow A1 shown in Figure 2, passes through the PCV valve 34, and flows into the intake manifold 29. In addition, as gas flows from inside the crankcase 19 to the intake manifold 29, fresh air downstream of the air cleaner 21 flows in the direction of the white arrow A2 shown in Figure 2, and a large amount of fresh air flows into the crankcase 19 from the air intake passage 37. This ventilates the crankcase 19.

吸気マニホールド29に流れたクランクケース19内のガスは、燃焼室17内に吸入される。これにより、クランクケース19内に滞留していた水素が燃焼し、燃焼後の排気ガスは排気マニホールドに排出される。 The gas in the crankcase 19 that flows into the intake manifold 29 is drawn into the combustion chamber 17. This causes the hydrogen that has accumulated in the crankcase 19 to burn, and the resulting exhaust gas is discharged into the exhaust manifold.

なお、換気は、停止要求が出された後、内燃機関10がアイドリング状態で運転される際に実施される。この際、電磁バルブ43は閉弁状態とされる Ventilation is performed when the internal combustion engine 10 is operating in an idling state after a stop request is issued. At this time, the solenoid valve 43 is closed.

また、ハイブリッド自動車の場合、換気は、停止要求が出された後、内燃機関10をモータで駆動している際に実施される。この場合、内燃機関10では水素が燃焼しておらず、モータリングによってクランクシャフト18が回転するため、クランクケース19内の換気をより効率良く行うことができる。 In the case of a hybrid vehicle, ventilation is performed when the internal combustion engine 10 is driven by the motor after a stop request has been issued. In this case, hydrogen is not being burned in the internal combustion engine 10, and the crankshaft 18 is rotated by motoring, so ventilation inside the crankcase 19 can be performed more efficiently.

以上のようにしてクランクケース19内が換気された後、内燃機関10が停止される。これにより、オイル補充のためにフィラーキャップを開けた際に、クランクケース19内から水素が排出されることが抑制され、水素漏れの誤検知が抑制される。 After the crankcase 19 has been ventilated in the above manner, the internal combustion engine 10 is stopped. This prevents hydrogen from being discharged from the crankcase 19 when the filler cap is opened to refill oil, and prevents false detection of a hydrogen leak.

クランクケース19内の水素濃度は、内燃機関10の運転状態(機関回転数、負荷)に応じて異なり、内燃機関10が高回転、高負荷で運転されているほど、クランクケース19内の水素濃度は高くなる。このため、停止要求が出される前の内燃機関10の運転状態に応じてクランクケース19内の水素濃度が予測され、水素濃度に応じて換気が制御される。なお、負荷はアクセル開度または燃料噴射量から求まる。 The hydrogen concentration in the crankcase 19 varies depending on the operating state (engine speed, load) of the internal combustion engine 10; the higher the internal combustion engine 10 is operated at higher speeds and with a higher load, the higher the hydrogen concentration in the crankcase 19. For this reason, the hydrogen concentration in the crankcase 19 is predicted according to the operating state of the internal combustion engine 10 before a stop request is issued, and ventilation is controlled according to the hydrogen concentration. The load is determined from the accelerator opening or the amount of fuel injected.

換気時には、スロットルバルブ28の開度をより絞ることで、吸気マニホールド29の負圧がより高くなり、クランクケース19内からより多量のガスが吸気マニホールド29に流れる。これにより、換気時間を短縮することができる。 During ventilation, the throttle valve 28 is narrowed further, which increases the negative pressure in the intake manifold 29 and causes a larger amount of gas to flow from inside the crankcase 19 into the intake manifold 29. This shortens the ventilation time.

したがって、予測されたクランクケース19内の水素濃度に応じて、換気時の吸気マニホールド29の負圧、換気時間などの条件を決定することで、必要最小限の時間で確実に換気を行うことができる。 Therefore, by determining conditions such as the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation and the ventilation time according to the predicted hydrogen concentration in the crankcase 19, ventilation can be performed reliably in the minimum time required.

図3は、以上のような処理を実現するためのECU150のプロセッサ152の機能ブロックを示す模式図である。ECU150のプロセッサ152は、運転状態取得部152aと、水素濃度推定部152bと、換気制御部152cと、機関停止部152dと、を有している。プロセッサ152が有するこれらの各部は、例えば、プロセッサ152上で動作するコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。つまり、プロセッサ152の機能ブロックは、プロセッサ152とこれを機能させるためのプログラム(ソフトウェア)から構成される。また、そのプログラムは、ECU150が備えるメモリ154または外部から接続される記録媒体に記録されていてもよい。あるいは、プロセッサ152が有するこれらの各部は、プロセッサ152に設けられる専用の演算回路であってもよい。 Figure 3 is a schematic diagram showing the functional blocks of the processor 152 of the ECU 150 for implementing the above-mentioned processing. The processor 152 of the ECU 150 has an operating state acquisition unit 152a, a hydrogen concentration estimation unit 152b, a ventilation control unit 152c, and an engine stop unit 152d. Each of these units of the processor 152 is a functional module realized by, for example, a computer program running on the processor 152. In other words, the functional blocks of the processor 152 are composed of the processor 152 and a program (software) for making it function. The program may be recorded in the memory 154 of the ECU 150 or in a recording medium connected from the outside. Alternatively, each of these units of the processor 152 may be a dedicated arithmetic circuit provided in the processor 152.

プロセッサ152の運転状態取得部152aは、内燃機関10の停止要求が出された場合に、その直前の内燃機関10の運転状態を取得する。運転状態取得部152aは、機関停止要求が出された時点から遡って過去の所定期間の運転状態を取得する。 When a request to stop the internal combustion engine 10 is issued, the operating state acquisition unit 152a of the processor 152 acquires the operating state of the internal combustion engine 10 immediately before that request. The operating state acquisition unit 152a acquires the operating state for a predetermined period of time going back from the time when the engine stop request was issued.

プロセッサ152の水素濃度推定部152bは、内燃機関10を停止する際に、機関停止前のクランクケース19内の水素濃度を推定する。具体的には、水素濃度推定部152bは、運転状態取得部152aが取得した内燃機関10の運転状態に基づいて、内燃機関10の停止要求が出された時点のクランクケース19内の水素濃度を推定する。図4は、水素濃度推定部152bがクランクケース19内の水素濃度を推定する際に用いるマップを示す特性図である。図4では、内燃機関10が停止直前に高回転、高負荷で運転された場合に水素濃度を推定するための特性C1と、内燃機関10が停止直前に低回転、低負荷で運転された場合に水素濃度を推定するための特性C2が示されている。 When the internal combustion engine 10 is stopped, the hydrogen concentration estimation unit 152b of the processor 152 estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19 before the engine is stopped. Specifically, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19 at the time when a request to stop the internal combustion engine 10 is issued, based on the operating state of the internal combustion engine 10 acquired by the operating state acquisition unit 152a. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a map used when the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19. FIG. 4 shows a characteristic C1 for estimating the hydrogen concentration when the internal combustion engine 10 is operated at high speed and high load immediately before being stopped, and a characteristic C2 for estimating the hydrogen concentration when the internal combustion engine 10 is operated at low speed and low load immediately before being stopped.

内燃機関10の停止前に内燃機関10が高回転、高負荷で運転していた場合、水素濃度推定部152bは、図4の特性C1に内燃機関10が高回転、高負荷で運転していた運転時間を当てはめることで、クランクケース19内の水素濃度を推定する。例えば、機関停止要求が出された時点より前の所定期間(時刻0~t1)において、内燃機関10が特性C1のように高回転、高負荷で運転していた場合、水素濃度推定部152bは、クランクケース19内の水素濃度がd1であると推定する。 If the internal combustion engine 10 was operating at high revolutions and high load before it was stopped, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19 by applying the operating time during which the internal combustion engine 10 was operating at high revolutions and high load to characteristic C1 in Figure 4. For example, if the internal combustion engine 10 was operating at high revolutions and high load as shown by characteristic C1 during a predetermined period (time 0 to t1) before the engine stop request was issued, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates that the hydrogen concentration in the crankcase 19 is d1.

また、内燃機関10の停止前に内燃機関10が低回転、低負荷で運転していた場合、水素濃度推定部152bは、図4の特性C2に内燃機関10が低回転、低負荷で運転していた運転時間を当てはめることで、クランクケース19内の水素濃度を推定する。例えば、機関停止要求が出された時点より前の所定期間(時刻0~t1)において、内燃機関10が特性C2のように低回転、低負荷で運転していた場合、水素濃度推定部152bは、クランクケース19内の水素濃度がd2であると推定する。 In addition, if the internal combustion engine 10 was operating at low revolutions and low load before it was stopped, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19 by applying the operating time during which the internal combustion engine 10 was operating at low revolutions and low load to characteristic C2 in Figure 4. For example, if the internal combustion engine 10 was operating at low revolutions and low load as shown by characteristic C2 during a predetermined period (time 0 to t1) before the engine stop request was issued, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates that the hydrogen concentration in the crankcase 19 is d2.

なお、図4に示したマップは一例であり、クランクケース19内の水素濃度を推定する際に用いるマップは更に様々な特性を含んでいてもよい。例えば、クランクケース19内の水素濃度を推定する際に用いるマップは、内燃機関10が停止直前に中回転、中負荷で運転された場合に水素濃度を推定するための特性を含んでいてもよい。 Note that the map shown in FIG. 4 is just one example, and the map used to estimate the hydrogen concentration in the crankcase 19 may further include various characteristics. For example, the map used to estimate the hydrogen concentration in the crankcase 19 may include characteristics for estimating the hydrogen concentration when the internal combustion engine 10 is operated at medium speed and medium load immediately before being stopped.

プロセッサ152の換気制御部152cは、水素濃度推定部152bが推定した水素濃度に応じた換気条件で機関停止前にクランクケース19内を換気し、換気によりクランクケース19と吸気通路とを接続する換気通路(吸引路32、PCV通路35、接続通路41、バイパス通路42)を介してクランクケース19内の水素を含むガスを吸気系のガス中に排出させる。換気制御部152cは、推定した水素濃度に応じた時間の間だけクランクケース19内を換気してもよい。また、換気制御部152cは、推定した水素濃度に応じた吸気マニホールド29の負圧でクランクケース19内を換気してもよい。 The ventilation control unit 152c of the processor 152 ventilates the crankcase 19 before the engine is stopped under ventilation conditions corresponding to the hydrogen concentration estimated by the hydrogen concentration estimation unit 152b, and exhausts the hydrogen-containing gas in the crankcase 19 into the gas in the intake system through the ventilation passages (suction passage 32, PCV passage 35, connection passage 41, bypass passage 42) that connect the crankcase 19 and the intake passage. The ventilation control unit 152c may ventilate the crankcase 19 for a period of time corresponding to the estimated hydrogen concentration. The ventilation control unit 152c may also ventilate the crankcase 19 with a negative pressure in the intake manifold 29 corresponding to the estimated hydrogen concentration.

より詳細には、換気制御部152cは、水素濃度推定部152bが推定した水素濃度が所定値以上(例えば、4%以上)の場合、吸気マニホールド29内の負圧、換気時間などの換気条件を決定し、換気条件に従ってクランクケース19内の換気を行う。換気制御部152cは、水素濃度推定部152bが推定した水素濃度が所定値範囲(例えば、4%以上75%以下)の場合に、クランクケース19内の換気を行ってもよい。図5は、換気制御部152cが行う換気制御を説明するための特性図である。 More specifically, when the hydrogen concentration estimated by the hydrogen concentration estimation unit 152b is equal to or greater than a predetermined value (e.g., 4% or greater), the ventilation control unit 152c determines ventilation conditions such as the negative pressure in the intake manifold 29 and ventilation time, and ventilates the crankcase 19 according to the ventilation conditions. When the hydrogen concentration estimated by the hydrogen concentration estimation unit 152b is within a predetermined value range (e.g., 4% or greater and 75% or less), the ventilation control unit 152c may ventilate the crankcase 19. Figure 5 is a characteristic diagram for explaining the ventilation control performed by the ventilation control unit 152c.

図4に示した例において、水素濃度推定部152bが推定したクランクケース19内の水素濃度がd1の場合、換気制御部152cは、スロットルバルブ28の開度を調節することで、図5に示す特性C3またはC4のように換気制御を行うことができる。特性C3は、スロットルバルブ28の開度を大きくして、吸気マニホールド29内の負圧を低くして換気制御を行う場合を示している。吸気マニホールド29内の負圧が低いと、クランクケース19内のガスを吸気マニホールド29に排出するために比較的長時間を要するため、特性C3の制御を行う場合、クランクケース19内の水素濃度は時刻t11で0に達し、時刻t11で換気が完了する。 In the example shown in FIG. 4, when the hydrogen concentration in the crankcase 19 estimated by the hydrogen concentration estimation unit 152b is d1, the ventilation control unit 152c can perform ventilation control as shown in characteristic C3 or C4 in FIG. 5 by adjusting the opening of the throttle valve 28. Characteristic C3 shows a case where ventilation control is performed by increasing the opening of the throttle valve 28 and lowering the negative pressure in the intake manifold 29. When the negative pressure in the intake manifold 29 is low, it takes a relatively long time to discharge the gas in the crankcase 19 to the intake manifold 29. Therefore, when control of characteristic C3 is performed, the hydrogen concentration in the crankcase 19 reaches 0 at time t11, and ventilation is completed at time t11.

一方、特性C4は、スロットルバルブ28の開度を小さくして、吸気マニホールド29内の負圧を高くして換気制御を行う場合を示している。吸気マニホールド29内の負圧が高いと、クランクケース19内のガスを吸気マニホールド29に排出するのは比較的短時間で済むため、特性C4の制御を行う場合、クランクケース19内の水素濃度は時刻t11より早い時刻t12で0に達し、時刻t12で換気が完了する。 On the other hand, characteristic C4 shows a case where ventilation control is performed by reducing the opening of the throttle valve 28 and increasing the negative pressure in the intake manifold 29. When the negative pressure in the intake manifold 29 is high, it takes a relatively short time to discharge the gas in the crankcase 19 to the intake manifold 29. Therefore, when control according to characteristic C4 is performed, the hydrogen concentration in the crankcase 19 reaches 0 at time t12, which is earlier than time t11, and ventilation is completed at time t12.

以上のように、吸気マニホールド29内の負圧を高くして換気を行った場合(特性C4)は、吸気マニホールド29内の負圧を低くして換気を行った場合(特性C3)に比べて、時間Tだけ換気時間が短縮される。換気制御部152cは、スロットルバルブの開度を調節することで、換気時間を制御することができる。したがって、必要最小限の時間で確実に換気が実施される。 As described above, when ventilation is performed by increasing the negative pressure in the intake manifold 29 (characteristic C4), the ventilation time is shortened by time T compared to when ventilation is performed by decreasing the negative pressure in the intake manifold 29 (characteristic C3). The ventilation control unit 152c can control the ventilation time by adjusting the opening of the throttle valve. Therefore, ventilation is reliably performed in the minimum necessary time.

また、図4に示した例において、水素濃度推定部152bが推定した水素濃度がd2の場合、換気制御部152cは、図5に示す特性C5のように換気制御を行うことができる。特性C5は、スロットルバルブ28の開度を小さくして、吸気マニホールド29内の負圧を高くして換気制御を行う場合を示しており、この場合、クランクケース19内の水素濃度は時刻t13で0に達し、時刻t13換気が完了する。このように、水素濃度が比較的低いd2の場合、水素濃度が比較的高いd1の場合に比べて換気時間が短縮される。なお、水素濃度がd2の場合においても、スロットルバルブ28の開度を大きくすることで、換気時間をより長くすることも可能である。 In the example shown in FIG. 4, when the hydrogen concentration estimated by the hydrogen concentration estimation unit 152b is d2, the ventilation control unit 152c can perform ventilation control as shown by characteristic C5 in FIG. 5. Characteristic C5 shows a case where ventilation control is performed by reducing the opening of the throttle valve 28 and increasing the negative pressure in the intake manifold 29. In this case, the hydrogen concentration in the crankcase 19 reaches 0 at time t13, and ventilation is completed at time t13. In this way, when the hydrogen concentration is relatively low at d2, the ventilation time is shorter than when the hydrogen concentration is relatively high at d1. Note that even when the hydrogen concentration is d2, it is possible to lengthen the ventilation time by increasing the opening of the throttle valve 28.

以上のように、換気制御部152cは、クランクケース19内の水素濃度に応じて、吸気マニホールド29内の負圧、換気時間などの換気条件を決定することができ、決定した換気条件に基づいてクランクケース19内の換気を制御することができる。換気制御部152cは、スロットルバルブ28の開度を制御することで、吸気マニホールド29内の負圧を制御する。一方、換気制御部152cは、吸気マニホールド29に設けられたスロットルバルブ28以外のバルブを制御することで、吸気マニホールド29内の負圧を制御してもよい。また、換気制御部152cは、内燃機関10の吸気バルブ、排気バルブのバルブタイミングを制御することで吸気マニホールド29内の負圧を制御してもよい。 As described above, the ventilation control unit 152c can determine ventilation conditions such as the negative pressure and ventilation time in the intake manifold 29 according to the hydrogen concentration in the crankcase 19, and can control the ventilation in the crankcase 19 based on the determined ventilation conditions. The ventilation control unit 152c controls the negative pressure in the intake manifold 29 by controlling the opening of the throttle valve 28. On the other hand, the ventilation control unit 152c may control the negative pressure in the intake manifold 29 by controlling a valve other than the throttle valve 28 provided in the intake manifold 29. The ventilation control unit 152c may also control the negative pressure in the intake manifold 29 by controlling the valve timing of the intake valve and exhaust valve of the internal combustion engine 10.

また、換気制御部152cは、内燃機関10の通常運転中に比べて高い換気効率で機関停止前にクランクケース19内を換気してもよい。なお、換気効率とは、単位時間当たりのクランクケース19内の水素濃度の低下量をいうものとする。例えば、換気制御部152cは、機関停止前には、通常運転中よりも吸気マニホールド29内の負圧を高くしてクランクケース19内を換気してもよい。また、換気制御部152cは、機関停止前には、通常運転中よりも換気時間をより長くしてクランクケース19内を換気してもよい。 The ventilation control unit 152c may also ventilate the crankcase 19 before the engine is stopped with a higher ventilation efficiency than during normal operation of the internal combustion engine 10. Note that ventilation efficiency refers to the amount of decrease in hydrogen concentration in the crankcase 19 per unit time. For example, the ventilation control unit 152c may ventilate the crankcase 19 before the engine is stopped by increasing the negative pressure in the intake manifold 29 compared to during normal operation. The ventilation control unit 152c may also ventilate the crankcase 19 before the engine is stopped by making the ventilation time longer than during normal operation.

プロセッサ152の機関停止部152dは、機関停止要求が出されると、内燃機関10を停止させる。機関停止部152dは、換気制御部152cにより内燃機関10の停止前にクランクケース19内の換気が行われる場合は、換気後に内燃機関10を停止させる。より具体的には、機関停止部152dは、換気により推定したクランクケース19内の水素濃度が所定値未満になると内燃機関10を停止させる。 When an engine stop request is issued, the engine stop unit 152d of the processor 152 stops the internal combustion engine 10. If the ventilation control unit 152c ventilates the crankcase 19 before stopping the internal combustion engine 10, the engine stop unit 152d stops the internal combustion engine 10 after ventilation. More specifically, the engine stop unit 152d stops the internal combustion engine 10 when the hydrogen concentration in the crankcase 19 estimated by ventilation falls below a predetermined value.

図6は、換気制御部152cによる換気制御の具体例を示す模式図である。図6では、内燃機関10の停止要求前の運転状態と、クランクケース19内の水素濃度と、換気時の吸気マニホールド29の負圧(インマニ負圧)と、換気時間との関係を示す模式図である。図6に示す停止要求前の運転状態は運転状態取得部152aにより取得され、クランクケース19内の水素濃度は水素濃度推定部152bにより推定される。また、図6に示すインマニ負圧と換気時間は換気制御部152cによって制御される。 Figure 6 is a schematic diagram showing a specific example of ventilation control by the ventilation control unit 152c. Figure 6 is a schematic diagram showing the relationship between the operating state before a stop request of the internal combustion engine 10, the hydrogen concentration in the crankcase 19, the negative pressure (intake manifold negative pressure) of the intake manifold 29 during ventilation, and the ventilation time. The operating state before the stop request shown in Figure 6 is acquired by the operating state acquisition unit 152a, and the hydrogen concentration in the crankcase 19 is estimated by the hydrogen concentration estimation unit 152b. In addition, the intake manifold negative pressure and ventilation time shown in Figure 6 are controlled by the ventilation control unit 152c.

図6に示すように、内燃機関10の停止要求前の運転状態において、機関回転数が高回転であり、負荷が高負荷であり、その状態での運転時間が長時間である場合、水素濃度推定部152bにより、クランクケース19内の水素濃度が「高」と推定される。この場合、換気制御部152cは、換気時の吸気マニホールド29内の負圧を「中」に制御し、換気時間を比較的長い「長」に制御する。また、図6中の括弧内に示すように、換気制御部152cは、換気時の吸気マニホールド29内の負圧を「大」に制御し、換気時間をより短縮した「中」に制御してもよい。 As shown in FIG. 6, in the operating state before a stop request is made for the internal combustion engine 10, if the engine speed is high, the load is high, and the operating time in that state is long, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates that the hydrogen concentration in the crankcase 19 is "high." In this case, the ventilation control unit 152c controls the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation to "medium" and controls the ventilation time to a relatively long "long." Also, as shown in parentheses in FIG. 6, the ventilation control unit 152c may control the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation to "large" and control the ventilation time to a shorter "medium."

また、図6に示すように、内燃機関10の停止要求前の運転状態において、機関回転数が高回転であり、負荷が低負荷であり、その状態での運転時間が短時間である場合、水素濃度推定部152bにより、クランクケース19内の水素濃度が「中」と推定される。この場合、換気制御部152cは、換気時の吸気マニホールド29内の負圧を「中」に制御し、換気時間を「中」に制御する。また、図6中の括弧内に示すように、換気制御部152cは、換気時の吸気マニホールド29内の負圧を「大」に制御し、換気時間をより短縮した「短」に制御してもよい。 Also, as shown in FIG. 6, in the operating state before a stop request for the internal combustion engine 10, if the engine speed is high, the load is low, and the operating time in this state is short, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19 to be "medium". In this case, the ventilation control unit 152c controls the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation to "medium" and controls the ventilation time to "medium". Also, as shown in parentheses in FIG. 6, the ventilation control unit 152c may control the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation to "high" and control the ventilation time to an even shorter "short".

また、図6に示すように、内燃機関10の停止要求前の運転状態において、機関回転数が低回転であり、負荷が高負荷であり、その状態での運転時間が長時間である場合、水素濃度推定部152bにより、クランクケース19内の水素濃度が「中」と推定される。この場合においても、換気制御部152cは、換気時の吸気マニホールド29内の負圧を「中」に制御し、換気時間を「中」に制御する。また、図6中の括弧内に示すように、換気制御部152cは、換気時の吸気マニホールド29内の負圧を「大」に制御し、換気時間をより短縮した「短」に制御してもよい。 Also, as shown in FIG. 6, in the operating state before a stop request for the internal combustion engine 10, if the engine speed is low, the load is high, and the operating time in that state is long, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19 to be "medium". Even in this case, the ventilation control unit 152c controls the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation to "medium" and controls the ventilation time to "medium". Also, as shown in parentheses in FIG. 6, the ventilation control unit 152c may control the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation to "high" and control the ventilation time to an even shorter "short".

また、図6に示すように、内燃機関10の停止要求前の運転状態において、機関回転数が低回転であり、負荷が低負荷であり、その状態での運転時間が短時間である場合、水素濃度推定部152bにより、クランクケース19内の水素濃度が「小」と推定される。この場合、換気制御部152cは、換気時の吸気マニホールド29内の負圧を「小」に制御し、換気時間を「短」に制御する。また、図6中の括弧内に示すように、換気制御部152cは、換気時の吸気マニホールド29内の負圧を「中」に制御し、換気時間をより短縮した「極短」に制御してもよい。 Also, as shown in FIG. 6, in the operating state before a stop request for the internal combustion engine 10, if the engine speed is low, the load is low, and the operating time in that state is short, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates that the hydrogen concentration in the crankcase 19 is "low". In this case, the ventilation control unit 152c controls the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation to "low" and controls the ventilation time to "short". Also, as shown in parentheses in FIG. 6, the ventilation control unit 152c may control the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation to "medium" and control the ventilation time to an even shorter "very short" time.

以上のように、内燃機関10の運転状態に応じてクランクケース19内の水素濃度が異なるが、水素濃度を考慮することなく換気を確実に実施するためには最も濃度が高い条件に合わせて長時間換気を実施しなければならず、機関停止要求が出されてから内燃機関10の停止までに過大な時間を要してしまう場合がある。本実施形態によれば、図6に示したように、クランクケース19内の水素濃度に応じて換気時の吸気マニホールド29内の負圧と換気時間を制御することで、内燃機関10が停止するまでの時間を必要最小限の時間に短縮可能である。 As described above, the hydrogen concentration in the crankcase 19 varies depending on the operating state of the internal combustion engine 10. In order to reliably perform ventilation without considering the hydrogen concentration, it is necessary to perform long-term ventilation according to the conditions with the highest concentration, and this may result in an excessively long time being required from when an engine stop request is issued until the internal combustion engine 10 is stopped. According to this embodiment, as shown in FIG. 6, the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation and the ventilation time are controlled according to the hydrogen concentration in the crankcase 19, making it possible to reduce the time until the internal combustion engine 10 is stopped to the minimum necessary time.

なお、換気時に内燃機関10の機関回転数を高くするほど吸気マニホールド29内の負圧は高くなるため、機関回転数を高くするほど換気時間は短縮される。 Note that the higher the engine speed of the internal combustion engine 10 during ventilation, the higher the negative pressure in the intake manifold 29 becomes, so the higher the engine speed is, the shorter the ventilation time becomes.

次に、ECU150のプロセッサ152が行う処理について説明する。図7は、ECU150のプロセッサ152が所定の制御周期毎に行う処理を示すフローチャートである。先ず、運転状態取得部152aが、内燃機関10の運転状態を取得する(ステップS10)。なお、制御周期毎に取得された内燃機関10の運転状態は、メモリ154に記憶される。 Next, the processing performed by the processor 152 of the ECU 150 will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the processing performed by the processor 152 of the ECU 150 at each predetermined control cycle. First, the operating state acquisition unit 152a acquires the operating state of the internal combustion engine 10 (step S10). The operating state of the internal combustion engine 10 acquired at each control cycle is stored in the memory 154.

次に、プロセッサ152は、内燃機関10の停止要求が出されたか否かを判定する(ステップS12)。内燃機関10の停止要求が出された場合、運転状態取得部152aは、制御周期毎にステップS10で取得した運転状態の中から、機関停止要求が出された現在の時刻から遡って過去の所定期間の運転状態を取得する。また、内燃機関10の停止要求が出された場合、水素濃度推定部152bが、現在の時刻から遡った過去の所定期間の運転状態に基づいて、クランクケース19内の水素濃度を推定する(ステップS14)。一方、ステップS12で内燃機関10の停止要求が出されていない場合、本制御周期における処理は終了する。なお、ステップS14において、前回の制御周期でクランクケース19内の換気を行っている場合、水素濃度推定部152bは、前回のステップS14の水素濃度から前回のステップS21で算出された水素換気量を減算してクランクケース19内の水素濃度を推定する。 Next, the processor 152 determines whether a request to stop the internal combustion engine 10 has been issued (step S12). When a request to stop the internal combustion engine 10 has been issued, the operating state acquisition unit 152a acquires the operating state for a predetermined period of time going back from the current time when the engine stop request was issued from the operating states acquired in step S10 for each control cycle. When a request to stop the internal combustion engine 10 has been issued, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19 based on the operating state for a predetermined period of time going back from the current time (step S14). On the other hand, when a request to stop the internal combustion engine 10 has not been issued in step S12, the processing for this control cycle ends. In addition, in step S14, when ventilation in the crankcase 19 was performed in the previous control cycle, the hydrogen concentration estimation unit 152b estimates the hydrogen concentration in the crankcase 19 by subtracting the hydrogen ventilation amount calculated in the previous step S21 from the hydrogen concentration in the previous step S14.

ステップS14の後、プロセッサ152は、ステップS14で推定した水素濃度が所定値以上であるか否かを判定し(ステップS16)、水素濃度が所定値以上の場合、この時点では内燃機関10を停止させずに内燃機関10の運転を継続する(ステップS18)。 After step S14, the processor 152 determines whether the hydrogen concentration estimated in step S14 is equal to or greater than a predetermined value (step S16), and if the hydrogen concentration is equal to or greater than the predetermined value, the processor 152 continues to operate the internal combustion engine 10 without stopping the internal combustion engine 10 at this point (step S18).

次に、プロセッサ152の換気制御部152cが、ステップS14で推定されたクランクケース19内の水素濃度に基づいて、吸気マニホールド29内の負圧、換気時間などの換気条件を決定する(ステップS20)。次に、換気制御部152cは、前回の制御周期でクランクケース19内の換気を行っている場合は、前回の制御周期から今回の制御周期までの水素の換気量を算出する。水素の換気量は、例えば図4のマップに機関停止要求が出された時点で推定された水素濃度、換気時の吸気マニホールド29内の負圧、前回の制御周期から今回の制御周期までの経過時間を当てはめることによって求まる水素濃度の変化量である。また、水素の換気量(水素濃度の変化量)は、換気時の吸気マニホールド29内の負圧、機関回転数等との関係に応じて実験的に求められた値であってもよい。次に、換気制御部152cは、ステップS20で決定された換気条件にしたがってクランクケース19内の換気を実施する(ステップS22)。 Next, the ventilation control unit 152c of the processor 152 determines ventilation conditions such as the negative pressure in the intake manifold 29 and ventilation time based on the hydrogen concentration in the crankcase 19 estimated in step S14 (step S20). Next, if ventilation in the crankcase 19 was performed in the previous control cycle, the ventilation control unit 152c calculates the hydrogen ventilation amount from the previous control cycle to the current control cycle. The hydrogen ventilation amount is, for example, the amount of change in hydrogen concentration calculated by applying the hydrogen concentration estimated at the time when the engine stop request was issued, the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation, and the elapsed time from the previous control cycle to the current control cycle to the map in FIG. 4. In addition, the hydrogen ventilation amount (amount of change in hydrogen concentration) may be a value experimentally determined according to the relationship with the negative pressure in the intake manifold 29 during ventilation, the engine speed, etc. Next, the ventilation control unit 152c performs ventilation in the crankcase 19 according to the ventilation conditions determined in step S20 (step S22).

ステップS16で水素濃度が所定値未満の場合、プロセッサ152の換気制御部152cが、前の制御周期でクランクケース19内の換気を行っている場合は、換気を停止する(ステップS24)。なお、前の制御周期でクランクケース19内の換気を行っていない場合は、換気を停止した状態が維持される。次に、プロセッサ152の機関停止部152dが、内燃機関10を停止させる(ステップS26)。 If the hydrogen concentration is less than the predetermined value in step S16, the ventilation control unit 152c of the processor 152 stops ventilation if ventilation was performed inside the crankcase 19 in the previous control cycle (step S24). Note that if ventilation was not performed inside the crankcase 19 in the previous control cycle, the ventilation stopped state is maintained. Next, the engine stop unit 152d of the processor 152 stops the internal combustion engine 10 (step S26).

以上説明したように本実施形態によれば、機関停止後のクランクケース19内の水素濃度が低減される。したがって、機関停止後にオイルフィラーキャップを開けた際に水素が外部に出ることが抑制され、内燃機関10から水素が漏れ出すような異常が生じていないにも関わらず異常が誤検知されてしまうことが抑制される。 As described above, according to this embodiment, the hydrogen concentration in the crankcase 19 after the engine is stopped is reduced. This prevents hydrogen from escaping to the outside when the oil filler cap is opened after the engine is stopped, and prevents erroneous detection of an abnormality even when no abnormality that would cause hydrogen to leak from the internal combustion engine 10 has occurred.

10 内燃機関
19 クランクケース
20 吸気管
32 吸引路
35 PCV通路
41 接続通路
42 バイパス通路
100 内燃機関システム
ECU 150
152 プロセッサ
152a 運転状態取得部
152b 水素濃度推定部
152c 換気制御部
152d 機関停止部
REFERENCE SIGNS LIST 10 Internal combustion engine 19 Crankcase 20 Intake pipe 32 Suction passage 35 PCV passage 41 Connection passage 42 Bypass passage 100 Internal combustion engine system ECU 150
152 Processor 152a Operating state acquisition unit 152b Hydrogen concentration estimation unit 152c Ventilation control unit 152d Engine stop unit

Claims (6)

水素を燃焼させる内燃機関を停止する際に、機関停止前のクランクケース内の水素濃度を推定する水素濃度推定部と、
推定した水素濃度に応じた換気条件で機関停止前に前記クランクケース内を換気し、該換気により前記クランクケースと吸気通路とを接続する換気通路を介して前記クランクケース内の水素を含むガスを吸気系のガス中に排出させる換気制御部と、
前記クランクケース内の換気後に内燃機関を停止する機関停止部と、
を備える、内燃機関の制御装置。
a hydrogen concentration estimation unit that estimates a hydrogen concentration in a crankcase before an internal combustion engine that burns hydrogen is stopped when the engine is stopped;
a ventilation control unit that ventilates the crankcase before the engine is stopped under ventilation conditions corresponding to the estimated hydrogen concentration, and exhausts the hydrogen-containing gas in the crankcase into the gas in the intake system through a ventilation passage that connects the crankcase and an intake passage;
an engine stopping unit that stops the internal combustion engine after ventilating the crankcase;
A control device for an internal combustion engine comprising:
前記換気制御部は、機関停止要求が出された後、機関停止前に前記クランクケース内を換気する、請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ventilation control unit ventilates the crankcase after an engine stop request is issued and before the engine is stopped. 前記換気制御部は、推定した水素濃度に応じた時間の間だけ前記クランクケース内を換気する、請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the ventilation control unit ventilates the crankcase for a period of time corresponding to the estimated hydrogen concentration. 前記換気制御部は、推定した水素濃度に応じた吸気マニホールドの負圧で前記クランクケース内を換気する、請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the ventilation control unit ventilates the crankcase with a negative pressure in the intake manifold according to the estimated hydrogen concentration. 前記換気制御部は、内燃機関の通常運転中に比べて高い換気効率で機関停止前に前記クランクケース内を換気する、請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the ventilation control unit ventilates the crankcase before the engine is stopped with a higher ventilation efficiency than during normal operation of the internal combustion engine. 前記機関停止部は、前記クランクケース内の換気により推定した前記クランクケース内の水素濃度が所定値未満になると内燃機関を停止する、請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the engine stop unit stops the internal combustion engine when the hydrogen concentration in the crankcase estimated by ventilation in the crankcase falls below a predetermined value.
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