JP6075310B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のエンジン室内に搭載されたエンジンの吸気通路において吸気ポートに対して下方に延びる下方延設部に設けられたスロットル弁と、一端が上記エンジンのクランクケースに接続され、他端が、上記下方延設部における上記スロットル弁よりも下流側の部分であるスロットル弁下流部に接続されたブローバイガス通路とを備えたエンジンの制御装置に関する技術分野に属する。

例えば特許文献１には、エンジン停止時にスロットル弁を所定期間開いて水滴を除去した後に停止時開度に戻すことで、スロットル弁に付着していた水滴が氷結することを防止する技術が記載されている。また、特許文献２には、エンジンの停止時に、スロットル弁を全開保持して、スロットル弁のアイシングを防止するようにしている。

特開２００８−１６３７７１号公報 特開２００９−１６２０７３号公報

ところで、エンジンの吸気通路において吸気ポートに対して下方に延びる下方延設部に、スロットル弁が設けられ、この下方延設部における上記スロットル弁よりも下流側（つまり上側）の部分であるスロットル弁下流部にブローバイガスが導入される場合がある。この場合、吸気通路に吸入された吸入空気の温度が０℃よりもかなり低い（例えば−１５℃以下）ときには、エンジンの作動中、ブローバイガスに含まれている水分が氷結する。そして、エンジンを停止して吸気通路に冷たい吸入空気が入らなくなると、エンジンからの熱とエンジン室内に籠もった熱とにより、上記氷結した水分が溶融し、その溶融した水分がスロットル弁へと流れてスロットル弁に付着することになる。そして、エンジンの停止によりエンジン及びエンジン室内が冷えると、車両周囲の温度により、スロットル弁に付着した水分が氷結してしまう。

このように上記下方延設部の上記スロットル弁下流部にブローバイガスが導入される場合には、該スロットル弁下流部に多量の氷結が生じ、この氷結が少しずつ溶融する度に、溶融した水滴がスロットル弁に落下することになる。このため、特許文献１のように、エンジン停止時にスロットル弁を所定期間開くにしても、エンジン停止時に、その氷結の全てが溶融する時期を正確に予測しないと、スロットル弁の氷結を十分に防止することが困難になる。また、特許文献２のように、エンジン停止時にスロットル弁を全開保持したとしても、その上から落下してくる水滴がスロットル弁に付着してその水滴が氷結する可能性があり、スロットル弁の氷結を十分に防止することは困難である。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの吸気通路において吸気ポートに対して下方に延びる下方延設部に、スロットル弁が設けられ、この下方延設部における上記スロットル弁よりも下流側の部分であるスロットル弁下流部にブローバイガスが導入される場合に、エンジン停止時にスロットル弁が氷結するのを防止しようとすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、車両のエンジン室内に搭載されたエンジンの吸気通路において吸気ポートに対して下方に延びる下方延設部に設けられたスロットル弁と、一端が上記エンジンのクランクケースに接続され、他端が、上記下方延設部における上記スロットル弁よりも下流側の部分であるスロットル弁下流部に接続されたブローバイガス通路とを備えたエンジンの制御装置を対象として、上記ブローバイガス通路により上記下方延設部の上記スロットル弁下流部に導入されるブローバイガス量を検出するブローバイガス量検出手段と、上記吸気通路に吸入された吸入空気の温度である吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、上記吸気通路に吸入された吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、上記エンジン室内の温度を検出するエンジン室内温度検出手段と、上記エンジンの水温を検出する水温検出手段とを更に備え、上記制御装置は、上記ブローバイガス量検出手段により検出されたブローバイガス量と、上記吸気温度検出手段により検出された吸気温度と、上記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量とから、上記エンジンの作動中における上記下方延設部の上記スロットル弁下流部での氷結量の積算値を推定し、上記エンジンの停止時に、該氷結量の積算値と、上記エンジン室内温度検出手段により検出されたエンジン室内の温度と、上記水温検出手段により検出されたエンジン水温とから、上記下方延設部の上記スロットル弁下流部における氷結が全て溶融する溶融完了時期を推定し、該溶融完了時期に上記スロットル弁を開閉作動させるように構成されている、という構成とした。

上記の構成により、ブローバイガス通路により下方延設部のスロットル弁下流部に導入されるブローバイガス量と、吸気温度と、吸入空気量とから、エンジンの作動中における上記下方延設部の上記スロットル弁下流部での氷結量の積算値を推定し、エンジンの停止時に、該氷結量の積算値と、エンジン室内の温度と、エンジン水温とから、上記下方延設部のスロットル弁下流部における氷結が全て溶融する溶融完了時期を推定するので、溶融完了時期を正確に推定することができる。そして、その溶融完了時期にスロットル弁を開閉作動させるので、溶融した水分は全てスロットル弁の下側へと流れる。また、その時点で、スロットル弁の上側に氷結及び水分は存在せず、それ以降にスロットル弁に水分が付着することはない。したがって、エンジン停止時にスロットル弁が氷結するのを防止することができる。また、特別な溶融装置を設置する必要がなく、コストの低減化を図ることができる。

上記エンジンの制御装置の一実施形態では、上記制御装置は、上記車両のイグニッションスイッチがオフになったときに、上記エンジンを停止させるとともに、上記氷結量の積算値が所定量よりも多いときには、該制御装置の停止を遅延し、上記溶融完了時期に上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を停止するように構成されている。

このことにより、溶融完了時期を正確に推定することができるので、エンジン停止後に制御装置が起動中であっても、制御装置での電力消費を出来る限り抑制することができる。

上記エンジンの制御装置の他の実施形態では、上記制御装置は、上記車両のイグニッションスイッチがオフになったときに、上記エンジンを停止させかつ該制御装置を停止するとともに、上記氷結量の積算値が所定量よりも多いときには、上記溶融完了時期に該制御装置を起動して上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を再び停止するように構成されている。

このことで、エンジンの停止後においてスロットル弁を開閉作動させるときだけ制御装置が起動するので、エンジン停止後における制御装置での電力消費を大幅に抑制することができる。

上記エンジンの制御装置の更に他の実施形態では、上記制御装置は、上記車両のイグニッションスイッチがオフになったときに、上記エンジンを停止させかつ該制御装置を停止するとともに、上記氷結量の積算値が所定量よりも多いときには、上記溶融完了時期の前でかつ上記イグニッションスイッチのオフから所定時間経過後に起動し、上記溶融完了時期に上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を再び停止するように構成されている。

こうすることで、所定時間を、例えば、イグニッションスイッチのオフから、下方延設部のスロットル弁下流部における氷結が全て溶融するまでの最小時間に設定しておけば、その最小時間の分だけ、エンジン停止後における制御装置での電力消費を抑制することができる。

上記のように上記制御装置の停止を遅延させる場合、上記制御装置は、該制御装置を作動させるためのバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段を更に備えていて、該制御装置の停止の遅延中に、上記バッテリ電圧検出手段により検出されたバッテリの電圧が所定値以下になったときには、上記溶融完了時期の前であっても、上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を停止するように構成されていてもよい。

このことにより、エンジン停止後における制御装置での電力消費によるバッテリ電圧の過剰低下を抑制して、エンジンが始動できなくなるのを防止することができる。また、上記バッテリ電圧が上記所定値以下になるまでに溶融した水分は、スロットル弁の下側へと確実に流すことができるので、スロットル弁の氷結を出来る限り防止することができる。

また、上記のように上記制御装置の停止を遅延させる場合、上記制御装置は、該制御装置の停止の遅延中において、上記溶融完了時期の前に、溶融した水分の再氷結が予測される場合には、その時点で上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を停止するように構成されていてもよい。

こうすることで、車両周囲の温度低下等によって、溶融完了時期の前に、溶融した水分の再氷結が予測される場合には、それまでに溶融した水分をスロットル弁の下側へと確実に流すことができるので、スロットル弁の氷結を出来る限り防止することができる。

以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によると、吸気通路の下方延設部のスロットル弁下流部に導入されるブローバイガス量と、吸気温度と、吸入空気量とから、エンジンの作動中における上記下方延設部の上記スロットル弁下流部での氷結量の積算値を推定し、該氷結量の積算値と、エンジン室内の温度と、エンジン水温とから、エンジンの停止時に、上記下方延設部の上記スロットル弁下流部における氷結が全て溶融する溶融完了時期を推定し、該溶融完了時期にスロットル弁を開閉作動させるようにしたことにより、特別な溶融装置を設置することなく、エンジン停止時にスロットル弁が氷結するのを防止することができる。また、制御装置での電力消費を出来る限り抑制することができる。

本発明の実施形態に係る制御装置としてのエンジン制御ユニットにより制御されるエンジンの概略構成を示す図である。 エンジンの停止時にスロットル弁が氷結するのを防止するための、スロットル弁の制御系の構成を示すブロック図である。 吸入空気量及び吸気温度から氷結係数を求めるためのマップの一例を示す図である。 エンジン制御ユニットによる積算氷結量の推定のための動作を示すフローチャートである。 エンジン制御ユニットの溶融完了時期推定部によるエンジン停止時の第１動作例を示すフローチャートである。 エンジン制御ユニットの溶融完了時期推定部によるエンジン停止時の第２動作例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る制御装置としてのエンジン制御ユニット１００（図２参照）により制御されるエンジン１の概略構成を示す。このエンジン１は、車両のエンジン室内に搭載されたガソリンエンジンであって、複数の気筒２（図１では、１つのみ示す）が設けられたシリンダブロック３と、このシリンダブロック３上に配設されたシリンダヘッド４とを有している。このエンジン１の各気筒２内には、シリンダヘッド４との間に燃焼室６を区画するピストン５が往復動可能にそれぞれ嵌挿されている。このピストン５は、コンロッド７を介して不図示のクランク軸と連結されている。このクランク軸には、該クランク軸の回転角度位置を検出するための検出板８が一体回転するように固定され、この検出板８の回転角度位置を検出することでエンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ９が設けられている。上記クランク軸は、シリンダブロック３の下側に設けられたクランクケース２５内に配設され、クランクケース２５の下側には、オイルパン２６が配設されている。

上記シリンダヘッド４には、各気筒２毎に吸気ポート１２及び排気ポート１３が形成されているとともに、これら吸気ポート１２及び排気ポート１３の燃焼室６側の開口を開閉する吸気弁１４及び排気弁１５がそれぞれ配設されている。吸気弁１４は不図示の吸気弁駆動機構により、排気弁１５は不図示の排気弁駆動機構により、それぞれ駆動される。吸気弁１４及び排気弁１５は、それぞれ吸気弁駆動機構及び排気弁駆動機構により所定のタイミングで往復動して、それぞれ吸気ポート１２及び排気ポート１３を開閉し、気筒２内のガス交換を行う。吸気弁駆動機構及び排気弁駆動機構は、それぞれ、クランクシャフトに駆動連結された吸気カムシャフト及び排気カムシャフトを有し、これらのカムシャフトはクランクシャフトの回転と同期して回転する。また、少なくとも吸気弁駆動機構は、吸気カムシャフトの位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な、液圧式又は機械式の位相可変機構（Variable Valve Timing：ＶＶＴ）を含んで構成されている。

また、シリンダヘッド４における各気筒２の中心軸上には、燃料を噴射するインジェクタ１７が設けられている。このインジェクタ１７は、その燃料噴射口が燃焼室６の天井面から該燃焼室６に臨むように配設されていて、圧縮行程上死点付近で燃焼室６に燃料を直接噴射供給するようになっている。

さらに、シリンダヘッド４には、図示を省略する点火プラグが配設されている。この点火プラグの先端部（電極）は、燃焼室６の天井部におけるインジェクタ１７の燃料噴射口の側方近傍に臨んでいる。そして、上記点火プラグは、所望の点火タイミングで火花を発生するようになされている。

上記エンジン１の一側の面には、各気筒２の吸気ポート１２に連通するように吸気通路３０が接続されている。この吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されており、このエアクリーナ３１で濾過した吸入空気が吸気通路３０及び吸気ポート１２を介して各気筒２の燃焼室６に供給される。

上記吸気通路３０におけるエアクリーナ３１の下流側近傍には、吸気通路３０に吸入された吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段としてのエアフローセンサ３２と、該吸入空気の温度である吸気温度を検出する吸気温度検出手段としての吸気温度センサ３３とが配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３４が配設されている。このサージタンク３４よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒２毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒２の吸気ポート１２にそれぞれ接続されている。

さらに、上記吸気通路３０におけるエアフローセンサ３２及び吸気温度センサ３３とサージタンク３４との間には、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａが配設されている。このコンプレッサ２０ａの作動により吸入空気の過給を行う。

さらにまた、上記吸気通路３０におけるターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａとサージタンク３４との間には、上流側から順に、上記コンプレッサ２０ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、スロットル弁３７とが配設されている。このスロットル弁３７は、該スロットル弁３７の配設部分における吸気通路３０の断面積を変更することによって、上記各気筒２の燃焼室６への吸入空気量を調節する。上記サージタンク３４には、該サージタンク３４内の吸入空気の圧力を検出する圧力センサ３６が設けられている。

本実施形態では、吸気通路３０におけるインタークーラ３５の下流側近傍からサージタンク３４までの部分（サージタンク３４を含む）は、吸気通路３０において吸気ポート１２に対して下方に延びる下方延設部３０ａとされている。この下方延設部３０ａの途中に上記スロットル弁３７が配設されている。

また、本実施形態では、吸気通路３０には、コンプレッサ２０ａをバイパスする吸気バイパス通路３８が設けられ、この吸気バイパス通路３８には、エアバイパス弁３９が設けられている。このエアバイパス弁３９は、通常、全閉状態にあるが、例えばスロットル弁３７が急激に閉じられたときに、吸気通路３０におけるスロットル弁３７よりも上流側で圧力の急上昇及びサージングが生じてコンプレッサ２０ａの回転が乱れることにより大きな音が発生するので、それを防止するためにエアバイパス弁３９が開けられる。

上記エンジン１の他側の面には、各気筒２の燃焼室６からの排気ガスを排出する排気通路４０が接続されている。この排気通路４０の上流側の部分は、各気筒２毎に分岐して排気ポート１３の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気マニホールドよりも下流側の排気通路４０に、上記ターボ過給機２０のタービン２０ｂが配設されている。このタービン２０ｂが排気ガス流により回転し、このタービン２０ｂの回転により、該タービン２０ｂと連結された上記コンプレッサ２０ａが作動する。

上記排気マニホールドよりも下流側でかつタービン２０ｂよりも上流側の排気通路４０は、第１通路４１と、第１通路４１よりも断面積が小さい第２通路４２とに分割された分割部４０ａとされている。第１通路４１の断面積と第２通路４２の断面積との和は、排気マニホールドよりも下流側でかつ分割部４０ａよりも上流側部分の排気通路４０の断面積と略同じである。

上記第１通路４１には、排気カット弁４３が設けられている。この排気カット弁４３は、排気カット弁モータ４３ａの駆動によって、上記第１通路４１を完全に閉じる閉状態と、完全に開く開状態とに切り換え可能に構成されている。これにより、排気通路４０における分割部４０ａ（つまりタービン２０ｂの手前）でエンジン１の排気ガスの流速を大小２段階に切り換えることができる。すなわち、排気カット弁４３の開状態では、分割部４０ａでの排気ガスの流速は、排気マニホールドよりも下流側でかつ分割部４０ａよりも上流側部分の排気通路４０での排気ガスの流速と略同じであるが、閉状態では、分割部４０ａ（第２通路４２）での排気ガスの流速は、開状態のときよりも大きく（速く）なる。

上記排気カット弁４３の構成については、図示を省略するが、排気カット弁駆動モータ４３ａにより直接駆動されてスライド移動するスライド部材と、このスライド部材のスライド移動に連動して第１通路４１に対して進退する弁本体と、上記スライド部材と上記弁本体とを連結するリンク機構と、上記スライド部材のスライド位置を検出する排気カット弁ポジションセンサ４３ｂとを有している。そして、後述のエンジン制御ユニット１００が、上記排気カット弁ポジションセンサ４３ｂからの位置情報に基づいて排気カット弁駆動モータ４３ａを制御して、排気カット弁４３を開状態又は閉状態にする。このような構成では、排気カット弁４３を、開状態と閉状態との間の状態（中間の開度）にすることが可能であるが、本実施形態では、開状態又は閉状態にしかしない（但し、中間の開度で固着するという故障は生じ得る）。尚、本実施形態では、排気カット弁４３を、排気カット弁駆動モータ４３ａにより駆動されるものとしたが、これに限るものではなく、例えばソレノイド弁としてもよい。この場合、排気カット弁ポジションセンサ４３ｂをなくすことができる。

上記排気通路４０には、エンジン１の排気ガス（本実施形態では、排気カット弁４３により流速が大又は小に切り換えられた排気ガス）を、タービン２０ｂをバイパスして流すための排気バイパス通路４６が設けられている。この排気バイパス通路４６の排気ガス流入側の端部（上流側の端部）は、排気通路４０における分割部４０ａとタービン２０ｂとの間の部分に接続され、排気ガス流出側の端部（下流側の端部）は、排気通路４０におけるタービン２０ｂの下流側であって後述の排気浄化装置５１の上流側に接続されている。尚、排気バイパス通路４６は、分割部４０ａ及びタービン２０ｂの両方をバイパスする（排気バイパス通路４６の上流側の端部が、排気通路４０における分割部４０ａの上流側の部分に接続される）ようにしてもよい。

排気バイパス通路４６の排気ガス流入側の端部には、ウエストゲート弁４７が設けられている。このウエストゲート弁４７の開度が０％（全閉）であるときには、排気カット弁４３により流速が切り換えられた排気ガスの全量がタービン２０ｂへと流れ、それ以外の開度であるときには、その開度に応じて、排気バイパス通路４６に流れる流量（つまりタービン２０ｂへ流れる流量）が変化する。すなわち、ウエストゲート弁４７の開度が大きいほど、排気バイパス通路４６に流れる流量が多くなり、タービン２０ｂへ流れる流量が少なくなる。尚、ウエストゲート弁４７は、排気バイパス通路４６の長さ方向のどこに設けられていてもよい。

ウエストゲート弁４７も、排気カット弁４３と同様の構成であり、ウエストゲート弁駆動モータ４７ａと、該ウエストゲート弁駆動モータ４７ａにより直接駆動されてスライド移動するスライド部材と、このスライド部材のスライド移動に連動して排気バイパス通路４６の排気ガス流入側の端部に対して進退する弁本体と、上記スライド部材と上記弁本体とを連結するリンク機構と、上記スライド部材のスライド位置を検出するウエストゲート弁開度センサ４７ｂ（ポジションセンサで構成される）とを有している。

排気通路４０におけるタービン２０ｂよりも下流側（排気バイパス通路４６の下流側の端部が接続される部分よりも下流側）には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置５１が配設されている。この排気浄化装置５１は、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持して排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化する酸化触媒５２と、排気ガス中のＮＯｘを処理（トラップ）して、ＮＯｘが大気に排出されるのを抑制するリーンＮＯｘ触媒５３とを有している。リーンＮＯｘ触媒５３は、酸化触媒５２に対して下流側に離れて配設されている。

上記エンジン１は、その排気ガスの一部が排気通路４０から吸気通路３０に還流されるように、ＥＧＲ通路６０を備えている。このＥＧＲ通路６０は、排気通路４０における分割部４０ａの第１通路４１と、吸気通路３０におけるサージタンク３４よりも下流側の各独立通路とを接続する。ＥＧＲ通路６０には、内部を通過する排気ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ６１と、ＥＧＲ通路６０の断面積を変更するＥＧＲ弁６２とが配設されている。このＥＧＲ弁６２により、ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流量が調節される。

また、エンジン１は、燃焼室６から漏れ出たブローバイガスを吸気通路３０に戻すための第１及び第２ベンチレーションホース６５，６６を備えている。第１ベンチレーションホース６５の一端は、シリンダブロック２の下側のクランクケース２５に接続され、他端は、上記下方延設部３０ａにおけるスロットル弁３７よりも下流側の部分であるスロットル弁下流部（本実施形態では、サージタンク３４）に接続されている。したがって、第１ベンチレーションホース６５は、本発明のブローバイガス通路を構成する。第１ベンチレーションホース６５のクランクケース２５側の端部には、ブローバイガスをサージタンク３４側にしか流さないようにするためのチェックバルブ（図示せず）が設けられている。サージタンク３４内の圧力がクランクケース２５内の圧力（大気圧と同じ）よりも低いときに、その差圧に応じてブローバイガスが第１ベンチレーションホース６５を介してクランクケース２５からサージタンク３４に流れることになる。第２ベンチレーションホース６６は、シリンダヘッド４の上部と吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とコンプレッサ２０ａとの間の部分とを接続している。

図２に示すように、本実施形態では、エンジン１の作動を制御するエンジン制御ユニット１００が設けられている。尚、図２では、エンジン１の停止時にスロットル弁３７が氷結するのを防止するための、スロットル弁３７の制御系のみを記載している。

エンジン制御ユニット１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備えている。

そして、エンジン制御ユニット１００は、上記エアフローセンサ３２、上記吸気温度センサ３３、上記圧力センサ３６、エンジン１の水温を検出する水温検出手段としての水温センサ７２、及び、大気圧を検出する大気圧センサ７３からのセンサ値の信号、並びに、上記車両のイグニッションスイッチのオン／オフ信号を入力して、これら入力信号に基づいて、後述の如く、スロットル弁３７を制御する。

エンジン制御ユニット１００は、上記ブローバイガス通路６５により上記サージタンク３４に導入されるブローバイガス量を演算するブローバイガス量演算部１００ａと、そのサージタンク３４に導入されたブローバイガス量に含まれる水分（所定割合の水分が含まれているとする）のうちどの程度の割合で氷結するかを示す氷結係数を決定する氷結係数決定部１００ｂと、エンジン１の作動中における上記サージタンク３４での氷結量の積算値（以下、積算氷結量という）を推定する積算氷結量推定部１００ｃと、上記サージタンク３４における氷結が全て溶融する溶融完了時期を推定する溶融完了時期推定部１００ｄとを有している。

上記ブローバイガス量演算部１００ａは、圧力センサ３６及び大気圧センサ７３からの入力信号に基づいて上記ブローバイガス量を演算する。すなわち、圧力センサ３６により検出されるサージタンク３４内の圧力が、大気圧センサ７３により検出される大気圧（つまりクランクケース２５内の圧力）よりも低いときに、その差圧と、予め分かっている第１ベンチレーションホース６５の径とにより、上記ブローバイガス量を演算する。上記差圧が大きいほど、上記ブローバイガス量は多くなる。したがって、圧力センサ３６、大気圧センサ７３及びブローバイガス量演算部１００ａは、ブローバイガス通路６５によりサージタンク３４（下方延設部３０ａの上記スロットル弁下流部）に導入されるブローバイガス量を検出するブローバイガス量検出手段を構成することになる。

上記氷結係数決定部１００ｂは、エアフローセンサ３２により検出された吸入空気量と、吸気温度センサ３２により検出された吸気温度とから、エンジン制御ユニット１００の上記メモリに予め記憶されている、例えば図３のようなマップに基づいて、上記氷結係数を決定する。吸気温度が低いほど、また吸入空気量が多いほど、上記氷結係数は大きくなる。或る時刻において検出された吸入空気量及び吸気温度により上記氷結係数が例えば０．６に決定されたとすると、その時刻において、ブローバイガス通路６５によりサージタンク３４に導入されたブローバイガス量に含まれる水分の６０％が氷結することを意味し、１に決定されたとすると、上記ブローバイガス量に含まれる水分の１００％が氷結することを意味する。吸気温度が−１５℃よりも高い温度では、上記氷結係数は０になる。上記ブローバイガス量に上記所定割合を掛けた値である水分量に上記氷結係数を掛けた値が氷結量となる。

上記積算氷結量推定部１００ｃは、エンジン１の作動中（イグニッションスイッチがオンになったときから）、上記ブローバイガス量に上記所定割合を掛けて水分量を求め、その水分量に上記氷結係数を掛けて氷結量を刻々と計算し続け、その氷結量を積算して積算氷結量を求める。

上記溶融完了時期推定部１００ｄは、エンジン１の停止時（イグニッションスイッチがオフになったとき）に、上記積算氷結量と、エンジン室内の温度と、上記水温センサ７２により検出されたエンジン水温とから、サージタンク３４における氷結が全て溶融する溶融完了時期を推定する。上記エンジン室内の温度は、吸気温度センサ３３による吸気温度と上記エンジン水温とに基づいて、溶融完了時期推定部１００ｄが算出する。これにより、吸気温度センサ３３、水温センサ７２及び溶融完了時期推定部１００ｄは、エンジン室内の温度を検出するエンジン室内温度検出手段を構成することになる。

エンジン１の停止後に溶融した水分は、スロットル弁３７へと流れる。本実施形態では、エンジンの停止中、スロットル弁３７は閉じている。このため、上記溶融した水分をそのまま放置しておけば、スロットル弁３７が氷結し、その後にエンジン１を始動しようとしても、始動できなくなる。

そこで、溶融完了時期推定部１００ｄは、上記溶融完了時期にスロットル弁３７を所定回数だけ開閉作動させる。上記所定回数は、閉じた状態から開いた状態にした後に再び閉じた状態に戻す動作を１回として、１回であってもよいが、スロットル弁３７に付着した水分を確実に振り払う観点からは複数回が好ましい。また、上記積算氷結量が多いほど、上記所定回数を多くしてもよい。上記スロットル弁３７の開閉作動により、溶融してスロットル弁３７に付着した水分は全てスロットル弁３７の下側へと流れ、スロットル弁３７の氷結を防止する。

ここで、上記エンジン制御ユニット１００による積算氷結量の推定のための動作について、図４のフローチャートに基づいて説明する。

最初のステップＳ１で、各種センサ値を読み込み、次のステップＳ２で、ブローバイガス量演算部１００ａが、圧力センサ３６により検出されるサージタンク３４内の圧力が、大気圧センサ７３により検出される大気圧（つまりクランクケース２５内の圧力）よりも低いときに、その差圧と、第１ベンチレーションホース６５の径とにより、ブローバイガス通路６５によりサージタンク３４に導入されるブローバイガス量を演算する。

次のステップＳ３では、氷結係数決定部１００ｂが、エアフローセンサ３２により検出された吸入空気量と、吸気温度センサ３２により検出された吸気温度とから、上記マップに基づいて、上記氷結係数を決定する。

次のステップＳ４では、上記積算氷結量推定部１００ｃが、エンジン１の作動中におけるサージタンク３４での氷結量を積算して、積算氷結量を求め、しかる後にリターンする。

次に、上記エンジン制御ユニット１００の溶融完了時期推定部１００ｄによるエンジン停止時の第１動作例について、図５のフローチャートに基づいて説明する。

最初のステップＳ１１で、イグニッションスイッチがオフであるか否かを判定する。このステップＳ１１の判定がＮＯであるときには、該ステップＳ１１の動作を繰り返す一方、ステップＳ１１の判定がＹＥＳになると、ステップＳ１２に進む。尚、図５には、記載していないが、ステップＳ１１の判定がＹＥＳになると、エンジン制御ユニット１００は、エンジン１を停止する。

上記ステップＳ１２では、上記積算氷結量が所定量よりも多いか否かを判定する。上記所定量は、その氷結が全て溶融してスロットル弁３７に付着した後に再び氷結しても、スロットル弁３７の作動に支障をきたさないような量であって、０ないし０に近い量である。

上記ステップＳ１２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１９に進む一方、ステップＳ１２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ１３に進んで、エンジン制御ユニット１００の停止を遅延する。

次のステップＳ１４では、吸気温度センサ３３及び水温センサ７２のセンサ値を読み込み、次のステップＳ１５で、それらのセンサ値（吸気温度及びエンジン水温）から、エンジン室内の温度を算出する。

次のステップＳ１６では、上記積算氷結量と、上記エンジン室内の温度と、上記エンジン水温とから、サージタンク３４における氷結が全て溶融する溶融完了時期Ｔ０（ここでは、イグニッションスイッチがオフになってからの経過時間で表す）を推定する。

次のステップＳ１７では、イグニッションスイッチがオフになってからの経過時間Ｔが、溶融完了時期Ｔ０を超えたか否かを判定する。このステップＳ１７の判定がＮＯであるときには、該ステップＳ１７を繰り返す一方、ステップＳ１７の判定がＹＥＳになると、ステップＳ１８に進む。

上記ステップＳ１８では、スロットル弁３７を所定回数だけ開閉作動させ、次のステップＳ１９で、エンジン制御ユニット１００を停止し、しかる後に当該動作を終了する。

上記第１動作例では、エンジン制御ユニット１００は、イグニッションスイッチがオフになったときに、エンジン１を停止させるとともに、上記積算氷結量が所定量よりも多いときには、該エンジン制御ユニット１００の停止を遅延し、上記溶融完了時期にスロットル弁３７を開閉作動させた後に該エンジン制御ユニット１００を停止する。このようにエンジン制御ユニット１００は、イグニッションスイッチがオフになってから、上記溶融完了時期にスロットル弁３７が開閉作動するまで起動していることになり、その起動中は、エンジン制御ユニット１００で電力が消費されることになるが、溶融完了時期を正確に推定することができるので、エンジン停止後におけるエンジン制御ユニット１００での電力消費を出来る限り抑制することができる。

図６は、エンジン制御ユニット１００の溶融完了時期推定部１００ｄによるエンジン停止時の第２動作例を示すフローチャートである。ステップＳ３１〜Ｓ３７では、上記第１動作例のステップＳ１１〜Ｓ１７と同様の動作を実行する。

ステップＳ３７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ４０に進む一方、ステップＳ３７の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３８に進んで、エンジン制御ユニット１００を作動させるためのバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段としての電圧センサ（図示せず）によるバッテリ電圧が所定値以下であるか否かを判定する。上記バッテリが、エンジン１を始動するためのスタータモータを駆動するためのバッテリを兼用している場合、上記所定値は、そのスタータモータを駆動できなくなるような値となる。

上記ステップＳ３８の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ４０に進む一方、ステップＳ３８の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３９に進む。

上記ステップＳ３９では、吸気温度センサ３３及び水温センサ７２のセンサ値を新たに読み込んで、それらのセンサ値（吸気温度及びエンジン水温）からエンジン室内の温度を算出し、そのエンジン室内の温度と上記エンジン水温とから、溶融した水分の再氷結が予測されるか否かを判定する。

上記ステップＳ３９の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ４０に進む一方、ステップＳ３９の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ３７に戻る。

上記ステップＳ４０では、スロットル弁３７を所定回数だけ開閉作動させ、次のステップＳ４１で、エンジン制御ユニット１００を停止し、しかる後に当該動作を終了する。

上記第２動作例では、エンジン制御ユニット１００は、該エンジン制御ユニット１００の停止の遅延中に、上記電圧センサにより検出されたバッテリ電圧が所定値以下になったときには、上記溶融完了時期の前であっても、スロットル弁３７を開閉作動させた後に該エンジン制御ユニット１００を停止する。これにより、エンジン停止後におけるエンジン制御ユニット１００での電力消費によるバッテリ電圧の過剰低下を抑制して、エンジン１が始動できなくなるのを防止することができる。また、上記バッテリ電圧が上記所定値以下になるまでに溶融した水分は、スロットル弁３７の下側へと確実に流すことができるので、スロットル弁３７の氷結を出来る限り防止することができる。

また、上記第２動作例では、エンジン制御ユニット１００は、該エンジン制御ユニット１００の停止の遅延中に、上記溶融完了時期の前に、溶融した水分の再氷結が予測される場合には、その時点でスロットル弁３７を開閉作動させた後に該エンジン制御ユニット１００を停止する。これにより、車両周囲の温度低下等によって、溶融完了時期の前に、溶融した水分の再氷結が予測される場合には、それまでに溶融した水分をスロットル弁３７の下側へと確実に流すことができるので、スロットル弁３７の氷結を出来る限り防止することができる。

尚、上記第１及び第２動作例では、イグニッションスイッチがオフになったときに、上記積算氷結量が上記所定量よりも多いときには、エンジン制御ユニット１００の停止を遅延させたが、イグニッションスイッチがオフになったときに、エンジン１を停止させるとともに、エンジン制御ユニット１００を停止させるようにしてもよい。この場合、ウエークアップ機能を有する回路を別途に設けて、その回路により溶融完了時期にエンジン制御ユニット１００を起動させるようにすればよい。そして、スロットル弁３７を開閉作動させた後にエンジン制御ユニット１００を再び停止するようにする。これにより、エンジン停止後におけるエンジン制御ユニット１００での電力消費を大幅に抑制することができる。

或いは、上記回路により、上記溶融完了時期の前でかつイグニッションスイッチのオフから所定時間経過後に起動するようにしてもよい。上記所定時間は、例えば、イグニッションスイッチのオフから、サージタンク３４における氷結が全て溶融するまでの最小時間に設定しておく。そして、上記溶融完了時期にスロットル弁３７を開閉作動させた後にエンジン制御ユニット１００を再び停止するようにする。これにより、上記回路のコストを低減しながら、上記最小時間の分だけ、エンジン停止後におけるエンジン制御ユニット１００での電力消費を抑制することができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、車両のエンジン室内に搭載されたエンジンの吸気通路において吸気ポートに対して下方に延びる下方延設部に設けられたスロットル弁と、一端が上記エンジンのクランクケースに接続され、他端が、上記下方延設部における上記スロットル弁よりも下流側の部分であるスロットル弁下流部に接続されたブローバイガス通路とを備えたエンジンの制御装置に有用である。

１ エンジン
１２ 吸気ポート
３０ 吸気通路
３０ａ 下方延設部
３２ エアフローセンサ（吸入空気量検出手段）
３３ 吸気温度センサ（吸気温度検出手段）（エンジン室内温度検出手段）
３６ 圧力センサ（ブローバイガス量検出手段）
３７ スロットル弁
６５ 第１ベンチレーションホース（ブローバイガス通路）
７２ 水温センサ（水温検出手段）（エンジン室内温度検出手段）
７３ 大気圧センサ（ブローバイガス量検出手段）
１００ エンジン制御ユニット
１００ａ ブローバイガス量演算部（ブローバイガス量検出手段）
１００ｂ 氷結係数決定部
１００ｃ 積算氷結量推定部
１００ｄ 溶融完了時期推定部（エンジン室内温度検出手段）

Claims (6)

1. 車両のエンジン室内に搭載されたエンジンの吸気通路において吸気ポートに対して下方に延びる下方延設部に設けられたスロットル弁と、一端が上記エンジンのクランクケースに接続され、他端が、上記下方延設部における上記スロットル弁よりも下流側の部分であるスロットル弁下流部に接続されたブローバイガス通路とを備えたエンジンの制御装置であって、
   上記ブローバイガス通路により上記下方延設部の上記スロットル弁下流部に導入されるブローバイガス量を検出するブローバイガス量検出手段と、
   上記吸気通路に吸入された吸入空気の温度である吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、
   上記吸気通路に吸入された吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
   上記エンジン室内の温度を検出するエンジン室内温度検出手段と、
   上記エンジンの水温を検出する水温検出手段とを更に備え、
   上記制御装置は、上記ブローバイガス量検出手段により検出されたブローバイガス量と、上記吸気温度検出手段により検出された吸気温度と、上記吸入空気量検出手段により検出された吸入空気量とから、上記エンジンの作動中における上記下方延設部の上記スロットル弁下流部での氷結量の積算値を推定し、上記エンジンの停止時に、該氷結量の積算値と、上記エンジン室内温度検出手段により検出されたエンジン室内の温度と、上記水温検出手段により検出されたエンジン水温とから、上記下方延設部の上記スロットル弁下流部における氷結が全て溶融する溶融完了時期を推定し、該溶融完了時期に上記スロットル弁を開閉作動させるように構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   上記制御装置は、上記車両のイグニッションスイッチがオフになったときに、上記エンジンを停止させるとともに、上記氷結量の積算値が所定量よりも多いときには、該制御装置の停止を遅延し、上記溶融完了時期に上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を停止するように構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
3. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   上記制御装置は、上記車両のイグニッションスイッチがオフになったときに、上記エンジンを停止させかつ該制御装置を停止するとともに、上記氷結量の積算値が所定量よりも多いときには、上記溶融完了時期に該制御装置を起動して上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を再び停止するように構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
4. 請求項１記載のエンジンの制御装置において、
   上記制御装置は、上記車両のイグニッションスイッチがオフになったときに、上記エンジンを停止させかつ該制御装置を停止するとともに、上記氷結量の積算値が所定量よりも多いときには、上記溶融完了時期の前でかつ上記イグニッションスイッチのオフから所定時間経過後に起動し、上記溶融完了時期に上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を再び停止するように構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
5. 請求項２記載のエンジンの制御装置において、
   上記制御装置は、該制御装置を作動させるためのバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段を更に備えていて、該制御装置の停止の遅延中に、上記バッテリ電圧検出手段により検出されたバッテリの電圧が所定値以下になったときには、上記溶融完了時期の前であっても、上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を停止するように構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
6. 請求項２又は５記載のエンジンの制御装置において、
   上記制御装置は、該制御装置の停止の遅延中において、上記溶融完了時期の前に、溶融した水分の再氷結が予測される場合には、その時点で上記スロットル弁を開閉作動させた後に該制御装置を停止するように構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。

Images