JP7468445B2 - 内燃機関のシリンダ内除湿システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の停止中にシリンダ内で凝縮水が発生することを抑制する、内燃機関のシリンダ内除湿システムに関する。

従来、ＥＧＲクーラの下流側に水分吸着装置を設けることで、排ガス中の水分がＥＧＲクーラにより冷却されて発生する凝縮水を吸水除去する技術が知られている。

例えば特許文献１では、通常の再循環経路に加えてパージ経路が増設されており、２つの水分吸着部と、それぞれの水分吸着部の流入側と流出側に接続されている流路を切り替える切替弁と、を有している。そして引用文献１では、切替弁を用いて、一方の水分吸着部をＥＧＲの再循環経路に接続するとともに、他方の水分吸着部をパージ経路に接続している。これにより、一方の水分吸着部で吸水除去を続けながら、並行して、他方の水分吸着部における再生（乾燥）を行っている。そして、切替弁を用いることで、乾燥させた他方の水分吸着部をＥＧＲの再循環経路に接続するとともに、吸水した一方の水分吸着部をパージ経路に接続している。

特開２０１８－２５１０９号公報

しかしながら、特許文献１において吸水除去される対象は、再循環経路を流れる排ガス中に含まれる水分のうち、ＥＧＲクーラの冷却により発生した凝縮水であり、再循環経路を流れる排ガス中には依然として水分が含まれている。また、特に過給機が搭載されているような場合、過給機によって圧縮された吸気にも水分が含まれている。

これにより、シリンダ内においては、吸気マニホルドからの吸気と再循環経路からの排気の混合気が入ってくるが、内燃機関の停止後には、この流入した混合気が自然冷却されることでシリンダ内にて凝縮水が発生する場合がある。また、内燃機関の停止後に吸気マニホルド内において発生した凝縮水がシリンダ内にまで流れ落ちる、あるいはシリンダ内に向かって飛び散る場合がある。内燃機関の停止後にシリンダ内で凝縮水が発生したりシリンダ内に凝縮水が流入したりした場合には、例えばインジェクタの腐食等が発生する場合があるので、好ましくない。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、内燃機関の停止中において、シリンダ内での凝縮水の発生やシリンダ内への凝縮水の流入を抑制することができる、内燃機関のシリンダ内除湿システムを提供することを課題とする。

上記課題を達成するため、本発明の第１の発明は、内燃機関の停止中にシリンダ内で凝縮水が発生することを抑制する、内燃機関のシリンダ内除湿システムであって、前記内燃機関の吸気マニホルド内の吸気通路に配置されて伸長と圧縮が可能な吸排水部材と、前記吸排水部材を伸長及び圧縮させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する制御装置と、を有し、前記吸排水部材は、圧縮された場合は前記吸気通路を開口するとともに吸着している水分を排出し、伸長された場合は前記吸気通路を塞ぐが吸気は通過可能であり、通過させた吸気に含まれている水分及び前記吸気通路内を伝ってくる水分を吸着し、前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、検出した前記運転状態に基づいて、少なくとも前記内燃機関の停止中は前記吸排水部材を伸長させるように前記アクチュエータを制御する吸排水制御部と、を有する、内燃機関のシリンダ内除湿システムである。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関のシリンダ内除湿システムであって、前記制御装置は、前記吸排水制御部にて前記内燃機関の停止直前に前記アクチュエータを制御して前記吸排水部材を伸長し、前記内燃機関の始動とともに前記アクチュエータを制御して前記吸排水部材を圧縮する、内燃機関のシリンダ内除湿システムである。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る内燃機関のシリンダ内除湿システムであって、前記吸排水部材は、前記吸気マニホルドの前記吸気通路における吸気出口の側に配置されている、内燃機関のシリンダ内除湿システムである。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明～第３の発明のいずれか１つに係る内燃機関のシリンダ内除湿システムであって、前記内燃機関は、排気の一部を吸気に戻すＥＧＲシステムを有しており、前記ＥＧＲシステムにおける排気の一部を吸気に戻すＥＧＲ配管は、ＥＧＲガスの流入側が、排気マニホルドまたは前記排気マニホルドよりも排気の下流側の排気管に接続され、前記ＥＧＲガスの流入側が、前記吸気マニホルドよりも吸気の上流側の吸気管または前記吸気マニホルドにおける前記吸排水部材よりも吸気の上流側となる位置に接続されている、内燃機関のシリンダ内除湿システムである。

第１の発明によれば、内燃機関の停止中に吸気マニホルドが自然冷却されることで発生した凝縮水がシリンダ内に浸入しようとしても、吸排水部材にて捕捉することができる。また、燃料カット制御等、内燃機関の停止に係る電子上の制御が実行され、燃料の燃焼によるピストンの押し下げが無くなってからも、クランク軸は慣性によりしばらくのあいだ動き続け、内燃機関が物理的に停止するまでは吸気がシリンダ内へ流入する。よって、例えば内燃機関の停止に係る制御タイミングにて吸排水部材の伸長制御を実行すれば、内燃機関が停止するまでにシリンダ内へ流入する吸気は吸排水部材を通過する。シリンダ内に流入した吸気は、吸排水部材を通過することで湿気が取り除かれているため、内燃機関の停止中はシリンダ内を湿気が無い状態で保つことができる。したがって、内燃機関の停止中において、シリンダ内での凝縮水の発生やシリンダ内への凝縮水の流入を抑制することができる。

第２の発明によれば、吸排水部材は吸気が通過可能であるものの、吸気の抵抗にもなる。また、内燃機関の始動中及び運転中はシリンダ内で常に燃焼が起こり、湿気が溜まるような環境では無い。よって、吸排水部材を伸長させる期間は内燃機関の停止直前及び停止中のみで良く、内燃機関の始動とともに吸排水部材を圧縮すれば何ら問題は無い。これにより、必要な時に吸排水部材を使用することになるため、吸排水部材の耐久性を向上できるととともに、ポンプ損失を低減することができる。

第３の発明によれば、吸気マニホルドからシリンダ内へ流入する全ての吸気は吸排水部材を通過することになり、吸気マニホルドからシリンダ内へ浸入しようとする凝縮水も全て捕捉される。よって、吸排水部材を吸気マニホルドの吸気入口の側に配置する場合と比較して、シリンダ内をより低湿度の状態で保つことができる。

第４の発明によれば、ＥＧＲシステムの再循環経路を流れる排ガス中には吸気以上に水分が含まれているが、吸気マニホルドに流入した排ガス（ＥＧＲガス）についても、吸排水部材によって湿気が取り除かれてシリンダ内は湿気が無い状態で保たれる。また、排ガス（ＥＧＲガス）が自然冷却されて発生した凝縮水がシリンダ内に浸入しようとしても吸排水部材で捕捉される。よって、ＥＧＲシステムを有する内燃機関の停止中において、シリンダ内での凝縮水の発生やシリンダ内への凝縮水の流入を抑制することができる。

第１の実施形態に係る内燃機関システムにおける内燃機関周囲の概略構成を示す図である。 吸気マニホルド近傍に設けられたアクチュエータ（吸排水部材を伸長させた状態）を模式的に表した斜視図である。 吸気マニホルド近傍に設けられたアクチュエータ（吸排水部材を圧縮させた状態）を模式的に表した斜視図である。 伸長時の吸排水部材を示す図である。 圧縮時の吸排水部材を示す図である。 第１の実施形態における制御装置の［全体処理］の処理手順の例を説明するフローチャートである。 第１の実施形態において図６に示すフローチャートの［吸排水部材伸長制御］の処理手順の例を説明するフローチャートである。 第１の実施形態において図６に示すフローチャートの［吸排水部材圧縮制御］の処理手順の例を説明するフローチャートである。 吸排水部材伸長・圧縮機構の第１の変形例を説明する図である。 図９におけるＸ－Ｘ断面図である。 図９におけるＸＩ－ＸＩ断面図である。 図９における吸排水部材伸長・圧縮機構の斜視図である。 吸排水部材伸長・圧縮機構の第２の変形例を説明する図である。 図１３におけるＸＩＶ－ＸＩＶ断面図である。 図１３における吸排水部材伸長・圧縮機構の斜視図である。 図１３におけるＸＩＶ－ＸＩＶ断面図であって吸排水部材の圧縮時を示す図である。

●［内燃機関システム１の概略構成（図１）］
以下に本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。まず図１を用いて、内燃機関システム１の概略構成について説明する。本実施の形態の説明では、内燃機関として、車両に搭載された内燃機関１０（例えばディーゼルエンジン）を用いて説明する。

以下、システム全体について、内燃機関１０、吸気系、排気系、各種検出装置の順に各構成を説明する。内燃機関１０は複数のシリンダ１１Ａ～１１Ｄ（気筒）を有しており、インジェクタ２３Ａ～２３Ｄが、それぞれのシリンダに設けられている。インジェクタ２３Ａ～２３Ｄには、コモンレール２１と燃料配管２２Ａ～２２Ｄを介して燃料が供給されており、インジェクタ２３Ａ～２３Ｄは、制御装置８０からの制御信号によって駆動され、それぞれのシリンダ１１Ａ～１１Ｄ内に燃料を噴射する。なお、コモンレール２１は、燃料圧力検出装置や燃料ポンプによって（それぞれ図示省略）、目標燃料圧力に調整された燃料が充填されている。制御装置８０は、燃料圧力検出装置を用いて検出した燃料圧力が目標燃料圧力に近づくように燃料ポンプを制御する。

吸気管３１の流入側には、エアクリーナ、ターボ過給機、インタークーラ等が設けられている（それぞれ図示省略）。吸気管３１の流出側は吸気マニホルド３２の流入側に接続され、吸気マニホルド３２の流出側は内燃機関１０の流入側に接続されている。また、吸気管３１には、ＥＧＲ配管６１の流出側が接続されており、ＥＧＲ配管６１の流入側（排気管３７との接続部）から流入してきたＥＧＲガスが、吸気管３１内に吐出される。なお、ＥＧＲ配管６１の接続箇所は、例えば吸気マニホルド３２の吸気入口３３の付近に設定してもよい。ただし、吸気マニホルド３２における吸排水部材４０Ａ～４０Ｄよりも吸気の上流側となる位置である必要がある。

吸気マニホルド３２は、吸気管３１に繋がる１つの吸気入口３３に対し、各ブランチ３５Ａ～３５Ｄを経ることで（図２参照）、４つのシリンダ１１Ａ～１１Ｄへと繋がる吸気出口３４Ａ～３４Ｄを有している。吸気マニホルド３２の各ブランチ３５Ａ～３５Ｄは、断面形状が略長方形となっており、吸気出口３４Ａ～３４Ｄの側にはそれぞれ吸排水部材４０Ａ～４０Ｄが配置されている（図１、図４、図５参照）。なお、図２及び図３では、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄに取り付けられている吸排水部材４０Ａ～４０Ｄの記載を省略している。ここで、吸気マニホルド３２における吸気通路とは、吸気入口３３からそれぞれの吸気出口３４Ａ～３４Ｄまでの各通路全てを言う。吸気マニホルド３２の吸気通路には、吸気と排気（ＥＧＲガス）の混合気が流入される。

吸排水部材４０Ａ～４０Ｄは、伸長と圧縮が可能で、例えば吸水スポンジからなる。吸排水部材４０Ａ～４０Ｄは、伸長された場合は吸気マニホルド３２の吸気通路を塞ぐが吸気は通過可能であり、通過させた吸気に含まれている水分及び吸気マニホルド３２の吸気通路内（壁面）を伝ってくる水分を吸着する（図４参照）。また、吸排水部材４０Ａ～４０Ｄは、圧縮された場合は吸気マニホルド３２の吸気通路を開口するとともに吸着している水分を排出する（図５参照）。

アクチュエータ５０は、吸気マニホルド３２の近傍に設けられており、吸排水部材４０Ａ～４０Ｄを伸長及び圧縮させる。具体的には、アクチュエータ５０は、制御装置８０からの制御信号によって所定のタイミングで駆動される。アクチュエータ５０の構造と動作については後述する。

内燃機関１０の排気側には排気マニホルド３６の流入側が接続され、排気マニホルド３６の流出側には排気管３７の流入側が接続されている。排気管３７の流出側には、タービンや排気浄化装置等が設けられている（それぞれ図示省略）。

排気管３７には、ＥＧＲ配管６１の流入側が接続されている。ＥＧＲ配管６１は、排気管３７と吸気管３１とを連通し、排気管３７の排気ガスの一部を吸気管３１に還流させる（排気ガスの一部を吸気に戻す）ことが可能である。またＥＧＲ配管６１には、ＥＧＲクーラ６２、ＥＧＲ弁６３が設けられている。制御装置８０は、ＥＧＲ弁６３の開度を調整することで、ＥＧＲ配管６１内を流れるＥＧＲガスの流量を調整可能である。なお、ＥＧＲ配管６１の接続箇所は、排気マニホルド３６の排気出口付近としてもよい。

始動・停止ボタン７１は、内燃機関１０を始動もしくは停止するためのボタンであり、車室内のフロントパネル等に設けられ、ユーザに押下される。始動・停止ボタン７１は、内燃機関１０の停止中に押下されると、内燃機関１０の始動に係る制御信号を制御装置８０に出力する。逆に、始動・停止ボタン７１は、内燃機関１０の運転中に押下されると、内燃機関１０の停止に係る制御信号を制御装置８０に出力する。

車速検出装置７２は、例えば車両速度検出センサであり、車両の車輪等に設けられている。車速検出装置７２は、車両の車輪の回転速度に応じた検出信号を制御装置８０に出力する。制御装置８０は、車速検出装置７２より入力された検出信号をアイドリングストップ制御に利用する。

アクセルペダル踏込量検出装置７３は、例えばアクセルペダル踏込角度センサであり、アクセルペダルに設けられている。制御装置８０は、アクセルペダル踏込量検出装置７３からの検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出することが可能である。制御装置８０は、アクセルペダル踏込量検出装置７３より入力された検出信号をアイドリングストップ制御に利用する。

ブレーキペダル踏込量検出装置７４は、例えばブレーキペダル踏込角度センサであり、ブレーキペダルに設けられている。制御装置８０は、ブレーキペダル踏込量検出装置７４からの検出信号に基づいて、運転者によるブレーキペダルの踏込量を検出することが可能である。制御装置８０は、ブレーキペダル踏込量検出装置７４より入力された検出信号をアイドリングストップ制御に利用する。

制御装置８０は、ＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２、記憶装置８３、タイマ８４等を有している。制御装置８０（ＣＰＵ８１）には、上述した種々の検出装置からの検出信号が入力され制御装置８０（ＣＰＵ８１）は、上述した種々のアクチュエータへの制御信号を出力する。なお、制御装置８０の入出力は、上記の検出装置やアクチュエータに限定されるものではない。制御装置８０は、上記の検出装置を含めた各種の検出装置からの検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態を検出し、上記のアクチュエータを含む各種のアクチュエータを制御する。記憶装置８３は、例えばＦｌａｓｈ－ＲＯＭ等の記憶装置であり、内燃機関の制御や自己診断等を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されている。また制御装置８０（ＣＰＵ８１）は、運転状態検出部８１Ａ、吸排水制御部８１Ｂ等を有しているが、これらの詳細については後述する。

●［アクチュエータの構造と動作（図２、図３）］
図２に示すように、アクチュエータ５０は、吸気マニホルド３２の吸気出口３４Ａ～３４Ｄの側に配置されており、モータ５１と、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄとを有する。モータ５１のシャフト５１ａは、吸気マニホルド３２のブランチ３５Ａ～３５Ｄを貫通している。メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄは、シャフト５１ａに取り付けられており、各ブランチ３５Ａ～３５Ｄの吸気通路をほぼ塞ぐ大きさである。メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄの材質は、金属や樹脂等であり、吸排水部材４０Ａ～４０Ｄを伸長、圧縮可能な剛性を有するとともに、吸気を通過させる。図２においては、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄの面は、吸気通路を流れる吸気に対して直交しており、ブランチ３５Ａ～３５Ｄの吸気通路に設けられたストッパ５３Ａ～５３Ｄに当接している。図３においては、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄの面は、吸気通路を流れる吸気に対して平行となっており、ブランチ３５Ａ～３５Ｄの内壁面と向かい合っている。

メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄは、モータ５１のシャフト５１ａの回転に応じて回転する。メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄが、吸気通路を流れる吸気に対して平行である圧縮状態（図３）から吸気通路を流れる吸気に対して直交する伸長状態（図２）へ変化する際、ストッパ５３Ａ～５３Ｄに当接することにより、モータ５１の負荷が上がり電流値が上がる。一方、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄが、吸気通路を流れる吸気に対して直交する伸長状態（図２）から吸気通路を流れる吸気に対して平行である圧縮状態（図３）へ変化する際、吸排水部材４０Ａ～４０Ｄを介してブランチ３５Ａ～３５Ｄの壁面から圧を受けることとなり、モータ５１の負荷が上がり電流値が上がる。制御装置８０は、このような電流値の変化によってシャフト５１ａの回転の停止時期を検知することができる。なお、図２および図３では省略しているが、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄには、吸排水部材４０Ａ～４０Ｄが取り付けられる（図４、図５参照）。吸排水部材４０Ａ～４０Ｄは、図３に示す圧縮状態となったメッシュ部材５２Ａ～５２Ｄと、ブランチ３５Ａ～３５Ｄの内壁面の間に挟まれることによって、圧縮される（図５参照）。吸排水部材４０Ａ～４０Ｄは、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄが図２に示す伸長状態となった場合は、何ら力が加わることがないため、伸長している（図４参照）。

●［吸排水部材の伸長と圧縮による作用（図４、図５）］
図４および図５では、吸気マニホルド３２のブランチ３５Ａを具体例にして説明し、他のブランチ３５Ｂ～３５Ｄは同様であるため説明を省略する。図４に示すように、ブランチ３５Ａにおける吸気出口３４Ａの側は、内燃機関１０の停止直前に伸長した吸排水部材４０Ａによって塞がれる。

ここで、内燃機関１０の停止直前とは、制御装置８０による内燃機関１０の停止に係る制御タイミングの時をいうが（詳細は後述する）、このような電子上の制御が実行され、燃料の燃焼によるピストンの押し下げが無くなってからも、クランク軸は慣性によりしばらくのあいだ動き続ける。つまり、内燃機関が物理的に停止するまでに、シリンダ１１Ａ（図１参照）内へ流入しようとする吸気ＫＡにも当然水分ＷＡが含まれている。しかし、吸気ＫＡが吸排水部材４０Ａ（及びメッシュ部材５２Ａ～５２Ｄ）を通過することによって、水分ＷＡは吸排水部材４０Ａに吸着される。その結果、シリンダ１１Ａ内へは、吸排水部材４０Ａによって水分が取り除かれた吸気ＫＢが流入することになる。そのため、内燃機関１０の停止後においては、常にシリンダ１１Ａ内は湿気が無い状態で保たれる。よって、内燃機関１０の停止中にシリンダ１１Ａ内で凝縮水が発生することが抑制できる。

また、内燃機関１０の停止後、吸気マニホルド３２が自然冷却されることにより、ブランチ３５Ａの内壁面に凝縮水ＷＢ１や凝縮水ＷＢ２が発生し、自重によりブランチ３５Ａの内壁面を伝ってシリンダ１１Ａ内へ浸入しようとする。しかし、このような凝縮水ＷＢ１や凝縮水ＷＢ２についても、吸排水部材４０Ａにより吸水し捕捉することができる。

図５に示すように、吸排水部材４０Ａは、内燃機関１０の始動とともにメッシュ部材５２Ａとブランチ３５Ａ壁面の間に挟まれて圧縮される。その結果、伸長時に吸着、吸水した水分が雫ＷＣとなって滴り落ち、シリンダ１１Ａ（図１参照）内へ浸入し得る。しかし、内燃機関１０の始動中及び運転中はシリンダ１１Ａ内で常に燃焼が起こっており、シリンダ１１Ａ内が雫ＷＣによる湿気により腐食するおそれは無い。なお、再度、内燃機関１０の停止直前になるとシャフト５１ａが回転され、吸排水部材４０Ａは、図４に示すような伸長状態となり、ブランチ３５Ａにおける吸気出口３４Ａの側を塞ぐことになる。

●［第１の実施の形態における制御装置８０の処理手順（図６～図８）］
次に図６～図８に示すフローチャートを用いて、制御装置８０による吸排水部材伸長制御の処理手順の例について説明する。制御装置８０（ＣＰＵ８１）は、例えば所定時間間隔（数［ｍｓ］～数１０［ｍｓ］間隔）で図６に示す処理（［全体処理］）を起動し、ステップＳ１１０に処理を進める。

ステップＳ１１０にて制御装置８０は、入力信号に基づいて伸長条件が成立したか否かを判定する。伸長条件が成立するのは、入力された制御信号が内燃機関１０の停止に係る制御信号であった場合（内燃機関１０の運転中にユーザが始動・停止ボタン７１を押下した場合）や、入力された検出信号に基づいて内燃機関１０の自動停止（アイドリングストップ）条件が成立した場合等である。制御装置８０は、伸長条件が成立した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１２０へ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ１３０へ処理を進める。なお、伸長条件が成立したタイミングが内燃機関１０の停止直前に相当する。

ステップＳ１２０に進めた場合、制御装置８０は、［吸排水部材伸長制御］の処理を実行して処理を終了する。なお［吸排水部材伸長制御処理］（図７）の詳細については後述する。

ステップＳ１３０に進めた場合、制御装置８０は、入力信号に基づいて圧縮条件が成立したか否かを判定する。圧縮条件が成立するのは、入力された制御信号が内燃機関１０の始動に係る制御信号であった場合（内燃機関１０の停止中にユーザが始動・停止ボタン７１を押下した場合）や、入力された検出信号に基づいて内燃機関１０の自動停止（アイドリングストップ）解除条件が成立した場合等である。制御装置８０は、圧縮条件が成立した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１４０へ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）は処理を終了する。

ステップＳ１４０に進めた場合、制御装置８０は、［吸排水部材圧縮制御］の処理を実行して処理を終了する。なお［吸排水部材圧縮制御処理］（図８）の詳細については後述する。

ステップＳ１１０、Ｓ１３０の処理を実行している制御装置８０（ＣＰＵ８１）は、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部８１Ａ（図１参照）に相当している。

［吸排水部材伸長制御処理（図７）］
次に図７を用いて、図６に示すフローチャートのステップＳ１２０の［吸排水部材伸長制御］の処理の詳細を説明する。図６に示すフローチャートのステップＳ１２０の処理を実行する際、制御装置８０は図７に示すステップＳ２１０へ処理を進める。

ステップＳ２１０にて制御装置８０は、伸長制御を開始してステップＳ２２０へ処理を進める。なお、伸長制御とは、アクチュエータ５０のシャフト５１ａを回転させることにより、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄを吸気マニホルド３２の吸気通路を流れる吸気に対して平行である圧縮状態（図３）から、直交している伸長状態（図２）に変化させる制御である。

ステップＳ２２０にて制御装置８０は、アクチュエータ５０のモータ５１の電流値に基づいて、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄが吸気通路を流れる吸気に対して直交する伸長状態（図２）になったか否かを判定する。制御装置８０は、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄが直交状態（伸長状態）になった場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２４０へ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ２３０へ処理を進める。

ステップＳ２３０に進めた場合、制御装置８０は、吸排水部材４０Ａ～４０Ｄの伸長制御（メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄを直交状態（伸長状態）にする制御）を続行し、ステップＳ２２０の処理へ戻る。つまり、アクチュエータ５０の制御はメッシュ部材５２Ａ～５２Ｄが直交状態（伸長状態）になるまで続けられる。

ステップＳ２４０に進めた場合、制御装置８０は、吸排水部材４０Ａ～４０Ｄの伸長制御を停止し、吸排水部材伸長制御処理を終了する。

［吸排水部材圧縮制御処理（図８）］
次に図８を用いて、図６に示すフローチャートのステップＳ１４０の［吸排水部材圧縮制御］の処理の詳細を説明する。図６に示すフローチャートのステップＳ１４０の処理を実行する際、制御装置８０は図８に示すステップＳ３１０へ処理を進める。

ステップＳ３１０にて制御装置８０は、圧縮制御を開始してステップＳ３２０へ処理を進める。なお、圧縮制御とは、アクチュエータ５０のシャフト５１ａを回転させることにより、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄを吸気マニホルド３２の吸気通路を流れる吸気に対して直交している伸長状態（図２）から、平行である圧縮状態（図３）に変化させる制御である。

ステップＳ３２０にて制御装置８０は、アクチュエータ５０のモータ５１の電流値に基づいて、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄが吸気通路を流れる吸気に対して平行である圧縮状態（図２）になったか否かを判定する。制御装置８０は、メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄが平行状態（圧縮状態）になった場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３４０へ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳ３３０へ処理を進める。

ステップＳ３３０に進めた場合、制御装置８０は、吸排水部材４０Ａ～４０Ｄの圧縮制御（メッシュ部材５２Ａ～５２Ｄを平行状態（圧縮状態）にする制御）を続行し、ステップＳ３２０の処理へ戻る。つまり、アクチュエータ５０の制御はメッシュ部材５２Ａ～５２Ｄが平行状態（圧縮状態）になるまで続けられる。

ステップＳ３４０に進めた場合、制御装置８０は、吸排水部材４０Ａ～４０Ｄの圧縮制御を停止し、吸排水部材圧縮制御処理を終了する。

ステップＳ２１０～Ｓ２４０、Ｓ３１０～Ｓ３４０の処理を実行している制御装置８０（ＣＰＵ８１）は、内燃機関の停止直前にアクチュエータを制御して吸排水部材を伸長し、内燃機関の始動とともにアクチュエータを制御して吸排水部材を圧縮する、吸排水制御部８１Ｂ（図１参照）に相当している。

●［吸排水部材伸長・圧縮機構の変形例（図９～図１６）］
本実施形態において、吸気マニホルド３２の吸気通路を、吸排水部材を伸長させて塞ぐ、あるいは、吸排水部材を圧縮させて開放（開口）する機構として、アクチュエータ５０（図２、図３参照）と吸排水部材４０Ａ～４０Ｄ（図４、図５参照）を例に説明したが、他の例として、後述するような機構であってもよい。なお、吸気マニホルド３２のブランチ３５Ａを具体例にして説明し、他のブランチ３５Ｂ～３５Ｄは同様であるため説明を省略する。

例えば、図９～図１２に示すように、ブランチ３５Ａの吸気出口として、吸気通路の断面形状より一回り大きな断面形状を有する部屋Ｒを設け、その室内に吸排水部材４１Ａとプレート５４Ａを収める。プレート５４Ａは、その中央に、円筒形ナット部５４１Ａを有しており、円筒形ナット部５４１Ａの内壁面に切られた雌ネジがシャフト５１ａに設けられた雄ネジと螺合される。これにより、プレート５４Ａは、シャフト５１ａの回転に応じて部屋Ｒの室内を行き来することができる。また、吸排水部材４１Ａの中央にもシャフト５１ａを貫通させる貫通孔が設けられている。つまり、部屋Ｒの室内にて、プレート５４Ａがモータ５１に近付くように移動すると、吸排水部材４１Ａが圧縮されるとともに、吸気通路が開放（開口）される。また、プレート５４Ａがモータ５１から遠ざかるように移動すると、吸排水部材４１Ａが伸長するとともに、吸気通路が吸排水部材４１Ａで塞がれる（吸気は吸排水部材４１Ａを通過可能である）。なお、部屋Ｒを設けなくとも、ブランチ３５Ａの壁面にプレート５４Ａを案内したり吸排水部材４１Ａを位置決めするようなガイド部を設けても、これと同様の機構を実現することができる。

また、例えば、図１３～図１５には、各ブランチ３５Ａ～３５Ｄの断面形状が円である場合の機構を示す。ブランチ３５Ａの壁面には、２枚のプレート５５Ａ、５６Ａが、シャフト５１ａを間に挟んで、ブランチ３５Ａの軸方向に対して平行に設けられている。また、シャフト５１ａには、扇状メッシュ部材５７Ａが取り付けられ、扇状メッシュ部材５７Ａには、例えば球を４等分した形状の吸排水部材４１Ａ、４２Ａが取り付けられる。扇状メッシュ部材５７Ａがプレート５５Ａ、５６Ａに対して直交していると、吸排水部材４１Ａ、４２Ａは伸長状態となる。そして、図１６に示すように、シャフト５１ａを回転させると、扇状メッシュ部材５７Ａは、シャフト５１ａの回転に応じてプレート５５Ａ、５６Ａに近付いていくが、吸排水部材４２Ａ、４３Ａは、扇状メッシュ部材５７Ａとプレート５５Ａ、５６Ａの間に挟まれて圧縮される。

本発明の内燃機関のシリンダ内除湿システムは、本実施の形態で説明した外観、構成、構造等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、ＥＧＲシステム、過給機、インタークーラを有する内燃機関システム、これらを有していない内燃機関システム、のどちらにも適用可能である。

また、本実施形態において、吸気マニホルドの吸気出口に吸排水部材を配置するものとして説明したが、伸長時の吸排水部材により吸気マニホルドの吸気通路が全て塞がれるのであればどのように配置してもよい。例えば、吸気マニホルドの吸気入口に１つの吸排水部材を配置してもよい。また、吸気マニホルドの吸気入口に１つ配置したうえで、吸気マニホルドの各吸気出口にもそれぞれ配置してもよい。

また、本実施形態において、吸排水部材として吸水スポンジを例に説明したが、伸長、圧縮が可能で、伸長時と圧縮時それぞれで吸排水がなされ、かつ、伸長時に吸気を通過可能なものであればよく、例えば、不織布を蛇腹折りにしたものを吸排水部材とし、これを展開、折り畳むような構造であってもよい。

また、本実施形態において、伸長条件が成立したタイミングを内燃機関の停止直前に相当するものとして説明したが、これに限られるものではなく、例えば制御装置に内燃機関の停止に係る制御信号が出力、あるいは、入力されたタイミングであってもよい。

１ 内燃機関システム
１０ 内燃機関
１１Ａ～１１Ｄ シリンダ
２１ コモンレール
２２Ａ～２２Ｄ 燃料配管
２３Ａ～２３Ｄ インジェクタ
３１ 吸気管
３２ 吸気マニホルド
３３ 吸気入口
３４Ａ～３４Ｄ 吸気出口
３５Ａ～３５Ｄ ブランチ
３６ 排気マニホルド
３７ 排気管
４０Ａ～４０Ｄ 吸排水部材
４１Ａ 吸排水部材
５０ アクチュエータ
５１ モータ
５１ａ シャフト
５２Ａ メッシュ部材
５３Ａ ストッパ
５４Ａ～５６Ａ プレート
５４１Ａ 円筒形ナット部
５７Ａ 扇状メッシュ部材
６１ ＥＧＲ配管
６２ ＥＧＲクーラ
６３ ＥＧＲ弁
７１ 始動・停止ボタン
７２ 車速検出装置
７３ アクセルペダル踏込量検出装置
７４ ブレーキペダル踏込量検出装置
８０ 制御装置
ＫＡ、ＫＢ 吸気
ＷＡ 水分
ＷＢ１、ＷＢ２ 凝縮水
ＷＣ 雫

Claims (4)

1. 内燃機関の停止中にシリンダ内で凝縮水が発生することを抑制する、内燃機関のシリンダ内除湿システムであって、
   前記内燃機関の吸気マニホルド内の吸気通路に配置されて伸長と圧縮が可能な吸排水部材と、
   前記吸排水部材を伸長及び圧縮させるアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御する制御装置と、
   を有し、
   前記吸排水部材は、
   圧縮された場合は前記吸気通路を開口するとともに吸着している水分を排出し、
   伸長された場合は前記吸気通路を塞ぐが吸気は通過可能であり、通過させた吸気に含まれている水分及び前記吸気通路内を伝ってくる水分を吸着し、
   前記制御装置は、
   前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、
   検出した前記運転状態に基づいて、少なくとも前記内燃機関の停止中は前記吸排水部材を伸長させるように前記アクチュエータを制御する吸排水制御部と、
   を有する、
   内燃機関のシリンダ内除湿システム。
2. 請求項１に記載の内燃機関のシリンダ内除湿システムであって、
   前記制御装置は、前記吸排水制御部にて前記内燃機関の停止直前に前記アクチュエータを制御して前記吸排水部材を伸長し、前記内燃機関の始動とともに前記アクチュエータを制御して前記吸排水部材を圧縮する、
   内燃機関のシリンダ内除湿システム。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関のシリンダ内除湿システムであって、
   前記吸排水部材は、前記吸気マニホルドの前記吸気通路における吸気出口の側に配置されている、
   内燃機関のシリンダ内除湿システム。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の内燃機関のシリンダ内除湿システムであって、
   前記内燃機関は、排気の一部を吸気に戻すＥＧＲシステムを有しており、
   前記ＥＧＲシステムにおける排気の一部を吸気に戻すＥＧＲ配管は、
   ＥＧＲガスの流入側が、排気マニホルドまたは前記排気マニホルドよりも排気の下流側の排気管に接続され、
   前記ＥＧＲガスの流入側が、前記吸気マニホルドよりも吸気の上流側の吸気管または前記吸気マニホルドにおける前記吸排水部材よりも吸気の上流側となる位置に接続されている、
   内燃機関のシリンダ内除湿システム。

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