(57)【要約】【課題】ハードウェア構成を変更することなくかつ効率的に、腐食性凝縮水によるエンジン部品の腐食を防止できる内燃機関の制御システムを提供すること。【解決手段】内燃機関の制御システム１００は、エンジン停止時に、燃焼室内に腐食性凝縮水が生じ易い条件か否かを判定する条件判定部３０１と、条件判定部３０１によって腐食性凝縮水が生じ易い条件であると判定された場合、エンジン停止時にスターターモーター１１０を稼動させてエンジン２００のクランキングを行わせることにより、燃焼室内を掃気する掃気制御部３０２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関停止時に、燃焼室内に腐食性凝縮水が生じ易い条件か否かを判定する条件判定部と、
前記条件判定部によって腐食性凝縮水が生じ易い条件であると判定された場合、内燃機関停止時にスターターモーターを稼動させて内燃機関のクランキングを行わせることにより、前記燃焼室内を掃気する掃気制御部と、
を具備する内燃機関の制御システム。
【請求項２】
前記クランキングは、前記燃焼室内への燃料供給が停止された状態で行われる、
請求項１に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項３】
前記クランキングは、吸排気系の弁が開放された状態で行われる、
請求項１又は請求項２に記載の内熱機関の制御システム。
【請求項４】
前記掃気制御部は、バッテリ電圧が所定の閾値よりも小さい場合には、前記クランキングを行わせない、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の内熱機関の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室内で発生する腐食性凝縮水による悪影響を抑制する、内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地において、運転者がごく短時間の運転を行った後に運転を停止すると、燃焼室内部が水蒸気、水分が多い状態のままとなる。また、排ガス中には、硫黄酸化物による硫酸、窒素酸化物による硝酸、炭酸ガスによる炭酸、燃焼過程で発生する蟻酸、酢酸等の有機酸などが含まれる。燃焼室内で上述の凝縮水が発生するとこれらの酸類が凝縮水に溶け込み、酸類を含有する凝縮水が毛細管現象等により、エンジンの燃料噴射ノズルとヘッドの隙間や、ノズルの噴口に進入する。
【０００３】
その結果、酸類を含有する凝縮水によりエンジン部品が腐食するおそれがある。酸類を含有する凝縮水への短時間の暴露では、その影響は小さいが、運転インターバルが長く停止時間が長い場合には、腐食が進行する。
【０００４】
特許文献１には、内燃機関が停止するまでに効率的な掃気を行うことで、燃焼室やＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）通路に酸性の凝縮水が発生することを抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２０３３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１で開示された内燃機関の制御システムでは、電動コンプレッサにより掃気を行う構成となっているため、電動コンプレッサが必要となり、その分だけ構成が複雑になる欠点がある。また、特許文献１では、エンジンが停止すると必ず電動コンプレッサが作動するようになっているが、実際上掃気が必要でない場合にまで電動コンプレッサを作動させることは、効率的でないばかりか、静粛性の点でも好ましくない。
【０００７】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、ハードウェア構成を変更することなくかつ効率的に、腐食性凝縮水によるエンジン部品の腐食を防止できる内燃機関の制御システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内燃機関の制御システムの一つの態様は、
内燃機関停止時に、燃焼室内に腐食性凝縮水が生じ易い条件か否かを判定する条件判定部と、
前記条件判定部によって腐食性凝縮水が生じ易い条件であると判定された場合、内燃機関停止時にスターターモーターを稼動させて内燃機関のクランキングを行わせることにより、前記燃焼室内を掃気する掃気制御部と、
を具備する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ハードウェア構成を変更することなくかつ効率的に、腐食性凝縮水によるエンジン部品の腐食を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る内燃機関制御システムの要部構成を示す概略図
【図２】条件判定部によって行われる判定処理の処理手順を示すフローチャート
【図３】掃気制御部によって行われる掃気制御処理手順を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施の形態では、内燃機関のことをエンジンと記す。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御システムの要部構成を示す概略図である。制御システム１００は、例えばトラックやバス等のディーゼル車に搭載される。ただし、本発明の制御システムは、ディーゼル車に限らず、ガソリンエンジン車にも適用でき、内燃機関の制御システムとして広く用いることができる。
【００１３】
制御システム１００は、ディーゼルエンジン２００の動作及び吸排気を制御する。実際上、制御システム１００の制御は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）３００によって行われる。ＥＣＵ３００は、スターター駆動制御、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）率制御、噴射量制御、吸気量制御などを行うことで、エンジン２００の動作及び吸排気を制御する。
【００１４】
図１の構成について詳しく説明する。
エンジン２００の吸気口には、エアクリーナー１０１、ターボチャージャー１０２、インタークーラー１０３、インテークスロットル１０４を順次通過した空気が導入される。また、エンジン２００の排気口から出た排気ガスは、ターボチャージャー１０２を介して排気されるとともに、ＥＧＲクーラー１０５、ＥＧＲバルブ１０６を介してエンジン２００の吸気口に戻される。
【００１５】
エンジン２００は、インジェクター２０１、ピストン２０２及びクランク２０３を有する。スターターモーター１１０は、エンジン２００のクランク軸を回転させることにより、ピストン２０２を上下させてクランキングを行う。
【００１６】
かかる構成に加えて、ＥＣＵ３００は、エンジン２００の停止時に燃焼室内に凝縮水が生じ易い条件にあるか否かを判定する条件判定部３０１を有する。さらに、ＥＣＵ３００は、条件判定部３０１によって凝縮水が生じ易い条件であると判定された場合に、エンジン２００の停止時にスターターモーター１１０を稼動させてエンジン２００のクランキングを行わせることにより、燃焼室内を掃気する掃気制御部３０２を有する。
【００１７】
図２は、条件判定部３０１によって行われる判定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００１８】
条件判定部３０１は、ステップＳ１１でキースイッチがエンジンオフの状態にされたと判断すると、ステップＳ１２に移る。条件判定部３０１は、ステップＳ１２でエンジン２００の水温が閾値Ｔ１以上か否かを判断し、ステップＳ１３で運転時間が閾値Ｔ２以上か否かを判断し、ステップＳ１４で吸気温度が閾値Ｔ３以上か否かを判断する。ここで、例えばエンジン水温の閾値Ｔ１は６０°Ｃ、運転時間の閾値Ｔ２は５分、吸気温度の閾値Ｔ３は２０°Ｃとされている。ただし、これらの閾値Ｔ１〜Ｔ３は、エンジン２００の構造などに応じて適宜変更してよい。
【００１９】
条件判定部３０１は、ステップＳ１２−Ｓ１４のうちのいずれかで肯定結果を得た場合には、ステップＳ１７に移って、掃気制御部３０２に掃気（パージ）を行わないことを指示してＥＣＵ３００に通常のエンジン停止モードを実行させる。
【００２０】
これに対して、ステップＳ１２−Ｓ１４の全てにおいて否定結果を得た場合、このことは寒冷地で短時間の運転が行われて、燃焼室内に凝縮水が生じ易い条件にあることを意味し、条件判定部３０１は、ステップＳ１４からステップＳ１５に移ってエンジン２００が停止したことを確認した後に、ステップＳ１６に移り、掃気制御部３０２に排ガスパージモードを実行することを指示する。因みに、条件判定部３０１は、ステップＳ１５において、エンジンの回転数が例えば１ｒｐｍ未満となったときにエンジン２００が停止したと判断する。
【００２１】
図３は、掃気制御部３０２によって行われる掃気制御処理手順（図２におけるステップＳ１６の排ガスパージモードでの処理手順）を示すフローチャートである。
【００２２】
掃気制御部３０２は、排ガスパージモードを開始すると、先ずステップＳ２１においてバッテリ電圧が閾値Ｔ５以上であるか否か判断し、バッテリ電圧が閾値Ｔ５未満の場合には、ステップＳ３０に移って、掃気（パージ）を行わない通常の停止モードを実行して処理を終了する。このように、バッテリ電圧が所定値よりも小さい場合には掃気を行わないようにしたことにより、掃気によるバッテリ消耗によって次のエンジンスタートができなくなることを回避する。一方、バッテリ電圧が閾値Ｔ５以上の場合にはステップＳ２２に移る。
【００２３】
掃気制御部３０２は、ステップＳ２２においてクランキングする時間（例えば５秒）を設定する。掃気制御部３０２は、続くステップＳ２３においてインテークスロットル１０４を全開にする制御を行い、ステップＳ２４においてＥＧＲバルブ１０６を全開にする制御を行い、ステップＳ２５においてターボチャージャー１０２の可変ノズルベーンを全開にする制御を行う。
【００２４】
このように掃気制御部３０２は、吸排気系を全開にする制御を行った後に、ステップＳ２６においてドライバーに音声や表示によりこれから掃気（パージ）を行うことを通知させる。これにより、こらから行われるクランキングが故障や異常によるものではないことをドライバーに知らせることができる。
【００２５】
掃気制御部３０２は、続くステップＳ２７においてスターターモーター１１０を回転させることによりクランキングを行わせる。なお、クランキングは、インジェクター２０１から燃料を噴射しない状態（つまり燃焼室内への燃料供給を停止した状態）で行う。このように、吸排気系を全開にした状態でクランキングを行うことにより、燃焼室内が掃気される。具体的には、燃焼室内の排気ガスを大気に置き換えることで、燃焼室内の有機酸及び無機酸を低濃度化できるとともに燃焼室の湿度を下げることができ、燃焼室内で腐食性凝縮水が発生することを抑制できる。
【００２６】
以上説明したように、本実施の形態によれば、エンジン停止時に、燃焼室内に腐食性凝縮水が生じ易い条件か否かを判定する条件判定部３０１と、条件判定部３０１によって腐食性凝縮水が生じ易い条件であると判定された場合、エンジン停止時にスターターモーター１１０を稼動させてエンジン２００のクランキングを行わせることにより、燃焼室内を掃気する掃気制御部３０２と、を設けたことにより、ハードウェア構成を変更することなくかつ効率的に、腐食性凝縮水によるエンジン部品の腐食を防止できる。
【００２７】
なお、上述の実施の形態では、燃焼室内への燃料供給を停止した状態でクランキングを行う場合について述べたが、クランキング終了後（つまり掃気終了後）に、短時間だけインジェクター２０１から燃料を噴射してもよい。このようにすれば、インジェクター２０１の噴孔内及びその周囲に燃料が付着するので、この燃料によって腐食性凝縮水による腐食を防止できるといった効果を期待できる。例えば、上述のクランキングによる掃気だけでは腐食を防止するのが不十分な環境の場合に、クランキング後に短時間の燃料噴射を行うようにすればよい。
【００２８】
また、上述の実施の形態では、エンジン２００の水温、運転時間、及び、吸気温度を閾値判定することで、腐食性凝縮水が生じ易い条件か否かを判定した場合について述べたが、腐食性凝縮水が生じ易い条件か否かを判定する方法はこれに限らず、例えば、エンジン２００の水温、運転時間、及び、吸気温度のそれぞれについて腐食性凝縮水が生じ易いほど高い点数を付け、３つの合計点数に基づいて、腐食性凝縮水が生じ易い条件にあるか否かを判定してもよい。さらに、必ずしも、エンジンの水温、運転時間、及び、吸気温度の３つのパラメータによって判定する必要はなく、この３つのパラメータに別のパラメータを加えて判定してもよく、この３つのパラメータのうち２つのパラメータを用いて判定してもよい。
【００２９】
さらに上述の実施の形態に加えて、スターターモーター１１０のこれまでの稼動時間に応じて、条件判定部３０１における判定を可変にしてもよい。例えばスターターモーター１１０の残りの寿命が短い場合には、条件判定部３０１における、食性凝縮水が生じ易い条件であるといった判定条件を厳しくすることにより、掃気回数を減らしてスターターモーター１１０の寿命を延ばしてもよい。
【００３０】
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、燃焼室内で腐食性凝縮水が発生する内燃機関に好適である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  内燃機関の制御システム
１０１  エアクリーナー
１０２  ターボチャージャー
１０３  インタークーラー
１０４  インテークスロットル
１０５  ＥＧＲクーラー
１０６  ＥＧＲバルブ
１１０  スターターモーター
２００  エンジン
２０１  インジェクター
２０２  ピストン
２０３  クランク
３００  ＥＣＵ
３０１  条件判定部
３０２  掃気制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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