(57)【要約】【課題】エンジンの運転停止後においてエンジンに腐食が生じることを防止できるエンジンの腐食防止システム及びエンジンの腐食防止制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１０の腐食防止システム１は、エンジン１０のヘッドカバー１２の内部を加熱する加熱機構２０と、ヘッドカバーの内部のガスをヘッドカバーの外部へ排出するガス排出機構３０と、エンジンの運転停止後におけるヘッドカバーの内部の温度が、ヘッドカバーの内部に凝縮水が発生する温度Ｔａ以下、又は、この凝縮水が発生する温度よりも所定温度高い温度Ｔｂ以下になった場合に、加熱機構がヘッドカバーの内部の加熱を開始し且つガス排出機構がヘッドカバーの内部のガスの外部への排出を開始するように加熱機構及びガス排出機構を制御する制御部５１を有する制御装置５０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのヘッドカバーの内部を加熱する加熱機構と、
前記ヘッドカバーの内部のガスを前記ヘッドカバーの外部へ排出するガス排出機構と、
前記エンジンの運転停止後における前記ヘッドカバーの内部の温度が、前記ヘッドカバーの内部に凝縮水が発生する温度以下、又は、前記凝縮水が発生する前記温度よりも所定温度高い温度以下になった場合に、前記加熱機構が前記ヘッドカバーの内部の加熱を開始し且つ前記ガス排出機構が前記ヘッドカバーの内部のガスの外部への排出を開始するように前記加熱機構及び前記ガス排出機構を制御する制御部を有する制御装置と、を備えるエンジンの腐食防止システム。
【請求項２】
前記制御部は、前記加熱機構が前記ヘッドカバーの内部の加熱を開始し且つ前記ガス排出機構が前記ヘッドカバーの内部のガスの外部への排出を開始するように前記加熱機構及び前記ガス排出機構を制御した後において、前記ヘッドカバーの内部の温度が外気温度以上になった場合に、前記加熱機構が前記ヘッドカバーの内部の加熱を終了し且つ前記ガス排出機構が前記ヘッドカバーの内部のガスの外部への排出を終了するように前記加熱機構及び前記ガス排出機構を制御する請求項１記載のエンジンの腐食防止システム。
【請求項３】
前記加熱機構は、電気が供給されて発熱した場合に前記ヘッドカバーの内部を加熱する電熱線を含み、
前記ガス排出機構は、前記ヘッドカバーの内部のガスを外部へ排出するガス排出通路を開閉する開閉バルブを含む請求項１又は２に記載のエンジンの腐食防止システム。
【請求項４】
エンジンのヘッドカバーの内部を加熱する加熱機構と、前記ヘッドカバーの内部のガスを外部へ排出するガス排出機構と、を有するエンジンの腐食防止システムに適用された制御装置であって、
前記エンジンの運転停止後における前記ヘッドカバーの内部の温度が、前記ヘッドカバーの内部に凝縮水が発生する温度以下、又は、前記凝縮水が発生する前記温度よりも所定温度高い温度以下になった場合に、前記加熱機構が前記ヘッドカバーの内部の加熱を開始し且つ前記ガス排出機構が前記ヘッドカバーの内部のガスの外部への排出を開始するように前記加熱機構及び前記ガス排出機構を制御する制御部を備えるエンジンの腐食防止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エンジンの腐食防止システム及びエンジンの腐食防止制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ヘッドカバーを有するエンジンが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１５２８９号公報
【特許文献２】特開２００６−２０７４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヘッドカバーを有するエンジンにおいて、エンジンの運転が停止された場合、ヘッドカバーの内部の温度が低下する。この結果、ヘッドカバーの内部に結露が生じて、凝縮水が多量に発生した場合、この凝縮水によってエンジンに腐食が生じるおそれがある。
【０００５】
本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの運転停止後においてエンジンに腐食が生じることを防止できるエンジンの腐食防止システム及びエンジンの腐食防止制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の態様に係るエンジンの腐食防止システムは、エンジンのヘッドカバーの内部を加熱する加熱機構と、前記ヘッドカバーの内部のガスを前記ヘッドカバーの外部へ排出するガス排出機構と、前記エンジンの運転停止後における前記ヘッドカバーの内部の温度が、前記ヘッドカバーの内部に凝縮水が発生する温度以下、又は、前記凝縮水が発生する前記温度よりも所定温度高い温度以下になった場合に、前記加熱機構が前記ヘッドカバーの内部の加熱を開始し且つ前記ガス排出機構が前記ヘッドカバーの内部のガスの外部への排出を開始するように前記加熱機構及び前記ガス排出機構を制御する制御部を有する制御装置と、を備える。
【０００７】
また、上記目的を達成するため、本発明の態様に係るエンジンの腐食防止制御装置は、エンジンのヘッドカバーの内部を加熱する加熱機構と、前記ヘッドカバーの内部のガスを外部へ排出するガス排出機構と、を有するエンジンの腐食防止システムに適用された制御装置であって、前記エンジンの運転停止後における前記ヘッドカバーの内部の温度が、前記ヘッドカバーの内部に凝縮水が発生する温度以下、又は、前記凝縮水が発生する前記温度よりも所定温度高い温度以下になった場合に、前記加熱機構が前記ヘッドカバーの内部の加熱を開始し且つ前記ガス排出機構が前記ヘッドカバーの内部のガスの外部への排出を開始するように前記加熱機構及び前記ガス排出機構を制御する制御部を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の態様によれば、エンジンの運転停止後においてエンジンに腐食が生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る腐食防止システムの模式的構成図である。
【図２】実施形態に係るエンジン腐食防止制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ２０に係る判定処理を説明するための図である。
【図４】実施形態の変形例に係るエンジン腐食防止制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ２０ａに係る判定処理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本実施形態に係るエンジン１０の腐食防止システム１、及び、エンジン１０の腐食防止制御装置としての制御装置５０について説明する。図１は本実施形態に係る腐食防止システム１の構成を模式的に示す構成図である。本実施形態に係る腐食防止システム１は、車両に搭載されたエンジン１０に適用されている。このエンジン１０の具体的な種類は特に限定されるものではなく、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の種々のエンジンを用いることができる。本実施形態では、エンジン１０の一例としてディーゼルエンジンを用いている。
【００１１】
エンジン１０は、シリンダブロック（図示せず）の上部に配置されたシリンダヘッド１１と、シリンダヘッド１１の上部に配置されたヘッドカバー１２とを有している。このヘッドカバー１２は、具体的には、エンジン１０の動弁機構に覆い被さるようにして、シリンダヘッド１１の上部に配置されている。このヘッドカバー１２によって、動弁機構の潤滑油等がエンジン１０の外部に飛散することや、埃等の異物が動弁機構に付着したりすること等が防止されている。
【００１２】
腐食防止システム１は、加熱機構２０と、ガス排出機構３０と、各種センサ類（温度センサ４０ａ，４０ｂ、湿度センサ４１）と、制御装置５０とを備えている。
【００１３】
加熱機構２０は、ヘッドカバー１２の内部を加熱する機構である。このような機能を有するものであれば加熱機構２０の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る加熱機構２０は、一例として、電熱線２１と、電源２２と、スイッチ２３と、電線２４とを備えている。電源２２、スイッチ２３及び電熱線２１は、電線２４によって直列に接続されている。
【００１４】
電熱線２１は、電源２２からの電気供給を受けた場合に発熱する。電熱線２１が発熱することで、ヘッドカバー１２の内部は加熱される。これにより、ヘッドカバー１２の内部の温度が上昇する。
【００１５】
なお、本実施形態に係る電熱線２１は、一例として、シリンダヘッド１１内に埋め込まれるようにして配置されているが、電熱線２１の配置箇所は、電熱線２１が発熱した場合に電熱線２１の熱によってヘッドカバー１２の内部が加熱される箇所であればよく、図１に例示する箇所に限定されるものではない。他の例を挙げると、例えば、電熱線２１は、ヘッドカバー１２の内部（内部の空間部）に配置されていてもよく、あるいは、ヘッドカバー１２を構成する板部材（例えば上板部材等）の内部に埋め込まれていてもよい。
【００１６】
また、電熱線２１の配置形状も特に限定されるものではなく、直線状に（例えば気筒の配列方向に沿うように直線状に）配置されていてもよく、ループ状に（例えば各気筒の上方部において、各気筒の周囲を囲むようなループ状に）配置されていてもよく、その他の配置形状であってもよい。
【００１７】
スイッチ２３は、制御装置５０によって制御されることで、電源２２から電熱線２１への電気供給を開始及び停止させる。制御装置５０に制御されることでスイッチ２３がＯＮ
になった場合、電源２２からの電気が電熱線２１に供給され（この結果、電熱線２１は発熱を開始する）、スイッチ２３がＯＦＦになった場合、電源２２から電熱線２１への電気供給は停止される（この結果、電熱線２１の発熱は停止する）。
【００１８】
ガス排出機構３０は、ヘッドカバー１２の内部のガスをヘッドカバー１２の外部へ排出する機構である。このような機能を有するものであればガス排出機構３０の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係るガス排出機構３０は、一例として、ガス排出通路３１と、開閉バルブ３２とを備えている。
【００１９】
ガス排出通路３１は、ヘッドカバー１２の内部とヘッドカバー１２の外部とを連通している。開閉バルブ３２は、このガス排出通路３１に配置されており、制御装置５０によって制御されることで開閉する。具体的には、制御装置５０が開閉バルブ３２を開状態にした場合、ヘッドカバー１２の内部のガスはヘッドカバー１２の外部（具体的には、大気中）へ排出される。
【００２０】
なお、上述したガス排出機構３０の構成は一例に過ぎず、上述した構成に限定されるものではない。他の一例を挙げると、ガス排出機構３０は、開閉バルブ３２がヘッドカバー１２に直接接続された構成とすることもできる。また、ガス排出通路３１のヘッドカバー１２への接続箇所も、図１に例示するようなヘッドカバー１２の上面の中央部に限定されるものではなく、他の箇所であってもよい。
【００２１】
温度センサ４０ａは、ヘッドカバー１２の内部の温度を検出して、この検出値を制御装置５０に伝える。温度センサ４０ｂは、外気温度（具体的には、ヘッドカバー１２よりも外側に存在する大気の温度）を検出して、この検出値を制御装置５０に伝える。この温度センサ４０ｂの具体的な温度検出箇所は、特に限定されるものではないが、本実施形態に係る温度センサ４０ｂは、一例として、車両のエンジンルーム内におけるヘッドカバー１２の外側に存在する空間部の大気の温度を検出している。なお、他の例を挙げると、例えば温度センサ４０ｂは、エンジンルーム内における他の箇所の大気の温度を検出することもでき、あるいは、車両におけるエンジンルーム以外の箇所の大気の温度を検出することもできる。湿度センサ４１は、ヘッドカバー１２の内部の湿度を検出して、この検出値を制御装置５０に伝える。
【００２２】
制御装置５０は、各種の制御処理を実行する制御部としての機能を有するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５１と、このＣＰＵ５１の動作に用いられる各種データやプログラム等を記憶する記憶部５２と、を有するマイクロコンピュータを備えている。なお、記憶部５２は、具体的には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体によって構成されている。
【００２３】
本実施形態に係る制御装置５０は、エンジン１０の運転開始、運転停止、運転時における燃料噴射時期や燃料噴射量等を制御することでエンジン１０の動作を統合的に制御するとともに、さらに、エンジン１０の運転停止時おいては、後述するエンジン腐食防止制御処理を実行する。なお、腐食防止制御装置としての制御装置５０の構成はこれに限定されるものではなく、例えば腐食防止制御装置としての制御装置５０は、エンジン１０の動作を統合的に制御する制御装置とは別に設けられた制御装置であってもよい。
【００２４】
続いて、制御装置５０によるエンジン腐食防止制御処理について説明する。図２は、本実施形態に係るエンジン腐食防止制御処理の一例を示すフローチャートである。図２のフローチャートの各ステップは、制御装置５０の具体的にはＣＰＵ５１（制御部）がプログラムに基づいて実行する。
【００２５】
制御装置５０は、エンジン１０の運転停止時に、図２のフローチャートを最初にスタートする。具体的には、制御装置５０は、例えばエンジン１０の運転を停止させるための停止スイッチがＯＮに操作されたときに、エンジン１０の燃料噴射を停止させて、エンジン１０の運転を停止させるとともに、図２のフローチャートを最初にスタートする。なお、エンジン１０の運転が停止した場合、エンジン１０は冷却過程に入り、この結果、エンジン１０の温度は低下していく（すなわち、ヘッドカバー１２の内部の温度も低下していく）。
【００２６】
ステップＳ１０において、制御装置５０は、湿度センサ４１の検出結果に基づいてエンジン１０の運転停止時におけるヘッドカバー１２の内部の水蒸気量（以下、「カバー内水蒸気量」と称する）を取得する。
【００２７】
次いで制御装置５０は、エンジン１０の運転停止後におけるヘッドカバー１２の内部の温度（以下、「カバー内温度」と称する）が、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水（結露水）が発生する温度（温度Ｔａ）以下になったか否かを判定する（ステップＳ２０）。このステップＳ２０の詳細について、図を用いて説明すると次のようになる。
【００２８】
図３は、ステップＳ２０に係る判定処理を説明するための図である。図３の横軸はヘッドカバー１２の内部の温度（カバー内温度）を示し、縦軸はヘッドカバー１２の内部の水蒸気量（カバー内水蒸気量）を示している。図３のライン１００は、飽和水蒸気量を示している。このライン１００に相当する飽和水蒸気量は、記憶部５２に記憶されている。このライン１００を含んで左側の領域（低温の領域）である「領域Ａ」は、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生する領域を示し、ライン１００よりも右側の領域（高温の領域）である「領域Ｂ」は、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生しない領域を示している。また、図３に図示されている「点Ｘ」は、エンジン１０の運転停止時におけるカバー内温度及びカバー内水蒸気量の一例を表している。
【００２９】
ステップＳ２０において、制御装置５０は、ステップＳ１０で取得された「エンジンの運転停止時におけるカバー内水蒸気量」に相当する飽和水蒸気量を求め、この飽和水蒸気量に相当するカバー内温度（温度Ｔａ）を求める。この温度Ｔａが、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生する温度に相当する。具体的には、この温度Ｔａは、エンジン１０の運転停止時におけるカバー内水蒸気量の状態でカバー内温度が低下した場合に、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生する温度に相当する。そして、制御装置５０は、エンジン１０の運転停止後において、温度センサ４０ａの検出結果に基づいて取得したカバー内温度が、この温度Ｔａ以下になったか否かを判定する。このようにして、ステップＳ２０は実行されている。
【００３０】
図２のステップＳ２０でＮＯと判定された場合、制御装置５０は、フローチャートの実行を終了する。一方、ステップＳ２０でＹＥＳと判定された場合（すなわち、エンジン１０の運転停止後におけるカバー内温度が温度Ｔａ以下になった場合）、制御装置５０は、ステップＳ３０において、加熱機構２０がヘッドカバー１２の内部の加熱を開始し且つガス排出機構３０がヘッドカバー１２の内部のガスの外部への排出を開始するように、加熱機構２０及びガス排出機構３０を制御する（以下、この制御を「加熱・ガス排出制御」と称する）。具体的には、制御装置５０は、スイッチ２３をＯＮに制御して電熱線２１の発熱を開始させることでヘッドカバー１２の内部の加熱を開始させ、且つ、開閉バルブ３２を開に制御することでヘッドカバー１２の内部のガスの外部への排出を開始させる。これにより、ヘッドカバー１２の内部のガスの温度が上昇して、この温度が上昇したガスがヘッドカバー１２の外部へ排出される。この結果、ヘッドカバー１２の内部の水蒸気量が低下する。
【００３１】
次いで制御装置５０は、温度センサ４０ａの検出結果に基づいて取得したカバー内温度が、温度センサ４０ｂの検出結果に基づいて取得した外気温度以上になったか否かを判定する（ステップＳ４０）。なお、カバー内温度が外気温度以上になった場合、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生する可能性は無くなる。
【００３２】
このステップＳ４０はＹＥＳと判定されるまで繰り返し実行される。ステップＳ４０でＹＥＳと判定された場合（カバー内温度が外気温度以上になった場合）、制御装置５０は、加熱・ガス排出制御の実行を終了させる（ステップＳ５０）。具体的には、制御装置５０は、スイッチ２３をＯＦＦに制御することで電熱線２１の発熱を終了させてヘッドカバー１２の内部の加熱を終了させ、且つ、開閉バルブ３２を閉に制御することでヘッドカバー１２の内部のガスの外部への排出を終了させる。
【００３３】
このように、本実施形態に係る加熱・ガス排出制御は、カバー内温度が外気温度以上になるまで継続して実行されている。ステップＳ５０の後に制御装置５０は、フローチャートの実行を終了する。
【００３４】
なお、制御装置５０は、ステップＳ２０でＮＯと判定された場合及びステップＳ５０を実行した後において、フローチャートの実行を終了させる代わりに、フローチャートをスタートから再度実行するようにしてもよい。
【００３５】
以上説明したような本実施形態によれば、エンジン１０の運転停止後におけるカバー内温度がヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生する温度（温度Ｔａ）以下になった場合に（ステップＳ２０でＹＥＳの場合に）、ステップＳ３０に係る加熱・ガス排出制御が実行されることで、ヘッドカバー１２の内部のガスの温度を上昇させて、この温度が上昇したガスをヘッドカバー１２の外部へ排出させることができるので、ヘッドカバー１２の内部の水蒸気量を低下させることができる。これにより、エンジン１０の運転停止後においてヘッドカバー１２の内部に凝縮水が多量に発生することを防止することができる。この結果、この凝縮水に起因して、エンジン１０の運転停止後においてエンジン１０に腐食が生じることを防止することができる。
【００３６】
特に、本実施形態によれば、ステップＳ３０において、加熱機構２０による加熱及びガス排出機構３０によるガス排出の両方が実行されているので、この加熱機構２０による加熱及びガス排出機構３０によるガス排出のいずれか一方のみが実行される場合に比較して、より効果的に、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生することを防止することができる。これにより、エンジン１０の運転停止後においてエンジン１０に腐食が生じることを効果的に防止することができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、ステップＳ３０に係る加熱・ガス排出制御の実行の開始後において、カバー内温度が外気温度以上になった場合に（ステップＳ４０でＹＥＳの場合に）、ステップＳ５０において加熱・ガス排出制御の実行が終了されるので、ステップＳ３０に係る加熱・ガス排出制御を、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生しない状態になるまで継続して実行することができる。また、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生しない状態なったにもかかわらず、加熱・ガス排出制御が実行され続けるという無駄な制御が行われることを防止することもできる。
【００３８】
（実施形態の変形例）
続いて、上述した実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る制御装置５０は、図２のフローチャートに代えて、以下に説明する図４のフローチャートを実行する点において、上述した実施形態に係る制御装置５０と異なっている。図４は、本変形例に係るエンジン腐食防止制御処理の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、ステップＳ２０に代えて、ステップＳ２０ａを含んでいる点において、図２のフローチャートと異なっている。本変形例に係る制御装置５０は、このステップＳ２０ａにおいて、エンジン１０の運転停止後におけるカバー内温度が、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生する温度（温度Ｔａ）よりも所定温度高い温度（温度Ｔｂ）以下になったか否かを判定する。このステップＳ２０ａの詳細について、図を用いて説明すると次のようになる。
【００３９】
図５は、ステップＳ２０ａに係る判定処理を説明するための図である。図５の横軸はカバー内温度を示し、縦軸はカバー内水蒸気量を示している。この図５は、ライン１０１がさらに追加されている点において、前述した図３と異なっている。このライン１０１は、同じカバー内水蒸気量で比較した場合に、ライン１００（飽和水蒸気量のライン）よりも所定温度高い温度を示すラインとなっている。
【００４０】
本変形例に係る制御装置５０は、ステップＳ２０ａにおいて、ステップＳ１０で取得された「エンジンの運転停止時におけるカバー内水蒸気量」に相当する飽和水蒸気量（ライン１００）を求め、この飽和水蒸気量に相当するカバー内温度（温度Ｔａ）を求め、次いで、この温度Ｔａよりも所定温度だけ高い温度Ｔｂ（ライン１０１）を求める。そして、制御装置５０は、エンジン１０の運転停止後におけるカバー内温度（温度センサ４０ａの検出結果に基づいて取得したカバー内温度）が、この温度Ｔｂ以下であるか否かを判定する。このようにして、ステップＳ２０ａは実行されている。そして、このステップＳ２０ａでＹＥＳと判定された場合に、ステップＳ３０に係る加熱・ガス排出制御の実行が開始される。
【００４１】
なお、この所定温度（すなわち「温度Ｔｂ−温度Ｔａ」）の具体的な値は、特に限定されるものではないが、この所定温度の値が大きいほど、エンジン１０の運転停止後のより早い時期にステップＳ３０に係る加熱・ガス排出制御を実行できるようになる。このような点を考慮して、この所定温度として適切な値を適宜設定して、記憶部５２に記憶させておけばよい。
【００４２】
本変形例によれば、エンジン１０の運転停止後において、実際にヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生するよりも前の段階で（すなわち、エンジン１０の運転停止後におけるカバー内温度が温度Ｔａではなく、温度Ｔｂになった段階で）、ステップＳ３０を実行して、加熱機構２０による加熱及びガス排出機構３０によるガスの排出を開始させることができる。これにより、ヘッドカバー１２の内部に凝縮水が発生することを効果的に防止することができる。この結果、エンジン１０の運転停止後においてエンジン１０に腐食が生じることを効果的に防止することができる。
【００４３】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  腐食防止システム
１０  エンジン
１２  ヘッドカバー
２０  加熱機構
２１  電熱線
３０  ガス排出機構
３１  ガス排出通路
３２  開閉バルブ
４０ａ，４０ｂ  温度センサ
４１  湿度センサ
５０  制御装置（腐食防止制御装置）
５１  ＣＰＵ（制御部）
【図１】
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【図２】
2019138199.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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