(57)【要約】【課題】この発明は、カバーに覆われた部分を有する内燃機関の制御に好適な制御装置に関し、カバーに含まれる水分に起因する始動性の悪化を有効に防ぐことを目的とする。【解決手段】内燃機関１０は、少なくとも一部がカバー（エンクロージャ２４）によって覆われる。カバーに含まれる水分を検知する水検知センサ２６を備える。内燃機関１０の停止要求を検知した時点で前記カバーに水分が含まれている場合は、水消失条件が成立するまで内燃機関の運転を継続させる。【選択図】図１
2017198146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部がカバーによって覆われた内燃機関の制御装置であって、
前記カバーに含まれる水分を検知する水検知センサを備え、
前記内燃機関の停止要求を検知する停止要求検知処理と、
前記カバーに前記水分が含まれると判断される状況下で前記停止要求が発生した場合に水消失条件が成立するまで前記内燃機関の運転を継続させる運転継続処理と、
を実行することを特徴とする内燃機関の制御装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、カバーに覆われた部分を有する内燃機関の制御に好適な制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、防音ケースに覆われた内燃機関が開示されている。このような構造によれば、外部に伝播する内燃機関の作動音量を抑えることができ、車両の静粛性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４６７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関を覆うためのケースは、一般に繊維材又は発泡材で形成される。これらの素材は吸湿性を有している。このため、内燃機関は、ケースが水分を含んだ状態で作動せざるを得ないことがある。
【０００５】
内燃機関のケースに水分が含まれていると、エンジンコンパートメント内が高湿度となり、吸入空気内の水分割合が高くなり易い。水分割合が高まれば、その影響で吸入空気内の酸素割合は低下する。内燃機関が運転を継続している間は、そのような酸素割合の低下が燃焼性に与える影響はさほど大きくない。
【０００６】
しかしながら、始動の際に吸入空気中の水分割合が高いと、その始動がスムーズに行われない事態が生じ得る。このため、内燃機関のカバーに水分が含まれる状況は、スムーズな始動性を得るためには好ましいものではない。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、カバーに含まれる水分に起因する始動性の悪化を有効に防ぐことのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するため、少なくとも一部がカバーによって覆われた内燃機関の制御装置であって、
前記カバーに含まれる水分を検知する水検知センサを備え、
前記内燃機関の停止要求を検知する停止要求検知処理と、
前記カバーに前記水分が含まれると判断される状況下で前記停止要求が発生した場合に水消失条件が成立するまで前記内燃機関の運転を継続させる運転継続処理と、
を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カバーに水分が含まれると判断される状況下では、水消失条件が成立するまで内燃機関の運転が継続される。内燃機関の運転が継続される間に、カバーに含まれる水分は、内燃機関が発する熱により蒸発する。そして、水消失条件が成立する段階では、カバーに含まれる水分が十分に減少している。カバーに含まれる水分が十分に減少していれば、再始動の際に、吸入空気中の水分が過剰になることはなく、スムーズな始動性が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】図１に示す水検知センサの概要を説明するための図である。
【図３】図１に示すECUが実行するルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】カバーに含まれる水分に関わる第１乾燥時間T1と外気温との関係を定めたマップの一例である。
【図６】カバーに含まれる水分に関わる第２乾燥時間T2と内燃機関の冷却水温との関係を定めたマップの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。本実施形態は内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、車両のエンジンコンパートメント１２に収納されている。エンジンコンパートメント１２の内側には、内燃機関１０が発する音を吸収するための防音シート１４が貼付されている。
【００１２】
図１においては、紙面左側が車両の前方である。内燃機関１０の車両前方側には、ラジエタ１６、及び冷却ファン１８が配置されている。内燃機関１０は、ラジエタ１６及び冷却ファン１８を通過した冷却空気によって冷却される。
【００１３】
内燃機関１０は、その底部にオイルパン２０を備えている。オイルパン２０の内部には、内燃機関１０の内部を循環する潤滑油が集められる。潤滑油は、内燃機関１０の内部を循環する過程で過熱される。このため、オイルパン２０は高温になり易い。
【００１４】
内燃機関１０には、排気管２２が連結されている。内燃機関１０は、高温の排気ガスを排気管２２から排出する。このため、排気管２２の周辺も、他の部位に比して高温になり易い。
【００１５】
本実施形態において、内燃機関１０は、ほぼ全面がエンクロージャ２４によって覆われている。エンクロージャ２４は、主として防音を目的とした内燃機関１０のカバーである。エンクロージャ２４は、フェルト等の繊維材で構成される。但し、エンクロージャ２４の構成はこれに限定されるものではなく、例えば、PET（Polyethylene terephthalate）繊維からなる繊維材、或いはウレタン等の発泡材で構成することもできる。エンクロージャ２４の素材として用いられる繊維材や発泡材は水分を吸収する性質を有している。
【００１６】
また、本実施形態において、内燃機関１０には水検知センサ２６が装着されている。水検知センサ２６は、エンクロージャ２４に含まれる水分を検知するためのセンサである。
【００１７】
図２は、水検知センサ２６の構成を説明するための図である。図２に示すように、水検知センサ２６は、検出プローブ対２８を備えている。一方の検出プローブ３０は、電源電位（＋）に接続されていると共に検出抵抗３４の一端に接続されている。他方の検出プローブ３２は調整抵抗３６の一端に接続されている。検出抵抗３４の他端、及び調整抵抗３６の他端は、夫々トランジスタ３８のコレクタ端子、及びベース端子に接続されている。トランジスタ３８のエミッタ端子はグランド電位（−）に接続されている。
【００１８】
水検知センサ２６は、検出プローブ対２８がエンクロージャ２４に挿入された状態となるように調整される。エンクロージャ２４に水分が含まれていない状況下では、検出プローブ対２８に電流は流れない。この場合、トランジスタ３８はオフ状態を維持する。その結果、検出抵抗３４の両端電圧Vはゼロとなる。
【００１９】
エンクロージャ２４に水分が含まれていると、検出プローブ対２８には、その水分量に応じた電流が流れる。トランジスタ３８は、ベース端子が受ける電圧に応じた電流を流通させる。このため、検出抵抗３４には、検出プローブ対２８を流れる電流に応じた電流が流通し、その両端電圧Vは、エンクロージャ２４に含まれる水分量と相関を有する値となる。水検知センサ２６は、その両端電圧Vを検出信号として出力する。このため、水検知センサ２６の出力Vによれば、エンクロージャ２４に含まれる水分の状態を検知することができる。
【００２０】
再び図１を参照して説明を続ける。図１に示すように、水検知センサ２６は、内燃機関１０の下方かつ前方となる位置、より具体的には、オイルパン２０の直上かつ冷却ファン１８の直下流となる位置に装着されている。エンジンコンパートメント１２内には、ラジエタ１６及び冷却ファン１８を通過して水分が浸入してくることがある。また、水分は、車両の床下側から進入してくることもある。このため、エンクロージャ２４は、内燃機関１０の前方側と、内燃機関１０の底部付近において水を受け易い。一方で、オイルパン２０の周辺、並びに排気管２２の周辺は上記の通り高温になり易い。このため、それらの周辺においては、仮にエンクロージャ２４が吸湿したとしても、吸湿状態が短時間で解消され易い。
【００２１】
以上の理由により、本実施形態の構成では、エンクロージャ２４のうち、内燃機関１０の下方かつ前方を覆う部分に最も水分が残存し易い。そして、本実施形態では、その位置に水検知センサ２６を配置しているため、水検知センサ２６の出力により、エンクロージャ２４が水を含んだ状態にあるか否かを精度良く判断することができる。
【００２２】
水検知センサ２６の出力は、電子制御ユニット（以下、ECUとする）４０に供給される。ECU４０は、内燃機関１０の動作を制御するためのユニットである。ECU４０には、内燃機関１０の制御に必要な各種センサの出力、具体的には、以下のようなセンサの出力が供給されている。但し、これらのセンサはあくまで例示であり、ECU４０には、内燃機関の制御に必要とされる公知のセンサの出力が適宜供給されるものとする。
・車速SPDに応じた信号を発するSPDセンサ４２
・ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを表すBRKセンサ４４
・スロットル開度TAに応じた信号を発するTAセンサ４６
・機関回転速度Neに応じた信号を発するNeセンサ４８
・吸入空気量Gaに応じた信号を発するGaセンサ５０
・アクセル開度AAに応じた信号を発するAAセンサ５２
・内燃機関１０の冷却水温THWに応じた信号を発するTHWセンサ５４
・外気温THAに応じた信号を発するTHAセンサ５６
・イグニッションIGの操作状況に応じた信号を発するIGスイッチ５８
【００２３】
本実施形態の内燃機関１０は、ハイブリッド車両或いはエコラン車両に搭載される。これらの車両では、IGがオンである状況下で、アイドリングストップのような内燃機関１０の自動停止が求められる。ECU４０は、上述した各種センサの出力を受けて、それらの自動停止の要求が生じているか否かを判断することができる。
【００２４】
［実施の形態１の動作］
図３は、本実施形態においてECU４０が実行するルーチンのフローチャートである。図３に示すルーチンは、IGスイッチ５８がオンとされた後、所定の周期で繰り返し機動される。このルーチンが起動されると、先ずIGスイッチがオフされていないかが判別される（ステップ１００）。
【００２５】
IGスイッチがオフされていないと判別された場合は、次に、内燃機関１０の自動停止条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１０２）。具体的には、ハイブリッド車両において内燃機関１０を自動停止させるべき軽負荷条件が成立しているか否か、或いは、アイドリングストップを行うべき条件が成立しているか否か等が判別される。
【００２６】
上記ステップ１０２において、内燃機関１０を自動停止させる条件が成立していないと判別された場合は、引き続き内燃機関１０を運転させることが決定され（ステップ１０４）、今回のルーチンが終了される。
【００２７】
一方、ステップ１０２で、自動停止の条件が成立すると判別された場合は、次に、エンクロージャ２４に水濡れが生じているか否かが判別される（ステップ１０６）。具体的には、ここでは、水検知センサ２６の出力Vが、ECU４０に記憶されている判定値より大きいか否かが判別される。この判定値は、エンクロージャ２４内の水分量が、内燃機関１０の再始動に悪影響を与える場合に「V＞判定値」の関係が成立するように定められている。従って、本ステップ１０６の条件が成立する場合は、現時点で内燃機関１０を停止させると、エンクロージャ２４内の水の影響で円滑な再始動が得られない可能性があると判断することができる。この場合、内燃機関１０に対する停止要求に関わらず、以後、ステップ１０４の処理が実行され、内燃機関１０の運転が継続される。
【００２８】
内燃機関１０の運転が継続されると、内燃機関１０が発する熱により、エンクロージャ２４内の水分の蒸発が促進される。この状態が続くと、やがては、エンクロージャ２４内の水分量が、内燃機関１０の再始動の悪影響を与えない量にまで減少する。そして、この状態に至ると、ステップ１０６において、エンクロージャ２４に水濡れが生じていないとの判定がなされる。この判定がなされると、ECU４０は、次に、内燃機関１０を停止させる処理を行う（ステップ１０８）。その結果、内燃機関１０は停止状態となる。
【００２９】
以後、再始動条件が成立すると、吸入空気中に過剰な水分が含まれることなく始動の処理が実行され、内燃機関１０の再始動が円滑に行われる。このため、本実施形態の構成によれば、車両の走行中にエンクロージャに水濡れが生じてしまうような状況下でも、自動停止後の再始動時に、もたつきのない円滑な始動を実現することができる。
【００３０】
図３に示すルーチンが繰り返し実行される過程において、IGスイッチがオフにされると、ステップ１００において、IGオフの条件が成立する。ECU４０は、この場合も、内燃機関１０を停止させる前にステップ１０６の処理を実行する。その結果、IGスイッチがオフとされた段階で、エンクロージャ２４に水濡れが生じていれば、その水濡れが解消されるまで、内燃機関１０の運転が継続させることになる。
【００３１】
以上の処理によれば、内燃機関１０は、エンクロージャ２４の水濡れが解消された状態で停止されることになる。停止時にエンクロージャ２４の水濡れが解消されていれば、カビの発生を有効に抑えることができ、エンクロージャ２４の耐久性を高めることができる。また、寒冷地においては、エンクロージャ２４内で水が凍結してしまうのを避けることができ、その耐久性を大幅に向上させることができる。更に、エンクロージャ２４が乾いた状態での内燃機関１０の冷間始動と、エンクロージャ２４に水濡れが生じている状態での冷間始動とを比較すると、前者の方が後者に比して暖機完了に要する時間が短くなる。そして、暖機完了に要する時間は、内燃機関１０の燃費特性に大きく影響することから、本実施形態の構成によれば、内燃機関１０の燃費向上に関しても有意な効果を得ることができる。
【００３２】
尚、上述した実施の形態１においては、「IGスイッチのオフ」、及び「自動停止条件の成立」が請求項１に記載の「内燃機関の停止要求」に相当する。また、上述したステップ１０６においてエンクロージャの水濡れが否定されることが、請求項１に記載の「水消滅条件」の成立に相当する。
【００３３】
実施の形態２．
次に、図１と共に図４及び図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは、図１に示す構成において、ECU４０に、図３に示すルーチンに変えて図４に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００３４】
図４に示すルーチンは、ステップ１００においてIGスイッチがオフであると判別された場合に、ステップ１０６に代えてステップ１００〜１１４の処理を実行する点を除き図３に示すルーチンと同様である。以下、図４において、図３に示すステップと同様のステップには共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３５】
本実施形態では、図４に示すルーチンの実行中にIGスイッチ５８がオフにされると、先ず、エンクロージャ２４に水濡れが生じているか否かが判別される（ステップ１１０）。本ステップ１１０の処理は、実質的にステップ１０６の処理と同様である。具体的には、ここでは、水検知センサ２６の出力Vが、水濡れの判定値より大きいか否かが判別される。
【００３６】
上記の判別の結果、エンクロージャ２４に水濡れが生じていないと判別された場合は、そのまま内燃機関１０を停止しても問題がないと判断することができる。この場合、ECU４０は、以後速やかにステップ１０８において内燃機関１０を停止させる。
【００３７】
一方、上記ステップ１１０において、エンクロージャ２４に水濡れが生じていると判別された場合は、次に、内燃機関１０の冷却水温THW及び外気温THAに基づいて、水濡れの解消に必要な運転時間Tが算出される（ステップ１１２）。ここでは、具体的には、外気温THAと相関を有する第１乾燥時間T1と、冷却水温THWと相関を有する第２乾燥時間T2とが算出され、それらの合算値T1+T2が上記の運転時間Tとして算出される。
【００３８】
図５は、外気温THAと第１乾燥時間T1との関係を定めたマップの一例である。ECU４０は、このマップを記憶しており、このマップを参照することで第１乾燥時間T1を特定する。エンクロージャ２４に含まれる水は、外気温THAが高いほど短時間で蒸発する。このため、第１乾燥時間T1は、THAが高いほど短くなるように設定されている。
【００３９】
図６は、冷却水温THWと第２乾燥時間T2との関係を定めたマップの一例である。ECU４０は、このマップを参照して第２乾燥時間T2を特定する。エンクロージャ２４に含まれる水は、冷却水温THWが高いほど、つまり内燃機関１０の温度が高いほど短時間で蒸発する。このため、第２乾燥時間T2は、THWが高いほど短くなるように設定されている。
【００４０】
エンクロージャ２４に含まれる水分は、内燃機関１０が停止した後も、余熱によって蒸発を続ける。そして、停止の時点である程度の水分がエンクロージャ２４に残存していても、余熱による蒸発によりその水分が消失すれば、内燃機関１０は、水分の影響を受けることなく良好に再始動することができる。このため、本実施形態において、上述した第１乾燥時間T1及び第２乾燥時間T2は、内燃機関１０の停止後の余熱利用を前提とし、エンクロージャ２４内の水分が完全に消失するのに要する時間よりは短い時間に設定されている。
【００４１】
上記ステップ１１２の処理が終わると、次に、IGスイッチがオフとされた時点からの経過時間が水濡れ解消に必要な運転時間Tに達したか否かが判別される（ステップ１１４）。その結果、運転時間Tが未だ経過していないと判別された場合は、再びステップ１００以降の処理が繰り返される。そして、運転時間Tの経過前にエンクロージャ２４の水濡れ解消が判別されれば（ステップ１１０参照）、その時点で内燃機関１０が停止される。また、水濡れ解消が判別される前に運転時間Tが経過すれば、その時点で内燃機関１０が停止される。
【００４２】
以上の処理によれば、IGスイッチがオフとされた際に、内燃機関１０の余熱を前提として、エンクロージャ２４に含まれる水分を消失させるのに必要な運転時間Tを算出することができる。このため、本実施形態によれば、実施の形態１の場合に比して、IGスイッチオフ後の運転時間を短縮することができ、内燃機関１０の燃費特性を改善することができる。
【００４３】
［実施の形態１及び２の変形例］
ところで、上述した実施の形態１及び２では、内燃機関１０をハイブリッド車両、又はエコラン車両に搭載することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、内燃機関１０は、自動停止の機能を有しない車両に搭載し、IGスイッチオフ後にのみ水濡れ解消のための運転を行うこととしてもよい。
【００４４】
上述した実施の形態１及び２では、内燃機関１０のほぼ全面がエンクロージャ２４によって覆われているが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。即ち、本発明は、少なくとも一部が吸湿性のカバーで覆われている内燃機関に対して適用することができる。また、内燃機関の少なくとも一部を覆うカバーの目的は防音に限るものではない。
【００４５】
上述した実施の形態１では、水検知センサ２６の出力Vが水濡れの判定値以下となることを、自動停止の要求後及びIGスイッチオフ後の水消失条件としている。また、実施の形態２では、運転時間T＝T1+T2が経過することを、IGスイッチオフ後の水消失条件としている。しかしながら、本発明で用い得る水消失条件はこれらに限定されるものではない。例えば、外気温THAや冷却水温THWを基礎として算出した運転時間の経過は、自動停止の要求後の水消失条件として用いることもできる。また、自動停止の要求後或いはIGスイッチオフ後において、既定の運転時間が経過することを水消失条件としてもよい。
【００４６】
上述した実施の形態２では、運転時間Tを算出する基礎として内燃機関１０の冷却水温THWを用いているが、この温度は、内燃機関１０の油温に置き換えてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０  内燃機関
１２  エンジンコンパートメント
２４  エンクロージャ
２６  水検知センサ
４０  電子制御ユニット（ECU）
【図１】
2017198146.tif 000003
【図２】
2017198146.tif 000004
【図３】
2017198146.tif 000005
【図４】
2017198146.tif 000006
【図５】
2017198146.tif 000007
【図６】
2017198146.tif 000008