2024-162340 エンジン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162340

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】エンジン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 9/02 20060101AFI20241114BHJP

   F01M 11/10 20060101ALI20241114BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

F02D9/02 325Z

F01M11/10 C

F02D29/02 321C

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077740

(22)【出願日】2023-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000213

【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小橋 尚也

(72)【発明者】

【氏名】小柿 佳紀

【テーマコード（参考）】

3G015

3G065

3G093

【Ｆターム（参考）】

3G015FC07

3G065CA36

3G065DA04

3G065EA06

3G065GA27

3G065KA36

3G093DA04

3G093DA13

3G093DB06

3G093DB09

3G093EA09

(57)【要約】

【課題】 寒冷環境にてエンジンが停止している状況下で、電動スロットルバルブが凍結することを抑制できるエンジン制御装置を提供する。
【解決手段】 運転支援装置１は、エンジンＥを停止させる前に、エンジンＥの運転条件に基づいて、エンジンオイルに含まれる水分の量を推定しておき、当該推定結果が閾値Ｗｔｈを超えている場合、前記所定タイミングにて、電動スロットルバルブＴＶを強制的に開閉動作させる強制開閉制御を実行し、前記推定結果が前記閾値Ｗｔｈ以下である場合、前記強制開閉制御を実行しない。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自車両のエンジンの運転条件に関する情報を取得する車載センサと、
自車両のエンジンを停止させた時点の外気の温度が所定値以下である場合に、自車両のエンジンを停止させた後の所定のタイミングにて前記エンジンの電動スロットルバルブを強制的に開閉動作させる強制開閉制御を実行するプロセッサと、
を備えたエンジン制御装置であって、
前記プロセッサは、
前記エンジンを停止させる前に、前記エンジンの運転条件に基づいて、エンジンオイルに含まれる水分の量を推定しておき、前記推定結果が閾値を超えている場合、前記所定タイミングにて前記強制開閉制御を実行し、前記推定結果が前記閾値以下である場合、前記強制開閉制御を実行しない、
ように構成された、エンジン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、寒冷環境にて車両のエンジンが停止している状況下で、所定タイミングにて電動スロットルバルブを開閉動作させて、電動スロットルバルブの凍結を抑制するエンジン制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ブローバイガスを吸入管へ還流させる装置を備えたエンジンが提案されている（例えば、下記特許文献１を参照。）。このエンジンの駆動中に、ブローバイガスのみならず少量のエンジンオイルが吸入管へ流入する。このエンジンオイルにより、電動スロットルバルブの摺動部が潤滑される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－２４８１５号公報

【発明の概要】

【0004】

ところで、エンジンオイルには水分が含まれている。寒冷環境（例えば、氷点下）にてエンジンが停止している状況下で、電動スロットルバルブの摺動部に付着しているエンジンオイルに含まれている水分が凍結する虞がある。その場合、エンジンの再始動時に電動スロットルバルブを開閉動作させることが困難になる虞（電動スロットルバルブが凍結する虞）がある。

【0005】

本発明の目的の一つは、寒冷環境にてエンジンが停止している状況下で、電動スロットルバルブが凍結することを抑制できるエンジン制御装置を提供することにある。

【0006】

上記課題を解決するために、本発明のエンジン制御装置（１）は、
自車両のエンジンの運転条件に関する情報を取得する車載センサ（２０）と、
自車両（Ｖ１）のエンジン（Ｅ）を停止させた時点の外気の温度（Ｔａ）が所定値（Ｔａｔｈ）以下である場合に、自車両のエンジンを停止させた後の所定のタイミングにて前記エンジンの電動スロットルバルブ（ＴＶ）を強制的に開閉動作させる強制開閉制御を実行するプロセッサ（１０）と、
を備える。
前記プロセッサは、
前記エンジンを停止させる前に、前記エンジンの運転条件（Ｔｂ）に基づいて、エンジンオイルに含まれる水分の量（Ｗ）を推定しておき、前記推定結果が閾値（Ｗｔｈ）を超えている場合、前記所定タイミングにて前記強制開閉制御を実行し、前記推定結果が前記閾値以下である場合、前記強制開閉制御を実行しない、
ように構成される。

【0007】

寒冷環境にてエンジンが停止している状況下で、エンジンオイル（電動スロットルバルブの摺動部の潤滑材としてのエンジンオイル）に含まれる水分の量が比較的多いとき、電動スロットルバルブを開閉動作させないまま放置すると、当該水分が凍結して、電動スロットルバルブを開閉動作させることが困難になる可能性が高い。本発明のエンジン制御装置は、エンジンオイルに含まれる水分量が比較的多いと推定した場合（閾値を超えている場合）、寒冷環境にてエンジンを停止させた後の所定のタイミングにて、電動スロットルバルブを開閉動作させる。これにより、電動スロットルバルブの凍結を抑制できる。一方、寒冷環境であっても、エンジンオイルに含まれる水分の量が比較的少ない場合には、当該水分が凍結したとしても、電動スロットルバルブを開閉動作させることが困難になる可能性は低い。そこで、エンジン制御装置は、エンジンオイルに含まれる水分の量が比較的少ないと推定した場合（閾値以下である場合）、エンジンを停止させた後、電動スロットルバルブを開閉動作させることなく放置する。これによれば、エンジン制御装置が電動スロットルバルブを駆動しないので、バッテリーの電力を消費しない。また、電動スロットルバルブの動作音が生じない。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置のブロック図である。

【図2】図２は、強制開閉制御を実行するタイミングを示すタイミングチャートである。

【図3】図３は、エンジンオイルに含まれる水分量を推定するプログラムのフローチャートである。

【図4】図４は、強制開閉制御を実行するプログラムのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（概略）
本発明の一実施形態に係るエンジン制御装置１は、図１に示したように、エンジンＥを搭載している車両Ｖ１（自車両）に適用され、当該エンジンＥ（電動スロットルバルブＴＶ）を制御する。エンジン制御装置１は、寒冷環境にてエンジンＥが停止している状況下で、電動スロットルバルブＴＶの凍結を抑制する機能（凍結抑制機能）を有する。なお、エンジンＥは、上記の周知のエンジンと同様に、ブローバイガスを吸入管へ還流させる機構を含む。ブローバイガスの還流に伴い少量のエンジンオイルが吸入管に流入し、当該エンジンオイルにより、エンジンＥの電動スロットルバルブＴＶの摺動部が潤滑される。電動スロットルバルブＴＶの形式は、例えば、周知のバタフライ式であり、円盤状のバルブ本体ＴＶａと、当該バルブ本体ＴＶａを回転させて開閉度を変更するステッピングモーターＴＶｂを含む。

【0010】

（具体的構成）
図１に示したように、エンジン制御装置１は、エンジンＥＣＵ１０、車載センサ２０、及び駆動回路３０を備えている。

【0011】

エンジンＥＣＵ１０は、ＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ１０ｂ（フラッシュＲＯＭ）、ＲＡＭ１０ｃ、タイマー１０ｄなどを備えたマイクロコンピュータを含む。エンジンＥＣＵ１０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して、自車両が備える他のＥＣＵに接続されている。エンジンＥＣＵ１０は、自車両のイグニッションスイッチのオン・オフ状態に関わらず常時稼働している。

【0012】

車載センサ２０は、エンジンＥの運転条件に関する情報を取得するためのセンサを含む。具体的には、車載センサ２０は、外気の温度Ｔａを取得する外気温センサ２１、及びエンジンＥのクランク室内に貯留されているエンジンオイルの温度Ｔｂを取得する油温センサ２２を含む。車載センサ２０は、温度Ｔａ，ＴｂをエンジンＥＣＵ１０へ送信する。

【0013】

駆動回路３０は、エンジンＥＣＵ１０から、電動スロットルバルブＴＶの開度ＶＯの目標値を逐次取得する。駆動回路３０は、当該目標値に応じて、ステッピングモーターＴＶｂの出力軸の回転方向及び回転角度を演算する。そして、駆動回路３０は、回転方向及び回転角度に応じた駆動信号（パルス）をステッピングモーターＴＶｂに供給する。

【0014】

（作動）
エンジン制御装置１は、イグニッションスイッチがオン状態である場合、図示しないアクセルペダルの踏み込み深さ及びその他の運転条件に応じて、エンジンＥの回転数の目標値を決定する。そして、エンジン制御装置１は、エンジンＥの実回転数が目標値に一致するように、電動スロットルバルブＴＶの開度ＶＯ、点火タイミングなどを制御する。

【0015】

また、エンジン制御装置１は、以下に説明するように、寒冷環境にてエンジンＥが停止している状況下で所定の条件が成立した場合に、電動スロットルバルブＴＶを強制的に開閉動作させることにより、電動スロットルバルブＴＶの凍結を抑制する（凍結抑制機能）。

【0016】

つぎに、凍結抑制機能について具体的に説明する。エンジンＥＣＵ１０は、自車両のイグニッションスイッチがオン状態である場合に、油温センサ２２から温度Ｔｂを逐次取得する。

【0017】

ところで、エンジンオイルに含まれる水分の量（水分量Ｗ［ｐｐｍ］）は、エンジンオイルの温度Ｔｂに相関している。具体的には、エンジンオイルの温度Ｔｂが高くなるに従って、水分量Ｗが大きくなる。温度Ｔｂと水分量Ｗとの関係が予め実験的に求められ、その結果がデータベースＤＢとしてＲＯＭ１０ｂに記憶されている。エンジンＥＣＵ１０は、データベースＤＢを参照して、現在の温度Ｔｂに対応する水分量Ｗを推定（取得）する。そして、エンジンＥＣＵ１０は、水分量Ｗを推定するごとに、当該推定結果を記憶する。なお、エンジンＥＣＵ１０は、最新の推定結果のみを記憶している。

【0018】

エンジンＥＣＵ１０は、自車両のイグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に遷移したことを検知すると、エンジンＥを停止させる（回転数が「０」になるように制御する）とともに、外気温センサ２１から温度Ｔａを取得する。エンジンＥＣＵ１０は、温度Ｔａが閾値Ｔａｔｈ（例えば、「０℃」）以下である場合、記憶しておいた水分量Ｗの推定結果が閾値Ｗｔｈを超えているか否かを判定する。

【0019】

ここで、閾値Ｗｔｈは、温度Ｔａが閾値Ｔａｔｈ以下である環境において電動スロットルバルブＴＶの摺動部を潤滑しているエンジンオイルに含まれる水分が凍結してバルブ本体ＴＶａが開閉動作不能になる水分量Ｗの範囲の下限値に相当する。この閾値Ｗｔｈは、予め実験的に求められて、その結果がＲＯＭ１０ｂに記憶されている。

【0020】

エンジンＥＣＵ１０は、水分量Ｗが閾値Ｗｔｈを超えている場合、エンジンＥを停止させた時点ｔ０の後に所定の時間Δｔが経過するごとに、電動スロットルバルブＴＶを強制的に（アクセルペダルの踏み込み深さに関係なく）、開閉動作させる。より具体的には、図２に示したように、エンジンＥＣＵ１０は、電動スロットルバルブＴＶの開度ＶＯを、「０％」から一定の速度ｖで増大させる。エンジンＥＣＵ１０は、開度ＶＯを「１００％」に到達させると、開度ＶＯを、一定の速度ｖで減少させて「０％」に到達させる。エンジンＥＣＵ１０は、この強制開閉制御を所定の回数Ｎ（例えば３回）だけ連続的に実行する。

【0021】

一方、時点ｔ０にて温度Ｔａが閾値Ｔａｔｈを超えている場合には、エンジンＥＣＵ１０は、強制開閉制御を実行しない。また、時点ｔ０にて温度Ｔａが閾値Ｔａｔｈ以下であったとしても、水分量Ｗが閾値Ｗｔｈ以下である場合には、エンジンＥＣＵ１０は、強制開閉制御を実行しない。

【0022】

つぎに、図３及び図４を参照して、上記の凍結抑制機能を実現するためにＣＰＵ１０ａ（以下、単に「ＣＰＵ」と称呼する。）が実行するプログラムＰＲ１及びプログラムＰＲ２について説明する。

【0023】

（プログラムＰＲ１）
ＣＰＵは、車両Ｖ１のイグニッションスイッチがオン状態にある場合、所定の周期でプログラムＰＲ１を実行する。図３に示したように、ＣＰＵは、ステップ１００からプログラムＰＲ１の実行を開始し、ステップ１０１に処理を進める。

【0024】

ＣＰＵは、ステップ１０１にて、油温センサ２２からエンジンオイルの温度Ｔｂを取得する。次いで、ＣＰＵは、ステップ１０２に処理を進める。

【0025】

ＣＰＵは、ステップ１０２にて、水分量Ｗを推定する。すなわち、ＣＰＵは、データベースＤＢを参照して、現在のエンジンオイルの温度Ｔｂに対応する水分量Ｗを取得する。次いで、ＣＰＵは、ステップ１０３に処理を進める。

【0026】

ＣＰＵは、ステップ１０３にて、推定した水分量ＷをＲＡＭ１０ｃに記憶させる。過去の推定結果がＲＡＭ１０ｃに記憶されている場合には、ＣＰＵは、その値を、新たな推定結果に更新する。次いで、ＣＰＵは、ステップ１０４に処理を進め、プログラムＰＲ１の実行を終了する。

【0027】

（プログラムＰＲ２）
ＣＰＵは、自車両のイグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に遷移したことを検知すると、図４示したプログラムＰＲ２の実行を開始する。ＣＰＵは、ステップ２００からプログラムＰＲ２の実行を開始すると、ステップ２０１に処理を進める。

【0028】

ＣＰＵは、ステップ２０１にて、外気温センサ２１から外気の温度Ｔａを取得する。次いで、ＣＰＵは、ステップ２０２に処理を進める。

【0029】

ＣＰＵは、ステップ２０２にて、温度Ｔａが閾値Ｔａｔｈ以下であるか否かを判定する。ＣＰＵは、温度Ｔａが閾値Ｔａｔｈ以下であると判定した場合（２０２：Ｙｅｓ）、ステップ２０３に処理を進める。一方、温度Ｔａが閾値Ｔａｔｈ以下であると判定しなかった場合（２０２：Ｎｏ）、ステップ２０９に処理を進め、プログラムＰＲ２の実行を終了する。

【0030】

ＣＰＵは、ステップ２０３にて、ＲＡＭ１０ｃから水分量Ｗを読み出す。次いで、ＣＰＵは、ステップ２０４に処理を進める。

【0031】

ＣＰＵは、ステップ２０４にて、水分量Ｗが閾値Ｗｔｈを超えているか否かを判定する。ＣＰＵは、水分量Ｗが閾値Ｗｔｈを超えていると判定した場合（２０４：Ｙｅｓ）、ステップ２０５に処理を進める。一方、ＣＰＵは、水分量Ｗが閾値Ｗｔｈを超えていると判定しなかった場合（２０４：Ｎｏ）、ステップ２０９に処理を進め、プログラムＰＲ２の実行を終了する

【0032】

ＣＰＵは、ステップ２０５にて、タイマー１０ｄの出力（時間Δｔの計測結果）を「０」に初期化し、当該時間Δｔの計測を開始（タイマー１０ｄを始動）する。次いで、ＣＰＵは、ステップ２０６に処理を進める。

【0033】

ＣＰＵは、ステップ２０６にて、自車両のイグニッションスイッチがオン状態に遷移したか否かを判定する。ＣＰＵは、イグニッションスイッチがオン状態に遷移したと判定した場合（２０６：Ｙｅｓ）、ステップ２０９に処理を進め、プログラムＰＲ２の実行を終了する。一方、ＣＰＵは、イグニッションスイッチがオン状態に遷移したと判定しなかった場合（２０６：Ｎｐ）、ステップ２０７に処理を進める。

【0034】

ＣＰＵは、ステップ２０７にて、時間Δｔが閾値Δｔｔｈ以上であるか否かを判定する。ＣＰＵは、時間Δｔが閾値Δｔｔｈ以上であると判定した場合（２０７：Ｙｅｓ）、ステップ２０８に処理を進める。一方、ＣＰＵは、時間Δｔが閾値Δｔｔｈ以上であると判定しなかった場合（２０７：Ｎｏ）、ステップ２０６に処理を戻す。

【0035】

ＣＰＵは、ステップ２０８にて、電動スロットルバルブＴＶの強制開閉制御の実行を開始するとともに、ステップ２０５に処理を戻す。

【0036】

（効果）
寒冷環境にてエンジンＥが停止している状況下で、エンジンオイル（電動スロットルバルブＴＶの摺動部の潤滑材としてのエンジンオイル）に含まれる水分の量が比較的多いとき、電動スロットルバルブＴＶを開閉動作せないまま放置すると、当該水分が凍結して、電動スロットルバルブＴＶを開閉動作させることが困難になる可能性が高い。エンジン制御装置１は、エンジンオイルに含まれる水分の量が比較的多いと推定した場合（Ｗ＞Ｗｔｈ）、寒冷環境にてエンジンＥを停止させた後の所定のタイミングにて、電動スロットルバルブＴＶを開閉動作させる。これにより、電動スロットルバルブＴＶの凍結を抑制できる。一方、寒冷環境であっても、エンジンオイルに含まれる水分の量が比較的少ない場合には、当該水分が凍結したとしても、電動スロットルバルブＴＶを開閉動作させることが困難になる可能性は低い。そのため、エンジン制御装置１は、エンジンオイルに含まれる水分の量が比較的少ないと推定した場合（Ｗ＜Ｗｔｈ）、エンジンＥを停止させた後、電動スロットルバルブＴＶを開閉動作させることなく放置する。これによれば、エンジン制御装置１が電動スロットルバルブＴＶを駆動しないので、バッテリーの電力を消費しない。また、電動スロットルバルブＴＶの動作音が生じない。

【0037】

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

【0038】

（変形例１）
例えば、水分量Ｗが閾値Ｗｔｈを超えている場合、電動スロットルバルブＴＶの開閉動作の回数Ｎを、水分量Ｗに応じて決定してもよい。例えば、水分量Ｗが多いほど、開閉動作の回数Ｎを多くするとよい。また、水分量Ｗが閾値Ｗｔｈを超えている場合、強制開閉制御の周期を、水分量Ｗに応じて決定してもよい。例えば、水分量Ｗが多いほど、強制開閉制御の周期（Δｔｔｈ）を短くするとよ

【0039】

（変形例２）
上記実施形態では、エンジンオイルの温度Ｔｂに基づいて水分量Ｗを推定しているが、温度Ｔｂに代えて（又は加えて）、エンジンＥの他の運転条件（例えば、エンジン回転数、エンジン負荷など）に基づいて水分量Ｗを推定してもよい。この場合、他の運転条件と水分量Ｗとの関係を予め実験的に求めておき、その結果をデータベースＤＢとしてＲＯＭ１０ｂに記憶させておけばよい。

【符号の説明】

【0040】

１…エンジン制御装置、１０…エンジンＥＣＵ、２０…車載センサ、３０…駆動回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】