DE112011105854T5 - Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung - Google Patents

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Shujiro Kuribayashi
Teru Ogawa
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Abstract

Ein Umgehungsdurchgang (21), der einen stromaufwärtigen Abschnitt und einen stromabwärtigen Abschnitt eines Kompressors (4) eines Turboladers (3) verbindet, ist in einem Lufteinlassdurchgang (1) einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Eine Ausstoßeinrichtung (22), die die Einlassluft, die in dem Umgehungsdurchgang (21) strömt, als ein Antriebsgas nützt und dadurch das Blowby-Gas entlüftet, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, ist in dem Umgehungsdurchgang (21) installiert. Wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der das Öl durch das Blowby-Gas leicht verschlechtert wird, wird die Strömungsrate der Einlassluft, die in dem Umgehungsdurchgang (21) strömt, d. h. die Strömungsrate des Antriebsgases der Ausstoßeinrichtung (22), erhöht.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, die auf eine Brennkraftmaschine angewendet ist, die einen Einlassdurchgang, in dem eine Zwangseinleitungsvorrichtung, die eine Einlassluft komprimiert, und ein Umgehungsdurchgang, der einen Abschnitt an einer stromaufwärtigen Seite und an einer stromabwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung verbindet, vorgesehen sind. Die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung hat eine Ausstoßeinrichtung, die unter Verwendung von Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, als ein Antriebsgas arbeitet, um Blowby-Gas, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, zu entlüften.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • In einer Brennkraftmaschine entweicht ein Teil eines Luft-Kraftstoffgemischs, das in eine Brennkammer eingeleitet wird, in das Kurbelgehäuse durch den Spalt hindurch zwischen dem Kolben und dem Zylinder. Das entwichene Luft-Kraftstoffgemisch, das als Blowby-Gas bezeichnet wird, bewirkt eine Verschlechterung des Öls. Deshalb wird in einer Brennkraftmaschine, die in einem Fahrzeug installiert ist, eine Entlüftung des Blowby-Gases unter Verwendung des Unterdrucks der Einlassluft durchgeführt, um das Blowby-Gas im Inneren des Kurbelgehäuses herauszusaugen. Das Blowby-Gas, das aus dem Kurbelgehäuse herausgesaugt wird, wird in der Einlassluft aufgenommen und das Blowby-Gas wird behandelt, indem es zusammen mit einem neuen Luft-Kraftstoffgemisch im Inneren der Brennkammer verbrannt wird.
  • In einer Brennkraftmaschine, die mit einer Zwangseinleitungsvorrichtung, wie einem Turbolader versehen ist, kann die Entlüftung des Blowby-Gases mit Hilfe des Ansaugens durch den Einlassunterdruck nicht während einer Zwangseinleitung durchgeführt werden, bei der der Einlassluftdruck positiv ist. Deshalb ist herkömmlich eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, wie die, die in Patentdokument 1 beschrieben ist, vorgeschlagen worden. Die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, die in diesem Dokument beschrieben ist, hat einen Umgehungsdurchgang, der Abschnitte eines Einlassdurchgangs an einer stromaufwärtigen Seite und einer stromabwärtigen Seite einer Zwangseinleitungsvorrichtung verbindet, und eine Ausstoßeinrichtung, die in dem Umgehungsdurchgang installiert ist. Die Ausstoßeinrichtung ist eine Vorrichtung, die ein Einlassgas unter Verwendung eines negativen statischen Drucks ansaugt, der um eine Strahlströmung von Antriebsgas herum ausgebildet wird, dessen Strömungsgeschwindigkeit erhöht ist. Bei dieser herkömmlichen Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung ist die Ausstoßeinrichtung so installiert, dass die Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, als das Antriebsgas arbeitet, um das Blowby-Gas im Inneren des Kurbelgehäuses herauszusaugen.
  • In der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, die solch eine Ausstoßeinrichtung hat, strömt während eines Zwangseinleitungsbetriebs der Brennkraftmaschine die Einlassluft durch den Umgehungsdurchgang hindurch aufgrund des Differentialinnendrucks zwischen den Einlassdurchgangsabschnitten stromaufwärts und stromabwärts der Zwangseinleitungsvorrichtung. Bei diesem Prozess arbeitet die Ausstoßeinrichtung unter Verwendung der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, als das Antriebsgas, um das Blowby-Gas aus dem Kurbelgehäuse herauszusaugen. Das Blowby-Gas, das aus dem Kurbelgehäuse gesaugt wird, wird zusammen mit der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, in den Abschnitt des Einlassdurchgangs an der stromaufwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung eingeleitet.
  • DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
  • Patentdokumente
    • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2009-299645
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • In der herkömmlichen Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung muss eine ausreichende Strömungsrate des Antriebsgases, das zu der Ausstoßeinrichtung zugeführt wird, d. h. eine ausreichende Einlassluftströmungsrate in dem Umgehungsdurchgang, gewährleistet werden, um eine ausreichende Entlüftung des Blowby-Gases während des Zwangseinleitungsbetriebs der Brennkraftmaschine durchzuführen. Wenn jedoch die Strömungsrate des Ausstoßeinrichtungsantriebsgases erhöht ist, ist die Menge von Einlassluft, die zu der Brennkammer der Brennkraftmaschine zugeführt wird, dementsprechend verringert. Obwohl das Zwangseinleitungsverhältnis der Zwangseinleitungsvorrichtung somit erhöht werden muss, um die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine aufrecht zu erhalten, erhöht dies den Antriebsverlust der Zwangseinleitungsvorrichtung und verschlechtert die Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung vorzusehen, mit der eine Verschlechterung einer Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung eines Blowby-Gases begleitet, in günstiger Weise unterdrückt werden kann, während eine Verschlechterung eines Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist auf eine Brennkraftmaschine angewendet, die einen Einlassdurchgang hat, in dem eine Zwangseinleitungsvorrichtung, die eine Einlassluft komprimiert, und ein Umgehungsdurchgang, der einen Abschnitt an einer stromaufwärtigen Seite und einen Abschnitt an einer stromabwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung verbindet, in dem Einlassdurchgang vorgesehen sind. Die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung hat eine Ausstoßeinrichtung, die unter Verwendung von Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, als ein Antriebsgas arbeitet, um Blowby-Gas zu entlüften, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird.
  • In solch einer Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung arbeitet die Ausstoßeinrichtung unter Verwendung, als das Antriebsgas, um das Blowby-Gas zu entlüften, das in der Brennkraftmaschine erzeugt wird, der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang aufgrund des Differentialdrucks zwischen den Abschnitten des Einlassdurchgangs an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung strömt. Wenn, um das Entlüftungsvermögen der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung zu erhöhen, die Strömungsrate des Antriebsgases der Ausstoßeinrichtung, d. h. die Strömungsrate der Einlassluft, die in dem Umgehungsdurchgang strömt, erhöht ist, ist die Menge von Einlassluft, die zu der Brennkammer der Brennkraftmaschine zugeführt wird, dementsprechend verringert. Das Zwangseinleitungsverhältnis der Zwangseinleitungsvorrichtung muss deshalb erhöht werden, um die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine aufrecht zu erhalten. Dies erhöht den Antriebsverlust der Brennkraftmaschine, der für ein Antreiben der Zwangseinleitungsvorrichtung aufgewendet wird, und verschlechtert die Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine.
  • In dieser Hinsicht ist eine erste Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung derart gestaltet, dass die Strömungsrate des Antriebsgases in einem Zustand erhöht wird, wo eine Verschlechterung von Öl aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten. Bei dieser Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung wird in dem Zustand, wo die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, die Strömungsrate des Ausstoßeinrichtungsantriebsgases erhöht, um das Blowby-Gas-Entlüftungsvermögen zu verbessern. Andererseits wird in einem Zustand, wo die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases wahrscheinlich nicht voranschreitet, die Strömungsrate des Ausstoßeinrichtungsantriebsgases nicht erhöht. Deshalb wird, selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird, die Erhöhung der Ausstoßeinrichtungsantriebsgasströmungsrate, die von der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine begleitet wird, unterdrückt, außer wenn es notwendig ist. Die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, kann somit in günstiger Weise unterdrückt werden, während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
  • Eine zweite Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart gestaltet, dass eine Strömungsratenerhöhungssteuerung zum Erhöhen der Strömungsrate des Antriebsgases durchgeführt wird, wenn ein Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von einem natürlichen Beatmungsbereich zu einem Zwangseinleitungsbereich übergeht. Wenn ein Zustand vorliegt, wo eine Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, wird die Zunahme bzw. der Zuwachs der Antriebsgasströmungsrate in der Strömungsratenerhöhungssteuerung im Vergleich dazu erhöht, wenn der Zustand nicht vorliegt. Wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich übergeht, kann die Blowby-Gas-Entlüftung unter Verwendung des Einlassunterdrucks nicht durchgeführt werden. Auch falls die Zwangseinleitungsvorrichtung aufgrund eines Verlaufs von Ereignissen gesteuert wird, wird sich der Differentialdruck in dem Einlassdurchgang zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung für eine Weile nach dem Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich nicht erhöhen, und die Blowby-Gas-Entlüftung unter Verwendung der Ausstoßeinrichtung kann nicht ausreichend durchgeführt werden, weil die Strömungsrate der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, d. h. die Strömungsrate des Ausstoßeinrichtungsantriebsgases, gering ist. Die Blowby-Gas-Entlüftung stagniert somit temporär, wenn der Übergang von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich statt findet. Solch eine Stagnationszeitspanne der Entlüftung, wenn der Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich statt findet, kann durch Steuern der Zwangseinleitungsvorrichtung, um das Zwangseinleitungsverhältnis zwangszuerhöhen, um die Einlassluftströmungsrate in dem Umgehungsdurchgang und somit die Ausstoßeinrichtungsantriebsgasströmungsrate zu erhöhen, beseitigt oder verkürzt werden. Falls jedoch solch eine Erhöhung des Zwangseinleitungsverhältnisses unnötiger Weise durchgeführt wird, erhöht sich der Grad der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz. In Anbetracht dieses Punkts wird in der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate gemäß dem Übergang des Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich in dem Zustand groß gemacht, wo die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, und wird ansonsten klein gemacht. Selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird, wird deshalb die Erhöhung der Ausstoßeinrichtungsantriebsgasströmungsrate, die von der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine begleitet wird, unterdrückt, außer wenn es notwendig ist. Die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, kann somit in günstiger Weise unterdrückt werden, während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
  • Des Weiteren ist eine dritte Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung derart gestaltet, dass die Strömungsrate des Antriebsgases erhöht wird, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist. Wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, tritt eine Kondensation im Inneren des Kurbelgehäuses auf und dass Wasser, das durch die Kondensation materialisiert ist, und das Blowby-Gas reagieren um Salpetersäurewasser zu bilden. Eine Verschlechterung des Öls im Inneren des Kurbelgehäuses schreitet aufgrund des Salpetersäurewassers voran. Die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases neigt somit dazu, voranzuschreiten, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist. In Anbetracht dieses Punkts wird in der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung erhöht, um das Blowby-Gas-Entlüftungsvermögen zu verbessern, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist. Andererseits wird, wenn die Brennkraftmaschine bei einer hohen Temperatur ist und ein hohes Entlüftungsvermögen nicht unbedingt erfordert ist, die Strömungsrate des Ausstoßeinrichtungsantriebsgases nicht erhöht. Deshalb wird, selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird, die Erhöhung der Ausstoßeinrichtungsantriebsgasströmungsrate, die von der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine begleitet wird, unterdrückt, außer wenn es notwendig ist. Die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, kann somit in günstiger Weise unterdrückt werden, während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
  • Eine vierte Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist derart gestaltet, dass eine Strömungsratenerhöhungssteuerung zum Erhöhen der Strömungsrate des Antriebsgases durchgeführt wird, wenn ein Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von einem natürlichen Beatmungsbereich zu einem Zwangseinleitungsbereich übergeht. Wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, wird die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate in der Strömungsratenerhöhungssteuerung im Vergleich dazu erhöht, wenn die Brennkraftmaschine nicht bei einer niedrigen Temperatur ist. Bei dieser Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung wird die Ausstoßeinrichtungsantriebsgasströmungsrate gemäß dem Übergang des Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangsbeatmungsbereich erhöht. Obwohl, wie vorstehend beschrieben ist, die Stagnation der Blowby-Gas-Entlüftung, die auftritt, wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich übergeht, durch zwangsweises Erhöhen der Ausstoßeinrichtungantriebsgasströmungsrate, wenn der Übergang statt findet, unterdrückt werden kann, ist solch eine Erhöhung Ausstoßeinrichtungantriebsgasströmungsrate von der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz begleitet. Andererseits neigt, wie vorstehend beschrieben ist, die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, dazu, voranzuschreiten, und es ist notwendig eine Entlüftung des Blowby-Gases im Inneren des Kurbelgehäuses aktiver durchzuführen.
  • In Anbetracht dieses Punkts ist in der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß dem vierten Aspekt die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate gemäß dem Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich groß gemacht, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, und ist ansonsten klein gemacht. Deshalb wird, selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird, die Erhöhung der Ausstoßeinrichtungantriebsgasströmungsrate, die von der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine begleitet wird, unterdrückt, außer wenn es notwendig ist. Die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, kann somit in günstiger Weise unterdrückt werden, während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
  • Die Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate in der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einem von dem ersten bis vierten Aspekt kann beispielsweise durch die folgenden Formen durchgeführt werden.
  • Falls die vorliegende Erfindung auf eine Brennkraftmaschine angewendet ist, in der die Zwangseinleitungsvorrichtung ein Turbolader mit einem Ladedruckregelventil ist, das die Strömungsrate eines Abgases einstellt, das eine Abgasturbine umgeht, kann die Antriebsgasströmungsrate durch Verringern des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils erhöht werden.
  • Falls die Entlüftungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung auf eine Brennkraftmaschine anzuwenden ist, die einen Unterstützungsmechanismus hat, der elektrische Energie oder komprimierte Luft nützt, um den Zwangseinleitungsbetrieb zu unterstützen, kann die Strömungsrate des Ausstoßeinrichtungsantriebsgases durch Erhöhen des Betrags der Zwangseinleitungsbetriebunterstützung durch den Unterstützungsmechanismus erhöht werden.
  • Falls die vorliegende Erfindung auf eine Brennkraftmaschine angewendet wird, in der die Zwangseinleitungsvorrichtung ein Turbolader mit variabler Düse ist, der eine variable Düsenschaufel hat, die das Strömungsmoment von Abgas einstellt, das auf eine Abgasturbine geblasen wird, kann die Antriebsgasströmungsrate durch Verringern des Öffnungsgrads der variablen Düsenschaufel erhöht werden.
  • Ein Ventil zum Einstellen der Strömungsrate von Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, kann in dem Umgehungsdurchgang vorgesehen sein, und die Antriebsgasströmungsrate kann durch Erhöhen des Öffnungsgrads des Ventils erhöht werden. In diesem Fall kann durch Anordnen solch eines temperaturempfindlichen Ventils, das in Erwiderung auf die Temperatur der Brennkraftmaschine arbeitet, die Erhöhung/Verringerung der Einlassluftströmungsrate in dem Umgehungsdurchgang gemäß der Temperatur der Brennkraftmaschine autonom ohne Steuerung von der Außenseite durchgeführt werden.
  • Die Drosselöffnung der Brennkraftmaschine wird bevorzugt verringert, wenn die Antriebsgasströmungsrate in der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einem von dem ersten bis vierten Aspekt erhöht wird. Wenn das Zwangseinleitungsverhältnis erhöht wird, um die Antriebsgasströmungsrate zu erhöhen, wird die Menge von Einlassluft, die in die Brennkammer eingeleitet wird, auch erhöht, und eine unnötige Erhöhung eines Drehmoments tritt auf. Deshalb kann durch Verringern der Drosselöffnung der Brennkraftmaschine gemäß der Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate die Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate effizienter durchgeführt werden, während eine unnötige Drehmomenterhöhung unterdrückt wird.
  • Andererseits hat die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ein temperaturempfindliches Ventil, dessen Öffnungsgrad erhöht wird, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, und das in dem Umgehungsdurchgang vorgesehen ist. Mit dieser Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung erhöht sich, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, und zwar aufgrund einer Kondensation von Wasser im Inneren des Kurbelgehäuses, der Öffnungsgrad des Ventils, das in dem Umgehungsdurchgang vorgesehen ist, und die Einlassluftströmungsrate in dem Umgehungsdurchgang, d. h. die Ausstoßeinrichtungantriebsgasströmungsrate wird erhöht. Das Blowby-Gas-Entlüftungsvermögen wird somit verbessert, wenn die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten. Wenn andererseits die Temperatur der Brennkraftmaschine nicht niedrig ist und ein hohes Entlüftungsvermögen nicht unbedingt erfordert ist, wird der Öffnungsgrad des Ventils, das in dem Umgehungsdurchgang vorgesehen ist, nicht erhöht und die Ausstoßeinrichtungantriebsgasströmungsrate wird nicht erhöht. Selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird, wird deshalb die Erhöhung der Ausstoßeinrichtungantriebsgasströmungsrate, die von der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine begleitet wird, unterdrückt, außer wenn es notwendig ist. Die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, kann somit in günstiger Weise unterdrückt werden, während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird. Darüber hinaus kann in der vorliegenden Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung die Erhöhung/Verringerung des Antriebsgases gemäß der Temperatur der Brennkraftmaschine autonom ohne Steuerung von der Außenseite durchgeführt werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein schematisches Diagramm der Gestaltung einer Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer Brennkraftmaschine auf die die Vorrichtung angewendet ist;
  • 2 ist ein schematisches Diagramm der Gestaltung einer Ausstoßeinrichtung, die in der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der selben Ausführungsform vorgesehen ist;
  • 3 ist ein Flussdiagramm eines Strömungsratenerhöhungssteuerungsprozessablaufs, der in der gleichen Ausführungsform angewendet wird;
  • 4 ist ein Flussdiagramm eines Strömungsratenerhöhungssteuerungsprozessablaufs, der in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
  • 5 ist ein schematisches Diagramm der Gestaltung eines Turboladers mit einem elektrischen Unterstützungsmechanismus einer Brennkraftmaschine, auf die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
  • 6 ist ein schematisches Diagramm der Gestaltung einer Abgasturbine eines Turboladers mit variabler Düse einer Brennkraftmaschine, auf die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet ist;
  • 7 ist ein schematisches Diagramm der Gestaltungen einer Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer Brennkraftmaschine, auf die die Vorrichtung angewendet ist; und
  • 8 ist ein schematisches Diagram der Gestaltungen einer Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer Brennkraftmaschine, auf die die Vorrichtung angewendet ist.
  • FORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Erste Ausführungsform
  • Eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben. Die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist auf eine Brennkraftmaschine angewendet, die einen Turbolader mit einem Ladedruckregelventil als eine Zwangseinleitungsvorrichtung hat.
  • Die Gestaltung der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst mit Bezug auf 1 beschrieben.
  • Wie in der Zeichnung gezeigt ist, sind ein Luftreiniger 2 zum Reinigen von Einlassluft, ein Kompressor 4 eines Turboladers 2, ein Zwischenkühler 6 zum Kühlen der Einlassluft, deren Temperatur sich durch Komprimierung durch den Kompressor 4 erhöht hat, und eine Drosselklappe 5 zum Einstellen der Einlassluftströmungsrate in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite in einem Einlassdurchgang 1 einer Brennkraftmaschine 1 installiert. Der Einlassdurchgang 1 ist Ober einen Einlasskrümmer 7, der die Einlassluft zwischen jeweiligen Zylindern verteilt, mit Lufteinlassanschlüssen 9 der jeweiligen Zylinder verbunden, die in einem Zylinderkopf 8 der Brennkraftmaschine ausgebildet sind.
  • Andererseits ist ein Abgasdurchgang 10 der Brennkraftmaschine über einen Abgaskrümmer 11, der die Abgase von den jeweiligen Zylindern zusammenführt, mit Abgasanschlüssen 12 der jeweiligen Zylinder verbunden, die im Zylinderkopf 8 ausgebildet sind. Eine Abgasturbine 13 des Turboladers 3 ist in dem Abgasdurchgang 10 vorgesehen. Die Abgasturbine 13 treibt den Kompressor 4 durch das ausgeblasene Abgas an, um die Einlassluft zu komprimieren. Die Abgasturbine 13 ist auch mit einem Ladedruckregelventil 13a versehen, das die Strömungsrate des Abgases einstellt, das die Abgasturbine 13 umgeht. Des Weiteren ist ein Katalysator 14, der das Abgas reinigt, stromabwärts der Abgasturbine 13 in dem Abgasdurchgang 10 vorgesehen.
  • In dem Zylinderkopf 8 und einem Zylinderblock 15 der Brennkraftmaschine ist ein Blowby-Gasdurchgang 18 ausgebildet, der ein Kurbelgehäuse 16 und eine Kopfabdeckung 17 in Verbindung versetzt. Des Weiteren ist ein erster PCV-Schlauch (Kurbelgehäuseentlüftungsschlauch) 20 über ein erstes PCV-Ventil 19 mit der Kopfabdeckung 17 verbunden. Das Innere der Kopfabdeckung 17 ist durch den ersten PCV-Schlauch 20 mit dem Einlasskrümmer 7 in Verbindung gesetzt. Das Kurbelgehäuse 16 ist über einen Frischlufteinleitungsdurchgang 39 mit einem Abschnitt des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen Seite des Kompressors 4 verbunden.
  • Des Weiteren ist die Blowby-Gasverringerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einem Umgehungsdurchgang 21 versehen, der einen Abschnitt des Einlassdurchgangs 1 an der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 und einen Abschnitt des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen Seite des Kompressors 4 verbindet. Eine Ausstoßeinrichtung 22 ist in dem Umgehungsdurchgang 21 gelegen. Die Ausstoßeinrichtung 22 arbeitet unter Verwendung der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang 21 strömt, als ein Antriebsgas, um eine Entlüftung eines Blowby-Gases durchzuführen, das in der Brennkraftmaschine erzeugt wird. Ein zweiter PCV-Schlauch 24 ist weiter mit der Ausstoßeinrichtung 22 verbunden. Ein vorderes Ende des zweiten PCV-Schlauchs 24 ist über ein zweites PCV-Ventil 23 mit der Kopfabdeckung 17 verbunden.
  • Die Entlüftung eines Blowby-Gases in der Brennkraftmaschine wird durch eine elektronische Steuerungseinheit 31 gesteuert. Erfassungsergebnisse von verschiedenen Sensoren, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine erfassen, wie ein Wassertemperatursensor 32, der die Temperatur Tw eines Kühlwassers der Brennkraftmaschine erfasst, werden in die elektronische Steuerungseinheit 31 eingegeben. Die elektronische Steuerungseinheit 31 steuert das erste PCV-Ventil 19, das zweite PCV-Ventil 23 und das Ladedruckregelventil 13a der Abgasturbine 13 gemäß den Erfassungsergebnissen der Sensoren, um eine Blowby-Gas-Entlüftung gemäß dem Maschinenbetriebszustand durchzuführen.
  • Die Gestaltung der Ausstoßeinrichtung 22, die in dem Umgehungsdurchgang 21 installiert ist, wird nun mit Bezug auf 2 beschrieben. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, hat die Ausstoßeinrichtung 22 einen Zufuhranschluss 25, der Ober den Umgehungsdurchgang 20 mit einem Abschnitt des Einlassdurchgangs 1 an der stromabwärtigen Seite des Zwischenkühlers 6 verbunden ist. Der Zufuhranschluss 25 ist mit einer Düse 26 versehen, die die Strömungsdurchgangsfläche des Zufuhranschlusses 25 verengt. Ein vorderes Ende des Zufuhranschlusses 25 öffnet im Inneren einer Unterdruckkammer 27. Ein Abgabeanschluss 28, in dem ein Diffuser 29 installiert ist, ist an einer Verlängerung eines Zufuhranschlusses 25 an der rechten Seite der Zeichnung der Unterdruckkammer 27 vorgesehen. Der Abgabeanschluss 28 ist über den Umgehungsdurchgang 28 mit einem Abschnitt des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen Seite des Kompressors 4 verbunden. Des Weiteren ist ein Unterdruckanschluss 30 an einem Seitenabschnitt (obere Seite in der Zeichnung) der Unterdruckkammer 27 vorgesehen. Der Unterdruckanschluss 30 ist über den zweiten PCV-Schlauch 24 mit dem Inneren der Kopfabdeckung 17 verbunden und des Weiteren mit dem Kurbelgehäuse 16 über den Blowby-Gasdurchgang 18 verbunden.
  • Des Weiteren führt in der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform die elektronische Steuerungseinheit 31 eine Steuerung der Strömungsrate des Antriebsgases durch, das zu der Ausstoßeinrichtung 22 zugeführt wird. Die Steuerung der Antriebsgasströmungsrate wird durch einen Prozess einer Antriebsgassteuerungsroutine durchgeführt, die in 3 gezeigt ist. Der Prozess dieser Routine wird wiederholt durch die elektronische Steuerungseinheit 31 bei jedem vorbestimmten Steuerungszyklus während eines Startens und während eines Betriebs der Brennkraftmaschine durchgeführt.
  • Wenn der Prozess der Routine begonnen wird, wird zuerst in Schritt S100 überprüft, ob die Brennkraftmaschine in einem Zwangseinleitungsbereich betrieben wird oder nicht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, dass die Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbereich betrieben wird, wenn der Lastfaktor der Brennkraftmaschine nicht geringer als 100% ist. Falls die Brennkraftmaschine in einem natürlichen Beatmungsbereich betrieben wird (S100: NEIN), wird der Prozess der Routine so beendet, wie er ist.
  • Falls andererseits die Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbereich betrieben wird (S100: JA), geht der Prozess weiter zu Schritt S101. In Schritt S101 wird überprüft, ob die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist oder nicht. Die Bestimmung wird hier unter Verwendung der Temperatur Tw des Kühlwassers der Brennkraftmaschine als ein Indexwert der Brennkraftmaschinentemperatur gemacht. Falls die Temperatur Tw des Kühlwassers nicht höher als ein vorgeschriebener Bestimmungswert α ist, wird bestimmt, dass die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist. Der Bestimmungswert α ist auf den maximalen Wert eines Temperaturbereichs festgelegt, in dem das Fortschreiten einer Ölverschlechterung aufgrund einer Kondensation im Inneren des Kurbelgehäuses 16 ein Problem wird.
  • Falls die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist (S101: NEIN), wird der Prozess der Routine beendet, wie er ist. Falls andererseits die Brennkraftmaschine nicht bei einer niedrigen Temperatur ist (S101: JA), geht der Prozess weiter zu Schritt 102. In Schritt S102 wird eine Strömungsratenerhöhungssteuerung zum Erhöhen der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 durchgeführt und dann wird der Prozess der Routine beendet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird die Strömungsratenerhöhungssteuerung, die in Schritt S102 durchgeführt, durch Verringern des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils 13a durchgeführt. Wenn der Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 13a verringert wird, verringert sich die Strömungsrate des Abgases, das die Abgasturbine 13 umgeht, die Strömungsrate des Abgases, das auf die Abgasturbine 13 geblasen wird, erhöht sich, und somit erhöht sich das Zwangseinleitungsverhältnis des Turboladers 3. Im Allgemeinen ist der Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 13a auf einen Wert festgelegt, der gestattet, dass das Zwangseinleitungsverhältnis des Turboladers 3 der minimale Grenzwert ist, bei dem das erforderte Moment oder die erforderte Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine zu dieser Zeit erhalten wird. Durch weiteres Verringern des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils 13a von solch einem Öffnungsgrad wird das Zwangseinleitungsverhältnis des Turboladers 3 erhöht, der Differentialdruck zwischen Abschnitten in dem Einlassdurchgang 1 an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 wird erhöht und die Strömungsrate der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang 21 hindurchströmt, d. h. die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, wird somit erhöht.
  • In Abhängigkeit der Erhöhung des Zwangseinleitungsverhältnisses des Turboladers 3 aufgrund der Verringerung des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils 13a in dem vorliegenden Prozess kann sich die Menge von Luft, die in eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingeleitet wird, erhöhen und eine unnötige Momenterhöhung verursachen. Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 zu der gleichen Zeit verringert wie die vorliegende Verringerung des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils 13a, um die unnötige Momenterhöhung der Brennkraftmaschine zu unterdrücken.
  • Der Entlüftungsbetrieb durch die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, die wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, wird nun beschrieben.
  • Wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine der natürliche Beatmungsbereich ist und der Einlassunterdruck groß genug ist, um ein Ansaugen des Blowby-Gases im Inneren des Kurbelgehäuses 16 zu ermöglichen, öffnet die elektronische Steuerungseinheit 31 das erste PCV-Ventil 19 und schließt das zweite PCV-Ventil 23. Das Blowby-Gas im Inneren des Kurbelgehäuses 16 zu dieser Zeit wird durch den Blowby-Gasdurchgang 18, die Kopfabdeckung 17 und den ersten PCV-Schlauch 20 durch den Unterdruck im Inneren des Einlassdurchgangs 1 in den Einlassdurchgang 1 gesaugt.
  • Wenn andererseits der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbereich ist, schließt die elektronische Steuerungseinheit 31 das erste PCV-Ventil 19 und öffnet das zweite PCV-Ventil 23. Wenn eine Zwangseinleitung durch den Turboblader 3 durchgeführt wird, strömt die Einlassluft durch den Umgehungsdurchgang 21 von dem Abschnitt des Einlassdurchgangs 1 an der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 zu dem Abschnitt an der stromaufwärtigen Seite aufgrund des Differentialdrucks zwischen stromaufwärts und stromabwärts des Kompressors 4. In diesem Prozess strömt an der Ausstoßeinrichtung 22, die in dem Umgehungsdurchgang 21 vorgesehen ist, die Einlassluft von dem Zufuhranschluss 25 zu dem Abgabeanschluss 28 durch die Unterdruckkammer 27 hindurch. Die Einlassluft, die von dem Zufuhranschluss 25 einströmt, wird beschleunigt, indem sie durch die Düse 26 gedrosselt wird, und bewegt sich anschließend durch die Unterdruckkammer 27 hindurch zu dem Eingang des Diffusors 29. In der Unterdruckkammer 27 wird zu dieser Zeit ein statischer Unterdruck durch solch eine Strömung der Einlassluft erzeugt. Durch diesen statischen Unterdruck und die Viskosität der Einlassluft wird peripheres Gas in eine Strahlströmung gesaugt, die in den Eingang des Diffusors 29 strömt. Dem zufolge wird das Blowby-Gas aus dem Inneren des Kurbelgehäuses 16 gesaugt, das mit dem Unterdruckanschluss 30 durch den Blowby-Gasdurchgang 18, die Kopfabdeckung 17 und dem zweiten PCV-Schlauch 24 verbunden ist. Das Blowby-Gas, das aus dem Kurbelgehäuse 16 gesaugt wird, wird zusammen mit der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang 21 hindurchströmt, in den Abschnitt des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen Seite des Kompressors 4 eingeleitet.
  • Deshalb wird in der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Entlüftung des Blowby-Gases durch einen Betrieb der Ausstoßeinrichtung 22 selbst während einer Zwangseinleitung ermöglicht, wenn der Einlassluftdruck positiv ist. Um das Blowby-Gas-Entlüftungsvermögen während solch einer Zwangseinleitung zu verbessern, muss die Strömungsrate des Antriebsgases der Ausstoßeinrichtung 22, d. h. die Strömungsrate der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang 21 strömt, während der Zwangseinleitung erhöht werden. Wenn jedoch die Strömungsrate des Antriebsgases der Ausstoßeinrichtung 22 erhöht wird, verringert sich die Menge von Einlassluft, die zu der Brennkammer der Brennkraftmaschine zugeführt wird, dementsprechend. Das Zwangseinleitungsverhältnis des Turboladers 3 muss somit erhöht werden, um die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine aufrecht zu erhalten. Wenn das Zwangseinleitungsverhältnis des Turboladers 3, der eine Zwangseinleitung unter Verwendung des Strömungsmoments der Abgasmaschine durchführt, sich erhöht, erhöht sich der Abgasverlust der Brennkraftmaschine und die Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine verschlechtert sich.
  • Wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, tritt andererseits eine Kondensation im Inneren des Kurbelgehäuses 16 auf, und das Wasser, dass durch die Kondensation materialisiert ist, und das Blowby-Gas reagieren, um Salpetersäurewasser zu bilden. Eine Verschlechterung des Öls im Inneren des Kurbelgehäuses 16 schreitet aufgrund des Salpetersäurewassers voran. Eine Entlüftung des Blowby-Gases im Inneren des Kurbelgehäuses 16 muss somit aktiver durchgeführt werden, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist. Wenn die Brennkraftmaschine bei einer hohen Temperatur ist, schreitet andererseits die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases nicht so stark voran, wie wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist. Die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases kann somit durch Verbessern des Blowby-Gas-Entlüftungsvermögens nur dann, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, unterdrückt werden.
  • Im Hinblick auf diesen Punkt wird in der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 13a verringert und die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 wird dadurch erhöht, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten. Das Blowby-Gas-Entlüftungsvermögen ist somit in diesem Zustand verbessert, um die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases zu unterdrücken.
  • Wenn die Brennkraftmaschine bei einer hohen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases nicht so stark voranschreitet als wie wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, wird andererseits die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 nicht erhöht. Deshalb wird, selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird, die Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, die von der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine begleitet wird, unterdrückt, außer wenn es notwendig wird.
  • Die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, sieht die folgenden Vorteile vor.
    • (1) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Strömungsratenerhöhungssteuerung zum Erhöhen der Strömungsrate des Antriebsgases der Ausstoßeinrichtung 22 durchgeführt, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten. Die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, kann somit in günstiger Weise unterdrückt werden, während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
    • (2) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Strömungsratenerhöhungssteuerung durch Verringern des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils 13a des Turboladers 3 durchgeführt. Die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 kann somit erhöht werden, ohne einen Mechanismus zum Einstellen der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 neu hinzuzufügen.
    • (3) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 verringert, wenn die Strömungsratenerhöhungssteuerung durchgeführt wird. Eine unnötige Momenterhöhung der Brennkraftmaschine, die die Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 begleitet, kann somit unterdrückt werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 4 beschrieben. In der zweiten Ausführungsform und jeder der folgenden Ausführungsformen sind denjenigen Komponenten, die gleich oder ähnlich wie die entsprechenden Komponenten der ersten Ausführungsform sind, ähnliche oder gleiche Bezugszeichen gegeben und detaillierte Erklärungen werden weggelassen.
  • Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Blowby-Gas-Entlüftung unter Verwendung des Einlassunterdrucks nicht durchgeführt werden, wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich übergeht. Auch steigt das Zwangseinleitungsverhältnis des Turboladers 3 nicht unmittelbar nach dem Beginn der Zwangseinleitung an. Deshalb erhöht sich für eine Weile nach dem Start der Zwangseinleitung der Differentialdruck zwischen den Abschnitten des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 nicht, um die Einlassluftströmungsrate in dem Umgehungsdurchgang 21, d. h. die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, ist auch niedrig. Deshalb stagniert, wenn der Übergang von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich statt findet, die Blowby-Gas-Entlüftung temporär. Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Strömungsratenerhöhungssteuerung des zwangsweisen Erhöhens der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 durchgeführt, wenn der Übergang von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich statt findet, um die Stagnation der Entlüftung unmittelbar nach dem Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich zu unterdrücken.
  • Jedoch ist solch eine Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate von einer Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz begleitet. Eine signifikante Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz wird somit verursacht, falls solch eine Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate unnötigerweise jedes Mal dann durchgeführt wird, wenn der Übergang von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich statt findet. Deshalb wird in der vorliegenden Ausführungsform die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate durch die Strömungsratenerhöhungssteuerung klein gemacht, wenn die Brennkraftmaschine bei einer hohen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls kein großes Problem ist, wohingegen die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate durch eine Antriebsgassteuerung groß gemacht wird, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten. Die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases wird dadurch wirksam unterdrückt, während die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz unterdrückt wird.
  • Solch eine Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate wird durch einen Prozess einer Antriebsgassteuerungsroutine durchgeführt, die in 3 gezeigt ist. Der Prozess dieser Routine wird wiederholt durch die elektronische Steuerungseinheit 31 bei jedem vorbestimmten Steuerungszyklus während eines Startens und Betriebs der Brennkraftmaschine ausgeführt.
  • Wenn die Routine begonnen wird, wird zuerst in Schritt S200 überprüft, ob der Übergang des Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich stattfindet. Falls der Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich nicht statt findet (S200: NEIN), wird der Prozess der Routine beendet, wie er ist.
  • Falls andererseits der Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich statt findet (S200: JA), wird die Strömungsratenerhöhungssteuerung zum Erhöhen der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 in Schritt S201 durchgeführt. Die Antriebsgasströmungsratenerhöhungssteuerung wird in der vorliegenden Ausführungsform auch durch Verringern des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils 13a durchgeführt. Die Strömungsratenerhöhungssteuerung, die hier begonnen worden ist, wird fortgeführt, bis ein ausreichender Zeitbetrag nach dem Beginn der Zwangseinleitung verstreicht, und die Antriebsgasströmungsrate wird zu einem Niveau derart erhöht, dass eine Strömungsrate, die zur Entlüftung notwendig ist, gewährleistet wird, selbst wenn das Ladedruckregelventil 13a aufgrund eines Verlaufs von Ereignissen gesteuert wird oder bis der Maschinenbetriebsbereich zu dem natürlichen Beatmungsbereich zurückkehrt. Zusammen mit der Verringerung des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils 13a in dem vorliegenden Prozess wird in der vorliegenden Ausführungsform auch der Öffnungsgrad der Drosselklappe 5 verringert, um das Moment der Brennkraftmaschine aufrecht zu erhalten.
  • Anschließend wird in Schritt S202 überprüft, ob die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist oder nicht. Falls die Brennkraftmaschine nicht bei einer niedrigen Temperatur ist (S202: NEIN), wird der Prozess der Routine beendet, wie er ist. Falls andererseits die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist (S202: JA), wird die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 in der Strömungsratenerhöhungsteuerung erhöht. Das heißt der Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 13a wird weiter verringert. Danach wird der Prozess der Routine beendet.
  • Der Entlüftungsbetrieb in dem Zwangseinleitungszustand der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich übergeht, wird nun beschrieben.
  • Wenn die Brennkraftmaschine in dem natürlichen Beatmungsbereich betrieben wird, öffnet die elektronische Steuerungseinheit 31 das erste PCV-Ventil 19 und schließt das zweite PCV-Ventil 23. Das Blowby-Gas im Inneren des Kurbelgehäuses 16 zu dieser Zeit wird in den Einlassdurchgang 1 durch den Blowby-Gasdurchgang 18, die Kopfabdeckung 17 und den ersten PCV-Schlauch 20 durch den Unterdruck im Inneren des Einlassdurchgangs 1 gesaugt.
  • Wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich übergeht, schließt andererseits die elektronische Steuerungseinheit 31 das erste PCV-Ventil 19 und öffnet das zweite PCV-Ventil 23. Falls das Ladedruckregelventil 13a aufgrund eines Verlaufs von Ereignissen bei diesem Punkt gesteuert wird, erhöht sich der Differentialdruck zwischen den Abschnitten des Einlassdurchgangs 12 an der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 nicht unmittelbar, und ein Zustand, wo die Einlassluftströmungsrate in dem Umgehungsdurchgang 21 niedrig ist, wird für eine Weile aufrecht erhalten. Deshalb kann unmittelbar nach dem Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich eine ausreichende Antriebsgassrömungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 nicht gewährleistet werden und die Blowby-Gas-Entlüftung stagniert temporär.
  • Im Hinblick auf diesen Punkt wird in der vorliegenden Ausführungsform der Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 13a verringert, wenn solch ein Übergang des Betriebsbereichs der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich statt findet, und der Differentialdruck zwischen den Abschnitten des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 wird von unmittelbar nach dem Übergang erhöht. Deshalb wird durch solch einen Differentialdruck die Strömungsrate der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang 21 strömt, d. h. die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, gemäß dem Übergang des Betriebsbereichs von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich erhöht, und das Blowby-Gas-Entlüftungsvermögen wird schnell nach dem Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich gewährleistet.
  • Des Weiteren wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, der Öffnungsgrad des Ladedruckregelventils 13a bei diesem Punkt weiter verringert, um dadurch die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 durch die Strömungsratenerhöhungssteuerung zu erhöhen. Das Blowby-Gas-Entlüftungsvermögen bei diesem Punkt wird dadurch verbessert, um die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases zu unterdrücken.
  • Wenn die Brennkraftmaschine bei einer hohen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases nicht so stark voranschreitet, als wie wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, wird andererseits die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 durch die Strömungsratenerhöhungssteuerung nicht so stark erhöht als wie wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist. Deshalb wird, selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird, die Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, die von der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine begleitet wird, unterdrückt, außer wenn es notwendig ist.
  • Die vorliegende Ausführungsform, die vorstehend beschrieben ist, sieht die folgenden Vorteile zusätzlich zu den Vorteilen vor, die unter (2) und (3) vorstehend beschrieben sind.
    • (4) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 erhöht, wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von dem natürlichen Beatmungsbereich zu dem Zwangseinleitungsbereich übergeht, und die Stagnation der Blowby-Gas-Entlüftung, die den Übergang begleitet, kann somit unterdrückt werden.
    • (5) Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, der Betrag, um den die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 erhöht wird, wenn der Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich statt findet, größer gemacht als der, wenn die Brennkraftmaschine bei einer hohen Temperatur ist. Deshalb wird, selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird, die Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, die von der Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine begleitet wird, unterdrückt, außer wenn es notwendig ist. Die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, kann somit in günstiger Weise unterdrückt werden, während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
  • Dritte Ausführungsform
  • Eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 5 beschrieben.
  • In der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß jeder von der ersten und zweiten Ausführungsform, die auf eine Brennkraftmaschine angewendet sind, die einen Turbolader mit einem Ladedruckregelventil 13a hat, wird die Antriebsgasströmungsrate durch Verringern des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils 13a erhöht. Andererseits wird die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf eine Brennkraftmaschine angewendet, die einen Turbolader verwendet, der einen Unterstützungsmechanismus, der den Zwangseinleitungsbetrieb unterstützt, als die Zwangseinleitungsvorrichtung hat. In solch einer Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung kann die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 durch Erhöhen des Betrags einer Zwangseinleitungsbetriebsunterstützung durch den Unterstützungsmechanismus erhöht werden.
  • Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Turbolader mit einem elektrischen Unterstützungsmechanismus, der in 5 gezeigt ist, als der Turbolader mit Unterstützungsmechanismus verwendet. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist ein Kompressorrad 33 des Turboladers mit einem Turbinenrad 35 über eine Welle 34 gekoppelt. Der Turbolader ist mit einem elektrischen Unterstützungsmechanismus versehen, der aus einem Rotor 36, der an der Welle 34 fixiert ist, und einem Stator 37 gebildet ist, der um den Rotor 36 herum vorgesehen ist. Der Stator 37 des elektrischen Unterstützungsmechanismus ist mit einer Spule 38 versehen, und eine Unterstützungsantriebskraft wird auf den Rotor 36 gemäß der Erregung der Spule 38 aufgebracht.
  • In dem Turbolader mit elektrischem Unterstützungsmechanismus wird, wenn die Spule 38 erregt wird, die Unterstützungsantriebskraft, die durch die Erregung der Spule 38 erzeugt wird, zu der Antriebskraft hinzugefügt, die durch das Blasen des Abgasen auf das Abgasturbinenrad 35 erzeugt und zu dem Kompressorrad 33 übertragen wird. Deshalb kann durch die Zwangseinleitung, die durch den elektrischen Unterstützungsmechanismus unterstützt wird, der Zwangseinleitungsdruck selbst bei einem Starten erhöht werden, wenn die Maschinendrehzahl niedrig ist und die Wirkung der Abgasturbine nicht leicht gezeigt wird.
  • In der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die auf die Brennkraftmaschine angewendet ist, die den Turbolader mit elektrischem Unterstützungsmechanismus hat, wird die Strömungsratenerhöhungssteuerung von Schritt S102 von 3 oder Schritt S201 von 4 in der Weise durchgeführt, die nachstehend gezeigt ist. Das heißt gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Erregungsbetrag der Spule 38 größer gemacht als gewöhnlich, um den Betrag der Zwangseinleitungsbetriebsunterstützung durch den elektrischen Unterstützungsmechanismus zu erhöhen, um die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 zu erhöhen. Im Speziellen erhöht sich, wenn der Betrag der Zwangseinleitungsbetriebsunterstützung durch den elektrischen Unterstützungsmechanismus erhöht wird, das Zwangseinleitungsverhältnis des Turboladers und der Differentialdruck zwischen Abschnitten des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 erhöht sich. Durch die Erhöhung des Differentialdrucks wird die Strömungsrate der Einlassluft, die rückwärts durch den Umgehungsdurchgang 21 strömt, d. h. die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, erhöht.
  • Auch in der vorliegenden Ausführungsform kann die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 erhöht werden, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, und kann die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 erhöht werden, wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbereich ist. Auch in der vorliegenden Ausführungsform kann somit die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, in günstiger Weise unterdrückt werden, selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
  • Als der Turboladerunterstützungsmechanismus sind auch Unterstützungsmechanismen, die anders als der elektrische Unterstützungsmechanismus sind, bekannt, wie ein Luftunterstützungsmechanismus, der den Zwangseinleitungsbetrieb unter Verwendung von komprimierter Luft unterstützt. Ein Luftunterstützungsmechanismus speichert komprimierte Luft, die durch Zwangseinleitung während eines Hochlastbetriebs der Brennkraftmaschine erhalten wird, in einem Behälter und bläst die komprimierte Luft, je nach Notwendigkeit, auf das Abgasturbinenrad des Turboladers, um den Zwangseinleitungsbetrieb zu unterstützen. Der Zwangseinleitungsbetriebunterstützungsbetrag kann durch Erhöhen der Menge von komprimierter Luft, die auf das Abgasturbinenrad geblasen wird, um mehr als gewöhnlich erhöht werden, um die Strömungsratenerhöhungssteuerung von Schritt S102 von 3 oder Schritt S104 von 4 auch mit solch einem Turbolader mit Luftunterstützungsmechanismus durchzuführen.
  • Vierte Ausführungsform
  • Eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit zusätzlichen Bezug auf 6 beschrieben.
  • Die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist auf eine Brennkraftmaschine angewendet, die einen Turbolader mit variabler Düse als die Zwangseinleitungsvorrichtung hat. Wie in 6 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von variablen Düsenschaufeln 41 vorgesehen, um die Umgebung eines Abgasturbinenrads 40 einer Abgasturbine des Turboladers mit variabler Düse zu umgeben. Die variablen Düsenschaufeln 41 werden durch ein Stellglied 42 angetrieben, um den Öffnungsgrad zu ändern, um den Öffnungsbereich von Abgasturbinenblättern der Abgasturbine zu ändern. Im Speziellen verringert sich, wenn der Öffnungsgrad der variablen Düsenschaufeln 41 verringert wird, der Öffnungsbereich der Abgasturbinenblätter der Abgasturbine und die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases, das auf das Abgasturbinenrad 40 geblasen wird, wird erhöht. Die Zwangseinleitungseffizienz des Turboladers wird dadurch verbessert. Wenn andererseits der Öffnungsgrad der variablen Düsenschaufeln 41 erhöht wird, erhöht sich der Öffnungsbereich der Abgasturbinenblätter der Abgasturbine, die Drosselung des Abgasdurchgangs wird entspannt und der Abgasdruck wird somit verringert.
  • In der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die auf die Brennkraftmaschine angewendet ist, die einen Turbolader mit variabler Düse hat, wird die Strömungsratenerhöhungssteuerung von Schritt S102 von 3 oder Schritt S201 von 4 in der Weise durchgeführt, die nachstehend gezeigt ist. Das heißt gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Öffnungsgrad der variablen Düsenschaufeln 41 kleiner gemacht als gewöhnlich, um die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases zu erhöhen, das auf das Abgasturbinenrad 40 geblasen wird, um dadurch die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 zu erhöhen. Im Speziellen erhöht sich, wenn der Öffnungsgrad der variablen Düsenschaufeln 41 kleiner gemacht wird als gewöhnlich, das Zwangseinleitungsverhältnis des Turboladers und der Differentialdruck zwischen Abschnitten des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 erhöht sich. Durch die Erhöhung des Differentialdrucks wird die Strömungsrate der Einlassluft, die rückwärts durch den Umgehungsdurchgang 21 strömt, d. h. die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, erhöht.
  • Auch in der vorliegenden Ausführungsform kann die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 erhöht werden, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voran zu schreiten, und die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 kann erhöht werden, wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbereich ist. Auch in der vorliegenden Ausführungsform kann somit die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, in günstiger Weise unterdrückt werden, selbst wenn die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
  • Fünfte Ausführungsform
  • Eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 7 beschrieben.
  • In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird die Strömungsratenerhöhungssteuerung des Antriebsgases durch Erhöhen des Zwangseinleitungsverhältnisses des Turboladers durch eine Steuerung des Ladedruckregelventils, des Unterstützungsmechanismus oder der variablen Düsenschaufeln durchgeführt. Andererseits ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Ventil in dem Umgehungsdurchgang 21 installiert und die Strömungsratenerhöhungssteuerung wird durch Erhöhen des Öffnungsgrads des Ventils durchgeführt.
  • Wie in 7 gezeigt ist, sind neben den Punkten, die nachstehend beschrieben sind, die Gestaltungen der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform und der Brennkraftmaschine, auf die die Vorrichtung angewendet ist, die gleichen wie diejenigen der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist. Das heißt, obwohl die erste Ausführungsform den Turbolader 3 hat, der das Ladedruckregelventil 13a hat, das in der Abgasturbine 13 vorgesehen ist, kann die fünfte Ausführungsform mit dem oder ohne das Ladedruckregelventil 13a gestaltet sein. Des Weiteren ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Ventil 50, das die Strömungsrate der Einlassluft einstellt, die durch den Umgehungsdurchgang 21 hindurchströmt, in dem Umgehungsdurchgang 21 installiert, der die Abschnitte des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 verbindet.
  • Als solch ein Ventil 50 wird in der vorliegenden Ausführungsform ein motorbetriebenes Strömungsregelventil verwendet. Das Ventil 50 wird durch die elektronische Steuerungseinheit 31 gesteuert und sein Öffnungsgrad wird gemäß einem Befehl von der elektronischen Steuerungseinheit 31 geändert.
  • In der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben gestaltet ist, wird die Strömungsratenerhöhungssteuerung von Schritt S102 von 3 oder Schritt S201 von 4 in der nachstehend gezeigten Weise durchgeführt. Das heißt, gemäß der vorliegenden Ausführungsform macht die elektronische Steuerungseinheit 31 den Öffnungsgrad des Ventils 50 größer als gewöhnlich, um die Strömungsrate der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang 21 hindurchströmt, d. h. die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, zu erhöhen.
  • Auch in der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 zu erhöhen, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, und die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 zu erhöhen, wenn der Betriebsbereich der Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbereich ist. Auch in der vorliegenden Ausführungsform kann somit die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, in günstiger Weise unterdrückt werden, selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
  • Sechste Ausführungsform
  • Eine Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 8 beschrieben.
  • Wie in 8 gezeigt ist, sind die Gestaltungen der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform und der Brennkraftmaschine, auf das die Vorrichtung angewendet ist, grundsätzlich die gleichen wie diejenigen der fünften Ausführungsform, die in 7 gezeigt ist. Jedoch wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein temperaturempfindliches Ventil 51, das in Erwiderung auf die Temperatur der Brennkraftmaschine arbeitet, als das Ventil verwendet, das in dem Umgehungsdurchgang 21 vorgesehen ist. Es wird bewirkt, dass das Schmieröl oder das Kühlwasser der Brennkraftmaschine um das Ventil 51 strömt, und das Ventil 51 arbeitet in Erwiderung auf die Temperatur des Öls oder des Kühlwassers. Der Öffnungsgrad des Ventils 51 erhöht sich, wenn das Öl oder das Kühlwasser, das um das Ventil 51 herumströmt, sich verringert.
  • Ein Betrieb der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbereich in Betrieb ist, wird nun beschrieben.
  • Wenn die Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbereich in Betrieb ist, schließt die elektronische Steuerungseinheit 31 das erste PCV-Ventil 19 und öffnet das zweite PCV-Ventil 23. In der Zwischenzeit strömt in dem Umgehungsdurchgang 21 die Einlassluft von einem Abschnitt des Einlassdurchgangs 1 an der stromabwärtigen Seite des Kompressors 4 zu einem Abschnitt an der stromaufwärtigen Seite des Kompressors 4 aufgrund des Differentialdrucks zwischen den Abschnitten des Einlassdurchgangs 1 an der stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seite des Kompressors 4. Die Ausstoßeinrichtung 22 arbeitet mit der Einlassluft als das Antriebsgas, und das Blowby-Gas im Inneren des Kurbelgehäuses 16 wird dadurch durch den zweiten PCV-Schlauch 24 in den Einlassdurchgang 1 eingeleitet.
  • Wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, ist die Temperatur des Öls oder Wassers, das um das Ventil 51 herum strömt, auch niedrig, und der Öffnungsgrad des Ventils 51, das in dem Umgehungsdurchgang 21 vorgesehen ist, ist deshalb erhöht. Die Einlassluftströmungsrate in dem Umgehungsdurchgang 21, d. h. die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, ist somit erhöht und das Blowby-Gas-Entlüftungsvermögen ist verbessert.
  • Die folgenden Vorteile werden durch die vorliegende Ausführungsform erreicht.
    • (3) Die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 wird nur dann erhöht, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, bei der die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, und die Verschlechterung der Kraftstoffeffizienz der Brennkraftmaschine, die die Entlüftung des Blowby-Gases begleitet, kann somit in günstiger Weise unterdrückt werden, selbst während die Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases unterdrückt wird.
    • (4) Die Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, wird autonom durch das temperaturempfindliche Ventil 51 durchgeführt. Eine Einstellung des Blowby-Gas-Entlüftungsvermögens gemäß der Temperatur der Brennkraftmaschine kann somit autonom ohne Steuerung von der Außenseite durchgeführt werden.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden.
  • In jeder der Ausführungsformen wird die Momenterhöhung der Brennkraftmaschine, die die Erhöhung der Antriebsgasströmungsrate begleitet, durch Verringern des Öffnungsgrads der Drosselklappe 5 unterdrückt, wenn die Strömungsratenerhöhungssteuerung durchgeführt wird. Wenn die Antriebsgasströmungsrate durch ein Verfahren erhöht wird, das keine Momenterhöhung der Brennkraftmaschine mit sich bringt, oder wenn die Momenterhöhung der Brennkraftmaschine, die die Erhöhung der Antriebgasströmungsrate begleitet, vernachlässigbar klein ist, kann offensichtlich die Verringerung des Öffnungsgrads der Drosselklappe 5 während der Strömungsratenerhöhungssteuerung weggelassen werden.
  • Obwohl in jeder der Ausführungsformen durch den Lastfaktor der Brennkraftmaschine bestimmt wird, ob die Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbereich betrieben wird oder nicht, kann diese Bestimmung unter Verwendung eines anderen Parameters durchgeführt werden. Beispielsweise kann gemäß davon, ob der Einlassdruck der Brennkraftmaschine ein positiver Druck ist oder nicht, bestimmt werden, ob die Brennkraftmaschine in dem Zwangseinleitungsbetrieb betrieben wird oder nicht.
  • Obwohl in jeder der Ausführungsformen durch die Temperatur Tw des Kühlwassers der Brennkraftmaschine bestimmt wird, ob die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist oder nicht, kann diese Bestimmung unter Verwendung eines anderen Parameters durchgeführt werden, beispielsweise unter Verwendung der Temperatur des Schmieröls der Brennkraftmaschine, der seit dem Starten der Brennkraftmaschine verstrichenen Zeit oder der kummulativen Einlassluftmenge.
  • Obwohl in jeder der Ausführungsformen die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 durch Einstellung des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils, des Betrags der Zwangseinleitungsunterstützung durch den Unterstützungsmechanismus, des Öffnungsgrads der variablen Düsenflügel oder des Öffnungsgrads des Ventils eingestellt wird, das in dem Umgehungsdurchgang vorgesehen ist, kann die Antriebsgasströmungsrate in der Ausstoßeinrichtung 22 durch ein Verfahren, das anders ist als die Vorstehenden, erhöht werden.
  • In jeder der Ausführungsformen wird die Antriebsgasströmungsratenerhöhungssteuerung durchgeführt oder die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate in der Strömungsratenerhöhungssteuerung, die gemäß dem Übergang zu dem Zwangseinleitungsbereich durchgeführt wird, wird erhöht, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, was als ein Zustand erachtet wird, in dem die Verschlechterung des Öls durch das Blowby-Gas dazu neigt, voranzuschreiten. Falls es neben dem, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, einen Zustand gibt, in dem die Verschlechterung des Öls durch das Blowby-Gas dazu neigt, voranzuschreiten, kann die Strömungsratenerhöhungssteuerung oder die Erhöhung der Zunahme von dieser auch in solch einem Zustand durchgeführt werden.
  • Obwohl in jeder der Ausführungsformen ein Fall des Anwendens der Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf eine Brennkraftmaschine beschrieben worden ist, die einen Turbolader als Zwangseinleitungsvorrichtung hat, kann die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise auf eine Brennkraftmaschine angewendet werden, die eine Zwangseinleitungsvorrichtung hat, die anders als ein Turbolader ist, beispielsweise ein Lader.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Einlassdurchgang
    2
    Luftreiniger
    3
    Turbolader (Zwangseinleitungsvorrichtung)
    4
    Kompressor
    5
    Drosselklappe
    6
    Zwischenkühler
    7
    Einlasskrümmer
    8
    Zylinderkopf
    9
    Lufteinlassanschluss
    10
    Abgasdurchgang
    11
    Abgaskrümmer
    12
    Abgasanschluss
    13
    Abgasturbine
    13a
    Ladedruckregelventil
    14
    Katalysator
    15
    Zylinderkopf
    16
    Kurbelgehäuse
    17
    Kopfabdeckung
    18
    Blowby-Gasdurchgang
    19
    erstes PCV-Ventil
    20
    erster PCV-Schlauch
    21
    Umgehungsdurchgang
    22
    Ausstoßeinrichtung
    23
    zweites PCV-Ventil
    24
    zweiter PCV-Schlauch
    25
    Zufuhranschluss
    26
    Düse
    27
    Unterdruckkammer
    28
    Abgabeanschluss
    29
    Diffusor
    30
    Unterdruckanschluss
    31
    elektronische Steuerungseinheit
    32
    Wassertemperatursensor
    33
    Kompressorrad
    34
    Welle
    35
    Turbinenrad
    36
    Rotor
    37
    Stator
    38
    Spule
    39
    Frischlufteinleitungsdurchgang
    40
    Turbinenrad
    41
    variable Düsenschaufel
    42
    Stellglied
    50
    Ventil
    51
    temperaturempfindliches Ventil

Claims (11)

  1. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, die auf eine Brennkraftmaschine mit einem Einlassdurchgang angewendet ist, wobei eine Zwangseinleitungsvorrichtung, die Einlassluft komprimiert, und ein Umgehungsdurchgang, der einen Abschnitt an einer stromaufwärtigen Seite und einen Abschnitt an einer stromabwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung verbindet, in dem Einlassdurchgang vorgesehen sind, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung eine Ausstoßeinrichtung aufweist, die durch Verwendung von Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurch strömt, als ein Antriebsgas arbeitet, um Blowby-Gas zu entlüften, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Strömungsrate des Antriebsgases in einem Zustand erhöht wird, wo eine Verschlechterung des Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten.
  2. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, die auf eine Brennkraftmaschine mit einem Einlassdurchgang angewendet ist, wobei eine Zwangseinleitungsvorrichtung, die Einlassluft komprimiert, und ein Umgehungsdurchgang, der einen Abschnitt an einer stromaufwärtigen Seite und einen Abschnitt an einer stromabwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung verbindet, in dem Einlassdurchgang vorgesehen ist, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung eine Ausstoßeinrichtung aufweist, die durch Verwendung von Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurch strömt, als ein Antriebsgas arbeitet, um Blowby-Gas zu entlüften, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Strömungsratenerhöhungssteuerung zum Erhöhen der Strömungsrate des Antriebsgases durchgeführt wird, wenn ein Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von einem natürlichen Beatmungsbereich zu einem Zwangseinleitungsbereich übergeht, und wenn ein Zustand vorliegt, wo eine Verschlechterung eines Öls aufgrund des Blowby-Gases dazu neigt, voranzuschreiten, die Zunahme der Antriebgasströmungsrate in der Strömungsratenerhöhungssteuerung im Vergleich dazu erhöht wird, wenn der Zustand nicht vorliegt.
  3. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, die auf eine Brennkraftmaschine mit einem Einlassdurchgang angewendet ist, wobei eine Zwangseinleitungsvorrichtung, die Einlassluft komprimiert, und ein Umgehungsdurchgang, der einen Abschnitt an einer stromaufwärtigen Seite und einen Abschnitt an einer stromabwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung verbindet, in dem Einlassdurchgang vorgesehen sind, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung eine Ausstoßeinrichtung aufweist, die durch Verwendung von Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurch strömt, als ein Antriebsgas arbeitet, um Blowby-Gas zu entlüften, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Strömungsrate des Antriebsgases erhöht wird, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist.
  4. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, die auf eine Brennkraftmaschine mit einem Einlassdurchgang angewendet ist, wobei eine Zwangseinleitungsvorrichtung, die eine Einlassluft komprimiert, und ein Umgehungsdurchgang, der einen Abschnitt an einer stromaufwärtigen Seite und einen Abschnitt an einer stromabwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung verbindet, in dem Einlassdurchgang vorgesehen sind, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung eine Ausstoßeinrichtung aufweist, die durch Verwendung von Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, als ein Antriebsgas arbeitet, um ein Blowby-Gas zu entlüften, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Strömungsratenerhöhungssteuerung zum Erhöhen der Strömungsrate des Antriebsgases durchgeführt wird, wenn ein Betriebsbereich der Brennkraftmaschine von einem natürlichen Beatmungsbereich zu einem Zwangseinleitungsbereich übergeht, und wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, die Zunahme der Antriebsgasströmungsrate in der Strömungsratenerhöhungssteuerung im Vergleich dazu erhöht wird, wenn die Brennkraftmaschine nicht bei einer niedrigen Temperatur ist.
  5. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zwangseinleitungsvorrichtung ein Turbolader mit einem Ladedruckregelventil ist, das die Strömungsrate eines Abgases einstellt, das eine Abgasturbine umgeht, und die Antriebsgasströmungsrate durch Verringern des Öffnungsgrads des Ladedruckregelventils erhöht wird.
  6. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zwangseinleitungsvorrichtung einen Unterstützungsmechanismus hat, der einen Zwangseinleitungsbetrieb unterstützt, und die Antriebsgasströmungsrate durch Erhöhen des Betrags der Zwangseinleitungsbetriebunterstützung durch den Unterstützungsmechanismus erhöht wird.
  7. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zwangseinleitungsvorrichtung ein Turbolader mit variabler Düse ist, der eine variable Düsenschaufel hat, die das Strömungsmoment des Abgases einstellt, das auf eine Abgasturbine geblasen wird, und die Antriebsgasströmungsrate durch Verringern des Öffnungsgrads der variablen Düsenschaufel erhöht wird.
  8. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Ventil zum Einstellen der Strömungsrate der Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, in dem Umgehungsdurchgang vorgesehen ist, und die Antriebsgasströmungsrate durch Erhöhen des Öffnungsgrads des Ventils erhöht wird.
  9. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Ventil ein temperaturempfindliches Ventil ist, das in Erwiderung auf die Temperatur der Brennkraftmaschine arbeitet.
  10. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei eine Drosselöffnung der Brennkraftmaschine während der Strömungsratenerhöhungssteuerung verringert wird.
  11. Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung, die auf eine Brennkraftmaschine mit einem Einlassdurchgang angewendet ist, wobei eine Zwangseinleitungsvorrichtung, die eine Einlassluft komprimiert, und ein Umgehungsdurchgang, der einen Abschnitt an einer stromaufwärtigen Seite und einen Abschnitt an einer stromabwärtigen Seite der Zwangseinleitungsvorrichtung verbindet, in dem Einlassdurchgang vorgesehen sind, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung eine Ausstoßeinrichtung aufweist, die durch Verwendung von Einlassluft, die durch den Umgehungsdurchgang hindurchströmt, als ein Antriebsgas arbeitet, um Blowby-Gas zu entlüften, das von der Brennkraftmaschine erzeugt wird, wobei die Blowby-Gas-Entlüftungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass ein temperaturempfindliches Ventil, dessen Öffnungsgrad sich erhöht, wenn die Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Temperatur ist, in dem Umgehungsdurchgang vorgesehen ist.
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