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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor.
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Stand der Technik
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In einem Verbrennungsmotor leckt während eines Verdichtungshubs grundsätzlich unverbranntes Gas (als Blow-by-Gas bezeichnet) durch einen Spalt zwischen Kolben und Zylinder. Wenn das Blow-by-Gas (besonders im Gas enthaltenes NOx) in Kontakt mit Motoröl kommt, fördert es die Zersetzung, die durch Oxidation verursacht wird. In Anbetracht dessen ist eine Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung für die Rückführung von Blow-by-Gas an ein Ansaugsystem eines Motors mit einer derartigen Behandlung bekannt, dass das Kontaktrisiko zwischen dem Blow-by-Gas und dem Motoröl verringert wird.
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In beispielsweise einer in PTL1 offenbarten Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung ist ein Verbindungsloch gebildet, um die Verbindung von einem Kurbelgehäuse und einer Kammer innerhalb eines Zylinderkopfdeckels zuzulassen, und dann wird das Blow-by-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, in die Kammer innerhalb eines Zylinderkopfdeckels geleitet, um somit an einen Ansaugkanal rückgeführt zu werden. Zusätzlich werden eine Ansaugöffnung und eine Auslassöffnung an einer Vakuumpumpe zur Zufuhr eines Unterdrucks an einen Bremskraftverstärker mit Bezug auf das Kurbelgehäuse und die Kammer innerhalb des Zylinderkopfdeckels jeweils über Leitungen geöffnet und des Weiteren ist ein Steuerventil an der Leitung angeordnet, die mit dem Kurbelgehäuse auf eine solche Weise verbunden ist, dass sie nur geöffnet wird, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und der Kammer innerhalb des Zylinderkopfdeckels ein vorbestimmter Druckwert oder höher wird. Auf diese Weise wird während der Rückführung des Blow-by-Gases, bei der das Steuerventil geöffnet ist, durch die Vakuumpumpe das Blow-by-Gas aus dem Inneren des Kurbelgehäuses gesogen und zur Kammer innerhalb eines Zylinderkopfdeckels transportiert.
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Zitierungsliste
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Patentliteratur
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Allerdings sind in der Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung, die in PTL1 offenbart ist, die Ansaugöffnung und die Auslassöffnung an der Vakuumpumpe für die Zufuhr eines Unterdrucks an den Bremskraftverstärker zum Kurbelgehäuse und der Kammer innerhalb einer Zylinderkopfdeckels jeweils über die Leitungen geöffnet und des Weiteren ist das Steuerventil an der Leitung angeordnet, die mit dem Kurbelgehäuse derart verbunden ist, dass sie nur geöffnet wird, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und der Kammer innerhalb eines Zylinderkopfdeckels ein vorbestimmter Druckwert oder höher wird. Folglich kann das Blow-by-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, nicht ohne eine Druckdifferenz bewegt werden und somit verbleibt es dort. Somit ist es unmöglich, das Kontaktrisiko zwischen dem Blow-by-Gas und dem Motoröl zu verringern, wodurch eine ausreichende Hemmung der Ölzersetzung scheitert.
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Das Blow-by-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, wird einmal durch die Vakuumpumpe angesogen und dann wird es zur Kammer innerhalb eines Zylinderkopfdeckels transportiert. Allerdings wird ein Druck innerhalb des Kurbelgehäuses negativ, was durch die Ansaugung durch die Vakuumpumpe verursacht wird, und daher kehrt das Blow-by-Gas, das in der Kammer innerhalb eines Zylinderkopfdeckels ist, durch das Verbindungsloch, das eine Verbindung des Kurbelgehäuses und der Kammer innerhalb eines Zylinderkopfdeckels ermöglicht, in das Kurbelgehäuse zurück und zirkuliert. Folglich kann sich die Konzentration des Blow-by-Gases innerhalb des Kurbelgehäuses nicht verringern und somit scheitert das Erreichen der ausreichenden Hemmung der Ölzersetzung.
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Um den Verbrauch des Unterdrucks zu unterdrücken, der für die Rückführung des Blow-by-Gases aus der Vakuumpumpe an den Bremskraftverstärker zugeführt werden soll, wird außerdem nur dann der Unterdruck aus der Vakuumpumpe an das Kurbelgehäuse zugeführt, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem Kurbelgehäuse und der Kammer innerhalb eines Zylinderkopfdeckels ein vorbestimmter Druckwert oder höher ist, wie es oben beschrieben ist. Allerdings verändert sich der Unterdruck innerhalb des Bremskraftverstärkers auch gemäß der Anzahl an Niederdrückvorgängen eines Bremspedals oder dergleichen, unabhängig von der Druckdifferenz, und daher kann es sein, dass der Unterdruck innerhalb des Bremskraftverstärkers nicht ausreichend gesichert ist.
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Die in PTL1 offenbarte Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung verwendet eine mechanische Vakuumpumpe, die jederzeit durch einen Verbrennungsmotor betrieben wird, und daher wird viel unnötige Arbeit verrichtet und das ist ein Faktor, der einen mangelhaften Kraftstoffverbrauch verursacht.
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Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen Umstände erreicht, die im Stand der Technik aufgetreten sind. Ein grundlegendes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor unter Verwendung einer Vakuumpumpe vorzusehen, wobei die Entlüftungs-Rezirkulationsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor in der Lage ist, das Kontaktrisiko zwischen Blow-by-Gas und Motoröl zu verringern, um die Zersetzung des Öls zu verhindern.
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Darüber hinaus ist es ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Entlüftungs-Rezirkulationsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor vorzusehen, die einen Unterdruck innerhalb eines Bremskraftverstärkers jederzeit ausreichend sichert und weniger unnötige Arbeit macht.
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Lösung des Problems
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einer Vakuumpumpe vorgesehen, die als eine Unterdruckquelle für einen Bremskraftverstärker dient und auch für die Rückführung von Blow-by-Gas an einen Ansaugkanal verwendbar ist. Des Weiteren weist die Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung auf: eine PCV-Vorrichtung, die konfiguriert ist, Blow-by-Gas, das innerhalb eines Kurbelgehäuses bleibt, an den Ansaugkanal rückzuführen; eine Entlüftungsengpassbereich-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob ein Betriebsbereich des Motors ein Betriebsbereich ist, in dem die Entlüftungsströmungsrate des Blow-by-Gases durch die PCV-Vorrichtung, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, gering ist; und eine Bremsunterdruck-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob der Bremsunterdruck des Bremskraftverstärkers gesichert ist. Hier entlüftet die Vakuumpumpe das Blow-by-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, nur dann, wenn die Entlüftungsengpassbereich-Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Betriebsbereich des Motors ein Betriebsbereich ist, in dem die Entlüftungsströmungsrate des Blow-by-Gases durch die PCV-Vorrichtung, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, gering ist, und des Weiteren die Bremsunterdruck-Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Bremsunterdruck gesichert ist.
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Mit dieser Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, entlüftet die Vakuumpumpe das Blow-by-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, nur dann, wenn die Entlüftungsengpassbereich-Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Betriebsbereich des Motors ein Betriebsbereich ist, in dem die Entlüftungsströmungsrate des Blow-by-Gases durch die PCV-Vorrichtung, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, gering ist, und des Weiteren die Bremsunterdruck-Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Bremsunterdruck gesichert ist. Somit kann die Vakuumpumpe sicher das Blow-by-Gas entlüften, das nicht durch die PCV-Vorrichtung entlüftet werden kann, während der Bremsunterdruck gesichert ist.
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Hier ist es vorzuziehen, dass die Entlüftung des Blow-by-Gases durch die Vakuumpumpe, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, unterbrochen werden sollte, wenn die Bremsunterduck-Bestimmungseinheit bestimmt, dass der Bremsunterdruck nicht gesichert ist, während die Vakuumpumpe das Blow-by-Gas entlüftet, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, und dann ein Bremsunterdruck durch die Vakuumpumpe erzeugt werden sollte.
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Selbst wenn die Vakuumpumpe für die Entlüftung des Blow-by-Gases verwendet wird, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, wird die Entlüftung des Blow-by-Gases durch die Vakuumpumpe, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, unterbrochen, wenn der Bremsunterdruck geringer als erforderlich ist, und dann hat die Erzeugung von Bremsunterdruck durch die Vakuumpumpe Vorrang. Somit kann der Bremsunterdruck in einer erforderlichen Menge gehalten werden.
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Hier kann der Verbrennungsmotor ein Saugmotor sein und der Betriebsbereich, in dem die Entlüftungsströmungsrate des Blow-by-Gases durch die PCV-Vorrichtung, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, gering ist, kann ein Bereich sein, in dem ein Ansaugdruck des Ansaugkanals zwischen einem Unterdruck, der geringer als ein Umgebungsdruck ist, und dem Umgebungsdruck liegt.
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Hier kann der Verbrennungsmotor ein Verbrennungsmotor mit einem Turbolader sein, der einen Verdichter am Ansaugkanal hat. In diesem Fall kann der Betriebsbereich, in dem die Entlüftungsströmungsrate des Blow-by-Gases durch die PCV-Vorrichtung, das innerhalb des Kurbelgehäuses bleibt, gering ist, ein Bereich sein, in dem ein Ansaugdruck des Ansaugkanals zwischen einem Unterdruck, der geringer als der Umgebungsdruck ist, und einem Überdruck liegt, der höher als der Umgebungsdruck ist.
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Des Weiteren kann die Vakuumpumpe, die auch für die Rückführung des Blow-by-Gases an den Ansaugkanal verwendbar ist, eine elektrische Vakuumpumpe sein. In diesem Fall kann die Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung aufweisen: einen Rohrkanal, der darin ein Öffnungs-/Schließ-Steuerventil hat, wobei der Rohrkanal konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen dem Inneren des Kurbelgehäuses und einer Ansaugöffnung der elektrischen Vakuumpumpe zu ermöglichen; einen anderen Rohrkanal, der darin ein Rückschlagventil hat, wobei der andere Rohrkanal konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen einer Auslassöffnung der elektrischen Vakuumpumpe und einem Ansaugkanal stromaufwärts eines Drosselventils zu erlauben; und einen Frischlufteinleitungskanal, der konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen einem Ansaugkanal, der stromaufwärts des Drosselventils ist, und dem Inneren des Kurbelgehäuses zu ermöglichen.
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Außerdem kann die Vakuumpumpe, die auch für die Rückführung des Blow-by-Gases an den Ansaugkanal verwendbar ist, eine elektrische Vakuumpumpe sein. Die Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung kann aufweisen: einen Rohrkanal, der darin ein Öffnungs-/Schließ-Steuerventil hat, wobei der Rohrkanal konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen dem Inneren des Kurbelgehäuses und einer Ansaugöffnung der elektrischen Vakuumpumpe zu ermöglichen; einen anderen Rohrkanal, der darin ein Rückschlagventil hat, wobei der andere Rohrkanal konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen einer Auslassöffnung der elektrischen Vakuumpumpe und einem Ansaugkanal des Verdichters für den Turbolader zu erlauben; und einen Frischlufteinleitungskanal, der konfiguriert ist, eine Verbindung zwischen einem Ansaugkanal, der stromaufwärts des Verdichters für den Turbolader ist, und dem Inneren des Kurbelgehäuses zu ermöglichen.
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Die Konfiguration, die die oben beschriebene Vakuumpumpe verwendet, kann unnötige Arbeit verringern, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung erzeugt eine hervorragende Wirkung, wie zum Beispiel eine bemerkenswerte Verringerung des Kontaktrisikos zwischen Blow-by-Gas und Motoröl, um die Zersetzung des Öls zu verhindern.
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Darüber hinaus kann die Konfiguration, die die oben beschriebene Vakuumpumpe verwendet, unnötige Arbeit verringern, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
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Außerdem kann die Konfiguration, die den Frischlufteinleitungskanal aufweist, das Gas innerhalb des Kurbelgehäuses jederzeit mit Frischluft verdünnen, um die Konzentration des Blow-by-Gases zu verringern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration einer Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Unterdruck darstellt, der innerhalb eines Bremskraftverstärkers gesichert sein sollte;
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3 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Ansaugdruck und einer Entlüftungsströmungsrate innerhalb eines Kurbelgehäuses in einem Saugmotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Steuerablaufs im Saugmotor gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Ansaugkanal und einer Entlüftungsströmungsrate innerhalb eines Kurbelgehäuses in dem Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Steuerablaufs im Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Ansaugkanal und einer Entlüftungsströmungsrate innerhalb eines Kurbelgehäuses in einem Saugmotor gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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8 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen einem Ansaugkanal und einer Entlüftungsströmungsrate innerhalb eines Kurbelgehäuses in einem Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Der folgende Abschnitt beschreibt die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der beigefügten Zeichnungen. Im Übrigen ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen begrenzt.
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1 stellt eine Konfiguration einer Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform wird auf einen Verbrennungsmotor E angewendet, der an einem Fahrzeug montiert ist, das mit einem Bremskraftverstärker versehen ist. Der Verbrennungsmotor E hat einen Motorkörper 1. Der Motorkörper 1 weist, wie bereits bekannt, einen Kopfdeckel 1A, einen Zylinderkopf 1B, einen Zylinderblock 1C, ein Kurbelgehäuse 1D und eine Ölwanne 1E auf. Der Motorkörper 1 enthält einen Kolben, eine Pleuelstange, eine Kurbelwelle und dergleichen und hat des Weiteren ein Verbindungsloch 1F, das den Zylinderkopf 1B und den Zylinderblock 1C durchdringt. Das Verbindungsloch 1F ermöglicht eine Verbindung zwischen dem Kopfdeckel 1A und dem Inneren des Kurbelgehäuses 1D. Der Verbrennungsmotor E, der in 1 dargestellt ist, ist ein Mehrzylinder-Ottomotor, der mit einem Turbolader 50 als Lader versehen ist. Hier ist die Anzahl der Zylinder, die Gestaltung der Zylinder (Reihenmotor, V-Motor, Boxermotor und dergleichen) und dergleichen im Verbrennungsmotor E nicht genau festgelegt.
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Eine Einlassöffnung jedes Zylinders ist über ein Verzweigungsrohr 3 für jeden Zylinder mit einem Ausgleichsbehälter 4 verbunden, der als eine Einlasssammelkammer dient. Ein Ansaugrohr 5 ist mit der stromaufwärtigen Seite des Ausgleichsbehälters 4 verbunden. Am Ansaugrohr 5 sind in dieser Reihenfolge von stromaufwärts bis stromabwärts ein Luftreiniger 6, ein Luftströmungsmessgerät 7 zur Detektion einer Einlassluftmenge, ein Verdichter 50C des Turboladers 50, ein Ladeluftkühler 50IC und ein elektronisches Steuerdrosselventil 9 angebracht. Die Einlassöffnung, das Verzweigungsrohr 3, der Ausgleichsbehälter 4 und das Ansaugrohr 5 bilden einen Ansaugkanal S. Auch wenn es nicht dargestellt ist, ist mit Bezug auf jeden Zylinder eine Einspritzvorrichtung (d. h. ein Kraftstoffeinspritzventil) innerhalb der Einlassöffnung angebracht, um Kraftstoff einzuspritzen, und des Weiteren ist eine Zündkerze innerhalb der Brennkammer angebracht.
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Außerdem ist eine Auslassöffnung jedes Zylinders über einen Abgaskrümmer, der nicht dargestellt ist, mit einem gewöhnlichen Abgasrohr verbunden. Diese Auslassöffnung, Abgaskrümmer und Abgasrohr bilden einen Abgaskanal. Eine Turbine 50T des Turboladers 50 ist im Abgaskanal angebracht und ein Drei-Wege-Katalysator ist stromabwärts der Turbine 50T angeordnet. Auch wenn es nicht dargestellt ist, sind ein Bypasskanal, der die Turbine 50T umgeht, und ein elektronisches Steuer-Wastegateventil zum Öffnen oder Schließen des Bypasskanals angeordnet. Das Wastegateventil ist ein Drosselventil ähnlich dem Drosselventil 9 und sein Öffnungsgrad kann stufenlos verändert werden.
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Ein Ölabscheider 12 ist am Kurbelgehäuse 1D des Motorkörpers 1 angebracht. Der Ölabscheider 12 steht mit dem Inneren des Kurbelgehäuses 1D in Verbindung und leitet somit Blow-by-Gas aus dem Kurbelgehäuse darin ein und scheidet dann das Öl, das im Blow-by-Gas enthalten ist, ab.
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Der Ölabscheider 12 und der Ausgleichsbehälter 4 oder das Verzweigungsrohr 3, das stromabwärts des Ausgleichsbehälters 4 angeordnet ist, stehen über einen ersten Blow-by-Gas-Kanal 13 miteinander in Verbindung. Im ersten Blow-by-Gas-Kanal 13 ist ein Kurbelgehäuseentlüftungs-Ventil 14 (nachstehend als „PCV-Ventil” bezeichnet) angeordnet. Der erste Blow-by-Gas-Kanal 13 und das PCV-Ventil 14 bilden eine PCV-Vorrichtung. Wenn das PCV-Ventil geöffnet wird, wird das Blow-by-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses 1D bleibt, in dieser Reihenfolge über den Ölabscheider 12 und den ersten Blow-by-Gas-Kanal 13 an den Ausgleichsbehälter 4 rückgeführt.
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Darüber hinaus stehen das Innere des Kopfdeckels 1A und der Ansaugkanal S, der stromaufwärts des Luftströmungsmessgerätes 7 ist, über einen Frischlufteinleitungskanal 16 miteinander in Verbindung. Im Übrigen steht der Ölabscheider 12 über einen zweiten Blow-by-Gas-Kanal 28 mit einem Verstärkungskanal 26 in Verbindung, der später beschrieben wird.
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Außerdem ist das Fahrzeug mit einem Bremskraftverstärker 20 zur Unterstützung des Betriebs eines Bremspedals durch einen Fahrer versehen. Der Bremskraftverstärker 20 ist eingerichtet, um eine Bremspedalbetätigungskraft während einer Bremsaktivierung unter Verwendung eines Unterdrucks zu verstärken, der einer Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 20 zugeführt wird.
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Die Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 20 und eine Ansaugöffnung 24in einer elektrischen Vakuumpumpe stehen über den Verstärkungskanal 26 miteinander in Verbindung. Am Verstärkungskanal 26 ist ein erstes Rückschlagventil CV1 angeordnet, das nur Luft erlaubt, vom Bremskraftverstärker 20 nach vorne zur elektrischen Vakuumpumpe 24 zu fließen, wohingegen es verhindert, dass die Luft zurückströmt. Das erste Rückschlagventil CV1 kann verhindern, dass der Unterdruck aus der Unterdruckkammer entweicht. Darüber hinaus stehen der Ölabscheider 12 und der Verstärkungskanal 26 über den zweiten Blow-by-Gas-Kanal 28 miteinander in Verbindung, der an einem Zusammenlaufpunkt X1 zwischen dem ersten Rückschlagventil CV1 und der Ansaugöffnung 24in der elektrischen Vakuumpumpe 24 mit dem Verstärkungskanal 26 zusammengeführt ist. Am zweiten Blow-by-Gas-Kanal 28 ist ein Steuerventil 30 angeordnet, das ein elektromagnetisches Schaltventil aufweist.
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Das Steuerventil 30 nimmt eine erste Position ein (d. h. eine Schließposition), bei der verhindert wird, dass das Blow-by-Gas aus dem Ölabscheider 12 über den zweiten Blow-by-Gas-Kanal 28 und den Verstärkungskanal 26 an die elektrische Vakuumpumpe 24 strömt, und nimmt eine zweite Position ein (d. h. eine Öffnungsposition), bei der das Blow-by-Gas dorthin strömen kann.
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Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform ein dritter Blow-by-Gas-Kanal 32 vorgesehen, um zuzulassen, dass eine Auslassöffnung 24out der elektrischen Vakuumpumpe 24 und der Ansaugkanal S, der stromaufwärts des Verdichters 50C des Turboladers 50 ist, miteinander in Verbindung stehen. Am dritten Blow-by-Gas-Kanal 32 ist ein zweites Rückschlagventil CV2 angeordnet, um eine Gasströmung vom Ansaugkanal S in Richtung der elektrischen Vakuumpumpe 24 zu verhindern.
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Des Weiteren ist ein Rohrkanal 34, der an einem Zusammenlaufpunkt X2 zwischen dem Verstärkungskanal 20 und dem ersten Rückschlagventil CV1 mit dem Verstärkungskanal 26 zusammengeführt ist, an einem Zusammenlaufpunkt X4 mit einem Rohrkanal 36 zusammengeführt, der an einem Zusammenlaufpunkt X3 zwischen der Auslassöffnung 24out der elektrischen Vakuumpumpe 24 und dem zweiten Rückschlagventil CV2 mit dem dritten Blow-by-Gas-Kanal 32 zusammengeführt ist, und dann stehen beide Rohrkanäle (34, 36) über einen Rohrkanal 38 mit dem Ausgleichsbehälter 4 in Verbindung. Hier ist ein drittes Rückschlagventil CV3 am Rohrkanal 34 angeordnet und am Rohrkanal 36 ist ein viertes Rückschlagventil CV4 angeordnet, um zu verhindern, dass die Luft aus dem Ausgleichsbehälter 4 zurückströmt.
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Aus diesen Rohrkanälen 34, 36 und 38 sind der Rohrkanal 34, der das darauf angeordnete dritten Rückschlagventil CV3 hat, und der Rohrkanal 38 angepasst, einen Unterdruck aus dem Ausgleichsbehälter 4 oder dergleichen der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 20 zuzuführen, wenn ein Ansaugdruck geringer als der Bremsunterdruck des Bremskraftverstärkers 20 ist. Wenn der Ansaugdruck geringer als der Bremsunterdruck ist, wird der Unterdruck der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers über das dritte Rückschlagventil CV3 zugeführt. Der Rohrkanal 36, der das darauf angeordnete vierte Rückschlagventil CV4 hat, und der Rohrkanal 38 sind gestaltet, Gas, das aus der Auslassöffnung 24out der elektrischen Vakuumpumpe 24 ausgestoßen wird, an den Ausgleichsbehälter 4 in einem Unterdruckzustand zurückzuführen.
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Hier ist die Blow-by-Gas-Rezirkulationsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform mit einer elektronischen Steuereinheit (nachstehend als „ECU” abgekürzt) 100 versehen, die als eine Steuerung oder eine Steuereinheit dient. Die ECU 100 ist konfiguriert, nicht nur das Steuerventil 30 und die elektrische Vakuumpumpe 24 zu steuern, sondern auch das oben beschriebene Drosselventil 9, die Einspritzvorrichtung, die Zündkerze und das Wastegateventil. Abgesehen davon ist die ECU 100 konfiguriert, den Verbrennungsmotor E und verschiedene Vorrichtungen des Fahrzeugs zu steuern, die nicht dargestellt sind.
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Hinsichtlich Sensoren sind ein Ansaugdrucksensor 40 zur Detektion eines Drucks innerhalb des Ansaugkanals S, der stromabwärts des Drosselventils 9 ist (ein so genannter Ansaugdruck), ein Kurbelwinkelsensor 42 zur Detektion eines Kurbelwinkels des Verbrennungsmotors E, ein Drucksensor 44 zur Detektion eines Drucks in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 20 und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 46 besonders mit der ECU 100 verbunden, zusätzlich zum oben beschriebenen Luftströmungsmessgerät 7.
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Die ECU 100 detektiert einen Kurbelwinkel per se als Antwort auf ein Kurbelimpulssignal, das aus dem Kurbelwinkelsensor 42 ausgegeben wird, und des Weiteren detektiert sie eine Motordrehzahl (rpm). Hier bezieht sich der Ausdruck „Motordrehzahl” auf eine Motordrehzahl pro Zeiteinheit und ist ein Synonym für eine Drehzahl.
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Die ECU 100 detektiert eine Einlassluftmenge, welche die Menge an Einlassluft pro Zeiteinheit als Antwort auf ein Signal bedeutet, das aus dem Luftströmungsmessgerät 7 ausgegeben wird. Darüber hinaus detektiert die ECU 100 eine Last für den Motor 1 auf Grundlage der detektierten Einlassluftmenge.
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Es folgt eine Erklärung zur Beziehung zwischen einem Bremsunterdruck, der in der Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers 20, der in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, gesichert sein sollte, und einer Fahrzeuggeschwindigkeit mit Bezug auf 2. 2 ist ein Graph, in dem eine Horizontalachse eine Fahrzeuggeschwindigkeit v (km/h) darstellt und eine Vertikalachse einen Bremsunterdruck PB (kPa) darstellt. Grundsätzlich ist eine längere Bremszeit oder eine größere Bremskraft erforderlich, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit v höher wird. Daher nimmt der Bremsunterdruck PB einen Wert PBs an, der so eingestellt ist, dass er deutlich negativer ist als der Umgebungsdruck in einem Bereich, in dem die Fahrzeuggeschwindigkeit v eine vorbestimmte mittlere Geschwindigkeit vs übersteigt. Im Gegensatz dazu ist zwischen null und der vorbestimmten mittleren Geschwindigkeit vs eine große Bremskraft nicht derart erforderlich. Daher wird der Bremsunterdruck PB so eingestellt, dass er von einem Bremsunterdruck PBc, nahe dem Umgebungsdruck, bis zu dem oben beschriebenen Bremsunterdruck PBs linear veränderlich ist, der so eingestellt ist, dass er deutlich negativer als PBc ist. Im Übrigen wird in dem Fall, bei dem der Unterdruck über eine festgelegte Linie PB (v) des Bremsunterdrucks PB (d. h. aufwärts in 2) hinaus verbraucht (reduziert) wird, bestimmt, dass ein vorbestimmter Wert des Bremsunterdrucks PB nicht gesichert ist und dann wird die Vakuumpumpe aktiviert, um die Erzeugung eines Bremsunterdrucks zu starten. Als Folge der Erzeugung des Bremsunterdrucks PB wird die Aktivierung der Vakuumpumpe gestoppt, wenn der Bremsunterdruck PB einen unteren Grenzwert PBm in 2 erreicht.
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Erste Ausführungsform
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Hier wird eine Beschreibung einer Funktion der vorliegenden Erfindung in einem Saugmotor in einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben. Der Saugmotor ist identisch zu dem Verbrennungsmotor mit dem Turbolader, der in 1 dargestellt ist, abgesehen davon, dass der Turbolader 50, der den Verdichter 50C eines Ansaugsystems, die Turbine 50T eines Abgassystems und das Wastegateventil und den Ladeluftkühler 50IC aufweist, nicht vorgesehen ist. Daher ist der Saugmotor nicht erneut dargestellt und die Beschreibung wird unter der Annahme der Abwesenheit des Turboladers gegeben.
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Der Saugmotor kann das Blow-by-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses 1D bleibt, unter Verwendung der PCV-Vorrichtung (den ersten Blow-by-Gas-Kanal 13 und das PCV-Ventil 14 aufweisend) in einem vorbestimmten Betriebsbereich an den Ansaugkanal S rückführen (d. h. der Ausgleichsbehälter 4). In anderen Worten wird das PCV-Ventil 14 geöffnet, sodass die Rückführung des Blow-by-Gases erreicht wird, weil ein Druck stromabwärts des PCV-Ventils 14 (d. h. auf der Seite des Ausgleichsbehälters 4) geringer als ein Druck stromaufwärts desselben ist (d. h. auf der Seite des Kurbelgehäuses 1D).
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Insbesondere die Beziehung zwischen einem Ansaugdruck Pk (kPa) des Ansaugkanals S und einer Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb (L/min) im Saugmotor ist in 3 dargestellt. Hier bezieht sich der Ansaugdruck Pk auf einen Druck innerhalb des Ansaugkanals S stromabwärts des Drosselventils 9 und insbesondere auf einen Ansaugdruck Pk innerhalb des Ausgleichsbehälters 4, der vom Ansaugdrucksensor 40 detektiert wird. Der Druck wird mit einer Differenz mit Bezug auf den Umgebungsdruck durch ein Manometer repräsentiert. Wie es sich aus 3 ergibt, kann die Entlüftungsströmungsrate innerhalb der Kurbelkammer Gb, die gleich einer maximalen Strömungsrate Gbmax ist, durch die PCV-Vorrichtung in einem Betriebsbereich erreicht werden, in dem ein Druck zwischen P0 und P1 liegt, und damit außerhalb von Betriebsbereichen sind, in denen der Ansaugdruck Pk geringer als ein Druck P1 ist.
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Wenn sich der Ansaugdruck Pk dem Umgebungsdruck unterhalb des Drucks P1 innerhalb des Betriebsbereiches annähert, in dem der Ansaugdruck Pk zwischen dem Druck P1 und dem Umgebungsdruck (d. h. Ansaugdruck Pk = 0) liegt, beginnt allerdings eine Blow-by-Gas-Rückführmenge durch die PCV-Vorrichtung oder die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb abzunehmen, sodass es schwierig wird, das Innere des Kurbelgehäuses ausreichend zu entlüften. Wenn, in anderen Worten, der Ansaugdruck Pk innerhalb des Ansaugdrucks zunimmt, in dem P1 ≤ Pk ≤ 0 ist, nimmt die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb durch die PCV-Vorrichtung schrittweise von der maximalen Strömungsrate Gbmax, die durch eine dicke durchgezogenen Linie a dargestellt ist, ab und wird schließlich null (siehe eine dünne durchgezogene Linie b). Der Bereich des Ansaugdrucks in dem Betriebsbereich, in dem die PCV-Entlüftungsströmungsrate im Saugmotor nicht ausreichend ist, wird durch einen PCV-Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R1 in 3 dargestellt. Nachstehend wird der Ansaugdruck P1, bei dem der Engpass der Entlüftungsströmungsrate beginnt, als ein Engpassstart-Ansaugdruck P1 bezeichnet.
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In Anbetracht dessen wird im Saugmotor gemäß der ersten Ausführungsform die elektrische Vakuumpumpe 24 aktiviert und des Weiteren wird das Steuerventil 30 geöffnet, um das Blow-by-Gas durch Verwendung der elektrischen Vakuumpumpe 24 zurückzuführen (siehe eine gestrichelte Linie c in der Zeichnung), wenn der Ansaugdruck Pk der Engpassstart-Ansaugdruck P1 wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb auszugleichen oder zu vervollständigen, die gemäß der PCV-Vorrichtung (siehe eine dicke durchgezogene Linie d (= b + c) in der Zeichnung) unzureichend ist, um eine ausreichende Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb zu erreichen.
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4 stellt ein Beispiel eines Steuerablaufs im oben beschriebenen Saugmotor dar. Dieser Ablauf wird pro vorbestimmtem Rechenzyklus durch die ECU 100 wiederholt ausgeführt.
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In Schritt S401 wird bestimmt, ob der Bremsunterdruck PB des Bremskraftverstärkers 20, der durch den Drucksensor 44 detektiert wird, sicher einen vorbestimmten Wert annimmt. In anderen Worten wird bestimmt, ob der Bremsunterdruck PB oberhalb der Solldrucklinie PB(v) verbraucht (d. h. verringert) ist, die gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit (PB ≤ PB(v)?) eingestellt ist. Wenn es gesichert ist (Ja), fährt die Steuerung mit Schritt S402 fort, in dem bestimmt wird, ob der Motor in einem Betriebsbereich ist, in dem die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb durch die oben beschriebene PCV-Vorrichtung unzureichend ist. Genauer gesagt wird bestimmt, ob der Ansaugdruck Pk gleich oder größer ist als der Engpassstart-Ansaugdruck P1 und gleich oder geringer als der Umgebungsdruck ist (P1 ≤ Pk ≤ 0?). Insbesondere wird bestimmt, ob der Ansaugdruck Pk in den Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R1 durch die PCV-Vorrichtung fällt. Wenn die Bestimmung in Schritt S402 Nein ist, wird dieser Ablauf beendet.
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Wenn die Bestimmung in Schritt S402 Ja ist, fährt die Steuerung mit Schritt S403 fort, in dem das Steuerventil 30 des zweiten Blow-by-Gas-Kanals 28 geöffnet wird und des Weiteren wird die Aktivierung der elektrischen Vakuumpumpe 24 gestartet. Folglich wird zumindest ein Teil der Blow-by-Gases, das innerhalb des Kurbelgehäuses 1D bleibt, an den Ansaugkanal S nahe des Ausgleichsbehälters 4 oder des Verzweigungsrohrs 3 über den Ölabscheider 12, den ersten Blow-by-Gas-Kanal 13 und dessen PCV-Ventil 14 zusammen mit einer Frischluft rückgeführt, die aus dem Ansaugkanal S stromaufwärts des Drosselventils 9 über den Frischlufteinleitungskanal 16 an das Kurbelgehäuse 1D eingeleitet wird. Zum selben Zeitpunkt wird das Blow-by-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses 1D bleibt, durch die elektrische Vakuumpumpe 24 über den Ölabscheider 12, den zweiten Blow-by-Gas-Kanal 28 und dessen geöffnetes Steuerventil 30 angesogen und wird aus der Auslassöffnung 24out entlassen. Darauf wird das Blow-by-Gas an den Ansaugkanal S nahe dem Ausgleichsbehälter 4 oder dem Verzweigungsrohr 3 über den Rohrkanal 36, der daran angeordnet ein viertes Rückschlagventil CV4 hat, und über den Rohrkanal 38 rückgeführt. Folglich führt die elektrische Vakuumpumpe 24 das Blow-by-Gas selbst im Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R1 durch die PCV-Vorrichtung zurück, wodurch das Bleiben des Blow-by-Gases im Kurbelgehäuse 1D unterdrückt wird.
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Wenn in Schritt S401 bestimmt wurde, dass der Bremsunterdruck PB des Bremskraftverstärkers 20, der durch den Drucksensor 44 detektiert wird, nicht gesichert ist (wenn die Bestimmung Nein ist), fährt währenddessen die Steuerung mit Schritt S404 fort, in dem damit begonnen wird, den Bremsunterdruck PB zu erzeugen. Insbesondere wird die elektrische Vakuumpumpe 24 so aktiviert, dass die Erzeugung des Bremsunterdrucks anhält, bis der Bremsunterdruck PB innerhalb des Bremskraftverstärkers 20 unter die Solldrucklinie PB(v) fällt und den unteren Unterdruckgrenzwert PBm erreicht, der in 2 dargestellt ist.
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Zweite Ausführungsform
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Als Nächstes wird die Funktion der vorliegenden Erfindung in einem Verbrennungsmotor mit einem Turbolader in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. Der Verbrennungsmotor mit einem Turbolader ist in 1 gezeigt und ist konfiguriert, indem zu einem Saugmotor ein Turbolader 50 hinzugefügt wird, der einen Ansaugsystemverdichter 50C, eine Abgassystemturbine 50T und ein Wastegateventil und einen Ladeluftkühler 50IC aufweist, wie es oben beschrieben ist.
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Der Verbrennungsmotor mit einem Turbolader in der vorliegenden Ausführungsform wird auf eine Weise betrieben, die gleich dem oben beschriebenen Saugmotor in einem Nicht-Aufladebetriebsbereich ist, in dem keine Aufladung durchgeführt wird. 5 zeigt die Beziehung zwischen einem Ansaugdruck Pk (kPa) eines Ansaugkanals S und einer Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb (L/min). Wie es sich aus 5 ergibt, kann in einem Betriebsbereich, in dem der Ansaugdruck Pk geringer als der oben beschriebene Engpassstart-Ansaugdruck P1 ist, eine PCV-Vorrichtung erreichen, dass die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb in einem Betriebsberiech gleich einer maximalen Strömungsrate Gbmax wird, in dem der Ansaugdruck Pk zwischen einem Druck P0, der geringer als ein Druck P1 ist, und dem Druck P1 liegt. Allerdings wird in einem Aufladebetriebsbereich, in dem ein Aufladen durchgeführt wird, ein Druck im Ansaugkanal S stromabwärts eines PCV-Ventils 14 höher als ein Druck innerhalb des Kurbelgehäuses 1D stromaufwärts desselben und daher kann das PCV-Ventil 14 nicht geöffnet werden, sodass die PCV-Vorrichtung das Blow-by-Gas nicht zurückführt. Wenn insbesondere der Ansaugdruck Pk einen Umgebungsdruck oberhalb des Drucks P1 erreicht, beginnt die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb abzunehmen, was es wie beim Saugmotor schwierig macht, das Blow-by-Gas ausreichend rückzuführen. Wenn der Ansaugdruck Pk zunimmt, wird die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb durch die PCV-Vorrichtung schrittweise von der maximalen Strömungsrate Gbmax verringert, um am Ende um den Umgebungsdruck herum null zu werden. Darauf bleibt die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb vom Umgebungsdruck bis zu einem Aufladedruck P2 null, der ein Überdruck ist, der höher als der Umgebungsdruck ist, während der Aufladedruck zunimmt. 5 zeigt einen PCV-Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R2 innerhalb eines Ansaugdruckbereiches von P1 ≤ Pk ≤ P2. Der Ansaugdruckbereich umfasst den Betriebsbereich, in dem die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb durch die PCV-Vorrichtung nicht ausreichend ist und einen Betriebsbereich, in dem sie null ist.
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In Anbetracht dessen wird im Verbrennungsmotor mit einem Turbolader in der vorliegenden Ausführungsform der Betrieb einer elektrischen Vakuumpumpe 24 gestartet und des Weiteren ein Steuerventil 30 geöffnet, wenn im Nicht-Aufladebetriebsbereich der Ansaugdruck Pk der Druck P1 wird, wodurch das Blow-by-Gas unter Verwendung der elektrischen Vakuumpumpe 24 zurückgeführt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb auszugleichen oder zu vervollständigen, die in einigen PCV-Vorrichtungen kurz sein kann. Darüber hinaus kann im Auflladebetriebsbereich eine ausreichende Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb nur durch die elektrische Vakuumpumpe 24 erreicht werden. Hier sind die Bezugszeichen a, b, c und d in 5 dieselben, wie die in 3 dargestellten. Das Bezugszeichen e bezeichnet einen Maximalwert der Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb nur durch die elektrische Vakuumpumpe 24.
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6 stellt ein Beispiel eines Steuerablaufes im oben beschriebenen Verbrennungsmotor mit einem Turbolader dar. Dieser Ablauf wird pro vorbestimmtem Rechenzyklus durch die ECU 100 wiederholt ausgeführt.
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In Schritt S601 wird bestimmt, ob ein Bremsunterdruck PB eines Bremskraftverstärkers 20, der durch einen Drucksensor 44 detektiert wird, sicher einen vorbestimmten Wert annimmt. In anderen Worten wird bestimmt, ob der Bremsunterdruck PB oberhalb der Solldrucklinie PB(v) verbraucht (d. h. verringert) ist, die gemäß einer Fahrzeuggeschwindigkeit (PB ≤ PB(v)?) eingestellt ist. Wenn es gesichert ist (Ja), fährt die Steuerung mit Schritt S602 fort, in dem bestimmt wird, ob der Motor in einem Betriebsbereich ist, in dem die Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb durch die oben beschriebene PCV-Vorrichtung unzureichend ist. Genauer gesagt wird bestimmt, ob der Ansaugdruck Pk gleich oder größer als der Engpassstart-Ansaugdruck P1 beim Start und beim Engpass ist und gleich oder geringer als der Ansaugdruck P2 ist (P1 ≤ Pk ≤ P2?). Insbesondere wird bestimmt, ob der Ansaugdruck Pk in den Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R2 durch die PCV-Vorrichtung fällt. Wenn die Bestimmung in Schritt S602 Nein ist, wird dieser Ablauf beendet.
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Wenn die Bestimmung in Schritt S602 Ja ist, fährt die Steuerung mit Schritt S603 fort, in dem ein Steuerventil 30 eines zweiten Blow-by-Gas-Kanals 28 geöffnet wird und des Weiteren wird die Aktivierung der elektrischen Vakuumpumpe 24 gestartet. Folglich wird zumindest ein Teil der Blow-by-Gases, das innerhalb des Kurbelgehäuses 1D bleibt, an den Ansaugkanal S nahe eines Ausgleichsbehälters 4 oder eines Verzweigungsrohrs 3 über einen Ölabscheider 12, einen ersten Blow-by-Gas-Kanal 13 und dessen PCV-Ventil 14 zusammen mit einer Frischluft rückgeführt, die aus dem Ansaugkanal S stromaufwärts eines Luftströmungsmessgeräts 7 über einen Frischlufteinleitungskanal 16 an das Kurbelgehäuse 1D eingeleitet wird. Zum selben Zeitpunkt wird das Blow-by-Gas, das innerhalb des Kurbelgehäuses 1D bleibt, durch die elektrische Vakuumpumpe 24 über den Ölabscheider 12, den zweiten Blow-by-Gas-Kanal 28 und dessen geöffnetes Steuerventil 30 angesogen und wird aus einer Auslassöffnung 24out entlassen. Zu diesem Zeitpunkt wird in dem Fall, bei dem der Ansaugdruck Pk im Nicht-Aufladebetriebsbereich geringer als der Umgebungsdruck ist, das Blow-by-Gas an den Ansaugkanal S nahe dem Ausgleichsbehälter 4 oder dem Verzweigungsrohr 3 über den Rohrkanal 36, der daran angeordnet ein viertes Rückschlagventil CV4 hat, und über den Rohrkanal 38 rückgeführt. Währenddessen wird in dem Fall, bei dem der Ansaugdruck Pk im Aufladebereich höher als der Umgebungsdruck ist, das Blow-by-Gas an den Ansaugkanal S stromabwärts eines Einlasses des Frischlufteinleitungskanals 16 und stromaufwärts des Verdichters 50C über einen Rohrkanal 32 zurückgeführt, der ein darauf angebrachtes zweites Rückschlagventil CV2 hat. Folglich entlüftet die elektrische Vakuumpumpe 24 das Innere des Kurbelgehäuses selbst im Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R2 durch die PCV-Vorrichtung, wodurch das Bleiben des Blow-by-Gases im Kurbelgehäuse 1D unterdrückt wird. Hier kann in einem Zustand, in dem Gas, das aus der elektrischen Vakuumpumpe 24 entlassen wurde, an den Ansaugkanal S nahe des Ausgleichsbehälters 4 oder des Verzweigungsrohrs 3 zurückgeführt wird, eine Antriebslast der elektrischen Vakuumpumpe 24 verringert werden.
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Wenn in Schritt S601 bestimmt wurde, dass der Bremsunterdruck PB des Bremskraftverstärkers 20, der durch den Drucksensor 44 detektiert wird, nicht gesichert ist (wenn die Bestimmung Nein ist), fährt währenddessen die Steuerung mit Schritt S604 fort, in dem damit begonnen wird, den Bremsunterdruck PB zu erzeugen. Insbesondere wird die elektrische Vakuumpumpe 24 so aktiviert, dass die Erzeugung des Bremsunterdrucks anhält, bis der Bremsunterdruck PB innerhalb des Bremskraftverstärkers 20 unter die Solldrucklinie PB(v) fällt und einen unteren Unterdruckgrenzwert PBm erreicht, der in 2 dargestellt ist.
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In sowohl dem oben beschriebenen Saugmotor als auch dem Verbrennungsmotor mit dem Turbolader wurde auf Grundlage des Wertes des Ansaugdrucks Pk bestimmt, ob der Betriebszustand des Verbrennungsmotors in den Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R1 und/oder R2 durch die PCV-Vorrichtung fällt. Allerdings kann die Bestimmung auf einem Wert eines Parameters basieren, der den Betriebszustand des Verbrennungsmotors (z. B. eine Motordrehzahl Ne und ein Lastverhältnis (ein Verhältnis einer Last mit Bezug auf die Gesamtlast) K1 oder eine Motordrehzahl und eine Einlassluftmenge) darstellt. Beispielsweise können auf einem Kennfeld, das durch die Motordrehzahl Ne und das Lastverhältnis K1 definiert ist, ein Bereich R1' und/oder R2', die dem oben beschriebenen Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R1 und/oder R2 entsprechen, vorher bestimmt werden und dann kann bestimmt werden, dass der Betriebszustand des Verbrennungsmotors in den Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R1 und/oder R2 durch die PCV-Vorrichtung fällt, wenn eine tatsächliche Motordrehzahl Ne und ein tatsächliches Lastverhältnis K1 in den Bereich R1' und/oder R2' fallen, wodurch die elektrische Vakuumpumpe 24 eingeschaltet wird, um die Aktivierung zu starten.
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Obwohl die ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt wurden, ist die vorliegende Erfindung auf andere Ausführungsformen anwendbar. Beispielsweise kann die PCV-Vorrichtung, wie es in 3 und 5 dargestellt ist, die ausreichende Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb (siehe eine dicke durchgezogene Linie a) im Niedriglastbetriebsbereich erreichen, in dem der Ansaugdruck Pk geringer als der Ansaugdruck P1 in sowohl dem Saugmotor als auch dem Verbrennungsmotor mit einem Turbolader ist. In anderen Worten liegt der PCV-Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R1 oder R2 nur im Betriebsbereich des Ansaugdrucks Pk vor, der höher als der Ansaugdruck P1 ist. Allerdings kann es sein, dass die ausreichende Entlüftungsströmungsrate innerhalb des Kurbelgehäuses Gb selbst in dem Niedriglastbetriebsbereich nicht durch die PCV-Vorrichtung erreicht wird, in dem in Abhängigkeit vom Verbrennungsmotor der Ansaugdruck Pk geringer als der Ansaugdruck P1 ist.
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Angesichts dessen entlüftet in dritten und vierten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung die elektrische Vakuumpumpe 24 das Innere eines Kurbelgehäuses in allen PCV-Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereichen.
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Dritte Ausführungsform
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Insbesondere im Fall des Saugmotors wird beispielsweise ein Betriebsbereich, in dem ein Ansaugdruck Pk von einem Ansaugdruck P0 auf Umgebungsdruck abfällt (Pk = 0), als ein PCV-Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R3 bezeichnet, wie es in 7 dargestellt ist, und eine elektrische Vakuumpumpe 24 wird in diesem Bereich aktiviert. Zu diesem Zeitpunkt wird die elektrische Vakuumpumpe 24 so aktiviert, dass eine konstante Strömungsrate erreicht werden kann (siehe eine gestrichelte Linie f), wenn der Ansaugdruck Pk vom Ansaugdruck P0 auf den Ansaugdruck P1 abfällt. Im Gegensatz dazu wird die elektrische Vakuumpumpe 24 so aktiviert, dass die Strömungsrate bei einer vorbestimmten Rate (siehe eine gestrichelte Linie g) zunimmt, wenn der Ansaugdruck Pk den Ansaugdruck P1 übersteigt.
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Vierte Ausführungsform
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Im Fall eines Verbrennungsmotors mit einem Turbolader, wie es in 8 dargestellt ist, wird eine elektrische Vakuumpumpe 24 in einem Betriebsbereich aktiviert, in dem ein Ansaugdruck Pk von einem Ansaugdruck P0 auf einen Ansaugdruck P2 abfällt, und wird beispielsweise als ein PCV-Entlüftungsströmungsraten-Engpassbereich R4 bezeichnet. Zu diesem Zeitpunkt wird die elektrische Vakuumpumpe 24 so aktiviert, dass eine konstante Strömungsrate erreicht werden kann, wenn der Ansaugdruck Pk vom Ansaugdruck P0 auf den Ansaugdruck P1 abfällt (siehe eine gestrichelte Linie f), die Strömungsrate bei einer vorbestimmten Rate zunimmt, bis der Ansaugdruck Pk den Umgebungsdruck oberhalb des Ansaugdrucks P1 erreicht (siehe die gestrichelte Linie g) und eine konstante Strömungsrate kann bis zu einem Aufladedruck P2 oberhalb des Umgebungsdrucks erreicht werden (siehe eine durchgehende Linie j).
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Obwohl die elektrische Vakuumpumpe in der oben beschriebenen Ausführungsform als eine Vakuumpumpe verwendet wird, ist sie nicht darauf begrenzt. Es ist zu beachten, dass eine mechanische Vakuumpumpe, die durch eine Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angetrieben wird und deren An- oder Aus-Zustand durch eine elektromagnetische Kupplung oder dergleichen gesteuert wird, verwendet werden kann.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schließen jede Modifikation oder Anwendung und Gleichwertiges mit ein, das durch die Idee der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, die durch die Ansprüche definiert ist. Folglich sollte die vorliegende Erfindung nicht einschränkend interpretiert werden, sondern kann auf ein anderes Verfahren innerhalb des Kerns der Idee der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
