JP2010106816A - Blow-by gas reduction apparatus of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関本体から吸気通路にブローバイガスを供給して機関本体の換気を行うものであって、吸気通路に供給するブローバイガスの量を電動の換気制御弁により調整する内燃機関のブローバイガス還元装置に関する。 The present invention supplies blow-by gas from an engine body to an intake passage to ventilate the engine body, and adjusts the amount of blow-by gas supplied to the intake passage by means of an electric ventilation control valve. It relates to a reduction device.
上記ブローバイガス還元装置としては、例えば特許文献1に記載のものが知られている。この文献のブローバイガス還元装置では、換気制御弁としてのソレノイドバルブの開度を電子制御装置により制御している。
ところで、電動の換気制御弁を備える上記ブローバイガス還元装置においては、電子制御装置が把握する換気制御弁の開度(開度制御値)と換気制御弁の実際の開度(開度実際値)との間にずれが生じることもある。そして、このようなずれが生じたときには換気制御弁の開度を正確に制御することが困難となるため、吸気通路に供給するブローバイガスの量を適切に調整するうえではそうした開度のずれを学習し、これを換気制御弁の制御に反映させることが要求される。 By the way, in the blow-by gas reduction device provided with the electric ventilation control valve, the opening degree (opening control value) of the ventilation control valve and the actual opening degree (opening actual value) of the ventilation control valve grasped by the electronic control unit. There may be a gap between When such a deviation occurs, it becomes difficult to accurately control the opening degree of the ventilation control valve. Therefore, in order to appropriately adjust the amount of blow-by gas supplied to the intake passage, such a deviation of the opening degree is required. It is required to learn and reflect this in the control of the ventilation control valve.
ここで、換気制御弁のアクチュエータとしてステッピングモータが用いられているブローバイガス還元装置を想定すると、この還元装置の学習制御の一例としては次のものが挙げられる。なお以下では、アクチュエータにより変更される換気制御弁の駆動位置について、換気制御弁を閉弁方向または開弁方向に駆動させたときに同弁が装置の壁面等に突き当たり、それ以上には閉弁方向または開弁方向に駆動することのできない駆動位置を基準位置とする。 Here, assuming a blow-by gas reduction device in which a stepping motor is used as the actuator of the ventilation control valve, the following is given as an example of learning control of this reduction device. In the following, regarding the drive position of the ventilation control valve that is changed by the actuator, when the ventilation control valve is driven in the valve closing direction or the valve opening direction, the valve hits the wall surface of the device, etc. The drive position that cannot be driven in the direction or the valve opening direction is set as the reference position.
基準位置として換気制御弁の開度が全閉となる駆動位置が設定されている場合、学習制御においては、まず換気制御弁の駆動位置を基準位置よりもさらに閉弁側の位置に変更する指令をアクチュエータに与える。 When the drive position at which the opening degree of the ventilation control valve is fully closed is set as the reference position, in learning control, first the command to change the drive position of the ventilation control valve to a position closer to the valve closing side than the reference position To the actuator.
これにより、換気制御弁やステッピングモータの動作に特に異常が生じていないとすると、同制御弁の駆動位置が基準位置に達した時点、すなわち物理的にはそれ以上に閉弁側に駆動することのできない位置に達した時点においても、ステッピングモータは電子制御装置からの指令に基づいて換気制御弁をさらに閉弁側に向けて駆動しようとするため、同モータの脱調が生じるようになる。 As a result, assuming that there is no abnormality in the operation of the ventilation control valve or stepping motor, drive the valve closer to the reference position, i.e., physically drive the valve closer to the valve closing side. Even when reaching a position where it is impossible, the stepping motor tries to drive the ventilation control valve further toward the valve closing side based on a command from the electronic control unit, so that the motor steps out.
このとき電子制御装置は、ステッピングモータの脱調が生じたことをもって換気制御弁の駆動位置が基準位置に到達していることを確認し、これにより開度制御値をそのときに設定されている値から全閉位置に相当する制御値に更新する。そして以降は、この更新した制御値を基準として開度の変更を行うことにより、開度制御値と開度実際値との間に過度の乖離が生じることを抑制することができる。 At this time, the electronic control unit confirms that the drive position of the ventilation control valve has reached the reference position when the stepping motor has stepped out, and thereby the opening control value is set at that time. The value is updated to the control value corresponding to the fully closed position. Thereafter, by changing the opening with the updated control value as a reference, it is possible to suppress an excessive divergence between the opening control value and the actual opening value.
しかし、換気制御弁自体の温度が過度に低い場合には、例えば同制御弁に付着している潤滑油の粘度が著しく増大すること、あるいは同制御弁に付着している水分や潤滑油が氷結することに起因して、上述した学習制御が適切に行われないこともある。すなわち、換気制御弁を全閉位置よりもさらに閉弁側に向けて駆動する指令をアクチュエータに送信している状態のもと、実際の駆動位置が基準位置に到達していないにもかかわらず潤滑油等による抵抗に起因してステッピングモータの脱調が生じることもある。このとき電子制御装置は、同脱調に基づいて換気制御弁の実際の駆動位置が基準位置に到達している旨の判定をし、そのうえで開度制御値を全閉位置に相当する制御値に更新してしまう。 However, when the temperature of the ventilation control valve itself is excessively low, for example, the viscosity of the lubricating oil adhering to the control valve increases remarkably, or moisture or lubricating oil adhering to the control valve freezes. As a result, the above-described learning control may not be performed properly. In other words, lubrication is performed even though the actual drive position has not reached the reference position in a state where a command to drive the ventilation control valve further toward the valve closing side than the fully closed position is transmitted to the actuator. The stepping motor may step out due to resistance caused by oil or the like. At this time, the electronic control unit determines that the actual drive position of the ventilation control valve has reached the reference position based on the step-out, and then sets the opening control value to a control value corresponding to the fully closed position. It will be updated.
このように、換気制御弁の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、電子制御装置によるアクチュエータへの指令とこれに基づくアクチュエータの実際の動作との間に大きな隔たりが生じたときには、換気制御弁の開度実際値が全閉にはないにもかかわらず開度制御値が全閉に設定されるといった誤りのある学習がなされてしまうようになる。 Thus, when there is a large gap between the command to the actuator by the electronic control device and the actual operation of the actuator based on this due to excessive resistance to the drive of the ventilation control valve, the ventilation Even if the actual value of the opening of the control valve is not fully closed, an erroneous learning is made such that the opening control value is set to fully closed.
なお、こうした問題は換気制御弁のアクチュエータとしてステッピングモータが用いられる場合に限られず、換気制御弁の駆動位置が基準位置に維持される指令をアクチュエータに付与し、その後に換気制御弁が基準位置に到達したと推定されるときに実際の駆動位置が基準位置にあるとみなして制御弁の開度を学習するものであれば、装置の構成としていずれのものを採用した場合であれ同様に生じ得るものといえる。 These problems are not limited to the case where a stepping motor is used as an actuator for a ventilation control valve. A command for maintaining the drive position of the ventilation control valve at the reference position is given to the actuator, and then the ventilation control valve is set to the reference position. As long as it is assumed that the actual drive position is at the reference position and the opening degree of the control valve is learned when it is estimated that the position has reached, it can occur in the same way regardless of the configuration of the device. It can be said that.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、換気制御弁の開度の学習が誤ってなされる頻度を低減することのできる内燃機関のブローバイガス還元装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a blow-by gas reduction device for an internal combustion engine that can reduce the frequency with which learning of the opening degree of the ventilation control valve is mistakenly performed. There is.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、機関本体から吸気通路にブローバイガスを供給して機関本体の換気を行うものであって、吸気通路に供給するブローバイガスの量を電動の換気制御弁により調整する内燃機関のブローバイガス還元装置において、前記換気制御弁を基準位置に向けて駆動し、前記換気制御弁の駆動位置が基準位置にある旨判定したときに同制御弁の開度を学習する第1の処理と、前記換気制御弁が低温状態にあるか否かを判定し、低温状態にある旨判定したときに前記第1の処理の実行を禁止する第2の処理とを行うことを要旨としている。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
According to the first aspect of the present invention, blow-by gas is supplied from the engine body to the intake passage to ventilate the engine body, and the amount of blow-by gas supplied to the intake passage is adjusted by an electric ventilation control valve. In the blow-by gas reduction device for an internal combustion engine, the ventilation control valve is driven toward a reference position, and the opening degree of the control valve is learned when it is determined that the drive position of the ventilation control valve is at the reference position. And a second process for determining whether or not the ventilation control valve is in a low temperature state and prohibiting the execution of the first process when it is determined that the ventilation control valve is in a low temperature state. Yes.
この発明では、換気制御弁が低温状態にあるとき、すなわち換気制御弁の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、第1の処理において同制御弁が基準位置に到達していないにもかかわらず換気制御弁の駆動位置が基準位置にある旨判定される可能性が高いときに、第1の処理の実行を禁止するようにしている。従って、換気制御弁の開度の学習が誤ってなされる頻度を低減することができるようになる。 In the present invention, when the ventilation control valve is in a low temperature state, that is, because the resistance to driving the ventilation control valve is excessively large, the control valve does not reach the reference position in the first processing. Regardless, the execution of the first process is prohibited when there is a high possibility that it is determined that the drive position of the ventilation control valve is at the reference position. Therefore, the frequency with which learning of the opening degree of the ventilation control valve is erroneously performed can be reduced.
(第1実施形態)
図1〜図3を参照して、本発明の内燃機関のブローバイガス還元装置をポート噴射式内燃機関のブローバイガス還元装置として具体化した第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment in which the blow-by gas reduction device for an internal combustion engine of the present invention is embodied as a blow-by gas reduction device for a port injection internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
図1に示されるようにエンジン10は、空気及び燃料からなる混合気の燃焼を通じて動力を得る機関本体20と、外部の空気を機関本体20の燃焼室31に供給する吸気装置40と、機関本体20にて発生したブローバイガスを吸気装置40に供給する電子制御式のブローバイガス還元装置50と、これら装置を統括的に制御する電子制御装置60とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
機関本体20には、インジェクタ27を通じて噴射された燃料と吸気装置40を通じて供給された空気との混合気を燃焼室31にて燃焼させるシリンダブロック21が設けられている。このシリンダブロック21の下部には、これと協働してクランクシャフト26を支持するクランクケース22が取り付けられている。このクランクケース22の下部には、エンジン10の各部位に供給される潤滑油を貯留するオイルパン23が取り付けられている。シリンダブロック21の上部には、動弁系の部品が配置されるシリンダヘッド24が取り付けられている。このシリンダヘッド24の上部には、動弁系の部品の駆動にともなう潤滑油の外部への飛散を抑制するヘッドカバー25が取り付けられている。
The
シリンダブロック21及びクランクケース22の内部には、クランクシャフト26を収容するクランク室32が形成されている。シリンダヘッド24及びヘッドカバー25の内部には、動弁系の部品を収容する動弁室33が形成されている。これらクランク室32と動弁室33とは、シリンダブロック21の内部に形成された連通室34により互いに接続されている。
A
吸気装置40には、外部から当該装置内に取り込まれた空気(以下、「吸気」)の流量を調整するスロットルバルブ42について、これを収容するスロットルボディ41が設けられている。このスロットルボディ41の上流側には、吸気内の異物を除去するエアクリーナ43が設けられている。このエアクリーナ43の入口には、外気を当該装置内に取り込むエアインテーク44が設けられている。スロットルボディ41の入口とエアクリーナ43の出口との間には、これらを互いに接続するインテークホース45が設けられている。スロットルボディ41の下流側には、これを通過した吸気をシリンダヘッド24の各インテークポートに供給するインテークマニホールド46が設けられている。このインテークマニホールド46には、スロットルボディ41を通過した吸気を滞留させるサージタンク47と、同タンク47内の吸気をシリンダヘッド24の各インテークポートに供給する複数のサブパイプ48とが設けられている。すなわち吸気装置40においては、エアインテーク44内の通路、及びエアクリーナ43内の通路、及びインテークホース45内の通路、及びスロットルボディ41内の通路、及びインテークマニホールド46内の通路により、吸気を機関本体20に送り込む吸気通路49が形成されている。
The
ブローバイガス還元装置50は、燃焼室31からクランク室32に流れ出たブローバイガスを吸気装置40に供給する機能、及びエアクリーナ43により浄化された吸気を吸気装置40から動弁室33に供給する機能、及び機関本体20から吸気装置40に供給されるブローバイガスの量を調整する機能を備える装置として構成されている。エンジン10にはこの還元装置50を構成する要素として、具体的には以下のものが設けられている。
The blow-by
すなわち、シリンダブロック21とサージタンク47との間には、クランク室32のブローバイガスをサージタンク47に供給する通路としての第1換気配管51が設けられている。また、インテークホース45とヘッドカバー25との間には、吸気通路49の吸気を動弁室33に供給する通路としての第2換気配管52が設けられている。また、シリンダブロック21上における第1換気配管51の接続部には、ブローバイガス中に含まれる油分を同ガスから分離するオイルセパレータ53が設けられている。また、第1換気配管51におけるオイルセパレータ53側の開口部には、クランク室32にて混合されたブローバイガス及び吸気の混合ガス(以下、「PCVガス」)の流量を調整する電子制御弁としてのPCVバルブ54が設けられている。このPCVバルブ54は、シリンダブロック21の表面に取り付けられている。また同バルブ54の弁体は、アクチュエータ55により駆動される。ここでは、アクチュエータ55としてステッピングモータが用いられている。
That is, a
ブローバイガス還元装置50によるガスの流れを以下に示す。
機関低負荷時においては、スロットルバルブ42の下流側の負圧が大きいため、オイルセパレータ53及びPCVバルブ54及び第1換気配管51を介してクランク室32からサージタンク47にブローバイガスが流れ込むようになる。またこのとき、インテークホース45内から第2換気配管52を介して動弁室33に吸気が流れ込むようになる。一方、機関高負荷時においてはクランク室32及び動弁室33の圧力が大きいため、オイルセパレータ53及びPCVバルブ54及び第1換気配管51を介してクランク室32からサージタンク47にブローバイガスが流れ込むとともに、第2換気配管52を介して動弁室33からインテークホース45にもブローバイガスが流れ込むようになる。なお、同一の機関運転条件のもとでは、PCVバルブ54の開度(以下、「換気開度VB」)が大きくなることにともない、すなわち第1換気配管51の入口の通路面積が大きくなることにともない、第1換気配管51を流れるPCVガスの流量は増大する。
The flow of gas by the blow-by
When the engine is under low load, the negative pressure on the downstream side of the
さて電子制御装置60には、その制御を補助するための各種センサとして、クランクポジションセンサ61及びエアフロメータ62及びスロットルポジションセンサ63及び冷却水温度センサ64及び外気温度センサ65等が接続されている。クランクポジションセンサ61は、クランクシャフト26の付近に設けられて、同シャフト26の回転角度に応じた信号を出力する。電子制御装置60は、この信号に基づいてクランクシャフト26の回転速度(以下、「機関回転速度NE」)を算出する。エアフロメータ62は、吸気通路49においてスロットルバルブ42及び第2換気配管52の開口部よりも上流側に設けられて、吸気通路49を流れる吸気の質量流量に応じた信号を出力する。電子制御装置60は、この信号に基づいて燃焼室31に供給される吸気の量(以下、「吸気量GA」)を算出する。スロットルポジションセンサ63は、スロットルバルブ42の付近に設けられて、同バルブ42の開度(以下、「スロットル開度VT」)に応じた信号を出力する。冷却水温度センサ64は、シリンダブロック21に設けられて、機関本体20を冷却する機関冷却水の温度(以下、「冷却水温度TW」)に応じた信号を出力する。外気温度センサ65は、エンジン10の外部に設けられて、外気の温度(以下、「外気温度TA」)に応じた信号を出力する。
The
電子制御装置60は、上記各センサの検出結果に基づいて運転者の要求及び機関運転状態を把握したうえで、スロットル制御及び噴射制御及び換気制御等の各種制御を行う。スロットル制御では、スロットルバルブ42の操作によるスロットル開度VTの変更を通じて吸気量GAを調整する。また噴射制御では、インジェクタ27の操作によるその開弁時間の変更を通じて燃料噴射量(以下、「噴射量QI」)を調整する。また換気制御では、PCVバルブ54の操作による換気開度VBの変更を通じてPCVガスの流量(以下、「PCV流量GB」)を調整する。
The
ここで、換気制御の制御構造の詳細について説明する。
当該制御においては、機関負荷及び機関回転速度NEに基づいてPCV流量GBの要求値(以下、「PCV要求値GBT」)を設定し、実際のPCV流量GB(以下、「PCV実際値GBR」)がこの要求値GBTに維持されると見込まれる換気開度VBを要求値(以下、「開度要求値VBT」)として設定し、実際の換気開度VB(以下、「開度実際値VBR」)をこの要求値VBTに維持すべくPCVバルブ54のアクチュエータ55を制御する。なお、機関負荷は例えば、そのときどきにおいて燃焼室31に供給することのできる吸気量GAの最大値に対する実際の吸気量GAの割合、あるいはインジェクタ27の噴射量QIの最大値に対する噴射量QIの実際値(噴射量QIの要求値)の割合を指標として把握することができる。
Here, the detail of the control structure of ventilation control is demonstrated.
In this control, a required value of the PCV flow rate GB (hereinafter referred to as “PCV required value GBT”) is set based on the engine load and the engine rotational speed NE, and an actual PCV flow rate GB (hereinafter referred to as “PCV actual value GBR”). Is set as a required value (hereinafter referred to as “opening required value VBT”), and an actual ventilation opening VB (hereinafter referred to as “opening actual value VBR”) is set. ) Is controlled to the required value VBT, the
また換気制御は、アクチュエータ55への指令を通じて換気開度VBを変更するための駆動制御と、同制御のための開度の基準を学習する学習制御との2つの制御を含めて構成されている。
The ventilation control is configured to include two controls: a drive control for changing the ventilation opening VB through a command to the
駆動制御においては、PCVバルブ54の弁体の位置すなわちその回転軸を中心とした弁体の回転位置(以下、「PCVバルブ54の駆動位置」)を変更する指令をアクチュエータ55に送信し、これによるPCVバルブ54の駆動を通じて換気開度VBを変更する。PCVバルブ54の駆動位置は、換気開度VBが最小開度(全閉)となる全閉位置と換気開度VBが最大(全開)となる全開位置との間で変更される。すなわち、駆動位置が全閉位置にあるときには、PCVバルブ54の弁体が第1換気配管51の一方の壁面に突き当てられた状態にあるため、PCVバルブ54はそれ以上に閉弁側に駆動することはできない。一方、駆動位置が全開位置にあるときには、PCVバルブ54の弁体が第1換気配管51の他方の壁面に突き当てられた状態にあるため、PCVバルブ54はそれ以上に開弁側に駆動することはできない。
In the drive control, a command for changing the position of the valve body of the
また駆動制御では、アクチュエータ55の駆動量すなわちステッピングモータのステップ数に基づいて電子制御装置60の把握する換気開度VB(以下、「開度制御値VBC」)の管理を行うようにしている。すなわち、電子制御装置60は駆動制御において換気開度VBの制御を行うとき、実際の換気開度VB(以下、「開度実際値VBR」)がそのときに設定されている開度制御値VBCにあるとみなしたうえで、この開度制御値VBCを要求される換気開度VBに一致させるべくアクチュエータ55に対して指令を付与する。
In the drive control, the ventilation opening VB (hereinafter referred to as “opening control value VBC”) grasped by the
例えば、換気開度VBを増大側に変更する要求があるとき、換気開度VBの増大量に対応する分だけPCVバルブ54を駆動するために必要なステッピングモータのステップ数を算出し、このステップ数に対応した指令値をアクチュエータ55に付与する。このとき、アクチュエータ55に指令値を付与する前の開度制御値VBCに対して同指令値に基づく換気開度VBの変化量を反映させることにより、開度制御値VBCを開度実際値VBRの変化に追従させる。
For example, when there is a request to change the ventilation opening VB to the increase side, the number of stepping motor steps required to drive the
このようにPCVバルブ54の駆動制御では、開度制御値VBCと開度実際値VBRとの対応を図るようにしているものの、開度制御値VBCが開度実際値VBRとは異なる値に設定されたままの状況が生じることもある。例えば、機関停止後において開度実際値VBRが変化したときにはこれが開度制御値VBCには反映されないため、以降の機関始動後において開度実際値VBRと開度制御値VBCとの間にずれが生じるようになる。
As described above, in the drive control of the
そして、こうした初期値のずれが生じている場合には、駆動制御において開度実際値VBRとは異なる開度制御値VBCに基づいてアクチュエータ55に対する指令がなされることにより開度制御値VBCが開度要求値VBTに維持されないため、要求されるブローバイガスの供給量と実際の供給量との間に過度の乖離が生じることもある。
When such a deviation of the initial value occurs, a command for the
そこで本実施形態のブローバイガス還元装置50においては、開度制御値VBCと開度実際値VBRとのずれを学習制御の実行を通じて学習し、これを以降の駆動制御に反映させることによりPCVバルブ54の適切な制御態様が維持されるようにしている。
Therefore, in the blow-by
この学習制御では、同制御の実行が許容されるとき、まずはPCVバルブ54の駆動位置を基準位置である全閉位置よりもさらに閉弁側の位置に変更する指令をアクチュエータ55に与える。
In this learning control, when the execution of the control is allowed, first, a command is given to the
これにより、PCVバルブ54及びアクチュエータ55の動作に特に異常が生じていないとすると、PCVバルブ54の駆動位置が基準位置に達した時点、すなわち同バルブ54の弁体が第1換気配管51の壁面に突き当てられていることによりそれ以上には閉弁側に駆動することのできない駆動位置に達した時点においても、アクチュエータ55は電子制御装置60からの指令に基づいてPCVバルブ54をさらに閉弁側に向けて駆動しようとするため、ステッピングモータの脱調が生じるようになる。
As a result, if there is no abnormality in the operation of the
このとき電子制御装置60は、ステッピングモータの脱調が生じたことをもってPCVバルブ54の駆動位置が基準位置に到達していることを確認し、これにより開度制御値VBCをそのときに設定されている値から全閉位置に相当する制御値に更新する。そして以降は、この更新した制御値を基準として換気開度VBの変更を行うことにより、開度制御値VBCと開度実際値VBRとの間に過度の乖離が生じることを抑制することができる。
At this time, the
しかし、PCVバルブ54自体の温度が過度に低い場合には、例えば同バルブ54に付着している潤滑油の粘度が著しく増大すること、あるいは同バルブ54に付着している水分や潤滑油が氷結することに起因して、上述した学習制御が適切に行われないこともある。すなわち、PCVバルブ54を全閉位置よりもさらに閉弁側に向けて駆動する指令をアクチュエータ55に送信している状態のもと、実際の駆動位置が基準位置である全閉位置に到達していないにもかかわらず潤滑油等の抵抗に起因してステッピングモータの脱調が生じることもある。このとき電子制御装置60は、同脱調に基づいてPCVバルブ54の実際の駆動位置が全閉位置に到達している旨の判定をし、そのうえで開度制御値VBCを全閉位置に相当する制御値に更新してしまう。
However, when the temperature of the
このように、PCVバルブ54の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、電子制御装置60によるアクチュエータ55への指令とこれに基づくアクチュエータ55の実際の動作との間に大きな隔たりが生じたときには、実際の駆動位置が全閉位置にないにもかかわらず開度制御値VBCが全閉位置に相当する制御値に更新されるといった誤りのある学習がなされてしまうようになる。
As described above, due to the excessively large resistance to the driving of the
そこで本実施形態のブローバイガス還元装置50においては、上記のように換気開度VBの学習が誤ってなされる頻度を低減するため、PCVバルブ54が低温状態にあるときには学習制御の実行を禁止するようにしている。
Therefore, in the blow-by
図2を参照して、以上にて説明した学習制御及びその可否判定を実現するための処理として電子制御装置60により実行される「基準位置学習処理」について、その処理手順を説明する。なお同処理は、学習制御によるPCVバルブ54の操作が機関運転に対して及ぼす影響が小さいとき(例えば機関始動時)に行われるものであり、処理が開始されてから学習が完了するまでは所定の演算周期毎に繰り返し行われる。
With reference to FIG. 2, a processing procedure of “reference position learning processing” executed by the
当該学習処理では、まずステップS110において外気温度センサ65により検出された外気温度TAを読み込み、次のステップS120によりこの外気温度TAが基準温度TAX以上か否かを判定する。ここで基準温度TAXは、PCVバルブ54自体の温度が過度に低い状態にあることを判定するための値、すなわち潤滑油の粘度の増大あるいは水分や潤滑油の氷結に起因してPCVバルブ54の駆動に対する抵抗が過度に増大した状態(以下、「PCVバルブ54の低温状態」)にあることを判定するための値として、試験等を通じて把握のうえ電子制御装置60に予め設定されている。
In the learning process, first, the outside air temperature TA detected by the outside
ステップS120において、外気温度TAが基準温度TAX以上である旨判定したとき、すなわちPCVバルブ54が低温状態よりも温度の高い状態(以下、「PCVバルブ54の常温状態」)にある旨推定されるとき、次のステップS140により学習制御を実行する。一方、外気温度TAが基準温度TAX未満である旨判定したとき、すなわちPCVバルブ54が低温状態にある旨推定されるとき、次のステップS130によりカウンタ値CTWが判定値CTX以上か否かを判定する。
When it is determined in step S120 that the outside air temperature TA is equal to or higher than the reference temperature TAX, that is, it is estimated that the
ここでカウンタ値CTWは、当該「基準位置学習処理」と並行して実行される図3の「カウンタ更新処理」において更新される値であり、機関本体20またはPCVガスからの受熱によりPCVバルブ54の低温状態が解消されうる状態が継続された期間を示す。また判定値CTXは、そうした状態の継続によりPCVバルブ54が低温状態から常温状態に移行したか否かを判定するための値として、外気温度センサ65に検出された外気温度TAに基づいて設定される。具体的には、外気温度TAと判定値CTXとの関係を規定したマップが電子制御装置60に予め設定され、そのときの外気温度TAに対応する判定値CTXがこのマップから読み出されることにより、上記ステップS130のための判定値CTXの設定がなされる。
Here, the counter value CTW is a value updated in the “counter update process” in FIG. 3 executed in parallel with the “reference position learning process”, and the
機関本体20等からの受熱によりPCVバルブ54の低温状態が解消されるために要する期間は、外気温度TAの影響を受けるとともに基本的には外気温度TAが高くなるにつれて短くなる傾向を示す。そこで、上記のマップにおいての外気温度TAと判定値CTXとの関係は、この傾向を反映して外気温度TAが高くなるにつれて判定値CTXが小さくなる関係に設定されている。
The period required for the low temperature state of the
ステップS130において、カウンタ値CTWが判定値CTX以上である旨判定したとき、すなわちPCVバルブ54の低温状態が解消された旨推定されるとき、次のステップS140により学習制御を実行する。一方、カウンタ値CTWが判定値CTX未満である旨判定したとき、すなわち機関本体20等の温度がPCVバルブ54の低温状態を解消しうる大きさにはない旨、あるいはそうした大きさであるにしてもその状態の継続期間が十分ではない旨推定されるとき、次のステップS150によりPCVバルブ54の駆動を禁止する。この駆動を禁止する処理は、ステップS120により外気温度TAが基準温度TAX以上である旨判定されたとき、あるいはステップS130によりカウンタ値CTWが判定値CTX以上である旨判定されたときに解除される。
In step S130, when it is determined that the counter value CTW is equal to or greater than the determination value CTX, that is, when it is estimated that the low temperature state of the
図3を参照して、上記「基準位置学習処理」の一環として電子制御装置60により実行される「カウンタ更新処理」について、その処理手順を説明する。なおこの更新処理は、「基準位置学習処理」の実行中において、これと並行して所定の演算周期毎に繰り返し行われる。
With reference to FIG. 3, the processing procedure of the “counter update process” executed by the
当該更新処理では、まずステップS210において冷却水温度センサ64により検出された冷却水温度TWを読み込み、次のステップS220によりこの冷却水温度TWが基準温度TWX以上か否かを判定する。ここで基準温度TWXは、機関本体20等の温度がPCVバルブ54の低温状態を解消しうるものか否かを判定するための値、すなわち機関本体20の温度が潤滑油の粘度を低下させる大きさ、あるいは水分や潤滑油の氷結を解消することのできる大きさにあるか否かを判定する値として、試験等を通じて把握のうえ電子制御装置60に予め設定されている。
In the update process, first, the cooling water temperature TW detected by the cooling
ステップS220において冷却水温度TWが基準温度TWX以上である旨判定したとき、すなわち機関本体20等からの受熱によりPCVバルブ54の状態が低温状態から常温状態に向けて推移している旨推定されるとき、次のステップS230によりカウンタ値CTWに「1」を加算して本処理を一旦終了する。一方、冷却水温度TWが基準温度TWX未満である旨判定したとき、すなわちPCVバルブ54が低温状態に停滞している旨推定されるとき、次のステップS240によりカウンタ値CTWを初期化して本処理を一旦終了する。ここでは、カウンタ値CTWの初期値として「0」が設定されている。なお、カウンタ値CTWの増大が一旦なされた後において、冷却水温度TWが基準温度TWX未満である旨判定したときには、カウンタ値CTWの初期化に代えて、同カウンタ値CTWの保持あるいは「1」を減算する処理を行うこともできる。
When it is determined in step S220 that the coolant temperature TW is equal to or higher than the reference temperature TWX, that is, it is estimated that the state of the
PCVバルブ54が低温状態にあるときにおいて、機関本体20あるいはPCVガスがPCVバルブ54の状態を低温状態から常温状態に向けて推移させる熱を同バルブ54に対して付与している場合、この状態が継続されることによりPCVバルブ54の低温状態はいずれ解消されるようになる。そして当該「カウンタ更新処理」においては、こうしたPCVバルブ54の状態の推移を監視するため、PCVバルブ54の受熱態様が低温状態から常温状態への推移を促すものであるか否かを上記ステップS220により判定し、また同推移を促す状態が継続された期間を上記ステップS230によるカウンタ値CTWの更新を通じて記録するようにしている。
When the
本実施形態のブローバイガス還元装置によれば以下の効果を奏することができる。
(1)本実施形態では、PCVバルブ54が低温状態にあるとき、すなわちPCVバルブ54の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、学習制御において同バルブ54が基準位置に到達していないにもかかわらずその駆動位置が基準位置にある旨判定される可能性が高いときに、学習制御の実行を禁止するようにしている。従って、PCVバルブ54の開度の学習が誤ってなされる頻度を低減することができる。
According to the blow-by gas reduction device of the present embodiment, the following effects can be achieved.
(1) In the present embodiment, when the
(2)本実施形態では、学習制御においてのPCVバルブ54の基準位置を全閉位置に設定するようにしている。これにより、同学習制御の実行に際してクランク室32に多量のブローバイガスが存在していたとしても、これが学習のためのPCVバルブ54の操作を通じて吸気通路49に対して一度に供給されることを抑制することができる。
(2) In this embodiment, the reference position of the
(3)本実施形態では、PCVバルブ54が低温状態にある旨推定されるとき、同バルブ54の駆動を禁止して換気開度VBをそのときの大きさに維持するようにしている。これにより、アクチュエータ55が適切に動作しない可能性の高い状況下での換気開度VBの変更がなされないため、開度制御値VBCが開度実際値VBRから大きく乖離することを抑制することができる。
(3) In this embodiment, when it is estimated that the
(第2実施形態)
本発明の内燃機関のブローバイガス還元装置をポート噴射式内燃機関のブローバイガス還元装置として具体化した第2実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment in which the blow-by gas reduction device for an internal combustion engine of the present invention is embodied as a blow-by gas reduction device for a port injection internal combustion engine will be described.
本実施形態は、PCVバルブ54の開度制御値VBCをアクチュエータ55に対する指令値に基づいて管理する前記第1実施形態の駆動制御に代えて、開度実際値VBRを検出する開度センサの出力に基づいて開度制御値VBCを管理する駆動制御を採用したものとなっている。またこの駆動制御の構造の変更にともない、ステッピングモータの脱腸に基づいてPCVバルブ54の基準位置を確認する前記第1実施形態の学習制御に代えて、次の構造の学習制御を採用している。すなわち、PCVバルブ54をその基準位置である全閉位置よりもさらに閉弁側に向けて駆動する指令をアクチュエータ55に継続して付与している状態のもと、上記開度センサの出力が駆動位置の閉弁側への変化を示すものから駆動位置の変化のない状態を示すものに移行したことに基づいてPCVバルブ54が基準位置に到達した旨を確認する。
In this embodiment, instead of the drive control of the first embodiment in which the opening degree control value VBC of the
また、PCVバルブ54の基準位置をこのように確認することにともない、アクチュエータ55としてはステッピングモータに限らず適宜のものを採用することが許容されるため、ここではアクチュエータ55として直流モータが用いられている。なお、これらの点を除いては、前記第1実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する部分についての説明は省略する。
Further, as the reference position of the
以下、PCVバルブ54の駆動制御及び学習制御の詳細について説明する。
駆動制御においては、上述したようにPCVバルブ54の実際の駆動位置である開度実際値VBRを監視する開度センサの出力に基づいて電子制御装置60の把握する開度制御値VBCの管理を行うようにしている。すなわち、同開度センサの出力に基づいて得られる換気開度VBをそのときどきの開度制御値VBCとして設定することにより、開度制御値VBCを開度実際値VBRの変化に追従させる。
Hereinafter, details of drive control and learning control of the
In the drive control, as described above, the opening control value VBC grasped by the
このようにPCVバルブ54の駆動制御では、開度制御値VBCと開度実際値VBRとの対応を図るようにしているものの、開度制御値VBCが開度実際値VBRとは異なる値に設定された状況が生じることもある。例えば、開度センサが経年劣化等によりPCVバルブ54の実際の駆動位置に対応しない出力を生じる状態となったときには、これに起因して開度実際値VBRと開度制御値VBCとの間にずれが生じるようになる。
As described above, in the drive control of the
そして、こうしたずれが生じている場合には、駆動制御において開度実際値VBRとは異なる開度制御値VBCに基づいてアクチュエータ55に対する指令がなされることにより開度制御値VBCが開度要求値VBTに維持されないため、要求されるブローバイガスの供給量と実際の供給量との間に過度の乖離が生じることもある。
When such a deviation occurs, a command for the
そこで本実施形態のブローバイガス還元装置50においては、開度制御値VBCと開度実際値VBRとのずれを学習制御の実行を通じて学習し、これを以降の駆動制御に反映させることによりPCVバルブ54の適切な制御態様が維持されるようにしている。
Therefore, in the blow-by
この学習制御では、同制御の実行が許容されるとき、まずはPCVバルブ54の駆動位置を基準位置である全閉位置よりもさらに閉弁側の位置に変更する指令をアクチュエータ55に与える。
In this learning control, when the execution of the control is allowed, first, a command is given to the
これにより、PCVバルブ54及びアクチュエータ55の動作に特に異常が生じていないとすると、PCVバルブ54の駆動位置が基準位置に達した時点、すなわち同バルブ54の弁体が第1換気配管51の壁面に突き当てられていることによりそれ以上には閉弁側に駆動することのできない駆動位置に達した時点においても、アクチュエータ55は電子制御装置60からの指令に基づいてPCVバルブ54をさらに閉弁側に向けて駆動しようとすることになる。このとき、PCVバルブ54の実際の駆動位置が全閉位置に維持された状態が継続されるため、開度センサの出力もこれに応じて一定値を継続して出力するようになる。
As a result, if there is no abnormality in the operation of the
このとき電子制御装置60は、開度センサの出力が一定であることをもってPCVバルブ54の実際の駆動位置が基準位置に到達していることを確認し、ここでの開度センサの出力がPCVバルブ54の全閉位置を示すものであれば同センサの出力は適切である旨判定する。一方、開度センサの出力がPCVバルブ54の全閉位置とは異なる駆動位置を示すものであれば同センサの出力と実際の駆動位置との間にずれが生じている旨判定する。この場合には、そのときの開度センサの出力と同センサに異常がないときの全閉位置に対応した出力との差を学習値として設定し、以降はこの学習値をそのときどきの開度センサの出力に反映させて開度制御値VBCを更新することにより、開度制御値VBCと開度実際値VBRとの間に過度の乖離が生じることを抑制することができる。
At this time, the
しかし、PCVバルブ54自体の温度が過度に低い場合には、例えば同バルブ54に付着している潤滑油の粘度が著しく増大すること、あるいは同バルブ54に付着している水分や潤滑油が氷結することに起因して、上述した学習制御が適切に行われないこともある。すなわち、PCVバルブ54を全閉位置よりもさらに閉弁側に向けて駆動する指令をアクチュエータ55に送信している状態のもと、実際の駆動位置が基準位置である全閉位置に到達していないにもかかわらず潤滑油等の抵抗に起因して開度センサの出力が一定値を示すこともある。このとき電子制御装置60は、同出力の傾向に基づいてPCVバルブ54の実際の駆動位置が全閉位置に到達している旨の判定をし、そのうえでこの時点の開度センサの出力と全閉位置に対応した出力との差を新たな学習値として設定してしまう。
However, when the temperature of the
このように、PCVバルブ54の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、電子制御装置60によるアクチュエータ55への指令とこれに基づくアクチュエータ55の実際の動作との間に大きな隔たりが生じたときには、実際の駆動位置が全閉位置にないにもかかわらずこれを前提として学習値が更新されるといった誤りのある学習がなされてしまうようになる。
As described above, due to the excessively large resistance to the driving of the
そこで本実施形態のブローバイガス還元装置50においては、上記のように換気開度VBの学習が誤ってなされる頻度を低減するため、PCVバルブ54が低温状態にあるときには学習制御の実行を禁止するようにしている。具体的には、前記第1実施形態の「基準位置学習処理」においてステップS140の学習制御を上記にて説明したものに置き換えたうえで「基準位置学習処理」を実行する。
Therefore, in the blow-by
本実施形態のブローバイガス還元装置によれば、先の第1実施形態のブローバイガス還元装置により奏せられる前記(1)及び(2)の効果に加えて、以下に示す効果を奏することができる。 According to the blow-by gas reduction apparatus of the present embodiment, in addition to the effects (1) and (2) that are achieved by the blow-by gas reduction apparatus of the first embodiment, the following effects can be achieved. .
(4)本実施形態では、PCVバルブ54が低温状態にある旨推定されるとき、同バルブ54の駆動を禁止して換気開度VBをそのときの大きさに維持するようにしている。これにより、アクチュエータ55が適切に動作しない可能性の高い状況下での換気開度VBの変更がなされないため、アクチュエータ55に供給される電流が過度に増大することを抑制することができる。
(4) In this embodiment, when it is estimated that the
(その他の実施形態)
なお、本発明の実施態様は上記実施形態にて例示した内容に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。
(Other embodiments)
In addition, the embodiment of the present invention is not limited to the contents exemplified in the above embodiment, and can be modified as shown below, for example.
・上記各実施形態では、外気温度TAが基準温度TAX以上であることに基づいてPCVバルブ54が常温状態にある旨判定するようにしたが、同状態を判定するためのパラメータはこれに限られるものではない。例えば、冷却水温度TWが上記基準温度TAXに相当する判定値以上であることに基づいてPCVバルブ54が常温状態にある旨判定することもできる。あるいは、PCVバルブ54の温度をセンサにより監視し、これが上記基準温度TAXに相当する判定値以上であることに基づいてPCVバルブ54が常温状態にある旨判定することもできる。
In each of the above embodiments, it is determined that the
・上記各実施形態では、冷却水温度TWが基準温度TWX以上であることに基づいてPCVバルブ54が低温状態から常温状態に向けて推移している旨判定するようにしたが、同状態を判定するためのパラメータはこれに限られるものではない。例えば、PCVバルブ54の温度をセンサにより監視し、これが上記基準温度TWXに相当する判定値以上であることに基づいてPCVバルブ54が低温状態から常温状態に向けて推移している旨判定することもできる。
In each of the above embodiments, it is determined that the
・上記各実施形態では、学習制御においてPCVバルブ54の基準位置を全閉位置に設定したが、これに代えて基準位置を全開位置に設定することもできる。また、これら全閉位置及び全開位置とは別に、PCVバルブ54の閉弁方向または開弁方向への駆動を物理的に制限する駆動位置が存在するブローバイガス還元装置においては、同位置を基準位置として設定することもできる。
In each of the above embodiments, the reference position of the
・上記第1実施形態では、開度制御値VBCをアクチュエータ55の駆動量に基づいて管理する構造の駆動制御を、また上記第2実施形態では、開度制御値VBCを開度センサの出力に基づいて管理する構造の駆動制御を採用したが、開度制御値VBCの管理態様はこれら実施形態にて例示した内容に限られるものではない。要するに、電子制御装置60が開度実際値VBRの相当値としての開度制御値VBCを外部の装置の情報に基づいて更新し、この開度制御値VBCを開度実際値VBRとみなしたうえでPCVバルブ54の制御を行うものであれば、同バルブ54の低温状態に起因する先の問題は生じ得るため、上記各実施形態に準じた態様をもって本発明を適用することができる。
In the first embodiment, the drive control has a structure in which the opening control value VBC is managed based on the drive amount of the
・上記第1実施形態では、アクチュエータ55の脱調が生じていることをもってPCVバルブ54の駆動位置が基準位置にあることを確認する構造の学習制御を、また上記第2実施形態では、開度センサの出力が一定値を示すことをもってPCVバルブ54の駆動位置が基準位置にあることを確認する構造の学習制御を採用したが、基準位置の確認方法はこれら実施形態にて例示した内容に限られるものではない。要するに、電子制御装置60が把握する開度制御値VBCとは別の事項をもってPCVバルブ54が基準位置にあることを確認する方法であれば、基準位置の確認方法の具体的な内容は適宜変更することができる。
In the first embodiment, learning control of a structure for confirming that the drive position of the
・上記各実施形態では、第1換気配管51としてクランク室32とサージタンク47とを接続するものを採用したが、第1換気配管51の構成はこれに限られるものではない。例えば、第1換気配管51として動弁室33とサージタンク47とを接続するものを備えることもできる。要するに、機関本体20のブローバイガスをスロットルバルブ42下流側に供給するものであれば、第1換気配管51の構成は適宜変更することができる。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態では、第2換気配管52として動弁室33とインテークホース45とを接続するものを採用したが、第2換気配管52の構成はこれに限られるものではない。例えば、第2換気配管52としてインテークホース45とクランク室32とを接続するものを備えることもできる。要するに、スロットルバルブ42上流側から機関本体20に吸気を供給するものであれば、第2換気配管52の構成は適宜変更することができる。
In each of the above embodiments, the
・上記各実施形態では、エンジン10としてポート噴射式のものを想定したが、筒内噴射式のものについても同様に本発明を適用することはできる。また、ブローバイガス還元装置50としての構成も各実施形態に例示した構成に限られるものではない。要するに、電動のPCVバルブを有するブローバイガス還元装置について、これを備える内燃機関であればいずれの機関に対しても本発明の適用は可能であり、その場合にも上記各実施形態による作用効果に準じた作用効果を奏することはできる。
In each of the above embodiments, the port injection type engine is assumed as the
10…エンジン、20…機関本体、21…シリンダブロック、22…クランクケース、23…オイルパン、24…シリンダヘッド、25…ヘッドカバー、26…クランクシャフト、27…インジェクタ、31…燃焼室、32…クランク室、33…動弁室、34…連通室、40…吸気装置、41…スロットルボディ、42…スロットルバルブ、43…エアクリーナ、44…エアインテーク、45…インテークホース、46…インテークマニホールド、47…サージタンク、48…サブパイプ、49…吸気通路、50…ブローバイガス還元装置、51…第1換気配管、52…第2換気配管、53…オイルセパレータ、54…PCVバルブ、55…アクチュエータ、60…電子制御装置、61…クランクポジションセンサ、62…エアフロメータ、63…スロットルポジションセンサ、64…冷却水温度センサ、65…外気温度センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記換気制御弁を基準位置に向けて駆動し、前記換気制御弁の駆動位置が基準位置にある旨判定したときに同制御弁の開度を学習する第1の処理と、前記換気制御弁が低温状態にあるか否かを判定し、低温状態にある旨判定したときに前記第1の処理の実行を禁止する第2の処理とを行う
ことを特徴とする内燃機関のブローバイガス還元装置。 In the blow-by gas reduction device for an internal combustion engine that supplies blow-by gas from the engine body to the intake passage to ventilate the engine body, and adjusts the amount of blow-by gas supplied to the intake passage by an electric ventilation control valve,
A first process for driving the ventilation control valve toward a reference position, and learning the opening of the control valve when it is determined that the drive position of the ventilation control valve is at the reference position; A blow-by gas reduction device for an internal combustion engine that performs a second process for determining whether or not the engine is in a low temperature state and prohibiting the execution of the first process when it is determined that the engine is in a low temperature state.
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