JP2010173548A - Blow-by gas reducing device for hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車両に設けられるブローバイガス還元装置に関する。 The present invention relates to a blow-by gas reduction device provided in a hybrid vehicle.
自動車等の車両の内燃機関には、スロットルバルブによって通路面積が変更可能とされるとともに燃焼室に外気を導入する吸気通路と、燃焼室に燃料を供給する燃料供給装置と、燃料を含んだブローバイガスを燃焼室から吸気通路に還元して再度同燃焼室で燃焼させるブローバイガス還元装置とが設けられている。 2. Description of the Related Art An internal combustion engine of a vehicle such as an automobile has a passage area that can be changed by a throttle valve, an intake passage that introduces outside air into a combustion chamber, a fuel supply device that supplies fuel to the combustion chamber, and a blow-by that includes fuel. There is provided a blow-by gas reduction device that reduces the gas from the combustion chamber to the intake passage and burns it again in the combustion chamber.
そして、このブローバイガス還元装置は、一般に、吸気通路におけるスロットルバルブの吸気下流側とクランク室や動弁室内とを接続してクランク室内のブローバイガスを吸気通路に還元する第1の換気通路と、吸気通路におけるスロットルバルブの吸気上流側とクランク室や動弁室内とを接続して吸入空気をクランク室内に供給する第2の換気通路と、ブローバイガスの流量を調整するために、第1の換気通路に設けられ、その通路面積を変更するPCVバルブとにより構成されている。 The blow-by gas reduction device generally includes a first ventilation passage that connects the intake downstream side of the throttle valve in the intake passage to the crank chamber and the valve operating chamber to reduce the blow-by gas in the crank chamber to the intake passage. A second ventilation passage for connecting intake upstream of the throttle valve to the crank chamber and the valve chamber in the intake passage to supply intake air to the crank chamber, and a first ventilation for adjusting the flow rate of blow-by gas The PCV valve is provided in the passage and changes the passage area.
こうしたブローバイガス還元装置の内、クランク室や動弁室内と吸気通路との圧力差を利用してPCV開度が調節される機械式(負圧式)のPCVバルブを採用したものでは、内燃機関の動作停止時に前記圧力差がなくなるためにPCVバルブが全閉状態となるとともに、寒冷地においては、吸入空気に水分を含んだ極低温の外気が大量に導入されるために、PCVバルブが全閉状態のままで凍結することがある。 Among these blow-by gas reduction devices, those that employ a mechanical (negative pressure) PCV valve in which the PCV opening is adjusted using the pressure difference between the crank chamber or valve chamber and the intake passage are used for the internal combustion engine. Since the pressure difference disappears when the operation is stopped, the PCV valve is fully closed, and in cold districts, a large amount of cryogenic outside air containing moisture is introduced into the intake air, so the PCV valve is fully closed. It may freeze in a state.
そしてこれにより、ブローバイガスが、内燃機関の始動時に、クランク室、燃焼室、及び第2の換気通路を通って吸気通路に逆流し、この逆流した極低温のガスによって、スロットルバルブが凍結して車両の内燃機関が停止してしまう。 As a result, when the internal combustion engine is started, blow-by gas flows back to the intake passage through the crank chamber, the combustion chamber, and the second ventilation passage, and the throttle valve freezes due to the back-flowed cryogenic gas. The internal combustion engine of the vehicle stops.
このような不具合に対し、例えば、特許文献1には、第1の換気通路に配設したヒータによって、PCVバルブを加熱してその凍結を解消させる技術が開示されている。これにより、凍結している第1の換気通路における水分の凍結が解消されるとともに、PCVバルブの凍結が防止できるとされている。
For example,
しかしながら、この技術によっても、ブローバイガスは、PCVバルブの凍結が解消されるまでは、吸気通路に逆流することになるため、スロットルバルブが凍結し、内燃機関が停止する可能性は依然として残ることになる。 However, even with this technique, the blow-by gas flows back into the intake passage until the PCV valve freeze is eliminated, so the possibility that the throttle valve freezes and the internal combustion engine stops still remains. Become.
ところで、近年、内燃機関とモータとを組み合わせて車両走行のための動力を得るハイブリッド車両が開発され、普及しつつある。
このようなハイブリッド車両では、内燃機関及びモータを統括的に制御する電子制御装置(ECU)によってPCV開度が制御される電子制御式PCVバルブ(可変PCVバルブ)を有する電子制御式ブローバイガス還元装置が採用されつつあり、同電子制御装置を介して、内燃機関の機関運転状態に基づいてブローバイガス流量の要求値が設定され、実際のブローバイガス流量がこの要求値となるようにPCV開度が制御されている(例えば、特許文献2参照)。
By the way, in recent years, hybrid vehicles that obtain power for traveling by combining an internal combustion engine and a motor have been developed and are becoming popular.
In such a hybrid vehicle, an electronically controlled blow-by gas reduction device having an electronically controlled PCV valve (variable PCV valve) whose PCV opening degree is controlled by an electronic control device (ECU) that comprehensively controls the internal combustion engine and the motor. The required value of the blowby gas flow rate is set based on the engine operating state of the internal combustion engine via the electronic control unit, and the PCV opening degree is set so that the actual blowby gas flow rate becomes this required value. It is controlled (see, for example, Patent Document 2).
このように内燃機関以外にモータによっても車両走行用の動力が得られ、また、ブローバイガス還元装置に電子制御式PCVバルブが採用されることの多いハイブリッド自動車の特徴を活かすことで、前述の問題点が効果的に解消できれば、自動車メーカのみならず、自動車のユーザにとってもメリットが大きいと考えられる。 In this way, power for vehicle travel can be obtained by a motor other than the internal combustion engine, and the above-mentioned problem can be obtained by taking advantage of the characteristics of the hybrid vehicle in which an electronically controlled PCV valve is often used in the blow-by gas reduction device. If the point can be effectively eliminated, it is considered that there is a great merit not only for automobile manufacturers but also for automobile users.
本発明は、このような状況を背景としてなされたものであって、その目的は、ハイブリッド車両において、PCVバルブの凍結にかかわらず、円滑な走行が確保できるハイブリッド車両用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 the background of such a situation, and an object of the present invention is to provide a blow-by gas reduction device for a hybrid vehicle that can ensure smooth running regardless of the freeze of the PCV valve in the hybrid vehicle. There is.
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、内燃機関及びモータを統括して制御する電子制御装置を備えたハイブリッド車両に設けられ、前記内燃機関の燃焼室に外気を導入する吸気通路にブローバイガスを還元するPCV通路と、前記PCV通路を通過するブローバイガスの流量を調整するPCVバルブとを有するブローバイガス還元装置において、前記PCVバルブの凍結の有無を検知する凍結検知手段と、前記PCVバルブの凍結を解消する凍結解消手段とをさらに備え、前記電子制御装置は、前記凍結検知手段を介して凍結有と判断したときには、前記内燃機関の動作を停止して前記モータのみでハイブリッド車両を走行させるEV走行モードに設定されるとともに、前記凍結解消手段によりPCVバルブの凍結を解消させる一方、その凍結が解消し、PCVバルブの凍結無と判断したときには、同EV走行モードが解除され、内燃機関及びモータによってハイブリッド車両を走行させる通常走行モードに設定されるようにしたこと、を要旨とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
同構成によれば、電子制御装置は、PCVバルブの凍結有と判断したときには、内燃機関の動作を停止してモータのみでハイブリッド車両を走行させるEV走行モードに設定されるとともに、凍結解消手段により同PCVバルブの凍結を解消させる一方、その凍結が解消し、PCVバルブの凍結無と判断したときには、同EV走行モードが解除され、内燃機関及びモータによってハイブリッド車両を走行させる通常走行モードに設定されるようにした。このため、電子制御装置がEV走行モードに設定されている間にPCVバルブの凍結の解消が完了すれば、通常走行モードに設定され、内燃機関及びモータによってハイブリッド車両を走行させることができるので、PCVバルブの凍結にかかわらず、ブローバイガスの吸気通路への逆流が防止され、ハイブリッド車両の円滑な走行が確保される。 According to this configuration, when the electronic control unit determines that the PCV valve is frozen, the electronic control unit is set to the EV traveling mode in which the operation of the internal combustion engine is stopped and the hybrid vehicle is driven only by the motor, When the freeze of the PCV valve is canceled and the freeze is resolved and it is determined that the PCV valve is not frozen, the EV travel mode is canceled and the normal travel mode in which the hybrid vehicle is driven by the internal combustion engine and the motor is set. It was to so. For this reason, if the PCV valve freezing is completed while the electronic control unit is set in the EV driving mode, the normal driving mode is set, and the hybrid vehicle can be driven by the internal combustion engine and the motor. Regardless of the freeze of the PCV valve, the backflow of blow-by gas to the intake passage is prevented, and smooth running of the hybrid vehicle is ensured.
本発明によれば、ハイブリッド車両において、PCVバルブの凍結にかかわらず、円滑な走行が確保できるハイブリッド車両用ブローバイガス還元装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hybrid vehicle blow-by gas reduction apparatus which can ensure smooth driving | running | working in a hybrid vehicle irrespective of freezing of a PCV valve can be provided.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
図1に示すように、筒内噴射式のエンジン10は、該エンジン10とモータ80の連携によって走行用動力を得るハイブリッド車両に設けられるものであり、空気及び燃料からなる混合気の燃焼を通じて動力を発生させるためのエンジン本体20と、外部の空気をエンジン本体20に取り入れるための吸気装置40と、エンジン本体20内の燃焼室31に燃料を供給するためのインジェクタ52と、エンジン本体20内のブローバイガス(BBG)を吸気装置40に供給すべく設けられ、電子制御装置としてのエンジンECU70及びハイブリッドコントロールコンピュータ(HVCC)70aを有する電子制御式のブローバイガス還元装置60とを備えて構成されている。ここで、エンジンECU70及びハイブリッドコントロールコンピュータ70aは、エンジン10及びモータ80を統括的に制御すべく、相互に通信が行われるようにCAN通信バス70bを介して接続されている。そして、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aは、エンジン10の動作を停止してモータ80のみでハイブリッド車両を走行させるEV走行モードと、エンジン10及びモータ80によってハイブリッド車両を走行させる通常走行モードとに設定可能とされている。なお、この通常走行モードには、エンジン10のみでハイブリッド車両を走行させる状態が含まれる。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, an in-cylinder
エンジン本体20は、燃焼室31にて混合気を燃焼させるためのシリンダブロック21と、このシリンダブロック21と協働してクランクシャフト26を支持するためのクランクケース22と、エンジンオイルを貯留するためのオイルパン23と、動弁系の部品を配置するためのシリンダヘッド24と、エンジンオイルの外部への飛散を抑制するためのヘッドカバー25とにより構成されている。また、シリンダブロック21及びクランクケース22により形成されるクランク室32と、シリンダヘッド24及びヘッドカバー25により形成される動弁室33とは、シリンダブロック21に形成された連通室34により接続されている。
The
吸気装置40は、外気を当該装置内に取り込むためのエアインテーク41と、このエアインテーク41を介して取り込まれた空気(以下、「吸気」とする。)中の異物を捕捉するためのエアクリーナ42と、スロットルバルブ45の開閉を通じて吸気の流量を調整するためのスロットルボディ44と、エアクリーナ42の吸気下流側とスロットルボディ44の吸気上流側とを接続するインテークホース43と、スロットルボディ44の吸気下流側とシリンダヘッド24の吸気上流側とを接続するインテークマニホールド46とにより構成されている。このインテークマニホールド46には、スロットルボディ44を通過した吸気を滞留させるためのサージタンク47と、サージタンク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送り込むための複数のサブパイプ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41内の通路と、エアクリーナ42内の通路と、インテークホース43内の通路と、スロットルボディ44内の通路と、インテークマニホールド46内の通路とにより、吸気をエンジン本体20に送り込むための吸気通路49が形成されている。
The
インジェクタ52は、蓄圧配管からの高圧燃料を燃焼室31内に直接的に噴射するものであり、同インジェクタ52には、燃料を貯留する燃料タンク、及びこのタンク内の燃料を加圧して吐出する高圧ポンプ、及びこのポンプにより加圧された燃料を高圧の状態で貯留する蓄圧配管からなる供給装置本体(いずれも図示せず)が設けられている。
The
そして、本実施形態において、ブローバイガス還元装置60は、燃焼室31内からクランク室32内に流れ出たブローバイガスを吸気装置40内におけるスロットルバルブ45の吸気下流側に供給する機能、及びエアクリーナ42により浄化された吸気を吸気装置40内におけるスロットルバルブ45の吸気上流側からクランク室32内に供給する機能、及びエンジン本体20内から吸気装置40内に供給されるブローバイガスの流量を調整する機能を備える装置として構成されている。
In the present embodiment, the blow-by
具体的には、ブローバイガス還元装置60は、エンジンECU70及びハイブリッドコントロールコンピュータ(HVCC)70aに加えて、クランク室32内のブローバイガスを動弁室33内からサージタンク47内に送り込むためのPCV通路として、ヘッドカバー25とサージタンク47とを接続する態様で形成された第1換気通路61と、インテークホース43内の吸気を動弁室33内に送り込むための通路、あるいは動弁室33内からインテークホース43内にブローバイガスを送り込むための通路として、ヘッドカバー25とインテークホース43とを接続する態様で形成された第2換気通路62とを備えている。
Specifically, the blow-by
また、ブローバイガス還元装置60は、動弁室33内からサージタンク47内に向けて流れるブローバイガスの流量を調整するための弁として、ヘッドカバー25に設けられて第1換気通路61の通路面積を、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aの電子制御により変更する電子制御式PCVバルブ63(以下、「PCVバルブ63」とする。)を備えている。そして、同一の機関運転条件のもとでは、PCVバルブ63のバルブ開度(以下、「PCV開度TB」とする。)が大きくされることにより、動弁室33内からサージタンク47内に供給されるブローバイガスの流量が増大するようになる。
The blow-by
そして、エンジン10がアイドル時等の機関低負荷時においては、スロットルバルブ45の吸気下流側の負圧が大きいため、クランク室32内から連通室34及び動弁室33及び第1換気通路61を介してサージタンク47内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43内から第2換気通路62を介して動弁室33に吸気が流れ込むようになる。
When the
一方、エンジン10が高速走行時等の機関高負荷時においては、クランク室32及び動弁室33内の圧力が大きいため、クランク室32内から連通室34及び動弁室33及び第1換気通路61を介してサージタンク47内にブローバイガスが流れ込むとともに、動弁室33内から第2換気通路62を介してインテークホース43内にもブローバイガスが流れ込むようになる。
On the other hand, when the
また、図1に示す構成では、エンジンECU70及びハイブリッドコントロールコンピュータ70aによる機関制御を補助するための各種センサとして、ハイブリッド車両のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ACを検知し、検知量に応じた信号を出力するアクセルポジションセンサ71、クランクシャフト26の回転速度(以下、「機関回転速度NE」とする。)を検知し、検知量に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ72、吸気通路49を流れる吸気の質量流量である吸気流量GAを検知し、検知量に応じた信号を出力するエアフロメータ73、スロットルバルブ45の開度であるスロットル開度TAを検知し、検知量に応じた信号を出力するスロットルポジションセンサ74、エンジン本体20を冷却する機関冷却水の温度を検知し、検知量に応じた信号を出力する冷却水温度センサ75、インジェクタ52に供給される燃料の圧力である燃料圧力PIを検知し、検知量に応じた信号を出力する燃圧センサ76、排気中の酸素濃度に基づいて混合気の空燃比(以下、「空燃比A/F」とする。)を検知し、検知量に応じた信号を出力する空燃比センサ77、ハイブリッド車両の車輪の回転速度(車速)を検知し、検知量に応じた信号を出力する車輪速センサ79、及びPCVバルブ63の弁体11の位置の検知により、そのバルブ開度としてのPCV開度TBを検知するPCV開度センサ63b(図2参照)が設けられている。
Further, in the configuration shown in FIG. 1, an accelerator operation amount AC, which is a depression amount of an accelerator pedal of a hybrid vehicle, is detected as various sensors for assisting engine control by the
なお、図1に示す構成では、クランクポジションセンサ72、エアフロメータ73、スロットルポジションセンサ74、冷却水温度センサ75、燃圧センサ76、及び空燃比センサ77は、エンジンECU70に接続されるとともに、アクセルポジションセンサ71、車輪速センサ79、及びPCV開度センサ63bは、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aに電気的に接続されている。
In the configuration shown in FIG. 1, the crank
また、図1に示すように、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aには、EV走行モードに設定されたときに、ハイブリッド車両の走行に用いられるモータ80と、エンジン10の動力によって発電を行い、モータ80に駆動用電力を供給するバッテリ(図示せず)に蓄電するジェネレータ81とが電気的に接続されている。さらに、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aには、バッテリコンピュータ78が電気的に接続されており、同バッテリコンピュータ78から、バッテリの充電状態(SOC;State of Charge)に関する情報を含む信号が伝送され、同SOCが所定範囲に保持されるように該バッテリの充放電状態が制御されている。具体的には、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aは、同バッテリのSOCが、予め設定したSOC下限値SOCLを下回ることを検知すると、エンジンECU70を介して、エンジン10の要求負荷を高く設定し、同エンジン10の駆動力を増大させる。また、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aは、ハイブリッド車両の走行状態を考慮しつつ、併せてジェネレータ81を稼働させてバッテリを充電する一方、ジェネレータ81によるバッテリの充電が規定通り実行され、SOCが、予め設定したSOC上限値SOCHに達したことが検知されると、充電を停止する。
As shown in FIG. 1, the
なお、図1に示す構成では、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aには、PCVバルブ63が電気的に接続されており、前記各センサの検知結果によって判定した機関運転状態に応じて設定した目標値に現在のPCV開度TBが近づくように、PCV開度センサ63bを介して、PCVバルブ63の弁体11の位置に基づき同PCV開度TBを認識可能となっているとともに、電子制御により同弁体11を変位可能となっている(図2参照)。
In the configuration shown in FIG. 1, a
本実施形態では、エンジンECU70及びハイブリッドコントロールコンピュータ70aは、上記各センサの検知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、吸気流量GAを調整するスロットル制御、及びインジェクタ52による燃料噴射量である噴射量QIを調整する噴射制御、及びインジェクタ52に供給される燃料圧力PIを調整する燃圧制御、及び混合気の空燃比A/Fを目標値に近づける空燃比制御、及びエンジン本体20内から吸気装置40内に供給されるブローバイガスの流量(以下、「PCV流量GB」とする。)を目標値に近づける換気制御等の各種制御を行う。
In the present embodiment, the
そして、スロットル制御においては、アクセル操作量AC及び機関回転速度NEに基づいて機関負荷率の要求値を把握し、この要求値に対応する吸気流量GAを目標値として設定し、エアフロメータ73による吸気流量GAをこの目標値に近づけるべくスロットルバルブ45の開度を制御する。
In the throttle control, the required value of the engine load factor is grasped based on the accelerator operation amount AC and the engine rotational speed NE, the intake flow rate GA corresponding to the required value is set as a target value, and the intake flow by the
また、噴射制御においては、エアフロメータ73による吸気流量GAに対して混合気の空燃比A/Fが目標値となる噴射量QIを基本噴射量として設定し、この基本噴射量に対して別途の制御を通じて設定される補正噴射量を反映させたものを噴射量QIの最終値である噴射量の要求値QITとして設定し、実際の噴射量QIである噴射量の実際値QIRをこの要求値QITにすべくインジェクタ52の開弁態様を制御する。
Further, in the injection control, an injection amount QI at which the air-fuel ratio A / F of the air-fuel mixture becomes a target value with respect to the intake flow rate GA by the
また、燃圧制御においては、機関負荷率に基づいて目標の燃料圧力PIである燃料圧力の目標値PITを設定し、燃圧センサ76による燃料圧力PIである燃料圧力の実際値PIRをこの目標値PITに維持すべく高圧ポンプの吐出量を制御する。そして、この燃圧制御を通じて燃料圧力の実際値PIRがより低いものに変更された場合には、インジェクタ52の噴射量QIの最小値である最小噴射量QImin、及び、最大値である最大噴射量QImaxがこれに応じてより小さな値に変更される。反対に、燃圧制御を通じて燃料圧力の実際値PIRがより高いものに変更された場合には、インジェクタ52の最小噴射量QImin及び最大噴射量QImaxがこれに応じてより大きな値に変更される。
In the fuel pressure control, a target value PIT of the fuel pressure that is the target fuel pressure PI is set based on the engine load factor, and the actual value PIR of the fuel pressure that is the fuel pressure PI by the
また、空燃比制御においては、目標の空燃比A/Fである空燃比の目標値AFTと空燃比センサ77による空燃比A/Fである空燃比の実際値AFRとの乖離量及び乖離傾向に基づいて、空燃比の実際値AFRを目標値AFTに近づけるためのインジェクタ52の補正噴射量を設定する。
In the air-fuel ratio control, the deviation amount and the deviation tendency between the target value AFT of the air-fuel ratio which is the target air-fuel ratio A / F and the actual value AFR of the air-fuel ratio which is the air-fuel ratio A / F by the air-
さらに、換気制御においては、機関負荷率及び機関回転速度NEに基づいて要求されるPCV流量GB(以下、「PCV流量の要求値GBT」とする。)を設定する。また、実際のPCV流量GB(以下、「PCV流量の実際値GBR」とする。)がこの要求値GBTに維持されると見込まれるPCV開度TBを、PCV開度の要求値TBTとして設定し、実際のPCV開度TB(以下、「PCV開度の実際値TBR」とする。)をこの要求値TBTに一致させるべくPCVバルブ63のバルブ開度を制御する。
Further, in the ventilation control, a PCV flow rate GB (hereinafter referred to as “PCV flow rate required value GBT”) required based on the engine load factor and the engine speed NE is set. Further, the PCV opening TB that is expected to maintain the actual PCV flow rate GB (hereinafter referred to as “actual value GBR of the PCV flow rate”) at the required value GBT is set as the required value TBT of the PCV opening. Then, the valve opening degree of the
なお、機関負荷率は、例えばそのときどきにおいて燃焼室31内に供給することのできる吸気量の最大値に対する実際の吸気量の割合、あるいはインジェクタ52の噴射量QIの最大値に対する噴射量QIの実際値(噴射量の要求値QIT)の割合を指標として把握することができる。
The engine load factor is, for example, the ratio of the actual intake amount to the maximum value of the intake amount that can be supplied into the
図2に示すように、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aには、上述したように、アクセルポジションセンサ71、バッテリコンピュータ78、車輪速センサ79、及びPCV開度センサ63bが電気的に接続され、各センサが検知した各種情報が信号として入力されるととともに、ドライバ63dを介してステップモータ63sが電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, as described above, the
図2に示す構成では、ステップモータ63s、PCV開度センサ63b、及びPCVバルブ本体63eによってPCVバルブ63が構成されている。
このPCVバルブ63は、PCV流量GBを調整するとともに、第1換気通路61及びインテークマニホールド46を介してブローバイガスを燃焼室31内に還元して燃焼させるべく機能する。
In the configuration shown in FIG. 2, the
The
PCVバルブ本体63eは、互いに組み付けられたサブハウジング14及びメインハウジング15、並びに、該サブハウジング14及びメインハウジング15内で変位可能とされ、先端部が段階的に縮径した形状をなす弁体11を含んで構成される。
The PCV valve main body 63e includes the
PCVバルブ本体63eは、さらに、メインハウジング15に埋設された凍結解消手段としての加熱ヒータ63aと、同メインハウジング15の外周に嵌着されたシールリング13とを備える。メインハウジング15は、その一端部の雌ねじが、サブハウジング14の他端部の雄ねじに締結されることで、サブハウジング14に組み付けられている。また、サブハウジング14の一端部(先端部)は、第1換気通路61と接続するためのパイプ継手を形成している。そして、PCVバルブ63は、メインハウジング15の他端部外周の雄ねじがヘッドカバー25に螺入されることでエンジン本体20に取り付けられている(図1参照)。
The PCV valve main body 63 e further includes a
図2に示すPCVバルブ本体63eでは、メインハウジング15の内部には、弁体11を収容するとともに、同メインハウジング15の他端部側に開口する開口15aにて動弁室33側に連通する弁室15bが形成されている。また、サブハウジング14の内部には、弁室15bと連通するように中空部14aが貫通形成されている。また、該中空部14aには、圧縮スプリング12が、弁体11の先端部に対して接触可能に配設されている。そして、これら弁室15b及び中空部14aによって、ブローバイガスの通路が構成されている。また、サブハウジング14とメインハウジング15との間には、円環状をなす弁座11aが介設されている。そして、弁体11は、PCVバルブ63の軸線方向に沿って、弁室15b及び中空部14a内を通過しつつ、弁座11aに対して進退(変位)可能とされており、これにより弁座11aと弁体11との間の隙間の大きさ、即ち、PCV開度TBが変更されるようになっている。
In the PCV valve main body 63e shown in FIG. 2, the
また、ステップモータ63sは、図示しないラック・ピニオン機構を介して、気密状態で弁体11を弁室15b及び中空部14a内を変位させうるようにPCVバルブ本体63eに配設されている。
The
そして、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aは、前記した換気制御を実行すべく、PCV開度センサ63bが弁体11の現在位置を検知すると、その位置を、PCV流量の要求値GBTに基づいて設定したPCV開度の目標位置(要求値TBT)と比較し、該弁体11の現在位置(実際値TBR)が同目標位置に一致するように、前記ステップモータ63sにドライバ63dを介して位置指令信号を送出し、弁体11の位置決め制御を実行する。即ち、このように弁体11が位置決め制御されることでPCV開度TBが変更され、同PCV開度TBがエンジン10の機関運転状態(機関負荷率及び機関回転速度NE)に要求されるバルブ開度としてのPCV開度の要求値TBTに設定される。そして、図2に示すように、この状態で、ブローバイガスが動弁室33からPCVバルブ本体63eの弁室15b及び中空部14a、第1換気通路61、並びに吸気通路49を通って燃焼室31内に還元され、再度燃焼されるようになっている。
Then, when the PCV
なお、本実施形態では、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aによって、PCVバルブ63の弁体11がステップモータ63sへの位置指令信号に応じて変位したか否かがPCV開度センサ63bを介して検知され、これによりPCVバルブ63の凍結の有無が判断されるようになっている。即ち、本実施形態では、PCV開度センサ63b及びハイブリッドコントロールコンピュータ70aが凍結検知手段として機能している。
In the present embodiment, the
また、加熱ヒータ63aは、コイルを含んで構成されており、同コイルに設けられた接続端子及び外部配線を介して、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aに対して通電がオンオフ自在に接続されている。そして、加熱ヒータ63aに所要の電流が通電されることで、メインハウジング15を介してPCVバルブ63の弁体11が加熱されるようになっている。なお、この所要の通電電流値は、冷間時にPCVバルブ本体63eが弁体11の部分で凍結(固着)した際に当該凍結を解消しうる程度の値に設定されている。
The
本実施形態のハイブリッド車両用のブローバイガス還元装置60は、以上のように構成され、以下その動作としての凍結解消ロジックについて説明する。
この凍結解消ロジックは、寒冷地において生じる以下のようなPCVバルブ63の凍結現象及びそれに伴うスロットルバルブ45の凍結現象を解消すべく、電子制御装置としてのエンジンECU70及びハイブリッドコントロールコンピュータ70aの協働により実行されるものである。
The blow-by
This freezing elimination logic is based on the cooperation of the
即ち、エンジン10が機関低負荷状態では、スロットルバルブ45の吸気下流側の負圧が大きいため、クランク室32内から連通室34及び動弁室33及び第1換気通路61を通ってサージタンク47内にブローバイガスが流れ込む。そしてこれに伴い、インテークホース43内から第2換気通路62を通って動弁室33内に水分を含んだ外冷気が流れ込むことでPCVバルブ63が凍結し、その弁体11が固着する。
In other words, when the
そして、その状態のままでエンジン10が機関高負荷状態になると、今度はクランク室32及び動弁室33内の圧力が大きくなるので、燃焼室31内での燃料の燃焼により発生した水分を含むブローバイガスが第2換気通路62を通ってスロットルバルブ45の吸気上流側に逆流して外冷気によって冷却され、当該スロットルバルブ45をその含有水分により凍結させて、ハイブリッド車両にエンスト(エンジン停止)を引き起こす。
When the
この凍結解消ロジックは、図3に示すフローチャートに従って実行される。即ち、まず、ステップS1において、PCVバルブ63が凍結しているか否かが判断される。具体的には、PCVバルブ63が、ステップモータ63sへの位置指令信号に応じて変位したか否か(PCV開度の実際値TBRが要求値TBTに一致するように制御されているか否か)が、PCV開度センサ63bを介して所定のサンプリング周期で検知され、判断される(ステップS1)。そして、同位置指令信号に応じて変位していないと判断された場合には、「凍結有」とされ(YESの場合)、ステップS2に移行する。その一方、同位置指令信号に応じて変位していると判断された場合には、「凍結無」とされ(NOの場合)、ステップS10に移行し、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aが、エンジン10及びモータ80によってハイブリッド車両を走行させる通常走行モードに設定されるとともにここでの処理を一旦終了する。
This freeze-freeing logic is executed according to the flowchart shown in FIG. That is, first, in step S1, it is determined whether or not the
ステップS2では、バッテリの充電状態を示すSOCがSOC下限値SOCL以上であるか否かが判断され、SOCL以上であると判断された場合には、ステップS3に移行してフラグ(FLG)が1にセットされ(ステップS3)、さらにハイブリッドコントロールコンピュータ70aは、モータ80のみでハイブリッド車両を走行させるEV走行モードに設定される(ステップS4)。その一方、SOCL未満であると判断された場合には、ステップS3aに移行し、フラグ(FLG)が0にセットされる(ステップS3a)。そして、ステップS4aにて内燃機関及びモータを停止するとともに、ステップS5に移行する。
In step S2, it is determined whether or not the SOC indicating the state of charge of the battery is greater than or equal to the SOC lower limit SOCL. If it is determined that the SOC is greater than or equal to SOCL, the process proceeds to step S3 and the flag (FLG) is set to 1. (Step S3), and the
ステップS4においてEV走行モードに設定されるか、又はステップS4aにて内燃機関及びモータが停止されると、続くステップS5にて、加熱ヒータ63aへの通電がオンされる。そして、所定のサンプリング周期でPCVバルブ63が凍結しているか否かがステップS1と同様に判断される(ステップS6)。ここで、「凍結無」とされた場合(NOの場合)には、ステップS6に移行し、加熱ヒータ63aへの通電がオフされる(ステップS7)。その一方、「凍結有」とされた場合(YESの場合)には、ステップS5を継続し、加熱ヒータ63aへの通電が維持される。
When the EV traveling mode is set in step S4 or the internal combustion engine and the motor are stopped in step S4a, energization to the
ステップS7で加熱ヒータ63aへの通電がオフされると、続くステップS8において、フラグが1であるか否かが判断され、1である場合(YESの場合)には、ステップS9でEV走行モードが解除される。その一方、1でない場合(0である場合)(NOの場合)には、ステップS9aでエンジン10及びモータ80の停止が解除される。そして、続くステップS10において、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aは、エンジン10及びモータ80によってハイブリッド車両を走行させる通常走行モードに設定されるとともに、ここでの処理を一旦終了する。
When energization to the
本実施形態のハイブリッド車両用ブローバイガス還元装置60によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)ハイブリッドコントロールコンピュータ70aは、PCVバルブ63の凍結有と判断されたときには、エンジン10の動作を停止してモータ80のみでハイブリッド車両を走行させるEV走行モードに設定されるとともに、加熱ヒータ63aにより同PCVバルブ63の凍結を解消させる一方、その凍結が解消し、PCVバルブ63の凍結無と判断したときには、同EV走行モードが解除され、エンジン10及びモータ80によってハイブリッド車両を走行させる通常走行モードに設定されるようにした。このため、ハイブリッド車両がEV走行モードに設定されている間にPCVバルブ63の凍結の解消が完了すれば、通常走行モードに設定され、エンジン10及びモータ80によってハイブリッド車両を走行させることができるので、PCVバルブ63の凍結にかかわらず、ブローバイガスの吸気通路49への逆流が防止され、ハイブリッド車両の円滑な走行が確保される。
According to the blow-by
(1) When it is determined that the
(2)PCVバルブ63のPCV開度TBが制御不能であること(要求値TBTに維持されていないこと)を判断基準として同PCVバルブ63が凍結しているか否かを的確に判断することが可能となる。
(2) It is possible to accurately determine whether or not the
(3)ハイブリッドコントロールコンピュータ70aがPCVバルブ63の凍結有と認識したときには、加熱ヒータ63aをオン制御して同加熱ヒータ63aへ通電することでPCVバルブ63の凍結の解消操作を行える一方、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aがPCVバルブ63の凍結無と認識したときには、加熱ヒータ63aをオフ制御して同加熱ヒータ63aへの通電を停止することができる。このため、PCVバルブ63の凍結解消ロジックが効率的且つ合理的に行なえるようになる。
(3) When the
(4)モータ80を駆動するために必要なバッテリ電力が不足し、同バッテリのSOCがSOC下限値SOCLを下回っている場合には、エンジン10及びモータ80を停止した状態でPCVバルブ63の凍結の解消操作が行なわれるので、スロットルバルブ45の凍結によるエンジン10の停止(エンスト)を生じることなく、ハイブリッド車両の円滑な走行が確保されることになる。
(4) When the battery power required to drive the
尚、上記実施形態は以下のように変形してもよい。
・上記実施形態では、PCVバルブ63は、機関運転状態に基づいてPCV開度TBが自動で変更される電子制御式のものとした。しかしこれに限られず、吸気通路49がクランク室32又は動弁室33に対して負圧になることでバルブが開放される負圧式PCVバルブであってもよい。
The above embodiment may be modified as follows.
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、PCV開度センサ63b及びハイブリッドコントロールコンピュータ70aを凍結検知手段として機能させ、PCVバルブ63がステップモータ63sへの位置指令信号に応じて変位したか否かを判断基準として、ハイブリッドコントロールコンピュータ70aによって、同PCVバルブ63の凍結の有無が判断されるようにした。しかしこれに限られず、例えば、同じくPCV開度センサ63b及びハイブリッドコントロールコンピュータ70aを凍結検知手段として機能させ、排気中の酸素濃度に基づく空燃比A/Fが機関運転状態に応じて予測される値とおりとなっているか否かを判断基準とすることもできる。即ち、PCVバルブ63が凍結している場合には、ブローバイガスが燃焼室31に還元されないため、空燃比A/Fが予測値よりも増大することでPCVバルブ63の凍結を検知することが可能となる。
In the above embodiment, the
・上記実施形態では、凍結解消手段として加熱ヒータ63aを用い、同加熱ヒータ63aをオン制御して同加熱ヒータ63aへ通電することでPCVバルブ63の凍結の解消操作を行うようにした。しかしこれに限られず、例えば、凍結解消手段としてステップモータ63sを用い、同ステップモータ63sの自己発熱を利用してPCVバルブ63の凍結の解消操作を行うようにすることもできる。
In the above embodiment, the
さらに、前記した実施形態および変形例より把握できる技術的思想について以下に記載する。
○前記PCVバルブが、前記電子制御装置によってPCV開度が制御される電子制御式PCVバルブであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用ブローバイガス還元装置。
Further, technical ideas that can be grasped from the above-described embodiments and modifications will be described below.
The blow-by gas reduction device for a hybrid vehicle according to
同構成によれば、PCVバルブのPCV開度が制御不能であることを判断基準として同PCVバルブが凍結しているか否かを的確に判断することが可能となる。
○前記凍結解消手段が、前記PCVバルブに設けられるとともに、前記電子制御装置によってオンオフ制御される加熱ヒータであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用ブローバイガス還元装置。
According to this configuration, it is possible to accurately determine whether or not the PCV valve is frozen based on the determination criterion that the PCV opening degree of the PCV valve is uncontrollable.
The blow-by gas reducing device for a hybrid vehicle according to
同構成によれば、電子制御装置がPCVバルブの凍結有と認識したときには、加熱ヒータをオン制御して同加熱ヒータへ通電することでPCVバルブの凍結の解消操作を行える一方、電子制御装置がPCVバルブの凍結無と認識したときには、加熱ヒータをオフ制御して同加熱ヒータへの通電を停止することができる。このため、PCVバルブの凍結解消ロジックが効率的且つ合理的に行なえるようになる。 According to this configuration, when the electronic control unit recognizes that the PCV valve is frozen, the PCV valve can be defrosted by turning on the heater and energizing the heater. When recognizing that the PCV valve is not frozen, the heater can be turned off to stop energization of the heater. As a result, the PCV valve freezing logic can be performed efficiently and rationally.
○前記電子制御装置は、前記ハイブリッド車両に前記モータを駆動するとともに、その回生エネルギーを蓄電すべく同ハイブリッド車両に設けられたバッテリのSOCと、予め設定したSOC下限値との大小関係を判断するとともに、前記SOCが該SOC下限値に満たないと判断した場合には、前記EV走行モードに設定されることなく、前記内燃機関及びモータを停止するとともに前記凍結解消手段による前記PCVバルブの凍結の解消のみを実行するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用ブローバイガス還元装置。
The electronic control device drives the motor to the hybrid vehicle and determines the magnitude relationship between the SOC of a battery provided in the hybrid vehicle to store the regenerative energy and a preset SOC lower limit value. At the same time, if it is determined that the SOC does not reach the SOC lower limit value, the internal combustion engine and the motor are stopped without being set to the EV travel mode, and the PCV valve is frozen by the freeze release means. The blow-by gas reduction device for a hybrid vehicle according to
同構成によれば、モータを駆動するために必要なバッテリ電力が不足し、同バッテリのSOCがSOC下限値を下回っている場合には、内燃機関及びモータを停止した状態でPCVバルブの凍結の解消操作のみが行なわれるので、モータを駆動するために必要なバッテリ電力が不足している場合であっても、スロットルバルブの凍結による内燃機関の停止を生じることなく、ハイブリッド車両の円滑な走行が確保されることになる。 According to this configuration, when the battery power required to drive the motor is insufficient and the SOC of the battery is below the SOC lower limit value, the PCV valve is frozen while the internal combustion engine and the motor are stopped. Since only the canceling operation is performed, even when the battery power necessary to drive the motor is insufficient, the hybrid vehicle can smoothly travel without causing the internal combustion engine to stop due to the freezing of the throttle valve. Will be secured.
○前記PCVバルブは、前記吸気通路が内燃機関のクランク室又は動弁室に対して負圧になることでバルブが開放される負圧式PCVバルブであることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両用ブローバイガス還元装置。
2. The PCV valve according to
同構成によれば、安価且つ作動確実な負圧式PCVバルブでPCVバルブを構成することが可能となる。 According to this configuration, it is possible to configure the PCV valve with an inexpensive and reliable negative pressure type PCV valve.
10…エンジン(内燃機関)、49…吸気通路、60…ブローバイガス還元装置、61…第1換気通路(PCV通路)、62…第2換気通路、63…(電子制御式)PCVバルブ、63a…加熱ヒータ(凍結解消手段)、63b…PCV開度センサ(凍結検知手段)、70…エンジンECU(電子制御装置)、70a…ハイブリッドコントロールコンピュータ(電子制御装置、凍結検知手段)、80…モータ。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記PCVバルブの凍結の有無を検知する凍結検知手段と、前記PCVバルブの凍結を解消する凍結解消手段とをさらに備え、
前記電子制御装置は、前記凍結検知手段を介して凍結有と判断したときには、前記内燃機関の動作を停止して前記モータのみでハイブリッド車両を走行させるEV走行モードに設定されるとともに、前記凍結解消手段によりPCVバルブの凍結を解消させる一方、その凍結が解消し、PCVバルブの凍結無と判断したときには、同EV走行モードが解除され、内燃機関及びモータによってハイブリッド車両を走行させる通常走行モードに設定されるようにしたことを特徴とするハイブリッド車両用ブローバイガス還元装置。 A PCV passage for reducing blowby gas to an intake passage for introducing outside air into a combustion chamber of the internal combustion engine, and a PCV passage that passes through the PCV passage. A blow-by gas reduction device having a PCV valve for adjusting the flow rate of blow-by gas
Freezing detecting means for detecting the presence or absence of freezing of the PCV valve, and freezing eliminating means for canceling freezing of the PCV valve,
When the electronic control unit determines that there is freezing through the freezing detection means, the electronic control unit is set to an EV traveling mode in which the operation of the internal combustion engine is stopped and the hybrid vehicle is traveled only by the motor, and the freezing is eliminated. When the PCV valve is freezing by the means, the freezing is canceled and it is determined that the PCV valve is not frozen. The EV traveling mode is canceled and the hybrid vehicle is driven by the internal combustion engine and the motor. A blow-by gas reduction device for a hybrid vehicle characterized by being made.
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WO2014080787A1 (en) | 2012-11-22 | 2014-05-30 | アイシン精機株式会社 | Blow-by gas reduction apparatus |
JP2014113943A (en) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Mazda Motor Corp | Control device for hybrid vehicle |
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2009
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