JP2010174825A - Blowby gas reduction device of internal combustion engine - Google Patents

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翔一朗 森中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blowby gas reduction device of an internal combustion engine, suppressing deterioration of emission during warming up of a catalyst. <P>SOLUTION: The blowby gas reduction device 70 of the engine 10 performs warming up of the catalyst and adjusts a blowby gas amount supplied from an engine body 20 to an intake passage 49 by an electric PCV valve 74, and operates a ventilation opening VB of the PCV valve 74, based on the engine operation condition. When an engine load L and an engine speed NE are an engine load L1 and an engine speed N1, respectively, the ventilation opening VB when catalyst warmup control is completed, is an opening demand value VBT1, and when the engine load L and the engine speed NE are also the engine load L1 and the engine speed NE1, respectively, the ventilation opening VB during execution of the catalyst warmup control is an opening demand value VBT2, the opening demand value VBT2 being set less than the opening demand value VBT1. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、触媒暖気を行う内燃機関について、その機関本体から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ものであって、機関運転状態に基づいて前記換気制御弁の開度を操作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 adjusts the amount of blow-by gas supplied from an engine body to an intake passage of an internal combustion engine that performs catalyst warm-up by means of an electric ventilation control valve. The present invention relates to a blow-by gas reduction device for an internal combustion engine that operates an opening degree.

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。この文献に記載の装置をはじめとして従来のブローバイガス還元装置においては、機関運転状態に基づいて換気制御弁の開度を操作することにより、機関本体から吸気通路に供給するブローバイガス量を調整するようにしている。   As the blow-by gas reduction device, for example, the one described in Patent Document 1 is known. In conventional blow-by gas reduction devices including the device described in this document, the amount of blow-by gas supplied from the engine body to the intake passage is adjusted by operating the opening degree of the ventilation control valve based on the engine operating state. I am doing so.

また一方、排気触媒を備える内燃機関においては、排気触媒が低温領域にあるときにこれを活性させるため、二次空気導入装置や気流制御弁といった触媒暖気装置を利用して排気触媒の温度を上昇させる触媒暖気制御が一般に行われている。   On the other hand, in an internal combustion engine equipped with an exhaust catalyst, in order to activate the exhaust catalyst when it is in a low temperature region, the temperature of the exhaust catalyst is increased using a catalyst warming device such as a secondary air introduction device or an airflow control valve. The catalyst warm-up control is generally performed.

特開平2006−183640号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-183640

ところで、ブローバイガス還元装置を備えるとともに上記触媒暖気制御を実行する内燃機関においては、触媒暖気制御の実行中に機関本体から吸気通路にブローバイガスが供給された場合、次のようなことが問題となる。すなわち、触媒が排気を十分に浄化することのできない状態にあるにもかかわらず、ブローバイガスの供給にともない燃焼室から排出される排気中の炭化水素(HC)の量が多くなるため、エミッションの悪化をまねくようになる。   By the way, in the internal combustion engine that includes the blow-by gas reduction device and executes the catalyst warm-up control, when blow-by gas is supplied from the engine body to the intake passage during the catalyst warm-up control, the following problems are posed. Become. That is, the amount of hydrocarbons (HC) in the exhaust discharged from the combustion chamber increases with the supply of blow-by gas even though the catalyst cannot sufficiently purify the exhaust. It becomes worse.

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、触媒暖気中のエミッションの悪化を抑制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 suppress deterioration of emissions during catalyst warm-up.

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、触媒暖気を行う内燃機関について、機関本体から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ものであって、機関運転状態に基づいて前記換気制御弁の開度を操作する内燃機関のブローバイガス還元装置において、機関運転状態が運転状態Aにあり且つ前記触媒暖気の完了のときの前記換気制御弁の開度を開度B1とし、機関運転状態が前記運転状態Aにあり且つ前記触媒暖気の実行中のときの前記換気制御弁の開度を開度B2として、この開度B2が前記開度B1よりも小さく設定されることを要旨としている。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to claim 1 adjusts the amount of blow-by gas supplied from the engine body to the intake passage by an electric ventilation control valve for an internal combustion engine that performs catalyst warm-up, and is based on the operating state of the engine. In the blow-by gas reduction device for an internal combustion engine that operates the opening degree of the ventilation control valve, the opening degree of the ventilation control valve when the engine operating state is in the operating state A and the catalyst warm-up is completed is set as the opening degree B1. The opening degree of the ventilation control valve when the operating state is the operating state A and the catalyst warm-up is being executed is defined as the opening degree B2, and the opening degree B2 is set to be smaller than the opening degree B1. It is said.

この発明では、触媒暖気が実行されるときの換気制御弁の開度を触媒暖気が完了したときの換気制御弁の開度よりも小さく設定することにより、触媒暖気中において燃焼室に供給されるブローバイガスの量が少なくなるようにしている。従って、触媒暖気中のエミッションの悪化を抑制することができるようになる。   In this invention, the opening degree of the ventilation control valve when the catalyst warm-up is executed is set smaller than the opening degree of the ventilation control valve when the catalyst warm-up is completed, so that the catalyst is supplied to the combustion chamber during the catalyst warm-up. The amount of blow-by gas is reduced. Accordingly, it is possible to suppress the deterioration of the emission during the warming up of the catalyst.

本発明の内燃機関のブローバイガス還元装置を具体化した一実施形態について、同機関の構成を模式的に示す構成図。The block diagram which shows typically the structure of the engine about one Embodiment which actualized the blow-by gas reduction apparatus of the internal combustion engine of this invention. 同実施形態の電子制御装置により実行される「触媒暖気時PCV要求量設定処理」について、その処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence about "PCV request | requirement amount setting process at the time of a catalyst warm-up" performed by the electronic controller of the embodiment.

図1及び図2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一実施形態について説明する。
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エンジン本体20と、外部の空気をエンジン本体20の燃焼室31に供給する吸気装置40と、エンジン本体20からの排気を外部に送り出す排気装置50と、エンジン本体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70と、これら装置を統括的に制御する電子制御装置80とを備えている。
1 and 2, an 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.
As shown in FIG. 1, the engine 10 includes an engine body 20 that obtains power through combustion of a mixture of air and fuel, an intake device 40 that supplies external air to the combustion chamber 31 of the engine body 20, and an engine body. An exhaust device 50 that sends exhaust from the engine 20 to the outside, an electronically controlled blow-by gas reduction device 70 that supplies blow-by gas generated in the engine body 20 to the intake device 40, and electronic control that comprehensively controls these devices Device 80.

エンジン本体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 engine body 20 is provided with a cylinder block 21 that burns an air-fuel mixture of fuel injected through the injector 27 and air supplied through the intake device 40 in the combustion chamber 31. A crankcase 22 that supports the crankshaft 26 in cooperation with the cylinder block 21 is attached to the lower portion of the cylinder block 21. An oil pan 23 for storing lubricating oil supplied to each part of the engine 10 is attached to the lower portion of the crankcase 22. A cylinder head 24 on which valve system components are arranged is attached to the upper part of the cylinder block 21. A head cover 25 is attached to the upper portion of the cylinder head 24 to suppress the splashing of the lubricating oil to the outside due to the driving of the valve system components.

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 crank chamber 32 for accommodating the crankshaft 26 is formed inside the cylinder block 21 and the crankcase 22. Inside the cylinder head 24 and the head cover 25, a valve operating chamber 33 is formed to accommodate valve operating parts. The crank chamber 32 and the valve operating chamber 33 are connected to each other by a communication chamber 34 formed inside the cylinder block 21.

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、吸気をエンジン本体20に送り込む吸気通路49が形成されている。吸気通路49においてスロットルバルブ42の下流には、燃焼室31内にてタンブル流を発生させる気流制御弁61が設けられている。   The intake device 40 is provided with a throttle body 41 that accommodates a throttle valve 42 that adjusts the flow rate of air (hereinafter referred to as “intake”) taken into the device from the outside. An air cleaner 43 that removes foreign matter in the intake air is provided on the upstream side of the throttle body 41. An air intake 44 that takes in outside air into the apparatus is provided at the inlet of the air cleaner 43. An intake hose 45 is provided between the inlet of the throttle body 41 and the outlet of the air cleaner 43 to connect them. An intake manifold 46 is provided on the downstream side of the throttle body 41 to supply intake air that has passed through the throttle body 41 to each intake port of the cylinder head 24. The intake manifold 46 is provided with a surge tank 47 that retains intake air that has passed through the throttle body 41, and a plurality of sub-pipes 48 that supply intake air in the tank 47 to each intake port of the cylinder head 24. That is, in the intake device 40, the intake air is supplied to the engine body through the passage in the air intake 44, the passage in the air cleaner 43, the passage in the intake hose 45, the passage in the throttle body 41, and the passage in the intake manifold 46. An intake passage 49 is formed to be fed into the vehicle 20. An air flow control valve 61 that generates a tumble flow in the combustion chamber 31 is provided downstream of the throttle valve 42 in the intake passage 49.

排気装置50には、シリンダヘッド24の各エキゾーストポートから排出された排気をまとめるエキゾーストマニホールド51が設けられている。エキゾーストマニホールド51からの排気は排気通路52を介して外部に送り出される。排気通路52にはHCをはじめとする排気中の有害物質の浄化を行う排気触媒53と、排気触媒53上流に二次空気を供給する二次空気導入装置62が設けられている。   The exhaust device 50 is provided with an exhaust manifold 51 that collects exhaust exhausted from the exhaust ports of the cylinder head 24. Exhaust gas from the exhaust manifold 51 is sent to the outside through the exhaust passage 52. The exhaust passage 52 is provided with an exhaust catalyst 53 for purifying harmful substances in exhaust gas such as HC, and a secondary air introduction device 62 for supplying secondary air upstream of the exhaust catalyst 53.

ブローバイガス還元装置70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、及びエンジン本体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70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 gas reduction device 70 has a function of supplying blow-by gas flowing out from the combustion chamber 31 to the crank chamber 32 to the intake device 40 and a function of supplying intake air purified by the air cleaner 43 from the intake device 40 to the valve operating chamber 33. And it is comprised as an apparatus provided with the function which adjusts the quantity of blowby gas supplied to the intake device 40 from the engine main body 20. FIG. Specifically, the engine 10 is provided with the following components as elements constituting the reduction device 70.

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71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72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71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73が設けられている。また、第1換気配管71におけるオイルセパレータ73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74が設けられている。このPCVバルブ74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74の弁体は、アクチュエータ75により駆動される。ここでは、アクチュエータ75としてステッピングモータが用いられている。   That is, a first ventilation pipe 71 is provided between the cylinder block 21 and the surge tank 47 as a passage for supplying blow-by gas from the crank chamber 32 to the surge tank 47. A second ventilation pipe 72 is provided between the intake hose 45 and the head cover 25 as a passage for supplying intake air from the intake passage 49 to the valve operating chamber 33. An oil separator 73 that separates oil contained in the blow-by gas from the gas is provided at the connection portion of the first ventilation pipe 71 on the cylinder block 21. Further, an opening on the oil separator 73 side in the first ventilation pipe 71 is an electronic control valve that adjusts the flow rate of the mixed gas of the blowby gas and the intake gas (hereinafter, “PCV gas”) mixed in the crank chamber 32. PCV valve 74 is provided. The PCV valve 74 is attached to the surface of the cylinder block 21. The valve body of the valve 74 is driven by an actuator 75. Here, a stepping motor is used as the actuator 75.

ブローバイガス還元装置70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73及びPCVバルブ74及び第1換気配管71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72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73及びPCVバルブ74及び第1換気配管71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72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、同一の機関運転状態のもとでは、PCVバルブ74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71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71を流れるPCVガスの流量は増大する。
The gas flow by the blow-by gas reduction device 70 is shown below.
When the engine is under low load, the negative pressure on the downstream side of the throttle valve 42 is large, so that blow-by gas flows from the crank chamber 32 to the surge tank 47 via the oil separator 73, the PCV valve 74, and the first ventilation pipe 71. Become. At this time, intake air flows into the valve operating chamber 33 from the intake hose 45 through the second ventilation pipe 72. On the other hand, since the pressure in the crank chamber 32 and the valve operating chamber 33 is high at a high engine load, blow-by gas flows from the crank chamber 32 into the surge tank 47 via the oil separator 73, the PCV valve 74, and the first ventilation pipe 71. At the same time, blow-by gas flows from the valve operating chamber 33 to the intake hose 45 via the second ventilation pipe 72. Note that, under the same engine operating state, the opening of the PCV valve 74 (hereinafter referred to as “ventilation opening VB”) increases, that is, the passage area of the inlet of the first ventilation pipe 71 increases. Accordingly, the flow rate of the PCV gas flowing through the first ventilation pipe 71 increases.

さて電子制御装置80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81及びエアフロメータ82及びスロットルポジションセンサ83及び触媒温度センサ84等が接続されている。クランクポジションセンサ81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80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82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72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80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83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。触媒温度センサ84は、排気触媒53上に設けられて、同触媒53の温度(以下、「触媒温度TS」)に応じた信号を出力する。   The electronic control unit 80 is connected to a crank position sensor 81, an air flow meter 82, a throttle position sensor 83, a catalyst temperature sensor 84, and the like as various sensors for assisting the control. The crank position sensor 81 is provided in the vicinity of the crankshaft 26 and outputs a signal corresponding to the rotation angle of the shaft 26. The electronic control unit 80 calculates the rotational speed of the crankshaft 26 (hereinafter, “engine rotational speed NE”) based on this signal. The air flow meter 82 is provided upstream of the throttle valve 42 and the opening of the second ventilation pipe 72 in the intake passage 49, and outputs a signal corresponding to the mass flow rate of the intake air flowing through the intake passage 49. The electronic control unit 80 calculates the amount of intake air (hereinafter referred to as “intake amount GA”) supplied to the combustion chamber 31 based on this signal. The throttle position sensor 83 is provided in the vicinity of the throttle valve 42 and outputs a signal corresponding to the opening of the valve 42 (hereinafter referred to as “throttle opening VT”). The catalyst temperature sensor 84 is provided on the exhaust catalyst 53 and outputs a signal corresponding to the temperature of the catalyst 53 (hereinafter, “catalyst temperature TS”).

電子制御装置80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及び触媒暖気制御等の各種制御を行う。   The electronic control unit 80 performs various controls such as throttle control, injection control, ventilation control, and catalyst warm-up control after grasping the driver's request and engine operating state based on the detection results of the sensors.

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」)を調整するとともに、エンジン10の冷間始動時に噴射量QIを増量補正することにより始動性を向上させる。また換気制御では、PCVバルブ74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。また触媒暖気制御では、触媒温度TSが判定値(以下、「判定値TX」)よりも低い旨判定されるときに気流制御弁61及び二次空気導入装置62を駆動することにより、排気触媒53の暖気を促進する。なお、上記判定値TXは排気触媒53が排気を十分に浄化することのできる活性状態にあるか否かを判定するための値として、試験等を通じて予め設定される。また、エンジン10の始動後において多くの場合には、冷間始動にともなう噴射量QIの増量と触媒暖気制御とが平行して行われる状態が生じる。   In the throttle control, the intake air amount GA is adjusted by changing the throttle opening VT by operating the throttle valve 42. In the injection control, the fuel injection amount (hereinafter referred to as “injection amount QI”) is adjusted by changing the valve opening time by operating the injector 27, and the injection amount QI is increased and corrected when the engine 10 is cold started. Improve startability. In the ventilation control, the PCV gas flow rate (hereinafter referred to as “PCV flow rate GB”) is adjusted by changing the ventilation opening degree VB by operating the PCV valve 74. Further, in the catalyst warm-up control, when it is determined that the catalyst temperature TS is lower than a determination value (hereinafter referred to as “determination value TX”), the exhaust catalyst 53 is driven by driving the air flow control valve 61 and the secondary air introduction device 62. Promotes warmth. The determination value TX is set in advance through a test or the like as a value for determining whether or not the exhaust catalyst 53 is in an active state that can sufficiently purify the exhaust gas. In many cases after the engine 10 is started, there is a state in which the increase in the injection amount QI accompanying the cold start and the catalyst warm-up control are performed in parallel.

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L及び機関回転速度NEに基づいてPCV流量GBの要求量(以下、「PCV要求量GBT」)を設定し、実際のPCV流量GBがこの要求量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74のアクチュエータ75を制御する。なお、機関負荷L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 amount of PCV flow rate GB (hereinafter referred to as “PCV required amount GBT”) is set based on the engine load L and the engine speed NE, and the actual PCV flow rate GB is maintained at this required amount GBT. Is set as a required value (hereinafter referred to as “opening required value VBT”), and the actual ventilation opening VB (hereinafter referred to as “opening actual value VBR”) is maintained at this required value VBT. Therefore, the actuator 75 of the PCV valve 74 is controlled. The engine load L is, for example, the ratio of the actual intake amount GA to the maximum value of the intake amount GA that can be supplied to the combustion chamber 31 at that time, or the injection amount QI with respect to the maximum value of the injection amount QI of the injector 27. The ratio of the actual value (required value of the injection amount QI) can be grasped as an index.

ちなみに、PCV要求量GBTは上述のように、機関運転状態を示す機関負荷L及び機関回転速度NEに基づいて算出されるものであり、PCV要求量GBTを算出するための基礎となるパラメータには触媒暖気制御の実行条件と直接的に関連するもの(ここでは触媒温度TS)は含まれていない。このことは換言すれば、PCV要求量GBTを算出するうえで直接的に関連する機関運転状態(機関負荷L及び機関回転速度NE)について、そのうちの一つを例えば機関運転状態Xとしたとき、エンジン10においては、この運転状態Xにあるときに触媒暖気制御が実行される場合と、この運転状態Xにあるときに触媒暖気制御が実行されない場合とのいずれもがその運転状態として生じ得ることを意味している。   Incidentally, as described above, the PCV required amount GBT is calculated based on the engine load L indicating the engine operating state and the engine rotational speed NE, and the parameters serving as the basis for calculating the PCV required amount GBT are as follows. Those directly related to the catalyst warm-up control execution conditions (here, the catalyst temperature TS) are not included. In other words, when the engine operating state (engine load L and engine speed NE) directly related to the calculation of the PCV required amount GBT is one of the engine operating states X, for example, In the engine 10, both the case where the catalyst warm-up control is executed when in the operating state X and the case where the catalyst warm-up control is not executed when in the operating state X can occur as the operating state. Means.

ところで、上述した構成のブローバイガス還元装置70を備えるとともに上記触媒暖気制御を実行するエンジン10において、触媒暖気制御の実行中にエンジン本体20から吸気通路49にブローバイガスが供給されたときにはエミッションの悪化をまねくことが確認されている。すなわち、触媒暖気制御中のように排気触媒53が排気を十分に浄化することのできる活性状態にないときにエンジン本体20から吸気通路49にブローバイガスが供給されたときには、燃焼室から排出されるHCの量が多くなる。そして、暖気が完了していない排気触媒53ではHCを良好に処理することができないため、これに起因してエミッションが悪化する。   Incidentally, in the engine 10 that includes the blow-by gas reduction device 70 having the above-described configuration and performs the catalyst warm-up control, when blow-by gas is supplied from the engine body 20 to the intake passage 49 during the catalyst warm-up control, the emission deteriorates. Has been confirmed. That is, when blow-by gas is supplied from the engine body 20 to the intake passage 49 when the exhaust catalyst 53 is not in an active state capable of sufficiently purifying exhaust gas as in the catalyst warm-up control, it is discharged from the combustion chamber. The amount of HC increases. Further, since the exhaust catalyst 53 that has not been warmed up cannot treat HC satisfactorily, the emission deteriorates due to this.

そこで本実施形態のブローバイガス還元装置70においては、エンジン本体20から吸気通路49に供給するPCVガス(ブローバイガス)の量について、これを触媒暖気制御の実行中においては同制御が完了したときよりも少なくすることにより、触媒暖気制御の実行中において燃焼室31に供給されるブローバイガスの量を少なくなるようにしている。すなわち、機関負荷L及び機関回転速度NEがそれぞれ機関負荷L1及び機関回転速度NE1にあり且つ触媒暖気制御が完了しているとき、PCV要求量GBTとして要求量GBT1を設定し、これにともないPCVバルブ74の開度要求値VBTを要求値VBT1に設定する。一方、機関負荷L及び機関回転速度NEが同じく機関負荷L1及び機関回転速度NE1にあり且つ触媒暖気制御の実行中のとき、PCV要求量GBTとして要求量GBT1よりも小さい要求量GBT2を設定し、これにともないPCVバルブ74の開度要求値VBTを要求値VBT1よりも小さい要求値VBT2に設定する。   Therefore, in the blow-by gas reduction device 70 of the present embodiment, the amount of PCV gas (blow-by gas) supplied from the engine body 20 to the intake passage 49 is determined when the control is completed during the catalyst warm-up control. By reducing the amount, the amount of blow-by gas supplied to the combustion chamber 31 during execution of the catalyst warm-up control is reduced. That is, when the engine load L and the engine rotation speed NE are at the engine load L1 and the engine rotation speed NE1, respectively, and the catalyst warm-up control is completed, the request amount GBT1 is set as the PCV request amount GBT, and the PCV valve is accordingly generated. The required opening degree value VBT of 74 is set to the required value VBT1. On the other hand, when the engine load L and the engine rotation speed NE are also at the engine load L1 and the engine rotation speed NE1 and the catalyst warm-up control is being executed, a request amount GBT2 smaller than the request amount GBT1 is set as the PCV request amount GBT. Accordingly, the required opening value VBT of the PCV valve 74 is set to a required value VBT2 smaller than the required value VBT1.

そして、こうしたPCV要求量GBTの設定を通じて、排気触媒53が排気を十分に浄化することのできない状態にある旨推定される状況下において、吸気通路49へのブローバイガスの供給量が少なくされることにより、触媒暖気制御の実行中におけるエミッションの悪化が抑制されるようになる。   In addition, through the setting of the PCV required amount GBT, the amount of blow-by gas supplied to the intake passage 49 is reduced under a situation where it is estimated that the exhaust catalyst 53 cannot sufficiently purify the exhaust gas. As a result, the deterioration of the emission during the execution of the catalyst warm-up control is suppressed.

図2を参照して、以上にて説明したPCVバルブ74の制御に関する具体的な処理手順を定めた「触媒暖気時PCV要求量設定処理」について、その内容を説明する。なお同処理は、エンジン10の運転中において電子制御装置80により所定の制御周期毎に繰り返し実行される。   With reference to FIG. 2, the content of the “catalyst warm-up PCV request amount setting process” that defines a specific processing procedure related to the control of the PCV valve 74 described above will be described. This process is repeatedly executed at predetermined control intervals by the electronic control unit 80 during operation of the engine 10.

当該処理では、まずステップS110において触媒暖気制御の実行中であるか否かを判定する。ここでは、触媒暖機制御の実行中であることを確認するため、二次空気導入装置62の駆動中、且つ気流制御弁61の駆動中であることを条件としている。すなわち同条件が成立していることに基づいて、触媒暖気制御の実行中である旨判定するようにしている。   In this process, it is first determined in step S110 whether or not catalyst warm-up control is being executed. Here, in order to confirm that the catalyst warm-up control is being executed, the condition is that the secondary air introduction device 62 is being driven and the airflow control valve 61 is being driven. That is, it is determined that the catalyst warm-up control is being executed based on the fact that the same condition is satisfied.

そして、触媒暖気制御の実行中である旨判定したときには、次のステップS120において、そのときの機関運転状態としての機関負荷L及び機関回転速度NEに対応するPCV要求量よりも小さい値を換気制御のためのPCV要求量GBTとして設定する。具体的には、燃焼室31からクランク室32に流れ出るブローバイガスの量と同量のブローバイガスを含むと見込まれるPCVガス流量GBXについて、これを換気制御のためのPCV要求量GBTとして設定する。なお、PCVガス流量GBXは試験等を通じて予め設定され、これが電子制御装置80に記憶されている。ここで、こうしたPCVガスの流量GBXの設定態様としては、燃焼室31からクランク室32に流れ出るブローバイガスの量を機関運転状態毎に把握し、この把握したブローバイガスの量に基づいて機関運転状態毎のPCVガス流量GBXを設定するものが挙げられる。   When it is determined that the catalyst warm-up control is being executed, in the next step S120, a value smaller than the PCV required amount corresponding to the engine load L and the engine speed NE as the engine operating state at that time is set to the ventilation control. Is set as the PCV request amount GBT for. Specifically, the PCV gas flow rate GBX that is expected to contain the same amount of blowby gas that flows from the combustion chamber 31 to the crank chamber 32 is set as the PCV required amount GBT for ventilation control. The PCV gas flow rate GBX is set in advance through a test or the like and stored in the electronic control unit 80. Here, as a setting mode of the flow rate GBX of the PCV gas, the amount of blow-by gas flowing out from the combustion chamber 31 to the crank chamber 32 is grasped for each engine operation state, and the engine operation state is based on the grasped amount of blow-by gas. The thing which sets every PCV gas flow rate GBX is mentioned.

すなわち、ステップS120の処理によれば、そのときの機関負荷L及び機関回転速度NEに対応するPCV要求量を要求量GBTAとし、またこの要求量GBTAに対応する開度要求値VBTを要求値VBTAとしたとき、換気制御のために設定されるPCV要求量としては、この要求量GBTAよりも所定量△GBTだけ小さい要求量GBTBが設定され、また開度要求値VBTは上記要求値VBTAよりも小さい要求値VBTBに設定される。   That is, according to the processing of step S120, the PCV required amount corresponding to the engine load L and the engine speed NE at that time is set as the required amount GBTA, and the opening required value VBT corresponding to the required amount GBTA is set as the required value VBTA. As a PCV required amount set for ventilation control, a required amount GBTB smaller than the required amount GBTA by a predetermined amount ΔGBT is set, and the opening required value VBT is smaller than the required value VBTA. A small required value VBTB is set.

上記所定量△GBTは、上述したように機関運転状態毎に予め設定されていることにより、そのときどきの機関負荷L及び機関回転速度NEに応じて異なる値が算出される。なお、所定量△GBTの設定態様としては、こうした機関負荷L及び機関回転速度NEに基づいて可変とする態様に代えて予め設定した固定の値を採用することもできる。   Since the predetermined amount ΔGBT is set in advance for each engine operating state as described above, a different value is calculated according to the engine load L and the engine speed NE at that time. In addition, as a setting mode of the predetermined amount ΔGBT, a fixed value set in advance can be adopted instead of a mode in which the predetermined amount ΔGBT is made variable based on the engine load L and the engine speed NE.

次のステップS130では、触媒暖気制御が完了したか否かを判定する。ここでは、二次空気導入装置62及び気流制御弁61の駆動が停止していることに基づいて、触媒暖気が完了した旨判定する。触媒暖気の継続中である旨判定したときには、触媒暖気が完了するまではPCV要求量GBTを機関負荷L及び機関回転速度NEに応じた値よりも小さく設定する処理を継続する。   In the next step S130, it is determined whether or not the catalyst warm-up control has been completed. Here, based on the fact that the driving of the secondary air introduction device 62 and the airflow control valve 61 is stopped, it is determined that the catalyst warm-up has been completed. When it is determined that the catalyst warm-up is being continued, the process of setting the PCV request amount GBT to be smaller than the values corresponding to the engine load L and the engine speed NE is continued until the catalyst warm-up is completed.

一方、触媒暖気が完了した旨判定したとき、次のステップS140にて、上記のPCV要求量GBTを機関負荷L及び機関回転速度NEに応じた値よりも小さく設定する処理を解除する。そして、以降はそのときどきの機関負荷L及び機関回転速度NEに応じて算出されるPCV要求量GBTを換気制御に用いる。これにより、換気制御においては同PCV要求量GBTに基づくPCVバルブ74の制御が行われる。   On the other hand, when it is determined that the catalyst warm-up has been completed, in the next step S140, the processing for setting the PCV request amount GBT to be smaller than the values corresponding to the engine load L and the engine speed NE is canceled. Thereafter, the PCV required amount GBT calculated according to the engine load L and the engine speed NE at that time is used for ventilation control. Thus, in the ventilation control, the PCV valve 74 is controlled based on the PCV required amount GBT.

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、機関負荷L及び機関回転速度NEがそれぞれ機関負荷L1及び機関回転速度NE1にあり且つ触媒暖気制御が完了したとき、換気開度VBを要求値VBT1とし、機関負荷L及び機関回転速度NEが同じく機関負荷L1及び機関回転速度NE1にあり且つ触媒暖気制御の実行中のとき、換気開度VBを要求値VBT2として、この要求値VBT2が要求値VBT1よりも小さく設定するようにしている。
According to the blow-by gas reduction device of the present embodiment, the following effects can be achieved.
(1) In this embodiment, when the engine load L and the engine rotational speed NE are at the engine load L1 and the engine rotational speed NE1, respectively, and the catalyst warm-up control is completed, the ventilation opening degree VB is set to the required value VBT1, and the engine load L When the engine rotational speed NE is also at the engine load L1 and the engine rotational speed NE1 and the catalyst warm-up control is being executed, the ventilation opening VB is set as the required value VBT2, and the required value VBT2 is set smaller than the required value VBT1. Like that.

これにより、触媒暖気制御の実行中において燃焼室31に供給されるブローバイガスの量が少なくなるようにしている。すなわち、排気触媒53が排気を十分に浄化することのできる活性状態にないと推定される状況下において、エンジン本体20から吸気通路49へのブローバイガス供給量を少なくなるようにしている。従って、触媒暖気制御の実行中にエミッションが悪化することを抑制することができるようになる。   Thus, the amount of blow-by gas supplied to the combustion chamber 31 during the execution of the catalyst warm-up control is reduced. That is, the amount of blow-by gas supplied from the engine body 20 to the intake passage 49 is reduced under a situation where it is estimated that the exhaust catalyst 53 is not in an active state that can sufficiently purify the exhaust gas. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the emission during the execution of the catalyst warm-up control.

(2)また、触媒暖気制御の実行中において以上のようにPCVバルブ74の換気開度VBを小さく設定していることにより、同制御の実行中のアイドル運転時においてスロットルバルブ42下流の吸気通路49内の負圧を増大させることができるようになる。これにより、触媒暖気制御の実行中に負圧を増大させる装置(いわゆるエゼクタ)を備えなくともスロットルバルブ42下流の負圧を十分に確保することができるようになる。   (2) Since the ventilation opening VB of the PCV valve 74 is set to be small as described above during execution of the catalyst warm-up control, the intake passage downstream of the throttle valve 42 during idle operation during the execution of the control. The negative pressure in 49 can be increased. As a result, a sufficient negative pressure downstream of the throttle valve 42 can be secured without a device (so-called ejector) that increases the negative pressure during the catalyst warm-up control.

(3)また、触媒暖気制御の実行中においては、噴射制御による噴射量QIの増量補正が行われていることが多いため、これに起因して燃焼室から排出されるHCの量はより増加しやすい状態にある。これに対して本実施形態では、触媒暖気制御の実行中においてPCVバルブ74の換気開度VBを小さく設定しているため、上記のように触媒暖気中に噴射量QIの増量補正が行われる場合であれ、排気触媒53に流れ込むHCの絶対量を低減することができるようになる。   (3) Further, during the execution of the catalyst warm-up control, the increase in the injection amount QI by the injection control is often performed, and as a result, the amount of HC discharged from the combustion chamber further increases. It is easy to do. On the other hand, in this embodiment, since the ventilation opening degree VB of the PCV valve 74 is set small during the execution of the catalyst warm-up control, the increase in the injection amount QI is corrected during the catalyst warm-up as described above. Even so, the absolute amount of HC flowing into the exhaust catalyst 53 can be reduced.

(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.

・上記実施形態では、二次空気導入装置62及び気流制御弁61が駆動中であることに基づいて触媒暖気制御中であると判定するようにしたが、触媒暖気制御の実行中か否かを判定する方法はこれに限られるものではない。例えば、触媒暖気の実行要求が設定されていること(触媒温度TSが判定値TXよりも低いこと)に基づいて、触媒暖気制御の実行中である旨判定することもできる。   In the above embodiment, it is determined that the catalyst warm-up control is being performed based on the fact that the secondary air introduction device 62 and the airflow control valve 61 are being driven. The determination method is not limited to this. For example, it is possible to determine that the catalyst warm-up control is being executed based on the fact that the catalyst warm-up execution request is set (the catalyst temperature TS is lower than the determination value TX).

・上記実施形態では、二次空気導入装置62及び気流制御弁61が停止することに基づいて触媒暖気制御が完了したと判定するようにしたが、触媒暖気制御が完了したか否かを判定する方法はこれに限られるものではない。例えば、触媒暖気の実行要求が解除されていること(触媒温度TSが判定値TXよりも高いこと)に基づいて、触媒暖気制御が完了した旨判定することもできる。   In the above embodiment, it is determined that the catalyst warm-up control has been completed based on the secondary air introduction device 62 and the airflow control valve 61 being stopped, but it is determined whether the catalyst warm-up control has been completed. The method is not limited to this. For example, it can be determined that the catalyst warm-up control has been completed based on the cancellation of the catalyst warm-up execution request (the catalyst temperature TS being higher than the determination value TX).

・上記実施形態では、触媒暖気制御として二次空気導入装置62の駆動及び気流制御弁61の駆動を併せて行うものを採用したが、触媒暖気制御の内容はこれに限られるものではない。例えば、二次空気導入装置62もしくは気流制御弁61の一方を省略し、他方の装置のみを駆動させて実行する触媒暖気制御を採用することもできる。   In the above embodiment, the catalyst warm-up control is performed by driving the secondary air introduction device 62 and the airflow control valve 61 together. However, the contents of the catalyst warm-up control are not limited to this. For example, it is also possible to employ catalyst warm-up control in which one of the secondary air introduction device 62 or the airflow control valve 61 is omitted and only the other device is driven.

・上記実施形態では、触媒暖気制御の実行中である旨判定したときにはPCVガス流量GBXをPCV要求量GBTとして設定するようにしたが、触媒暖気制御の実行中のPCV要求量GBTの設定態様はこれに限られるものではない。すなわち、触媒暖気制御の実行中のPCV要求量GBTとしては機関負荷L及び機関回転速度NEに対応した値よりも小さいものであれば、この範囲内にて適宜の値を設定することが許容される。例えば、PCV要求量GBTとして「0」を設定し、触媒暖気制御の実行中においてはPCVバルブ74を閉弁状態に維持することもできる。またあるいは、機関負荷L及び機関回転速度NEに対応したPCV要求量GBTについて、これを一定量だけ減少側に補正したものを触媒暖気制御の実行中のPCV要求量GBTとして設定することもできる。   In the above embodiment, when it is determined that the catalyst warm-up control is being performed, the PCV gas flow rate GBX is set as the PCV request amount GBT. However, the setting mode of the PCV request amount GBT during the catalyst warm-up control is It is not limited to this. That is, if the PCV required amount GBT during the catalyst warm-up control is smaller than the values corresponding to the engine load L and the engine speed NE, it is allowed to set an appropriate value within this range. The For example, “0” may be set as the PCV request amount GBT, and the PCV valve 74 may be kept closed during the catalyst warm-up control. Alternatively, the PCV required amount GBT corresponding to the engine load L and the engine rotational speed NE, which is corrected to a decrease by a certain amount, can be set as the PCV required amount GBT during execution of the catalyst warm-up control.

・上記実施形態では、第1換気配管71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71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71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、エンジン本体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71の構成は適宜変更することができる。   In the above embodiment, the first ventilation pipe 71 connecting the crank chamber 32 and the surge tank 47 is used, but the configuration of the first ventilation pipe 71 is not limited to this. For example, what connects the valve operating chamber 33 and the surge tank 47 as the 1st ventilation piping 71 can also be provided. In short, if the blow-by gas of the engine body 20 is supplied to the downstream side of the throttle valve 42, the configuration of the first ventilation pipe 71 can be changed as appropriate.

・上記実施形態では、第2換気配管72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72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72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上流側からエンジン本体20に吸気を供給するものであれば、第2換気配管72の構成は適宜変更することができる。   In the above embodiment, the second ventilation pipe 72 that connects the valve operating chamber 33 and the intake hose 45 is used, but the configuration of the second ventilation pipe 72 is not limited to this. For example, what connects the intake hose 45 and the crank chamber 32 as the 2nd ventilation piping 72 can also be provided. In short, if the intake air is supplied to the engine body 20 from the upstream side of the throttle valve 42, the configuration of the second ventilation pipe 72 can be changed as appropriate.

・上記実施形態では、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70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 the above embodiment, the engine 10 is assumed to be of the port injection type, but the present invention can be similarly applied to the cylinder injection type. Further, the configuration as the blow-by gas reduction device 70 is not limited to the configuration exemplified in each embodiment. In short, with regard to the blow-by gas reduction device having an electric PCV valve, the present invention can be applied to any engine as long as it is an internal combustion engine equipped with the same. It is possible to achieve the effects.

10…エンジン、20…エンジン本体、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…排気装置、51…エキゾーストマニホールド、52…排気通路、53…排気触媒、61…気流制御弁、62…二次空気導入装置、70…ブローバイガス還元装置、71…第1換気配管、72…第2換気配管、73…オイルセパレータ、74…PCVバルブ(換気制御弁)、75…アクチュエータ、80…電子制御装置、81…クランクポジションセンサ、82…エアフロメータ、83…スロットルポジションセンサ、84…触媒温度センサ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine, 20 ... Engine main body, 21 ... Cylinder block, 22 ... Crank case, 23 ... Oil pan, 24 ... Cylinder head, 25 ... Head cover, 26 ... Crankshaft, 27 ... Injector, 31 ... Combustion chamber, 32 ... Crank , 33 ... Valve operating chamber, 34 ... Communication chamber, 40 ... Intake device, 41 ... Throttle body, 42 ... Throttle valve, 43 ... Air cleaner, 44 ... Air intake, 45 ... Intake hose, 46 ... Intake manifold, 47 ... Surge Tank, 48 ... sub pipe, 49 ... intake passage, 50 ... exhaust device, 51 ... exhaust manifold, 52 ... exhaust passage, 53 ... exhaust catalyst, 61 ... air flow control valve, 62 ... secondary air introduction device, 70 ... blow-by gas reduction 71, first ventilation pipe, 72 ... second ventilation pipe, 73 ... oil set Regulator, 74 ... PCV valve (ventilation control valve), 75 ... actuator, 80 ... electronic control unit, 81 ... crank position sensor, 82 ... flow meter, 83 ... throttle position sensor, 84 ... catalyst temperature sensor.

Claims (1)

触媒暖気を行う内燃機関について、機関本体から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ものであって、機関運転状態に基づいて前記換気制御弁の開度を操作する内燃機関のブローバイガス還元装置において、
機関運転状態が運転状態Aにあり且つ前記触媒暖気の完了のときの前記換気制御弁の開度を開度B1とし、機関運転状態が前記運転状態Aにあり且つ前記触媒暖気の実行中のときの前記換気制御弁の開度を開度B2として、この開度B2が前記開度B1よりも小さく設定される
ことを特徴とする内燃機関のブローバイガス還元装置。
For an internal combustion engine that performs catalyst warm-up, the amount of blow-by gas supplied from the engine body to the intake passage is adjusted by an electric ventilation control valve, and the opening degree of the ventilation control valve is operated based on the engine operating state In a blow-by gas reduction device for an internal combustion engine,
When the engine operation state is the operation state A and the opening degree of the ventilation control valve when the catalyst warm-up is completed is the opening degree B1, the engine operation state is the operation state A and the catalyst warm-up is being executed. An opening degree of the ventilation control valve is set as an opening degree B2, and the opening degree B2 is set smaller than the opening degree B1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017101591A (en) * 2015-12-01 2017-06-08 マツダ株式会社 Blow-by gas recirculation device

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