JP2010185426A - ブローバイガス還元装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の排気通路に配設された触媒装置の温度上昇が促進され、排気性状の悪化を抑制しうるブローバイガス還元装置を提供すること。
【解決手段】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は、エンジン１０が始動したこと、及び、油温センサ７４によって検知された油温が吸気温センサ７６により検知された吸気温度を超えたことを条件として、吸気通路４９にブローバイガスを強制的に還元すべく、ＰＣＶバルブ６３を所定のＰＣＶ開度ＴＢで開放する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブローバイガス還元装置に関し、詳しくは、触媒装置の暖気機能を有するブローバイガス還元装置に関する。

自動車等の車両には、その内燃機関の排気通路に内燃機関の排気を浄化するための触媒装置が配設されているものが存在する（例えば、特許文献１参照）。
このような車両では、長時間時間停車後に内燃機関を始動させるときは勿論のこと、信号待ちで短時間の停車をするときに内燃機関を自動的に停止させるアイドリングストップ機能を有する車両等、内燃機関の始動及び停止が自動的に行われる場合では、内燃機関の運転が自動的に停止されると、その間に内燃機関の排気を浄化する触媒装置の温度が低下し、排気浄化触媒の活性温度を下回ることがある。その状態において、停止されていた内燃機関が始動されると、触媒装置の温度が活性温度に達して排気を十分に浄化可能となるまでに長時間を要し、所謂コールドＨＣが排出されてしまう等の排気性状の悪化を招く可能性がある。

また、内燃機関とモータとにより車両走行用の動力を得ているハイブリット車両では、発進時等の車両速度が低いときはモータにより駆動され、速度が高くなるとモータ及び内燃機関により駆動される、或いは、モータを停止して内燃機関のみにより駆動されるという特徴がある（例えば、特許文献２参照）。

このようなハイブリット車両では、発進時や信号待ちで短時間の停車をするときには、バッテリの電源が低下していない限りモータのみにより駆動されるので、原理的に排気性状の悪化を招くことがない。

特開平１１−０９３７２７号公報 特開２００５−１６３７１８号公報

ところが、このようなハイブリット車両であっても、内燃機関の運転が自動的に停止され、モータのみの走行となる場合では、その間に触媒装置の温度が低下し、排気浄化触媒の活性温度を下回ることが考えられる。このため、上述した内燃機関のみで車両走行用の動力を得ている通常の車両と同様に、再度内燃機関が始動した際、触媒装置の温度が活性温度に達して排気を十分に浄化できるまでにある程度の時間を要し、排気性状の悪化を招く問題が生じうる。

本発明は、このような事情を背景としてなされたものであって、その目的は、内燃機関の排気通路に配設された触媒装置の温度上昇が促進され、排気性状の悪化を抑制しうるブローバイガス還元装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両の内燃機関の吸気通路にブローバイガスを還元するＰＣＶ通路と、同車両に搭載された電子制御装置によってバルブ開度が制御されることで前記ＰＣＶ通路を通過するブローバイガスの流量が調整される電子制御式ＰＣＶバルブとを有するブローバイガス還元装置において、前記内燃機関の排気通路に配設された触媒装置と、前記内燃機関におけるエンジンオイルの油温又は同内燃機関の冷却水の水温を検知する液温検知手段と、前記吸気通路を通過し、内燃機関内に導入される吸気の温度を検知する気温検知手段とをさらに備え、前記電子制御装置は、前記内燃機関が始動したこと、及び、前記液温検知手段によって検知された油温又は水温が前記気温検知手段により検知された吸気温度を超えたことを条件として、吸気通路に前記ブローバイガスを還元すべく、前記電子制御式ＰＣＶバルブを所定のバルブ開度で開放すること、を要旨とする。

同構成によれば、電子制御装置は、内燃機関が始動したこと、及び、液温検知手段によって検知された油温又は水温が気温検知手段により検知された吸気温度を超えたことを条件として、吸気通路にブローバイガスを強制的に還元すべく、電子制御式ＰＣＶバルブを所定のバルブ開度で開放するので、内燃機関内のオイル、又は、シリンダブロックの内部に冷却水が流れる内燃機関のシリンダ壁面に接触して加熱されたブローバイガスが吸気通路に還元されることで内燃機関内に導入される吸気の温度が高められる。これにより、排気通路を通過する排気の温度が上昇するので、同排気通路に配設された触媒装置（排気浄化触媒）の温度上昇が促進され、排気性状の悪化が抑制される。

本発明によれば、内燃機関の排気通路に配設された触媒装置の温度上昇が促進され、排気性状の悪化を抑制しうるブローバイガス還元装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るブローバイガス還元装置を含む筒内噴射式内燃機関の構成を概略的に示す構造図。 本発明の実施形態に係る電子制御式ＰＣＶバルブの制御系の電気的構成を概略的に示すブロック図。 本発明の実施形態に係る電子制御式ＰＣＶバルブの制御系の動作を示すフローチャート図。 機関回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡ（又は機関負荷率）に対する吸気通路の圧力の関係を表すマップ（グラフ図）。 吸気通路の圧力とＰＣＶ流量（ＰＣＶ流量の要求値ＧＢＴＡ）の関係を示すマップ(グラフ図)。 本発明の変形例に係る電子制御式ＰＣＶバルブの制御系の動作を示すフローチャート図。

以下、本発明に係るブローバイガス還元装置を、ハイブリッド車両用の筒内噴射式内燃機関の電子制御式ブローバイガス還元装置として具体化した実施形態について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、筒内噴射式のエンジン１０は、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通路４９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燃料供給装置５０と、エンジン本体２０内のブローバイガス（ＢＢＧ）を吸気通路４９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、燃料の燃焼により発生した排気ガスを外部に排出するための排気通路６４と、点火プラグ５３ａに接続されたディストリビュータ及びイグニションコイルからなるスタータ５３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。

エンジン本体２０は、燃焼室３１にて混合気を燃焼させるとともに、クランクケース（符号省略）と共にクランクシャフト２６を支持するためのシリンダブロック２１と、その下部に配置され、エンジンオイル２３ａ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２３ａ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、クランクケース及びシリンダブロック２１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。

吸気通路４９には、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、図示しないエアクリーナ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ブロック２１の吸気上流側とを接続するインテークマニホールド４６とが設けられている。このインテークマニホールド４６には、エアクリーナ及びスロットルボディ４４を通過した吸気を滞留させるためのサージタンク４７が設けられている。

排気通路６４には、排気の成分を浄化する排気浄化触媒が担持された触媒装置６４ａが設けられている。この触媒装置６４ａは、その酸化還元作用を利用して、主に排気に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する機能を有している。

燃料供給装置５０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、及びこの高圧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５１と、エンジン本体２０に設けられて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インジェクタ５２とにより構成されている。

そして、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通路４９内においてスロットルバルブ４５の吸気下流側に供給する機能、及びエアクリーナ（図示せず）により浄化された吸気を吸気通路４９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内から吸気通路４９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。

具体的には、ブローバイガス還元装置６０には、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が設けられている。また、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が設けられている。また、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の通路面積を変更するＰＣＶバルブ６３が設けられている。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。

ここで、図１に示すように、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（新気）が流れ込むようになる。

一方、同図１に示すように、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。

また、図１に示すように、エンジン１０においては、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による機関制御を補助するための各種センサとして、車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下、「アクセル操作量ＡＣ」とする。）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、及びクランクシャフト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、オイルパン２３に貯留されているエンジンオイル２３ａの温度（油温）を検知し、検知量に応じた信号を出力する液温検知手段としての油温センサ７４、触媒装置６４ａ（排気浄化触媒）の温度を検知し、検知量に応じた信号を出力する触媒温度検知手段としての触媒温度センサ７５、インテークマニホールド４６に配設され、シリンダブロック２１内に導入される吸気の温度（気温）を検知し、検知量に応じた信号を出力する気温検知手段としての吸気温センサ７６、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に応じた信号を出力するＰＣＶ開度センサ６３ｂ（図２参照）が設けられている。

なお、上記触媒装置６４ａ、油温センサ７４、触媒温度センサ７５、及び吸気温センサ７６は、本実施形態のブローバイガス還元装置６０にその構成要素として含まれる。
さらに、図１に示すエンジン１０においては、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による機関制御を補助するための各種センサ７３として、吸気通路４９を流れる吸気の質量流量（以下、「吸気流量ＧＡ」とする。）に応じた信号を出力するエアフロメータ、及びスロットルバルブ４５の開度（以下、「スロットル開度ＴＡ」とする。）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、及びエンジン本体２０を冷却する機関冷却水の水温を検知し、検知量に応じた信号を出力する冷却水温度センサ、及びインジェクタ５２に供給される燃料の圧力（以下、「燃料圧力ＰＩ」とする。）を検知し、検知量に応じた信号を出力する燃圧センサ、及び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が設けられている（以上、直接の図示を省略）。

なお、図１に示す構成では、クランクポジションセンサ７２、油温センサ７４、触媒温度センサ７５、吸気温センサ７６、並びに、各種センサ７３としてのエアフロメータ、スロットルポジションセンサ、冷却水温度センサ、燃圧センサ、及び空燃比センサは、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。また、図１に示すように、スロットルボディ４４、燃料供給装置５０、及びスタータ５３は、エンジンＥＣＵ７０に電気的に接続されており、同エンジンＥＣＵ７０は、前記各センサから送出される信号に基づいてこれら装置を制御しうるように構成されている。

さらに、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、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。

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を介して検知された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）。

本実施形態では、エンジンＥＣＵ７０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（以下、「噴射量ＱＩ」とする。）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内から吸気通路４９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。

ここで、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。

また、噴射制御においては、エアフロメータによる吸気流量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（以下、「噴射量の要求値ＱＩＴ」とする。）として設定し、実際の噴射量ＱＩ（以下、「噴射量の実際値ＱＩＲ」とする。）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。

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（以下、「燃料圧力の目標値ＰＩＴ」とする。）を設定し、燃圧センサによる燃料圧力ＰＩ（以下、「燃料圧力の実際値ＰＩＲ」とする。）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（以下、「最小噴射量ＱＩｍｉｎ」とする。）及び最大値（以下、「最大噴射量ＱＩｍａｘ」とする。）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。

また、空燃比制御においては、目標の空燃比Ａ／Ｆ（以下、「空燃比の目標値ＡＦＴ」とする。）と空燃比センサによる空燃比Ａ／Ｆ（以下、「空燃比の実際値ＡＦＲ」とする。）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。

そして、換気制御においては、機関回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡ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に維持すべくＰＣＶバルブ６３の開度を制御する。

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。

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電気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。

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。

ＰＣＶバルブ本体６３ｅは、互いに組み付けられて同ＰＣＶバルブ本体６３ｅのケーシングを構成するサブハウジング１４及びメインハウジング１５、並びに、該ケーシング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。

ＰＣＶバルブ本体６３ｅは、さらに、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）。

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。

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。

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（機関回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡ）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。

ところで、本実施形態におけるハイブリット車両においては、長時間停車していたり、エンジン１０の運転が自動的に停止され、モータ８０のみで駆動されたりするようになると、エンジン１０の排気を浄化する触媒装置６４ａ、詳しくは、同触媒装置６４ａに担持された排気浄化触媒の温度が低下し、同排気浄化触媒の活性温度を下回ることがある。その状態において、停止されていたエンジン１０が自動的に始動されると、排気浄化触媒の温度が活性温度に達して排気を効果的に浄化できるまでに長時間を要し、排気性状の悪化を招くおそれがある。

そこで、本実施形態のブローバイガス還元装置６０においては、エンジン１０が始動したこと、及び、液温検知手段としての油温センサ７４によって検知された油温が、気温検知手段としての吸気温センサ７６により検知された吸気の温度（気温）を超えたことを条件として、吸気通路４９にブローバイガスを強制的に還元すべく、ＰＣＶバルブ６３を所定のバルブ開度ＴＢで開放するように構成されている。

即ち、図１に示すように、燃焼室３１で混合気及び燃焼ガスとして発生し、クランク室３２内に侵入したブローバイガスが、連通室３４及び動弁室３３を通ってＰＣＶバルブ６３に至るまでに、オイルパン２３に貯留されるとともに同ブローバイガスの温度よりも高いエンジンオイル２３ａに接触することで加熱されて気体温度が上昇する。そして、この加熱により、吸気よりも温度が上昇したブローバイガスが、ＰＣＶバルブ６３及び第１換気通路６１を通過して吸気通路４９に還元されることで、エンジン１０内に導入される吸気の温度が上昇するようになる。

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の動作について以下さらに詳細に説明する。本動作はエンジンＥＣＵ７０及びハイブリッドコントロールコンピュータ７０ａの協働によって実行される。

図３に示すように、ステップＳ１において、まず、エンジン１０が始動したか否かが確認される。このエンジン１０の始動には、車両の発進時（イグニッションオン時）のものと、一時停車後におけるものの両方が含まれる。そして、エンジン１０の始動が認識された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ２へ進むとともに、認識されない場合（ＮＯの場合）には、待機状態を継続する（ステップＳ１）。

ステップＳ２では、触媒温度センサ７５により検知された触媒装置６４ａ（排気浄化触媒）の温度Ｔｃａｔが、予め設定された所定の閾値温度Ｔａと比較される。なお、この閾値温度Ｔａは、触媒装置６４ａの温度が同閾値温度Ｔａを下回ると、同触媒装置６４ａの排気浄化触媒に十分な排気浄化能力（触媒活性）が得られない温度として設定されたものである。そして、Ｔｃａｔ＞Ｔａと判断された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ６に移行し、ＰＣＶ流量の要求値ＧＢＴに基づいてＰＣＶバルブ６３のＰＣＶ開度ＴＢが設定される通常のバルブ制御が実行される（ステップＳ６）。一方、Ｔｃａｔ＜Ｔａと判断された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ３に進む（ステップＳ２）。

ステップＳ３では、油温センサ７４によって検知された油温Ｔｏｉｌと、吸気温センサ７６により検知された吸気温度（吸入空気温度）Ｔｂとの大小関係が判断される。そして、Ｔｏｉｌ＜Ｔｂと判断された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ３ａにおいて、ハイブリッドコントロールコンピュータ７０ａが当該時点での機関運転状態に基づいて、図４に示す、機関回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡ（又は機関負荷率）に対する吸気通路の圧力の関係を表すマップを参照することで、吸気通路４９の圧力が取得（推定）される。なお、図４を参照して、スロットル開度ＴＡ（機関負荷率）が大きくなるにつれて、吸気通路の圧力が増加（燃焼室３３に対する負圧が減少）している（ステップＳ３）。

そして、同ステップＳ３ａでは、取得された吸気通路４９の圧力に基づき、図５に示す、吸気通路の圧力とＰＣＶ流量の関係を示すマップを参照することで、ＰＣＶ流量の要求値ＧＢＴＡが推定（取得）される。なお、図５を参照して、吸気通路の圧力が大きくなるにつれ、ＰＣＶ流量は一旦ピーク値をとり、その後圧力が０になるまで減少している。なお、このＰＣＶ流量の要求値ＧＢＴＡは、燃焼室３１において、その機関運転状態で発生するブローバイガスの発生量に略一致する値となる。

さらに、同ステップＳ３ａにおいて、ＰＣＶ流量の実際値ＧＢＲがこの要求値ＧＢＴＡに維持されると見込まれるＰＣＶ開度ＴＢＡを、ＰＣＶ開度の要求値ＴＢＴＡとして設定し、ＰＣＶ開度の実際値ＴＢＲをこの要求値ＴＢＴＡに一致させるべくＰＣＶバルブ６３のバルブ開度が絞られる。この結果、吸気温度Ｔｂが油温Ｔｏｉｌより高い場合に、同吸気温度Ｔｂより温度の低いブローバイガスが吸気通路４９に多量に還元されることによる吸入空気の温度低下、及び、それに伴う触媒装置６４ａの温度低下が防止される（ステップＳ３ａ）。なお、ＰＣＶ流量の要求値ＧＢＴに基づいてＰＣＶバルブ６３のＰＣＶ開度ＴＢが設定される通常のバルブ制御によるバルブ開度（ＰＣＶ開度ＴＢ）は、ブローバイガス由来のスラッジの堆積によるオイル劣化を防止するため、この場合のバルブ開度ＴＢＡよりも常時大きくなるように制御される（ＰＣＶ開度ＴＢ＞ＰＣＶ開度ＴＢＡ）。

一方、ステップＳ３で、Ｔｏｉｌ＞Ｔｂと判断された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ４に進む。
そして、ステップＳ４では、ＰＣＶ流量の実際値ＧＢＲが、その制御範囲の上限値ＧＢＴＵＬ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、ＰＣＶ開度の実際値ＴＢＲ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ＴＢが調整され、これにより、同ＰＣＶバルブ６３が、前記所定のバルブ開度ＴＢで開放される（ステップＳ４）。

続くステップＳ５では、ステップＳ２と同様に、排気浄化触媒の温度Ｔｃａｔが、予め設定された所定の閾値温度Ｔａと比較される。そして、Ｔｃａｔ＞Ｔａと判断された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ６に移行し、ＰＣＶ流量の要求値ＧＢＴに基づいてＰＣＶバルブ６３のＰＣＶ開度ＴＢが設定される通常のバルブ制御が実行される。一方、Ｔｃａｔ＜Ｔａと判断された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ３に戻り、油温センサ７４によって検知された油温Ｔｏｉｌと、吸気温センサ７６により検知された吸気温度（吸入空気温度）Ｔｂとの大小関係が再度判断される。

本実施形態の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）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が始動したこと、及び、油温センサ７４によって検知された油温が吸気温センサ７６により検知された吸気温度を超えたことを条件として、吸気通路４９にブローバイガスを強制的に還元すべく、ＰＣＶバルブ６３を所定のＰＣＶ開度ＴＢで開放するので、エンジン１０内のエンジンオイル２３ａに接触して加熱されたブローバイガスが吸気通路４９に還元されることで燃焼室３１内に導入される吸気の温度が高められる。これにより、排気通路６４を通過する排気の温度が上昇するので、同排気通路６４に配設された触媒装置６４ａ（排気浄化触媒）の温度上昇が促進され、排気性状の悪化が抑制される。

（２）触媒装置６４ａが十分な排気浄化能力が得られない所定の閾値温度Ｔａ未満であるときにのみ、吸気通路４９にブローバイガスを強制的に還元すべくＰＣＶバルブ６３が所定のＰＣＶ開度ＴＢで開放される。このため、触媒装置６４ａに十分な排気浄化能力が得られている所定の閾値温度Ｔａ以上では、ＰＣＶバルブ６３が前記所定のＰＣＶ開度ＴＢで開放されることがなく、これにより、過剰な量のブローバイガスの還元による空燃比Ａ／Ｆの制御性の低下等の弊害をなくすことができる。

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、本発明の実施形態に係るブローバイガス還元装置６０をハイブリッド車両に適用したが、同ブローバイガス還元装置６０は、内燃機関（エンジン）のみで車両走行用の動力を得ている通常のガソリンエンジン車両やディーゼル車両に適用することも勿論可能である。

・上記実施形態では、液温検知手段として、エンジン１０におけるエンジンオイル２３ａの油温を検知する油温センサ７４を用いた。しかしこれに限られず、同液温検知手段として、エンジン１０の冷却水の水温を検知する冷却水温度センサを用いることも可能である。

これによれば、冷却水温度センサよって検知された水温が吸気温センサ７６により検知された吸気温度を超えたことを条件として、吸気通路４９にブローバイガスを強制的に還元すべく、ＰＣＶバルブ６３が所定のＰＣＶ開度ＴＢで開放されるので、シリンダブロック２１の内部に冷却水が流れるエンジン１０のシリンダ壁面に接触して加熱されたブローバイガスが吸気通路４９に還元されることで燃焼室３１内に導入される吸気の温度が高められる。これにより、排気通路６４を通過する排気の温度が上昇するので、同排気通路６４に配設された触媒装置６４ａ（排気浄化触媒）の温度上昇が促進され、排気性状の悪化が抑制される。

・上記実施形態では、ＰＣＶバルブ６３の開放が必要なときに、ＰＣＶ流量の実際値ＧＢＲが、その制御範囲の上限値ＧＢＴＵＬ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、ＰＣＶ開度の実際値ＴＢＲをこの要求値ＴＢＴに一致させることで、ＰＣＶバルブ６３をほぼ全開状態とした。しかしこれに限られず、ＰＣＶ流量の実際値ＧＢＲが、その制御範囲の上限値ＧＢＴＵＬ−ΔＧＢＴ［ΔＧＢＴ＞０］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、ＰＣＶ開度の実際値ＴＢＲをこの要求値ＴＢＴに一致させることで、ＰＣＶバルブ６３を全開状態から少し閉じた状態としてもよい。

・上記実施形態では、油温センサ７４によってエンジンオイル２３ａの油温を直接検知し、検知結果をＰＣＶバルブ６３の制御に供するようにした。しかしこれに限られず、エンジン１０の始動時の水温、クランクシャフトの回転数、又は機関負荷等の運転状態に基づき、エンジンＥＣＵ７０によってエンジンオイル２３ａの油温を推定することで、推定結果をＰＣＶバルブ６３の制御に供するようにすることも可能である。

・上記実施形態では、ステップＳ３で、油温Ｔｏｉｌ＜吸気温度Ｔｂと判断された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ３ａにおいて、ＰＣＶ流量の要求値ＧＢＴに基づいてＰＣＶバルブ６３のＰＣＶ開度ＴＢが設定される通常のバルブ制御よりもＰＣＶバルブ６３のバルブ開度（ＰＣＶ開度ＴＢＡ）を絞る制御を行なうようにした。しかしこれに限られず、図６に示すように、ステップＳ３で、油温Ｔｏｉｌ＜吸気温度Ｔｂと判断された場合（ＮＯの場合）では、通常のバルブ制御を行なうべくステップＳ６に移行してもよい。この場合、吸気温度Ｔｂよりも温度の低いブローバイガスが積極的に還元されることによる吸入空気の若干の温度低下がありうるものの、ブローバイガス由来のスラッジの堆積によるオイルの劣化については抑制される方向となる。

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。
○前記電子制御装置は、前記触媒装置の温度を検知する触媒温度検知手段をさらに備え、前記触媒装置の温度が同触媒装置に十分な排気浄化能力が得られない所定の閾値温度未満であることを更なる条件として吸気通路に前記ブローバイガスを強制的に還元すべく、前記電子制御式ＰＣＶバルブを所定のバルブ開度で開放することを特徴とする請求項１に記載のブローバイガス還元装置。

同構成によれば、触媒装置が十分な排気浄化能力が得られない所定の閾値温度未満であるときにのみ、吸気通路にブローバイガスを強制的に還元すべく電子制御式ＰＣＶバルブが所定のＰＣＶ開度で開放される。このため、触媒装置に十分な排気浄化能力が得られている所定の閾値温度以上では、電子制御式ＰＣＶバルブが前記所定のＰＣＶ開度で開放されることがなく、これにより、過剰な量のブローバイガスの還元による空燃比Ａ／Ｆの制御性の低下等の弊害をなくすことができる。

○前記電子制御装置は、前記内燃機関が始動した後、前記液温検知手段によって検知された油温又は水温が前記気温検知手段により検知された吸気温度を超えない場合には、当該時点での機関運転状態で要求されるブローバイガスの流量を推定するとともに、当該推定されたブローバイガスの流量が得られるように前記電子制御式ＰＣＶバルブのバルブ開度を設定するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブローバイガス還元装置。

同構成によれば、ＰＣＶ流量の要求値に基づいてＰＣＶバルブのＰＣＶ開度が設定される通常のバルブ制御よりも、バルブ開度（ＰＣＶ開度）が小さい状態で制御される（バルブ開度が絞られる）ので、吸気温度が油温より高い場合に、同吸気温度より温度の低いブローバイガスが吸気通路に積極的に還元されることによる吸入空気の温度低下、及び、それに伴う触媒装置の温度低下が防止されるようになる。

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、６３ｂ…ＰＣＶ開度センサ、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）、８０…モータ。

Claims (1)

1. 車両の内燃機関の吸気通路にブローバイガスを還元するＰＣＶ通路と、同車両に搭載された電子制御装置によってバルブ開度が制御されることで前記ＰＣＶ通路を通過するブローバイガスの流量が調整される電子制御式ＰＣＶバルブとを有するブローバイガス還元装置において、
   前記内燃機関の排気通路に配設された触媒装置と、前記内燃機関におけるエンジンオイルの油温又は同内燃機関の冷却水の水温を検知する液温検知手段と、前記吸気通路を通過し、内燃機関内に導入される吸気の温度を検知する気温検知手段とをさらに備え、
   前記電子制御装置は、前記内燃機関が始動したこと、及び、前記液温検知手段によって検知された油温又は水温が前記気温検知手段により検知された吸気温度を超えたことを条件として、吸気通路に前記ブローバイガスを還元すべく、前記電子制御式ＰＣＶバルブを所定のバルブ開度で開放することを特徴とするブローバイガス還元装置。

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