JP2013256939A - Crank case ventilation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クランクケース換気装置に関する。 The present invention relates to a crankcase ventilation device.
従来、内燃機関のクランクケース内に導入された新気をブローバイガスとともに吸入空気通路に排出することによってクランクケース内を換気するクランクケース換気装置が知られている。特許文献1に開示されたクランクケース換気装置は、吸入空気通路のうち過給機の下流側と上流側とを接続するバイパス通路に設けられたエジェクタによって、クランクケース内の新気をブローバイガスとともに吸い込むと同時にクランクケース内に新たに新気を導入する。エジェクタによる吸込量すなわち換気量は、バイパス通路を流れる流体の流量すなわちバイパス流量によって決まる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a crankcase ventilation device that ventilates the inside of a crankcase by discharging fresh air introduced into the crankcase of an internal combustion engine into a suction air passage together with blow-by gas is known. The crankcase ventilator disclosed in
特許文献1に開示されたクランクケース換気装置では、バイパス流量は過給機の下流側の圧力により決まる。ところが、過給機の下流側の圧力が同じであっても内燃機関の運転状態によってはブローバイガスの発生量が異なり、エジェクタによる換気量が不足する場合と過剰になる場合とが発生する。換気量が不足する場合は、クランクケース内に新気が導入されず、エンジンオイルがブローバイガスに晒されオイル劣化が促進するという問題が生じる。一方、換気量が過剰である場合は、過給効率の低下が大きいという問題が生じる。
In the crankcase ventilation device disclosed in
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンオイルの劣化を抑制するとともに過給効率の低下を抑制することができるクランクケース換気装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a crankcase ventilation device capable of suppressing deterioration of engine oil and suppressing reduction in supercharging efficiency.
本発明は、内燃機関のクランクケース内に導入された新気をブローバイガスとともに吸入空気通路に排出すると同時にクランクケース内に新たに新気を導入するクランクケース換気装置であって、吸入空気通路のうち過給機の上流側と下流側とを接続する第1バイパス通路と、第1バイパス通路に設けられるエジェクタと、第1バイパス通路に設けられる第1流量調整弁と、第1流量調整弁を駆動する第1駆動部と、内燃機関の運転条件に基づき第1駆動部を制御し、第1バイパス通路を流れる流体の流量を制御可能な流量制御手段と、を備えることを特徴としている。 The present invention relates to a crankcase ventilation device that discharges fresh air introduced into a crankcase of an internal combustion engine together with blow-by gas into an intake air passage and simultaneously introduces fresh air into the crankcase. A first bypass passage connecting the upstream side and the downstream side of the turbocharger, an ejector provided in the first bypass passage, a first flow rate adjustment valve provided in the first bypass passage, and a first flow rate adjustment valve It is characterized by comprising a first drive unit that drives, and a flow rate control means that controls the first drive unit based on the operating conditions of the internal combustion engine and can control the flow rate of the fluid flowing through the first bypass passage.
したがって、内燃機関の運転条件に基づき第1バイパス通路を流れる流体の流量を制御することにより、過給機の下流側の圧力に拘わらずエジェクタによる換気量を制御することができるので、クランクケース内に新気を過不足なしに導入し、ブローバイガスとあわせて吸込むことができる。そのため、エンジンオイルがブローバイガスに晒されることを抑制し、エンジンオイルの劣化を抑制することができる。また、クランクケース内の気圧の上昇を抑制することにより、ピストンの動きが阻害されることを抑制し、内燃機関の出力低下を抑制することができる。また、バイパス流量が過剰となることに起因した過給効率の低下を抑制することができる。 Therefore, by controlling the flow rate of the fluid flowing through the first bypass passage based on the operating condition of the internal combustion engine, the ventilation amount by the ejector can be controlled regardless of the pressure on the downstream side of the supercharger. It is possible to introduce fresh air without excess or deficiency and to inhale together with blow-by gas. Therefore, it can suppress that engine oil is exposed to blow-by gas, and can suppress deterioration of engine oil. Further, by suppressing the increase in the air pressure in the crankcase, it is possible to suppress the movement of the piston from being inhibited, and to suppress the decrease in the output of the internal combustion engine. Moreover, the fall of the supercharging efficiency resulting from an excessive bypass flow volume can be suppressed.
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるクランクケース換気装置は、図1に示す内燃機関の吸気システムに適用されている。吸気システム100は、エアクリーナ101から第1吸入空気通路102に取り込まれて過給機103で圧縮された空気を、第2吸入空気通路106とスロットル弁107と第3吸入空気通路108とを経由し内燃機関109に供給する。スロットル弁107は、内燃機関109に供給する空気の流量を調整可能である。第1吸入空気通路102は、特許請求の範囲に記載の「吸入空気通路のうち過給機に対し上流側」に相当する。第2吸入空気通路106は、特許請求の範囲に記載の「吸入空気通路のうち過給機からスロットル弁までの間」に相当する。第3吸入空気通路108は、特許請求の範囲に記載の「吸入空気通路のうちスロットル弁に対し下流側」に相当する。
Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiments, substantially the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
(First embodiment)
The crankcase ventilation apparatus according to the first embodiment of the present invention is applied to the intake system of the internal combustion engine shown in FIG. The
内燃機関109は、吸気システム100から供給された空気と燃料との混合気を燃焼室110内で燃焼させ、その燃焼時の爆発力によるピストン111の往復運動をクランクシャフト112で回転運動に変える。ブローバイガスとは、内燃機関109の圧縮行程および燃焼行程で燃焼室110からクランクケース113内に漏れ出たガスのことである。このブローバイガスは、エンジンオイルを劣化させるほか、クランクケース113内の気圧を上げてピストン111の動きを阻害するなどのトラブルを招く。そのため、クランクケース換気装置10は、内燃機関109のクランクケース113内に導入された新気をブローバイガスとあわせて吸い込んで第1吸入空気通路102または第3吸入空気通路108に排出すると同時に、クランクケース内に新たに新気を導入することによって、クランクケース113内を換気し、上記トラブルを防ぐ。
The
先ず、クランクケース換気装置10の構成を説明する。図1に示すように、クランクケース換気装置10は、第1バイパス通路11、エジェクタ12、ガス排出通路15、第2バイパス通路16、新気通路17、オイルセパレータ18、第1流量調整弁19、第1駆動部20、第1逆止弁21、第2流量調整弁22、第2駆動部23、第2逆止弁24および電子制御装置25を備えている。図1中の白抜き矢印は、新気を主とする流体の流れる方向を示すものであり、図1中のハッチング矢印は、ブローバイガスの流れる方向を示すものである。
第1バイパス通路11は、過給機103のコンプレッサー104のハウジング105と第1吸入空気通路102とを接続している。
エジェクタ12は、図2に示すように第1バイパス通路11の一部を構成するノズル36と、絞り通路13と、絞り通路13に接続する吸込通路14とを有している。
First, the configuration of the
The
As shown in FIG. 2, the
図1に戻って、ガス排出通路15は、クランクケース113内と吸込通路14とを接続している。クランクケース113内は、内燃機関109内のブローバイガスが溜まる空間であり、特許請求の範囲に記載の「ガス溜まり空間」に相当する。
第2バイパス通路16は、第1バイパス通路11のうち吸込通路14に対し下流側と第3吸入空気通路108とを接続している。第2バイパス通路16の通路断面積は、第1バイパス通路11の通路断面積よりも小さく設定されている。
新気通路17は、第1吸入空気通路102のうち第1バイパス通路11に対し上流側と、ヘッドカバー114内とを接続している。ヘッドカバー114内は、シリンダ115内の通路を通じてクランクケース113内に連通しており、「ガス溜まり空間」を構成している。
Returning to FIG. 1, the
The
The
オイルセパレータ18は、ガス排出通路15の入口直前に設けられており、ブローバイガスから油分を除去する。
第1流量調整弁19は、第1バイパス通路11のうち吸込通路14に対し上流側に設けられており、開度が連続的に変化するように第1バイパス通路11を開閉可能である。
第1駆動部20は、例えば電磁式であり、第1流量調整弁19を開閉駆動可能である。
第1逆止弁21は、第1バイパス通路11のうち第2バイパス通路16に対し下流側に設けられており、下流側から上流側への流体の流れを阻止する。
The
The first flow
The
The
第2流量調整弁22は、エジェクタ12の吸込通路14の入口付近に設けられており、開度が連続的に変化するように吸込通路14を開閉可能である。
第2駆動部23は、例えば電磁式であり、第2流量調整弁22を開閉駆動可能である。
第2逆止弁24は、第2バイパス通路16の入口付近に設けられており、下流側から上流側への流体の流れを阻止する。
The second flow
The
The
電子制御装置25は、CPU、RAM、ROM、および入出力装置などを備えたマイクロコンピュータから構成され、各種センサの検出信号に基づきプログラム処理を実行することにより第1駆動部20および第2駆動部23などを制御する。
電子制御装置25には、エンジン回転数センサ40、エアフローセンサ41、スロットルセンサ42およびブレーキセンサ43などの検出信号が入力される。エンジン回転数センサ40は、エンジン回転数Neを検出する。エアフローセンサ41は、吸気システム100に吸入される空気の流量である吸気量Qaを検出する。スロットルセンサ42は、スロットル弁107の弁開度θthを検出する。ブレーキセンサ43は、図示しないブレーキが作動中であるときブレーキON信号Bonを出力する。
The
Detection signals from the
内燃機関109では、エンジン回転数およびエンジン負荷率に応じて図3に示す量のブローバイガスが発生する。図3中のブローバイガス発生量Qbは、クランクケース113内に流入するブローバイガスの流量である。ここで、第1吸入空気通路102の圧力をP1とし、第2吸入空気通路106の圧力をP2とし、第3吸入空気通路108の圧力をP3とする。図3および図4から導かれた図5に示すように、圧力P2が同じであってもエンジン回転数Neによってブローバイガス発生量Qbが異なることがわかる。
図6に示すように、電子制御装置25は、図3に示す関係から内燃機関109の運転条件に基づき第1駆動部20と第2駆動部23とを制御し、第1バイパス通路11を流れる流体の流量であるバイパス流量と、ガス排出通路15を流れる新気とブローバイガスとをあわせた流量である換気量Qpcvとを制御するための各種機能を有している。電子制御装置25は、流量制御手段として機能する。
In the
As shown in FIG. 6, the
急減速判定手段26は、スロットル弁107の弁開度θthおよびブレーキON信号Bonに基づき車両が急減速状態か否かを判定する。
負荷率算出手段27は、予め記憶された吸気量Qaおよびエンジン回転数Neとエンジン負荷率KLとの関係から、吸気量Qaおよびエンジン回転数Neに基づきエンジン負荷率KLを算出する。
軽負荷判定手段28は、負荷率算出手段27が算出したエンジン負荷率KLに基づき内燃機関109が軽負荷状態か否かを判定する。
The sudden deceleration determination means 26 determines whether or not the vehicle is in a sudden deceleration state based on the valve opening θth of the
The load factor calculating means 27 calculates the engine load factor KL based on the intake air amount Qa and the engine speed Ne from the relationship between the intake air amount Qa and the engine speed Ne stored in advance and the engine load factor KL.
The light
ガス量推定手段29は、図3に示す関係からエンジン回転数Neおよびエンジン負荷率KLに基づきブローバイガス発生量Qbを推定する。
換気量設定手段30は、ガス量推定手段29が推定したブローバイガス発生量Qbと、エンジンオイルの劣化抑制に必要な新気量である必要新気量αとに基づき、換気量Qpcvの目標値である目標換気量Qpcv*を設定する。本実施形態では、例えば次式(1)の関係から目標換気量Qpcv*を設定する。
Qpcv*=Qb+α・・・(1)
弁開度決定手段31は、内燃機関109が軽負荷状態であるとき、予め記憶された目標換気量Qpcv*と弁開度θ2との関係から目標換気量Qpcv*に基づき第2流量調整弁22の弁開度θ2を決定する。また、弁開度決定手段31は、内燃機関109が軽負荷状態でないとき、すなわち内燃機関109が中負荷状態または高負荷状態であるとき、予め記憶された目標換気量Qpcv*と弁開度θ1との関係から目標換気量Qpcv*に基づき第1流量調整弁19の弁開度θ1を決定する。
The gas amount estimation means 29 estimates the blow-by gas generation amount Qb based on the engine speed Ne and the engine load factor KL from the relationship shown in FIG.
The ventilation amount setting means 30 is based on the blow-by gas generation amount Qb estimated by the gas amount estimation means 29 and the required fresh air amount α, which is a fresh air amount necessary for suppressing deterioration of engine oil, and the target value of the ventilation amount Qpcv. A target ventilation amount Qpcv * is set. In the present embodiment, for example, the target ventilation amount Qpcv * is set from the relationship of the following equation (1).
Qpcv * = Qb + α (1)
When the
第1弁全閉手段32は、内燃機関109が軽負荷状態であるとき、第1流量調整弁19が全閉となるように第1駆動部20を制御する。
第1弁全開手段33は、車両が急減速状態であるとき、第1流量調整弁19が全開となるように第1駆動部20を制御する。
第2弁全開手段34は、内燃機関109が中負荷状態または高負荷状態であるとき、第2流量調整弁22が全開となるように第2駆動部23を制御する。
弁開度制御手段35は、弁開度決定手段31が決定した弁開度θ1に基づき第1駆動部20を制御してバイパス流量を制御し、また弁開度決定手段31が決定した弁開度θ2に基づき第2駆動部23を制御して換気量Qpcvを制御する。
The first valve fully closing means 32 controls the
The first valve fully opening
The second valve fully opening
The valve opening degree control means 35 controls the
次に、電子制御装置25の制御処理を図7および図8に基づき説明する。図7は、流量制御に係る制御演算処理のメインフローである。以下の処理は、電子制御装置25のROMに記憶されたプログラムに基づき、内燃機関109の始動後から停止時まで所定時間毎に繰り返し実行される。また、以下の処理で用いられる各種パラメータは、例えばRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。
Next, the control process of the
図7の処理が開始すると、先ずステップS100では、スロットル弁107の弁開度θthおよびブレーキON信号Bonに基づき車両が急減速状態か否かが判定される。以下、「ステップ」を省略し、単に記号「S」で示す。S100の判定が否定された場合(S100:No)、処理はS110に移行する。一方、S100の判定が肯定された場合(S100:Yes)、処理はS190に移行する。
When the processing of FIG. 7 starts, first, in step S100, it is determined whether or not the vehicle is in a sudden deceleration state based on the valve opening degree θth of the
S110では、吸気量Qaおよびエンジン回転数Neに基づきエンジン負荷率KLが算出される。S110の後、処理はS120に移行する。
S120では、エンジン負荷率KLに基づき内燃機関109が軽負荷状態か否かが判定される。S120の判定が肯定された場合(S120:Yes)、処理はS130に移行する。一方、S120の判定が否定された場合(S120:No)、処理はS150に移行する。
In S110, the engine load factor KL is calculated based on the intake air amount Qa and the engine speed Ne. After S110, the process proceeds to S120.
In S120, it is determined whether the
S130では、フラグF=0とされる。S130の後、処理はS140に移行する。
S140では、第1流量調整弁19が全閉とされる。S140の後、処理はS170に移行する。
S150では、フラグF=1とされる。S150の後、処理はS160に移行する。
S160では、第2流量調整弁22が全開とされる。S160の後、処理はS170に移行する。
In S130, the flag F = 0. After S130, the process proceeds to S140.
In S140, the first flow
In S150, the flag F = 1 is set. After S150, the process proceeds to S160.
In S160, the second flow
S170では、第1流量調整弁19の弁開度θ1および第2流量調整弁22の弁開度θ2を決定するための弁開度決定処理が行われる。図8は、上記弁開度決定処理を示すサブフローである。図8の処理が開始すると、先ずS171では、エンジン回転数Neおよびエンジン負荷率KLに基づきブローバイガス発生量Qbが推定される。S171の後、処理はS172に移行する。
S172では、ブローバイガス発生量Qbに基づき目標換気量Qpcv*が設定される。S172の後、処理はS173に移行する。
In S170, a valve opening determination process for determining the valve opening θ1 of the first flow
In S172, the target ventilation amount Qpcv * is set based on the blow-by gas generation amount Qb. After S172, the process proceeds to S173.
S173では、フラグFが0か否かが判定される。S173の判定が肯定された場合(S173:Yes)、処理はS174に移行する。一方、S173の判定が否定された場合(S173:No)、処理はS175に移行する。
S174では、目標換気量Qpcv*に基づき第2流量調整弁22の弁開度θ2が決定される。S174の後、処理は図8に示す一連のルーチンを抜け、図7に示すルーチンに戻る。
S175では、目標換気量Qpcv*に基づき第1流量調整弁19の弁開度θ1が決定される。S174の後、処理は図8に示す一連のルーチンを抜け、図7に示すルーチンに戻る。
In S173, it is determined whether the flag F is 0 or not. If the determination in S173 is affirmative (S173: Yes), the process proceeds to S174. On the other hand, when the determination in S173 is negative (S173: No), the process proceeds to S175.
In S174, the valve opening degree θ2 of the second flow
In S175, the valve opening degree θ1 of the first flow
図7に戻って、S170の後、処理はS180に移行する。
S180では、弁開度θ1または弁開度θ2に基づき第1流量調整弁19または第2流量調整弁22が制御される。S180の後、処理は図7に示す一連のルーチンを抜ける。
S190では、第1流量調整弁19が全開とされる。S190の後、処理は図7に示す一連のルーチンを抜ける。
Returning to FIG. 7, after S170, the process proceeds to S180.
In S180, the first flow
In S190, the first flow
次に、クランクケース換気装置10の作動を説明する。
(1)軽負荷状態
内燃機関109が軽負荷状態であるとき、第1流量調整弁19は全閉とされ、エジェクタ12は吸込力を発生しない。このとき、圧力P1は負圧となり、またクランクケース113内はガス排出通路15と第1バイパス通路11と第2バイパス通路16とを通じて第3吸入空気通路108に繋がるため、クランクケース113内のブローバイガスが新気とともにガス排出通路15と第1バイパス通路11と第2バイパス通路16とを経由して第3吸入空気通路108に排出される。換気量Qpcvは、電子制御装置25により第2流量調整弁22の弁開度θ2が調整されることによって(Qpcv>Qb)となるように制御されるため、換気量Qpcvとブローバイ発生量Qbとの差に相当する新気がクランクケース113内に随時導入される。内燃機関109が軽負荷状態であるときP2>P1>P3となるため、第1吸入空気通路102の流体が第1バイパス通路11に流入しようとするが、その流入は第1逆止弁21により防がれる。
Next, the operation of the
(1) Light Load State When the
(2)中負荷状態および高負荷状態
内燃機関109が中負荷状態または高負荷状態であるとき、第2流量調整弁22は全開とされるとともに第1流量調整弁19は開けられ、エジェクタ12は吸込力を発生させる。クランクケース113内のブローバイガスは、新気とともにエジェクタ12に吸い込まれ、第1バイパス通路11の流れに乗って第1吸入空気通路102に排出される。換気量Qpcvは、電子制御装置25により第1流量調整弁19の弁開度θ1が調整されることによって(Qpcv>Qb)となるように制御されるため、換気量Qpcvとブローバイ発生量Qbとの差に相当する新気がクランクケース113内に随時導入される。内燃機関が中負荷状態または高負荷状態であるときP2≧P3>P1となるため、第3吸入空気通路108の流体が第2バイパス通路16を通じて第1バイパス通路11に流入しようとするが、その流入は第2逆止弁24により防がれる。
(2) Medium Load State and High Load State When the
(3)急減速状態
車両が急減速状態であるとき、第1流量調整弁19が全開とされ、上昇する第2吸入空気通路106の圧力P2が第1バイパス通路11を通じて第1吸入空気通路102に逃がされる。
(3) Rapid deceleration state When the vehicle is in a rapid deceleration state, the first flow
以上説明したように、第1実施形態によるクランクケース換気装置10は、過給機103の上流側と下流側とを接続する第1バイパス通路11と、第1バイパス通路11に設けられたエジェクタ12と、第1バイパス通路11に設けられた第1流量調整弁19と、第1流量調整弁19を駆動する第1駆動部20と、内燃機関109の運転条件に基づき第1駆動部20を制御してバイパス流量を制御可能な電子制御装置25と、を備えることを特徴としている。
したがって、内燃機関109の運転条件に基づきバイパス流量を制御することにより、第2吸入空気通路106の圧力P2に拘わらず換気量Qpcvを制御することができるので、クランクケース113内に新気を過不足なしに導入し、ブローバイガスとあわせて吸い込むことができる。そのため、エンジンオイルがブローバイガスに晒されることを抑制し、エンジンオイルの劣化を抑制することができる。また、クランクケース113内の気圧の上昇を抑制することにより内燃機関109の出力低下を抑制することができる。また、バイパス流量が過剰となることに起因した過給効率の低下を抑制することができる。
As described above, the
Therefore, by controlling the bypass flow rate based on the operating conditions of the
また、第1実施形態では、電子制御装置25は、内燃機関109の運転条件に基づきブローバイガス発生量Qbを推定するガス量推定手段29、および、ガス量推定手段29が推定したブローバイガス発生量Qbに基づき第1流量調整弁19の弁開度θ1を制御する弁開度制御手段35の機能を有している。上記内燃機関109の運転条件は、エンジン回転数Neおよびエンジン負荷率KLである。したがって、ブローバイガス発生量Qbに応じて換気量Qpcvを制御することができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態によるクランクケース換気装置10は、第1バイパス通路11のうち吸込通路14に対し下流側と第3吸入空気通路108とを接続している第2バイパス通路16、ガス排出通路15を開閉可能な第2流量調整弁22、および、第2流量調整弁22を駆動する第2駆動部23を備えている。電子制御装置25は、内燃機関109の運転条件に基づき第1駆動部20と第2駆動部23とを駆動し、バイパス流量と換気量Qpcvとを制御可能である。
したがって、第3吸入空気通路108で負圧が発生しているとき第1流量調整弁19を閉じることにより、ブローバイガスおよび新気をガス排出通路15と第1バイパス通路11と第2バイパス通路16とを経由し第3吸入空気通路108に排出することができる。このとき、第2流量調整弁22の弁開度θ2を制御することにより換気量Qpcvを制御することができるので、クランクケース113内に新気を過不足なしに導入することができる。
In addition, the
Therefore, by closing the first flow
また、第1実施形態では、車両が急減速状態と判定されたとき第1流量調整弁19を全開にすることにより、過給機103とスロットル弁107との間で上昇する圧力P2を第1バイパス通路11を通じて第1吸入空気通路102に逃がすことができる。
Further, in the first embodiment, when the vehicle is determined to be in a sudden deceleration state, the first flow
また、第1実施形態では、第1バイパス通路11は、過給機103のハウジング105と第1吸入空気通路102とを接続している。過給機103のハウジング105内は、過給機103からスロットル弁107までの間で特に圧力が高いので、エジェクタ12を通過する流体の流速が比較的速くなり、エジェクタ12の吸込力を増大させることができる。
In the first embodiment, the
ここで、急減速状態であるとき圧力P3は負圧となることから、第1バイパス通路11の流体は第2バイパス通路16を経由して第3吸入空気通路108にも流れようとする。しかし、第1実施形態では、第2バイパス通路16の通路断面積は、第1バイパス通路11の通路断面積よりも小さい。したがって、急減速時に第1流量調整弁19が全開とされたとき、第1バイパス通路11の流体の多くは第1吸入空気通路102に向かう。そのため、第1バイパス通路11の流体が第2バイパス通路16を経由して第3吸入空気通路108に向かうことを抑制し、内燃機関109の混合気が薄くなることを抑制可能である。
Here, since the pressure P3 becomes a negative pressure in the sudden deceleration state, the fluid in the
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態によるクランクケース換気装置を図9〜図14に基づき説明する。クランクケース換気装置50は、第1実施形態のエジェクタ12に代えてエジェクタ51を備え、第1実施形態の第1流量調整弁19、第1駆動部20、第2流量調整弁22および第2駆動部23に代えて、ニードルバルブ57および駆動部60を備えている。
エジェクタ51は、第1バイパス通路11の一部を構成する絞り通路52と、絞り通路52に接続する吸込通路55とを有している。吸込通路55の出口56は、絞り通路52の絞り部53の内壁に開口している。
(Second Embodiment)
A crankcase ventilation apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
The
ニードルバルブ57のニードル58は、エジェクタ51の絞り部53に対し上流側から挿入可能であり、図11に示すように絞り部53の入口54を完全に塞ぐまで挿入されると第1バイパス通路11を全閉にする。ニードル58は、先端部59が先細りであり、図9に示す全開位置から図10に示す半開位置を経て図11に示す全閉位置までの間で、絞り部53への挿入量が大きいほど絞り部53の入口54の通路断面積を小さくする。
また、ニードル58は、図13に示すように吸込通路55の出口56を完全に塞ぐまで挿入されると吸込通路55を全閉にする。図11に示す全開位置から図12に示す半開位置を経て図13に示す全閉位置までの間で、絞り部53への挿入量が大きいほど吸込通路55の出口56の通路断面積を小さくする。ニードルバルブ57は、エジェクタ一体型流量調整弁である。
The
Further, when the
第2実施形態によれば、ニードルバルブ57は第1流量調整弁と第2流量調整弁とを兼ねるので、部品点数が少なくなり、体格を小さくすることができる。
また、第2実施形態によれば、バイパス流量が小さくなるようにニードル58の絞り部53への挿入量を大きくするほど絞り部53の入口54の通路断面積が小さくなり、絞り部53を通過する流体の流速が速くなる。したがって、図14において第2実施形態を示す実線と、第1実施形態を示す一点鎖線とで比較するように、バイパス流量Qbpが所定値Qbp1であるときの通路断面積Aを所定値A1とした場合、バイパス流量Qbpが同じ値Qbp2であっても第2実施形態の方がエジェクタ51の吸込力を大きくすることができる。
According to the second embodiment, since the
Further, according to the second embodiment, the passage cross-sectional area of the
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態によるクランクケース換気装置を図15〜図19に基づき説明する。内燃機関109では、クランクケース113の内壁面の温度が低いときブローバイガスに含まれる水蒸気が結露し易く、結露水がエンジンオイルを劣化させるという問題がある。図15に示すクランクケース換気装置70の電子制御装置72は、第1実施形態の電子制御装置25が有する機能に加え、結露発生を防止するための機能をさらに有している。
図15に示すように、電子制御装置72には、第1実施形態の各センサに加えて水温センサ71の検出信号が入力される。水温センサ71は、内燃機関109の冷却水の水温Twを検出する。
(Third embodiment)
A crankcase ventilation apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
As shown in FIG. 15, the detection signal of the
図16に示すように、電子制御装置72は、水蒸気濃度推定手段73と、露点温度算出手段74と、換気量増量判定手段75と、換気量設定手段76とを有している。
水蒸気濃度推定手段73は、図17に示す関係からエンジン回転数Neおよびエンジン負荷率KLに基づき、クランクケース113内に流入するブローバイガス中の水蒸気濃度Cwを推定する。水蒸気濃度推定手段73は、特許請求の範囲に記載の「ガス成分推定手段」に相当し、水蒸気濃度Cwは、特許請求の範囲に記載の「ブローバイガス成分」に相当する。
As shown in FIG. 16, the
The water vapor concentration estimating means 73 estimates the water vapor concentration Cw in the blow-by gas flowing into the
露点温度算出手段74は、予め記憶された水蒸気濃度Cwと露点温度Trとの関係から、水蒸気濃度Cwに基づき露点温度Trを推定する。
換気量増量判定手段75は、露点温度Trと水温Twとに基づき、換気量Qpcvを増量するか否かを判定する。露点温度Trが水温Twよりも大きいとき換気量Qpcvを増量すると判定し、露点温度Trが水温Tw以下のとき換気量Qpcvを増量しないと判定する。
The dew point temperature calculation means 74 estimates the dew point temperature Tr based on the water vapor concentration Cw from the relationship between the water vapor concentration Cw stored in advance and the dew point temperature Tr.
The ventilation amount increase determination means 75 determines whether or not to increase the ventilation amount Qpcv based on the dew point temperature Tr and the water temperature Tw. When the dew point temperature Tr is higher than the water temperature Tw, it is determined that the ventilation amount Qpcv is increased, and when the dew point temperature Tr is equal to or lower than the water temperature Tw, it is determined that the ventilation amount Qpcv is not increased.
換気量設定手段76は、換気量増量判定手段75が換気量Qpcvを増量しないと判定した場合、第1実施形態の換気量設定手段30と同様に目標換気量Qpcv*を設定する。換気量設定手段76は、換気量増量判定手段75が換気量Qpcvを増量すると判定した場合、換気量Qpcvを増量しないと判定した場合と比べて目標換気量Qpcv*が増量されるように、水蒸気濃度Cwとブローバイガス発生量Qbと水温Twとに基づき目標換気量Qpcv*を設定する。
When the ventilation volume
次に、電子制御装置72の制御処理を図18および図19に基づき説明する。図18は、流量制御に係る制御演算処理のメインフローである。以下の処理は、電子制御装置72のROMに記憶されたプログラムに基づき、内燃機関109の始動後から停止時まで所定時間毎に繰り返し実行される。また、以下の処理で用いられる各種パラメータは、例えばRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。
Next, control processing of the
図18のS200では、第1流量調整弁19の弁開度θ1および第2流量調整弁22の弁開度θ2を決定するための弁開度決定処理が行われる。図19は、上記弁開度決定処理を示すサブフローである。図19の処理が開始すると、先ずS201では、エンジン回転数Neおよびエンジン負荷率KLに基づき、クランクケース113内に流入するブローバイガス中の水蒸気濃度Cwが算出される。S201の後、処理はS202に移行する。
S202では、水蒸気濃度Cwに基づき露点温度Trが推定される。S202の後、処理はS171に以降する。
In S200 of FIG. 18, a valve opening degree determination process for determining the valve opening degree θ1 of the first flow
In S202, the dew point temperature Tr is estimated based on the water vapor concentration Cw. After S202, the process proceeds to S171.
S171のあと実行されるS203では、露点温度Trと水温Twとに基づき、換気量Qpcvを増量するか否かが判定される。露点温度Trが水温Twよりも大きいとき換気量Qpcvを増量すると判定され、露点温度Trが水温Tw以下のとき換気量Qpcvを増量しないと判定される。S203の判定が肯定された場合(S203:Yes)、処理はS204に移行する。一方、S203の判定が否定された場合(S203:No)、処理はS172に移行する。
S204では、水蒸気濃度Cwとブローバイガス発生量Qbと水温Twとに基づき目標換気量Qpcv*が設定される。S204の後、処理は図19に示す一連のルーチンを抜け、図18に示すルーチンに戻る。
In S203 executed after S171, it is determined whether or not the ventilation amount Qpcv is to be increased based on the dew point temperature Tr and the water temperature Tw. When the dew point temperature Tr is higher than the water temperature Tw, it is determined that the ventilation amount Qpcv is increased, and when the dew point temperature Tr is equal to or lower than the water temperature Tw, it is determined that the ventilation amount Qpcv is not increased. If the determination in S203 is affirmative (S203: Yes), the process proceeds to S204. On the other hand, when the determination in S203 is negative (S203: No), the process proceeds to S172.
In S204, the target ventilation amount Qpcv * is set based on the water vapor concentration Cw, the blow-by gas generation amount Qb, and the water temperature Tw. After S204, the process exits the series of routines shown in FIG. 19 and returns to the routine shown in FIG.
第3実施形態によれば、ブローバイガス中の水蒸気の露点温度Trが水温Twよりも大きいとき目標換気量Qpcv*が増量されるので、ブローバイガス中の水蒸気濃度Cwを下げることができ、クランクケース113内での結露を抑制することができる。そのため、エンジンオイルの劣化を抑制することができる。 According to the third embodiment, the target ventilation amount Qpcv * is increased when the dew point temperature Tr of the water vapor in the blow-by gas is higher than the water temperature Tw, so that the water vapor concentration Cw in the blow-by gas can be lowered, and the crankcase Condensation in 113 can be suppressed. Therefore, deterioration of engine oil can be suppressed.
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態によるクランクケース換気装置を図20〜図24に基づき説明する。
スロットル開度が時間と共に変化する過渡運転時におけるクランクケース113の換気について考える。図21には、エンジン負荷率が所定値であるときのエジェクタ上流圧力、バイパス流量、および換気量を、定常時と加速時とで比較して示している。エジェクタ上流圧力は、第1バイパス通路11のうちエジェクタ12に対する上流側の圧力である。図21を見て分かるように、定常時と加速時とでは、エジェクタ上流圧力、バイパス流量および換気量の全てが異なる。つまり、内燃機関109の運転条件が同じであっても、スロットル弁107を開く速度が違えば、第2吸入空気通路106の圧力P2および過給機103のハウジング105内の圧力は異なってくる。そのため、同じ量を換気する場合でも第1流量調整弁19の弁開度θ1を変える必要がある。本実施形態によるクランクケース換気装置200の電子制御装置201は、過渡運転時におけるクランクケース113の換気をより正確に行うための機能を有している。
(Fourth embodiment)
A crankcase ventilation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Consider ventilation of the
図20に示すように、クランクケース換気装置200は、第2吸入空気通路106と第1吸入空気通路102とを接続するブローオフ通路202と、ブローオフ通路202を開閉可能なブローオフバルブ203とを備えている。本実施形態ではブローオフバルブ203は機械式である。また、電子制御装置201には、圧力センサ204の検出信号が入力される。圧力センサ204は、第1バイパス通路11のうちエジェクタ12に対して上流側に設けられ、エジェクタ上流圧力P4を直接的に検出する。圧力センサ204は、特許請求の範囲に記載の「圧力検出手段」および「第1圧力センサ」に相当する。
As shown in FIG. 20, the
図22に示すように、電子制御装置201は、弁開度決定手段205および弁開度制御手段206を有している。
弁開度決定手段205は、予め記憶された目標換気量Qpcv*とエジェクタ上流圧力P4と弁開度θ1との関係から、目標換気量Qpcv*およびエジェクタ上流圧力P4に基づき弁開度θ1を決定する。
弁開度制御手段206は、弁開度決定手段205が決定した弁開度θ1に基づき第1駆動部20を制御してバイパス流量を制御し、換気量Qpcvを制御する。
As shown in FIG. 22, the
The valve opening degree determining means 205 determines the valve opening degree θ1 based on the target ventilation amount Qpcv * and the ejector upstream pressure P4 from the relationship between the target ventilation amount Qpcv * stored in advance, the ejector upstream pressure P4, and the valve opening degree θ1. To do.
The valve opening degree control means 206 controls the
次に、電子制御装置201の制御処理を図23および図24に基づき説明する。図23は、流量制御に係る制御演算処理のメインフローである。以下の処理は、電子制御装置201のROMに記憶されたプログラムに基づき、内燃機関109の始動後から停止時まで所定時間毎に繰り返し実行される。また、以下の処理で用いられる各種パラメータは、例えばRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。
Next, control processing of the
図23のS220では、第1流量調整弁19の弁開度θ1を決定するための弁開度決定処理が行われる。図24は、上記弁開度決定処理を示すサブフローである。図24のS221では、ブローバイガス発生量Qbとエジェクタ上流圧力P4とに基づき目標換気量Qpcv*が設定される。S221の後、処理は図24に示す一連のルーチンを抜け、図23に示すルーチンに戻る。図23のS222では、弁開度θ2に基づき第1流量制御弁19が制御される。
In S220 of FIG. 23, a valve opening determination process for determining the valve opening θ1 of the first flow
第4実施形態によれば、適切な弁開度θ1で第1流量制御弁19を制御し、過渡運転時におけるクランクケース113の換気をより正確に行うことができる。
また、第4実施形態によれば、圧力センサ204により第3吸入空気通路108の圧力P3を推定し、当該推定値をエンジン制御の補正に用いることができる。そのため、第3吸入空気通路108に圧力センサを設ける必要がない。
According to the fourth embodiment, the first
Further, according to the fourth embodiment, the pressure P3 in the third
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態によるクランクケース換気装置を図25に基づき説明する。
図25に示すように、クランクケース換気装置210の電子制御装置211には、第2吸入空気通路106に設けられた圧力センサ212の検出信号が入力される。圧力センサ212が検出する第2吸入空気通路106の圧力P2は、エジェクタ上流圧力P4とみなすことができる。圧力センサ212は、特許請求の範囲に記載の「第1圧力センサ」に相当する。電子制御装置211は、エジェクタ上流圧力P4として圧力P2を用いる以外は第4実施形態と同様の構成である。
第5実施形態によれば、第4実施形態と同様に、適切な弁開度θ1で第1流量制御弁19を制御し、過渡運転時におけるクランクケース113の換気をより正確に行うことができる。
(Fifth embodiment)
A crankcase ventilation apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 25, the detection signal of the
According to the fifth embodiment, similarly to the fourth embodiment, the first
(第6実施形態)
本発明の第6実施形態によるクランクケース換気装置を図26〜図29に基づき説明する。
図26に示すように、クランクケース換気装置220の電子制御装置221には、第3吸入空気通路108に設けられた圧力センサ222の検出信号が入力される。圧力センサ222は、特許請求の範囲に記載の「第2圧力センサ」に相当する。また、圧力センサ222が検出する第3吸入空気通路108の圧力P3は、特許請求の範囲に記載の「スロットル弁に対する下流側の圧力であるスロットル下流圧力」に相当する。
(Sixth embodiment)
A crankcase ventilation apparatus according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 26, the detection signal of the
図27に示すように、電子制御装置221は、圧力推定手段223を有している。圧力推定手段223は、弁開度θth、吸気量Qa、および圧力P3に基づきエジェクタ上流圧力P4を推定する。スロットルセンサ42、エアフローセンサ41、圧力センサ222、および電子制御装置221の圧力推定手段223は、特許請求の範囲に記載の「圧力検出手段」を構成している。電子制御装置221は、圧力推定手段223が推定した値をエジェクタ上流圧力P4として用いる以外は第4実施形態と同様の構成である。
As shown in FIG. 27, the
次に、電子制御装置221の制御処理を図28および図29に基づき説明する。図28は、流量制御に係る制御演算処理のメインフローである。以下の処理は、電子制御装置221のROMに記憶されたプログラムに基づき、内燃機関109の始動後から停止時まで所定時間毎に繰り返し実行される。また、以下の処理で用いられる各種パラメータは、例えばRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。
Next, control processing of the
図28のS230では、第1流量調整弁19の弁開度θ1を決定するための弁開度決定処理が行われる。図29は、上記弁開度決定処理を示すサブフローである。図29のS231では、弁開度θth、吸気量Qa、および圧力P3に基づきエジェクタ上流圧力P4が推定される。S231の後、処理は図29に示す一連のルーチンを抜け、図28に示すルーチンに戻る。
In S230 of FIG. 28, a valve opening determination process for determining the valve opening θ1 of the first flow
第6実施形態によれば、第4実施形態と同様に、適切な弁開度θ1で第1流量制御弁19を制御し、過渡運転時におけるクランクケース113の換気をより正確に行うことができる。
また、第6実施形態によれば、従来から第3吸入空気通路108に設けられている圧力センサ222を用いてエジェクタ上流圧力P4を推定しているので、直接的にエジェクタ上流圧力を計測する必要がない。
According to the sixth embodiment, similarly to the fourth embodiment, the first
Further, according to the sixth embodiment, since the ejector upstream pressure P4 is estimated by using the
(第7実施形態)
本発明の第7実施形態によるクランクケース換気装置を図30に基づき説明する。
図30に示すように、クランクケース換気装置230では、ブローオフ通路231は、第1バイパス通路11のうちエジェクタ12に対し上流側から分岐し、第1吸入空気通路102のうち第1バイパス通路11の出口と過給機103との間に接続している。
(Seventh embodiment)
A crankcase ventilation apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 30, in the
第7実施形態によれば、第4実施形態と同様の効果を奏し、さらに、ブローオフ通路231の第2吸入空気通路106からの分岐を第1バイパス通路11と共通化することができる。
また、第7実施形態では、ブローオフ通路231は、第1バイパス通路11から分岐したまま第1吸入空気通路102に接続している。そのため、第1バイパス通路11のうちエジェクタ12に対し下流側にブローオフ通路231が接続される形態において、ブローオフバルブ203が開いたときにエジェクタ12の出口が高圧になり、エジェクタ12が機能しないという問題、またはエジェクタ12内を流体が逆流するという問題を解消することができる。
According to the seventh embodiment, the same effects as in the fourth embodiment can be obtained, and the branch of the blow-
In the seventh embodiment, the blow-
(第8実施形態)
本発明の第8実施形態によるクランクケース換気装置を図31〜図34に基づき説明する。
クランクケース換気装置240は、第7実施形態の第1流量調整弁19、第1駆動部20、およびブローオフバルブ203に代えて、ニードルバルブ241および駆動部242を備えている。ニードルバルブ241のニードル245は、第1バイパス通路11とブローオフ通路231との分岐部243に対しブローオフ通路231の下流側から挿入可能である。駆動部242は、ニードル245を、図32に示す第1作動位置と、図33に示す第2作動位置と、図34に示す第3作動位置とに駆動可能である。
(Eighth embodiment)
A crankcase ventilation apparatus according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The
第1作動位置では、ニードル245は、第1バイパス通路11とブローオフ通路231とを全閉にする。
第2作動位置では、ニードル245は、第1バイパス通路11を半開にしつつブローオフ通路231を全閉にする。このとき、駆動部242は、ニードル245の位置を細かく調整することによって、第1バイパス通路11の開度を連続的に制御することができる。
第3作動位置では、ニードル245は、第1バイパス通路11とブローオフ通路231とを全開にする。
第8実施形態によれば、ニードルバルブ241は第1流量調整弁とブローオフバルブとを兼ねるので、部品点数が少なくなり、体格を小さくすることができる。
In the first operating position, the
In the second operating position, the
In the third operating position, the
According to the eighth embodiment, since the
(第9実施形態)
本発明の第9実施形態によるクランクケース換気装置を図35〜図38に基づき説明する。図35に示すように、クランクケース換気装置80は、新気通路17を流れる新気の流量である新気量Qnを検出可能な流量計81を備えている。電子制御装置82には、流量計81の検出信号が入力される。
図36に示すように、電子制御装置82が有している弁開度決定手段83は、新気量Qnに基づき第1流量調整弁19の弁開度θ1および第2流量調整弁22の弁開度θ2を制御する。具体的には、弁開度決定手段83は、内燃機関109が軽負荷状態であるとき、流量計81が検出する新気量Qnが必要新気量αに一致するように第2流量調整弁22の弁開度θ2をフィードバック制御する。また、弁開度決定手段83は、内燃機関109が中負荷状態または高負荷状態であるとき、流量計81が検出する新気量Qnが必要新気量αに一致するように第1流量調整弁19の弁開度θ1をフィードバック制御する。
(Ninth embodiment)
A crankcase ventilation apparatus according to a ninth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 35, the
As shown in FIG. 36, the valve
次に、電子制御装置82の制御処理を図37および図38に基づき説明する。図37は、流量制御に係る制御演算処理のメインフローである。以下の処理は、電子制御装置72のROMに記憶されたプログラムに基づき、内燃機関109の始動後から停止時まで所定時間毎に繰り返し実行される。また、以下の処理で用いられる各種パラメータは、例えばRAM等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。
Next, the control process of the
図37のS210では、第1流量調整弁19の弁開度θ1および第2流量調整弁22の弁開度θ2を決定するための弁開度決定処理が行われる。図38は、上記弁開度決定処理を示すサブフローである。図38の処理が開始し、S173の判定が肯定された場合(S173:Yes)、S211において新気量Qnが必要新気量αに一致するように第2流量調整弁22の弁開度θ2がフィードバック制御される。S211の後、処理は図38に示す一連のルーチンを抜け、図37に示すルーチンに戻る。
S173の判定が否定された場合(S173:No)、S212において新気量Qnが必要新気量αに一致するように第1流量調整弁19の弁開度θ1がフィードバック制御される。S212の後、処理は図38に示す一連のルーチンを抜け、図37に示すルーチンに戻る。
In S210 of FIG. 37, valve opening determination processing for determining the valve opening θ1 of the first flow
When the determination in S173 is negative (S173: No), the valve opening degree θ1 of the first flow
第9実施形態によれば、流量計81が検出した新気量Qnに基づき各流量調整弁の弁開度を制御することによって、ブローバイガス発生量Qbを推定する手段を持たずとも正確に換気量Qpcvを制御することができる。
According to the ninth embodiment, by controlling the valve opening degree of each flow rate adjustment valve based on the fresh air amount Qn detected by the
(第10実施形態)
本発明の第10実施形態によるクランクケース換気装置を図39、図40に基づき説明する。図39に示すように、クランクケース換気装置90は、オイルセパレータ18に代えて、第1バイパス通路11のうちエジェクタ12に対し下流側に設けられた電気式オイルセパレータ91を備えている。電気式オイルセパレータ91は、ブローバイガスに含まれるオイルミストを捕集するものであって、高電圧を印加した電極からコロナ放電を発生させることにより高いオイルミスト分離機能を発揮し、圧損も少ない。
(10th Embodiment)
A crankcase ventilation apparatus according to a tenth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 39, the
ここで、図40は、第1吸入空気通路102の流体の温度T1と、第2吸入空気通路106のうちインタークーラ92に対し上流側の流体の温度T2と、第2吸入空気通路106のうちインタークーラ92に対し下流側の流体の温度T3とを内燃機関109の運転条件ごとに示した図である。インタークーラ92は、特許請求の範囲に記載の「吸気冷却装置」に相当する。図40に示すように、ブローバイガス中に含まれる水分量が最大であるときの露点温度Tr1よりも常に高いのは温度T2のみである。第10実施形態によれば、第2吸入空気通路106のうちインタークーラ92に対し上流側から第1バイパス通路11が分岐しているため、電気式オイルセパレータ91を通過する流体の温度は温度T2であり、露点温度Tr1よりも高い。したがって、電気式オイルセパレータ91の電極付近でブローバイガス中の水蒸気が結露して放電が不安定になることを回避可能である。
Here, FIG. 40 shows the temperature T1 of the fluid in the first
(他の実施形態)
本発明の他の実施形態では、第2バイパス通路および第2流量調整弁が設けられなくてもよい。その場合、第1流量調整弁がエジェクタに対し下流側に設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、エンジン回転数およびエンジン負荷率以外の内燃機関の運転条件に基づきブローバイガス発生量またはブローバイガス成分を推定してもよい。
本発明の他の実施形態では、必要新気量は、予め設定される一定値であってもよいし、内燃機関の運転条件に応じて変動する変動値であってもよい。
本発明の他の実施形態では、第1バイパス通路は、過給機のハウジングではなく、第2吸入空気通路のどこに接続していてもよい。
本発明の他の実施形態では、第2バイパス通路は、ガス排出通路から分岐して第3吸入空気通路に接続されてもよい。
本発明の他の実施形態では、ニードルバルブのニードルの先端部は、先細りでなくてもよい。
(Other embodiments)
In another embodiment of the present invention, the second bypass passage and the second flow rate adjustment valve may not be provided. In this case, the first flow rate adjustment valve may be provided on the downstream side with respect to the ejector.
In another embodiment of the present invention, the blow-by gas generation amount or blow-by gas component may be estimated based on the operating conditions of the internal combustion engine other than the engine speed and the engine load factor.
In another embodiment of the present invention, the required fresh air amount may be a constant value set in advance, or may be a variable value that varies depending on the operating conditions of the internal combustion engine.
In another embodiment of the present invention, the first bypass passage may be connected anywhere in the second intake air passage instead of the turbocharger housing.
In another embodiment of the present invention, the second bypass passage may be branched from the gas discharge passage and connected to the third intake air passage.
In other embodiments of the present invention, the tip of the needle of the needle valve need not be tapered.
本発明の他の実施形態では、第4〜第8実施形態の構成に加えて、第2流量調整弁および第2駆動部が設けられ、電子制御装置が内燃機関の運転条件に基づき第2駆動部を制御してガス排出通路を流れる流体の流量を制御するように構成してもよい。
本発明の他の実施形態では、ブローバイガスの水蒸気濃度に代えて、ブローバイガス中のNOx濃度やSOx濃度、あるいは未燃燃料量などを推定し、その推定値に基づき弁開度を制御してもよい。
前述の実施形態では、車両が急減速状態のとき第1流量調整弁を全開にすることによって過給機とスロットル弁との間の圧力を逃がしていたが、本発明の他の実施形態では、過給機とスロットル弁との間の圧力に応じて機械的に作動する機械式弁により圧力を逃がしてもよい。上記機械式弁は、第1流量調整弁と一体に構成することにより部品点数を削減し得る。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
In another embodiment of the present invention, in addition to the configurations of the fourth to eighth embodiments, a second flow rate adjusting valve and a second drive unit are provided, and the electronic control unit performs the second drive based on the operating conditions of the internal combustion engine. You may comprise so that a flow volume of the fluid which flows through a gas discharge passage may be controlled by controlling a part.
In another embodiment of the present invention, instead of the water vapor concentration of the blowby gas, the NOx concentration or SOx concentration in the blowby gas or the unburned fuel amount is estimated, and the valve opening is controlled based on the estimated value. Also good.
In the above-described embodiment, the pressure between the supercharger and the throttle valve is released by fully opening the first flow rate adjustment valve when the vehicle is in a sudden deceleration state, but in other embodiments of the present invention, The pressure may be relieved by a mechanical valve that operates mechanically in response to the pressure between the supercharger and the throttle valve. The mechanical valve can be reduced in the number of parts by being integrated with the first flow rate adjusting valve.
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
10、50、70、80、90、200、210、220、230、240・・・クランクケース換気装置
11・・・第1バイパス通路
12、51・・・エジェクタ
13・・・絞り通路
14・・・吸込通路
15・・・ガス排出通路
19、57・・・第1流量調整弁
20、60、242・・・第1駆動部
25、72、82・・・流量制御手段
10, 50, 70, 80, 90, 200, 210, 220, 230, 240 ...
Claims (17)
前記吸入空気通路のうち過給機(103)からスロットル弁(107)までの間と、前記吸入空気通路のうち前記過給機に対し上流側(102)とを接続する第1バイパス通路(11)と、
前記第1バイパス通路の一部を構成する絞り通路(13、52)、および、当該絞り通路に接続する吸込通路(14、55)を有するエジェクタ(12、51)と、
前記内燃機関内のブローバイガスが溜まる空間であるガス溜まり空間と、前記吸込通路とを接続するガス排出通路(15)と、
前記吸入空気通路のうち前記過給機に対し上流側と、前記ガス溜まり空間とを接続する新気通路(17)と、
前記第1バイパス通路に設けられる第1流量調整弁(19、57)と、
前記第1流量調整弁を駆動する第1駆動部(20、60、242)と、
前記内燃機関の運転条件に基づき前記第1駆動部を制御し、前記第1バイパス通路を流れる流体の流量を制御可能な流量制御手段(25、72、82、201、211、221)と、
を備えることを特徴とするクランクケース換気装置。 Crankcase ventilators (10, 50, 70, 80, 90, 200, 210, 220) for discharging blow-by gas in the crankcase (113) of the internal combustion engine (109) to the intake air passages (102, 106, 108), 230, 240)
A first bypass passage (11) connecting between the supercharger (103) and the throttle valve (107) in the intake air passage and an upstream side (102) with respect to the supercharger in the intake air passage. )When,
An ejector (12, 51) having a throttle passage (13, 52) constituting a part of the first bypass passage, and a suction passage (14, 55) connected to the throttle passage;
A gas discharge passage (15) that connects a gas storage space that is a space in which blow-by gas in the internal combustion engine is stored, and the suction passage;
A fresh air passage (17) connecting the upstream side of the intake air passage to the supercharger and the gas reservoir space;
A first flow regulating valve (19, 57) provided in the first bypass passage;
A first drive unit (20, 60, 242) for driving the first flow rate regulating valve;
Flow rate control means (25, 72, 82, 201, 211, 221) capable of controlling the flow rate of the fluid flowing through the first bypass passage based on the operating conditions of the internal combustion engine;
A crankcase ventilation device comprising:
前記内燃機関の運転条件に基づきブローバイガス発生量を推定するガス量推定手段(29)と、
前記ガス量推定手段が推定したブローバイガス発生量に基づき前記第1駆動部を制御し、前記第1流量調整弁の弁開度を制御する弁開度制御手段(35、206)と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のクランクケース換気装置(10、50、70、90、200、210、220、230、240)。 The flow rate control means is
A gas amount estimating means (29) for estimating a blow-by gas generation amount based on an operating condition of the internal combustion engine;
Valve opening control means (35, 206) for controlling the first drive unit based on the blow-by gas generation amount estimated by the gas amount estimation means and controlling the valve opening degree of the first flow rate adjustment valve;
The crankcase ventilation device (10, 50, 70, 90, 200, 210, 220, 230, 240) according to claim 1, characterized by comprising:
前記弁開度制御手段(206)は、前記エジェクタ上流圧力に応じて前記第1流量調整弁の開度を制御することを特徴とする請求項2または3に記載のクランクケース換気装置(200、210、220、230、240)。 Pressure detecting means (41, 42, 204, 212, 222, 223) capable of detecting an ejector upstream pressure (P4) that is an upstream pressure with respect to the ejector;
The crankcase ventilation device (200, 200) according to claim 2 or 3, wherein the valve opening degree control means (206) controls the opening degree of the first flow rate adjusting valve in accordance with the ejector upstream pressure. 210, 220, 230, 240).
前記スロットル弁の弁開度であるスロットル開度(θth)を検出可能なスロットルセンサ(42)と、
前記吸入空気通路に吸入される空気の流量である吸気量(Qa)を検出可能なエアフローセンサ(41)と、
前記吸入空気通路のうち前記スロットル弁に対し下流側(108)に設けられ、前記スロットル弁に対する下流側の圧力であるスロットル下流圧力(P3)を検出可能な第2圧力センサ(222)と、
前記スロットル開度、前記吸気量および前記スロットル下流圧力に基づき前記エジェクタ上流圧力を推定する圧力推定手段(223)と、
から構成されていることを特徴とする請求項4に記載のクランクケース換気装置(220)。 The pressure detecting means includes
A throttle sensor (42) capable of detecting a throttle opening (θth) which is a valve opening of the throttle valve;
An air flow sensor (41) capable of detecting an intake air amount (Qa) which is a flow rate of air sucked into the intake air passage;
A second pressure sensor (222) provided on the downstream side (108) with respect to the throttle valve in the intake air passage and capable of detecting a throttle downstream pressure (P3) which is a pressure on the downstream side with respect to the throttle valve;
Pressure estimation means (223) for estimating the ejector upstream pressure based on the throttle opening, the intake air amount, and the throttle downstream pressure;
The crankcase ventilator (220) according to claim 4, characterized in that it comprises:
前記弁開度制御手段は、前記ガス成分推定手段が推定したブローバイガス成分に応じて前記第1流量調整弁の開度を制御することを特徴とする請求項2〜6のいずれか一項に記載のクランクケース換気装置(70)。 Gas component estimating means (73) for estimating a blow-by gas component based on operating conditions of the internal combustion engine,
The valve opening degree control means controls the opening degree of the first flow rate adjustment valve in accordance with the blow-by gas component estimated by the gas component estimation means. Crankcase ventilation device (70) as described.
前記流量制御手段(82)は、前記新気量検出手段が検出した新気の流量に基づき前記第1流量調整弁の開度を制御することを特徴とする請求項1に記載のクランクケース換気装置(80)。 A fresh air amount detecting means (81) capable of detecting a flow rate of fresh air flowing through the fresh air passage;
The crankcase ventilation according to claim 1, wherein the flow rate control means (82) controls the opening degree of the first flow rate adjustment valve based on a flow rate of fresh air detected by the fresh air quantity detection means. Device (80).
前記ガス排出通路、前記吸込通路または前記第2バイパス通路を開閉可能な第2流量調整弁(22)と、
前記第2流量調整弁を駆動する第2駆動部(23、60)と、をさらに備え、
前記第1流量調整弁は、前記第1バイパス通路のうち前記吸込通路に対し上流側に設けられ、
前記流量制御手段(25、72、82)は、前記内燃機関の運転条件に基づき前記第1駆動部と前記第2駆動部とを制御し、前記第1バイパス通路を流れる流体の流量と前記ガス排出通路を流れる流体の流量とを制御可能であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のクランクケース換気装置(10、50、70、80、90)。 A second bypass passage (16) connecting the downstream side of the first bypass passage with respect to the suction passage and the downstream side (108) of the intake air passage with respect to the throttle valve;
A second flow rate adjustment valve (22) capable of opening and closing the gas discharge passage, the suction passage or the second bypass passage;
A second drive unit (23, 60) for driving the second flow rate adjustment valve,
The first flow rate adjusting valve is provided upstream of the suction passage in the first bypass passage,
The flow rate control means (25, 72, 82) controls the first drive unit and the second drive unit based on operating conditions of the internal combustion engine, and the flow rate of the fluid flowing through the first bypass passage and the gas The crankcase ventilation device (10, 50, 70, 80, 90) according to any one of claims 1 to 9, wherein the flow rate of the fluid flowing through the discharge passage is controllable.
前記ブローオフ通路を開閉可能なブローオフバルブ(203)と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のクランクケース換気装置(230、240)。 A blow-off passage (231) branched from the upstream side to the ejector of the first bypass passage, and connected to the upstream side of the supercharger of the intake air passage while branching from the first bypass passage;
A blow-off valve (203) capable of opening and closing the blow-off passage;
The crankcase ventilation device (230, 240) according to any one of claims 1 to 10, further comprising:
前記第1ニードルは、前記第1駆動部(242)により、前記第1バイパス通路と前記ブローオフ通路とを全閉にする作動位置、前記第1バイパス通路を半開にしつつ前記ブローオフ通路を全閉にする作動位置、および、前記第1バイパス通路と前記ブローオフ通路とを全開にする作動位置に駆動させられることを特徴とする請求項11に記載のクランクケース換気装置(240)。 The first flow rate adjustment valve and the blow-off valve are constituted by a first needle valve (241) that also serves as a first needle (245),
The first needle is operated by the first drive unit (242) to fully close the first bypass passage and the blow-off passage, and the blow-off passage is fully closed while the first bypass passage is half-opened. The crankcase ventilator (240) according to claim 11, wherein the crankcase ventilator (240) is driven to an operating position where the first bypass passage and the blow-off passage are fully opened.
前記第1流量調整弁と前記第2流量調整弁とは、第2ニードル(58)を兼用するニードルバルブ(57)から構成され、
前記第2駆動部(60)は、前記第1駆動部(60)と兼用であり、
前記ニードルは、前記絞り部に対し上流側から挿入可能であり、前記絞り部の入口(54)を完全に塞ぐまで挿入されると前記第1バイパス通路を全閉にし、さらに前記吸込通路の前記出口を完全に塞ぐまで挿入されると前記吸込通路を全閉にすることを特徴とする請求項10に記載のクランクケース換気装置(50)。 The outlet (56) of the suction passage opens to the inner wall of the throttle portion (53) of the throttle passage,
The first flow rate adjustment valve and the second flow rate adjustment valve are constituted by a needle valve (57) that also serves as a second needle (58),
The second driving unit (60) is also used as the first driving unit (60),
The needle can be inserted from the upstream side with respect to the throttle portion, and when inserted until the inlet (54) of the throttle portion is completely closed, the first bypass passage is fully closed, and the suction passage is further closed. The crankcase ventilation device (50) according to claim 10, wherein the suction passage is fully closed when inserted until the outlet is completely closed.
前記吸入空気通路のうち前記過給機と前記スロットル弁との間に設けられる吸気冷却装置(92)と、をさらに備え、
前記第1バイパス通路は、前記吸入空気通路のうち前記過給機から前記吸気冷却装置までの間と、前記吸入空気通路のうち前記過給機に対し上流側とを接続することを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載のクランクケース換気装置(90)。 An electric oil separator (91) provided in the first bypass flow path;
An intake air cooling device (92) provided between the supercharger and the throttle valve in the intake air passage,
The first bypass passage connects between the supercharger and the intake air cooling device in the intake air passage and an upstream side of the intake air passage with respect to the supercharger. Crankcase ventilation device (90) according to any one of the preceding claims.
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