JP2016160854A - 内燃機関のブローバイガス還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動バキュームポンプの作動時間を短縮する。【課題手段】過給機コンプレッサ２Ｃを吸気通路Ｓに備える内燃機関Ｅにおいてブローバイガスを吸気通路に還流するためのブローバイガス還流装置は、非過給運転領域においてブローバイガスを還流するＰＣＶ装置２７と、過給運転領域においてブローバイガスを吸気通路に還流するエゼクタ１６と、ブレーキブースタ２２の負圧源をなすと共にブローバイガスの還流にも利用可能な電動バキュームポンプ２０とを備える。非過給運転領域と過給運転領域との境界を規定する一定の境界圧を含む吸気圧範囲において、電動バキュームポンプを作動させることによりブローバイガスを還流し、電動バキュームポンプの作動時間が所定時間以上となったとき、吸気圧範囲の下限および上限の少なくとも一方を境界圧に近づけることにより吸気圧範囲を縮小する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のブローバイガス還流装置に関する。

ターボ過給機等の過給機を備えた内燃機関にあって、過給が行われない内燃機関の非過給運転領域においてはＰＣＶ（positive crankcase ventilation）装置を用いてクランクケース内のブローバイガスを吸気通路に還流し、過給が行われる過給運転領域においては過給機のコンプレッサの上下流側の圧力差を利用するエゼクタを用いてブローバイガスを還流することが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１１−２３６８２５号公報

この種のブローバイガス還流装置において、吸気圧が大気圧付近となる領域において、ＰＣＶ装置によるブローバイガス還流流量も、エゼクタによるブローバイガス還流流量も得難い領域が存在する。

一方、車両のブレーキブースタの負圧源として電動バキュームポンプを設けることがある。そこで前記領域において、この電動バキュームポンプを利用してブローバイガスを還流し、ＰＣＶ装置とエゼクタによるブローバイガス還流流量を補うことが考えられる。

しかし、ブローバイガス還流装置として電動バキュームポンプを用いた場合、電動バキュームポンプの使用頻度が想定以上に増える可能性があり、モータの耐久時間を超えないように対策が必要である。

また、電動バキュームポンプの作動時間が長時間に及ぶと、消費電力量が増大し、内燃機関により駆動されるオルタネータの発電量が増大する。そして内燃機関の仕事量が増大し、内燃機関の燃費が悪化してしまう。

そこで本発明は、上記事情に鑑みて創案され、その目的は、電動バキュームポンプの作動時間を短縮することが可能な内燃機関のブローバイガス還流装置を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
過給機のコンプレッサを吸気通路に備える内燃機関において、クランクケース内のブローバイガスを前記吸気通路に還流するためのブローバイガス還流装置であって、
前記内燃機関の非過給運転領域において前記ブローバイガスを前記吸気通路に還流するＰＣＶ装置と、
前記内燃機関の過給運転領域において、前記コンプレッサの上下流側の圧力差を利用して前記ブローバイガスをコンプレッサ上流側の前記吸気通路に還流するエゼクタと、
ブレーキブースタの負圧源をなすと共に、前記ブローバイガスの前記吸気通路への還流にも利用可能な電動バキュームポンプと、
を備え、
前記非過給運転領域と前記過給運転領域との境界を規定する一定の境界圧を含む吸気圧範囲において、前記電動バキュームポンプを作動させることにより前記ブローバイガスを前記吸気通路に還流し、前記電動バキュームポンプの作動時間が所定の許容時間以上となったとき、前記吸気圧範囲の下限および上限の少なくとも一方を前記境界圧に近づけることにより、前記吸気圧範囲を縮小するように構成した
ことを特徴とする内燃機関のブローバイガス還流装置が提供される。

本発明によれば、電動バキュームポンプの作動時間を短縮することができるという、優れた効果が発揮される。

本発明の実施形態の構成を示す概略図である。 本実施形態の課題と基本的作動を説明するためのグラフである。 本実施形態の第１制御例を示すグラフである。 第１制御例のルーチンを示すフローチャートである。 第２制御例のルーチンを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。なお本発明は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

図１は、本実施形態に係る内燃機関のブローバイガス還流装置の構成を示す。本実施形態のブローバイガス還流装置は、車両に搭載された内燃機関（エンジン）Ｅに適用される。内燃機関Ｅはエンジン本体１を備え、エンジン本体１は周知のようにヘッドカバー１Ａ、シリンダヘッド１Ｂ、シリンダブロック１Ｃ、クランクケース１Ｄおよびオイルパン１Ｅを含んで構成される。そしてエンジン本体１の内部にはピストン、コンロッドおよびクランクシャフト等が備えられる。内燃機関Ｅは、過給機としてのターボチャージャ２を備えた多気筒ガソリンエンジンである。なお内燃機関Ｅの気筒数、シリンダ配置形式（直列、Ｖ型、水平対向等）等は特に限定されない。

各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管３を介して吸気集合室であるサージタンク４に接続されている。サージタンク４の上流側には吸気管５が接続されている。吸気管５には、上流側から順に、エアクリーナ６、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ７、ターボチャージャ２のコンプレッサ２Ｃ、インタークーラ８、および電子制御式スロットルバルブ９が設けられている。吸気ポート、枝管４、サージタンク４及び吸気管５により吸気通路Ｓが形成される。なお図示しないが、吸気ポート内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）と、点火プラグとが気筒毎に設けられている。
一方、各気筒の排気ポートは排気マニフォールドを介して共通の排気管に接続される。これら排気ポート、排気マニフォールド及び排気管により排気通路Ｔが形成される。排気通路Ｔにはターボチャージャ２のタービン２Ｔが設置され、タービン２Ｔの下流側には図示しない三元触媒が設けられる。排気通路Ｔには、タービン２Ｔをバイパスするバイパス通路１０と、バイパス通路１０を開閉するための電子制御式ウェイストゲートバルブ１１とが設けられる。ウェイストゲートバルブ１１はスロットルバルブ９と同様のバタフライ弁とされ、その開度を無段階で変更可能である。

エンジン本体１のクランクケース１Ｄにはオイルセパレータ１２が設けられている。オイルセパレータ１２は、クランクケース１Ｄ内に連通されると共に、クランクケース１Ｄ内のブローバイガスを導入してこれに含まれるオイルを分離する。

オイルセパレータ１２とサージタンク４とは第１ガス通路１３により互いに連通接続され、第１ガス通路１３にはＰＣＶバルブ１４が設けられる。第１ガス通路１３とＰＣＶバルブ１４はＰＣＶ装置２７を構成する。ＰＣＶバルブ１４の開弁時、クランクケース１Ｄ内のブローバイガスはオイルセパレータ１２、第１ガス通路１３という経路を順に通じてサージタンク４に還流される。

また、オイルセパレータ１２と、コンプレッサ２Ｃの上流側の吸気通路Ｓとは、第２ガス通路１５により互いに連通接続される。第２ガス通路１５にはエゼクタ１６が設けられる。エゼクタ１６と、コンプレッサ２Ｃの下流側の吸気通路Ｓとは、エゼクタ通路１７により互いに連通接続される。エゼクタ１６は、コンプレッサ２Ｃの上流側と下流側との圧力差を利用して、クランクケース１Ｄ内のブローバイガスをオイルセパレータ１２、第２ガス通路１５という経路を順に通じてコンプレッサ上流側の吸気通路Ｓに還流させる。なお、ヘッドカバー１Ａ内とエアフローメータ７の上流側の吸気通路Ｓとは換気通路２６により互いに連通接続される。

また、オイルセパレータ１２とサージタンク４とは第３ガス通路１８により互いに連通接続される。第３ガス通路１８には、三方電磁弁からなる切替弁１９と、電動バキュームポンプ２０とが、ブローバイガス流れ方向（図中矢示）における上流側と下流側とにそれぞれ設けられている。
他方、車両には、ドライバによるブレーキペダル２１の操作をアシストするためのブレーキブースタ２２が設けられている。ブレーキブースタ２２は、ブレーキ作動時、その負圧室２３に供給された負圧を利用してブレーキペダル操作力を倍力する。

ブレーキブースタ２２の負圧室２３と、切替弁１９とは、ブースタ通路２４により互いに連通接続される。ブースタ通路２４には、ブレーキブースタ２２側から切替弁１９側に向かう順流方向（図中矢示）の空気の流れのみを許容し、逆流方向の空気の流れを禁止する逆止弁２５が設けられている。逆止弁２５により負圧室２３からの負圧抜けが防止される。

切替弁１９は、オイルセパレータ１２からサージタンク４に至るブローバイガスの流れを禁止し且つブレーキブースタ２２から電動バキュームポンプ２０に至る空気の流れを許容する第１位置すなわちブースタ側位置Ｖ１と、オイルセパレータ１２からサージタンク４に至るブローバイガスの流れを許容し且つブレーキブースタ２２から電動バキュームポンプ２０に至る空気の流れを禁止する第２位置すなわち還流側位置Ｖ２とに切り替え可能である。なお、切替弁１９がブースタ側位置Ｖ１にあるとき、電動バキュームポンプ２０から排出された排出空気は第３ガス通路１８を通じてサージタンク４に供給される。

本実施形態のブローバイガス還流装置には、制御部もしくは制御ユニットをなす電子制御ユニット（以下ＥＣＵという）１００が備えられる。ＥＣＵ１００は、切替弁１９および電動バキュームポンプ２０に加え、前述のスロットルバルブ９、インジェクタ、点火プラグ、ウェイストゲートバルブ１１をも制御するように構成されている。またＥＣＵ１００はこれらの他、内燃機関Ｅおよび車両の図示しない各種デバイスをも制御するように構成されている。

センサ類に関して、前述のエアフローメータ７に加え、吸気圧を検出するための吸気圧センサ３０、内燃機関Ｅのクランク角を検出するためのクランク角センサ３１、アクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ３２がＥＣＵ１００に接続されている。

ＥＣＵ１００は、クランク角センサ３１からのクランクパルス信号に基づき、クランク角自体を検出すると共にエンジンの回転数（ｒｐｍ）を検出する。ここで「回転数」とは単位時間当たりの回転数のことをいい、回転速度と同義である。

ＥＣＵ１００は、エアフローメータ７からの信号に基づき、単位時間当たりの吸入空気の量である吸入空気量すなわち吸気流量を検出する。そしてＥＣＵ１００は、検出した吸入空気量に基づきエンジン１の負荷を検出する。

本実施形態において、電動バキュームポンプ２０は基本的にブレーキブースタ２２の負圧源をなすものとして設けられている。通常、かかる負圧源として吸気通路が用いられ、吸気通路内で発生した吸気負圧をブレーキブースタに供給する。しかし、本実施形態のような過給式内燃機関では必ずしも十分な大きさの吸気負圧を常時確保することができない。一方、別の負圧源として機械式バキュームポンプもあるが、これは内燃機関により常時駆動されるため無駄仕事が多い。そこで本実施形態では、ブレーキブースタ２２における負圧不足時のみ一時的ないし間欠的に作動させることができる電動バキュームポンプ２０を採用している。なお本実施形態では電動バキュームポンプ２０を唯一の負圧源としているが、吸気通路Ｓを別の負圧源として加え、両者を併用してもよい。

本実施形態は、この電動バキュームポンプ２０がブローバイガスの還流にも利用可能である点に一つの特徴がある。通常、ＥＣＵ１００は、切替弁１９をブースタ側位置Ｖ１に切り替えると共に、電動バキュームポンプ２０を必要に応じて作動させる（オンする）ことにより、負圧室２３の圧力であるブースタ圧力を十分な値に保持する。なお電動バキュームポンプ２０の作動中には逆止弁２５が開弁される。他方、電動バキュームポンプ２０によるブローバイガス還流が望まれるとき、ＥＣＵ１００は、切替弁１９を還流側位置Ｖ２に切り替えると共に、電動バキュームポンプ２０を作動させる。すると電動バキュームポンプ２０により、クランクケース１Ｄ内のブローバイガスがオイルセパレータ１２、第３ガス通路１８という経路を順に通じてサージタンク４に還流される。

さて、本実施形態においては、過給が行われない内燃機関の非過給運転領域においては、ＰＣＶ装置２７（第１ガス通路１３とＰＣＶバルブ１４）を用いてクランクケース１Ｄ内のブローバイガスを吸気通路Ｓ（サージタンク４）に還流することができる。すなわち、非過給運転領域においては、ＰＣＶバルブ１４の下流側（サージタンク４側）圧力が上流側（クランクケース１Ｄ側）圧力より低いので、ＰＣＶバルブ１４が開弁し、上記還流を実行することができる。他方、過給が行われる内燃機関の過給運転領域においては、ＰＣＶバルブ１４の下流側圧力が上流側圧力より高いので、ＰＣＶバルブ１４が閉弁し、ＰＣＶ装置２７による還流を行えないが、これはエゼクタ１６により行うことができる。すなわち、コンプレッサ２Ｃの下流側の圧力が上流側の圧力より高くなるので、エゼクタ通路１７、エゼクタ１６、エゼクタ下流側の第２ガス通路１５を順に通じる空気流が発生すると共に、エゼクタ１６内に吸引流が発生する。この吸引流により、クランクケース１Ｄ内のブローバイガスをエゼクタ上流側の第２ガス通路１５を通じて吸引し、コンプレッサ上流側の吸気通路Ｓに還流することができる。

ところで、これらＰＣＶ装置２７とエゼクタ１６を併用する本実施形態のブローバイガス還流装置であっても、非過給運転領域と過給運転領域の境界付近において、ＰＣＶ装置２７によるブローバイガス還流流量も、エゼクタ１６によるブローバイガス還流流量も得難い領域が存在する。

この点を図２を参照して説明する。（Ａ）は吸気圧Ｐ（ｋＰａ）に対するブローバイガス還流流量Ｇｂ（Ｌ／ｍｉｎ）の関係を示す（線ｘ参照）。なお吸気圧Ｐとはスロットルバルブ９の下流側における吸気通路Ｓ内の圧力のことをいい、具体的には吸気圧センサ３０により検出されるサージタンク４内の吸気圧Ｐのことをいう。圧力は、大気圧を基準にしてその差をもって表すゲージ圧で表示する。

非過給運転領域は吸気圧Ｐが大気圧（ゼロ）以下の領域であり、過給運転領域は吸気圧Ｐが大気圧より大きい領域である。大気圧は、非過給運転領域と過給運転領域の境界を規定する「境界圧」をなし、つまり本実施形態の境界圧は大気圧に等しい。図示するように、非過給運転領域ではＰＣＶ装置２７により十分な大きさのブローバイガス還流流量Ｇｂ、すなわち最大流量Ｇｂｍａｘが得られ、過給運転領域ではエゼクタ１６により最大流量Ｇｂｍａｘが得られる。

しかし、大気圧を含むその付近の吸気圧範囲、特にＰ１≦Ｐ≦Ｐ２の吸気圧範囲（Ｐ１＜０＜Ｐ２）では、最大流量Ｇｂｍａｘのブローバイガス還流流量Ｇｂを得られず、ブローバイガス還流を満足に行うことが困難となっている。Ｐ１は、吸気圧Ｐが増大するにつれＰＣＶ装置２７によるブローバイガス還流流量Ｇｂが最大流量Ｇｂｍａｘから低下し始める吸気圧であり、Ｐ２は、吸気圧Ｐが減少するにつれエゼクタ１６によるブローバイガス還流流量Ｇｂが最大流量Ｇｂｍａｘから低下し始める吸気圧である。

ここで、図２を参照して、本実施形態の基本的作動ないし制御を併せて説明する。吸気圧Ｐが最小吸気圧Ｐｍｉｎにあるとき、アクセル開度Ａｃは０（％）であり、アクセルペダルは踏み込まれていない。またスロットル開度ＴＨは実質的な最小開度であるアイドル開度ＴＨｉ（％）である。またウェイストゲートバルブ１１の開度（ウェイストゲートバルブ開度）ＷＧは１００（％）すなわち全開である。従って排気ガスはバイパス通路１０を通じてタービン２Ｔをバイパスされ、ターボチャージャ２は駆動されない。

かかる状態から、アクセル開度Ａｃが徐々に増大されていくと、スロットル開度ＴＨおよび吸気圧Ｐも徐々に増大する。そして中間のアクセル開度Ａｃにおいて、スロットル開度ＴＨが１００（％）すなわち全開（ＷＯＴ）とされ、吸気圧Ｐがゼロとなる。そして以降、スロットル開度ＴＨは１００（％）に維持される。

ウェイストゲートバルブ開度ＷＧは、吸気圧Ｐがゼロとなるまで１００（％）すなわち全開に維持され、吸気圧Ｐがゼロとなる点からアクセル開度Ａｃが増大されるにつれ、徐々に減少される（すなわちウェイストゲートバルブ１１は閉弁方向に動作される）。

アクセル開度Ａｃが１００（％）すなわち全開とされると、吸気圧Ｐが最大吸気圧Ｐｍａｘとなり、ウェイストゲートバルブ開度ＷＧは０（％）すなわち全閉とされる。

本実施形態では、検出されたアクセル開度Ａｃおよび吸気圧Ｐの少なくとも一方に基づいてスロットル開度ＴＨおよびウェイストゲートバルブ開度ＷＧが上述の如く制御される。

このように、非過給運転領域ではターボチャージャ２による過給はなされず、内燃機関Ｅは実質的に自然吸気式エンジンとして働く。そしてブローバイガスの還流はＰＣＶ装置２７のみによって行われる。他方、過給運転領域ではターボチャージャ２による過給が行われ、内燃機関Ｅは実質的に過給式エンジンとして働く。そしてブローバイガスの還流はエゼクタ１６のみによって行われる。

非過給運転領域は、内燃機関の低負荷側の領域に相当するが、この領域でターボチャージャ２を駆動させるとタービン２Ｔが排気抵抗となって燃費が悪化する。またこの領域ではスロットル開度ＴＨがまだ全開となっていないので、この領域でターボチャージャ２を駆動させても、コンプレッサ２Ｃにより加圧された空気の流れがスロットルバルブ９によって妨げられしまい、これも燃費悪化の要因となる。よって本実施形態では、非過給運転領域においてウェイストゲートバルブ開度ＷＧを全開に保持し、ターボチャージャ２を駆動させないようにしている。そしてスロットル開度ＴＨが全開となった後の過給運転領域において、ウェイストゲートバルブ開度ＷＧを減少し、ターボチャージャ２を駆動させるようにしている。

図示するように、Ｐ１≦Ｐ≦０の吸気圧範囲では、吸気圧Ｐが高まるにつれＰＣＶ装置２７によるブローバイガス還流流量Ｇｂが最大流量Ｇｂｍａｘから徐々に低下し、最終的に０になる。また０≦Ｐ≦Ｐ２の吸気圧範囲では、吸気圧Ｐが高まるにつれエゼクタ１６によるブローバイガス還流流量Ｇｂが０から最大流量Ｇｂｍａｘまで徐々に増大する。従っていずれにしても、Ｐ１≦Ｐ≦Ｐ２の吸気圧範囲では、ブローバイガス還流流量Ｇｂは低下しがちであり、十分な量のブローバイガス還流流量Ｇｂを得るのが困難である。

そこで、本実施形態では、このようなＰ１≦Ｐ≦Ｐ２の吸気圧範囲をポンプ作動領域と定め、このポンプ作動領域において電動バキュームポンプ２０を作動させることにより、電動バキュームポンプ２０を利用してブローバイガスを還流する。これにより、ＰＣＶ装置２７およびエゼクタ１６によっては不足するブローバイガス還流流量Ｇｂを補い、あるいは補完することができ（図中仮想線ａ参照）、十分な量のブローバイガス還流流量Ｇｂを得ることが可能となる。なお、ブローバイガス還流目的で電動バキュームポンプ２０を作動させる際は常に切替弁１９が還流側位置Ｖ２に切り替えられる。

ここで、ポンプ作動領域の下限を規定する吸気圧を「下限吸気圧」といい、ここではＰ１がそれに相当する。またポンプ作動領域の上限を規定する吸気圧を「上限吸気圧」といい、ここではＰ２がそれに相当する。

ブローバイガス還流装置として電動バキュームポンプを用いた場合、電動バキュームポンプの使用頻度が想定以上に増える可能性があり、モータの耐久時間を超えないように対策が必要である。

また、電動バキュームポンプ２０の作動時間が長時間に及ぶと、消費電力量が増大し、内燃機関Ｅにより駆動されるオルタネータ（図示せず）の発電量が増大する。そして内燃機関Ｅの仕事量が増大し、内燃機関Ｅの燃費が悪化してしまう。

そこで本実施形態では、電動バキュームポンプ２０の作動時間が所定の許容時間以上となったとき、ポンプ作動領域の下限吸気圧および上限吸気圧の少なくとも一方を大気圧に近づけることにより、ポンプ作動領域を縮小する。これにより電動バキュームポンプ２０の作動時間を短縮することができる。

以下、図３を参照して本実施形態の第１制御例を説明する。図３は、図２（Ａ）と同様に、吸気圧Ｐに対するブローバイガス還流流量Ｇｂの関係を示す。ポンプ作動領域は下限吸気圧ＰＬと上限吸気圧ＰＨの間の吸気圧範囲（ＰＬ≦Ｐ≦ＰＨ）であり、これには境界圧たる大気圧（Ｐ＝０）が含まれる。言い換えれば、ポンプ作動領域は、大気圧より低い下限吸気圧ＰＬと、大気圧より高い上限吸気圧ＰＨとの間の吸気圧範囲である。

電動バキュームポンプ２０の作動時間Ｔが許容時間Ｔ１に達する前の初期状態において、下限吸気圧ＰＬはＰ１に等しくされ、上限吸気圧ＰＨはＰ２に等しくされる。このときのポンプ作動領域をＡで示す。しかしながら、電動バキュームポンプ２０の作動時間Ｔが許容時間Ｔ１に達した後には、下限吸気圧ＰＬは、より大気圧に近づいたＰ３に等しくされ、上限吸気圧ＰＨはより大気圧に近づいたＰ４に等しくされる。但しＰ３＜０＜Ｐ４である。このときのポンプ作動領域をＢで示す。実際の吸気圧Ｐがポンプ作動領域（ＡまたはＢ）にあれば電動バキュームポンプ２０は常に作動（オン）され、実際の吸気圧Ｐがポンプ作動領域になければ、ブレーキブースタ２２側の要請が無いことを条件として、電動バキュームポンプ２０は停止（オフ）される。

このようにポンプ作動領域をＡからＢに縮小することにより、電動バキュームポンプ２０の作動機会を低減ないし抑制し、電動バキュームポンプ２０の作動時間を短縮することができる。また、図３に示されるように、ＰＣＶ装置２７およびエゼクタ１６による元々のブローバイガス還流流量Ｇｂは、吸気圧Ｐが大気圧に近づくほど少なくなる。本実施形態では、縮小後のポンプ作動領域Ｂも依然として大気圧を含むため、元々のブローバイガス還流流量Ｇｂが相対的に少ない縮小後のポンプ作動領域Ｂで、依然として電動バキュームポンプ２０の作動を確保し、十分なブローバイガス還流流量Ｇｂを確保できる。その一方で、縮小後のポンプ作動領域Ｂに含まれない初期のポンプ作動領域Ａの部分（Ｐ１≦Ｐ＜Ｐ３、Ｐ４＜Ｐ≦Ｐ２の領域）では、電動バキュームポンプ２０は停止されるものの、元々のブローバイガス還流流量Ｇｂが相対的に多い領域なので、電動バキュームポンプ停止に起因したブローバイガス還流流量減少のデメリットは小さく、むしろ作動時間短縮のメリットの方が大きい。したがって上記のようにポンプ作動領域を縮小することで、ブローバイガス還流流量の確保と電動バキュームポンプ２０の作動時間短縮とを好適に両立することができる。

上記説明で分かるように、許容時間とは、ポンプ作動領域をＡに保持することが許容される電動バキュームポンプ２０の作動時間のことをいう。

なお、ここでは下限吸気圧ＰＬおよび上限吸気圧ＰＨの両方を大気圧に近づけたが、いずれか一方を大気圧に近づけてもよい。

図４に第１制御例のルーチンを示す。かかるルーチンはＥＣＵ１００により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１０１では、検出された吸気圧Ｐが下限吸気圧ＰＬ以上かつ上限吸気圧ＰＨ以下であるか否か、すなわち吸気圧Ｐがポンプ作動領域に入っているか否かが判断される。なお下限吸気圧ＰＬおよび上限吸気圧ＰＨの初期値は前述したようにＰ１およびＰ２である。

イエスの場合、ステップＳ１０２において、電動バキュームポンプ２０が作動（オン）され、切替弁１９が還流側位置Ｖ２に切り替えられる。

次いでステップＳ１０３において、電動バキュームポンプ２０の作動時間Ｔがカウントされる。この作動時間Ｔは、電動バキュームポンプ２０がオンされた時から累積される作動時間である。

ステップＳ１０４において、作動時間Ｔが許容時間Ｔ１以上となったか否かが判断される。イエスの場合、ステップＳ１０５において、下限吸気圧ＰＬがＰ３に等しくされ、上限吸気圧ＰＨがＰ４に等しくされる。これによりポンプ作動領域はＡからＢに縮小され、電動バキュームポンプ２０の作動機会を抑制し作動時間を短縮できる。

他方、ステップＳ１０１がノーの場合には、ステップＳ１０６に進んで、切替弁１９がブースタ側位置Ｖ１に切り替えられ、下限吸気圧ＰＬ、上限吸気圧ＰＨおよび作動時間Ｔが初期化される。なお作動時間Ｔの初期値はゼロである。電動バキュームポンプ２０は、停止可能な状態となり、ブレーキブースタ２２側の要請に応じて、図示しない別ルーチンにより適宜オン・オフされる。ステップＳ１０４がノーの場合にはルーチンが終了される。

なお、ここでは吸気圧Ｐの値に基づいて電動バキュームポンプ２０をオンしたが、内燃機関の運転状態を表すパラメータ（例えば回転数Ｎｅと負荷ＫＬ）の値に基づいて電動バキュームポンプ２０をオンしてもよい。例えば、回転数Ｎｅと負荷ＫＬで規定されるマップにおいて、上述のポンプ作動領域Ａ，Ｂに対応するポンプ作動領域Ａ’，Ｂ’を予め定め、実際の回転数Ｎｅと負荷ＫＬがポンプ作動領域Ａ’に入ったとき電動バキュームポンプ２０をオンし、作動時間Ｔが許容時間Ｔ１以上となったらポンプ作動領域をＡ’からＢ’に変更してもよい。

次に、再び図２を参照して、本実施形態の第２制御例を説明する。なお第１制御例と同様の部分については説明を省略し、以下相違点を中心に説明する。

前記第１制御例においては、吸気圧Ｐの上昇中、常に吸気圧Ｐが大気圧になった時点からウェイストゲートバルブ１１の閉弁動作を開始した。これに対し、本制御例においては、作動時間Ｔが許容時間Ｔ１以上となったとき、ウェイストゲートバルブ１１の閉弁動作を開始する吸気圧（便宜上、過給開始圧Ｐｓｔという）を大気圧より低い圧力Ｐ６とする。

すなわち、本制御例において、作動時間Ｔが許容時間Ｔ１未満であるときには第１制御例と同様、過給開始圧Ｐｓｔを大気圧（Ｐ＝０＝Ｐ５）とする。他方、作動時間Ｔが許容時間Ｔ１以上となったときには、図中線ｂで示すように、過給開始圧Ｐｓｔを大気圧より低いＰ６とする。これにより、図中線ｃで示すように、大気圧付近の領域において、エゼクタ１６によるブローバイガス還流流量Ｇｂを増加すると共に、当該ブローバイガス還流流量Ｇｂのゼロからの増加開始点をより低圧側のＰ６に移動できる。そしてＰＣＶ装置２７およびエゼクタ１６によりブローバイガス還流流量Ｇｂが得難い領域を実質的に狭くすることができる。

こうなると、吸気圧Ｐの低下につれエゼクタ１６によるブローバイガス還流流量Ｇｂが低下し始める吸気圧の値が、Ｐ２からＰ７へとより低圧側に変更される（但しＰ７＞０）。よって本制御例においては、作動時間Ｔが許容時間Ｔ１以上となったとき、上限吸気圧ＰＨがより大気圧に近いＰ７に変更され、ポンプ作動領域がＡ（Ｐ１≦Ｐ≦Ｐ２）からＢ’（Ｐ１≦Ｐ≦Ｐ７）に縮小される。これにより電動バキュームポンプ２０の作動機会を抑制し、電動バキュームポンプ２０の作動時間を短縮できる。

なお、作動時間Ｔが許容時間Ｔ１以上となったとき、大気圧より低いＰ６から過給が開始されるが、この場合も非過給運転領域と過給運転領域との境界を規定する境界圧はあくまで大気圧であって、境界圧は一定に保持される。非過給運転領域の最大圧力側のごく一部（Ｐ６≦Ｐ≦０）において例外的に過給が実行されるに過ぎない。

図５に第２制御例のルーチンを示す。かかるルーチンもＥＣＵ１００により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ２０１〜Ｓ２０４は前記ステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様である。なお過給開始圧Ｐｓｔおよび上限吸気圧ＰＨの初期値はＰ５およびＰ２とされる。下限吸気圧ＰＬはＰ１に固定される。

ステップＳ２０４がイエスの場合、ステップＳ２０５において、過給開始圧ＰｓｔがＰ６に等しくされ、上限吸気圧ＰＨがＰ７に等しくされる。これによりポンプ作動領域はＡからＢ’に縮小され、電動バキュームポンプ２０の作動機会を抑制し作動時間を短縮できる。

他方、ステップＳ２０１がノーの場合には、ステップＳ２０６に進んで、切替弁１９がブースタ側位置Ｖ１に切り替えられ、過給開始圧Ｐｓｔ、上限吸気圧ＰＨおよび作動時間Ｔが初期化される。電動バキュームポンプ２０は、ブレーキブースタ２２側の要請に応じて、図示しない別ルーチンにより適宜オン・オフされる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明はさらに他の実施形態も可能である。

本発明の実施形態には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１Ｄ クランクケース
２ ターボチャージャ
２Ｃ コンプレッサ
１３ 第１ガス通路
１４ ＰＣＶバルブ
１６ エゼクタ
２０ 電動バキュームポンプ
２２ ブレーキブースタ
２７ ＰＣＶ装置
１００ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
Ｅ 内燃機関
Ｓ 吸気通路

Claims (1)

1. 過給機のコンプレッサを吸気通路に備える内燃機関において、クランクケース内のブローバイガスを前記吸気通路に還流するためのブローバイガス還流装置であって、
   前記内燃機関の非過給運転領域において前記ブローバイガスを前記吸気通路に還流するＰＣＶ装置と、
   前記内燃機関の過給運転領域において、前記コンプレッサの上下流側の圧力差を利用して前記ブローバイガスをコンプレッサ上流側の前記吸気通路に還流するエゼクタと、
   ブレーキブースタの負圧源をなすと共に、前記ブローバイガスの前記吸気通路への還流にも利用可能な電動バキュームポンプと、
   を備え、
   前記非過給運転領域と前記過給運転領域との境界を規定する一定の境界圧を含む吸気圧範囲において、前記電動バキュームポンプを作動させることにより前記ブローバイガスを前記吸気通路に還流し、前記電動バキュームポンプの作動時間が所定の許容時間以上となったとき、前記吸気圧範囲の下限および上限の少なくとも一方を前記境界圧に近づけることにより、前記吸気圧範囲を縮小するように構成した
   ことを特徴とする内燃機関のブローバイガス還流装置。

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