JP2021055580A - エンジン装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンオイルの劣化の促進を抑制する。【解決手段】エンジンは、エンジンケース内のブローバイガスを吸気通路に還流させるためのブローバイガス通路を有し、吸気通路は、第1吸気口および第2吸気口を有し、第2吸気口には、バルブが設けられる。そして、エンジンの回転数が所定回転数より小さいとき、または、エンジンの負荷率が所定負荷率より小さいときには、エンジンの回転数が所定回転数以上で且つエンジンの負荷率が所定負荷率以上のときに比して、バルブの開度が小さくなるようにエンジンを制御する。【選択図】図2
Description
本発明は、エンジン装置に関する。
従来、この種のエンジン装置としては、シリンダヘッドカバー内のカム室と吸気通路とを接続するブローバイガス通路を有するエンジンを備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このエンジン装置では、クランクケースやシリンダヘッドカバーなどにより構成されるエンジンケース内の内室(カム室など)に溜まっているブローバイガスをブローバイガス通路を介して吸気通路に供給している。
しかしながら、上述のエンジン装置では、内室と吸気通路との差圧を増加させることができない。このため、内室に溜まっているブローバイガスが吸気通路に十分に還流されない場合がある。ブローバイガスの還流量が少ないと、エンジンオイルの劣化が促進される可能性がある。
本発明のエンジン装置は、エンジンオイルの劣化の促進を抑制することを主目的とする。
本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明のエンジン装置は、
エンジンケース内のブローバイガスを吸気通路に還流させるためのブローバイガス通路を有するエンジンと、
前記エンジンを制御する制御装置と、
を備え、
前記吸気通路は、第1吸気口および第2吸気口を有し、
前記第2吸気口には、バルブが設けられている、
エンジン装置であって、
前記制御装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数より小さいとき、または、前記エンジンの負荷率が所定負荷率より小さいときには、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以上で且つ前記エンジンの負荷率が前記所定負荷率以上のときに比して、前記バルブの開度が小さくなるように前記エンジンを制御する、
ことを要旨とする。
エンジンケース内のブローバイガスを吸気通路に還流させるためのブローバイガス通路を有するエンジンと、
前記エンジンを制御する制御装置と、
を備え、
前記吸気通路は、第1吸気口および第2吸気口を有し、
前記第2吸気口には、バルブが設けられている、
エンジン装置であって、
前記制御装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数より小さいとき、または、前記エンジンの負荷率が所定負荷率より小さいときには、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以上で且つ前記エンジンの負荷率が前記所定負荷率以上のときに比して、前記バルブの開度が小さくなるように前記エンジンを制御する、
ことを要旨とする。
この本発明のエンジン装置では、エンジンの回転数が所定回転数より小さいとき、または、エンジンの負荷率が所定負荷率より小さいときには、エンジンの回転数が所定回転数以上で且つエンジンの負荷率が所定負荷率以上のときに比して、バルブの開度が小さくなるようにエンジンを制御する。これにより、エンジンの回転数が所定回転数より小さいとき、または、エンジンの負荷率が所定負荷率より小さいときに、吸気通路の負圧(エンジンケース内との圧力差)を大きくすることができ、、エンジンケース内のブローバイガスがブローバイガス通路を介して吸気通路に還流するのを促進することができる。この結果、エンジンオイルの劣化の促進を抑制することができる。
本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記エンジンの回転数が小さいほど前記バルブの開度が小さくなるように前記エンジンを制御するものとしてもよい。また、前記制御装置は、前記エンジンの負荷率が小さいほど前記バルブの開度が小さくなるように前記エンジンを制御するものとしてもよい。
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施例としてのエンジン装置を搭載する自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車20は、図1に示すように、エンジン22と、エンジン22の動力を変速してデファレンシャルギヤ62を介して駆動輪64a,64bに伝達する変速機60と、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)70とを備える。実施例では、エンジン22とECU70とが「エンジン装置」に相当する。
エンジン22は、ガソリンを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、第1吸気口52や第2吸気口54からの空気をエアクリーナ23に吸入し、エアクリーナ23により清浄された空気を吸気管24に流通させると共に燃料噴射弁26からガソリンを噴射する。そして、空気と燃料との混合気を吸気バルブ28を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ30による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン32の往復運動をクランクシャフト33の回転運動に変換する。燃焼室からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)を有する浄化装置34を介して外気に排出される。また、燃焼室で生じた排気や未燃焼ガスは、外気に排出されるだけでなく、ピストン32とシリンダとの隙間からクランクケース31内の空間に流出する(以下、このように流出した排気や未燃焼ガスを「ブローバイガス」という)。クランクケース31内の空間は、シリンダヘッドを覆うシリンダヘッドカバー50内の空間と連通しており、クランクケース31内の空間に蓄積されたブローバイガスは、シリンダヘッドカバー50内の空間にも流出する。以下、クランクケース31およびシリンダヘッドカバー50を「エンジンケース」という。
このエンジン22には、吸気管24におけるスロットルバルブ25よりも上流側とシリンダヘッドカバー50とを接続するブローバイガス管90が設けられている。エンジンケース内の空間に蓄積されたブローバイガスは、この空間に対して吸気管24内が負圧のときに、ブローバイガス管90を介して吸気管24に還流される。このとき、燃焼室には、空気と燃料とブローバイガスとの混合気が吸入される。
エンジン22の第1吸気口52は、外気をエアクリーナ23を介して吸気管24に導入する導管として構成されている。エンジン22の第2吸気口54は、第1吸気口52と同様に外気をエアクリーナ23を介して吸気管24に導入可能に構成されており、第2吸気口54には、バルブ56が設けられている。エンジン22は、ECU70により運転制御される。
ECU70は、図1に示すように、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74や、データを一時的に記憶するRAM76、図示しない入出力ポートを備える。ECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。
ECU70に入力される信号としては、例えば、クランクシャフト33の回転位置を検出するクランクポジションセンサ40からのクランク角θcrや、燃焼室内に取り付けられた圧力センサ43からの筒内圧力、燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ28や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ44からのカムポジション、スロットルバルブ25のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ46からのスロットル開度を挙げることができる。また、空燃比センサ35aからの空燃比、酸素センサ35bからの酸素信号、エンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ42からの冷却水温Tw、吸気管24に取り付けられたエアフローメータ48からの吸入空気量Qa、吸気管24に取り付けられた温度センサ49からの吸気温Ta、バルブ56の開度を検出するバルブセンサからの吸気口開度Oinも挙げることができる。さらに、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号や、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP、車速センサ88からの車速Vも挙げることができる。
ECU70からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ECU70から出力される信号としては、例えば、燃料噴射弁26への駆動信号やスロットルバルブ25のポジションを調節するスロットルモータ36への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル38への制御信号、バルブ56の開度を調整するバルブモータへの制御信号としての目標吸気口開度Oin*を挙げることができる。また、ECU70からは、変速機60への制御信号も出力ポートを介して出力されている。
ECU70は、クランクポジションセンサ40からのクランク角θcrに基づいてクランクシャフト33の回転数、即ち、エンジン22の回転数Neを演算している。また、ECU70は、演算したエンジン22の回転数Neとエアフローメータ48からの吸入空気量Qaとに基づいて、負荷率(エンジン22の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLを演算している。
こうして構成された実施例の自動車20では、基本的には、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに応じた要求トルクTe*(要求パワーPe*)がエンジン22から出力されながら走行するようエンジン22と変速機60とを制御する。
エンジン22の運転制御としては、スロットルバルブ25の開度を制御する吸入空気量制御や、燃料噴射弁26からの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御、点火プラグ30の点火時期を制御する点火制御などを行なう。吸入空気量制御では、ECU70は、エンジン22の目標トルクTe*に基づいて目標空気量Qa*を設定し、吸入空気量Qaが目標空気量Qa*となるように目標スロットル開度TH*を設定し、スロットルバルブ25のスロットル開度THが目標スロットル開度TH*となるようにスロットルモータ36を制御する。燃料噴射制御では、ECU70は、吸入空気量Qaに基づいて空燃比AFが目標空燃比AF*となるように目標燃料噴射量Qf*を設定し、燃料噴射弁26から目標燃料噴射量Qf*の燃料が噴射されるように燃料噴射弁26を制御する。点火制御では、ECU70は、エンジン22の回転数Neと負荷率KLとに基づいて目標点火時期Tf*を設定し、目標点火時期Tf*で点火が行なわれるように点火プラグ30を制御する。
次に、こうして構成された実施例の自動車20に搭載されるエンジン装置の動作について説明する。図2は、ECU70により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。
図2の処理ルーチンが実行されると、ECU70は、最初に、エンジン22の回転数Neや負荷率KLなどのデータを入力する(ステップS100)。ここで、エンジン22の回転数Neは、クランクポジションセンサ40からのクランク角θcrに基づいて演算された値が入力される。エンジン22の負荷率KLは、エアフローメータ48からの吸入空気量Qaとエンジン22の回転数Neとに基づいて演算された値が入力される。
こうしてデータが入力されると、ECU70は、エンジン22の回転数Neを閾値Nerefと比較すると共に(ステップS110)、エンジン22の負荷率KLを閾値KLrefと比較する(ステップS120)。ここで、閾値Nerefや閾値KLrefは、ブローバイガスの還流量の増加が要求されているか否かを判定するための閾値であり、実験や解析により予め定められる。
ステップS110でエンジン22の回転数Neが閾値Neref以上で且つステップ120でエンジン22の負荷率KLが閾値KLref以上のときには、ブローバイガスの還流量の増加が要求されていないと判断し、バルブ56の目標吸気口開度Oin*に所定開度Oin1を設定して(ステップS130)、本ルーチンを終了する。ここで、所定開度Oin1は、ブローバイガスの還流量の増加が要求されていないときの吸気口開度Oinの目標値として予め定められ、例えば100%(全開)などが用いられる。
ステップS110でエンジン22の回転数Neが閾値Neref未満のときや、ステップ120でエンジン22の負荷率KLが閾値KLref未満のときには、ブローバイガスの還流量の増加が要求されていると判断し、エンジン22の回転数Neと負荷率KLと目標吸気口開度設定用マップとを用いて目標吸気口開度Oin*を設定して(ステップS140)、本ルーチンを終了する。ここで、目標吸気口開度設定用マップは、エンジン22の回転数Neおよび負荷率KLと目標吸気口開度Oin*との関係として予め定められ、ROM74に記憶されている。図3は、目標吸気口開度設定用マップの一例を示す説明図である。目標吸気口開度Oin*は、図示するように、所定開度Oin1未満の範囲内で、回転数Neが小さいほど小さくなるように、且つ、負荷率KLが小さいほど小さくなるように設定される。このように設定される理由を以下に説明する。
エンジン22では、回転数Neが大きいほど、また、負荷率KLが大きいほど、エンジンケース内に蓄積されるブローバイガスの量が増加する。エンジン22の回転数Neが大きく且つエンジン22の負荷率KLが大きいときには、吸入空気量Qaが多いため(流量が大きいため)、エンジンケース内に対する吸気管24の負圧が大きくなる(圧力が小さくなる)。これにより、ブローバイガスの還流量も増加するため、クランクケース内のブローバイガスを十分に除去することができる。一方、エンジン22の回転数Neが小さいときや、エンジン22の負荷率KLが小さいときには、エンジン22の回転数Neが大きく且つエンジン22の負荷率KLが大きいときに比して、エンジンケース内に対する吸気管24の負圧が大きくなりにくいため、ブローバイガスの還流量が大きくなりにくい。このため、エンジンケース内のブローバイガスを十分に除去することができない可能性が高くなる。これを踏まえて、実施例では、エンジン22の回転数Neが閾値Neref未満のときや、エンジン22の負荷率KLが閾値KLref未満のときには、エンジン22の回転数Neが閾値Neref以上で且つエンジン22の負荷率KLが閾値KLref以上のときに比して、バルブ56の開度(吸気口開度Oin)が小さくなるようにエンジン22を制御する。これにより、エンジンケース内に対する吸気管24の負圧を大きくして(圧力を小さくして)、ブローバイガス管90を介して吸気管24に還流されるブローバイガスの流量を増加させることができる。この結果、エンジンオイルの劣化の促進を抑制することができる。
以上説明した実施例のエンジン装置では、エンジン22の回転数Neが閾値Nerefより小さいとき、または、エンジン22の負荷率KLが閾値KLrefより小さいときには、エンジン22の回転数Neが閾値Neref以上で且つエンジン22の負荷率KLが閾値KLref以上のときに比して、バルブ56の開度(吸気口開度Oin)が小さくなるようにエンジン22を制御する。これにより、エンジンケース内に対する吸気管24の負圧を大きくして(圧力を小さくして)、ブローバイガス管90を介して吸気管24に還流されるブローバイガスの流量を増加させることができる。この結果、エンジンオイルの劣化の促進を抑制することができる。
実施例のエンジン装置では、エンジン22の回転数Neが閾値Neref未満のときや負荷率KLが閾値KLref未満のときには、エンジン22の回転数Neと負荷率KLとを用いて目標吸気口開度Oin*を設定するものとしたが、エンジン22の回転数Neと負荷率KLとのいずれか一方を用いて目標吸気口開度Oin*を設定するものとしてもよく、所定開度Oin1よりも小さい所定開度Oin2を目標吸気口開度Oin*に設定するものとしてもよい。
実施例のエンジン装置では、エンジン22は、ガソリンを燃料として動力を出力するガソリンエンジンとして構成されるものとしたが、軽油を燃料として動力を出力するディーゼルエンジンとして構成されるものとしてもよい。
実施例のエンジン装置では、エンジン22の出力により走行する自動車20に搭載されるものとしたが、エンジンに加えて走行用のモータを備えるハイブリッド車両に搭載されるものとしてもよく、建設設備などの移動しない設備に搭載されるものとしてもよい。
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、ECU70が「制御装置」に相当する。
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。
20 自動車、22 エンジン、23 エアクリーナ、24 吸気管、25 スロットルバルブ、26 燃料噴射弁、28 吸気バルブ、30 点火プラグ、31 クランクケース、32 ピストン、33 クランクシャフト、34 浄化装置、36 スロットルモータ、38 イグニッションコイル、40 クランクポジションセンサ、42 水温センサ、43 圧力センサ、44 カムポジションセンサ、46 スロットルバルブポジションセンサ、48 エアフローメータ、49 温度センサ、50 シリンダーヘッドカバー、52 第1吸気口、54 第2吸気口、56 バルブ、60 変速機、62 デファレンシャルギヤ、64a,64b 駆動輪、70 電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、90 ブローバイガス管。
Claims (1)
- エンジンケース内のブローバイガスを吸気通路に還流させるためのブローバイガス通路を有するエンジンと、
前記エンジンを制御する制御装置と、
を備え、
前記吸気通路は、第1吸気口および第2吸気口を有し、
前記第2吸気口には、バルブが設けられている、
エンジン装置であって、
前記制御装置は、前記エンジンの回転数が所定回転数より小さいとき、または、前記エンジンの負荷率が所定負荷率より小さいときには、前記エンジンの回転数が前記所定回転数以上で且つ前記エンジンの負荷率が前記所定負荷率以上のときに比して、前記バルブの開度が小さくなるように前記エンジンを制御する、
エンジン装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019177459A JP2021055580A (ja) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | エンジン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019177459A JP2021055580A (ja) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | エンジン装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021055580A true JP2021055580A (ja) | 2021-04-08 |
Family
ID=75270215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019177459A Pending JP2021055580A (ja) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | エンジン装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021055580A (ja) |
-
2019
- 2019-09-27 JP JP2019177459A patent/JP2021055580A/ja active Pending
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