JP4345633B2

JP4345633B2 - ブローバイガス還元装置

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Publication number: JP4345633B2
Application number: JP2004290493A
Authority: JP
Inventors: 安信菊地
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-01
Filing date: 2004-10-01
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2024-10-01
Also published as: JP2006104983A

Description

本発明は、一般にＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）装置と呼ばれる、内燃機関のブローバイガス還元装置に関する。

車両等に搭載される内燃機関（エンジン）においては、シリンダ内で燃料と空気の混合物を燃焼させ、燃焼によって生じるエネルギーをもとにピストンを往復動させて動力を得る。通常、この種のエンジンにおいては、未燃焼の混合気（ブローバイガス）を大気中に放出することなく、再度吸気系を通じてエンジンの燃焼室内に送り込んで再燃焼させるＰＣＶ装置が設置される。

図８および図９は、一般的なＰＣＶ装置の構成および動作を説明するための模式断面図である。なお、図８においては、エンジンが軽負荷状態にある場合の新気およびブローバイガスの流れを矢印にて示しており、図９においては、エンジンが高負荷状態にある場合の新気およびブローバイガスの流れを矢印にて示している。

図８および図９に示すように、エンジン２０は、主として、シリンダ２１と、ピストン２２と、クランクケース２３と、シリンダヘッド２３ａとから構成されている。ブローバイガスは、ピストンリングとシリンダ２１との隙間からクランクケース２３内へ漏れ出る混合ガスのことであって、このブローバイガスには多量の炭化水素が含まれており、かつ強酸性であるため、あまり多いとエンジンオイルの劣化やエンジン２０内部の錆の原因になる。また、炭化水素が含まれているため、このまま大気に開放することは環境によくない。そのため、ブローバイガスは、軽負荷時においては第１ＰＣＶ経路１６を通して（図８参照）、高負荷時においては第１ＰＣＶ経路１６および第２ＰＣＶ経路１８を通して（図９参照）、吸気系１０の負圧を利用して強制的に吸気系１０へと戻されることになる。

吸気系１０には、主として、フィルタ１２が配置されたエアクリーナ１１と、スロットルバルブ１３と、サージタンク１４とが設けられている。エアクリーナ１１にて清浄化された吸気は、スロットルバルブ１３によってエンジン２０へ供給される吸気量が調整されてサージタンク１４へと供給される。サージタンク１４に供給された吸気は、吸気ポート１５を通って吸気バルブ２４からエンジン２０内部の燃焼室２６へと供給される。供給された吸気により燃料が燃焼され、排気バルブ２５および排気ポート２７を介して燃焼ガスがエンジン２０の外部へと排出される。

ピストンリングとシリンダ２１との隙間で発生したブローバイガスは、クランクケース２３内およびシリンダヘッド２３ａ内を通り、軽負荷時には第１ＰＣＶ経路１６を通って、高負荷時には第１ＰＣＶ経路１６および第２ＰＣＶ経路１８を通って吸気ポート１５へと導かれる。第１ＰＣＶ経路１６には、ＰＣＶバルブ１７が設けられている。このＰＣＶバルブ１７は、吸気系１０の負圧の強さで流量を規制する流量調節弁である。すなわち、図８および図９に示すように、ＰＣＶ経路１６は、ＰＣＶバルブ１７によりその流量が調節されてスロットルバルブ１３の下流側にブローバイガスを還元する。また、第２ＰＣＶ経路１８は、エンジン２０の高負荷時において、エアクリーナ１１の下流側でかつスロットルバルブ１３の上流側にブローバイガスを還元する。

このようなＰＣＶ装置においては、ブローバイガスはクランク室およびカム室を経由する。そのため、ブローバイガス中には多量のエンジンオイルおよびオイルミストが含まれる。このオイル成分を多量に含んだブローバイガスは、通常シリンダヘッド上部に取付けられるヘッドカバー内に形成されたオイルセパレータによってそのオイル成分が分離される。分離されたオイル成分は、クランク室およびカム室へと戻される。

しかしながら、エンジンの停止時においては、ヘッドカバー内に多量のエンジンオイルおよびオイルミストを含んだブローバイガスが滞留することになるため、ヘッドカバーの内壁面にエンジンオイルの油滴が発生し、この油滴がスラッジ化する問題があった。スラッジ化したオイル成分は、ヘッドカバー内に蓄積されるため、ＰＣＶ装置の能力低下の大きな原因となっている。

なお、上述のＰＣＶ装置に関連する文献として、たとえば特開平５−７１４２３号公報（特許文献１）や特開２００３−１２０２４６号公報（特許文献２）などがある。
特開平５−７１４２３号公報特開２００３−１２０２４６号公報

本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたものであり、オイル成分のスラッジ化を抑制することにより、高性能でかつ高信頼性のＰＣＶ装置を提供することを目的とする。

本発明に基づくブローバイガス還元装置は、空気と燃料の混合気を内燃機関の燃焼室に導入する吸気系と、上記燃焼室から漏出するブローバイガスを上記吸気系に還元するＰＣＶ経路と、ブローバイガス中に含まれるオイル成分を分離除去するオイルセパレータと、上記ＰＣＶ経路に設けられ、上記内燃機関の停止後において、上記オイルセパレータ内に残存するブローバイガスを強制的に吸引し、上記オイルセパレータ内に新気を導入させて上記オイルセパレータ内の換気を行なうとともに、上記内燃機関の運転再開時において、吸引したブローバイガスを上記吸気系に還元する強制換気手段とを備える。

このように構成することにより、内燃機関停止時においてオイルセパレータ内が換気されて新気で満たされるようになるため、オイル成分がオイルセパレータ内部に油滴となって付着することが回避される。その結果、オイルセパレータ内部においてオイルがスラッジ化することが抑制されるようになり、高性能で高信頼性のＰＶＣ装置とすることができる。また、内燃機関停止時に強制的に吸気したブローバイガスは、内燃機関の運転を再開した際に吸気系に還元されるため、汚染物質を大気に放出することもなく、環境を汚染することもない。

上記本発明に基づくブローバイガス還元装置にあっては、上記強制換気手段が、上記ＰＣＶ経路に一方端が接続された分岐経路と、上記分岐経路の他方端に接続された貯留タンクとを含んでいることが好ましい。

このように、ＰＣＶ経路に分岐経路を設けてその分岐経路にブローバイガスを貯留する貯留タンクを設ける構成とすることにより、内燃機関停止時においてオイルセパレータ内を強制的に新気に換気するとともに内燃機関の運転再開時において貯留したブローバイガスを吸気系に還元させる強制換気手段が、簡便かつ安価に製作可能である。

上記本発明に基づくブローバイガス還元装置にあっては、上記強制換気手段が、上記内燃機関の停止後において上記貯留タンクの容積を増大させる容積増大手段と、上記内燃機関の運転時において上記貯留タンクの容積を縮小する容積可変手段とを含んでいることが好ましい。

このように構成することにより、内燃機関の停止後において容積増大手段が作動することにより、容積の増大に伴う負圧によってブローバイガスを強制的に貯留タンク内に吸引させることが可能になるとともに、内燃機関の運転時において容積可変手段が作動することにより、貯留タンクの容積が縮小状態に維持されてブローバイガスが貯留タンクを出入りすることが防止されるようになる。このため、内燃機関の停止後において、貯留タンク内に強い負圧を生じさせることが可能になるため、ブローバイガスを確実に吸引することが可能になる。したがって、本構成とすることにより、換気性能に優れたブローバイガス還元装置とすることができる。

本発明によれば、オイルセパレータにおけるオイル成分のスラッジ化を抑制することが可能になるため、高性能でかつ高信頼性のＰＣＶ装置とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１および図２は、本発明の実施の形態１におけるＰＣＶ装置の構成および動作を説明するための模式断面図である。図１においては、エンジン停止時（エンジン停止直後）におけるブローバイガスおよび新気の流れを矢印にて示しており、図２においては、エンジンの運転再開時（エンジンの運転再開直後）におけるブローバイガスおよび新気の流れを矢印にて示している。なお、上述の図８および図９に示す従来のＰＣＶ装置と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。

図１および図２に示すように、本実施の形態におけるＰＣＶ装置を含むエンジン２０においては、シリンダヘッド２３ａ上にヘッドカバー３１が取付けられており、ヘッドカバー３１内にオイルセパレータが形成されている。オイルセパレータは、燃焼室２６から吸気系１０に至るＰＣＶ経路の途中に設けられており、エンジン２０のクランク室およびカム室に連通している。オイルセパレータには、下方からブローバイガスが導入される。ヘッドカバー３１には、第１ＰＣＶ経路１６、第２ＰＣＶ経路１８および第３ＰＣＶ経路３２の３つのＰＣＶ経路が接続されており、それぞれのＰＣＶ経路１６，１８，３２は、オイルセパレータと連通している。

第１ＰＣＶ経路１６は、その他方端がスロットルバルブ１３の下流側に位置する部分の吸気系１０に接続されている。スロットルバルブ１３は、エンジン２０へ供給される吸気の量をエンジン２０の負荷状況に応じて適宜調節する手段である。第１ＰＣＶ経路１６には、ＰＣＶバルブ１７が配設されている。ＰＣＶバルブ１７は、吸気系１０の負圧の強さでブローバイガスの流量を規制する流量調節手段である。

第２ＰＣＶ経路１８は、その他方端がスロットルバルブ１３の上流側に位置する部分でかつエアクリーナ１１の下流側に位置する部分の吸気系１０に接続されている。第２ＰＣＶ経路１８は、吸気系１０とオイルセパレータとの圧力差に応じて、オイルセパレータ内に新気を導入したり、ブローバイガスを吸気系１０に導入したりする。

第３ＰＣＶ経路３２は、その他方端がスロットルバルブ１３の下流側に位置する部分の吸気系１０に接続されるとともに、第３ＰＣＶ経路３２の途中に設けられた切替制御バルブ３３を介して分岐経路３４に接続されている。第３ＰＣＶ経路３２は、オイルセパレータと切替制御バルブ３３とを接続する上流側部分３２ａと、切替制御バルブ３３と吸気系１０とを接続する下流側部分３２ｂとを有している。分岐経路３４の他方端には、エンジン停止時においてブローバイガスを貯留することが可能な貯留タンク３６ａが接続されている。

切替制御バルブ３３は、吸気系１０と大気との圧力差に基づいて作動するプレッシャレギュレータ３５に連動して動作する三方弁であり、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とを連通させるか、あるいは分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとを連通させるかを切換える手段である。図１および図２に示す切替制御バルブ３３およびプレッシャレギュレータ３５は、バネなどの弾性体および経路を閉塞したり開放したりする弁体等の機械的要素が組合わされることによって構成されており、吸気系１０と大気との圧力差に応じて経路の切換えが機械的に行なわれるように構成された経路切換え手段である。

上記構成のＰＣＶ装置においては、エンジン停止時（エンジン停止直後）に次のような動作が行なわれる。まず、エンジン運転時においては、プレッシャレギュレータ３５および切替制御バルブ３３の作用により、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とが閉塞された状態に維持されており、分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとは連通された状態に維持されている。この状況において、貯留タンク３６ａは、分岐経路３４および第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂを介して吸気系１０に連通しているため、その内部の圧力が比較的低圧に維持されている。一方、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａはオイルセパレータに連通しているため、その内部の圧力が比較的高圧に維持されている。

この状態において、エンジン２０を停止させると、吸気系１０内部の圧力が大気圧に復帰することに伴い、サージタンク１４の圧力も上昇する。その際、プレッシャレギュレータ３５および切替制御バルブ３３の作用により、分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとが弁体によって閉塞され、この弁体の移動に伴って第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とが開放されて連通する。これにより、高圧状態にあるオイルセパレータ内のブローバイガスが、貯留タンク３６ａに蓄えられた負圧によって吸引され、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａ、切替制御バルブ３３および分岐経路３４を経由して貯留タンク３６ａ内に導入される。これに伴い、オイルセパレータ内部に負圧が生じるため、第２ＰＣＶ経路１８を経由して新気がオイルセパレータ内に導入される。以上の動作を経ることにより、オイルセパレータ内に残存するブローバイガスが貯留タンク３６ａ内に強制的に排気され、その結果、オイルセパレータ内に新気が導入され、オイルセパレータ内の換気が実現する（図１参照）。

また、上記構成のＰＣＶ装置においては、エンジンの運転再開時（エンジンの運転再開直後）に次のような動作が行なわれる。まず、エンジン２０が作動することにより、吸気系１０内に負圧が生じる。これに伴い、プレッシャレギュレータ３５の作用によって切替制御バルブ３３の弁体が移動し、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とが閉塞された状態となり、分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとは連通された状態となる。その結果、貯留タンク３６ａに貯留されているブローバイガスが、第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂを経由して吸気系１０に導入される。吸気系１０内に導入されたブローバイガスは、燃焼室２６内に供給され、エンジン２０の燃焼動作に供される。また、貯留タンク３６ａ内に貯留されたブローバイガスが吸気系１０に導入されることにより、徐々に貯留タンク３６ａ内に負圧が蓄積されるようになる（図２参照）。

以上において説明した本実施の形態におけるＰＣＶ装置にあっては、オイルセパレータに新気を導入するための経路である第２ＰＣＶ経路１８と、オイルセパレータからブローバイガスを排気するための経路である第３ＰＣＶ経路３２、切替制御バルブ３３および分岐経路３４と、オイルセパレータから排気されたブローバイガスを貯留するための貯留部である貯留タンク３６ａと、切替制御バルブ３３を動作させるためのプレッシャレギュレータ３５とからなる強制換気手段により、エンジン２０の停止時においてオイルセパレータ内に残存するブローバイガスを強制的に吸引し、オイルセパレータ内に新気を導入させてオイルセパレータ内の換気を行なうことが可能になるとともに、エンジンの運転再開後において、吸引したブローバイガスを吸気系１０に還元することが可能になる。このため、エンジン停止時においてオイルセパレータ内が新気で充填されるようになり、オイルセパレータ内にてオイル成分がスラッジ化することが未然に防止され、その結果、高性能で高信頼性のＰＶＣ装置とすることができる。また、エンジン停止時に強制的に吸引したブローバイガスは、エンジンの運転を再開した際に吸気系１０に還元されるため、汚染物質を大気に放出することもなく、環境を汚染することもない。さらには、ＰＣＶ経路に分岐経路３４を設けてその分岐経路３４にブローバイガスを貯留する貯留タンク３６ａを設ける簡素な構成で強制換気手段を構成することが可能になるため、安価に高性能で高信頼性のＰＣＶ装置を製作することが可能になる。

（実施の形態２）
図３および図４は、本発明の実施の形態２におけるＰＣＶ装置の構成および動作を説明するための模式断面図である。図３においては、エンジン停止時（エンジン停止直後）におけるブローバイガスおよび新気の流れを矢印にて示しており、図４においては、エンジンの運転再開時（エンジンの運転再開直後）におけるブローバイガスおよび新気の流れを矢印にて示している。なお、上述の実施の形態１におけるＰＣＶ装置と同様の部分については図中同一の符号を付し、その説明はここでは繰り返さない。

上述の実施の形態１におけるＰＣＶ装置にあっては、第３ＰＣＶ経路３２と分岐経路３４との連通状態を切換える経路切換え手段として、切替制御バルブ３３およびプレッシャレギュレータ３５からなる経路切換え手段が採用されている。しかしながら、運転停止直前のエンジンの運転状況によっては、上述の圧力差が十分に確保できない場合も想定される。そのため、本実施の形態におけるＰＣＶ装置にあっては、そのような場合にも確実にオイルセパレータ内のブローバイガスの強制換気が行なえるように強制換気手段に改良を施したものである。

図３に示すように、本実施の形態におけるＰＣＶ装置は、上述の実施の形態１におけるＰＣＶ装置の貯留タンク３６ａに代えて、蛇腹式の貯留タンク３６ｂを備えている。蛇腹式の貯留タンク３６ｂには、楔状の切り欠き部が設けられたシャフト部材３７が取付けられており、このシャフト部材３７は、蛇腹式の貯留タンク３６ｂの膨縮方向において一対のバネによって挟持されている。本実施の形態におけるＰＣＶ装置は、さらに、上述のシャフト部材３７の移動をロックするロック部材３８を備えている。ロック部材３８は、プレッシャレギュレータ３５の動作に連動するように構成されており、その先端に設けられた楔状部がシャフト部材３７に設けられた楔状の切り欠き部に係合することにより、シャフト部材３７を移動不能にロックする。

上記構成のＰＣＶ装置においては、エンジン停止時（エンジン停止直後）に次のような動作が行なわれる。まず、エンジン運転時においては、プレッシャレギュレータ３５および切替制御バルブ３３の作用により、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とが閉塞された状態に維持されており、分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとは連通された状態に維持されている。この状況において、蛇腹式の貯留タンク３６ｂは、分岐経路３４および第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂを介して吸気系１０に連通しているため、その内部の圧力が比較的低圧に維持されている。また、プレッシャレギュレータ３５の作用により、ロック部材３８によってシャフト部材３７が移動不能にロックされた状態にあるため、シャフト部材３７に接続された蛇腹式の貯留タンク３６ｂも膨張が制限されており、その容積が最小となる収縮状態に維持されている。一方、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａはオイルセパレータに連通しているため、その内部の圧力が比較的高圧に維持されている。

この状態において、エンジン２０を停止させると、吸気系１０内部の圧力が大気圧に復帰することに伴い、サージタンク１４の圧力も上昇する。その際、プレッシャレギュレータ３５および切替制御バルブ３３の作用により、分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとが弁体によって閉塞され、そとは反対に第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とが開放されて連通する。これと同時に、プレッシャレギュレータ３５の作用によってロック部材３８が移動し、ロック部材３８によるシャフト部材３７のロックが解除される。このロックの解除により、シャフト部材３７を挟持するバネの作用によってシャフト部材３７が上昇し、蛇腹式の貯留タンク３６ｂが強制的に膨張させられ、その容積が最大となる膨張状態となる。この蛇腹式の貯留タンク３６ｂの膨張に伴い、蛇腹式の貯留タンク３６ｂ内には強い負圧が生じることになり、この負圧によって高圧状態にあるオイルセパレータ内のブローバイガスが、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａ、切替制御バルブ３３および分岐経路３４を経由して蛇腹式の貯留タンク３６ｂ内に強制的に強く吸引される。これに伴い、オイルセパレータ内部に負圧が生じるため、第２ＰＣＶ経路１８を経由して新気がオイルセパレータ内に導入される。以上の動作を経ることにより、オイルセパレータ内に残存するブローバイガスが蛇腹式の貯留タンク３６ｂ内に強制的に排気され、その結果、オイルセパレータ内に新気が導入され、オイルセパレータ内の換気が実現する（図３参照）。

また、上記構成のＰＣＶ装置においては、エンジンの運転再開時（エンジンの運転再開直後）に次のような動作が行なわれる。まず、エンジン２０が作動することにより、吸気系１０内に負圧が生じる。これに伴い、プレッシャレギュレータ３５の作用によって切替制御バルブ３３の弁体が移動し、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とが閉塞された状態となり、分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとは連通された状態となる。その結果、蛇腹式の貯留タンク３６ｂに貯留されているブローバイガスが、第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂを経由して吸気系１０に導入される。吸気系１０内に導入されたブローバイガスは、燃焼室２６内に供給され、エンジン２０の燃焼動作に供される。また、蛇腹式の貯留タンク３６ｂ内に貯留されたブローバイガスが吸気系１０に導入されることにより、蛇腹式の貯留タンク３６ｂは収縮して、やがてその容積が最小となる収縮状態となる。この状態において、プレッシャレギュレータ３５の作用によって移動したロック部材３８により、シャフト部材３７が再度ロックされた状態となり、蛇腹式の貯留タンク３６ｂが収縮状態に維持される（図４参照）。

以上において説明した本実施の形態におけるＰＣＶ装置にあっては、上述の実施の形態１におけるＰＣＶ装置と異なり、強制換気手段として、エンジン２０の停止後において蛇腹式の貯留タンク３６ｂの容積を増大させる容積増大手段としてのシャフト部材３７と、エンジン２０の運転時において蛇腹式の貯留タンク３６ｂの容積を縮小するとともに縮小状態を維持する容積可変手段としてのロック部材３８とをさらに備えている。このように構成することにより、蛇腹式の貯留タンク３６ｂを膨縮させることによって確実にオイルセパレータ内のブローバイガスを吸引することが可能になるため、換気性能に優れたブローバイガス還元装置とすることができる。

（実施の形態３）
上述の実施の形態１および２においては、プレッシャレギュレータを用いて機械的に第３ＰＣＶ経路と分岐経路との連通状態を切換える構成を採用した場合を例示して説明を行なったが、電気的にこれらの経路の切換えが行なわれるように構成することも当然に可能である。電気的に経路の切換えが行なわれる経路切換え手段としては、たとえば電磁弁や、モータ等の駆動手段によって駆動される三方弁などが使用可能である。以下においては、これら電気的な経路切換え手段を用いた場合のＰＣＶ装置の制御方法のいくつかの実施例について、フロー図を用いて説明する。

図５は、本発明の実施の形態３におけるＰＣＶ装置の制御方法の第１実施例を示すフロー図である。本実施例は、吸気系に負圧があるか否かを圧力センサ等を用いて検出し、この検出情報に基づいて電気的な経路切換え手段を制御するように構成した場合を示すものである。なお、本実施例におけるＰＣＶ経路の構成および貯留タンクの構造は上述の実施の形態１に準じたものであり、経路切換え手段のみが上述の実施の形態１と相違する電気的な経路切換え手段に置換されたものである。

図５に示すように、第１実施例におけるＰＣＶ装置においては、ステップ１０１（Ｓ１０１）においてエンジン２０を始動させた場合に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において切替制御バルブをＯＮ動作させるための信号が導出され、ステップ１０３（Ｓ１０３）において切替制御バルブがＯＮ動作することにより、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とが閉塞されるとともに分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとが連通される。この状態において、貯留タンク３６ａ内に貯留されたブローバイガスが吸気系１０に導入され、貯留タンク３６ａ内に負圧が蓄積される。

そして、ステップ１０４（Ｓ１０４）において吸気系１０に負圧があるか否かを検出し、ある場合にはステップ１０２に戻って上記動作を繰り返し、ない場合にはステップ１０５（Ｓ１０５）へと移行し、切替制御バルブをＯＦＦ動作させるための信号を導出する。これにより、ステップ１０６（Ｓ１０６）において切替制御バルブがＯＦＦ動作することにより、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とが開放されるとともに分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとが閉塞される。これに伴い、オイルセパレータ内のブローバイガスが貯留タンク３６ａ内に吸引され、オイルセパレータ内が換気されて新気によって満たされる。そして、ステップ１０７（Ｓ１０７）においてエンジンを停止する。

以上のフローを経ることにより、エンジン停止時におけるオイルセパレータ内の強制換気を実現することができる。このように構成した場合にも高性能で高信頼性のＰＣＶ装置とすることが可能である。

図６は、本発明の実施の形態３におけるＰＣＶ装置の制御方法の第２実施例を示すフロー図である。本実施例は、エンジンの点火信号があるか否かを検出し、この検出情報に基づいて電気的な経路切換え手段を制御するように構成した場合を示すものである。なお、本実施例におけるＰＣＶ経路の構成および貯留タンクの構造は上述の実施の形態１に準じたものであり、経路切換え手段のみが上述の実施の形態１と相違する電気的な経路切換え手段に置換されたものである。

図６に示すように、第２実施例におけるＰＣＶ装置においては、ステップ２０１（Ｓ２０１）においてエンジン２０の点火信号があるか否かを検出し、ある場合にエンジン２０をステップ２０２（Ｓ２０２）において始動させる。エンジン２０の始動後、ステップ２０３（Ｓ２０３）において第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とを閉塞するとともに分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとを連通させる。この状態において、貯留タンク３６ａ内に貯留されたブローバイガスが吸気系１０に導入されるとともに、貯留タンク３６ａ内に負圧が蓄積される。

そして、ステップ２０４（Ｓ２０４）においてエンジン２０の点火信号があるか否かを再度検出し、ある場合にはステップ２０３に戻って上記動作を繰り返し、ない場合にはステップ２０５（Ｓ２０５）へと移行し、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とを開放するとともに分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとを閉塞する。これにより、オイルセパレータ内のブローバイガスが貯留タンク３６ａ内に吸引され、オイルセパレータ内が換気されて新気によって満たされる。そして、ステップ２０６（Ｓ２０６）においてエンジン２０を停止する。

以上のフローを経ることにより、電気的な制御手法を用いた場合にも、エンジン停止時におけるオイルセパレータ内の強制換気を実現することができる。このように構成した場合にも高性能で高信頼性のＰＣＶ装置とすることが可能である。

図７は、本発明の実施の形態３におけるＰＣＶ装置の制御方法の第３実施例を示すフロー図である。なお、本実施例におけるＰＣＶ経路の構成および貯留タンクの構造は上述の実施の形態２に準じたものであり、経路切換え手段のみが上述の実施の形態２と相違する電気的な経路切換え手段に置換されたものである。

図７に示すように、第３実施例におけるＰＣＶ装置においては、ステップ３０１（Ｓ３０１）においてエンジン２０の点火信号があるか否かを検出し、ある場合にエンジン２０をステップ３０２（Ｓ３０２）において始動させる。エンジン２０の始動後、ステップ３０３（Ｓ３０３）においてエンジン２０の回転数がアイドリング回転数以上であるか否かを検出し、アイドリング回転数未満である場合にはアイドリング回転数以上になるまで待機し、アイドリング回転数以上である場合には、ステップ３０４（Ｓ３０４）において第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とを閉塞するとともに分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとを連通させる。この状態において、蛇腹式の貯留タンク３６ｂ内に貯留されたブローバイガスが吸気系１０に導入されるとともに、蛇腹式の貯留タンク３６ｂ内に負圧が蓄積される。

そして、ステップ３０５（Ｓ３０５）においてエンジン２０の点火信号があるか否かを再度検出し、ある場合にはステップ３０４に戻って上記動作を繰り返し、ない場合にはステップ３０６（Ｓ３０６）へと移行し、第３ＰＣＶ経路３２の上流側部分３２ａと分岐経路３４とを開放するとともに分岐経路３４と第３ＰＣＶ経路３２の下流側部分３２ｂとを閉塞する。そして、ステップ３０７（Ｓ３０７）においてエンジン２０を停止する。

次に、ステップ３０８（Ｓ３０８）において蛇腹式の貯留タンク３６ｂの容積を強制的に拡大させ、ステップ３０９（Ｓ３０９）において蛇腹式の貯留タンク３６ｂが十分に拡張するまでこの状態を維持する。これにより、オイルセパレータ内のブローバイガスが蛇腹式の貯留タンク３６ｂ内に吸引され、オイルセパレータ内が換気されて新気によって満たされる。そして、十分な保持時間が確保されたことを確認し、ステップ３１０（Ｓ３１０）において蛇腹式の貯留タンク３６ｂの容積の拡大を停止し、ステップ３１１（Ｓ３１１）においてすべての動作を終了する。

上記においては、図８および図９に示す如くの第１ＰＣＶ経路１６および第２ＰＣＶ経路１８を備えた従来のＰＣＶ装置において、第３ＰＣＶ経路３２を新たに別途設ける構成とした場合を例示して説明を行なったが、本発明は必ずしも３つのＰＣＶ経路を必要とするものではない。たとえば、第１ＰＣＶ経路１６に分岐経路と貯留タンクとを設けるとともにＰＣＶバルブ１７の動作に改良を加えた構成とることにより、２本のＰＣＶ経路を設けただけの構成とした場合にもエンジン停止時の強制換気を実現することが可能である。

また、第３ＰＣＶ経路を設ける位置も、必ずしも上記の如くの位置に制限されるものではない。たとえば、第３のＰＣＶ経路３２の他方端をスロットルバルブの上流側に接続することも可能である。

また、上述の実施の形態１ないし３においては、第３ＰＣＶ経路上に切替制御バルブのみを配置した場合を例示して説明を行なったが、必要に応じてこの第３ＰＣＶ経路上や分岐経路上に各種ポンプや弁体等を配設してもよい。

このように、今回開示した上記各実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明の実施の形態１におけるＰＣＶ装置の構成および動作を説明するための模式断面図であり、エンジン停止時（エンジン停止直後）におけるブローバイガスおよび新気の流れを示す図である。本発明の実施の形態１におけるＰＣＶ装置の構成および動作を説明するための模式断面図あり、エンジンの運転再開時（エンジンの運転再開直後）におけるブローバイガスおよび新気の流れを示す図である。本発明の実施の形態２におけるＰＣＶ装置の構成および動作を説明するための模式断面図であり、エンジン停止時（エンジン停止直後）におけるブローバイガスおよび新気の流れを示す図である。本発明の実施の形態２におけるＰＣＶ装置の構成および動作を説明するための模式断面図あり、エンジンの運転再開時（エンジンの運転再開直後）におけるブローバイガスおよび新気の流れを示す図である。本発明の実施の形態３におけるＰＣＶ装置の制御方法の第１実施例を示すフロー図である。本発明の実施の形態３におけるＰＣＶ装置の制御方法の第２実施例を示すフロー図である。本発明の実施の形態３におけるＰＣＶ装置の制御方法の第３実施例を示すフロー図である。一般的なＰＣＶ装置の構成および動作を説明するための模式断面図であり、エンジンが軽負荷状態にある場合の新気およびブローバイガスの流れを示す図である。一般的なＰＣＶ装置の構成および動作を説明するための模式断面図であり、エンジンが高負荷状態にある場合の新気およびブローバイガスの流れを示す図である。

符号の説明

１０吸気系、１１エアクリーナ、１２フィルタ、１３スロットルバルブ、１４サージタンク、１５吸気ポート、１６第１ＰＣＶ経路、１７ＰＣＶバルブ、１８第２ＰＣＶ経路、２０エンジン、２１シリンダ、２２ピストン、２３クランクケース、２３ａシリンダヘッド、２４吸気バルブ、２５排気バルブ、２６燃焼室、２７排気ポート、３１ヘッドカバー、３２第３ＰＣＶ経路、３２ａ（第３ＰＣＶ経路の）上流側部分、３２ｂ（第３ＰＣＶ経路の）下流側部分、３３切替制御バルブ、３４分岐経路、３５プレッシャレギュレータ、３６ａ貯留タンク、３６ｂ（蛇腹式の）貯留タンク、３７シャフト部材、３８ロック部材。

Claims

空気と燃料の混合気を内燃機関の燃焼室に導入する吸気系と、
前記燃焼室から漏出するブローバイガスを前記吸気系に還元するＰＣＶ経路と、
前記ＰＣＶ経路に設けられ、ブローバイガス中に含まれるオイル成分を分離除去するオイルセパレータと、
前記内燃機関の停止後において、前記オイルセパレータ内に残存するブローバイガスを強制的に吸引し、前記オイルセパレータ内に新気を導入させて前記オイルセパレータ内の換気を行なうとともに、前記内燃機関の運転再開時において、吸引したブローバイガスを前記吸気系に還元する強制換気手段とを備える、ブローバイガス還元装置。
前記強制換気手段は、前記ＰＣＶ経路に一方端が接続された分岐経路と、前記分岐経路の他方端に接続された貯留タンクとを含む、請求項１に記載のブローバイガス還元装置。
前記強制換気手段は、前記内燃機関の停止後において、前記貯留タンクの容積を増大させる容積増大手段と、前記内燃機関の運転時において、前記貯留タンクの容積を縮小する容積可変手段とを含む、請求項２に記載のブローバイガス還元装置。