JP4718522B2 - PCV valve control device - Google Patents
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Description
この発明は、エンジンの燃焼室からクランクケースへ漏れ出たブローバイガスを再びエンジンの吸気系へ戻して燃焼室へ還元するブローバイガス還元装置に係る。詳しくは、この還元装置に設けられ、ヒータを備えてなるPCVバルブ(ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション・バルブ)の制御装置に関する。 The present invention relates to a blow-by gas reduction device that returns blow-by gas that has leaked from a combustion chamber of an engine to a crankcase and returns the blow-by gas to the combustion system of the engine. Specifically, the present invention relates to a control device for a PCV valve (positive crankcase ventilation valve) provided in the reduction device and provided with a heater.
従来、この種の技術して、下記の特許文献1乃至5に記載されたものが知られている。特に、特許文献1には、ヒータを備えてなるPCVバルブ(ブローバイガス流量制御弁)が記載されている。PCVバルブにヒータが設けられるのは、冷間時にヒータを発熱させて、PCVバルブ内部の弁体等の凍結を解除するためである。特許文献1には、バルブハウジングの外側にPTCヒータが取り付けられる。PTCヒータには、エンジンのイグニションスイッチ及び電源が直列に接続される。エンジン始動時にイグニションスイッチがオンされ、かつ、エンジンが所定温度以下のときに通電を行い、PTCヒータを発熱させるようになっている。 Conventionally, as this type of technology, those described in Patent Documents 1 to 5 below are known. In particular, Patent Document 1 describes a PCV valve (blow-by gas flow control valve) including a heater. The heater is provided in the PCV valve in order to release the freezing of the valve body and the like inside the PCV valve by causing the heater to generate heat when cold. In Patent Document 1, a PTC heater is attached to the outside of the valve housing. An engine ignition switch and a power source are connected in series to the PTC heater. When the engine is started, the ignition switch is turned on, and energization is performed when the engine is below a predetermined temperature, so that the PTC heater generates heat.
ところが、特許文献1に記載の技術では、始動時にエンジンが所定温度以下となるときに、PTCヒータへの通電が一律に行われるだけであった。ここで、PCVバルブの凍結が軽度の場合には、比較的短時間の加熱によりPCVバルブの凍結を解除できることもある。この場合、特許文献1に記載の技術では、PTCヒータに必要以上の通電を行うことになり得る。このため、PTCヒータに過熱のおそれがあり、バッテリへの負担も増大してエンジンの燃費を悪化させる懸念があった。 However, in the technique described in Patent Document 1, the PTC heater is only energized uniformly when the engine is at a predetermined temperature or lower during startup. Here, when the PCV valve is lightly frozen, it may be possible to release the PCV valve from being frozen by relatively short heating. In this case, according to the technique described in Patent Document 1, it is possible to energize the PTC heater more than necessary. For this reason, there is a concern that the PTC heater may be overheated, and there is a concern that the burden on the battery is increased and the fuel consumption of the engine is deteriorated.
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、PCVバルブの凍結解除のために電気ヒータに必要以上の通電を行うことのないPCVバルブの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a control device for a PCV valve that does not energize an electric heater more than necessary for releasing the freeze of the PCV valve. .
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、PCVバルブに設けられた電気ヒータへの通電を制御するPCVバルブの制御装置において、PCVバルブ周囲の温度状態に基づいてPCVバルブの凍結を解除するために必要な目標熱量を算出するための目標熱量算出手段と、電気ヒータへの通電が開始されてからの電気ヒータによる発熱量を積算するための発熱量積算手段と、所定の目標電力に基づいて電気ヒータへの通電を開始してから、発熱量の積算結果が目標熱量に達するまで電気ヒータへの通電を行うための通電制御手段と、PCVバルブ周囲の温度状態に基づいて目標電力を算出するための目標電力算出手段とを備え、発熱量積算手段は、算出される目標電力に基づいて発熱量を積算することを趣旨とする。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a PCV valve control device for controlling energization of an electric heater provided in a PCV valve, wherein the PCV valve is controlled based on a temperature state around the PCV valve. A target heat amount calculating means for calculating a target heat amount necessary for releasing the freezing, a heat generation amount integrating means for integrating the heat generation amount by the electric heater after energization of the electric heater is started, and a predetermined amount Based on the energization control means for energizing the electric heater from the start of energization to the electric heater based on the target power until the heat generation amount integration result reaches the target heat amount, and the temperature state around the PCV valve Target power calculation means for calculating the target power, and the heat generation amount integration means is intended to integrate the heat generation amount based on the calculated target power .
上記発明の構成によれば、電気ヒータへの通電に際して、PCVバルブ周囲の温度状態に基づいてPCVバルブの凍結を解除するために必要な目標熱量が目標熱量算出手段により算出される。また、電気ヒータへの通電が開始されてからの電気ヒータによる発熱量が発熱量積算手段により積算される。そして、所定の目標電力に基づいて電気ヒータへの通電を開始してから、発熱量の積算結果が目標熱量に達するまで電気ヒータへの通電が通電制御手段により行われる。従って、PCVバルブの凍結を解除する間だけ電気ヒータへの通電が行われることとなる。また、目標電力がPCVバルブ周囲の温度状態を反映した適合値として目標電力算出手段により算出される。この目標電力に基づいて発熱量が積算されるので、積算された発熱量が目標熱量に達するまでの時間を、PCVバルブ周囲の温度状態の違いにかかわらず長引かせることがない。 According to the configuration of the above invention, when the electric heater is energized, the target heat amount calculating means calculates the target heat amount necessary for releasing the freeze of the PCV valve based on the temperature state around the PCV valve. Further, the amount of heat generated by the electric heater since the energization of the electric heater is started is integrated by the heat generation amount integrating means. Then, after the energization to the electric heater is started based on the predetermined target power, the energization control means performs the energization to the electric heater until the heat generation amount integration result reaches the target heat amount. Therefore, the electric heater is energized only while the PCV valve is released from freezing. Further, the target power is calculated by the target power calculation means as an appropriate value reflecting the temperature state around the PCV valve. Since the heat generation amount is integrated based on the target power, the time until the integrated heat generation amount reaches the target heat amount is not prolonged regardless of the temperature state around the PCV valve.
上記目的を達成するために、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、PCVバルブは、自動車に搭載されたエンジンに付属して設けられ、目標電力算出手段は、エンジンの始動時における温度状態と、自動車の走行速度とに基づいて目標電力を算出することを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the PCV valve is provided attached to an engine mounted on an automobile, and the target power calculation means is an engine The purpose is to calculate the target power based on the temperature state at the start of the vehicle and the traveling speed of the automobile.
上記発明の構成によれば、請求項1に記載の発明の作用に加え、エンジンの始動時における温度状態は、PCVバルブの凍結度合いに関係する。自動車の走行速度は、電気ヒータの発熱を阻害する走行風強さに関係する。この発明では、エンジンの始動時における温度状態と、自動車の走行速度とに基づいて目標電力が算出されるので、PCVバルブの凍結度合いと走行風強さの違いが、目標電力に反映される。 According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to claim 1 , the temperature state at the time of starting the engine is related to the degree of freezing of the PCV valve. The traveling speed of the automobile is related to the traveling wind strength that inhibits the heat generation of the electric heater. In the present invention, since the target power is calculated based on the temperature state at the start of the engine and the travel speed of the automobile, the difference between the degree of freezing of the PCV valve and the travel wind strength is reflected in the target power.
上記目的を達成するために、請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、電気ヒータにはバッテリから電力が供給され、通電制御手段は、算出される目標電力とバッテリの電圧から電気ヒータへの通電に必要な電流を決定することを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the electric heater is supplied with electric power from a battery, and the energization control means includes a calculated target electric power and The purpose is to determine the current required for energizing the electric heater from the voltage of the battery.
上記発明の構成によれば、請求項1又は2に記載の発明の作用に加え、バッテリの電圧が変動しても、目標電力を確保することのできる電流が電気ヒータへの通電のために決定される。
According to the configuration of the invention described above, in addition to the operation of the invention according to
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の発明において、電気ヒータは、通電により発熱するコイルを含むことを趣旨とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
上記発明の構成によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の作用に加え、電気ヒータによる発熱量について目標熱量により上限が設定され、又は、電気ヒータへの通電時間について目標通電時間により上限が設定されるので、コイルの過熱が抑えられる。 According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to any one of claims 1 to 3 , the upper limit is set by the target heat amount for the heat generation amount by the electric heater, or the target energization is performed for the energization time to the electric heater. Since the upper limit is set according to time, overheating of the coil can be suppressed.
上記目的を達成するために、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れかに記載の発明において、PCVバルブが設けられたエンジンの温度状態を判断条件の一つとして電気ヒータへの通電を実行するか否かを事前に判断するための実行判断手段を備えたことを趣旨とする。 In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electric heater according to any one of the first to fourth aspects, wherein the temperature state of the engine provided with the PCV valve is one of the determination conditions. The purpose is to provide execution determination means for determining in advance whether or not to energize the battery.
上記発明の構成によれば、請求項1乃至4の何れかに記載の発明の作用に加え、エンジンの温度状態を判断条件の一つとして電気ヒータへの通電を実行するか否かが実行判断手段により判断されるので、PCVバルブに凍結が起きていないような温度条件では電気ヒータへの通電が行われることがない。 According to the configuration of the above invention, in addition to the operation of the invention according to any one of claims 1 to 4 , it is determined whether or not to energize the electric heater using the engine temperature state as one of the determination conditions. Since it is determined by the means, the electric heater is not energized under a temperature condition in which the PCV valve is not frozen.
請求項1に記載の発明によれば、PCVバルブの凍結解除のために電気ヒータに必要以上の通電を行うことを防止することができる。また、PCVバルブ周囲の温度状態の違いに応じて必要最小限の熱量を凍結解除のためにPCVバルブに供給することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to prevent the electric heater from being energized more than necessary for releasing the freeze of the PCV valve. In addition, the minimum necessary amount of heat can be supplied to the PCV valve for releasing the freeze according to the temperature state around the PCV valve.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、特に、PCVバルブの凍結度合いと走行風強さの違いに応じて必要最小限の熱量を凍結解除のためにPCVバルブに供給することができる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, in particular, the necessary minimum amount of heat for releasing the freeze according to the difference between the degree of freezing of the PCV valve and the traveling wind strength. Can be supplied to the PCV valve.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、バッテリの電圧が変動しても凍結解除に必要な熱量をPCVバルブに供給することができる。
According to the invention described in claim 3 , in addition to the effect of the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の効果に加え、電気ヒータのコイルの溶損を防止することができる。
According to the invention described in
請求項5に記載の発明によれば、請求項1乃至4の何れかに記載の発明の効果に加え、凍結解除が必要なときだけ電気ヒータへの通電を行うことができ、無駄な電力消費を抑えることができる。 According to the invention described in claim 5 , in addition to the effect of the invention described in any one of claims 1 to 4 , it is possible to energize the electric heater only when it is necessary to release the freeze, and wasteful power consumption. Can be suppressed.
以下、本発明のPCVバルブの制御装置を、ブローバイガス還元装置を含むエンジンシステムに具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a PCV valve control device of the present invention embodied in an engine system including a blow-by gas reduction device will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、この実施形態のブローバイガス還元装置を含むエンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態のエンジンシステムでは、燃焼室2の中に燃料を直接噴射する直接噴射式の多気筒火花点火式エンジン1が採用される。このエンジン1を構成するエンジンブロック3には、複数のシリンダボア4が形成され、各シリンダボア4にはそれぞれピストン5が上下動可能に設けられる。エンジンブロック3の下部にはクランクケース3aが設けられ、クランクケース3aにはオイルパン6が組み付けられる。これらクランクケース3aとオイルパン6によりクランク室7が形成される。クランク室7の中には、クランクシャフト8が回転可能に支持され、各ピストン5がコネクティングロッド9を介してクランクシャフト8にそれぞれ連結される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine system including a blow-by gas reduction device of this embodiment. In the engine system of this embodiment, a direct injection type multi-cylinder spark ignition engine 1 that directly injects fuel into the
各シリンダボア4にてピストン5の上側に形成される燃焼室2は、上部中央が高くなる傾斜したペントルーフ形状をなす。各燃焼室2に対応して、エンジンブロック3の上部には、吸気ポート10及び排気ポート11がそれぞれ形成される。吸気ポート10には吸気バルブ12が、排気ポート11には排気バルブ13がそれぞれ設けられる。各吸気バルブ12及び各排気バルブ13は、周知の動弁機構14により、クランクシャフト8の回転に連動して開閉するようになっている。これら吸気バルブ12及び排気バルブ13が開閉することで、吸気ポート10から燃焼室2に外気が導入され、燃焼室2から排気ポート11へ燃焼後の排気ガスが排出される。エンジンブロック3の上部には、動弁機構14等を覆うエンジンカバー15が設けられる。
The
吸気ポート10には、インテークマニホールドを含む吸気通路21が接続される。この吸気通路21の入口には、エアクリーナ22が設けられる。吸気通路21の途中には、スロットルバルブ23とモータ24を含む電子スロットル25が設けられる。電子スロットル25は、モータ24によりスロットルバルブ23を開閉駆動するようになっている。電子スロットル25は、運転席に設けられたアクセルペダル20の操作に基づいて動作するようになっている。エアクリーナ22にて浄化された空気は、吸気通路21、電子スロットル25及び吸気ポート10を通じて燃焼室2に吸入される。この吸入空気量は、スロットルバルブ23の開度に応じて調節される。エンジンブロック3には、各燃焼室2に燃料を直接噴射するためのインジェクタ26が取り付けられる。インジェクタ26から燃焼室2に噴射される燃料は、吸気ポート10から燃焼室2に吸入された空気と混合気を形成する。エンジンブロック3の上部には、各燃焼室2にて混合気に点火する点火プラグ27が設けられる。
An
排気ポート11には、排気マニホールドを含む排気通路28が接続される。各燃焼室2で生じた燃焼後の排気ガスは、排気ポート11及び排気通路28を通じて外部へ排出される。
An
上記したエンジン1には、各燃焼室2から漏れ出たブローバイガスを吸気通路21へ流して各燃焼室2へ還元するためのブローバイガス還元装置が設けられる。すなわち、クランクケース3aには、そのクランク室7に連通するオイルセパレータ31が設けられる。このオイルセパレータ31は、クランク室7にてブローバイガスに混入した潤滑油等の油分をブローバイガスから分離して捕捉する機能を有する。このオイルセパレータ31と、スロットルバルブ23より下流の吸気通路21との間には、クランク室7から吸気通路21へブローバイガスを流すための還元通路32が設けられる。この還元通路32の途中には、ブローバイガス流量を調整するためのPCVバルブ33が設けられる。PCVバルブ33の詳しい構成については後述する。エアクリーナ22の近傍の吸気通路21と、エンジンカバー15との間には、エンジン1のクランク室7に溜まったブローバイガスを掃気するためにクランク室7に外気を導入する掃気通路34が設けられる。エンジンブロック3には、クランク室7をエンジンカバー15の中に連通させる通気孔35が形成される。エンジンカバー15の中に導入された外気は、この通気孔35を通じてクランク室7へと導かれるようになっている。この通気孔35は、掃気通路34の一部を構成する。
The engine 1 described above is provided with a blow-by gas reduction device for flowing the blow-by gas leaked from each
ここで、PCVバルブ33の構成を詳しく説明する。図2,3に、PCVバルブ33を断面図により示す。図2は、PCVバルブ33の初期状態を示し、図3は、PCVバルブ33の作動状態を示す。図2,3に示すように、PCVバルブ33は、中空形状をなす樹脂製のハウジング41を備える。このハウジング41は、互いに組み付けられたメインハウジング42とサブハウジング43から構成される。
Here, the configuration of the
メインハウジング42は、その上部に形成されたコネクタ部42aと、内部に一体的に設けられた電気ヒータ44と、外周に着けられたシールリング45とを含む。サブハウジング43は、その一端部外周の雄ネジ43aが、メインハウジング42の他端部の雌ネジ42bに締め付けられることで、メインハウジング42に組み付けられる。サブハウジング43の一端部をメインハウジング42の他端部に圧入して超音波溶着することで、サブハウジング43をメインハウジング42に組み付けることもできる。サブハウジング43の他端部は、パイプ継手43bとなっている。このパイプ継手43dに、還元通路32を構成するパイプが接続される。ハウジング3は、メインハウジング42の一端部外周の雄ネジ42cがオイルセパレータ31に形成された取付孔(図示略)の雌ネジに締め付けられて取り付けられる。
The
メインハウジング42の中空部は弁室42dを構成する。弁室42dは、その中心軸線方向の一端に入口42eを含む。この入口42eは、メインハウジング42の一端壁に形成され、オイルセパレータ31を介してエンジンブロック3のクランク室7に連通する。サブハウジング43は、メインハウジング42の弁室42dに連通する中空部43cを含む。弁室42dと中空部43cは、互いにブローバイガスのための通路を構成する。メインハウジング42とサブハウジング43との間には、円環状をなす弁座46が挟まれて設けられる。この弁座46に対応して、弁室42dの中には、弁体47がその中心軸線方向へ移動可能に設けられる。この弁体47は略円柱状をなし、弁座46に対して貫通可能に設けられる。図2,3に示すように、弁体47は、その基端部(図面右側)から先端部にかけて段階的に縮径した形状をなす。従って、弁室42dの中において、弁体47が中心軸線方向へ移動することにより、弁座46と弁体47との間の隙間の大きさ、すなわちブローバイガス流路面積としての開度が変わる。この弁座46と弁体47との間の隙間が、弁室42dの中心軸線方向他端に位置する出口48を構成する。
The hollow portion of the
弁体47は、その基端部、すなわち入口42eの付近に位置する入口側端部がフランジ47aとなっている。このフランジ47aは、その外周面の一部が弁室42dの内周面に摺動可能に設けられる。フランジ47aは、その一部にブローバイガスの通過を許容する切欠が設けられる。弁座46とフランジ47aとの間には、圧縮スプリング49が設けられる。このスプリング49は、弁体47を弁室42dの入口42eの方向へ、すなわち開弁方向へ付勢する。また、弁体47の先端部分は、弁座46を貫通してサブハウジング43の中空部43cに侵入可能に設けられる。サブハウジング43の中空部43cには、別の圧縮スプリング50が、弁体47の先端に接触可能に設けられる。
The
図2に示す初期状態から、エンジン1が運転状態に入ると、サブハウジング43の中空部43cには、吸気通路21から還元通路32を通じて吸気負圧が作用する。また、エンジン1のクランク室7に充満したブローバイガスが、入口42eからメインハウジング42の弁室42dに侵入し、そのガス圧力が弁体47に作用する。このとき、吸気負圧がスプリング49の付勢力に抗して弁体47に作用し、ガス圧力が弁体47に作用することにより、図3に示すように、弁体47が弁座46へ向けてその中心軸線方向へ移動し、弁座46と弁体47との間の出口48の大きさ(開度)が変わる。これにより、メインハウジング42の弁室42dからサブハウジング43の中空部43cへ抜ける、すなわちPCVバルブ33で計量されるブローバイガス流量が調整される。弁体47は、その先端がサブハウジング43の中空部43cの中のスプリング50に当接することで、その移動が規制される。このように、PCVバルブ33において、弁体47は、吸気負圧の作用により中心軸線方向における位置を変えることで、弁座46との間のブローバイガス流路面積を変えるようになっている。
When the engine 1 enters the operating state from the initial state shown in FIG. 2, negative intake pressure acts on the
図2,3に示すように、電気ヒータ44は、メインハウジング42の内部に設けられる。電気ヒータ44は、中心軸線方向における両端に大小のフランジ51a,51bを有する円筒形状をなすボビン51と、そのボビン51の外周にニクロム線を巻き付けて設けられたコイル52と、大フランジ51aに設けられた接続端子53とを含む。コイル52は、通電により発熱するようになっている。接続端子53は、その基端部がコイル52に電気的に接続され、その先端部がコネクタ部42aの中に突出して配置される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
電気ヒータ44は、メインハウジング42に対してインサート成形されている。すなわち、メインハウジング42を樹脂成形するときに、電気ヒータ44を金型内にインサート品として装填した後、金型に溶融樹脂を注入する。これにより、電気ヒータ44を溶融樹脂で包んで固化させ、一体化した複合部品としてのメインハウジング42が作製される。ここで、図2,3に示すように、電気ヒータ44は、メインハウジング42の中心部に配置され、電気ヒータ44のボビン52の中空がメインハウジング42の弁室42dの大部分を構成する。また、弁座46は、ボビン51の大フランジ51aに内包され、大フランジ51aの内周面に接触してメインハウジング42に一体的に設けられる。
The
ここで、弁体47の動作について説明する。図2,3に示すように、弁体47は、電気ヒータ44のボビン51の中空にてボビン51及びコイル52の中心軸線に沿って貫通可能に設けられる。図2に示すように、PCVバルブ33の初期状態、すなわち、弁室42dに吸気負圧が作用していない状態では、弁体47がスプリング49の付勢力により、そのフランジ47aが入口42eに近接する初期位置に配置される。また、PCVバルブ33の作動状態、すなわち、弁室42dに吸気負圧が作用した状態では、図3に示すように、弁体47が、吸気負圧の作用により決定される特定位置に配置される。
Here, the operation of the
図2,3に示すメインハウジング42のコネクタ部42aには、外部コネクタ(図示略)が接続される。外部コネクタは、接続端子53に電気的に接続可能に構成される。外部コネクタは、電気ヒータ44を制御するために、外部配線(図示略)を介して後述する電子制御装置(ECU)60(図1参照)に接続される。
An external connector (not shown) is connected to the
この実施形態では、上記したエンジンシステムを制御するためにECU60が設けられる。吸気通路21の上流側には、吸入空気量QAを計測するためのエアフローメータ61が設けられる。電子スロットル25には、スロットルバルブ23の開度(スロットル開度)TAを検出するためのスロットルセンサ62が設けられる。エンジンブロック3には、クランクシャフト8の回転角度(クランク角度)をエンジン回転速度NEとして検出するためのクランク角センサ63が設けられる。エンジンブロック3には、冷却水温度THWを検出するための水温センサ64が設けられる。オイルパン6には、潤滑油の温度(油温)THOを検出するための油温センサ65が設けられる。排気通路27には、排気ガス中の酸素濃度Oxを検出するための酸素センサ66が設けられる。アクセルペダル20には、その操作量(アクセル開度)ACCPを検出するためのアクセルセンサ67が設けられる。また、エンジン1を搭載した自動車には、その走行速度(車速)SPDを検出するための車速センサ68が設けられる。加えて、エアクリーナ22の近傍には、吸気通路21に吸入される空気の温度(吸気温度)THAを検出するための吸気温センサ69が設けられる。これら各種センサ等61〜69は、エンジン1等の運転状態を検出するための運転状態検出手段に相当する。ECU60は、クランク角センサ63により検出されたクランク角度に基づいて各気筒における吸気、圧縮、膨張(爆発)及び排気の各行程を判別すると共に、エンジン回転速度NEを算出するようになっている。また、ECU60は、各種センサ等61〜69により検出された吸入空気量QA、スロットル開度TA、エンジン回転速度NE、冷却水温度THW、油温THO、酸素濃度Ox、アクセル開度ACCP及び車速SPD等に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御、電子スロットル制御及びPCVバルブ制御等をそれぞれ実行するようになっている。ECU60は、燃料噴射制御を実行することでインジェクタ25を制御する。ECU60は、点火時期制御を実行することで点火プラグ26を制御する。ECU60は、電子スロットル制御を実行することで、電子スロットル25を制御する。すなわち、ECU60は、アクセルセンサ67により検出されるアクセル開度ACCPに基づきモータ24を駆動制御することにより、スロットルバルブ23を開閉駆動させるようになっている。また、ECU60は、PCVバルブ33を加熱するために、PCVバルブ制御を実行することで電気ヒータ44への通電を制御するようになっている。この実施形態で、ECU60は、本発明の目標熱量算出手段、発熱量積算手段、通電制御手段、目標電力算出手段及び実行判断手段に相当する。ECU60には、電源を供給するためにバッテリ70が接続される。
In this embodiment, an
図4に、PCVバルブ制御の処理内容をフローチャートにより示す。ECU60は、このルーチンをエンジン1の始動後に実行するようになっている。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of PCV valve control. The
すなわち、ステップ100で、ECU60は、電気ヒータ44へ通電を行うための前提条件が成立したか否かを判断する。ECU60は、各種センサ等61〜69による検出信号及びバッテリ70の電圧(バッテリ電圧)に基づいて、この前提条件の成立を判断する。前提条件として、以下の各条件の成立を要する。すなわち、第1に、バッテリ電圧が所定値(例えば「10.5V」)以上であることを要する。第2に、各種センサ等61〜69に異常がないことを要する。第3に、前トリップの履歴が所定状態(トリップ終了時の冷却水温THWが所定値(例えば「80℃」)以上であり、トリップ終了時の吸気温度THAが所定値(例えば「20℃」以下)であることを要する。これら各条件が全て成立しない場合は、前提条件が成立していないものとして、ECU60は、ステップ200で、PCVバルブ33の電気ヒータ44への通電を停止する。一方、上記各条件が全て成立した場合は、前提条件が成立しているものとして、ECU60は、処理をステップ110へ移行する。
That is, in
ステップ110で、ECU60は、電気ヒータ44への通電の実行条件が成立したか否かを判断する。ECU60は、各種センサ等61〜69による検出信号等に基づいてこの実行条件の成立を判断する。実行条件として以下の各条件の成立を要する。すなわち、第1に、エンジン始動時の冷却水温THW(始動時水温)が所定値(例えば「−10℃」)以下であることを要する。凍結条件を確認するためである。第2に、エンジン始動時の吸気温度THA(始動時吸気温)が所定値(例えば「−10℃」)以下であることを要する。同じく凍結条件を確認するためである。第3に、エンジン始動後の経過時間が所定値(例えば「10秒」)以上で所定値(例えば「600秒」)以下であることを要する。エンジン1のクランキングと電気ヒータ44への通電が重ならないようにするためである。第4に、車速SPDが、所定値(例えば「50km/h」)以上であることを要する。凍結条件を確認するためである。第5に、積算吸気量が所定値(例えば「5500g」)以下であることを要する。エンジン1の暖機進行に伴う自然な凍結解除を確認するためである。第6に、PCVバルブ33にある程度のブローバイガスが流れていること、すなわち、吸気通路21における吸気圧力が所定値(例えば「50kPa」)以下であることを要する。ブローバイガスが流れないときに電気ヒータ44が過熱するのを防止するためである。第7に、電気ヒータ44の作動経過時間が所定値(例えば「600秒」)以下であることを要する。電気ヒータ44のフェイルセーフのためである。第8に、電気ヒータ44への通電を停止させた後の経過時間が所定値(例えば「2秒」)以上であることを要する。通電のチャタリングを防止するためである。これら各条件が全て成立しない場合は、実行条件が成立していないものとして、ECU60は、ステップ200で、PCVバルブ33の電気ヒータ44への通電を停止する。一方、上記各条件が全て成立している場合は、実行条件が成立しているものとして、ECU60は、処理をステップ120へ移行する。
In
ステップ120で、ECU60は、電気ヒータ44の通電に必要な目標電力を算出する。ECU60は、この目標電力を、エンジン1の運転環境と運転状況による適合値として与えるために、基本電力と車速係数に基づき、以下の(式1)に従って算出する。
目標電力=基本電力*車速係数 …(式1)
In
Target power = Basic power * Vehicle speed coefficient (Equation 1)
ここで、ECU60は、図5に示す関数データ(マップ)を参照することにより、基本電力を始動時水温に基づいて算出する。この関数データでは、始動時水温が「−40〜−20℃」の範囲では基本電力が最大値の「約9W」となり、始動時水温が「−20〜20℃」の範囲では基本電力が「約9〜0W」の範囲でほぼ直線的に減少し、始動時水温が「20〜80℃」の範囲では基本電力が「0W」と一定値になる。
Here, the
また、ECU60は、図6に示す関数データ(マップ)を参照することにより、車速SPDに基づいて車速係数を算出する。この関数データでは、車速SPDが「0〜25km/h」の範囲では車速係数が「0」となり、車速SPDが「25〜100km/h」の範囲では車速係数が「0〜1」の範囲でほぼ曲線的に増大し、車速SPDが「100〜200km/h」の範囲では車速係数が「1」と一定値になる。
Further, the
ステップ130で、ECU60は、電気ヒータ44が通電により発生させる熱量(発熱量)を積算する。ECU60は、この発熱量を、上記目標電力に基づき、以下の(式2)に従って積算する。
発熱量=∫(目標電力)dt …(式2)
In
Calorific value = ∫ (target power) dt (Expression 2)
ステップ140で、ECU60は、電気ヒータ44により発生させるべき目標熱量を算出する。ここで、ECU60は、図7に示す関数データ(マップ)を参照することにより、始動時水温に基づいて目標熱量を算出する。この関数データでは、始動時水温が「−40〜0℃」の範囲では目標熱量が「約550〜0cal」の範囲でほぼ曲線的に減少し、始動時水温が「0〜80℃」の範囲では目標熱量が「0cal」と一定値になっている。このマップにおいて、目標熱量は、始動時水温により異なるPCVバルブ33の凍結度合いに応じて、その凍結を解除するために必要な最小限の熱量を想定して設定されている。
In
その後、ステップ150で、ECU60は、積算された発熱量が、算出された目標熱量以下であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合は、ECU60は、処理をステップ160へ移行する。
Thereafter, in
すなわち、ステップ160では、ECU60は、電気ヒータ44への通電のための出力デューティ比を算出する。ここで、ECU60は、図8に示す関数データ(マップ)を参照することにより、目標電力とバッテリ電圧から出力デューティ比を算出する。すなわち、目標電力とバッテリ電圧から電流を算出し、その電流に対応する出力デューティ比を算出する。例えば、バッテリ電圧が「10V」となる場合には、図8の太線で示すデータを参照することにより、バッテリ電圧及び電流値に対応する出力デューティ比を決定する。あるいは、バッテリ電圧が「14V」となる場合には、図8の破線で示すデータを参照することにより、バッテリ電圧及び電流値に対応する出力デューティ比を決定する。
That is, in
そして、ステップ170で、ECU60は、算出された出力デューティ比に基づいて電気ヒータ44への通電を行うことにより、電気ヒータ44を発熱させる。
In
一方、ステップ150の判断結果が否定となる場合は、ECU60は、処理をステップ200へ移行し、電気ヒータ44への通電を停止させる。
On the other hand, if the determination result in
上記したルーチンを実行することにより、図9に示すように、電気ヒータ44への通電が開始され、電気ヒータ44の発熱量の積算がほぼ曲線的に増大する。そして、その発熱量の積算結果が目標熱量に達したときに電気ヒータ44への通電が停止される。
By executing the above-described routine, as shown in FIG. 9, energization to the
以上説明したこの実施形態におけるブローバイガス還元装置によれば、エンジン1の運転時に燃焼室2からクランク室7へ漏れ出たブローバイガスは、クランク室7からオイルセパレータ31、PCVバルブ33及び還元通路32を介して吸気通路21へ流れ、燃焼室2へ還元されて燃焼に供される。また、還元通路32におけるブローバイガス流量はPCVバルブ33により調整される。
According to the blow-by gas reduction device in this embodiment described above, the blow-by gas leaked from the
ここで、冬期の寒冷地では、エンジン1の始動時に、PCVバルブ33につき弁体47等の凍結が問題になる。そこで、電気ヒータ44への通電を制御するようにしたこの実施形態におけるPCVバルブの制御装置によれば、電気ヒータ44への通電に際して、PCVバルブ33の周囲の温度状態に基づいてPCVバルブ33の凍結を解除するために必要な目標熱量がECU60により推定される。そして、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ44への通電を開始してから、電気ヒータ44による発熱量の積算が目標熱量に達するまで、ECU60により電気ヒータ44への通電が行われる。
Here, in a cold region in winter, when the engine 1 is started, freezing of the
詳しくは、PCVバルブ33の周囲の温度状態に基づいてPCVバルブ33の凍結を解除するために必要な目標熱量がECU60により算出される。また、電気ヒータ44への通電が開始されてからの電気ヒータ44による発熱量がECU60により積算される。そして、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ44への通電を開始してから、発熱量の積算結果が目標熱量に達するまで電気ヒータ44への通電がECU60により行われる。従って、PCVバルブ33の凍結を解除する間だけ電気ヒータ44への通電が行われることとなる。このため、PCVバルブ33の凍結解除のために電気ヒータ44に必要以上の通電を行うことを防止することができる。これにより、電気ヒータ44の過熱を防止することができ、その過熱からPCVバルブ33を保護することができる。加えて、必要以上の通電を行わないことで、バッテリ70への負担を軽減することができ、エンジン1の燃費悪化を防止することができる。
Specifically, the
この実施形態では、目標電力が、一律の値ではなく、PCVバルブ33の周囲の温度状態を反映した適合値としてECU60により算出される。そして、この目標電力に基づいて発熱量が積算されるので、積算された発熱量が目標熱量に達するまでの時間を、PCVバルブ33の周囲の温度状態の違いにかかわらず長引かせることがない。例えば、PCVバルブ33の周囲の温度が低くなるに連れて目標電力が大きくなるように設定することにより、低温の場合でも、積算された発熱量が目標熱量に達するまでの時間を長引かせることがない。このため、PCVバルブ33の周囲の温度状態の違いに応じて必要最小限の熱量を凍結解除のためにPCVバルブ33に供給することができる。
In this embodiment, the target power is not a uniform value but is calculated by the
特に、この実施形態では、目標電力が、始動時におけるエンジン1の温度状態を反映した始動時水温と、車速SPDとに基づいてECU60により算出される。ここで、始動時水温は、PCVバルブ33の凍結度合いに関係する。車速SPDは、電気ヒータ44の発熱を阻害する走行風強さに関係する。この実施形態では、始動時水温と、車速SPDとに基づいて目標電力が算出されるので、PCVバルブ33の凍結度合いと走行風強さの違いが、目標電力に反映される。このため、特に、PCVバルブ33の凍結度合いと走行風強さの違いに応じて必要最小限の熱量を凍結解除のためにPCVバルブ33に供給することができる。
In particular, in this embodiment, the target electric power is calculated by the
この実施形態では、電気ヒータ44への通電に必要な電流が、上記算出される目標電力とバッテリ電圧から、出力デューティ比として決定される。すなわち、バッテリ電圧が変動しても、目標電力を確保することのできる電流(出力デューティ比)が、電気ヒータ44への通電のために決定される。このため、バッテリ電圧が変動しても凍結解除に必要な熱量をPCVバルブ33に供給することができる。これにより、バッテリ電圧の変動にかかわらず、電気ヒータ44の動作に関わる特性変動を許容範囲内に収めることができ、電気ヒータ44の制御に係るロバスト性を向上させることができる。
In this embodiment, the current required for energizing the
この実施形態では、電気ヒータ44が、通電により発熱するコイル52を含んで構成されるので、電気ヒータ44を比較的安価な構成とすることができる。その反面、コイル式の電気ヒータ44は、温度−抵抗特性がフラットであることから、高温下で電流制限が困難となり、過熱しやすい傾向にある。これに対し、この実施形態では、電気ヒータ44による発熱量について目標熱量により上限が設定されるので、コイル52の過熱が抑えられる。このため、電気ヒータ44のコイル52が過熱により溶損することを未然に防止することができる。
In this embodiment, since the
更に、この実施形態では、ECU60により、エンジン1の温度状態、すなわち冷却水温THWを判断条件の一つとしてPCVバルブ33が凍結しているか否かが判断される。これにより、電気ヒータ44への通電を実行するか否かが事前に判断される。従って、PCVバルブ33に凍結が起きていないような温度条件では電気ヒータ44への通電が行われることがない。このため、PCVバルブ33に凍結解除が必要なときだけ電気ヒータ44への通電を行うことができ、無駄な電力消費を抑えることができる。
Further, in this embodiment, the
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A part of structure can also be changed suitably and implemented in the range which does not deviate from the meaning of invention.
例えば、前記実施形態では、PCVバルブ33の周囲の温度状態に基づいてPCVバルブ33の凍結を解除するために必要な「目標熱量」を推定し、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ44への通電を開始してから、電気ヒータ44による発熱量の積算が「目標熱量」に達するまで電気ヒータ44への通電を行うようにした。これに対し、PCVバルブ33の周囲の温度状態に基づいてPCVバルブ33の凍結を解除するために必要な「目標通電時間」を推定し、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ44への通電を開始してから、電気ヒータ44への通電時間が「目標通電時間」に達するまで電気ヒータ44への通電を行うように構成してもよい。この場合、電気ヒータ44への通電に際して、PCVバルブ33の周囲の温度状態に基づいてPCVバルブ33の凍結を解除するために必要な「目標通電時間」が算出される。そして、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ44への通電を開始してから、電気ヒータ44への通電時間が目標通電時間に達するまで電気ヒータ44への通電が行われる。従って、この場合も、PCVバルブ33の凍結を解除する間だけ電気ヒータ44への通電が行われることとなる。この結果、PCVバルブ33の凍結解除のために電気ヒータ44に必要以上の通電を行うことを防止することができる。
For example, in the above-described embodiment, the “target heat amount” necessary for releasing the freeze of the
また、前記実施形態では、本発明のPCVバルブの制御装置を、直接噴射式の多気筒火花点火式エンジン1に設けられるブローバイガス還元装置に具体化したが、直接噴射式ではない通常の多気筒火花点火式エンジンのブローバイガス還元装置に、本発明のPCVバルブの制御装置を具体化することもできる。 Moreover, in the said embodiment, although the control apparatus of the PCV valve of this invention was actualized to the blow-by gas reduction apparatus provided in the direct injection type multi-cylinder spark ignition engine 1, the normal multi-cylinder which is not a direct injection type The control device for the PCV valve of the present invention can be embodied in the blow-by gas reduction device for a spark ignition engine.
1 エンジン
33 PCVバルブ
44 電気ヒータ
52 コイル
60 ECU(目標熱量算出手段、発熱量積算手段、通電制御手段、目標電力算出手段及び実行判断手段)
70 バッテリ
1
70 battery
Claims (5)
PCVバルブ周囲の温度状態に基づいて前記PCVバルブの凍結を解除するために必要な目標熱量を算出するための目標熱量算出手段と、
前記電気ヒータへの通電が開始されてからの前記電気ヒータによる発熱量を積算するための発熱量積算手段と、
所定の目標電力に基づいて前記電気ヒータへの通電を開始してから、前記発熱量の積算結果が前記目標熱量に達するまで前記電気ヒータへの通電を行うための通電制御手段と、
前記PCVバルブ周囲の温度状態に基づいて前記目標電力を算出するための目標電力算出手段と
を備え、前記発熱量積算手段は、前記算出される目標電力に基づいて前記発熱量を積算することを特徴とするPCVバルブの制御装置。 In a control device for a PCV valve that controls energization to an electric heater provided in the PCV valve,
A target heat amount calculating means for calculating a target heat amount necessary for releasing the freeze of the PCV valve based on a temperature state around the PCV valve;
A calorific value integrating means for integrating the calorific value of the electric heater after energization of the electric heater is started;
Energization control means for energizing the electric heater until starting the energization result of the heat generation amount reaches the target heat amount after starting energization to the electric heater based on a predetermined target power ;
Target power calculation means for calculating the target power based on a temperature state around the PCV valve;
And the calorific value integrating means integrates the calorific value based on the calculated target power .
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