JP5119916B2 - Blow-by gas processing equipment - Google Patents

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この発明は、ガソリン機関のクランクケース内に漏れ出たブローバイガスを吸気系に戻すようにしたガソリン機関のブローバイガス処理装置に関する。   The present invention relates to a blow-by gas processing apparatus for a gasoline engine that returns blow-by gas leaking into a crankcase of the gasoline engine to an intake system.

ガソリン機関においては、クランクケース内に漏れ出たブローバイガスによって潤滑油の劣化が促進される問題があり、従来から、クランクケース内へ新気を導入するとともにクランクケース内からブローバイガスを取り出して吸気系へ戻すようにしたブローバイガス処理装置が用いられている。このブローバイガス処理装置は、一般には、吸気系のスロットル弁上流側と機関本体の例えばシリンダヘッドとの間に新気通路が設けられているとともに、吸気系のスロットル弁下流側とクランクケースとの間にブローバイガス通路が設けられており、かつこのブローバイガス通路に、スロットル弁下流側の負圧に応じて開度が変化する流量制御弁(いわゆるPCVバルブ)を備えた構成となっている。このものでは、高負荷領域を除く通常の運転条件下では、スロットル弁下流側の吸気系に十分な負圧が発生するので、上記新気通路からシリンダヘッド内を経由してクランクケース内へ新気が導入され、かつこの新気に押し出されるような形で、ブローバイガスがブローバイガス通路を介してスロットル弁下流側の吸気系に戻り、燃焼室に導かれる。つまり、クランクケース内が常に新気によって換気され、ブローバイガスによる潤滑油の劣化が抑制されている。   In a gasoline engine, there is a problem that the deterioration of lubricating oil is promoted by blow-by gas leaking into the crankcase. Conventionally, fresh air is introduced into the crankcase and blow-by gas is taken out from the crankcase to take in the air. A blow-by gas processing apparatus is used which is returned to the system. This blow-by gas processing device generally has a fresh air passage between the upstream side of the throttle valve of the intake system and, for example, the cylinder head of the engine body, and between the downstream side of the throttle valve of the intake system and the crankcase. A blow-by gas passage is provided therebetween, and the blow-by gas passage is provided with a flow rate control valve (so-called PCV valve) whose opening degree changes according to the negative pressure on the downstream side of the throttle valve. In this case, under normal operating conditions excluding the high load region, sufficient negative pressure is generated in the intake system on the downstream side of the throttle valve, so that the new air passage passes through the cylinder head and enters the crankcase. The blow-by gas returns to the intake system on the downstream side of the throttle valve via the blow-by gas passage and is introduced into the combustion chamber in such a manner that the air is introduced and pushed out by the fresh air. That is, the inside of the crankcase is always ventilated with fresh air, and deterioration of the lubricating oil due to blow-by gas is suppressed.

しかしながら、近年、可変動弁装置による吸気弁開閉時期の制御等によりスロットル弁に頼らずに吸入空気量を制御することが一部で実用化されており、このようなものでは、運転条件によってはブローバイガスの換気に十分なだけの負圧を生成し得ないことがあり、クランクケース内のブローバイガス濃度が高くなって、潤滑油の劣化が促進されてしまう虞がある。   However, in recent years, it has been practically used in part to control the intake air amount without relying on the throttle valve by controlling the intake valve opening / closing timing with a variable valve operating device. There is a case where a negative pressure sufficient for ventilation of blow-by gas cannot be generated, and the blow-by gas concentration in the crankcase becomes high, which may promote deterioration of the lubricating oil.

そこで、特許文献1では、ブローバイガス通路にクランクケース内からブローバイガスを吸引して吸気系側へと吐出する負圧ポンプを設けている。この特許文献1の実施例においては、負圧ポンプが機関のクランク軸に連動して常時駆動される機械式のものであり、スロットル弁下流の負圧の状況にかかわらず、ブローバイガスを確実に処理することができる。
特開2001−164918号公報
Therefore, in Patent Document 1, a negative pressure pump that sucks blow-by gas from the crankcase and discharges it to the intake system side is provided in the blow-by gas passage. In the embodiment of Patent Document 1, the negative pressure pump is a mechanical type that is always driven in conjunction with the crankshaft of the engine, so that blow-by gas can be reliably supplied regardless of the negative pressure situation downstream of the throttle valve. Can be processed.
JP 2001-164918 A

しかしながら、上記のような機械式の負圧ポンプでは、クランクケース内のブローバイガス濃度つまりはNOx濃度にかかわらず、機関運転中には常時負圧ポンプが作動することとなり、NOx濃度が低いにもかかわらず不必要に負圧ポンプが作動することによって余分なエネルギー損失を招くおそれがある。   However, in the mechanical negative pressure pump as described above, the negative pressure pump always operates during engine operation regardless of the blowby gas concentration in the crankcase, that is, the NOx concentration, and the NOx concentration is low. However, unnecessary energy loss may be caused by unnecessarily operating the negative pressure pump.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ガソリン機関のクランクケース内と吸気系とを連通するブローバイガス通路と、吸気系の上流側から上記クランクケース内へ新気を導入するように設けられた新気通路と、上記ブローバイガス通路又は新気通路に設けられ、上記ブローバイガス又は新気を圧送するエアポンプと、上記クランクケース内のNOx濃度を取得するNOx濃度取得手段と、上記NOx濃度に基づいて、上記エアポンプの作動を制御するポンプ制御手段と、を備えていることを特徴としている。   The present invention has been made in view of such a problem, and introduces fresh air into the crankcase from the upstream side of the intake system and a blow-by gas passage communicating the crankcase of the gasoline engine and the intake system. A fresh air passage provided so as to perform, an air pump that is provided in the blow-by gas passage or the fresh air passage and that pumps the blow-by gas or fresh air, and NOx concentration acquisition means that acquires the NOx concentration in the crankcase And pump control means for controlling the operation of the air pump based on the NOx concentration.

この発明によれば、エアポンプによって吸入負圧が十分に得られない場合でもクランクケース内を確実に換気することができ、かつ、NOx濃度に応じてエアポンプの作動を制御することによって、クランクケース内のブローバイガス濃度を低く保って潤滑油の劣化を抑制しつつ、エアポンプの不必要な作動を抑制し、エネルギー損失を抑制することができる。   According to the present invention, the inside of the crankcase can be reliably ventilated even when the intake pump cannot sufficiently obtain the suction negative pressure, and the operation of the air pump is controlled in accordance with the NOx concentration. While keeping the blowby gas concentration at a low level and suppressing deterioration of the lubricating oil, unnecessary operation of the air pump can be suppressed and energy loss can be suppressed.

以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、この発明を車両用ガソリン機関1に適用した第1実施例を示している。このガソリン機関1は、例えば図示せぬ燃料噴射弁がシリンダ内へ向けて配置された筒内直噴型として構成され、超希薄燃焼を実現できるものとなっている。このガソリン機関1の吸気ポートに連なる吸気通路2は、スロットル弁3を具備し、かつその上流側に、エアクリーナ4が介装されている。そして、スロットル弁3とエアクリーナ4との間に新気通路5の一端が接続され、かつシリンダヘッドカバー6に他端が接続されている。上記シリンダヘッドカバー6内の空間とクランクケース7内の空間とは、図示せぬ潤滑油落とし孔やチェーン通路等を介して互いに連通している。また、クランクケース7内からブローバイガスを取り出すようにブローバイガス通路8の一端がクランクケース7に接続され、かつその他端は、スロットル弁3下流側で吸気通路2に接続されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment in which the present invention is applied to a vehicular gasoline engine 1. The gasoline engine 1 is configured, for example, as an in-cylinder direct injection type in which a fuel injection valve (not shown) is disposed toward a cylinder, and can realize ultra lean combustion. The intake passage 2 connected to the intake port of the gasoline engine 1 includes a throttle valve 3, and an air cleaner 4 is interposed on the upstream side thereof. One end of the fresh air passage 5 is connected between the throttle valve 3 and the air cleaner 4, and the other end is connected to the cylinder head cover 6. The space in the cylinder head cover 6 and the space in the crankcase 7 are in communication with each other via a lubricating oil dropping hole, a chain passage or the like (not shown). Further, one end of the blowby gas passage 8 is connected to the crankcase 7 so as to take out blowby gas from the crankcase 7, and the other end is connected to the intake passage 2 downstream of the throttle valve 3.

新気通路5にはエアポンプ9が介装されている。つまり、新気通路5は、上流側新気通路5aと下流側新気通路5bとからなり、上流側新気通路5aが吸気通路2のスロットル弁3上流側とエアポンプ9吸入側とを連通し、下流側新気通路5bがエアポンプ9吐出側とシリンダヘッドカバー6内とを連通している。上記エアポンプ9は、モータにより駆動される電動式のものである。   An air pump 9 is interposed in the fresh air passage 5. That is, the fresh air passage 5 includes an upstream fresh air passage 5a and a downstream fresh air passage 5b. The upstream fresh air passage 5a communicates the upstream side of the throttle valve 3 of the intake passage 2 and the intake side of the air pump 9. The downstream fresh air passage 5 b communicates between the discharge side of the air pump 9 and the inside of the cylinder head cover 6. The air pump 9 is an electric type driven by a motor.

また、このガソリン機関1には、クランクケース7内のNOxの濃度を直接的に検出するNOx濃度センサ11と、機関温度に関連するセンサ値の一つとしてのエンジンオイルの温度つまり油温を検出する油温センサ12と、が設けられる。制御部10は、上記センサ11,12等からの検出信号に基づいて、上記のエアポンプ9等のアクチュエータへ制御信号を出力し、その動作を制御する。   The gasoline engine 1 also detects the NOx concentration sensor 11 that directly detects the NOx concentration in the crankcase 7 and the temperature of the engine oil, that is, the oil temperature as one of sensor values related to the engine temperature. An oil temperature sensor 12 is provided. The control unit 10 outputs a control signal to an actuator such as the air pump 9 based on detection signals from the sensors 11 and 12 and controls the operation thereof.

図1には、新気の流れが白抜き矢印で、ブローバイガスの流れがが黒塗り矢印でそれぞれ示されている。これらの矢印で示すように、制御部10からの信号に応じてエアポンプ9が作動すると、新気通路5を通してスロットル弁3上流側からシリンダヘッドカバー6内に新気が強制的に送り出される。この新気は、シリンダヘッドカバー6内の空間を掃気した後、クランクケース7内に入り、この新気とともにクランクケース7内からブローバイガスがブローバイガス通路8を通して吸気通路2に導入され、最終的に燃焼室に送られる。このようにエアポンプ9を用いてブローバイガスを強制的に吸気系に送り込むようにした構成によれば、スロットル弁3下流の負圧の状況に拘わらず、ブローバイガスを確実に処理でき、クランクケース7内のブローバイガス濃度を低く保つことができる。   In FIG. 1, the flow of fresh air is indicated by white arrows, and the flow of blow-by gas is indicated by black arrows. As indicated by these arrows, when the air pump 9 operates in response to a signal from the control unit 10, fresh air is forcibly sent from the upstream side of the throttle valve 3 into the cylinder head cover 6 through the fresh air passage 5. The fresh air scavenges the space in the cylinder head cover 6 and then enters the crankcase 7. Blow-by gas is introduced into the intake passage 2 from the crankcase 7 through the blow-by gas passage 8 together with the fresh air, and finally. Sent to the combustion chamber. According to the configuration in which the blow-by gas is forcibly sent to the intake system using the air pump 9 as described above, the blow-by gas can be reliably processed regardless of the negative pressure state downstream of the throttle valve 3, and the crankcase 7 The blowby gas concentration inside can be kept low.

そして本実施例では、クランクケース7内のNOx濃度に応じてエアポンプ9の作動を制御している。より具体的にはNOx濃度が高くなるほどエアポンプ9の作動電圧を高くし、エアポンプ9の負荷・駆動力が高くなるように設定している。この実施例では図2に示すように、NOx濃度に応じて三段階にエアポンプ9の作動電圧を切り換えている。また、作動電圧の切換が過度に行われることのないように、低下側への切換と増加側への切換との間に適宜なヒステリシスH1を与えている。   In this embodiment, the operation of the air pump 9 is controlled according to the NOx concentration in the crankcase 7. More specifically, the operating voltage of the air pump 9 is increased as the NOx concentration increases, and the load / driving force of the air pump 9 is set higher. In this embodiment, as shown in FIG. 2, the operating voltage of the air pump 9 is switched in three stages according to the NOx concentration. Further, an appropriate hysteresis H1 is provided between the switching to the lowering side and the switching to the increasing side so that the operating voltage is not switched excessively.

上記実施例ではNOx濃度センサ11によってNOx濃度を直接的に検出するようにしているが、このような特別のセンサを設けることなく、より簡易的に、機関負荷や機関回転数などを用いてNOx濃度を推定するようにしても良い。例えば図3に示すように、機関負荷と機関回転数とに基づいてマップ(A)からNOx発生量を逐次算出して蓄積し(B)、この蓄積されたNOx発生量を累積してNOx濃度を推定することができる(C)。   In the above embodiment, the NOx concentration is directly detected by the NOx concentration sensor 11, but without using such a special sensor, the NOx can be more simply used by using the engine load, the engine speed, and the like. The concentration may be estimated. For example, as shown in FIG. 3, the NOx generation amount is sequentially calculated from the map (A) based on the engine load and the engine speed and accumulated (B), and the accumulated NOx generation amount is accumulated to obtain the NOx concentration. Can be estimated (C).

また、上記NOx濃度に加え、機関温度の指標となる油温,水温,吸入空気温などに応じてエアポンプ9の作動を制御するようにしてもよい。より具体的には機関温度が低くなるほど、エンジンオイルがNOxを吸着し易い状況になるために、エアポンプ9の負荷・駆動力が高くするように設定する。この実施例では図4に示すように、油温センサ12により検出される油温に応じて三段階にエアポンプ9の最低作動電圧を切り換えている。そして、この最低作動電圧と上記NOx濃度に基づいて求められる作動電圧の高い方をエアポンプ9の作動電圧として選択している。また、最低作動電圧の切換が過度に行われることのないように、低下側への切換と増加側への切換との間に適宜なヒステリシスH2を与えている。あるいは、NOx濃度に基づいて求められる作動電圧を機関温度に応じて補正するようにしても良い。例えば、機関温度が低くなるほどNOx濃度が高くなるように係数を掛けるようにしても良い。   In addition to the NOx concentration, the operation of the air pump 9 may be controlled according to the oil temperature, water temperature, intake air temperature, and the like, which are engine temperature indicators. More specifically, since the engine oil is more likely to adsorb NOx as the engine temperature becomes lower, the load / driving force of the air pump 9 is set to be higher. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the minimum operating voltage of the air pump 9 is switched in three stages according to the oil temperature detected by the oil temperature sensor 12. Then, the higher operating voltage obtained based on the minimum operating voltage and the NOx concentration is selected as the operating voltage of the air pump 9. Further, an appropriate hysteresis H2 is provided between the switching to the lower side and the switching to the increasing side so that the minimum operating voltage is not excessively switched. Or you may make it correct | amend the operating voltage calculated | required based on NOx density | concentration according to engine temperature. For example, the coefficient may be multiplied so that the NOx concentration increases as the engine temperature decreases.

このような本実施例によれば、エアポンプ9によってクランクケース内を確実に換気すできることに加え、NOx濃度、更には機関温度に応じてエアポンプ9の作動を適切に制御してブローバイガスの流量を適正化し、エアポンプ9の不必要な作動を抑制してエネルギー損失を抑制することができるとともに、過剰にブローバイガスが循環されて燃焼が不安定となることを回避することができる。   According to this embodiment, in addition to reliably ventilating the inside of the crankcase by the air pump 9, the operation of the air pump 9 is appropriately controlled according to the NOx concentration and further the engine temperature, and the flow rate of blow-by gas is thereby controlled. The energy loss can be suppressed by optimizing and unnecessary operation of the air pump 9 can be suppressed, and it can be avoided that the blow-by gas is excessively circulated and the combustion becomes unstable.

図5は、本発明の第2実施例に係るブローバイガス処理装置を示している。なお、上記第1実施例と同様の構成には同じ参照符号を付して重複する説明を適宜省略する。この第2実施例においては、エアポンプ9が、排気通路13へ二次エアを導入する二次エア用のポンプと、車両ブレーキ系のマスターバック14にブレーキ用の負圧を与えるマスターバック用のポンプと、を兼用するように構成されている。マスターバック14に接続する負圧取出し通路15は、エアポンプ9の吸入側に接続する上流側新気通路5aの途中に合流しており、この合流部よりも上流側に、マスターバック用スロットル16が介装されている。また、下流側で排気通路13へ接続する二次エア通路17の上流側は、エアポンプ9の吐出側に接続する下流側新気通路5bから分岐しており、この分岐部に、二次エア通路17を開閉する二次エア用切換弁18が設けられている。   FIG. 5 shows a blow-by gas processing apparatus according to a second embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description is omitted as appropriate. In this second embodiment, the air pump 9 is a secondary air pump that introduces secondary air into the exhaust passage 13, and a master back pump that applies a brake negative pressure to the master back 14 of the vehicle brake system. And it is comprised so that it may be combined. The negative pressure take-out passage 15 connected to the master back 14 joins in the middle of the upstream fresh air passage 5a connected to the suction side of the air pump 9, and the master back throttle 16 is located upstream from this joining portion. It is intervened. The upstream side of the secondary air passage 17 connected to the exhaust passage 13 on the downstream side branches off from the downstream fresh air passage 5b connected to the discharge side of the air pump 9, and the secondary air passage is connected to this branching portion. A secondary air switching valve 18 that opens and closes 17 is provided.

図6は、上記制御部10によるスロットル16や切換弁18の制御の一例を簡略的に示すフローチャートである。ステップS1では、マスターバック14の圧力(負圧)を検出する圧力センサ19により検出されるマスターバック圧力Pmが所定のしきい値P0以上であるかを判定する。しきい値P0以上であれば、ステップS2へ進み、マスターバック用スロットル16を閉じる。これによって、エアポンプ9が作動したときには、マスターバック14側の負圧取出し通路15のみを介して空気が吸引されて、マスターバック14内の負圧が強化される。続くステップS3では、マスターバック14の要求負圧に必要な作動電圧Vmが設定される。   FIG. 6 is a flowchart schematically showing an example of control of the throttle 16 and the switching valve 18 by the control unit 10. In step S1, it is determined whether or not the master back pressure Pm detected by the pressure sensor 19 that detects the pressure (negative pressure) of the master back 14 is equal to or higher than a predetermined threshold value P0. If it is equal to or greater than the threshold value P0, the process proceeds to step S2, and the master back throttle 16 is closed. Thus, when the air pump 9 is operated, air is sucked only through the negative pressure extraction passage 15 on the master back 14 side, and the negative pressure in the master back 14 is strengthened. In the subsequent step S3, the operating voltage Vm necessary for the required negative pressure of the master back 14 is set.

一方、マスターバック圧力Pmがしきい値P0未満の場合、つまり、マスターバック14の負圧を特に強化する必要のない場合には、ステップS1からステップS4へ進み、マスターバック用スロットル16を開く。これにより、エアポンプ9が作動したときには、新気通路5の上流側新気通路5aとマスターバック14側の負圧取出し通路15との双方から空気が吸引される。ステップS5では、マスターバック用作動電圧Vmを0に初期化する。   On the other hand, when the master back pressure Pm is less than the threshold value P0, that is, when the negative pressure of the master back 14 does not need to be particularly strengthened, the process proceeds from step S1 to step S4, and the master back throttle 16 is opened. Thus, when the air pump 9 is activated, air is sucked from both the upstream fresh air passage 5a of the fresh air passage 5 and the negative pressure extraction passage 15 on the master back 14 side. In step S5, the master back operating voltage Vm is initialized to zero.

ステップS6では、上記のセンサ11,12からNOx濃度と油温とを読み込み、ステップS7では、上述したように、NOx濃度と油温とに基づいて作動電圧Vnを設定する。   In step S6, the NOx concentration and oil temperature are read from the sensors 11 and 12, and in step S7, the operating voltage Vn is set based on the NOx concentration and oil temperature as described above.

ステップS8では、図示せぬ他のルーチンによる二次エアの要求の有無を判定する。二次エアの要求が有る場合、ステップS9へ進み、二次エア用切換弁18により二次エア通路17を開く。これによって、エアポンプ9から送り出される新気(エア)が二次エアとして二次エア通路17を介して排気通路13へも供給されることとなる。ステップS10では、要求される二次エアの流量を確保するために必要な二次エア用作動電圧Vaが設定される。この二次エア用作動電圧Vaは、上述したマスターバック用スロットル16の開閉状態に応じて設定され、つまり、マスターバック用スロットル16が閉じているときには、上記のマスターバック用作動電圧Vmを加味して二次エア用作動電圧Vaが設定される。   In step S8, it is determined whether secondary air is requested by another routine (not shown). If there is a request for secondary air, the process proceeds to step S9, where the secondary air passage 17 is opened by the secondary air switching valve 18. As a result, fresh air (air) delivered from the air pump 9 is also supplied to the exhaust passage 13 via the secondary air passage 17 as secondary air. In step S10, the secondary air operating voltage Va necessary for securing the required secondary air flow rate is set. The secondary air operating voltage Va is set in accordance with the open / close state of the master back throttle 16, that is, when the master back throttle 16 is closed, the master back operating voltage Vm is taken into account. The secondary air operating voltage Va is set.

一方、二次エアの要求が無い場合には、ステップS8からステップS11へ進み、切換弁18により二次エア通路17を閉じる。これにより、エアポンプ9が作動しても二次エアが供給されることはなく、エアポンプ9から供給される新気の全てが新気通路5を通してシリンダヘッドカバー6内へ供給される。続くステップS12では、二次エア用作動電圧Vaを0に初期化する。   On the other hand, if there is no request for secondary air, the process proceeds from step S8 to step S11, and the secondary air passage 17 is closed by the switching valve 18. Thereby, even if the air pump 9 is operated, secondary air is not supplied, and all of the fresh air supplied from the air pump 9 is supplied into the cylinder head cover 6 through the fresh air passage 5. In the subsequent step S12, the secondary air operating voltage Va is initialized to zero.

ステップS13では、上記ステップS3又はS5で設定されたマスターバック用作動電圧Vmと、ステップS7で設定された作動電圧Vnと、ステップS10又はS12で設定された二次エア用作動電圧Vaと、のうちで、最も大きな値のものをエアポンプ9の作動電圧V0として選択する。この選択された作動電圧V0によりエアポンプ9が作動されることとなる。   In step S13, the master back operating voltage Vm set in step S3 or S5, the operating voltage Vn set in step S7, and the secondary air operating voltage Va set in step S10 or S12. Among them, the one having the largest value is selected as the operating voltage V0 of the air pump 9. The air pump 9 is operated by the selected operating voltage V0.

このような第2実施例によれば、上記第1実施例と同様の効果が得られることに加え、エアポンプ9が二次エア用のポンプとマスターバック用のポンプとを兼用しているので、別途ポンプを設ける場合に比して構成が簡素化される。なお、上記特開2001−164918号公報のもののように、ブローバイガス通路にエアポンプを設けた場合には、エアポンプを二次エア用のポンプとして利用することはできず、本実施例のように新気通路5にエアポンプ9を設けることで、このエアポンプ9を二次エア用のポンプとして利用することができるのである。   According to the second embodiment, in addition to obtaining the same effect as the first embodiment, the air pump 9 serves both as a secondary air pump and a master back pump. The configuration is simplified compared to the case where a separate pump is provided. In addition, when an air pump is provided in the blow-by gas passage as in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-164918, the air pump cannot be used as a secondary air pump. By providing the air pump 9 in the air passage 5, the air pump 9 can be used as a pump for secondary air.

また、マスターバック用スロットル16により開度を調整することで、マスターバック14へのブレーキ負圧を確保した上で、過度な負圧の発生を抑制し、運転効率を高めることができる。更に、二次エアの要求に応じて切換弁18を切換制御することで、必要な二次エアを確保して排気性能を向上しつつ、二次エアを必要以上に供給することを無くして、運転効率を高めることができる。   Further, by adjusting the opening by the master back throttle 16, it is possible to suppress the generation of excessive negative pressure and increase the driving efficiency while securing the brake negative pressure to the master back 14. Furthermore, by switching the switching valve 18 according to the demand of the secondary air, it is possible to secure the necessary secondary air and improve the exhaust performance, while eliminating the need to supply the secondary air more than necessary. Driving efficiency can be increased.

特に本実施例のように、負圧取出し通路15の合流部よりも上流側の上流側新気通路5aにマスタバック用スロットル16を設けることで、このマスターバック用スロットル16が閉じている状態でも二次エアを確保することができ、機関始動直後からブレーキ負圧の確保と二次エアによる排気性能の向上とを高いレベルで両立することができる。   In particular, as in the present embodiment, the master back throttle 16 is provided in the upstream fresh air passage 5a upstream of the joining portion of the negative pressure extraction passage 15, so that the master back throttle 16 is closed. Secondary air can be secured, and it is possible to achieve both high levels of securing brake negative pressure and improving exhaust performance by secondary air immediately after engine startup.

更に、アイドル回転数制御時など、エアポンプ9の作動状態によってエンジン発生トルクの変動が大きく影響する運転領域においては、エアポンプ9の作動電圧つまりは駆動力を低く抑制し、あるいは一定値に固定することで、機関回転数を安定させるようにしても良い。この場合、必要な吸入空気量を確保するために、例えば図示せぬ可変動弁装置によってバルブリフト特性を補正すれば良い。   Further, in an operation region where the fluctuation of the engine generated torque greatly affects the operating state of the air pump 9, such as during idling speed control, the operating voltage of the air pump 9, that is, the driving force, should be kept low or fixed to a constant value. Thus, the engine speed may be stabilized. In this case, in order to secure a necessary intake air amount, for example, the valve lift characteristic may be corrected by a variable valve operating apparatus (not shown).

以上の説明より把握し得る本発明の技術的思想について列記する。
(1)ガソリン機関1のクランクケース7内と吸気系(吸気通路2)とを連通するブローバイガス通路8と、吸気系の上流側から上記クランクケース7内へ新気を導入するように設けられた新気通路5と、上記ブローバイガス通路8又は新気通路5に設けられ、上記ブローバイガス又は新気を圧送するエアポンプ9と、上記クランクケース7内のNOx濃度を取得するNOx濃度取得手段(NOx濃度センサ11)と、上記NOx濃度に基づいて、上記エアポンプ9の作動を制御するポンプ制御手段(制御部10)と、を備えている。この構成によれば、機関回転数や機関負荷などにかかわらずエアポンプ9によってクランクケース7内を確実に換気することができ、かつ、NOx濃度に応じてエアポンプ9の作動を制御することによって、エアポンプ9の不必要な作動を抑制し、エネルギー損失を軽減することができる。
(2)上記エアポンプ9が、上記新気通路5に設けられ、吸気系の上流側から新気を吸引してクランクケース7内へ吐出するものである。この場合、ブローバイガス通路8にエアポンプを設ける場合に比して、エアポンプ9にブローバイガスが流れることなく新気のみが流れるために、エアポンプ9の故障や劣化が抑制される。
(3)加えて、エアポンプ9の吐出側と排気通路13とを接続する二次エア通路17を設けることで、エアポンプ9を二次エア用のエアポンプとして兼用することができる。
(4)上記二次エア通路17を開閉する二次エア用切換弁18を備えている。この二次エア用切換弁18を機関運転条件に応じて切り換ることで、必要な二次エアを確保して排気性能を向上しつつ、二次エアを必要以上に供給することを無くし、運転効率を高めることができる。
(5)上記エアポンプ9の吸入側が、さらに車両ブレーキ系のマスターバック14に接続されており、上記エアポンプ9がマスターバック用のポンプを兼用している。これによって、別途ポンプを設けることのない簡素な構成で、マスターバック14のブレーキ負圧を確実に確保することが可能となる。
(6)上記エアポンプ9の吸入側と吸気系とを連通する上流側新気通路5aに、上記マスターバック14に接続する負圧取出し通路15が合流しており、この合流部よりも上流側の上流側新気通路5aに、マスタバック用スロットル16が設けられている。この構成によれば、マスターバック用スロットル16が閉じている状態でも二次エアを確保することが可能であり、機関始動直後からブレーキ負圧の確保と二次エアによる排気性能の向上とを高いレベルで両立することができる。
(7)上記NOx濃度取得手段は、NOx濃度センサ11を用いる他、より簡易的に、機関負荷と機関回転数から求められるNOx発生量を累積してNOx濃度を推定することもできる。
(8)さらに機関温度を検出する温度検出手段(油温センサ12)を備え、上記NOx濃度と機関温度とに基づいてエアポンプ9の作動を制御するようにしてもよい。この場合、例えば機関温度が低くなるほど、エンジンオイルがNOxを吸着し易い状況になるために、エアポンプ9の負荷・駆動力が高くするように設定することで、低温時のNOx濃度を低くしてエンジンオイルの劣化を抑制・防止することができる。
The technical ideas of the present invention that can be understood from the above description are listed.
(1) A blow-by gas passage 8 that communicates the inside of the crankcase 7 of the gasoline engine 1 and the intake system (intake passage 2), and a fresh air is provided into the crankcase 7 from the upstream side of the intake system. A fresh air passage 5, an air pump 9 that is provided in the blow-by gas passage 8 or the fresh air passage 5 and pumps the blow-by gas or fresh air, and NOx concentration acquisition means that acquires the NOx concentration in the crankcase 7 ( NOx concentration sensor 11) and pump control means (control unit 10) for controlling the operation of air pump 9 based on the NOx concentration. According to this configuration, the air pump 9 can reliably ventilate the crankcase 7 regardless of the engine speed, the engine load, and the like, and the operation of the air pump 9 is controlled according to the NOx concentration. 9 unnecessary operations can be suppressed and energy loss can be reduced.
(2) The air pump 9 is provided in the fresh air passage 5 and sucks fresh air from the upstream side of the intake system and discharges it into the crankcase 7. In this case, as compared with the case where an air pump is provided in the blow-by gas passage 8, only the fresh air flows through the air pump 9 without flowing the blow-by gas, so that the failure and deterioration of the air pump 9 are suppressed.
(3) In addition, by providing the secondary air passage 17 that connects the discharge side of the air pump 9 and the exhaust passage 13, the air pump 9 can also be used as an air pump for secondary air.
(4) A secondary air switching valve 18 for opening and closing the secondary air passage 17 is provided. By switching the secondary air switching valve 18 according to the engine operating conditions, it is possible to secure the necessary secondary air and improve the exhaust performance, while eliminating the need to supply the secondary air more than necessary. Driving efficiency can be increased.
(5) The suction side of the air pump 9 is further connected to a master back 14 of a vehicle brake system, and the air pump 9 also serves as a master back pump. As a result, the brake negative pressure of the master back 14 can be reliably ensured with a simple configuration without providing a separate pump.
(6) A negative pressure take-out passage 15 connected to the master back 14 is joined to an upstream fresh air passage 5a that communicates the suction side of the air pump 9 and the intake system. A master back throttle 16 is provided in the upstream fresh air passage 5a. According to this configuration, it is possible to secure secondary air even when the master back throttle 16 is closed, and it is possible to secure high brake negative pressure and improve exhaust performance by secondary air immediately after engine start. It is possible to achieve both levels.
(7) In addition to using the NOx concentration sensor 11, the NOx concentration acquiring means can more simply estimate the NOx concentration by accumulating the NOx generation amount obtained from the engine load and the engine speed.
(8) Further, a temperature detecting means (oil temperature sensor 12) for detecting the engine temperature may be provided, and the operation of the air pump 9 may be controlled based on the NOx concentration and the engine temperature. In this case, for example, the lower the engine temperature, the easier the engine oil will adsorb NOx. Therefore, by setting the load and driving force of the air pump 9 to be higher, the NOx concentration at low temperatures is lowered. Deterioration of engine oil can be suppressed / prevented.

本発明の第1実施例に係るガソリン機関のブローバイガス処理装置を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Structure explanatory drawing which shows the blow-by gas processing apparatus of the gasoline engine which concerns on 1st Example of this invention. NOx濃度と作動電圧との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between NOx density | concentration and an operating voltage. 機関負荷と機関回転数からNOx濃度を推定する場合の説明図。Explanatory drawing in the case of estimating NOx concentration from engine load and engine speed. 機関油温と最低作動電圧との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between engine oil temperature and the minimum operating voltage. 本発明の第2実施例に係るガソリン機関のブローバイガス処理装置を示す構成説明図。Structure explanatory drawing which shows the blow-by gas processing apparatus of the gasoline engine which concerns on 2nd Example of this invention. 上記第2実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of control concerning the said 2nd Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…ガソリン機関
5…新気通路
7…クランクケース
8…ブローバイガス通路
9…エアポンプ
10…制御部(ポンプ制御手段)
11…NOx濃度センサ(NOx取得手段)
12…油温センサ(温度検出手段)
14…マスターバック
16…マスターバック用スロットル
18…二次エア用切換弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gasoline engine 5 ... Fresh air passage 7 ... Crankcase 8 ... Blow-by gas passage 9 ... Air pump 10 ... Control part (pump control means)
11 ... NOx concentration sensor (NOx acquisition means)
12 ... Oil temperature sensor (temperature detection means)
14 ... Master back 16 ... Master back throttle 18 ... Secondary air switching valve

Claims (6)

ガソリン機関のクランクケース内と吸気系とを連通するブローバイガス通路と、
吸気系の上流側から上記クランクケース内へ新気を導入するように設けられた新気通路と、
上記気通路に設けられ、吸気系の上流側から新気を吸引してクランクケース内へ吐出するエアポンプと、
上記クランクケース内のNOx濃度を取得するNOx濃度取得手段と、
上記NOx濃度に基づいて、上記エアポンプの作動を制御するポンプ制御手段と、
を備え
かつ、上記エアポンプの吐出側と排気通路とを接続する二次エア通路が設けられ、上記エアポンプが二次エア用のポンプを兼用していることを特徴とするガソリン機関のブローバイガス処理装置。
A blow-by gas passage communicating the crankcase of the gasoline engine and the intake system;
A fresh air passage provided so as to introduce fresh air into the crankcase from the upstream side of the intake system;
An air pump that is provided in the fresh air passage and sucks fresh air from the upstream side of the intake system and discharges it into the crankcase ;
NOx concentration acquisition means for acquiring the NOx concentration in the crankcase;
Pump control means for controlling the operation of the air pump based on the NOx concentration;
Equipped with a,
A blow-by gas processing apparatus for a gasoline engine, wherein a secondary air passage connecting the discharge side of the air pump and an exhaust passage is provided, and the air pump also serves as a pump for secondary air .
上記二次エア通路を開閉する二次エア用切換弁を備えることを特徴とする請求項に記載のガソリン機関のブローバイガス処理装置。 The blow-by gas processing apparatus for a gasoline engine according to claim 1 , further comprising a secondary air switching valve for opening and closing the secondary air passage. 上記エアポンプの吸入側が、さらに車両ブレーキ系のマスターバックに接続されており、上記エアポンプがマスターバック用のポンプを兼用していることを特徴とする請求項1又は2に記載のガソリン機関のブローバイガス処理装置。 The blow-by gas of a gasoline engine according to claim 1 or 2 , wherein a suction side of the air pump is further connected to a master back of a vehicle brake system, and the air pump also serves as a master back pump. Processing equipment. 上記エアポンプの吸入側と吸気系とを連通する上流側新気通路に、上記マスターバックに接続する負圧取出し通路が合流しており、この合流部よりも上流側の上流側新気通路に、マスタバック用スロットルが設けられていることを特徴とする請求項に記載のガソリン機関のブローバイガス処理装置。 A negative pressure extraction passage connected to the master back is joined to an upstream fresh air passage communicating the suction side of the air pump and the intake system, and an upstream fresh air passage upstream of the joining portion is connected to the upstream fresh air passage. 4. A blow-by gas processing apparatus for a gasoline engine according to claim 3 , wherein a throttle for master back is provided. 上記NOx濃度取得手段が、機関負荷と機関回転数から求められるNOx発生量を累積してNOx濃度を推定することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のガソリン機関のブローバイガス処理装置。 The blow-by gas processing for a gasoline engine according to any one of claims 1 to 4 , wherein the NOx concentration acquisition means estimates the NOx concentration by accumulating the NOx generation amount obtained from the engine load and the engine speed. apparatus. さらに機関温度を検出する温度検出手段を備え、
上記ポンプ制御手段は、上記NOx濃度と機関温度とに基づいてエアポンプの作動を制御することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載のガソリン機関のブローバイガス処理装置。
Furthermore, a temperature detection means for detecting the engine temperature is provided,
The blow-by gas processing apparatus for a gasoline engine according to any one of claims 1 to 5 , wherein the pump control means controls the operation of the air pump based on the NOx concentration and the engine temperature.
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