JP5664426B2 - Crankcase ventilation device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、クランクケース内のブローバイガスが吸気通路に排出される内燃機関のクランクケース換気装置に関する。 The present invention relates to a crankcase ventilation device for an internal combustion engine in which blow-by gas in the crankcase is discharged into an intake passage.
吸気通路からクランクケース内に吸気を導くための導入通路と、クランクケース内のブローバイガスを吸気通路に排出するための排出通路とが設けられた内燃機関のクランクケース換気装置が存在する。このような内燃機関のクランクケース換気装置であって、クランク軸に設けられたカウンタウェイトを利用して、導入通路及び排出通路を開閉するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献2〜4が存在する。
There is a crankcase ventilation device for an internal combustion engine provided with an introduction passage for guiding intake air from the intake passage into the crankcase and a discharge passage for discharging blowby gas in the crankcase to the intake passage. A crankcase ventilation device for such an internal combustion engine that opens and closes an introduction passage and a discharge passage using a counterweight provided on a crankshaft is known (for example, see Patent Document 1). In addition, there are
クランクケース内にブローバイガスが溜まると悪影響が生じ得る。このため、ブローバイガスの排出及び新気の導入といったクランクケース内の換気が必要になる。特許文献1のクランクケース換気装置では、ピストンの上下動に伴う圧力変化及びカウンタウェイトの回転移動を利用して、クランクケース内の換気が行われる。一方、クランクケース内の換気は吸気通路との圧力差によっても生じ得る。また、吸気通路内の圧力は、内燃機関の負荷の状態に応じて変化する傾向にある。しかし、特許文献1のクランクケース換気装置では、導入通路及び排出通路の開閉時期に内燃機関の負荷は反映されない。このため、吸気通路とクランクケース内との間の圧力差が大きい場合には、ブローバイガスの排出量が増大し過ぎてしまう可能性がある。この場合、ブローバイガスによるクランクケース内のオイルの持ち去り量も増加し過ぎてしまう。一方、吸気通路とクランクケース内との間の圧力差が小さい場合には、ブローバイガスが十分に換気されない可能性もある。
If blow-by gas accumulates in the crankcase, adverse effects can occur. For this reason, ventilation in the crankcase such as discharge of blow-by gas and introduction of fresh air is necessary. In the crankcase ventilation device of
そこで、本発明は、吸気の導入及び、ブローバイガスの排出といったクランクケース内の換気性を内燃機関の負荷に応じて適切に調整することができる内燃機関のクランクケース換気装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a crankcase ventilation device for an internal combustion engine that can appropriately adjust the ventilation performance in the crankcase such as introduction of intake air and discharge of blow-by gas according to the load of the internal combustion engine. And
本発明の内燃機関のクランクケース換気装置は、内燃機関のクランクケース内と吸気通路とを接続する第1換気通路と、前記吸気通路の前記第1換気通路よりも上流の位置と前記クランクケース内とを接続する第2換気通路と、を備え、前記クランクケースは少なくとも一つのピストンの上下動に伴って内部の圧力が前記ピストンの下降する工程において上昇する工程よりも高くなるように変化する前記内燃機関のクランクケース換気装置であって、前記第1換気通路に設けられ、前記第1換気通路を閉鎖及び開通するように動作する第1調整弁と、前記第2換気通路に設けられ、前記第2換気通路を閉鎖及び開通するように動作する第2調整弁と、前記内燃機関の前記ピストンが下降する工程で前記第1換気通路が、前記ピストンが上昇する工程で前記第2換気通路が、それぞれ開通されるように、前記第1調整弁及び前記第2調整弁の動作を制御するバルブ制御手段と、を備え、前記バルブ制御手段は、前記内燃機関の負荷に応じて、前記第1調整弁及び前記第2調整弁の動作時期を変化させるものである(請求項1)。 The crankcase ventilation device for an internal combustion engine according to the present invention includes a first ventilation passage connecting the inside of the crankcase of the internal combustion engine and an intake passage, a position upstream of the first ventilation passage of the intake passage, and the inside of the crankcase. A second ventilation passage that connects to the crankcase, and the crankcase changes such that the internal pressure is higher than the step of rising in the step of lowering the piston as the at least one piston moves up and down. A crankcase ventilation apparatus for an internal combustion engine, provided in the first ventilation passage, and provided in the second ventilation passage, and a first regulating valve that operates to close and open the first ventilation passage, a second control valve operable to close and open the second ventilation passage, the first ventilating passage in the process of the piston is lowered in the internal combustion engine, wherein the piston to rise Valve control means for controlling the operation of the first adjustment valve and the second adjustment valve so that the second ventilation passages are opened in the process, respectively, and the valve control means The operation timing of the first adjustment valve and the second adjustment valve is changed according to the load (Claim 1).
この内燃機関のクランクケース換気装置によれば、ピストンが上昇する工程で第1換気通路が、ピストンが下降する工程で第2換気通路が、それぞれ開通される。これにより、クランクケース内の圧力変化を利用して、第1換気通路及び第2換気通路によりブローバイガスの排出及び、吸気の導入を行うことができる。更に、第1調整弁及び第2調整弁の動作時期は、内燃機関の負荷に応じて変化する。第1調整弁及び第2調整弁により第1換気通路及び第2換気通路は開閉されるので、第1換気通路及び、第2換気通路の開閉時期を、内燃機関の負荷に応じて変化させることができる。つまり、これらの通路の開閉時期に内燃機関の負荷を反映することができる。これにより、吸気の導入及び、ブローバイガスの排出といったクランクケース内の換気性を内燃機関の負荷に応じて適切に調整することができる。 According to this crankcase ventilation device for an internal combustion engine, the first ventilation passage is opened when the piston is raised, and the second ventilation passage is opened when the piston is lowered. Accordingly, blow-by gas can be discharged and intake air can be discharged through the first ventilation passage and the second ventilation passage using the pressure change in the crankcase. Further, the operation timings of the first and second regulating valves vary according to the load of the internal combustion engine. Since the first ventilation passage and the second ventilation passage are opened and closed by the first adjustment valve and the second adjustment valve, the opening and closing timings of the first ventilation passage and the second ventilation passage are changed according to the load of the internal combustion engine. Can do. That is, the load of the internal combustion engine can be reflected in the opening / closing timing of these passages. As a result, the ventilation of the crankcase, such as the introduction of intake air and the discharge of blow-by gas, can be appropriately adjusted according to the load of the internal combustion engine.
本発明の内燃機関のクランクケース換気装置の一態様において、前記バルブ制御手段は、前記内燃機関の負荷に応じて、前記第1換気通路が開通されてから閉鎖されるまでの第1換気期間及び、前記第2換気通路が開通されてから閉鎖されるまので第2換気期間のいずれもが、前記内燃機関の高負荷時において前記内燃機関の低中負荷時よりも長い期間となるように、前記第1調整弁及び前記第2調整弁の動作時期を変化させてもよい(請求項2)。吸気通路とクランクケース内との間の圧力差は、内燃機関の低中負荷時に大きく、高負荷時に小さくなる傾向がある。この場合、第1換気期間及び第2換気期間は、内燃機関の高負荷時において長く、低中負荷時に短い。これにより、クランクケース内の換気期間を吸気通路との間の圧力差が大きい場合に短く、小さい場合に長くすることができる。つまり、吸気通路との間の圧力差が大きい場合のブローバイガスの排出量を低減する一方で、吸気通路との間の圧力差が小さい場合の吸気の導入量を十分に確保することができる。 In one aspect of the crankcase ventilation device for an internal combustion engine according to the present invention, the valve control means includes a first ventilation period from when the first ventilation passage is opened to when the first ventilation passage is closed according to a load of the internal combustion engine, and The second ventilation period from when the second ventilation passage is opened to when the second ventilation passage is closed is longer during the high load of the internal combustion engine than during the low / medium load of the internal combustion engine. The operation timing of the first adjustment valve and the second adjustment valve may be changed (Claim 2). The pressure difference between the intake passage and the crankcase tends to be large when the internal combustion engine is at low and medium loads and small at high loads. In this case, the first ventilation period and the second ventilation period are long at the time of high load of the internal combustion engine and are short at the time of low and medium load. Thereby, the ventilation period in a crankcase can be shortened when the pressure difference with an intake passage is large, and can be lengthened when it is small. That is, it is possible to reduce the blow-by gas discharge amount when the pressure difference with the intake passage is large, while ensuring a sufficient intake amount when the pressure difference with the intake passage is small.
内燃機関の高負荷時に換気期間が長い態様において、前記バルブ制御手段は、前記内燃機関の負荷に応じて、前記内燃機関が低中負荷時には、前記第1換気期間として前記ピストンが上死点後から下死点後に位置するまでの期間を、前記第2換気期間として前記ピストンが前記下死点後から前記上死点後に位置するまでの期間を、それぞれ採用する一方で、前記内燃機関が高負荷時には、前記第1換気期間として前記下死点後であって前記内燃機関の低中負荷時における前記第1換気期間の開始時期よりも早い時期から前記ピストンが前記下死点に位置するまでの期間を、前記第2換気期間として前記下死点後であって前記内燃機関の低中負荷時における前記第2換気期間の開始時期よりも早い時期から前記ピストンが前記上死点に位置するまでの期間を、それぞれ採用するように、前記第1調整弁及び前記第2調整弁の動作時期を変化させてもよい(請求項3)。この場合、圧力変動が最大になる下死点及び、上死点を基準にして、第1換気期間及び第2換気期間が設けられる。このため、吸気通路との間の圧力差が大きい場合のブローバイガスの排出量の低減と、圧力差が小さい場合の吸気の導入量の確保と、をより確実に行うことができる。 In an aspect in which the ventilation period is long when the internal combustion engine is at a high load, the valve control unit is configured to perform the first ventilation period after the top dead center when the internal combustion engine is at a low to medium load according to the load of the internal combustion engine. The period from the bottom dead center to the position after the top dead center is adopted as the second ventilation period, while the period from the bottom dead center to the position after the bottom dead center is adopted. At the time of load, from the time after the bottom dead center as the first ventilation period and earlier than the start time of the first ventilation period at the time of low to medium load of the internal combustion engine until the piston is located at the bottom dead center This period is the second ventilation period after the bottom dead center, and the piston is positioned at the top dead center from a time earlier than the start time of the second ventilation period when the internal combustion engine is under low to medium load. The period, as adopted respectively, may be changed operation timing of the first adjusting valve and the second adjustment valve (claim 3). In this case, the first ventilation period and the second ventilation period are provided based on the bottom dead center and the top dead center at which the pressure fluctuation is maximized. For this reason, it is possible to more reliably perform the reduction of the blow-by gas discharge amount when the pressure difference between the intake passage and the intake passage is large, and ensure the intake amount when the pressure difference is small.
内燃機関の負荷の判断には、どのようなものが利用されてもよい。例えば、本発明の内燃機関のクランクケース換気装置の一態様において、前記第1換気通路は前記吸気通路のスロットルバルブよりも下流に、前記第2換気通路は前記吸気通路の前記スロットルバルブよりも上流に、それぞれ接続され、前記バルブ制御手段は、前記スロットルバルブの開度に基づいて、前記内燃機関の負荷を判断してもよい(請求項4)。 Any method may be used to determine the load on the internal combustion engine. For example, in one aspect of the crankcase ventilation apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the first ventilation passage is downstream of the throttle valve of the intake passage, and the second ventilation passage is upstream of the throttle valve of the intake passage. And the valve control means may determine the load of the internal combustion engine based on the opening degree of the throttle valve.
以上、説明したように、本発明によれば、第1換気通路及び、第2換気通路の開閉時期を、内燃機関の負荷に応じて変化させることができるので、これらの通路の開閉時期に内燃機関の負荷を反映することができる。これにより、吸気の導入及び、ブローバイガスの排出といったクランクケース内の換気性を内燃機関の負荷に応じて適切に調整することができる。 As described above, according to the present invention, the opening / closing timings of the first ventilation passage and the second ventilation passage can be changed in accordance with the load of the internal combustion engine. The load of the engine can be reflected. As a result, the ventilation of the crankcase, such as the introduction of intake air and the discharge of blow-by gas, can be appropriately adjusted according to the load of the internal combustion engine.
図1は、本発明の一形態に係るクランクケース換気装置が適用された内燃機関の要部を模式的に示した図である。内燃機関(以下、エンジンと呼ぶことがある)1は、車両に走行用動力源として搭載されるものである。図1に示すように、内燃機関1は、複数の気筒2(図1では1つのみを示す)が形成されたシリンダブロック3と、気筒2毎に吸気ポート4及び排気ポート5が形成されたシリンダヘッド6と、を備えている。各気筒2には、ピストン7が往復動可能なようにそれぞれ挿入され、ピストン7と気筒2の側面とシリンダヘッド6とによって燃料室8がそれぞれ形成されている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a main part of an internal combustion engine to which a crankcase ventilation device according to one embodiment of the present invention is applied. An internal combustion engine (hereinafter sometimes referred to as an engine) 1 is mounted on a vehicle as a driving power source. As shown in FIG. 1, the
シリンダブロック3の下方には、クランクケース10が設けられている。また、クランクケース10の下方には、オイルパン11が設けられている。オイルパン11には、オイル12が貯留されている。クランクケース10の内部には、クランクシャフト13が収容されている。クランクシャフト13は、コンロッド14を介してピストン7に連結されている。
A
また、吸気ポート4には吸気通路15が、排気ポート5には排気通路16が、それぞれ接続されている。吸気通路15には、スロットルバルブ17が設けられている。吸気通路15の吸気量は、スロットルバルブ17により調整される。更に、吸気通路15には、第1換気通路としてのブローバイガス還流通路20と、第2換気通路としての換気導入通路21とが設けられている。ブローバイガス還流通路20は、吸気通路15のスロットルバルブ17よりも下流の位置に設けられ、吸気通路15とクランクケース10の内部とを接続している。換気導入通路21は、吸気通路15のスロットルバルブ17よりも上流の位置に設けられ、吸気通路15とクランクケース10の内部とを接続している。
An
ブローバイガス還流通路20には第1調整弁23が、換気導入通路21には第2調整弁24が、それぞれ設けられている。第1調整弁23は、ブローバイガス還流通路20を閉鎖及び開通するように動作する。同様に、第2調整弁24は、換気導入通路21を閉鎖及び開通するように動作する。ブローバイガス還流通路20及び、換気導入通路21は、それぞれ第1調整弁23又は第2調整弁24の動作により流量が調整される。また、第1調整弁23又は第2調整弁24は、電磁石を利用して動作が制御される周知の電磁弁として構成されている。第1調整弁23又は第2調整弁24の動作は、エンジンコントロールユニット(ECU)25によって制御される。
The blow-by
ECU25は、マイクロプロセッサ、及びその動作に必要なRAM、ROM等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、エンジン1の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ECU25は、その他にもスロットルバルブ17の開度を検出するスロットルバルブ開度センサ(不図示)、或いは吸気通路15の吸入空気量を検出するエアフローメータ(不図示)といった各種センサ等の出力信号を参照して、内燃機関1に必要な制御を実行する。各種センサ等の一例として、ECU25には、クランクシャフト13のクランク角度を検出するクランク角センサ28からの出力信号が入力される。ECU25は、クランク角センサ28の出力信号を参照して、例えば、燃料噴射弁29の噴射時期等を制御する。更に、ECU25は、クランク角センサ28の出力信号を参照して、第1調整弁23及び第2調整弁24の動作も制御する。
The
ECU25は、ピストン7の位置に基づいて、第1調整弁用クランク角で第1調整弁23を、第2調整弁用クランク角で第2調整弁24を、それぞれ動作させる。また、ECU25は、内燃機関1の運転状態に応じて、ブローバイガス還流通路20及び換気導入通路21の開閉時期が変化するように、第1調整弁用クランク角及び、第2調整弁用クランク角を変化させる。以下、図2〜図5を参照して、第1調整弁用クランク角及び、第2調整弁用クランク角について説明する。
Based on the position of the
図2は、内燃機関の低中負荷時の第1調整弁23及び、第2調整弁24が動作する時期を説明するための図である。図2の円はクランク角(ピストン7の位置)の変化に対応している。つまり、図2の縦軸と円との上方の接点がピストンの往復運動の上死点(TDC)に、下方の接点が下死点(BDC)に、それぞれ対応する。第1調整弁用クランク角HA1は、第1調整弁23がブローバイガス還流通路20を開通するように動作する排出開始クランク角HS1及び、ブローバイガス還流通路20を閉鎖するように動作する排出終了クランク角HE1により構成される。図2に示すように、第1調整弁用クランク角HA1の基準には、BDCが利用される。そして、BDCを挟むように、排出開始クランク角HS1としてBDCの前の位置が、排出終了クランク角HE1としてBDCの後の位置が、それぞれ利用されている。一方、第2調整弁用クランク角DA1は、第2調整弁が換気導入通路21を開通するように動作する導入開始クランク角DS1及び、換気導入通路21を閉鎖するように動作する導入終了クランク角DE1により構成される。図2に示すように、第2調整弁用クランク角DA1の基準には、TDCが利用される。そして、TDCを挟むように、導入開始クランク角DS1としてTDCの前の位置が、導入終了クランク角DE1としてTDCの後の位置が、それぞれ利用されている。
FIG. 2 is a diagram for explaining the timing when the
ブローバイガス還流通路20は、内燃機関1の低中負荷時には、ピストン7が排出開始クランク角HS1に位置する時期に開通され、ピストン7が排出終了クランク角HE1に位置する時期に閉鎖される。図2の右斜線は、ブローバイガス還流通路20が開通されてから閉鎖されるまでの第1換気期間30を示している。同様に、換気導入通路21は、ピストン7が導入開始クランク角DS1に位置する時期に開通され、ピストン7が導入終了クランク角DE1に位置する時期に閉鎖される。図2の左斜線は、換気導入通路21が開通されてから閉鎖されるまでの第2換気期間31を示している。図2に示すように、第1換気期間30ではブローバイガス還流通路20のみが、第2換気期間31では換気導入通路21のみが、それぞれ開通される。
The blow-by
図3は、内燃機関1が低中負荷の場合におけるクランク角の変化とクランクケース10内の圧力の変化との関係を示す図である。図3の横軸はクランク角を、縦軸はクランクケース10内の圧力を、それぞれ示す。クランクケース10内は、ピストン7の往復運動に伴って圧力が変化する。この圧力は、図3に示すように、BDCにおいて最も正圧が高くなり、TDCにおいて負圧が最も大きくなるように変化する傾向にある。また、図3の右斜線はクランクケース10内からブローバイガスが排出される排出期間32を、左斜線はクランクケース10内に吸気が導入される導入期間33を、それぞれ示している。図3に示すように、排出開始クランク角HS1及び排出終了クランク角HE1は、クランクケース10内の圧力が一定値以上の正圧になる期間が第1換気期間30に対応するように設定されている。また、導入開始クランク角DS1及び導入終了クランク角DE1は、クランクケース10内の圧力が一定値以上の負圧になる期間が第2換気期間31に対応するように設定されている。第1換気期間30は正圧時に、第2換気期間31が負圧時に、それぞれ対応するので、内燃機関が低中負荷の場合には、排出期間32と第1換気期間30とが、導入期間33と第2換気期間31とが、それぞれ一致する。なお、一定値以上の正圧及び一定値以上の負圧は、図3に示す値に限定されない。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a change in the crank angle and a change in the pressure in the
一方、図4は、内燃機関1の高負荷時の第1調整弁23及び、第2調整弁24が動作する時期を説明するための図である。図4の円は、図2と同様に、クランク角の変化に対応している。図4に示すように、内燃機関1が高負荷時には、第1換気期間30及び第2換気期間31が低中負荷時よりも早く開始され、かつ、長くなるような第1調整弁用クランク角HA2及び、第2調整弁用クランク角DA2が利用される。具体的には、内燃機関1が高負荷時の排出開始クランク角HS2として低中負荷時の排出開始クランク角HS1よりも早いTDCの直後の位置が、内燃機関1が高負荷時の排出終了クランク角HE2として低中負荷時の排出終了クランク角HE1よりも早いBDCの位置が、それぞれ利用される。同様に、内燃機関1が高負荷時の導入開始クランク角DS2として低中負荷時の導入開始クランク角DS1よりも早いBDCの直後の位置が、内燃機関1が高負荷時の導入終了クランク角DE2として低中負荷時の導入終了クランク角DE1よりも早いTDCの位置が、それぞれ利用される。
On the other hand, FIG. 4 is a diagram for explaining the timing when the
また、図5は、内燃機関1が高負荷の場合におけるクランク角の変化とクランクケース10内の圧力の変化との関係を示す図である。図3と同様に、図5の横軸はクランク角を、縦軸はクランクケース10内の圧力を、それぞれ示す。内燃機関1の高負荷時もクランクケース10内の圧力変化は図3の場合と同様の傾向を示す。また、図3と同様に、図5の右斜線は排出期間32に、左斜線は導入期間33に、それぞれ対応する。図5に示すように、ピストン7が下降する工程におけるクランクケース10内の圧力が正圧になる期間が排出期間32に、負圧になる期間が導入期間33に、それぞれ対応する。また、ピストン7が上昇する工程における正圧になる期間が排出期間32に、負圧になる期間が導入期間33に、それぞれ対応する。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the change in the crank angle and the change in the pressure in the
図5では第1換気期間30を一点鎖線で、第2換気期間31を実線で、それぞれ示している。上述のように、第1換気期間30は下降する工程の全期間にほぼ対応し、第2換気期間31は上昇する工程の全期間にほぼ対応する。このため、第1換気期間30の正圧期間と第2換気期間31の正圧期間とが排出期間32に、第1換気期間30の負圧期間と第2換気期間31の負圧期間とが導入期間33に、それぞれ対応する。つまり、内燃機関1の高負荷時には、ブローバイガス還流通路20及び換気導入通路21は、クランクケース10内の圧力変化に伴ってブローバイガスの排出及び吸気の導入の両方に利用される。なお、第1換気期間30と第2換気期間31との間には厳密には少しの時間間隔が生じるため、ブローバイガスの排出も吸気の導入も行われない期間が生じ得るが、図5では図示を省略した。
In FIG. 5, the
次に、ECU25が第1調整弁23又は第2調整弁24の動作を制御するために実行する処理について説明する。図6は、ECU25が第1調整弁23又は第2調整弁24の動作を制御するために実行する調整バルブ制御ルーチンのフローチャートの一例を示す図である。図6の制御ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。ECU25は、図6の制御ルーチンを実行することにより、本発明のバルブ制御手段として機能する。
Next, a process executed by the
図6の制御ルーチンにおいてECU25は、まずステップS11でスロットルバルブ開度センサからの出力信号を参照して、スロットルバルブ17の開度を取得する。続くステップS12において、ECU25は、内燃機関1の運転状態が高負荷か否か判断する。この判断には、ステップS11で取得したスロットルバルブ17の開度が利用され、ECU25は、その開度が所定値を超えるか否かにより高負荷状態であるか否か判断する。ECU25は、ステップS12の判断結果が肯定的結果の場合、つまりスロットルバルブ17の開度が所定値を超えている場合には高負荷状態と判断して、ステップS15に進む。一方、ECU25は、ステップS12の判断結果が否定的結果の場合、つまりスロットルバルブ17の開度が所定値以下の場合には高負荷状態ではない(低中負荷状態)と判断して、ステップS13に進む。
In the control routine of FIG. 6, the
ステップS13において、ECU25は、クランク角センサ28からの出力信号を参照して、クランクシャフト13のクランク角が第1調整弁23及び第2調整弁24を動作させる低中負荷時用の所定のクランク角か否か判断する。この判断は、一例として、以下のように行われる。まず、低中負荷時用の所定のクランク角として、ECU25は、低中負荷時の第1調整弁用クランク角HA1及び、第2調整弁用クランク角DA1を利用する。そして、ECU25は、ステップS13において、クランク角センサ28の出力信号を参照して、現在のクランク角が第1調整弁用クランク角HA1或いは、第2調整弁用クランク角DA1に該当するか否か判断する。具体的には、ECU25は、現在のクランク角が排出開始クランク角HS1若しくは排出終了クランク角HE1、又は、導入開始クランク角DS1若しくは導入終了クランク角DE1に、それぞれ該当するか否か判断する。この判断が否定的結果の場合、つまり現在のクランク角が、第1調整弁用クランク角HA1或いは、第2調整弁用クランク角DA1のいずれにも該当しない場合には、ECU25は、今回のルーチンを終了する。一方、ステップS13の判断が肯定的結果の場合、つまり現在のクランク角が排出開始クランク角HS1若しくは排出終了クランク角HE1、又は、導入開始クランク角DS1若しくは導入終了クランク角DE1のいずれかに該当する場合には、ECU25は、ステップS14に進む。
In step S13, the
一方、ステップS15において、ECU25は、クランク角センサ28からの出力信号を参照して、クランクシャフト13のクランク角が第1調整弁23及び第2調整弁24を動作させる高負荷時用の所定のクランク角か否か判断する。この判断は、一例として、以下のように行われる。まず、ECU25は、高負荷時用の所定のクランク角として、高負荷時の第1調整弁用クランク角HA2及び、第2調整弁用クランク角DA2を利用する。そして、ECU25は、ステップS15において、クランク角センサ28の出力信号を参照して、現在のクランク角が第1調整弁用クランク角HA2或いは、第2調整弁用クランク角DA2に該当するか否か判断する。具体的には、ECU25は、現在のクランク角が排出開始クランク角HS2若しくは排出終了クランク角HE2、又は、導入開始クランク角DS2若しくは導入終了クランク角DE2に、それぞれ該当するか否か判断する。この判断が否定的結果の場合、つまり現在のクランク角が、第1調整弁用クランク角HA2或いは、第2調整弁用クランク角DA2のいずれにも該当しない場合には、ECU15は、今回のルーチンを終了する。一方、ステップS15の判断が肯定的結果の場合、つまり現在のクランク角が排出開始クランク角HS2若しくは排出終了クランク角HE2、又は、導入開始クランク角DS2若しくは導入終了クランク角DE2のいずれかに該当する場合には、ECU25は、ステップS14に進む。
On the other hand, in step S15, the
ステップS14において、ECU25は、ステップS13又はステップS15の結果に基づいて、第1調整弁23及び第2調整弁24を動作させる。この動作は、具体的には、次のように実行される。まず、ECU25は、ステップS13又はステップS15において現在のクランク角が排出開始クランク角HS1、HS2に該当すると判断した場合には、ブローバイガス還流通路20が開通されるように第1調整弁23を動作させる。一方、ECU25は、ステップS13又はステップS15において現在のクランク角が排出終了クランク角HE1、HE2に該当すると判断した場合には、ブローバイガス還流通路20が閉鎖されるように第1調整弁23を動作させる。また、ECU25は、ステップS13又はステップS15において現在のクランク角が導入開始クランク角DS1、DS2に該当すると判断した場合には、換気導入通路21が開通されるように第2調整弁24を動作させる。一方、ECU25は、ステップS13又はステップS15において現在のクランク角が導入終了クランク角DE1、DE2に該当すると判断した場合には、換気導入通路21が閉鎖されるように第2調整弁24を動作させる。ECU25は、ステップS14において、このように第1調整弁23及び第2調整弁24を動作させて、今回のルーチンを終了する。
In step S14, the
内燃機関1の低中負荷時には、スロットルバルブ17の下流に大きな負圧が生じる。ブローバイガス還流通路20は、スロットルバルブ17の下流に接続されているので、吸気通路15側とクランクケース10側との間の圧力差が大きい。この形態によれば、内燃機関1の低中負荷時には、クランクケース10内からブローバイガスが排出される排出期間32は、ブローバイガス還流通路20が開通する第1換気期間30に限定される。また、第1換気期間30は、正圧の高いBDC付近に設定されている。このため、十分なブローバイガスの排出を実現する一方で、不要な排出を抑制すべく、ブローバイガスの排出量を低減することができる。これにより、ブローバイガスの排出に伴うオイルの持ち去りを低減することができる。一方、クランクケース10内に吸気が導入される導入期間33は、換気導入通路21が開通する第2換気期間31に限定される。また、第2換気期間31は、負圧の高いTDC付近に設定されている。これにより、十分に吸気を導入しつつクランクケース10内への不要な吸気の導入が抑制されるように、吸気の導入を低減することができる。
When the
一方、内燃機関1の高負荷時には、スロットルバルブ17の下流及び、上流のどちらも負圧が小さいので、クランクケース10内のブローバイガスの排出、吸気の導入といった換気が十分に行われない虞がある。この形態では、内燃機関1の高負荷時には、第1換気期間30はピストン7が下降する工程のほぼ全期間に、第2換気期間31はピストン7が上昇する工程のほぼ全期間に、それぞれ対応している。これらの期間は、低中負荷時の第1換気期間30及び第2換気期間31よりも早く開始され、また、長いものである。つまり、高負荷時には、第1換気期間30及び、第2換気期間31として、低中負荷時よりも早く開始され、かつ長い期間が確保されている。これにより、換気率の低下する高負荷時において、排出期間32及び導入期間33を拡大することができるので、換気率を向上させることができる。つまり、この形態によれば、内燃機関1の負荷に応じて第1換気期間30及び、第2換気期間31を変化させることができるので、排出期間32及び導入期間33に内燃機関1の負荷を反映することができる。これにより、クランクケース10内の換気率を内燃機関1の負荷に応じて適切に調整することができる。
On the other hand, when the
本発明は、上述の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。例えば、本発明は、単気筒エンジン、或いは、ディーゼルエンジンにも適用可能である。従って、スロットルバルブは、省略されてもよい。この場合、第2換気通路は、吸気通路の第1換気通路よりも上流に設けられていればよい。 This invention is not limited to the above-mentioned form, It can implement with a various form within the range of the summary of this invention. For example, the present invention can be applied to a single cylinder engine or a diesel engine. Therefore, the throttle valve may be omitted. In this case, the second ventilation passage only needs to be provided upstream of the first ventilation passage in the intake passage.
また、上述の形態では、内燃機関の負荷がスロットルバルブの開度により判断されているが、このような形態に限定されない。例えば、エアフローメータを利用して、吸気量により内燃機関の負荷が判断されてもよい。或いは、内燃機関の回転数及びトルクが負荷の判断に利用されてもよい。 Further, in the above-described form, the load of the internal combustion engine is determined by the opening degree of the throttle valve, but it is not limited to such form. For example, the load of the internal combustion engine may be determined based on the intake air amount using an air flow meter. Alternatively, the rotational speed and torque of the internal combustion engine may be used for determining the load.
また、第1換気期間及び、第2換気期間は、上述の形態に限定されない。第1換気期間及び、第2換気期間は、上死点及び下死点を基準にする期間であって、内燃機関の低中負荷時に短く、高負荷時に長い期間であればよい。 Further, the first ventilation period and the second ventilation period are not limited to the above-described forms. The first ventilation period and the second ventilation period are periods based on the top dead center and the bottom dead center, and may be a period that is short when the internal combustion engine is at low and medium loads and long at a high load.
1 内燃機関
10 クランクケース
15 吸気通路
17 スロットルバルブ
20 ブローバイガス還流通路
21 換気導入通路
23 第1調整弁
24 第2調整弁
25 エンジンコントロールユニット(バルブ制御手段)
30 第1換気期間
31 第2換気期間
DESCRIPTION OF
30
Claims (4)
前記第1換気通路に設けられ、前記第1換気通路を閉鎖及び開通するように動作する第1調整弁と、前記第2換気通路に設けられ、前記第2換気通路を閉鎖及び開通するように動作する第2調整弁と、前記内燃機関の前記ピストンが下降する工程で前記第1換気通路が、前記ピストンが上昇する工程で前記第2換気通路が、それぞれ開通されるように、前記第1調整弁及び前記第2調整弁の動作を制御するバルブ制御手段と、を備え、
前記バルブ制御手段は、前記内燃機関の負荷に応じて、前記第1調整弁及び前記第2調整弁の動作時期を変化させる、内燃機関のクランクケース換気装置。 A first ventilation passage that connects the inside of the crankcase of the internal combustion engine and the intake passage, and a second ventilation passage that connects a position upstream of the first ventilation passage of the intake passage and the inside of the crankcase. The crankcase is a crankcase ventilation device for an internal combustion engine that changes so that the internal pressure becomes higher than the step of raising in the step of lowering the piston as the at least one piston moves up and down ,
A first regulating valve provided in the first ventilation passage and operable to close and open the first ventilation passage; and provided in the second ventilation passage and closed and opened in the second ventilation passage. a second control valve which operates such that said said piston of the internal combustion engine is the first ventilating passage in the process of descending, the second ventilating passage in the process of the piston is increased is opened, respectively, the first A valve control means for controlling the operation of the regulating valve and the second regulating valve,
The crankcase ventilation device for an internal combustion engine, wherein the valve control means changes an operation timing of the first adjustment valve and the second adjustment valve in accordance with a load of the internal combustion engine.
前記バルブ制御手段は、前記スロットルバルブの開度に基づいて、前記内燃機関の負荷を判断する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関のクランクケース換気装置。 The first ventilation passage is connected downstream of the throttle valve of the intake passage, and the second ventilation passage is connected upstream of the throttle valve of the intake passage;
The crankcase ventilation apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve control means determines a load on the internal combustion engine based on an opening of the throttle valve.
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