JP6281504B2 - エンジンのブローバイガス制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、スロットルバルブと、このスロットルバルブの下流側とクランク室とを連通した下流側ブローバイガス還流通路とを備えたエンジンのブローバイガス制御装置に関するものである。

内燃機関（以下、エンジンと記す）では、ピストンリングとシリンダとの間から未燃ガス（ブローバイガス）がクランク室内へリークされる場合がある。このブローバイガスは多量の炭化水素（ＨＣ）や水分が含まれた強酸性であるため、吸気負圧を利用してブローバイガスを還流するブローバイガス還流装置を設けてリークされたブローバイガスを回収し、この回収されたブローバイガスを燃焼室で再燃焼している。

通常、ブローバイガス還流装置は、スロットルバルブの上流側とクランク室とを連通した上流側ブローバイガス還流通路と、スロットルバルブの下流側とシリンダヘッドを介してクランク室とを連通した下流側ブローバイガス還流通路と、この下流側ブローバイガス還流通路の途中部に設けられたＰＣＶバルブ（Positive Crankcase Ventilation valve）等により構成されている。ＰＣＶバルブは、圧縮スプリングの付勢力により閉弁状態に付勢されており、吸気負圧が予め設定された基準圧以上のとき、圧縮スプリングの付勢力に抗して開弁するよう形成されている。これにより、クランク室内のブローバイガスは、スロットルバルブの下流の吸気負圧が基準圧以上のとき、下流側ブローバイガス還流通路に誘導され、スロットルバルブの下流の吸気負圧が基準圧未満のとき、上流側ブローバイガス還流通路に誘導されて燃焼室に還流される。

特許文献１に記載されたブローバイガス還流装置は、アクセルペダルの操作に連動した電気信号によりエンジンに供給する吸気量を調節可能なスロットルバルブと、エンジンの運転状態に応じてスロットルバルブの開度を制御するスロットルバルブ制御手段と、スロットルバルブの下流側に連通され途中部にＰＣＶバルブを設けた第１連通路と、スロットルバルブの上流側に連通された第２連通路とを備え、スロットルバルブ制御手段がエンジン全負荷におけるスロットルバルブの開度を、エンジン回転数が基準回転数よりも低い運転条件のとき、全開よりも小さい開度に制御している。

特開２０１０−１２１５８０号公報

ところで、寒冷地等では、還流するブローバイガスに含まれる水分が多い場合、エンジン始動後にその水分が凍結又は氷結する虞がある。

ここで、本発明者らは、エンジンを始動して所定時間経過後、クランク室内のブローバイガスに含まれる水分量が急激に増加することを検出した。また、同条件のエンジン運転状態であっても、前記のようにブローバイガスに含まれる水分量が急激に増加する場合と、ブローバイガスに含まれる水分量が急激には増加しない場合が生じることを知見した。

本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、前述したブローバイガスの水分増加現象は以下のメカニズムによって発生することが判明した。

クランク室内部に滞留するブローバイガスには、ＨＣの他に燃焼時に発生する多量の水分（水蒸気）が含まれている。この水分は、エンジン停止後、エンジン温度が露点温度近傍まで低下したとき、クランク室やオイルパンの壁面上に結露し、この結露した水分は壁面を伝ってオイルパン内部のエンジンオイル内部に蓄積される。寒冷地や冬季等の寒冷時では、特にこのクランク室内における蒸気の結露傾向が高く、オイルパン内部に蓄積される蓄積水分量が増加し易い傾向にある。

図５に示すように、オイルパン内部に収容されたエンジンオイル中に蓄積された蓄積水分量が所定量を超えた場合、エンジンが始動して所定時間経過後、冷却水温Ｔｗと油温Ｔｏとが所定温度まで上昇したとき、所謂エンジンが暖機状態になったｔａの時点から蓄積水分が気化を開始して急激に蒸気Ｖが発生し、この発生した蒸気Ｖがクランク室内のブローバイガスと混合される。その後、蓄積水分の気化開始から所定時間経過して冷却水温Ｔｗと油温Ｔｏとが更に上昇したｔｂの時点では、蓄積水分の気化が略終了し、蒸気Ｖの発生も停止する。つまり、蓄積水分気化期間（ｔａ時点からｔｂ時点の間）において、クランク室内部に滞留するブローバイガスは本来含有している水分量に加えて気化された蒸気Ｖ（蓄積水分量に相当）が付加されているため、前述したようなブローバイガスの水分増加現象が生じている。しかも、蓄積水分気化期間における蓄積水分の急激な気化現象は、環境等の外的要因やエンジン排気量等の内的要因により設定することができる蓄積許容値を超えた場合に顕著に発生する特性がある。

特許文献１に記載されたブローバイガス還流装置では、エンジン回転数が基準回転数よりも低い中回転域において、全負荷時のスロットルバルブの開度が全開よりも小さい開度に制御されているため、中回転域のスロットルバルブ下流部の負圧を基準圧以上に調節でき、第２連通路を通過するブローバイガス流量を減少させることができる。それ故、このブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結することを抑制することができる。しかし、特許文献１のブローバイガス還流装置では、第１連通路を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結して、スロットルバルブの下流側のブローバイガス導入口を閉塞したりスロットルバルブに噛み込んだりする虞がある。後者は、スロットルバルブがサージタンクの下側に設けられている場合に顕著である。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、下流側ブローバイガス還流通路を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結して、スロットルバルブの下流側のブローバイガス導入口を閉塞したりスロットルバルブに噛み込んだりすることを効果的に抑制することにある。

前記の課題を解決するため、本発明は、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分が所定量に達したとき、ブローバイガスを下流側ブローバイガス還流通路によりスロットルバルブよりも下流側位置に還流することを制限することを特徴とする。

具体的には、本発明は、スロットルバルブと、このスロットルバルブの下流側とクランク室とを連通した下流側ブローバイガス還流通路とを備えたエンジンのブローバイガス制御装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明は、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分が所定量に達したか否かを判定する水分量判定手段と、前記水分量判定手段により前記蓄積水分量が所定値に達したと判定されたとき、ブローバイガスを前記下流側ブローバイガス還流通路により前記スロットルバルブよりも下流側位置に還流することを制限する制限制御を実行する制限手段とを更に備え、前記制限手段は、前記制限制御の継続時間とエンジン温度との少なくとも一方が設定値に達したとき、前記制限制御を解除するように構成されていることを特徴とするものである。

これによれば、制限手段がブローバイガスを下流側ブローバイガス還流通路によりスロットルバルブよりも下流側位置に還流することを制限する制限制御を実行できるため、下流側ブローバイガス還流通路を通過するブローバイガス流量を減少させることができる。それ故に、このブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結することを抑制できる。しかも、水分量判定手段がブローバイガスの水分増加現象の発生可能性を判定し、制限手段がブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が高いとき、制限制御を実行するため、制限制御期間を短期化することができる。それ故、下流側ブローバイガス還流通路を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結して、スロットルバルブの下流側のブローバイガス導入口を閉塞したりスロットルバルブに噛み込んだりすることを効果的に抑制することができる。

また、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分の気化終了に同期して制限制御を解除できるため、制限制御期間を最短にすることができ、下流側ブローバイガス還流通路を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結して、スロットルバルブの下流側のブローバイガス導入口を閉塞したりスロットルバルブに噛み込んだりすることを一層効果的に抑制することができる。

第２の発明は、前記第１の発明において、前記スロットルバルブの上流側と前記クランク室とを連通した上流側ブローバイガス還流通路を更に備え、前記上流側ブローバイガス還流通路の下流側端部に加熱手段を設けたことを特徴とするものである。

これによれば、加熱手段が上流側ブローバイガス還流通路によりスロットルバルブよりも上流側位置へ還流されるブローバイガスを加熱するため、制限手段がブローバイガスを下流側ブローバイガス還流通路によりスロットルバルブよりも下流側位置に還流することを制限することにより、ブローバイガスが上流側ブローバイガス還流通路によりスロットルバルブよりも上流側位置へ還流されるとしても、上流側ブローバイガス還流通路を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結することを抑制することができる。

第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記水分量判定手段は、低外気温で且つ低エンジン温度においてエンジンを始動すると共にエンジン温度が所定温度に達する前にエンジンを停止するエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量を推定し、前記エンジン冷間運転を連続して繰り返す毎にエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量を積算して積算値を記憶するように構成されていることを特徴とするものである。

これによれば、１回当たりのエンジン冷間運転で蓄積される蓄積水分量を繰り返し積算することにより、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分量を正確に把握でき、制限制御を精度よく実行できる。

第４の発明は、前記第３の発明において、前記水分量判定手段は、前記エンジン冷間運転の繰り返しが途切れたとき、前記積算値をリセットするように構成されていることを特徴とするものである。

これによれば、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分量をより正確に把握でき、制限制御を更に精度よく実行できる。

第５の発明は、前記第３又は第４の発明において、前記水分量判定手段は、前記制限手段による制限制御が解除されたとき、前記積算値をリセットするように構成されていることを特徴とするものである。

これによれば、オイルパン内部に蓄積された蓄積水分量をより正確に把握でき、制限制御を更に精度よく実行できる。

本発明によれば、下流側ブローバイガス還流通路を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結して、スロットルバルブの下流側のブローバイガス導入口を閉塞したりスロットルバルブに噛み込んだりすることを効果的に抑制することができる。

本発明の実施形態に係るブローバイガス制御装置の制御システム図である。 ＰＣＶバルブの負圧とブローバイガス流量との関係を示すグラフである。 蓄積水分量とエンジン冷間運転との関係を示すタイムチャートである。 ＣＰＵが実行するブローバイガス還流処理の例を示すフローチャートである。 ブローバイガスの水分増加現象を説明するタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。尚、図において上下方向を上下方向とし、左右方向を左右方向として説明する。

図１に示すように、本実施形態のエンジンＥのブローバイガス制御装置１は、スロットルバルブ２０と、下流側通路（下流側ブローバイガス還流通路）２１と、上流側通路（上流側ブローバイガス還流通路）２２と、吸気流量制御手段５１と、水分量判定手段５２と、制限手段５３等を備えている。

エンジンＥは、直列４気筒の４サイクルガソリンエンジンである。このエンジンＥは、シリンダヘッド２と、シリンダブロック３と、クランク室４と、オイルパン５等を備えている。シリンダヘッド２とシリンダブロック３との間には燃焼室６が形成されている。

シリンダヘッド２は、シリンダヘッド２の上部を覆うシリンダヘッドカバー７と、燃焼室６に連通した吸排気ポート８，９と、先端の電極が燃焼室６内へ臨む点火プラグ１０と、燃焼室６内へ直接燃料を噴射可能な電子制御式燃料噴射弁１１と、シリンダヘッドカバー７の内部に配置されたバルブタイミング可変機構１２等を備えている。

シリンダヘッドカバー７は、上流側通路２２の一端部（上流側端部）に接続されたオイルセパレータ１３を有している。オイルセパレータ１３は、複数のバッフルプレート（図示略）を備え、これらバッフルプレートにクランク室４から流動してきたブローバイガスを衝突させてオイルミストを付着させ、導入されたブローバイガスからオイルミストを分離している。バッフルプレートに付着したオイルミストは液滴化され、液滴になったオイルはオイルパン５内へ落下する。オイルミストが除去されたブローバイガスは、上流側通路２２へ導出される。吸排気ポート８，９は、夫々吸排気カム軸（図示略）により昇降駆動される吸気弁１４、排気弁１５によって開閉されるように構成されている。吸気カム軸には、その回転位置を検出するため、例えば電磁ピックアップ等のカム角センサ４１が設けられている。

吸排気ポート８，９には、吸気マニホールド１６と排気マニホールド１７が夫々接続されている。吸気マニホールド１６の上流側には、所定の容積を備えたサージタンク１８を介して吸気通路１９が接続されている。吸気通路１９には、上流側から順に、エアクリーナー３２と、エアフローセンサ４２と、ターボチャージャー３３のコンプレッサー３３ａと、インタークーラー３４と、スロットルバルブ２０が設けられている。エアクリーナー３２は、吸気中の異物を除去する濾過装置である。ターボチャージャー３３は、排気のエネルギーを利用する過給器である。ターボチャージャー３３には、ターボチャージャー潤滑用オイルリターン通路３５が接続されており、ターボチャージャー３３内のブローバイガスは、ターボチャージャー潤滑用オイルリターン通路３５によりクランク室４内部に還流される。インタークーラー３４は、吸気を冷却する冷却装置である。

スロットルバルブ２０は、サージタンク１８の下側に設けられている。スロットルバルブ２０は、吸気通路１９の流路面積を変更可能に形成され、このスロットルバルブ２０を駆動可能な駆動モータ（図示略）と、スロットルバルブ２０と駆動モータを収容したスロットルボディ２４を備えている。スロットルバルブ２０は、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０から電気信号を受けた駆動モータによりスロットル開度が調整され、燃焼室６へ導入される吸気量を制御している。

上流側通路２２の他端部（下流側端部）が吸気通路１９におけるターボチャージャー３３のコンプレッサー３３ａ設置位置よりも上流側位置で且つエアフローセンサ４２設置位置よりも下流側位置に接続されているため、オイルセパレータ１３内のブローバイガスは、オイルセパレータ１３から導出され上流側通路２２によりスロットルバルブ２０よりも上流側位置に還流される。上流側通路２２の他端部には、ヒータ（加熱手段）３６が設けられている。ヒータ３６は、上流側通路２２によりスロットルバルブ２０の上流側の吸気通路１９へ還流されるブローバイガスを加熱する加熱装置である。排気マニホールド１７の下流側には、上流側から順に、ウェイストゲートバルブ３７、ターボチャージャー３３のタービン３３ｂと、空燃比センサ（Ｏ_２センサ）４４が設けられ、触媒２５を介して排気通路２６が接続されている。ウェイストゲートバルブ３７は、ターボチャージャー３３のタービン３３ｂへ導入される排気量を制御する弁である。

バルブタイミング可変機構１２は、吸気側カム軸の一端部に設けられ、カム軸とカムプーリ（図示略）とを油圧力により相対的に回動させ、カム軸のクランク軸３０に対する回転位相を変更可能に形成されている。バルブタイミング可変機構１２の作動油は、オイルポンプ（図示略）から電磁式のオイルコントロールバルブ（図示略）を介して供給されている。オイルコントロールバルブの電磁ソレノイドにＥＣＵ５０からの電気信号が入力されると、作動油の流量及び方向が調整され、吸気弁１４の開閉タイミングが調整される。これにより、吸気弁１４の開閉タイミングを、通常タイミング制御と、通常タイミングよりも遅角側へ変化させる遅閉じタイミング制御と、通常タイミングよりも進角側へ変化させる早閉じタイミング制御の３つのタイミング特性に選択的に切換えることができる。

シリンダブロック３は、４つのシリンダ２７と、各シリンダ２７に挿通されたピストン２８と、エンジンＥの冷却水が通過するウォータジャケット（図示略）と、クランク室４とオイルセパレータ１３とを連通可能に連結する複数のブローバイガス内部通路２９等を備えている。燃焼室６は、シリンダヘッド２の下面と、シリンダ２７と、ピストン２８の上面により形成されている。ピストン２８の往復運動は、クランク軸３０の回転運動に変換されている。ウォータジャケットには、エンジンＥの冷却水温度を検出する水温センサ４５が設けられている。複数のブローバイガス内部通路２９は、シリンダ２７とウォータジャケットの間をシリンダブロック３の下端から上端に亙って貫通状に形成され、クランク室４内に滞留するブローバイガスをシリンダヘッド２側へ通過可能に形成されている。

クランク室４には、クランク軸３０と、クランク軸３０の回転角を検出するクランク角センサ４６と、クランク室４内部と下流側通路２１の一端部（上流側端部）とを接続するＰＣＶバルブ３１等を備えている。下流側通路２１の他端部（下流側端部）は、サージタンク１８に接続されている。これにより、クランク室４内のブローバイガスは、クランク室４から導出され下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流される。尚、クランク室４内部と下流側通路２１の一端部との接続部分には、ブローバイガスからオイルミストを分離可能なオイルセパレータ部を設けても良い。

ＰＣＶバルブ３１は、クランク室４の中段位置に装着され、下流側通路２１の流路を開閉可能に形成されている。ＰＣＶバルブ３１は、下流側通路２１に作用する吸気負圧（以下、負圧と略す）が予め設定された第１負圧、例えば５０ｍｍＨｇ未満では閉弁状態を維持し、第１負圧で開作動すると共に第１負圧から第２負圧、例えば２００ｍｍＨｇまでの間は負圧に略比例して開度を増加し、下流側通路２１に作用する負圧が第２負圧以上ではＰＣＶバルブ３１の最大開度を維持するよう形成されている。

図２に示すように、ＰＣＶバルブ３１内を流動するブローバイガスは、サージタンク１８内の負圧が第１負圧未満のとき、上流側通路２２によりスロットルバルブ２０よりも上流側位置に還流され、サージタンク１８内の負圧が第１負圧以上第２負圧未満のとき、負圧に比例して下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流されると共に上流側通路２２によりスロットルバルブ２０よりも上流側位置に還流され、サージタンク１８内の負圧が第２負圧以上のとき、下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流されている。尚、高負圧領域では、ＰＣＶバルブ３１が最大開度に作動しているものの、スロットルバルブ２０によりエンジンＥの吸気量が絞られており、発生するブローバイガス量自体が減少している。

下流側通路２１には、ブローバイガスカットバルブ３７が設けられている。ブローバイガスカットバルブ３７は、下流側通路２１の流路面積を変更可能に形成され、このブローバイガスカットバルブ３７を駆動可能な駆動モータ（図示略）を備えている。ブローバイガスカットバルブ３７は、ＥＣＵ５０から電気信号を受けた駆動モータにより開度が調整され、サージタンク１８へ導入されるブローバイガス量を制御している。尚、ブローバイガスカットバルブ３７の開度は、通常、全開に制御されている。

オイルパン５は、クランク室４の下部に設置され、エンジンオイルを収容可能に形成されている。このエンジンオイルは、シリンダブロック３の外部に設けられたオイルポンプに導入され、昇圧された後、シリンダブロック３内に形成されたオイルギャラリを経由してクランク軸３０等の潤滑対象部やバルブタイミング可変機構１２等の機構部へ圧送される。

次に、ＥＣＵ５０について説明する。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、Ｉ／Ｆ等を備えている。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納された制御プログラムを実行してエンジンＥを制御する。ＲＯＭは、ＣＰＵが実行するプログラム、エンジンＥの運転状態に応じて設定された点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、吸排気弁１４，１５の開閉タイミング、アクセル開度とスロットルバルブ開度との相関マップ、蓄積水分量の判定条件、ブローバイガス還流制限時期等の情報を記憶している。ＲＡＭは一時的なデータを記憶している。Ｉ／Ｆは、カム角センサ４１、エアフローセンサ４２、アクセルペダル（図示略）に対する操作量を検出するアクセル開度センサ４３、空燃比センサ４４、水温センサ４５、クランク角センサ４６、外気温度を検出する外気温センサ４７等の検出結果が入力され、ＣＰＵがこれらの検出値を読み込むことができる。ＣＰＵからの制御命令は、Ｉ／Ｆを介して、点火プラグ１０、燃料噴射弁１１、バルブタイミング可変機構１２、スロットルバルブ２０の駆動モータ、ブローバイガスカットバルブ３７の駆動モータ等に電気信号として出力される。

図１に示すように、ＥＣＵ５０には、吸気流量制御手段５１と、水分量判定手段５２と
、制限手段５３等が設けられている。

吸気流量制御手段５１は、スロットルバルブ２０をアクセル開度に対応した開度に制御する通常開度制御を実行するように構成されている。

水分量判定手段５２は、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分が所定の蓄積許容値ＦＬに達したか否かを判定している。本実施形態において、蓄積水分は、エンジン温度が露点温度近傍まで低下したとき、クランク室４やオイルパン５の壁面上に結露し、この結露した水分が壁面を伝ってオイルパン５内部のエンジンオイル内部に蓄積された水分と定義し、蓄積許容値ＦＬは、エンジンＥの暖機状態において蓄積水分が気化を開始して急激に蒸気Ｖが発生するときの蓄積水分量と定義している。尚、蓄積許容値ＦＬは環境等の外的要因やエンジン排気量等の内的要因により変化するため、予め対象エンジンＥについて蓄積許容値ＦＬや蓄積水分が気化を開始して急激に蒸気Ｖが発生するエンジン温度（例えば、冷却水温が７０℃、又は油温が５０℃）が求められている。

水分量判定手段５２は、１回当たり（イグニッションＯＮからイグニッションＯＦＦまでの期間）のエンジン冷間運転時毎に発生する蓄積水分量Ｆを推定している。この蓄積水分量Ｆは、エンジンＥの内部に発生したブローバイガス量から算出することができる。つまり、エンジンＥの内部に発生するブローバイガス量は燃焼した空気（吸気量）により決定されるため、イグニッションＯＮ後、吸入吸気量を検出することで蓄積水分量Ｆを算出することができる。それ故、エアフローセンサ４２により検出されたエンジン冷間運転時毎の吸気量を積算して総吸気量を求め、総吸気量に基づいてオイルパン５内部に蓄積された蓄積水分量Ｆを推定している。また、予め、蓄積水分量Ｆと蓄積許容値ＦＬを吸気量に換算し、この吸気量をパラメータとして蓄積水分量Ｆ（積算値ＦＴＬ）が蓄積許容値ＦＬに達したか否かを推定することも可能である。

水分量判定手段５２は、エンジン冷間運転を連続して繰り返す毎にエンジン冷間運転時毎に発生する蓄積水分量Ｆを積算して積算値ＦＴＬを記憶し、エンジン冷間運転の繰り返しが途切れたとき、又は制限手段５３による後述する制限制御が解除されたとき、積算値ＦＴＬをリセットしている。本実施形態において、エンジン冷間運転は、低外気温、例えば−１０℃以下で且つ低エンジン温度においてエンジンＥを始動すると共にエンジン温度が蓄積水分が気化を開始して急激に蒸気Ｖが発生する所定温度、例えば冷却水温が７０℃に達する前にエンジンＥを停止する運転と定義している。尚、エンジン冷間運転を油温を用いて検出しても良く、この場合、エンジン冷間運転は外気温が−１０℃以下で且つ低エンジン温度においてエンジンＥを始動すると共に油温が５０℃に達する前にエンジンＥを停止する運転である。

制限手段５３は、水分量判定手段５２により蓄積水分量Ｆの積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬに達したと判定されたとき、ブローバイガスカットバルブ３７の開度を全閉に制御することにより、ブローバイガスを下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流することを制限する制限制御を実行するよう構成されている。ブローバイガスカットバルブ３７の開度を全閉に制御した場合、ブローバイガスが上流側通路２２によりスロットルバルブ２０の上流側の吸気通路１９へ還流される。

図３に示すように、外気温が−１０℃以下のとき、ｔ１においてイグニッション（Ｉｇ）をＯＮ操作してエンジンＥを始動し、ｔ２において冷却水温が７０℃に達する前にＩｇをＯＦＦ操作してエンジンＥを停止した場合、エンジン冷間運転であるため、運転時の総吸気量に基づき蓄積水分量Ｆ１が推定され、記憶される。

次に、同様の外気温にて、ｔ３においてＩｇをＯＮ操作してエンジンＥを始動し、ｔ４において冷却水温が７０℃に達する前にＩｇをＯＦＦ操作してエンジンＥを停止した場合、エンジン冷間運転であるため、運転時の総吸気量に基づき蓄積水分量Ｆ２が推定され、積算値ＦＴＬ（Ｆ１＋Ｆ２）が累積演算され、記憶される。ｔ５からｔ６の期間において、エンジン冷間運転の場合、蓄積水分量Ｆ３が推定され、積算値ＦＴＬ（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３）が累積演算され、記憶される。引き続きエンジン冷間運転が継続する場合、同様に、積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬに達するまで累積演算を継続する。

ここで、例えばｔ５からｔ６の期間中において、積算値ＦＴＬ（Ｆ１＋Ｆ２＋ΔＦ）が蓄積許容値ＦＬに達したと判定されたとき、制限手段５３による制限制御を開始する。これにより、水分を多量に含むブローバイガスを下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流することを制限することができる。制限制御は、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分が全て蒸発される期間、例えば冷却水温が７０℃以上で且つ１０分間（設定値）程度の運転期間が継続された後、解除される。制限制御の解除と同期して、記憶されている積算値ＦＴＬはリセットされ初期値零に戻される。

また、ｔ５からｔ６の期間中において、エンジン冷間運転の繰り返しが途切れた、所謂長期間の運転により冷却水温が７０℃以上に達し且つスロットルバルブ開度に拘わらず１０分間程度の運転期間が継続されたとき、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分が全て蒸発するため、記憶されている積算値ＦＴＬはリセットされ初期値０に戻される。

次に、ブローバイガス制御装置１のブローバイガス還流処理について、図４のフローチ
ャートに基づき説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は各ステップを示す。

まず、Ｓ１にて、各センサにより検出された各種データを入力処理し、前回の走行時から継続して記憶している積算値ＦＴＬを呼び出す。次に、ＩｇがＯＮ操作されたか否か判定する（Ｓ２）。Ｓ２の判定の結果、ＩｇがＯＮ操作された場合、Ｓ３へ移行して冷却水温が７０℃未満か否か判定する。

Ｓ３の判定の結果、冷却水温が７０℃未満の場合、Ｓ４へ移行して外気温が−１０℃よりも高いか否かを判定する。Ｓ４の判定の結果、外気温が−１０℃よりも高い場合、Ｓ５へ移行し、ブローバイガスカットバルブ３７の開度を全開に制御した後、リターンする。

Ｓ４の判定の結果、外気温が−１０℃以下の場合、Ｓ６へ移行してエアフローセンサ４２により検出された吸入吸気量を積算し、この積算された吸気量に基づき蓄積水分量Ｆを推定する（Ｓ７）。本実施形態では、予め、蓄積水分量Ｆと蓄積許容値ＦＬとを吸気量に換算したマップを準備し、この吸気量をパラメータとして蓄積水分量Ｆを推定している。この推定された蓄積水分量Ｆを逐次積算して積算値ＦＴＬを算出する。尚、前回の走行時から継続して記憶している積算値ＦＴＬが存在している場合、前回の積算値ＦＴＬに今回推定された蓄積水分量Ｆを逐次積算して今回の積算値ＦＴＬを算出している。

蓄積水分量Ｆの推定後、Ｓ８へ移行し、ブローバイガスカットバルブ３７の開度を全開に制御した後、リターンする。

Ｓ３の判定の結果、冷却水温が７０℃以上の場合、Ｓ９へ移行して蓄積水分量Ｆの積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬを超えたか否かを判定する。Ｓ９では、積算値ＦＴＬに応じた吸気量と蓄積許容値ＦＬに応じた吸気量とを比較することにより、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性を判定している。

Ｓ９の判定の結果、積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬ以上の場合、Ｓ１０へ移行する。積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬ以上の状態を検出することにより、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が高い状態を検出している。Ｓ９の判定の結果、積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬ未満の場合、Ｓ４へ移行する。積算値ＦＴＬが蓄積許容値ＦＬ未満の状態を検出することにより、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が低い状態を検出している。

Ｓ１０では、所定時間、例えば１０分間をカウントするタイマＴがセットされているか否かを判定する。

Ｓ１０の判定の結果、タイマＴが作動している場合、Ｓ１１へ移行して前回のタイマ値Ｔ（ｉ−１）から１を減算した値を今回のタイマ値Ｔ（ｉ）に設定する。Ｓ１０の判定の結果、タイマＴが作動していない場合、タイマＴをセットして（Ｓ１５）、Ｓ１１へ移行する。

Ｓ１１にてタイマ値を減算した後、Ｓ１２へ移行して今回のタイマ値Ｔ（ｉ）が零か否か判定する。Ｓ１２の判定の結果、今回のタイマ値Ｔ（ｉ）が零でない場合、Ｓ１３へ移行し、ブローバイガスカットバルブ３７の開度を全閉に制御する制限制御を実行した後、リターンする。これにより、ブローバイガスを下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流することを制限することができる。

Ｓ１２の判定の結果、今回のタイマ値Ｔ（ｉ）が零の場合、累積記憶されている積算値ＦＴＬを零にリセットし（Ｓ１４）、Ｓ４へ移行する。

Ｓ２の判定の結果、ＩｇがＯＦＦ操作された場合、Ｓ１６へ移行する。

Ｓ１６では、車両走行中、ＩｇがＯＦＦ操作されるまでに冷却水温が７０℃以上の状態が所定時間、例えば１０分間以上継続したか否か判定している。

Ｓ１６の判定の結果、冷却水温が７０℃以上の状態が１０分間以上継続した場合、Ｓ１７へ移行して累積記憶されている積算値ＦＴＬを零にリセットし、終了する。Ｓ１８の判定の結果、冷却水温が７０℃以上の状態が１０分間以上継続していない場合、現在の積算値ＦＴＬを記憶して終了する。

次に、ブローバイガス制御装置１の作用、効果について説明する。

このブローバイガス制御装置１では、制限手段５３がブローバイガスを下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流することを制限する制限制御を実行できるため、ＰＣＶバルブ３１の開度に拘わらず、下流側通路２１を通過するブローバイガス流量を減少させることができる。それ故に、このブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結することを抑制できる。水分量判定手段５２によりオイルパン５内部に蓄積された蓄積水分量が蓄積許容値ＦＬに達したか否かを判定することができ、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性を判定することができる。また、制限手段５３がブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が高いとき、制限制御を実行するため、制限制御期間を短期化することができる。それ故、下流側通路２１を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結して、スロットルバルブ２０の下流側のブローバイガス導入口を閉塞したりスロットルバルブ２０に噛み込んだりすることを効果的に抑制することができる。

制限手段５３は、蓄積水分量Ｆ（積算値ＦＴＬ）が蓄積許容値ＦＬに達したと判定されたとき、制限制御を作動させるため、ブローバイガスの水分増加現象の発生可能性が高いときに制限制御を実行させることができ、制限制御期間を最短にすることができ、下流側通路２１を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結して、スロットルバルブ２０の下流側のブローバイガス導入口を閉塞したりスロットルバルブ２０に噛み込んだりすることを一層効果的に抑制することができる。

ヒータ３６は、上流側通路２２によりスロットルバルブ２０よりも上流側位置へ還流されるブローバイガスを加熱するため、制限手段５３がブローバイガスを下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流することを制限することにより、ブローバイガスが上流側通路２２によりスロットルバルブ２０よりも上流側位置へ還流されるとしても、上流側通路２２を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結することを抑制することができる。

制限手段５３は、制限制御の継続時間が所定の継続時間に達したとき、制限制御を解除するため、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分の気化終了に同期して制限制御を解除でき、制限制御期間を最短時間にすることができ、下流側通路２１を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結して、スロットルバルブ２０の下流側のブローバイガス導入口を閉塞したりスロットルバルブ２０に噛み込んだりすることを一層効果的に抑制することができる。

水分量判定手段５２は、低外気温で且つ低エンジン温度においてエンジンＥを始動すると共に冷却水温が所定温度に達する前にエンジンＥを停止するエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量Ｆを推定し、このエンジン冷間運転を連続して繰り返す毎にエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量Ｆを積算して積算値ＦＴＬを記憶するため、１回当たりのエンジン冷間運転でオイルパン５内部に蓄積された蓄積水分量Ｆの積算値ＦＴＬを正確に把握でき、制限制御を精度よく実行できる。

水分量判定手段５２は、エンジン冷間運転の繰り返しが途切れたとき、積算値ＦＴＬをリセットするため、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分量Ｔの積算値ＦＴＬをより正確に把握でき、制限制御を更に精度よく実行できる。

水分量判定手段５２は、制限手段５３による制限制御が解除されたとき、積算値ＦＴＬをリセットするため、オイルパン５内部に蓄積された蓄積水分量Ｆの積算値ＦＴＬをより正確に把握でき、制限制御を更に精度よく実行できる。

（その他の実施形態）
前記実施形態においては、ブローバイガスカットバルブ３７の開度を全閉に制御した例を説明したが、ブローバイガスを下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流することを制限できれば良く、その制限をバルブ以外の装置により実行しても良い。

前記実施形態においては、ブローバイガスカットバルブ３７の開度を全閉に制御した例を説明したが、ブローバイガスを下流側通路２１によりスロットルバルブ２０よりも下流側位置に還流することを制限できれば良く、全閉よりも大きい開度に制御しても良い。

前記実施形態においては、エンジン温度を冷却水温により検出した例を説明したが、少なくともエンジンの暖機状態を検出できれば良く、油温によりエンジン温度を検出しても良い。また、前記実施形態においては、蓄積水分気化期間をエンジンの冷却水温７０℃（油温５０℃）の時点から約１０分間とした例を説明したが、環境等の外的要因やエンジン排気量等の内的要因に応じて温度や期間を調節することができる。

前記実施形態においては、制限制御の開始からタイマ測定による継続時間が１０分間経過することを制限制御の解除条件にした例を説明したが、制限制御の開始後、エンジン温度、例えば冷却水温９０℃（設定値）に達したことを制限制御の解除条件にすることも可能である。

前記実施形態においては、エンジン冷間運転の繰り返しの途切れを、冷却水温７０℃以上の運転状態が１０分間継続したことで判定する例を説明したが、エンジン温度（冷却水温、又は油温）のみでエンジン冷間運転の繰り返しの途切れを判定しても良い。

以上説明したように、本発明に係るエンジンのブローバイガス制御装置は、下流側ブローバイガス還流通路を通過するブローバイガスに含まれる水分が凍結又は氷結して、スロットルバルブの下流側のブローバイガス導入口を閉塞したりスロットルバルブに噛み込んだりすることを効果的に抑制することが必要な用途等に適用することができる。

１ ブローバイガス制御装置
４ クランク室
５ オイルパン
２０ スロットルバルブ
２１ 下流側通路（下流側ブローバイガス還流通路）
２２ 上流側通路（上流側ブローバイガス還流通路）
３６ ヒータ（加熱手段）
３７ ブローバイガスカットバルブ
５２ 水分量判定手段
５３ 制限手段
Ｅ エンジン

Claims (5)

1. スロットルバルブと、このスロットルバルブの下流側とクランク室とを連通した下流側ブローバイガス還流通路とを備えたエンジンのブローバイガス制御装置であって、
   オイルパン内部に蓄積された蓄積水分が所定量に達したか否かを判定する水分量判定手段と、
   前記水分量判定手段により前記蓄積水分量が所定値に達したと判定されたとき、ブローバイガスを前記下流側ブローバイガス還流通路により前記スロットルバルブよりも下流側位置に還流することを制限する制限制御を実行する制限手段とを更に備え、
   前記制限手段は、前記制限制御の継続時間とエンジン温度との少なくとも一方が設定値に達したとき、前記制限制御を解除するように構成されていることを特徴とするエンジンのブローバイガス制御装置。
2. 請求項１記載のエンジンのブローバイガス制御装置において、
   前記スロットルバルブの上流側と前記クランク室とを連通した上流側ブローバイガス還流通路を更に備え、
   前記上流側ブローバイガス還流通路の下流側端部に加熱手段を設けたことを特徴とするエンジンのブローバイガス制御装置。
3. 請求項１又は２記載のエンジンのブローバイガス制御装置において、
   前記水分量判定手段は、低外気温で且つ低エンジン温度においてエンジンを始動すると共にエンジン温度が所定温度に達する前にエンジンを停止するエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量を推定し、前記エンジン冷間運転を連続して繰り返す毎にエンジン冷間運転時に発生する蓄積水分量を積算して積算値を記憶するように構成されていることを特徴とするエンジンのブローバイガス制御装置。
4. 請求項３記載のエンジンのブローバイガス制御装置において、
   前記水分量判定手段は、前記エンジン冷間運転の繰り返しが途切れたとき、前記積算値をリセットするように構成されていることを特徴とするエンジンのブローバイガス制御装置。
5. 請求項３又は４記載のエンジンのブローバイガス制御装置において、
   前記水分量判定手段は、前記制限手段による制限制御が解除されたとき、前記積算値をリセットするように構成されていることを特徴とするエンジンのブローバイガス制御装置。