JP7357850B2 - ブローバイガス漏れ検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブローバイガス漏れ検出装置に関し、特に、ブローバイガス通路の漏れを検出するブローバイガス漏れ検出装置に関する。

一般に、エンジンは、運転中において、燃焼室内の燃焼ガスや、未燃焼の混合気がピストンリングによるシールを越えてクランクケース内に僅かに漏れ出し、これがブローバイガスとなる。クランクケース内に漏れ出したブローバイガスを大気中に放出してしまうと、大気汚染の原因となるため、ブローバイガスは、一般に、ブローバイガス通路を介してエンジンの吸気管に環流される。また、ブローバイガスを環流させるブローバイガス通路に不具合があると、ブローバイガスが大気中に放出されてしまうため、ブローバイガス通路の漏れを検知して、車両の使用者に早期に報知することが望まれている。

特開２０１７－１１５５８４号公報（特許文献１）には、内燃機関の異常検出装置が記載されている。この異常検出装置においては、クランクケースからエンジンの吸気管にブローバイガスを環流させるＰＶＣ配管に圧力センサを設けておき、この圧力センサの検出信号に基づいて、ＰＶＣ配管のリーク異常を検出している。即ち、特許文献１記載の内燃機関において、過給運転中は、スロットルバルブ上流側の吸気管内は負圧になる一方、クランクケース内は正圧になる傾向がある。この状態において、ＰＶＣ配管にリーク異常があると、正常時と比較して、圧力センサによって検出される圧力が高くなる傾向があり、この圧力上昇に基づいてリーク異常が判定される。

特開２０１７－１１５５８４号公報

しかしながら、特許文献１記載の異常検出装置では、ＰＶＣ配管（ブローバイガス通路）の圧力が内燃機関（エンジン）の運転状態によって変化してしまうため、ブローバイガス通路の異常を検知できなかったり、異常を誤検知したりするという問題がある。

従って、本発明は、ブローバイガス通路の異常を十分な精度で検出することができるブローバイガス漏れ検出装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、ブローバイガス通路の漏れを検出するブローバイガス漏れ検出装置であって、エンジンのクランクケースと、エンジンの吸気ダクトとを連通させるブローバイガス通路内の圧力を検出するための圧力センサと、エンジンの燃焼室内の空気量を調整する、空気量調整回路と、圧力センサによる検出信号に基づいて、ブローバイガス通路の異常診断を実行する異常判定回路と、を有し、空気量調整回路は、異常判定回路がブローバイガス通路の異常診断を実行する際、エンジンのスロットル弁を制御するスロットル弁アクチュエータに信号を送り、スロットル弁の開度を増加させることにより、エンジンの燃焼室内で圧縮される空気量を増加させることを特徴としている。

このように構成された本発明においては、エンジンのクランクケースと吸気ダクトを連通させるブローバイガス通路内の圧力が、圧力センサによって検出される。また、圧力センサによる検出信号に基づいて、異常判定回路がブローバイガス通路の異常診断を実行する。空気量調整回路は、異常判定回路がブローバイガス通路の異常診断を実行する際、エンジンの燃焼室内で圧縮される空気量を増加させる。

このように構成された本発明によれば、異常診断を実行する際、空気量調整回路がエンジンの燃焼室内で圧縮される空気量を増加させるので、異常診断時におけるブローバイガス量を増加させることができ、ブローバイガス通路の異常検出の精度を向上させることができる。

このように構成された本発明によれば、吸気弁が閉じられる時期を早めることにより、燃焼室内で圧縮される空気量を増加させるので、特別な装置を追加することなく、空気量を増加させることができ、ブローバイガス通路の異常検出の精度を向上させることができる。

また、本発明は、ブローバイガス通路の漏れを検出するブローバイガス漏れ検出装置であって、エンジンのクランクケースと、エンジンの吸気ダクトとを連通させるブローバイガス通路内の圧力を検出するための圧力センサと、エンジンの燃焼室内の空気量を調整する、空気量調整回路と、圧力センサによる検出信号に基づいて、ブローバイガス通路の異常診断を実行する異常判定回路と、を有し、空気量調整回路は、異常判定回路がブローバイガス通路の異常診断を実行する際、エンジンのスロットル弁を制御するスロットル弁アクチュエータに信号を送り、スロットル弁の開度を増加させることにより、エンジンの燃焼室内で圧縮される空気量を増加させることを特徴としている。

このように構成された本発明によれば、スロットル弁の開度を増加させることにより、エンジンの燃焼室内で圧縮される空気量を増加させるので、吸気弁の開閉時期を微調整することができないエンジンにおいても、燃焼室内で圧縮される空気量を増加させることができる。

本発明において、好ましくは、異常判定回路は、エンジンの始動時において、圧力センサによって検出された検出信号に基づいて、ブローバイガス通路の異常診断を実行する。

このように構成された本発明によれば、エンジンの始動時における圧力センサの検出信号に基づいて、ブローバイガス通路の漏れの有無が判定されるので、エンジンの負荷や、回転数、吸気量等のエンジンの運転条件が大きくばらつくことがなく、安定した判定結果を得ることができる。

本発明において、好ましくは、さらに、ブローバイガス通路を形成するように、吸気ダクトと接続されるブローバイガス管と、ブローバイガス通路と連通し、ブローバイガス通路内の圧力を圧力センサに導く圧力導管と、を有し、圧力導管は、吸気ダクト内を通ってブローバイガス管の内部まで延び、ブローバイガス管内の圧力を圧力センサに導く。

このように構成された本発明によれば、圧力導管が、吸気ダクト内を通ってブローバイガス管の内部まで延び、クランクケース内の圧力の変化を検出している。このため、クランクケースとブローバイガス管の間の接続が外れた場合にも、吸気ダクトとブローバイガス管の間の接続が外れた場合にも、何れもクランクケース内の圧力の変化が圧力センサによって検出されなくなるので、ブローバイガス通路の漏れを確実に検出することができる。

本発明において、好ましくは、さらに、エンジンのクランクケースと、エンジンの吸気ダクトとを接続して、ブローバイガス通路を形成するブローバイガス管と、ブローバイガス通路と連通し、ブローバイガス通路内の圧力を圧力センサに導く圧力導管と、を有し、吸気ダクトには、ブローバイガス管を接続するためのジョイント部が設けられ、圧力導管は、圧力をジョイント部から圧力センサに導く。

このように構成された本発明によれば、圧力導管が、吸気ダクトに設けられたジョイント部から圧力を圧力センサに導いて、クランクケース内の圧力の変化を検出している。このため、クランクケースとブローバイガス管の間の接続が外れた場合にも、ジョイント部とブローバイガス管の間の接続が外れた場合にも、何れもクランクケース内の圧力の変化が圧力センサによって検出されなくなるので、ブローバイガス通路の漏れを確実に検出することができる。

本発明において、好ましくは、ジョイント部には、ブローバイガス通路の通路断面積を縮小した絞り部が設けられ、圧力導管は、ジョイント部に接続されているブローバイガス管と、絞り部の間から圧力を圧力センサに導く。

このように構成された本発明によれば、圧力導管は、ジョイント部に接続されているブローバイガス管と絞り部の間から、圧力を圧力センサに導く。このように絞り部が設けられているため、圧力センサによって検出される圧力が、エンジンの吸気ダクト内の圧力の影響を受けにくく、クランクケース内の圧力の変化を確実に検出することができる。

本発明において、好ましくは、ブローバイガス通路は、エンジンのスロットル弁よりも上流側の吸気ダクトと、クランクケースとを連通させる。
一般に、ブローバイガス通路には、クランクケースとスロットル弁の上流側の吸気ダクトとを接続するものと、クランクケースとスロットル弁の下流側の吸気ダクトとを接続するものが知られている。これらのブローバイガス通路のうち、クランクケースとスロットル弁の下流側の吸気ダクトを接続するものは、吸気通路内の気流を検出するエアフローセンサや、吸気圧センサの検出値に基づいて、比較的容易に、漏れを検出することが可能である。これに対して、クランクケースとスロットル弁の上流側の吸気ダクトを接続するブローバイガス通路は、エンジンを作動させるために元来設けられている既存のセンサの検出値に基づいて漏れを検出することが難しい。本発明のブローバイガス漏れ検出装置は、スロットル弁の上流側に接続されるブローバイガス通路の漏れ検出用に圧力センサを設けた検出装置への適用が好適である。

本発明のブローバイガス漏れ検出装置によれば、ブローバイガス通路の異常を十分な精度で検出することができる。

本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置を適用したエンジンの構成を例示する図である。 本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の主要部分を示す図である。 本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の作用を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態のブローバイガス漏れ検出装置に備えられている圧力センサによって検出された圧力変動の一例を示すグラフである。 本発明の第１実施形態のブローバイガス漏れ検出装置において、ブローバイガス通路に異常がある場合に圧力センサによって検出された圧力波形の一例を示すグラフである。 比較例として、従来のブローバイガス漏れ検出装置において、ブローバイガス通路に異常がある場合の圧力波形の一例を示すグラフである。 本発明の第２実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の構成を模式的に示す断面図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置を説明する。
まず、図１乃至図３を参照して、本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置を適用したエンジンの構成について説明する。図１は、本実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置を適用したエンジンの構成を例示する図である。図２は、本実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の主要部分を示す図である。図３は、本実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の構成を模式的に示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態において、エンジン１はガソリンエンジンであり、具体的には、エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを備えている。シリンダブロック１２の内部に複数のシリンダ１１が形成されている。図１では、１つのシリンダ１１のみを示すが、本実施形態においてエンジン１は、多気筒エンジンである。

各シリンダ１１内には、ピストン３が摺動自在に内挿されている。各シリンダ１１の下方にはクランクケース１６が設けられ、ピストン３は、クランクケース１６内でコネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１５に連結されている。ピストン３は、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３と共に燃焼室１７を区画する。

シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、２つの吸気ポート１８が形成されている。吸気ポート１８は、燃焼室１７に連通している。吸気ポート１８には、吸気弁２１が配設されている。吸気弁２１は、燃焼室１７と吸気ポート１８との間を開閉する。吸気弁２１は吸気動弁機構によって、所定のタイミングで開閉する。本実施形態において、吸気動弁機構は、可変動弁機構である吸気電動ＳＶＴ（Sequential Valve Timing）２３を有している。吸気電動ＳＶＴ２３は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、吸気弁２１の開弁時期及び閉弁時期を、連続的に変化させることができる。なお、吸気動弁機構は、電動ＳＶＴに代えて、液圧式のＳＶＴを有していてもよい。

シリンダヘッド１３にはまた、シリンダ１１毎に、２つの排気ポート１９が形成されている。排気ポート１９は、燃焼室１７に連通している。排気ポート１９には、排気弁２２が配設されている。排気弁２２は、燃焼室１７と排気ポート１９との間を開閉する。排気弁２２は排気動弁機構によって、所定のタイミングで開閉する。本実施形態において、排気動弁機構は、可変動弁機構である排気電動ＳＶＴ２４を有している。排気電動ＳＶＴ２４は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更するよう構成されている。それによって、排気弁２２の開弁時期及び閉弁時期を、連続的に変化させることができる。なお、排気動弁機構は、電動ＳＶＴに代えて、液圧式のＳＶＴを有していてもよい。

詳細は後述するが、本実施形態において、エンジン１は、吸気電動ＳＶＴ２３及び排気電動ＳＶＴ２４によって、吸気弁２１の開弁と排気弁２２の開弁とに係るオーバーラップ期間の長さを調整することができる。これにより、燃焼室１７の中の残留ガスを掃気したり、燃焼室１７の中に熱い既燃ガスを閉じ込めたりすることができる。

また、各シリンダ１１の吸気ポート１８毎に、インジェクタ６が設けられている。インジェクタ６は、吸気内に燃料を噴射するように、吸気ポート１８付近の天井面に取り付けられている。
さらに、シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、燃焼室１７の中の混合気に強制的に点火をする。点火プラグ２５は、本実施形態においては、シリンダ１１の中心軸線上に配設されている。点火プラグ２５の電極は、燃焼室１７の中に臨んでかつ、燃焼室１７の天井面の付近に位置している。

図１に示すように、エンジン１の一側面には吸気ダクトである吸気通路４０が接続されている。吸気通路４０は、各シリンダ１１の吸気ポート１８に連通している。吸気通路４０は、燃焼室１７に導入するガスが流れる通路である。吸気通路４０の上流端部には、新気を濾過するエアクリーナー４１が配設されている。吸気通路４０の下流端近傍には、サージタンク４２が配設されている。サージタンク４２よりも下流の吸気通路４０は、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の下流端が、各シリンダ１１の吸気ポート１８に接続されている。

吸気通路４０におけるエアクリーナー４１とサージタンク４２との間には、スロットル弁４３が配設されている。また、スロットル弁４３には、スロットル弁アクチュエータ４３ａが取り付けられており、スロットル弁４３の開度を制御信号により調製することができるようになっている。スロットル弁４３は、弁の開度を調整することによって、燃焼室１７の中への新気の導入量を調整するよう構成されている。

吸気通路４０にはまた、スロットル弁４３の上流に、ターボチャージャー４４が配設されている。ターボチャージャー４４は、排気により回転駆動されるタービン４４ａと、吸気を圧縮するためのコンプレッサ４４ｂを備え、燃焼室１７に導入するガスを過給するよう構成されている。また、ターボチャージャー４４には、ウエストゲートバルブ４４ｃが設けられ、ターボチャージャー４４による過給圧を調整するように構成されている。

さらに、ターボチャージャー４４とスロットル弁４３との間には、インタークーラー４５が設けられている。インタークーラー４５は、ターボチャージャー４４により圧縮され、温度上昇した空気を冷却するように構成されている。インタークーラー４５は、例えば水冷式に構成すればよい。

吸気通路４０には、一次側のブローバイガス通路４７、及び二次側のブローバイガス通路４６が接続されている。一次側のブローバイガス通路４７は、クランクケース１６内と、スロットル弁４３及びターボチャージャー４４の上流側の吸気通路４０と、を連通させるように設けられている。また、二次側のブローバイガス通路４６は、クランクケース１６内と、スロットル弁４３の下流側の吸気通路４０の一部であるサージタンク４２と、を連通させるように設けられている。

また、二次側のブローバイガス通路４６の基端側であるクランクケース１６の近傍には、ＰＣＶバルブ（Positive Crankcase Ventilation Valve）４６ａが設けられている。このＰＣＶバルブ４６ａは、クランクケース１６内のブローバイガスを、吸気側（サージタンク４２内）の負圧を利用して、吸気側に戻すように構成されている。この二次側のブローバイガス通路４６及びＰＣＶバルブ４６ａによるブローバイガスの環流は、主としてエンジン１のアイドリング時や、低負荷運転時等、吸気側に大きな負圧が発生する運転状態において機能する。

一方、クランクケース１６内とターボチャージャー４４の上流側の吸気通路４０を連通させる一次側のブローバイガス通路４７は、その末端側である吸気通路４０近傍に、圧力センサ４８が設けられている。この圧力センサ４８は、後述するように、一次側のブローバイガス通路４７内の圧力を検出することにより、一次側のブローバイガス通路４７に、漏れ等の異常があるか否かを判定するために使用される。

なお、一次側のブローバイガス通路４７は、エンジン１の低負荷時等においては、吸気側からクランクケース側への掃気用のベンチレーションホースとして作用する場合もある。しかしながら、本明細書においては、便宜的に、これをブローバイガス通路と呼び、ブローバイガス通路のクランクケース１６側をブローバイガス通路の「上流側」ないし「基端」と称し、吸気通路４０側をブローバイガス通路の「下流側」ないし「末端」と称することとする。

一方、エンジン１の他側面には、排気通路５０が接続されている。排気通路５０は、各シリンダ１１の排気ポート１９に連通している。排気通路５０は、燃焼室１７から排出された排気ガスが流れる通路である。排気通路５０の上流部分は、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の上流端が、各シリンダ１１の排気ポート１９に接続されている。

排気通路５０の途中には、ターボチャージャー４４のタービン４４ａが接続されており、排気によりタービン４４ａが駆動される。さらに、ターボチャージャー４４の下流側の排気通路５０には、触媒コンバーター５１、５２を有する排気ガス浄化システムが配設されている。本実施形態においては、これらの触媒コンバーターは、三元触媒を含んで構成されている。上流側の触媒コンバーター５１は、「直キャタリスト」と呼ばれるエンジン１の近傍に設けられた小型の触媒コンバーターであり、下流側の触媒コンバーター５２は、「アンダーフットキャタリスト」と呼ばれる車両の座席の下方に配置された比較的大型の触媒コンバーターである。

さらに、エンジン１は、これを運転するためのＥＣＵ（Engine Control Unit）１０を備えており、ＥＣＵ１０には、メモリ、マイクロプロセッサ等（以上、図示せず）が内蔵されている。ＥＣＵ１０は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（Central Processing Unit：ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）により構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力バス等を備えている。本実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の一部を構成する異常判定回路１０ａ及び空気量調整回路１０ｂの機能は、ＥＣＵ１０の中央演算処理装置、プログラム及びデータを格納するメモリによって実現される。

また、ＥＣＵ１０には、上述した圧力センサ４８の他、図１に示す各種のセンサＳＷ１～ＳＷ９が接続されている。これらのセンサＳＷ１～ＳＷ９は、検知信号をＥＣＵ１０に出力する。センサには、以下のセンサが含まれる。

すなわち、吸気通路４０におけるエアクリーナー４１の下流に配置されかつ、吸気通路４０を流れる新気の流量を検知するエアフローセンサＳＷ１、及び、新気の温度を検知する第１吸気温度センサＳＷ２、サージタンク４２に取り付けられかつ、ターボチャージャー４４の下流のガスの圧力を検知する吸気圧センサＳＷ３、燃焼室１７から排出された排気ガスに含まれる酸素濃度を検出するリニアＯ₂センサＳＷ４（リニアＡ／Ｆセンサ：ＬＡＦＳ）、触媒コンバーター５１と触媒コンバーター５２の間に配置されたλＯ₂センサＳＷ５、クランクケース１６に取り付けられ、エンジン１のノッキングを検出するノックセンサＳＷ６、エンジン１に取り付けられかつ、クランクシャフト１５の回転角を検知するクランク角センサＳＷ７、エンジン１に取り付けられかつ、吸気カムシャフトの回転角を検知する吸気カム角センサＳＷ８、並びにエンジン１に取り付けられかつ、排気カムシャフトの回転角を検知する排気カム角センサＳＷ９である。

ＥＣＵ１０は、これらの検知信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断すると共に、各デバイスの制御量を計算する。また、後述するように、ＥＣＵ１０に内蔵された異常判定回路１０ａ及び空気量調整回路１０ｂは、本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の一部として機能し、ブローバイガス通路の漏れの有無を判定する。

次に、図２を参照して、一次側のブローバイガス通路４７の構成を説明する。
図２に示すように、可撓性の吸気ホース５４が、エアクリーナー４１とターボチャージャー４４を接続し、吸気通路４０の一部を構成している。クランクケース１６と吸気通路４０を連通させる一次側のブローバイガス通路４７は、シリンダヘッド１３から引き出され、ターボチャージャー４４の近傍で吸気ホース５４に接続されている。また、クランクケース１６から導かれた一次側のブローバイガス通路４７は、シリンダヘッド１３に設けられたオイルセパレータ５６を通った後、シリンダヘッド１３から引き出される。オイルセパレータ５６は、クランクケース１６から導かれたブローバイガス中に含まれるエンジンオイルを分離するように構成されている。

オイルセパレータ５６の出口には第１のブローバイガス管４７ａが接続され、第１のブローバイガス管４７ａの下流端には第２のブローバイガス管４７ｂが接続されている。また、第２のブローバイガス管４７ｂの下流端は、吸気ホース５４の、ターボチャージャー４４の近傍に接続されている。これら第１のブローバイガス管４７ａ及び第２のブローバイガス管４７ｂは、一次側のブローバイガス通路４７の一部を形成している。

さらに、第２のブローバイガス管４７ｂと吸気ホース５４の接続部には、圧力導管４８ａが接続されている。この圧力導管４８ａは、一次側のブローバイガス通路４７と連通し、一次側のブローバイガス通路４７内の圧力を圧力センサ４８に導くように構成されている。圧力センサ４８によって検出された一次側のブローバイガス通路４７内の圧力はＥＣＵ１０に送られ、一次側のブローバイガス通路４７の異常検出に使用される。

次に、図３を参照して、吸気通路４０の一部である吸気ホース５４と、第２のブローバイガス管４７ｂとの接続構造を説明する。
図３に示すように、吸気ホース５４の、第２のブローバイガス管４７ｂに接続される部分には、ジョイント部５４ａが設けられており、このジョイント部５４ａに第２のブローバイガス管４７ｂが接続される。ジョイント部５４ａは、吸気ホース５４に対してほぼ直角に突出するように設けられた管であり、吸気ホース５４と一体に形成されている。このジョイント部５４ａの先端に、第２のブローバイガス管４７ｂの下流端が接続され、これにより、クランクケース１６からオイルセパレータ５６を経て導かれたブローバイガスが、スロットル弁４３よりも上流側で、吸気通路４０（吸気ホース５４）内に環流される。

詳細には、第２のブローバイガス管４７ｂの下流端に、ジョイント部５４ａの先端が嵌め込まれている。さらに、第２のブローバイガス管４７ｂの下流端外周には、クランプ５８ａが取り付けられており、第２のブローバイガス管４７ｂを締め付けてジョイント部５４ａに固定している。さらに、ジョイント部５４ａの基端部には、側面から直角に突出するように枝管５５が一体に設けられている。この枝管５５は圧力導管４８ａの一端に差し込まれており、圧力導管４８ａの他端は圧力センサ４８に接続されている。圧力導管４８ａの一端部の周囲にはクランプ５８ｂが取り付けられており、圧力導管４８ａを締め付けて枝管５５に固定している。

これにより、一次側のブローバイガス通路４７内の圧力は、圧力導管４８ａを介して圧力センサ４８に導かれ、圧力センサ４８によって一次側のブローバイガス通路４７内の圧力が検出される。なお、本実施形態においては、第１、第２のブローバイガス管の通路断面積は、吸気ホース５４の通路断面積よりも小さく、圧力導管４８ａの通路断面積は、第１、第２のブローバイガス管の通路断面積よりも小さく構成されている。また、本実施形態において、第２のブローバイガス管４７ｂ及び吸気ホース５４は樹脂製である。さらに、本実施形態においては、圧力センサ４８と圧力導管４８ａは別体で構成され、比較的長い圧力導管４８ａによって圧力が導かれているが、比較的短い導管を圧力導管４８ａとして圧力センサ４８と一体に構成しても良い。

さらに、ジョイント部５４ａの基端部には、第２のブローバイガス管４７ｂよりも通路断面積が縮小された絞り部５４ｂが設けられている。即ち、絞り部５４ｂは、ジョイント部５４ａから延びる圧力導管４８ａと、吸気ホース５４の間に設けられている。換言すれば、圧力導管４８ａは、第２のブローバイガス管４７ｂと、絞り部５４ｂの間の管路に接続されている。

上記のように、吸気ホース５４の通路断面積は、第２のブローバイガス管４７ｂの通路断面積よりも大きく形成されているため、第２のブローバイガス管４７ｂから導かれた流体の圧力は、吸気ホース５４に流入すると急激に低下する。圧力導管４８ａと吸気ホース５４の間に絞り部５４ｂを設けておくことにより、第２のブローバイガス管４７ｂから導かれた流体の圧力を大きく低下させることなく圧力導管４８ａに導くことができる。これにより、クランクケース１６内の圧力の変動を、圧力センサ４８によって正確に検出することかできる。圧力センサ４８の検出信号は、ＥＣＵ１０に送られ、ブローバイガス通路の漏れ検出に使用される。

このように、第１、第２のブローバイガス管、圧力センサ４８、圧力導管４８ａ、ジョイント部５４ａが設けられた吸気ホース５４、及びＥＣＵ１０に内蔵された異常判定回路１０ａは、本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置として機能する。また、後述するように、ＥＣＵ１０に内蔵された空気量調整回路１０ｂも、本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の一部として機能する。

次に、図４乃至図７を参照して、本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の作用を説明する。
図４は、本発明の第１実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の作用を示すフローチャートである。図５は、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置に備えられている圧力センサ４８によって検出された圧力変動の一例を示すグラフである。図６は、ブローバイガス通路に異常がある場合において、圧力センサ４８によって検出された圧力波形の一例を示すグラフである。図７は、比較例として、従来のブローバイガス漏れ検出装置において、ブローバイガス通路に異常がある場合の圧力波形の一例を示すグラフである。

図４に示すフローチャートによる処理は、エンジン１の作動中、所定の時間間隔で繰り返し実行される。まず、図４のステップＳ１においては、センサ等からの各種信号がＥＣＵ１０に読み込まれる。ステップＳ１において読み込まれる信号には、エンジン１の回転数を示す信号や、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）の状態を表す信号等、エンジン１が始動中であるか否かを判定するための信号、圧力センサ４８からの圧力の検出信号、及び、吸気電動ＳＶＴ２３及び排気電動ＳＶＴ２４の状態を表す信号が含まれている。

次に、ステップＳ２においては、ステップＳ１において読み込まれた信号に基づいて、エンジン１が始動中であるか否かが判断される。エンジン１が始動中で、クランキングが行われている場合にはステップＳ３に進み、始動中でない場合には図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。即ち、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置は、エンジン１が始動中でない場合には、ブローバイガス漏れ検出処理を実行せず、ステップＳ３以下の処理を実行せずにフローチャートの処理を終了する。これは、エンジン１の始動中においては、エンジン１の回転数や、吸入空気量等の、エンジン１の運転条件がほぼ一定であり、ブローバイガス漏れ検出を行いやすいためである。これに対し、エンジン１の運転中においては、エンジン１の負荷条件等によって、エンジン１の回転数や、吸入空気量が大きく変化するため、正確なブローバイガス漏れ検出が困難である。

次いで、ステップＳ３においては、ブローバイガスの漏れ検出が既に行われているか否かが判断される。具体的には、ステップＳ３においては、後述する「漏れ検出完了フラグ」の値に基づいて、漏れ検出が既に行われているか否かを判断する。「漏れ検出完了フラグ」が「０」である場合にはステップＳ４に進んで漏れ検出が実行され、「漏れ検出完了フラグ」が「１」である場合にはステップＳ１０に進む。

ステップＳ４以下では、ブローバイガスの漏れ検出が実行される。まず、ステップＳ４においては、ＥＣＵ１０に内蔵された空気量調整回路１０ｂが、吸気電動ＳＶＴ２３に制御信号を送信し、吸気弁２１の開弁時期を、通常の開弁時期よりも早くする。これにより、クランク角に対して、吸気弁２１が閉弁される時期も通常よりも早くなるため、シリンダ１１及び燃焼室１７内では、通常よりも多くの空気が圧縮される。このように、本実施形態においては、ブローバイガスの漏れ検出は、シリンダ１１及び燃焼室１７内で圧縮される空気量を増加させた状態で実行される。即ち、圧縮される空気量が増加すると、シリンダ１１及び燃焼室１７側からピストン３を越えてクランクケース１６内に漏れる空気量も多くなるので、一次側のブローバイガス通路４７を通るガス量も多くなり、漏れの検出精度を高くすることができる。

なお、本実施形態において、空気量調整回路１０ｂは、吸気弁２１の閉弁時期を通常よりも早くすることにより、シリンダ１１及び燃焼室１７内で圧縮される空気の量を増加させている。これに対して、変形例として、空気量調整回路１０ｂがスロットル弁アクチュエータ４３ａに制御信号を送り、スロットル弁４３の開度を大きくすることにより、シリンダ１１及び燃焼室１７内で圧縮される空気の量を増加させることもできる。

次に、ステップＳ５においては、圧縮される空気量を増加させた状態で、圧力センサ４８により検出された圧力変動が所定値以上であるか否かが判断される。
図５は、圧力センサ４８によって測定された圧力変動波形の一例を示す。エンジン１の始動時のクランキングにより、ピストン３が往復運動すると、これに伴いクランクケース１６内の圧力も変動する。この圧力変動が一次側のブローバイガス通路４７を通って伝達され、圧力センサ４８によって測定される。ステップＳ５において、ＥＣＵ１０に内蔵された異常判定回路１０ａは、圧力センサ４８によって検出された圧力の変化・変動幅が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には一次側のブローバイガス通路４７に漏れ等の異常はないと判断する。

一方、図６は、一次側のブローバイガス通路４７に異常がある場合において、圧力センサ４８によって測定された圧力変動波形の一例を示している。図６に示す例は、一次側のブローバイガス通路４７を構成する第１のブローバイガス管４７ａ（図２）がオイルセパレータ５６から外れた場合の圧力変動の波形である。図６に示すように、一次側のブローバイガス通路４７に漏れ等の異常があると、クランクケース１６内の圧力変動が圧力センサ４８まで伝わらなくなり、検出される圧力変動が非常に小さくなる。このような場合には、ステップＳ５において、異常判定回路１０ａは、一次側のブローバイガス通路４７に漏れ等の異常があると判断する。

また、図７は、比較例として、従来のブローバイガス漏れ検出装置によって測定された、ブローバイガス通路に異常がある場合の圧力変動波形の一例である。ここで、従来のブローバイガス漏れ検出装置では、吸気通路に接続されるブローバイガス管（本実施形態の第２のブローバイガス管４７ｂに相当）の下流側の端部から圧力センサの圧力導管が引き出されていた。このような構造の従来のブローバイガス漏れ検出装置において、ブローバイガス管の末端が吸気通路から外れた場合には、圧力センサの圧力導管もブローバイガス管と共に外れることになる。このため、従来のブローバイガス漏れ検出装置では、ブローバイガス管が吸気通路から外れた状態でも、クランクケース内の圧力変動が依然として圧力導管を介して圧力センサに伝達されてしまう。即ち、従来の検出装置では、ブローバイガス管が吸気通路から外れた状態でも、図７に示すように、大きな圧力変動が圧力センサによって検出されてしまう。図７に示す圧力波形は、図５に示す正常時における圧力波形と区別することが難しく、ブローバイガス通路の異常を判定することが困難となる。

これに対して、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置では、圧力センサ４８の圧力導管４８ａが、吸気ホース５４と一体に設けられたジョイント部５４ａから引き出されている。このため、第２のブローバイガス管４７ｂがジョイント部５４ａから外れると、クランクケース１６内の圧力変動は、もはや圧力導管４８ａに伝わらなくなる。これにより、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置では、第２のブローバイガス管４７ｂと吸気ホース５４（ジョイント部５４ａ）の間が外れた場合でも、図６に示す波形と同様に、圧力変動が極めて小さくなる。従って、ステップＳ５において、異常判定回路１０ａは、一次側のブローバイガス通路４７の異常を確実に判断することができる。

ステップＳ５において、圧力センサ４８によって検出された圧力変動が所定値以上であると判定された場合には、ステップＳ６に進み、そこで、一次側のブローバイガス通路４７は正常であると判断される。
次いで、ステップＳ７においては、「漏れ検出完了フラグ」の値が「１」に変更され、一次側のブローバイガス通路４７の異常検出処理が終了したことが記憶され、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。この「漏れ検出完了フラグ」の値は、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）がオフにされるまで「１」のまま維持され、イグニッションスイッチがオフにされると、リセットされ「０」に変更される。

一方、ステップＳ５において、圧力センサ４８によって検出された圧力変動が所定値未満であると判定された場合には、ステップＳ８に進み、そこで、一次側のブローバイガス通路４７には異常があると判断される。この情報は、ＥＣＵ１０に記憶される。

次いで、ステップＳ９において、ＥＣＵ１０は、車両の使用者に異常が検出されたことを報知する。具体的には、ＥＣＵ１０は、車両に備えられた異常検出ランプ（図示せず）を点灯させる。使用者は、異常検出ランプが点灯していることを認識すると、車両を整備工場等に持ち込み、整備工場ではＥＣＵ１０に記憶されているメンテナンス情報が読み出される。読み出されたメンテナンス情報から、一次側のブローバイガス通路４７に不具合があることが認識され、必要な処置が施される。なお、ＥＣＵ１０に記憶された、一次側のブローバイガス通路４７に異常がある旨の情報は、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）がオフにされた後も保持される。

ステップＳ９の後、ステップＳ７に進み、ステップＳ７においては、「漏れ検出完了フラグ」の値が「１」に変更され、一次側のブローバイガス通路４７の異常検出処理が終了したことが記憶され、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。

一方、ステップＳ３において、「漏れ検出完了フラグ」の値が「１」である場合には、処理は、ステップＳ１０に進む。即ち、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）がオンにされた後、１回、ステップＳ４以下のブローバイガス通路の異常検出処理が実行されると、「漏れ検出完了フラグ」の値が「１」に変更される。この後、アイドリングストップ等によりエンジン１が一旦停止され、その後エンジン１が再始動された場合でも、「漏れ検出完了フラグ」の値が「１」に設定されているため、漏れ検出は実行されない。これにより、過剰な回数のブローバイガスの漏れ検出を防止している。一方、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）がオフにされると、「漏れ検出完了フラグ」の値が「０」にリセットされる。このため、再びイグニッションスイッチ（図示せず）がオンにされ、エンジン１が始動されたとき、異常検出処理が実行される。

ステップＳ１０においては、吸気弁２１の開弁時期を、通常の開弁時期に設定される。即ち、ブローバイガスの漏れ検出を実行するステップＳ４の処理においては、吸気弁２１の開弁時期が早められていたが、漏れ検出を実行しないステップＳ１０以下の処理では、吸気弁２１の開弁時期は通常の開弁時期に設定される。

次いで、ステップＳ１１においては、前回実行されたブローバイガスの漏れ検出の判定結果が維持され、図４に示すフローチャートの１回の処理を終了する。即ち、車両のイグニッションスイッチ（図示せず）がオンにされた後に、ブローバイガス通路に異常なし、という検出結果が出されると、この検出結果はイグニッションスイッチがオフにされるまで維持される。一方、ブローバイガス通路に異常がある、という検出結果が出された場合には、この検出結果は、整備工場等におけるメンテナンスが行われるまで維持される。或いは、ブローバイガス通路の漏れ検出が再度実行され、ブローバイガス通路に異常は無い、との検出結果が得られた場合には、メンテナンスが行われていなくても、検出結果が「異常なし」に変更されるように、本発明を構成することもできる。

本発明の第１実施形態のブローバイガス漏れ検出装置によれば、異常診断を実行する際、空気量調整回路１０ｂがエンジン１の燃焼室１７内で圧縮される空気量を増加させる（図４のステップＳ４）ので、異常診断時におけるブローバイガス量を増加させることができ、一次側のブローバイガス通路４７の異常検出の精度を向上させることができる。

また、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置によれば、吸気弁２１が閉じられる時期を早める（図４のステップＳ４）ことにより、燃焼室１７内で圧縮される空気量を増加させるので、特別な装置を追加することなく、空気量を増加させることができ、一次側のブローバイガス通路４７の異常検出の精度を向上させることができる。

さらに、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置によれば、エンジン１の始動時における圧力センサ４８の検出信号に基づいて（図４のステップＳ２→Ｓ３）、一次側のブローバイガス通路４７の漏れの有無が判定されるので、エンジン１の負荷や、回転数、吸気量等のエンジン１の運転条件が大きくばらつくことがなく、安定した判定結果を得ることができる。

また、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置によれば、圧力導管４８ａが、吸気通路４０に設けられたジョイント部５４ａから圧力を圧力センサ４８に導いて、クランクケース１６内の圧力の変化を検出している（図３）。このため、クランクケース１６と第１のブローバイガス管４７ａの間の接続が外れた場合にも、ジョイント部５４ａと第２のブローバイガス管４７ｂの間の接続が外れた場合にも、何れもクランクケース１６内の圧力の変化が圧力センサ４８によって検出されなくなるので、一次側のブローバイガス通路４７の漏れを確実に検出することができる。

さらに、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置によれば、圧力導管４８ａは、ジョイント部５４ａに接続されている第２のブローバイガス管４７ｂと絞り部５４ｂ（図３）の間から、圧力を圧力センサ４８に導く。このように絞り部５４ｂが設けられているため、圧力センサ４８によって検出される圧力が、エンジン１の吸気通路４０内の圧力の影響を受けにくく、クランクケース１６内の圧力の変化を確実に検出することができる。

さらに、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置によれば、一般に、既存のセンサを使用して異常を検出することが難しい、スロットル弁４３の上流側に接続される一次側のブローバイガス通路４７についても、異常を検出することができる。

次に、図８を参照して、本発明の第２実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置を説明する。
図８は、本実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置は、第２のブローバイガス管と、吸気ダクトである吸気通路との間の接続構造、及び圧力センサの圧力導管の構成が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。

図８に示すように、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置においては、一次側のブローバイガス通路の一部を構成するブローバイガス管１４７（第１実施形態における第２のブローバイガス管４７ｂに相当）が、スロットル弁の上流側で吸気ダクトである吸気通路１４０（第１実施形態における吸気通路４０に相当）に接続されている。なお、本実施形態において、図８における吸気通路１４０の上方は、ターボチャージャーに接続され、下方は、エアクリーナーに接続されている。吸気通路１４０の、ブローバイガス管１４７が接続される部分にはＴ字形に分岐した分岐部１４０ａが形成されている。この分岐部１４０ａに、オイルセパレータから延びるブローバイガス管１４７の先端が挿入されている。分岐部１４０ａの周囲にはクランプ１４２が取り付けられ、ブローバイガス管１４７の先端を分岐部１４０ａに固定している。

また、一次側のブローバイガス通路（ブローバイガス管１４７）内の圧力を検出するための圧力センサ１４８が、分岐部１４０ａの近傍に設けられている。この圧力センサ１４８から延びる細い圧力導管１４８ａは、分岐部１４０ａの近傍で吸気通路１４０の壁面を貫通して吸気通路１４０の内部に延びている。さらに、吸気通路１４０の内部に延びる圧力導管１４８ａの先端は、分岐部１４０ａに挿入されているブローバイガス管１４７の内部まで延びている。これにより、ブローバイガス管１４７内の圧力を、圧力導管１４８ａを介して圧力センサ１４８によって検出することができる。

本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置においては、吸気通路１４０からブローバイガス管１４７の内部へ延びる圧力導管１４８ａを介して、ブローバイガス管１４７内の圧力が検出される。また、ブローバイガス管１４７が、吸気通路１４０の分岐部１４０ａから外れたときは、クランクケース内の圧力変動が、圧力導管１４８ａに伝わらなくなるため、ブローバイガス通路の異常を確実に検出することができる。このように、本実施形態のブローバイガス漏れ検出装置によれば、クランクケースとブローバイガス管１４７の接続が外れた場合にも、吸気通路１４０とブローバイガス管１４７の接続が外れた場合にも、クランクケース内の圧力の変化が圧力センサ１４８によって検出されなくなるので、ブローバイガス通路の漏れを確実に検出することができる。

以上、本発明の実施形態によるブローバイガス漏れ検出装置を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、クランクケースと、スロットル弁の上流側の吸気通路を接続するブローバイガス通路（上述した実施形態における一次側のブローバイガス通路）の漏れ検出に本発明を適用していた。しかしながら、クランクケースと、スロットル弁の下流側の吸気通路を接続するブローバイガス通路（上述した実施形態における二次側のブローバイガス通路）の漏れ検出に本発明を適用することもできる。

１ エンジン
３ ピストン
６ インジェクタ
１０ ＥＣＵ
１０ａ 異常判定回路
１０ｂ 空気量調整回路
１１ シリンダ
１２ シリンダブロック
１３ シリンダヘッド
１４ コネクティングロッド
１５ クランクシャフト
１６ クランクケース
１７ 燃焼室
１８ 吸気ポート
１９ 排気ポート
２１ 吸気弁
２２ 排気弁
２３ 吸気電動ＳＶＴ（可変動弁機構）
２４ 排気電動ＳＶＴ
４０ 吸気通路（吸気ダクト）
４１ エアクリーナー
４２ サージタンク
４３ スロットル弁
４３ａ スロットル弁アクチュエータ
４４ ターボチャージャー
４４ａ タービン
４４ｂ コンプレッサ
４５ インタークーラー
４６ 二次側のブローバイガス通路
４６ａ ＰＣＶバルブ
４７ 一次側のブローバイガス通路
４７ａ 第１のブローバイガス管
４７ｂ 第２のブローバイガス管
４８ 圧力センサ
４８ａ 圧力導管
５０ 排気通路
５１ 触媒コンバーター
５２ 触媒コンバーター
５４ 吸気ホース
５４ａ ジョイント部
５４ｂ 絞り部
５５ 枝管
５６ オイルセパレータ
５８ａ クランプ
５８ｂ クランプ
１４０ 吸気通路（吸気ダクト）
１４０ａ 分岐部
１４２ クランプ
１４７ ブローバイガス管
１４８ 圧力センサ
１４８ａ 圧力導管

Claims (7)

1. ブローバイガス通路の漏れを検出するブローバイガス漏れ検出装置であって、
   エンジンのクランクケースと、上記エンジンの吸気ダクトとを連通させるブローバイガス通路内の圧力を検出するための圧力センサと、
   上記エンジンの燃焼室内の空気量を調整する、空気量調整回路と、
   上記圧力センサによる検出信号に基づいて、上記ブローバイガス通路の異常診断を実行する異常判定回路と、
   を有し、
   上記空気量調整回路は、上記異常判定回路が上記ブローバイガス通路の異常診断を実行する際、上記エンジンの吸気弁を開閉させる可変動弁機構に信号を送り、上記吸気弁が閉じられる時期を早めることにより、上記エンジンの燃焼室内で圧縮される空気量を増加させることを特徴とするブローバイガス漏れ検出装置。
2. ブローバイガス通路の漏れを検出するブローバイガス漏れ検出装置であって、
   エンジンのクランクケースと、上記エンジンの吸気ダクトとを連通させるブローバイガス通路内の圧力を検出するための圧力センサと、
   上記エンジンの燃焼室内の空気量を調整する、空気量調整回路と、
   上記圧力センサによる検出信号に基づいて、上記ブローバイガス通路の異常診断を実行する異常判定回路と、
   を有し、
   上記空気量調整回路は、上記異常判定回路が上記ブローバイガス通路の異常診断を実行する際、上記エンジンのスロットル弁を制御するスロットル弁アクチュエータに信号を送り、上記スロットル弁の開度を増加させることにより、上記エンジンの燃焼室内で圧縮される空気量を増加させることを特徴とするブローバイガス漏れ検出装置。
3. 上記異常判定回路は、上記エンジンの始動時において、上記圧力センサによって検出された検出信号に基づいて、上記ブローバイガス通路の異常診断を実行する請求項１又は２に記載のブローバイガス漏れ検出装置。
4. さらに、上記ブローバイガス通路を形成するように、上記吸気ダクトと接続されるブローバイガス管と、上記ブローバイガス通路と連通し、上記ブローバイガス通路内の圧力を上記圧力センサに導く圧力導管と、を有し、上記圧力導管は、上記吸気ダクト内を通って上記ブローバイガス管の内部まで延び、上記ブローバイガス管内の圧力を上記圧力センサに導く請求項１乃至３の何れか１項に記載のブローバイガス漏れ検出装置。
5. さらに、上記エンジンのクランクケースと、上記エンジンの吸気ダクトとを接続して、上記ブローバイガス通路を形成するブローバイガス管と、上記ブローバイガス通路と連通し、上記ブローバイガス通路内の圧力を上記圧力センサに導く圧力導管と、を有し、上記吸気ダクトには、上記ブローバイガス管を接続するためのジョイント部が設けられ、上記圧力導管は、圧力を上記ジョイント部から上記圧力センサに導く請求項１乃至３の何れか１項に記載のブローバイガス漏れ検出装置。
6. 上記ジョイント部には、上記ブローバイガス通路の通路断面積を縮小した絞り部が設けられ、上記圧力導管は、上記ジョイント部に接続されている上記ブローバイガス管と、上記絞り部の間から圧力を上記圧力センサに導く請求項５記載のブローバイガス漏れ検出装置。
7. 上記ブローバイガス通路は、上記エンジンのスロットル弁よりも上流側の吸気ダクトと、上記クランクケースとを連通させる請求項１乃至６の何れか１項に記載のブローバイガス漏れ検出装置。

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