KR20160137388A - 내연 기관 - Google Patents

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KR20160137388A
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Abstract

내연 기관(100)은, 내연 기관 본체(1)와, 흡기 통로에 배치되는 과급기(23a)와, 과급기(23a)보다 하류측에 배치되는 인터쿨러(24)와, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 흡기 통로에 도입하기 위한 블로바이 가스 환원 장치(90)를 구비한다. 블로바이 가스 환원 장치(90)는, 흡기 통로의 제1 위치와 제2 위치를 접속하는 바이패스 통로(94)와, 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 바이패스 통로(94)에 공기가 흘렀을 때, 유체 흡인구(95c)로부터 블로바이 가스를 흡인하는 이젝터(95)와, 크랭크 케이스(4)와 이젝터(95)의 유체 흡인구(95c)를 접속하는 블로바이 가스 통로(97)를 구비하고, 제1 위치가 과급기(23a)와 인터쿨러(24)의 사이가 되도록 구성되고, 제2 위치가 인터쿨러(24)의 하류측이 되도록 구성되어 있다.

Description

내연 기관 {INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은, 내연 기관에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제2011-94557에는, 내연 기관이 구비하는 블로바이 가스 환원 장치가 개시되어 있다. 이 블로바이 가스 환원 장치는, 일단부가 크랭크 케이스에, 타단부가 스로틀 밸브보다 하류측의 흡기 통로에 접속된다. 이 블로바이 가스 환원 장치는 제1 블로바이 가스 통로를 구비한다. 블로바이 가스는, 스로틀 밸브보다 하류측의 흡기 통로에서 발생하는 부압에 의해 크랭크 케이스 내로부터 제1 블로바이 가스 통로로 흡인된다. 또한, 이 블로바이 가스 환원 장치는, 바이패스 통로, 이젝터(제트 펌프), 그리고 제2 블로바이 가스 통로를 구비한다. 바이패스 통로의 일단부는 과급기보다 상류측의 흡기 통로에 접속된다. 또한, 바이패스 통로의 타단부는 과급기보다 하류측의 흡기 통로에 접속된다. 이젝터는 바이패스 통로에 설치된다. 이젝터는, 유체 입구, 유체 출구, 그리고 유체 흡입구를 포함한다. 이젝터는, 유체 유입구로부터 유체 유출구를 향해 유체가 흐르면, 유체 흡인구로부터 다른 유체를 흡인하도록 구성된다. 제2 블로바이 가스 통로의 일단부는 크랭크 케이스에 접속된다. 제2 블로바이 가스 통로의 타단부는 이젝터의 유체 흡인구에 접속된다.
일본 특허 공개 제2011-94557호에 있어서, 이젝터의 유체 유입구는 과급기의 흡기 흐름 방향 하류측인 바이패스 통로의 타단부 측에 접속된다. 또한, 이젝터의 유체 유출구는 과급기의 흡기 흐름 방향 상류측인 바이패스 통로의 일단부 측에 접속되어 있다.
과급기의 작동 중에, 과급기의 상류측 압력에 대해 과급기의 하류측 압력이 높아지면, 바이패스 통로의 타단부 측 압력은 바이패스 통로의 일단부 측 압력보다 커진다. 이로 인해, 바이패스 통로의 타단부 측으로부터 일단부 측을 향해 공기가 흐른다. 즉, 스로틀 밸브보다 하류측의 흡기 통로에 부압이 발생하고 있지 않아도, 과급기가 작동하고 있으면, 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스는 이젝터에 의해 바이패스 통로에 흡인될 수 있다. 따라서, 크랭크 케이스 내의 환기를 행할 수 있다. 스로틀 밸브보다 하류측의 흡기 통로에 부압이 발생하지 않는 상태의 일례로서, 스로틀 밸브가 완전 개방으로 되어 있는 경우를 들 수 있다.
그러나, 일본 특허 공개 제2011-94557호에 기재된 블로바이 가스 환원 장치에서는, 과급기를 작동시키지 않고 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는 것과 같은 운전 상태일 때에는, 과급기의 상류측 압력과 하류측 압력이 거의 동일해지거나, 또는 압력 손실에 의해 반대로 과급기의 상류측 압력에 대해 하류측 압력이 낮아진다. 그로 인해, 과급기의 흡기 흐름 방향 하류측인 바이패스 통로의 타단부 측으로부터 과급기의 흡기 흐름 방향 상류측인 일단부 측을 향해 공기가 흐르지 않는다. 즉, 이젝터의 유체 유입구로부터 유체 유출구를 향해 공기가 흐르지 않는다. 따라서, 과급기를 작동시키지 않고 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는 것과 같은 운전 상태일 때에는, 크랭크 케이스 내의 환기를 행할 수 없다고 하는 문제점이 있었다. 이것은, 상기한 바와 같은 경우에, 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 이젝터에 의해 바이패스 통로에 흡인할 수 없기 때문이었다.
과급기를 작동시키지 않고 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는 것과 같은 운전 상태라도, 크랭크 케이스 내의 환기를 행할 수 있는 블로바이 가스 환원 장치를 구비한 내연 기관이 제공된다.
일 실시 형태에 있어서의 내연 기관은, 내연 기관 본체와, 내연 기관 본체의 흡기 통로에 배치되는 과급기와, 과급기보다 흡기 흐름 방향 하류측의 흡기 통로에 배치되는 인터쿨러와, 내연 기관 본체의 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 흡기 통로에 도입하기 위한 블로바이 가스 환원 장치를 구비한다. 그리고 블로바이 가스 환원 장치가, 흡기 통로의 제1 위치와 제2 위치를 접속하는 바이패스 통로와, 바이패스 통로에 배치되고, 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 당해 바이패스 통로에 공기가 흘렀을 때에 유체 흡인구로부터 블로바이 가스를 흡인하는 이젝터와, 크랭크 케이스와 이젝터의 유체 흡인구를 접속하는 블로바이 가스 통로를 구비하고, 제1 위치가 과급기와 인터쿨러의 사이로 되도록 구성되고, 제2 위치가 인터쿨러의 하류측으로 되도록 구성되어 있다.
이 실시 형태에 따르면, 인터쿨러의 압력 손실에 의해 인터쿨러의 하류측 압력보다 과급기와 인터쿨러 사이의 압력이 높아지는 것을 이용하여, 과급기를 작동시키지 않고 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는 것과 같은 운전 상태라도, 바이패스 통로의 양단부 사이의 압력차에 의해 흡기 통로의 제1 위치로부터 상기 제2 위치를 향해 바이패스 통로에 공기를 흘릴 수 있다. 그로 인해, 과급기를 작동시키지 않고 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는 것과 같은 운전 상태라도, 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 이젝터에 의해 바이패스 통로에 흡인할 수 있으므로, 크랭크 케이스 내의 환기를 행할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 현저성은 유사 요소들을 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술된다.
도 1은 제1 실시 형태에 의한 내연 기관의 개략 구성도.
도 2는 가변 압축비 기구의 분해 사시도.
도 3의 A, 도 3의 B, 도 3의 C는 가변 압축비 기구의 동작에 대해 설명하는 도면.
도 4는 가변 밸브 타이밍 기구의 개략 구성도.
도 5는 가변 밸브 타이밍 기구의 동작에 대해 설명하는 도면.
도 6a, 도 6b, 도 6c는 기계 압축비, 실제 압축비 및 팽창비에 대해 설명하는 도면.
도 7은 이론 열효율과 팽창비의 관계를 나타내는 도면.
도 8은 내연 기관 본체의 운전 영역을 나타내는 맵.
도 9는 제1 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치의 개략 구성도.
도 10은 이젝터의 단면도.
도 11은 기관 운전 상태에 기초하여 이젝터에 의해 흡인해야 할 블로바이 가스의 목표 유량을 산출하기 위한 맵.
도 12는 제2 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치의 개략 구성도.
이하, 도면을 참조하여 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 마찬가지의 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 부여한다.
도 1은, 제1 실시 형태에 의한 내연 기관(100)의 개략 구성도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 내연 기관(100)은, 내연 기관 본체(1)와, 흡기 장치(20)와, 배기 장치(30)와, 전자 제어 유닛(200)을 구비한다. 내연 기관(100)과 전자 제어 유닛(200)은, 엔진 시스템을 구성한다.
내연 기관 본체(1)는, 실린더 블록(2)과, 실린더 헤드(3)와, 크랭크 케이스(4)와, 오일 팬(5)을 구비한다. 실린더 블록(2)의 상부에는 실린더 헤드(3)가 장착된다. 실린더 블록(2)의 하부에는 크랭크 케이스(4)가 장착된다. 그리고 오일 팬(5)이 크랭크 케이스(4)의 하부에 장착된다.
실린더 블록(2)에는, 복수의 실린더(6)가 형성된다. 실린더(6)의 내부에는, 연소 압력을 받아 실린더(6)의 내부를 왕복 운동하는 피스톤(7)이 수납된다. 피스톤(7)은, 크랭크 샤프트(9)와 연결되어 있다. 크랭크 샤프트(9)는, 커넥팅 로드(8)를 통해 크랭크 케이스(4) 내에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 크랭크 샤프트(9)에 의해 피스톤(7)의 왕복 운동이 회전 운동으로 변환된다. 실린더 헤드(3)의 내벽면, 실린더(6)의 내벽면 및 피스톤 크라운 면에 의해 구획된 공간이 연소실(10)이다.
이하, 실린더(6), 피스톤(7), 연소실(10) 등의 복수 있는 구성은, 설명을 간략화하여 이해하기 쉽게 하기 위해 단순화되고, 적절하게 단수형으로 표현되는 경우도 있다.
실린더 헤드(3)에는, 흡기 포트(11)와, 배기 포트(12)가 형성된다. 흡기 포트(11)는, 실린더 헤드(3)의 한쪽 측면에 개구된다. 또한, 흡기 포트(11)는, 연소실(10)에 개구된다. 배기 포트(12)는, 실린더 헤드(3)의 다른 쪽 측면에 개구된다. 또한, 배기 포트(12)는 연소실(10)에 개구된다.
실린더 헤드(3)에는, 흡기 밸브(13), 배기 밸브(14), 흡기 캠 샤프트(15), 그리고 배기 캠 샤프트(16)가 장착된다. 흡기 밸브(13)는, 연소실(10)과 흡기 포트(11)의 접속 부분을 개폐하도록 구성된다. 배기 밸브(14)는, 연소실(10)과 배기 포트(12)의 접속 부분을 개폐하도록 구성된다. 흡기 캠 샤프트(15)에 의해 흡기 밸브(13)의 개폐 구동이 행해진다. 배기 캠 샤프트(16)에 의해 배기 밸브(14)의 개폐 구동이 행해진다. 흡기 캠 샤프트(15)의 일단부에는, 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기를 임의의 시기로 변경할 수 있는 가변 밸브 타이밍 기구(B)가 설치되어 있다. 가변 밸브 타이밍 기구(B)의 상세에 대해서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 후술한다.
또한 실린더 헤드(3)에는, 점화 플러그(18)가 장착된다. 점화 플러그(18)에 의해, 연료 분사 밸브(17)로부터 분사된 연료와 공기의 혼합기가 연소실(10) 내에서 점화된다. 또한, 후술하는 바와 같이 연료 분사 밸브(17)는 흡기 매니폴드(25)의 각 흡기 지관(25b)에 장착된다. 또한, 연료 분사 밸브(17)는, 연소실(10) 내에 연료를 분사하도록 실린더 헤드(3)에 장착해도 된다.
실린더 블록(2)과 크랭크 케이스(4)의 연결부에는 가변 압축비 기구(A)가 설치된다. 본 실시 형태에 의한 가변 압축비 기구(A)는, 실린더 블록(2)과 크랭크 케이스(4)의 실린더 축선 방향의 상대 위치를 변화시킴으로써, 피스톤(7)이 압축 상사점에 위치할 때의 연소실(10)의 용적을 변경하도록 구성된다. 실린더 블록(2)과 크랭크 케이스(4)의 연결부에는, 상대 위치 센서(211)가 장착되어 있다. 이 상대 위치 센서(211)는 실린더 블록(2)과 크랭크 케이스(4)의 상대 위치 관계를 검출한다. 이 상대 위치 센서(211)로부터는 실린더 블록(2)과 크랭크 케이스(4)의 간격의 변화를 나타내는 신호가 출력된다. 가변 압축비 기구(A)의 상세에 대해서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 후술한다.
흡기 장치(20)는, 흡기 포트(11)를 통해 실린더(6) 내로 공기를 유도하기 위한 장치이다. 흡기 장치(20)는, 에어 클리너(21)와, 흡기관(22)과, 터보 차저(23)의 압축기(23a)와, 인터쿨러(24)와, 흡기 매니폴드(25)와, 전자 제어식 스로틀 밸브(26)와, 스로틀 센서(212)와, 에어 플로우 미터(213)와, 과급압 센서(214)를 구비한다.
에어 클리너(21)는, 공기 중에 포함되는 모래 등의 이물질을 제거한다.
흡기관(22)의 일단부는 에어 클리너(21)에 연결되고, 흡기관(22)의 타단부는 흡기 매니폴드(25)의 서지 탱크(25a)에 연결된다.
터보 차저(23)는 과급기의 일종이다. 터보 차저(23)는, 배기의 에너지를 이용하여 공기를 강제적으로 압축한다. 그리고, 그 압축한 공기를 각 실린더(6)에 공급한다. 이에 의해 충전 효율이 높아지므로, 기관 출력이 증대된다. 압축기(23a)는, 터보 차저(23)의 일부를 구성하는 부품이며, 흡기관(22)에 설치된다. 압축기(23a)는, 동축 상에 설치된 후술하는 터보 차저(23)의 터빈(23b)에 의해 회전됨으로써, 공기를 압축한다. 또한 터보 차저(23) 대신에, 크랭크 샤프트(9)의 회전력을 이용하여 기계적으로 구동되는 과급기(슈퍼 차저)를 사용해도 된다.
인터쿨러(24)는, 압축기(23a)보다 하류의 흡기관(22)에 설치된다. 인터쿨러(24)는, 압축기(23a)에 의해 압축되어 고온으로 된 공기를 냉각한다. 공기의 냉각에 의해, 공기의 체적 밀도의 저하가 억제되어 충전 효율이 더욱 높아진다. 또한, 공기의 냉각에 의해 고온의 공기가 각 실린더(6)에 흡입되는 것에 의한 혼합기의 온도 상승이 억제되어, 노킹 등의 발생을 억제할 수 있다.
흡기 매니폴드(25)는, 서지 탱크(25a)와, 복수의 흡기 지관(25b)을 구비한다. 복수의 흡기 지관(25b)은, 서지 탱크(25a)로부터 분기되어 실린더 헤드 측면에 형성되어 있는 각 흡기 포트(11)의 개구에 연결된다. 서지 탱크(25a)로 유도된 공기는, 흡기 지관(25b)을 통해 각 실린더(6) 내에 균등하게 분배된다. 이와 같이, 흡기관(22), 흡기 매니폴드(25) 및 흡기 포트(11)가, 각 실린더(6) 내에 공기를 유도하기 위한 흡기 통로를 형성한다.
스로틀 밸브(26)는, 인터쿨러(24)와 서지 탱크(25a) 사이의 흡기관(22) 내에 설치된다. 스로틀 밸브(26)는, 스로틀 액추에이터(도시하지 않음)에 의해 구동된다. 또한, 스로틀 밸브(26)는 흡기관(22)의 통로 단면적을 연속적 또는 단계적으로 변화시킨다. 스로틀 액추에이터에 의해 스로틀 밸브(26)의 개방도(이하 「스로틀 개방도」라고 함)를 조정함으로써, 각 실린더(6) 내에 흡입되는 공기의 유량을 조정할 수 있다. 스로틀 개방도는, 스로틀 센서(212)에 의해 검출된다.
에어 플로우 미터(213)는, 압축기(23a)보다 상류측의 흡기관(22) 내에 설치된다. 에어 플로우 미터(213)는, 흡기관(22) 내를 흐르는 공기의 유량(이하 「흡입 흡기량」이라고 함)을 검출한다.
과급압 센서(214)는, 서지 탱크(25a) 내에 설치된다. 과급압 센서(214)는, 서지 탱크(25a) 내의 압력을 검출한다.
배기 장치(30)는, 연소실(10) 내에서 발생한 연소 가스(배기)를 정화하여 외기로 배출하기 위한 장치이다. 배기 장치(30)는, 배기 매니폴드(31)와, 배기관(32)과, 터보 차저(23)의 터빈(23b)과, 배기 바이패스 통로(33)와, 배기 후 처리 장치(34)와, 공연비 센서(215)를 구비한다.
배기 매니폴드(31)는, 복수의 배기 지관과, 집합관을 구비한다. 복수의 배기 지관은 실린더 헤드 측면에 형성되어 있는 각 배기 포트(12)의 개구와 연결된다. 집합관은, 복수의 배기 지관이 1개로 통합된 것이다.
배기관(32)의 일단부는 배기 매니폴드(31)의 집합관에 연결된다. 배기관(32)의 타단부는 개구 단부로 되어 있다. 각 실린더(6)로부터 배기 포트(12)를 통해 배기 매니폴드(31)로 배출된 배기는, 배기관(32)을 흘러 외기로 배출된다.
터빈(23b)은, 터보 차저(23)의 일부를 구성하는 부품이며, 배기관(32)에 설치된다. 터빈(23b)은, 배기의 에너지에 의해 회전되어, 동축 상에 설치된 압축기(23a)를 구동한다.
배기 바이패스 통로(33)는, 터빈(23b)을 우회하도록 터빈(23b)의 상류측의 배기관(32)과 하류측의 배기관(32)에 접속되는 통로이다.
배기 바이패스 통로(33)에는, 웨스트 게이트 밸브(36)가 설치된다. 웨스트 게이트 밸브(36)는, 웨스트 게이트 액추에이터(35)에 의해 구동된다. 웨스트 게이트 밸브(36)는, 배기 바이패스 통로(33)의 통로 단면적을 연속적 또는 단계적으로 조절할 수 있다. 웨스트 게이트 밸브(36)가 개방되면, 배기관(32)을 흐르는 배기의 일부 또는 전부가 배기 바이패스 통로(33)로 유입된다. 그리고, 그 배기는 터빈(23b)을 우회하여 외기로 배출된다. 그로 인해, 웨스트 게이트 밸브(36)의 개방도를 조절함으로써, 터빈(23b)에 유입되는 배기의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 터빈(23b)의 회전 속도를 제어할 수도 있다. 즉, 웨스트 게이트 밸브(36)의 개방도를 조절함으로써, 압축기(23a)에 의해 압축되는 공기의 압력(과급압)을 제어할 수 있다.
배기 후 처리 장치(34)는, 배기관(32)에 있어서, 터빈(23b)보다 하류측에 설치된다. 배기 후 처리 장치(34)는, 배기를 정화한 후, 외기로 배출하기 위한 장치이다. 배기 후 처리 장치는, 유해 물질을 정화하는 각종 촉매(예를 들어, 3원 촉매)를 담지시킨 담체이다.
공연비 센서(215)는, 배기 매니폴드(31)의 집합관에 설치되고, 배기의 공연비를 검출한다.
전자 제어 유닛(200)은, 디지털 컴퓨터로 구성된다. 그리고 전자 제어 유닛(200)은, 쌍방성 버스(201)에 의해 서로 접속된 ROM(리드 온리 메모리)(202), RAM(랜덤 액세스 메모리)(203), CPU(마이크로프로세서)(204), 입력 포트(205) 및 출력 포트(206)를 구비한다.
입력 포트(205)에는, 전술한 상대 위치 센서(211)나 스로틀 센서(212), 에어 플로우 미터(213), 과급압 센서(214), 공연비 센서(215) 등으로부터 출력된 신호가, 대응하는 각 AD 변환기(207)를 통해 입력된다. 또한 입력 포트(205)에는, 부하 센서(217)의 출력 전압이, 대응하는 AD 변환기(207)를 통해 입력된다. 부하 센서(217)는, 액셀러레이터 페달(220)의 답입량(이하 「액셀러레이터 답입량」이라고 함)에 비례한 출력 전압을 발생하고, 그것을 출력하도록 구성된다. 또한 입력 포트(205)에는, 기관 회전 속도 등을 산출하기 위해, 내연 기관 본체 크랭크각 센서(218)로부터의 출력 신호가 입력된다. 크랭크각 센서(218)는, 내연 기관 본체(1)의 크랭크 샤프트(9)가 예를 들어 15°회전할 때마다 출력 펄스를 발생하고, 신호를 출력한다. 이와 같이 입력 포트(205)에는, 내연 기관(100)을 제어하기 위해 필요한 각종 센서의 출력 신호가 입력된다.
출력 포트(206)에는, 각 제어 부품이 전기적으로 접속된다. 각 제어 부품이라 함은, 연료 분사 밸브(17), 점화 플러그(18), 웨스트 게이트 액추에이터(35), 가변 압축비 기구(A), 가변 밸브 타이밍 기구(B) 등이다. 이들 각 제어 부품은, 대응하는 구동 회로(208)를 통해, 출력 포트(206)에 접속된다.
전자 제어 유닛(200)은, 각 제어 부품을 제어하기 위한 제어 신호를 출력 포트(206)로부터 출력한다. 제어 신호는, 입력 포트(205)에 입력된 각종 센서로부터의 출력 신호에 기초하여, 출력된다. 이와 같이 하여 전자 제어 유닛(200)은 내연 기관(100)을 제어한다.
도 2는, 본 실시 형태에 의한 가변 압축비 기구(A)의 분해 사시도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 실린더 블록(2)의 짧은 방향 양 측벽의 하방에는 서로 간격을 둔 복수 개의 돌출부(50)가 형성되어 있다. 복수 개의 돌출부(50)는, 실린더 블록(2)의 길이 방향을 따라 설치되어 있다. 돌출부(50)는, 제1 돌출부의 일례이다. 각 돌출부(50)에는 단면이 원형인 캠 삽입 구멍(51)이 형성되어 있다. 캠 삽입 구멍(51)은 제1 캠 삽입 구멍(51)의 일례이다. 한편, 크랭크 케이스(4)의 상벽면 상에는 서로 간격을 두고 각각 대응하는 돌출부(50)의 사이에 끼워 맞추어지는 복수 개의 돌출부(52)가 형성되어 있다. 이들 각 돌출부(52)에도 각각 단면이 원형인 캠 삽입 구멍(53)이 형성되어 있다. 돌출부(52)는 제2 돌출부의 일례이고, 캠 삽입 구멍(53)은 제2 캠 삽입 구멍의 일례이다.
또한 가변 압축비 기구(A)는, 한 쌍의 캠 샤프트(54, 55)를 구비하고 있다. 각 캠 샤프트(54, 55) 상에는, 원형 캠(58)이 고정되어 있다. 원형 캠(58)은, 소정의 간격을 두고 각 캠 삽입 구멍(53) 내에 회전 가능하게 삽입되도록 구성된다. 이들 원형 캠(58)은 각 캠 샤프트(54, 55)의 회전 축선과 공축을 이룬다. 한편, 각 캠 샤프트(54, 55)의 축 방향에 있어서, 각 원형 캠(58)의 양측에는 편심 축(57)(도 3 참조)이 연장되어 있다. 편심 축(57)은 각 캠 샤프트(54, 55)의 회전 축선에 대해 편심 배치되어 있다. 그리고 이 편심 축(57) 상에는 다른 원형 캠(56)이 편심되어 회전 가능하게 장착되어 있다. 도 2에 도시되는 바와 같이 이들 원형 캠(56)은, 캠 샤프트(54, 55)의 축 방향에 있어서 각 원형 캠(58)의 양측에 배치되어 있고, 이들 원형 캠(56)은 대응하는 각 캠 삽입 구멍(51) 내에 회전 가능하게 삽입되어 있다.
각 캠 샤프트(54, 55)의 일단부에는, 한 쌍의 웜(61, 62)과 웜 휠(63, 64)이 장착되어 있다. 한 쌍의 웜(61, 62)은, 제어 축(60)에 설치된다. 웜 휠(63, 64)은, 웜(61, 62)과 각각 맞물린다. 여기서, 웜(61, 62)은 각각, 제1 웜과 제2 웜의 일례이다. 또한, 웜 휠(63, 64)은 각각, 제1 웜 휠과 제2 웜 휠의 일례이다. 한 쌍의 웜(61, 62)은, 나선 방향이 역방향으로 되어 있다. 나선 방향이 반대이므로, 각 캠 샤프트(54와 55)는 서로 반대 방향으로 회전된다. 제어 축(60)은, 구동 모터(40)에 의해 회전된다. 즉, 구동 모터(40)를 회전시켜 각 캠 샤프트(54, 55)가 각각 반대 방향으로 회전된다. 각 캠 샤프트(54, 55)를 서로 반대 방향으로 회전시킴으로써, 도 3에 도시하는 바와 같이, 피스톤(7)이 압축 상사점에 위치할 때의 연소실(10)의 용적이 변경된다. 캠 샤프트(55)에는 캠 회전 각도 센서(216)가 장착되어 있다. 캠 회전 각도 센서(216)는, 캠 샤프트(55)의 회전 각도를 나타내는 신호를 출력한다. 캠 회전 각도 센서(216)로부터 출력된 신호는, 대응하는 AD 변환기(207)를 통해 전자 제어 유닛(200)에 입력된다. 이하, 도 3을 참조하여 가변 압축비 기구(A)의 동작에 대해 설명한다.
도 3은, 가변 압축비 기구(A)의 동작에 대해 설명하는 도면이다.
도 3의 A는, 가변 압축비 기구(A)에 의해, 피스톤(7)이 압축 상사점에 위치할 때의 연소실(10)의 용적이 최대로 되어 있는 상태의 도면이다. 도 3의 B는, 가변 압축비 기구(A)에 의해, 피스톤(7)이 압축 상사점에 위치할 때의 연소실(10)의 용적이 최대와 최소의 사이로 되어 있는 상태의 도면이다. 도 3의 C는, 가변 압축비 기구(A)에 의해, 피스톤(7)이 압축 상사점에 위치할 때의 연소실(10)의 용적이 최소로 되어 있는 상태의 도면이다.
원형 캠(58)은 각 캠 샤프트(54, 55) 상에 고정되어 있다. 원형 캠(58)은, 도 3의 A에 도시하는 바와 같은 상태로부터 화살표로 나타내어지는 방향으로, 즉, 서로 반대 방향으로 회전된다. 그러면, 편심 축(57)이 서로 이격되는 방향으로 이동한다. 이로 인해, 원형 캠(56)이 캠 삽입 구멍(51) 내에 있어서 원형 캠(58)과는 반대 방향으로 회전한다. 그리고, 도 3의 B에 도시되는 바와 같이 편심 축(57)의 위치가 높은 위치로부터 중간 높이 위치로 된다. 또한 원형 캠(58)을 화살표로 나타내어지는 방향으로 회전시키면, 도 3의 C에 도시되는 바와 같이 편심 축(57)은 가장 낮은 위치로 된다.
또한 도 3의 A, 도 3의 B 및 도 3의 C에는, 각각의 상태에 있어서의 원형 캠(58)의 중심 a와 편심 축(57)의 중심 b와 원형 캠(56)의 중심 c의 위치 관계가 도시되어 있다.
도 3의 A, 도 3의 B, 도 3의 C를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 크랭크 케이스(4)와 실린더 블록(2)의 상대 위치는 원형 캠(58)의 중심 a와 원형 캠(56)의 중심 c의 거리에 의해 정해진다. 원형 캠(58)의 중심 a와 원형 캠(56)의 중심 c의 거리가 커질수록, 실린더 블록(2)은 실린더 블록(2)과 크랭크 케이스(4)의 거리가 커지는 방향으로 이동한다. 즉, 가변 압축비 기구(A)는 회전하는 캠을 사용한 크랭크 기구에 의해 크랭크 케이스(4)와 실린더 블록(2) 사이의 상대 위치를 변화시키고 있다. 실린더 블록(2)이 크랭크 케이스(4)로부터 이격되면, 피스톤(7)이 압축 상사점에 위치할 때의 연소실(10)의 용적은 증대된다. 이와 같이, 각 캠 샤프트(54, 55)를 회전시킴으로써 피스톤(7)이 압축 상사점에 위치할 때의 연소실(10)의 용적을 변경할 수 있다.
도 4는, 흡기 캠 샤프트(15)의 일단부에 설치되어 있는 본 실시 형태에 의한 가변 밸브 타이밍 기구(B)의 개략 구성도이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 가변 밸브 타이밍 기구(B)는, 타이밍 풀리(71)와, 원통 형상 하우징(72)과, 회전 축(73)과, 복수 개의 구획벽(74)과, 베인(75)(복수형)을 구비하고 있다. 또한, 회전 축(73)의 둘레 방향에 있어서, 각 베인(75)의 양측에는 각각 진각용 유압실(76)과 지각용 유압실(77)이 형성되어 있다. 타이밍 풀리(71)는 크랭크 샤프트(9)에 의해 타이밍 벨트를 통해 화살표 방향으로 회전된다. 원통 형상 하우징(72)은, 타이밍 풀리(71)와 함께 회전한다. 회전 축(73)은, 흡기 캠 샤프트(15)와 함께 회전한다. 또한 회전 축(73)은, 원통 형상 하우징(72)에 대해 상대 회전 가능하다. 복수 개의 구획벽(74)은, 원통 형상 하우징(72)의 내주면으로부터 회전 축(73)의 외주면까지 연장된다. 베인(75)은, 각 구획벽(74)의 사이에 회전 축(73)의 외주면으로부터 원통 형상 하우징(72)의 내주면까지 연장된다.
각 유압실(76, 77)에의 작동유의 공급 제어는, 작동유 공급 제어 밸브(78)에 의해 행해진다. 작동유 공급 제어 밸브(78)는, 전자 제어 유닛(200)에 의해 구동된다. 이 작동유 공급 제어 밸브(78)는, 유압 포트(79, 80)와, 공급 포트(82)와, 한 쌍의 드레인 포트(83, 84)와, 스풀 밸브(85)를 구비하고 있다. 유압 포트(79, 80)는, 각 유압실(76, 77)에 각각 연결된다. 유압 펌프(81)로부터 토출된 작동유는, 공급 포트(82)로부터 공급된다. 스풀 밸브(85)는, 각 포트(79, 80, 82, 83, 84) 사이의 연통을 차단하는 제어를 행한다.
흡기 캠 샤프트(15)의 캠의 위상을 진각해야 할 때에는, 도 4에 있어서 스풀 밸브(85)가 우측으로 이동된다. 그리고 공급 포트(82)로부터 공급된 작동유가 유압 포트(79)를 통해 진각용 유압실(76)에 공급된다. 또한 지각용 유압실(77) 내의 작동유가 드레인 포트(84)로부터 배출된다. 이때 회전 축(73)은 원통 형상 하우징(72)에 대해 화살표 방향으로 상대 회전된다.
이에 대해, 흡기 캠 샤프트(15)의 캠의 위상을 지각해야 할 때에는, 도 4에 있어서 스풀 밸브(85)가 좌측으로 이동된다. 그리고 공급 포트(82)로부터 공급된 작동유가 유압 포트(80)를 통해 지각용 유압실(77)에 공급된다. 또한, 진각용 유압실(76) 내의 작동유가 드레인 포트(83)로부터 배출된다. 이때 회전 축(73)은 원통 형상 하우징(72)에 대해 화살표와 반대 방향으로 상대 회전된다.
회전 축(73)이 원통 형상 하우징(72)에 대해 상대 회전되고 있을 때, 스풀 밸브(85)가 도 4에 도시되는 중립 위치로 복귀되면, 회전 축(73)의 상대 회전 동작은 정지된다. 즉, 회전 축(73)은 그때의 상대 회전 위치로 유지된다. 이와 같이 하여, 가변 밸브 타이밍 기구(B)에 의해 흡기 캠 샤프트(15)의 캠의 위상을 원하는 양만큼 진각 또는 지각시킬 수 있다.
도 5는, 가변 밸브 타이밍 기구(B)의 동작에 대해 설명하는 도면이다.
도 5의 실선은, 가변 밸브 타이밍 기구(B)에 의해 흡기 캠 샤프트(15)의 캠의 위상이 가장 진각되어 있을 때를 나타내고 있다. 도 5의 파선은, 흡기 캠 샤프트(15)의 캠의 위상이 가장 지각되어 있을 때를 나타내고 있다. 흡기 밸브(13)의 개방 밸브 기간은 도 5에 있어서 실선으로 나타내는 범위와 파선으로 나타내는 범위 사이에서 임의로 설정할 수 있다. 또한, 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기도 도 5에 있어서 화살표 C로 나타내는 범위 내의 임의의 크랭크각으로 설정할 수 있다.
가변 밸브 타이밍 기구(B)에 의해, 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기는, 흡기 캠 샤프트(15)의 캠의 위상이 가장 진각되어 있을 때의 밸브 폐쇄 시기로부터 흡기 캠 샤프트(15)의 캠의 위상이 가장 지각되어 있을 때의 밸브 폐쇄 시기까지의 임의의 시기로 변경될 수 있다. 이하, 흡기 캠 샤프트(15)의 캠의 위상이 가장 진각되어 있을 때의 밸브 폐쇄 시기를 「진각측 한계 밸브 폐쇄 시기」라고 한다. 또한, 흡기 캠 샤프트(15)의 캠의 위상이 가장 지각되어 있을 때의 밸브 폐쇄 시기를 「지각측 한계 밸브 폐쇄 시기」라고 한다.
또한, 도 1 및 도 4에 도시하는 가변 밸브 타이밍 기구(B)는 일례를 나타내는 것이다. 예를 들어, 흡기 밸브(13)의 밸브 개방 시기를 일정하게 유지한 채 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기만을 바꿀 수 있는 가변 밸브 타이밍 기구 등을 사용할 수도 있다. 또한, 다양한 형식의 가변 밸브 타이밍 기구를 사용할 수 있다.
다음으로, 도 6a 내지 도 6c을 참조하여, 본 명세서에서 사용하는 기계 압축비, 실제 압축비 및 팽창비라고 하는 각 용어의 의미에 대해 설명한다. 또한, 도 6a, 도 6b 및 도 6c에는, 각 용어의 설명을 위해 연소실 용적이 50ml이고 피스톤(7)의 행정 용적이 500ml인 내연 기관 본체(1)가 도시되어 있다. 또한, 이들 도 6a 내지 도 6c에 있어서 연소실 용적이라 함은, 피스톤(7)이 압축 상사점에 위치할 때의 연소실(10)의 용적을 나타내고 있다.
도 6a는 기계 압축비에 대해 설명하는 도면이다.
기계 압축비는, 압축 행정 시의 피스톤(7)의 행정 용적과 연소실 용적으로부터만 기계적으로 정해지는 값이며, (연소실 용적＋행정 용적)/연소실 용적으로 나타내어진다. 도 6a에 도시되는 예에서는, 기계 압축비는 (50ml＋500ml)/50ml＝11이 된다.
도 6b는 실제 압축비에 대해 설명하는 도면이다.
실제 압축비는, 실제로 압축 작용이 개시된 때로부터 피스톤(7)이 상사점에 도달할 때까지의 실제의 피스톤 행정 용적과 연소실 용적으로부터 정해지는 값이며, (연소실 용적＋실제의 행정 용적)/연소실 용적으로 나타내어진다. 즉, 도 6b에 도시되는 바와 같이 압축 행정에 있어서 피스톤(7)이 상승을 개시해도 흡기 밸브(13)가 밸브 개방되어 있는 동안은 압축 작용은 행해지지 않고, 흡기 밸브(13)가 밸브 폐쇄된 때로부터 실제의 압축 작용이 개시된다. 따라서 실제 압축비는 실제의 행정 용적을 사용하여 상기한 바와 같이 나타내어진다. 도 6b에 도시되는 예에서는, 실제 압축비는 (50ml＋450ml)/50ml＝10이 된다.
도 6c는 팽창비에 대해 설명하는 도면이다.
팽창비는, 팽창 행정 시의 피스톤(7)의 행정 용적과 연소실 용적으로부터 정해지는 값이며, (연소실 용적＋행정 용적)/연소실 용적으로 나타내어진다. 도 6c에 도시되는 예에서는, 팽창비는 (50ml＋500ml)/50ml＝11이 된다.
도 7은 이론 열효율과 팽창비의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7에 있어서의 실선은 실제 압축비와 팽창비가 거의 동등한 경우, 즉, 통상의 사이클에 있어서의 이론 열효율의 변화를 나타내고 있다. 이 경우에는 팽창비가 커질수록, 즉, 실제 압축비가 높아질수록, 이론 열효율이 높아지는 것을 알 수 있다. 따라서, 통상의 사이클에 있어서 이론 열효율을 높이기 위해서는 실제 압축비를 높게 하면 되게 된다. 그러나 기관 고부하 운전 시에 있어서의 노킹의 발생의 제약에 의해 실제 압축비는 어느 정도까지밖에 높게 할 수 없다. 이로 인해, 통상의 사이클에 있어서는 이론 열효율을 충분히 높게 할 수는 없다.
상기한 바와 같은 상황하에서 기계 압축비와 실제 압축비를 엄밀하게 구분하면서 이론 열효율을 높이는 것이 검토되었다. 그 결과, 이론 열효율은 팽창비가 지배하는 것을 알 수 있었다. 그리고, 이론 열효율에 대해 실제 압축비는 거의 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다. 즉, 실제 압축비를 높게 하면 폭발력은 높아지지만 압축하기 위해 큰 에너지가 필요해져, 결과적으로 실제 압축비를 높여도 이론 열효율이 거의 높아지지 않는 것을 알 수 있다.
이에 대해, 팽창비를 크게 하면 팽창 행정 시에 피스톤(7)에 대해 압하력이 작용하는 기간이 길어져, 피스톤(7)이 크랭크 샤프트(9)에 회전력을 부여하고 있는 기간이 길어진다. 따라서 팽창비를 크게 할수록 이론 열효율이 높아진다. 도 7의 파선 ε＝10은 실제 압축비를 10으로 고정한 상태에서 팽창비를 높게 하고 있던 경우의 이론 열효율을 나타내고 있다. 이와 같이 실제 압축비 ε를 낮은 값으로 유지한 상태에서 팽창비를 높게 하였을 때의 이론 열효율의 상승량과, 도 7에 실선으로 나타내는 실제 압축비가 팽창비와 함께 증대해 가는 경우의 이론 열효율의 상승량은 큰 차이가 없는 것을 알 수 있다.
이와 같이 실제 압축비가 낮은 값으로 유지되어 있으면 노킹이 발생하는 일이 없고, 따라서 실압축비를 낮은 값으로 유지한 상태에서 팽창비를 높게 하면 노킹의 발생을 저지하면서 이론 열효율을 대폭 높일 수 있다. 그리고 일반적으로, 내연 기관은 기관 부하가 낮을 때일수록 열효율이 나빠지는 경향에 있으므로, 기관 운전 시에 있어서의 열효율을 향상시켜 연비를 향상시키기 위해서는, 기관 부하가 낮을 때의 열효율을 향상시키는 것이 유효하다.
이하, 도 8을 참조하면서, 본 실시 형태에 의한 가변 압축비 기구(A) 및 가변 밸브 타이밍 기구(B)의 기본적인 제어에 대해 설명한다.
도 8은, 내연 기관 본체(1)의 운전 영역을 나타내는 맵이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 내연 기관 본체(1)의 운전 영역이 제1 부하 라인과 제2 부하 라인에 의해 3개의 영역으로 구분되어 있다. 이하의 설명에서는, 편의상, 제1 부하 라인 이하의 영역을 저부하 무과급 영역이라고 한다. 제2 부하 라인 이하의 영역이며 저부하 무과급 영역을 제외한 영역을 중간 부하 무과급 영역이라고 한다. 제2 부하 라인보다 기관 부하가 높은 영역을 고부하 과급 영역이라고 한다.
전자 제어 유닛(200)은, 기관 회전 속도와 액셀러레이터 답입량(기관 부하)에 기초하여 정해지는 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하는 일 없이 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기를 흡기 하사점으로부터 가장 지각시킨 지각측 한계 밸브 폐쇄 시기로 고정하고, 스로틀 밸브(26)에 의해 흡입 공기량을 제어함과 함께, 기계 압축비를 상한 기계 압축비로 고정한다. 또한 상한 기계 압축비라 함은, 연소실 용적이 최소로 되어 있을 때(도 3의 C의 상태)의 기계 압축비이다.
이와 같이 전자 제어 유닛(200)은, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 기계 압축비를 상한 기계 압축비로 고정함으로써 팽창비를 최대 팽창비로 유지하고, 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기를 지각측 한계 밸브 폐쇄 시기로 고정함으로써 실제 압축비를 노킹이나 프리 이그니션이 발생하지 않을 정도의 소정 값(본 실시 형태에서는, 11)으로 유지한다.
도 6a 내지 도 6c에 도시한 내연 기관 본체(1)에 적용한 경우, 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기를 지각측 한계 밸브 폐쇄 시기로 고정함으로써, 예를 들어 실제의 피스톤 행정 용적이 500ml로부터 200ml로 되어 있고, 기계 압축비를 상한 기계 압축비로 고정함으로써, 예를 들어 연소실 용적이 50ml로부터 20ml로 되어 있다. 따라서, 도 6a 내지 도 6c에 도시한 내연 기관 본체(1)에서는, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 실제 압축비가 (20ml＋200ml)/20ml＝11로 되어 있고, 팽창비가 (20ml＋500ml)/20ml＝26으로 되어 있다.
이에 의해 저부하 무과급 영역 내에 있어서는, 실제 압축비를 노킹이 발생하지 않을 정도의 값으로 유지하면서, 팽창비를 최대 팽창비로 유지할 수 있으므로, 노킹의 발생을 억제하면서 이론 열효율을 대폭 높일 수 있다.
그리고 전자 제어 유닛(200)은, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 흡입 공기량이 기관 부하에 따른 목표 흡입 공기량으로 되도록 스로틀 밸브(26)를 제어하고 있다. 구체적으로는, 기관 회전 속도가 일정하다고 하면, 도 8에 나타내는 바와 같이 기관 부하가 제1 부하 라인 상의 X점에 존재할 때 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 되도록, 기관 부하가 높아질수록 스로틀 개방도를 크게 하고 있다. 그로 인해, 기관 부하가 제1 부하 라인보다 높아지면, 이제는 스로틀 밸브(26)에서 흡입 공기량을 제어할 수 없게 된다. 따라서 기관 부하가 제1 부하 라인보다 높아졌을 때에는, 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기를 지각측 한계 밸브 폐쇄 시기로부터 흡기 하사점측으로 진각시킴으로써, 흡입 공기량을 증대시킨다.
즉, 전자 제어 유닛(200)은, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때에는, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하는 일 없이 스로틀 밸브(26)를 완전 개방으로 고정하고, 가변 밸브 타이밍 기구(B)에 따라서 흡입 공기량을 제어함과 함께, 실제 압축비가 소정 값으로 유지되도록 기계 압축비를 상한 기계 압축비로부터 저하시킨다.
구체적으로는, 전자 제어 유닛(200)은, 기관 회전 속도가 일정하다고 하면, 도 8에 나타내는 바와 같이 기관 부하가 제2 부하 라인 상의 Y점에 존재할 때, 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기가 진각측 한계 밸브 폐쇄 시기로 되도록, 기관 부하가 높아질수록 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기를 지각측 한계 밸브 폐쇄 시기로부터 흡기 하사점측으로 진각시킴으로써 흡입 공기량을 증대시킨다. 그리고 전자 제어 유닛(200)은, 실제 압축비가 소정 값으로 유지되도록, 기관 부하가 높아질수록 기계 압축비를 상한 기계 압축비로부터 저하시킨다.
도 6a 내지 도 6c에 도시한 내연 기관 본체(1)에 있어서, 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기를 지각측 한계 밸브 폐쇄 시기로부터 흡기 하사점 측으로 진각시킴으로써, 예를 들어 실제의 피스톤 행정 용적이 500ml로부터 400ml로 되었다고 하면, 실제 압축비를 일정한 11로 유지하기 위해, 전자 제어 유닛(200)은 연소실 용적이 40ml로 되도록 기계 압축비를 저하시킨다.
이와 같이, 중간 부하 무과급 영역 내에 있어서는, 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기가 지각측 한계 밸브 폐쇄 시기와 진각측 한계 밸브 폐쇄 시기 사이의 밸브 폐쇄 시기로 제어되고, 실제 압축비를 소정 값으로 유지하기 위해, 제어된 밸브 폐쇄 시기에 따라서 기계 압축비가 상한 기계 압축비보다 작아진다. 그로 인해, 중간 부하 무과급 영역 내에 있어서는, 팽창비가 최대 팽창비보다 작아지지만, 계속해서 팽창비를 실제 압축비보다 높은 값으로 유지한 상태에서 내연 기관 본체(1)를 운전시킬 수 있다. 따라서, 중간 부하 무과급 영역 내에 있어서도, 노킹의 발생을 억제하면서 이론 열효율을 높일 수 있다. 또한, 중간 부하 무과급 영역에서는 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 고정되어 있으므로, 펌핑 손실을 거의 제로로 할 수 있다.
그리고 기관 부하가 제2 부하 라인보다 높아지면, 이제는 스로틀 밸브(26)에서도 가변 밸브 타이밍 기구(B)에서도 흡입 공기량을 제어할 수 없게 된다. 따라서 기관 부하가 제2 부하 라인보다 높아졌을 때에는, 터보 차저(23)에 의한 과급을 행하여 흡입 공기량을 증대시킨다.
즉, 전자 제어 유닛(200)은, 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때에는, 스로틀 개방도를 완전 개방으로 고정하면서 흡기 밸브(13)의 밸브 폐쇄 시기도 진각측 한계 밸브 폐쇄 시기로 고정하고, 흡입 공기량이 목표 흡입 공기량으로 되도록 터보 차저(23)에 의한 과급압(웨스트 게이트 밸브(36)의 개방도)을 제어함과 함께, 기계 압축비를 하한 기계 압축비로 고정한다. 또한 하한 기계 압축비라 함은, 연소실 용적이 최대로 되어 있을 때(도 3의 A의 상태)의 기계 압축비이다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 가변 압축비 기구(A)와 가변 밸브 타이밍 기구(B)를 협조적으로 제어함으로써, 저부하 무과급 영역 및 중간 부하 무과급 영역에 있어서, 실제 압축비를 노킹이 발생하지 않을 정도의 값으로 유지하면서, 실제 압축비보다 팽창비를 높인 상태에서 내연 기관 본체(1)를 운전시키고 있다.
그로 인해, 기관 운전 영역 중에서, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하는 일 없이 스로틀 밸브(26)를 완전 개방으로 한 상태에서 가변 밸브 타이밍 기구(B)에 의해 흡입 공기량을 제어하는 영역, 즉, 중간 부하 무과급 영역이 차지하는 비율이 높아진다. 그 결과, 도 8에 있어서 파선으로 둘러싸인 비교적 사용 빈도가 높은 운전 영역(저회전, 중회전·저부하, 중간 부하 영역) 내에 중간 부하 무과급 영역이 넓은 범위에서 존재하게 되고, 기관 운전 중에 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하는 일 없이 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 되는 상태가 길게 이어지는 경우가 있다. 이러한 경우, 이하와 같은 문제가 발생할 우려가 있다.
즉, 기관 운전 중에는, 연소실(10) 내로부터 크랭크 케이스(4) 내에 혼합기나 연소 가스(이하, 이들을 통합하여 「블로바이 가스」라고 함)가 누출되는 경우가 있다. 이 블로바이 가스가 크랭크 케이스(4) 내에 저류되어 크랭크 케이스(4) 내의 압력이 상승하면, 피스톤(7)이 상사점으로부터 하사점으로 이동할 때의 큰 저항으로 되어 기관 출력이 저하된다. 또한, 블로바이 가스가 크랭크 케이스(4) 내에 저류되면, 오일 팬(5) 내의 오일을 열화시키는 요인이 된다.
그로 인해 상기한 바와 같은 내연 기관은, 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 흡기 통로에 도입하기 위한 블로바이 가스 환원 장치를 구비하고 있었다. 이 블로바이 가스 환원 장치는, 터보 차저 등의 과급기에 의한 과급을 실시하고 있지 않을 때에는, 스로틀 밸브보다 하류측의 흡기 통로 내에 발생하는 부압을 이용하여, 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 스로틀 밸브보다 하류측의 흡기 통로에 도입할 수 있도록 구성되어 있었다.
또한, 과급기에 의한 과급을 실시하고 있을 때에는, 과급기의 하류측 압력과 상류측 압력의 압력차(하류측 압력＞상류측 압력)를 이용하여, 스로틀 밸브가 완전 개방이라도 과급기의 하류측으로부터 상류측으로 흡기를 복귀시키는 통로 상에 설치된 이젝터에 의해 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 흡인하고, 흡인한 블로바이 가스를 흡기 통로에 도입할 수 있도록 구성되어 있었다.
그러나, 이 블로바이 가스 환원 장치의 구성에서는, 과급기에 의한 과급을 실시하는 일 없이 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는 운전 상태일 때에는, 스로틀 밸브보다 하류측의 흡기 통로 내의 압력이 부압으로 되지 않는다. 그로 인해, 스로틀 밸브보다 하류측의 흡기 통로 내에 발생하는 부압을 이용하여, 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 스로틀 밸브보다 하류측의 흡기 통로에 도입할 수는 없다.
또한, 과급기에 의한 과급도 실시되어 있지 않으므로, 과급기의 상류측 압력과 하류측 압력이 거의 동일해지거나, 또는 압력 손실에 의해 반대로 과급기의 상류측 압력에 대해 하류측 압력이 낮아진다. 그로 인해, 과급기의 하류측으로부터 상류측으로 흡기를 복귀시킬 수 없고, 이젝터에 의해 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 흡인할 수도 없다.
즉, 상기 블로바이 가스 환원 장치의 구성에서는, 과급기에 의한 과급을 실시하는 일 없이 스로틀 밸브를 완전 개방으로 하는 운전 상태일 때에는, 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 흡기 통로에 도입할 수 없어, 크랭크 케이스 내의 환기를 행할 수 없었다. 그로 인해, 기관 출력이 저하되거나, 오일 팬 내의 오일이 열화되거나 할 우려가 있었다. 특히, 본 실시 형태에 의한 내연 기관(100)에서는, 기관 운전 중에 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하는 일 없이 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 된 상태가 길게 이어지는 경우가 있으므로, 이러한 기관 출력의 저하나 오일의 열화가 현저하게 나타날 우려가 있다.
따라서 본 실시 형태에서는, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하는 일 없이 스로틀 밸브(26)를 완전 개방으로 하는 운전 상태라도, 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있도록 블로바이 가스 환원 장치를 구성하였다.
이하, 도 9를 참조하여, 내연 기관(100)이 구비하는 본 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)의 구성에 대해 설명한다. 도 9는, 본 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)의 개략 구성도이다. 또한, 전술한 도 1에서는 블로바이 가스 환원 장치(90)의 도시를 생략하고 있다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 블로바이 가스 환원 장치(90)는, 공기 공급 통로(91)와, 제1 블로바이 가스 통로(92)와, PCV 밸브(93)와, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)와, 이젝터(95)와, 유량 조절 밸브(96)와, 제2 블로바이 가스 통로(97)를 구비한다.
공기 공급 통로(91)는, 압축기(23a)보다 상류측의 흡기 통로와, 크랭크 케이스(4) 내에 연통되는 통로이며, 흡기 통로를 흐르는 공기(신기)를 크랭크 케이스(4) 내에 도입하기 위한 통로이다. 본 실시 형태에서는, 공기 공급 통로(91)는 일단부가 압축기(23a)보다 상류측의 흡기관(22)에 접속되고, 타단부가 실린더 헤드(3)에 접속되어 있다. 또한, 공기 공급 통로(91)의 타단부는, 실린더 헤드(3)의 내부 공간을 통해 크랭크 케이스(4) 내와 연통되어 있다.
제1 블로바이 가스 통로(92)는, 크랭크 케이스(4) 내와, 스로틀 밸브(26)보다 하류측의 흡기 통로에 연통되는 통로이며, 스로틀 밸브(26)보다 하류측의 흡기 통로 내에서 발생하는 부압을 이용하여, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 흡기 통로에 도입하기 위한 통로이다. 본 실시 형태에서는, 제1 블로바이 가스 통로(92)는, 일단부가 오일 세퍼레이터(92a)를 통해 크랭크 케이스(4)에 접속되고, 타단부가 서지 탱크(25a)에 접속되어 있다.
PCV 밸브(93)는, 제1 블로바이 가스 통로(92)에 설치된다. PCV 밸브(93)는, 크랭크 케이스(4) 내의 압력과, 서지 탱크(25a) 내의 압력의 압력차에 의해 그 개방도가 변화되는 압력 작동 밸브이다. 구체적으로는, PCV 밸브(93)는, 서지 탱크(25a) 내의 부압이 클 때(스로틀 개방도가 작을 때)에는 작을 때와 비교하여, PCV 밸브(93)를 통과할 수 있는 블로바이 가스 유량이 적어지도록 구성되어 있다. 그리고, 크랭크 케이스(4) 내의 압력이 서지 탱크(25a) 내의 압력 이하일 때에는 완전 폐쇄로 되도록 구성되어 있다.
블로바이 가스용 바이패스 통로(94)는, 압축기(23a)와 인터쿨러(24) 사이의 흡기 통로와, 인터쿨러(24)보다 하류측의 흡기 통로에 연통되는 통로이다. 본 실시 형태에서는, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)는, 일단부가 압축기(23a)와 인터쿨러(24) 사이의 흡기관(22)에 접속되고, 타단부가 인터쿨러(24)와 스로틀 밸브(26) 사이의 흡기관(22)에 접속되어 있다.
이젝터(95)는, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 설치된다. 이젝터(95)는, 유체 유입구(95a)와, 유체 유출구(95b)와, 유체 흡인구(95c)를 갖고 있고, 유체 유입구(95a)로부터 유체 유출구(95b)를 향해 유체가 흐르면, 유체 흡인구(95c)로부터 다른 유체를 흡인할 수 있도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 도 10의 이젝터(95)의 단면도에 도시되는 바와 같이, 이젝터(95)는, 유체 유입구(95a) 측에 형성된 노즐(951)과, 유체 유출구(95b) 측에 형성된 디퓨저(952)와, 노즐(951)과 디퓨저(952) 사이에 형성되어 유체 흡인구(95c)와 연통되어 있는 감압실(953)을 그 내부에 구비한다.
유체 유입구(95a)로부터 이젝터(95)의 내부에 유체(본 실시 형태에서는, 공기)가 유입되면, 이 유체는 노즐(951)에 의해 압축되어 유속이 증대되고, 노즐 분출 구멍(951a)으로부터 디퓨저(952)를 향해 분사된다. 이에 의해, 벤츄리 효과에 의해 감압실(953)에 부압이 발생하고, 이 부압에 의해 유체 흡인구(95c)로부터 다른 유체(본 실시 형태에서는, 블로바이 가스)가 흡인된다. 노즐 분출 구멍(951a)으로부터 분사된 유체, 및 유체 흡인구(95c)로부터 흡인된 유체는, 디퓨저(952)에서 혼합되어 유체 유출구(95b)로부터 유출된다. 유체 흡인구(95c)로부터 흡인되는 유체의 유량은, 유체 유입구(95a)로부터 이젝터(95)의 내부에 유입되는 유체의 유량이 많아질수록 많아진다.
그리고 본 실시 형태에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이 이젝터(95)의 유체 유입구(95a)가 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 일단부 측(인터쿨러(24)의 상류측)에 접속되고, 유체 유출구(95b)가 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 타단부 측(인터쿨러(24)의 하류측)에 접속되어 있다. 그리고 유체 흡인구(95c)에, 제2 블로바이 가스 통로(97)의 타단부가 접속되어 있다. 따라서 본 실시 형태에서는, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 일단부 측으로부터 타단부 측을 향해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 공기가 흘렀을 때, 이젝터(95)에 의해 제2 블로바이 가스 통로(97)를 통해 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 흡인할 수 있도록 되어 있다.
유량 조절 밸브(96)는, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 설치된다. 본 실시 형태에서는 이젝터(95)의 유체 유입구(95a)에 접속되어 있는 측의 블로바이 가스용 바이패스 통로(94a)에 유량 조절 밸브(96)를 설치하고 있지만, 이젝터(95)의 유체 유출구(95b)에 접속되어 있는 측의 블로바이 가스용 바이패스 통로(94b)에 설치해도 된다. 유량 조절 밸브(96)는, 그 개방도가 전자 제어 유닛(200)에 의해 조절되고, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 통로 단면적을 연속적 또는 단계적으로 변화시킨다. 전자 제어 유닛(200)에 의해 유량 조절 밸브(96)의 개방도를 조절함으로써, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 일단부 측 흡기관(22), 즉, 압축기(23a)와 인터쿨러(24) 사이의 흡기관(22)으로부터 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 유입되는 공기의 유량(블로바이 가스용 바이패스 통로(94)를 흐르는 공기의 유량)이 제어된다.
제2 블로바이 가스 통로(97)는, 크랭크 케이스(4) 내와, 이젝터(95)의 감압실(953)에 연통되는 통로이며, 본 실시 형태에서는 일단부가 오일 세퍼레이터(97a)를 통해 크랭크 케이스(4)에 접속되고, 타단부가 이젝터(95)의 유체 흡인구(95c)에 접속되어 있다.
계속해서 도 9를 참조하여, 본 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)의 동작에 대해 설명한다.
먼저, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때의 블로바이 가스 환원 장치(90)의 동작에 대해 설명한다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 압축기(23a)보다 상류측의 흡기 통로 내의 압력을 P1, 압축기(23a)와 인터쿨러(24) 사이의 흡기 통로 내의 압력을 P2, 인터쿨러(24)와 스로틀 밸브(26) 사이의 흡기 통로 내의 압력을 P3, 스로틀 밸브(26)보다 하류측의 흡기 통로 내의 압력을 P4로 하면, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 각 흡기 통로 내의 압력의 대소 관계는, P1＝P2＞P3＞＞P4가 된다. 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때, P1＝P2가 되는 것은, 터보 차저(23)에 의한 과급이 실시되어 있지 않기 때문이며, P1 및 P2는 각각 대기압 상당의 값이 된다. P2＞P3이 되는 것은, 인터쿨러(24)의 압력 손실에 의한 것이다. P3＞＞P4가 되는 것은, 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 되어 있지 않고, 서지 탱크(25a) 내의 압력(스로틀 밸브(26)보다 하류측의 흡기 통로 내의 압력 P4)이 부압으로 되어 있기 때문이다.
이와 같이 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 되어 있지 않으므로, 서지 탱크(25a) 내의 압력(스로틀 밸브(26)보다 하류측의 흡기 통로 내의 압력 P4)이 부압이 된다. 그로 인해, 크랭크 케이스(4) 내의 압력이 서지 탱크(25a) 내의 압력보다 높아져 PCV 밸브(93)가 개방되고, 서지 탱크(25a) 내의 부압에 의해, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스가 제1 블로바이 가스 통로(92)를 통해 서지 탱크(25a)에 흡인된다.
그리고, 예를 들어 크랭크 케이스(4) 내로부터 제1 블로바이 가스 통로(92)를 통해 서지 탱크(25a)에 흡인되는 블로바이 가스의 유량이, 연소실(10)로부터 크랭크 케이스(4) 내에 누출되는 블로바이 가스의 유량보다 많아져, 크랭크 케이스(4) 내가 부압이 되면, 공기 공급 통로(91)를 통해 크랭크 케이스(4) 내에 공기(신기)가 공급된다. 크랭크 케이스(4) 내에 공급된 공기는, 크랭크 케이스(4) 내를 환기하면서 블로바이 가스와 함께 제1 블로바이 가스 통로(92)를 통해 서지 탱크(25a)에 흡인된다.
이와 같이 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 서지 탱크(25a) 내가 부압이 되므로, 제1 블로바이 가스 통로(92)를 통해 블로바이 가스를 흡기 통로에 도입하여, 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다. 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때의 유량 조절 밸브(96)의 제어에 대해서는, 이하의 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때의 블로바이 가스 환원 장치(90)의 동작에 대한 설명시에 함께 설명한다.
다음으로, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때의 블로바이 가스 환원 장치(90)의 동작에 대해 설명한다. 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때에는, 전술한 각 흡기 통로 내의 압력의 대소 관계는, P1＝P2＞P3＝P4가 된다. 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때, P1＝P2가 되는 것은, 터보 차저(23)에 의한 과급이 실시되어 있지 않기 때문이며, P1 및 P2는 각각 대기압 상당의 값이 된다. P2＞P3이 되는 것은, 인터쿨러(24)의 압력 손실에 의한 것이다. P3＝P4가 되는 것은, 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 되어 있기 때문이다.
이와 같이 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때에는, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하는 일 없이 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 되어 있으므로, 서지 탱크(25a) 내에는 거의 부압이 발생하지 않는다. 그로 인해, 제1 블로바이 가스 통로(92)를 통해 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 서지 탱크(25a)에 흡인할 수 없다.
따라서 전자 제어 유닛(200)은, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때에는, 유량 조절 밸브(96)를 미리 설정된 목표 개방도까지 개방한다. 목표 개방도는, 완전 폐쇄 이외의 개방도 중에서 적절하게 설정할 수 있고, 본 실시 형태에서는 완전 개방으로 하고 있다.
압축기(23a)와 인터쿨러(24) 사이의 흡기 통로 내의 압력 P2와, 인터쿨러(24)와 스로틀 밸브(26) 사이의 흡기 통로 내의 압력 P3을 비교하면, 과급의 유무 및 스로틀 개방도에 관계없이, 인터쿨러(24)의 압력 손실에 의해, 항상 압축기(23a)와 인터쿨러(24) 사이의 흡기 통로 내의 압력 P2의 쪽이, 인터쿨러(24)와 스로틀 밸브(26) 사이의 흡기 통로 내의 압력 P3보다 높아진다.
그로 인해, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 양단부 사이에는, 항상 압력차(일단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P2＞타단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P3)가 발생하고 있으므로, 유량 조절 밸브(96)를 개방함으로써, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 일단부 측으로부터 타단부 측을 향해 공기를 흘릴 수 있다. 그 결과, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스가 이젝터(95)에 의해 흡인되고, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)를 통해 인터쿨러(24)와 스로틀 밸브(26) 사이의 흡기 통로에 도입된다.
그리고, 예를 들어 크랭크 케이스(4) 내로부터 이젝터(95)에 의해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 흡인되는 블로바이 가스의 유량이, 연소실(10)로부터 크랭크 케이스(4) 내에 누출되는 블로바이 가스의 유량보다 많아져, 크랭크 케이스(4) 내가 부압이 되면, 공기 공급 통로(91)를 통해 크랭크 케이스(4) 내에 공기(신기)가 공급된다. 크랭크 케이스(4) 내에 공급된 공기는, 크랭크 케이스(4) 내를 환기하면서 블로바이 가스와 함께 이젝터(95)에 의해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 흡인된다.
이와 같이 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때에는, 유량 조절 밸브(96)를 개방함으로써 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 이젝터(95)에 의해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 흡인할 수 있으므로, 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다.
여기서, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에도, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때와 마찬가지로, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 양단부 사이에는 압력차(일단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P2＞타단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P3)가 발생하고 있다. 따라서, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에 유량 조절 밸브(96)를 개방하면, 제1 블로바이 가스 통로(92) 및 제2 블로바이 가스 통로(97)의 양쪽으로부터 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 흡인하여 흡기 통로에 도입하여, 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다.
한편, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 유량 조절 밸브(96)를 완전 폐쇄로 하고 있어도, 전술한 바와 같이 제1 블로바이 가스 통로(92)로부터 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 흡인하여 흡기 통로에 도입하여 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다. 따라서, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 유량 조절 밸브(96)를 개방하고 있어도 되고, 완전 폐쇄로 하고 있어도 된다. 본 실시 형태에서는, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 유량 조절 밸브(96)를 완전 개방으로 하고 있다.
마지막으로, 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때의 블로바이 가스 환원 장치(90)의 동작에 대해 설명한다. 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때에는, 전술한 각 흡기 통로 내의 압력의 대소 관계는, P1＜＜P2, 또한 P2＞P3＝P4가 된다. 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때, P1＜＜P2가 되는 것은, 터보 차저(23)에 의한 과급이 실시되어 있기 때문이며, P1은 대기압 상당의 값이 되고, P2는 과급압 상당의 값이 된다. P2＞P3이 되는 것은, 인터쿨러(24)의 압력 손실에 의한 것이다. P3＝P4가 되는 것은, 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 되어 있기 때문이다.
기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때, 즉 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하여 스로틀 밸브(26)를 완전 개방으로 하고 있을 때에는, 서지 탱크(25a) 내가 부압으로 되지 않는다. 그로 인해, 제1 블로바이 가스 통로(92)를 통해 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 서지 탱크(25a)에 흡인할 수 없다.
한편, 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때에도, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 양단부 사이에는 압력차(일단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P2＞타단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P3)가 발생하고 있다. 따라서, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때와 마찬가지로 유량 조절 밸브(96)를 개방하면, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 이젝터(95)에 의해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 흡인할 수 있으므로, 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다.
그러나, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하고 있을 때에는, 압축기(23a)로부터 토출되는 공기의 온도가 고온으로 되어 있다. 그로 인해, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 필요 이상으로 공기를 흘리면, 각 실린더(6)에 흡입된 공기 중, 인터쿨러(24)를 경유하지 않고 각 실린더(6)에 흡입된 고온의 공기의 비율이 높아진다. 그 결과, 충전 효율이 저하됨과 함께, 노킹이 발생할 우려가 있다.
따라서, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하고 있을 때에는, 연소실(10) 내로부터 크랭크 케이스(4) 내에 누출된 블로바이 가스의 유량 분만큼을 이젝터(95)에 의해 흡인할 수 있도록, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 유입되는 공기의 유량을 제어하는 것이 바람직하다.
따라서 전자 제어 유닛(200)은, 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때에는, 이젝터(95)에 의해 흡인되는 블로바이 가스의 유량이, 기관 운전 상태에 따른 목표 유량으로 되도록 유량 조절 밸브(96)의 개방도를 제어한다.
구체적으로는 전자 제어 유닛(200)은, 도 11의 맵을 참조하여, 기관 운전 상태에 기초하여, 이젝터(95)에 의해 흡인해야 할 블로바이 가스의 목표 유량을 산출한다. 그리고 전자 제어 유닛(200)은, 목표 유량에 기초하여 유량 조절 밸브(96)의 목표 개방도를 설정하고, 당해 목표 개방도로 되도록 유량 조절 밸브(96)의 개방도를 제어한다. 이젝터(95)는, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 흐르는 공기의 유량이 많아질수록 유체 흡인구(95c)로부터 흡인하는 블로바이 가스의 유량이 많아지는 특성을 갖고 있다. 그리고, 인터쿨러(24)의 압력 손실은, 기본적으로 기관 운전 상태(과급압)에 관계없이 대략 일정하고, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 양단부 사이의 압력차도 대략 일정하므로, 본 실시 형태에서는 목표 유량이 커질수록 목표 개방도도 커지도록 하고 있다. 또한, 기관 운전 상태에 기초하여, 유량 조절 밸브(96)의 목표 개방도를 직접 설정하도록 해도 된다.
이와 같이 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때에는, 기관 운전 상태에 따른 목표 유량으로 되도록 유량 조절 밸브(96)의 개방도를 제어함으로써, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 이젝터(95)에 의해 흡인하여 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행하면서, 충전 효율의 저하 및 노킹의 발생을 억제할 수 있다.
또한 유량 조절 밸브(96)는, 기본적으로 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때의 충전 효율의 저하 및 노킹의 발생을 억제하기 위해 설치되어 있으므로, 이들을 허용할 수 있는 것이면 반드시 설치할 필요는 없다. 즉, 유량 조절 밸브(96)는 충전 효율의 저하 및 노킹의 발생을 허용할 수 있는 것이면, 각 운전 영역에서 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행하기 위해 반드시 필요한 것은 아니다.
이상 설명한 본 실시 형태에 의한 내연 기관(100)은, 내연 기관 본체(1)와, 내연 기관 본체(1)의 흡기 통로에 배치되는 압축기(과급기)(23a)와, 압축기(23a)보다 흡기 흐름 방향 하류측의 흡기 통로에 배치되는 인터쿨러(24)와, 내연 기관 본체(1)의 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 흡기 통로에 도입하기 위한 블로바이 가스 환원 장치(90)를 구비한다.
그리고 블로바이 가스 환원 장치(90)가, 흡기 통로의 제1 위치와 제2 위치를 접속하는 블로바이 가스용 바이패스 통로(바이패스 통로)(94)와, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 배치되고, 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 공기가 흘렀을 때, 유체 흡인구(95c)로부터 블로바이 가스를 흡인하는 이젝터(95)와, 크랭크 케이스(4)와 이젝터(95)의 유체 흡인구(95c)를 접속하는 제2 블로바이 가스 통로(블로바이 가스 통로)(97)를 구비하고, 제1 위치가 압축기(23a)와 인터쿨러(24)의 사이로 되도록 구성되고, 제2 위치가 인터쿨러(24)의 하류측으로 되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제2 위치가, 인터쿨러(24)와 당해 인터쿨러(24)보다 흡기 흐름 방향 하류측의 흡기 통로에 배치되는 스로틀 밸브(26)의 사이로 되도록 구성되어 있다.
압축기(23a)와 인터쿨러(24) 사이의 흡기 통로 내의 압력 P2와, 인터쿨러(24)와 스로틀 밸브(26) 사이의 흡기 통로 내의 압력 P3을 비교하면, 과급의 유무 및 스로틀 개방도에 관계없이, 인터쿨러(24)의 압력 손실에 의해, 압축기(23a)와 인터쿨러(24) 사이의 흡기 통로 내의 압력의 쪽이, 인터쿨러(24)의 하류측으로 되는 인터쿨러(24)와 스로틀 밸브(26) 사이의 흡기 통로 내의 압력보다 높아진다. 즉, 과급의 유무 및 스로틀 개방도에 관계없이, 인터쿨러(24)의 압력 손실에 의해, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 양단부 사이에는 압력차(제1 위치 측의 흡기 통로 내의 압력 P2＞제2 위치 측의 흡기 통로 내의 압력 P3)가 발생한다.
그로 인해, 상기한 바와 같이 블로바이 가스 환원 장치(90)를 구성하면, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때, 즉 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하지 않고 스로틀 밸브(26)를 완전 개방으로 하고 있을 때라도, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 양단부 사이에 발생하는 압력차에 의해, 흡기 통로의 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 공기를 흘릴 수 있다. 따라서, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 설치된 이젝터(95)에 의해 흡인할 수 있으므로, 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다.
또한, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역 및 고부하 과급 영역에 있을 때에도, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 양단부 사이에 발생하는 압력차에 의해, 흡기 통로의 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 공기를 흘릴 수 있다. 따라서, 상기한 바와 같이 블로바이 가스 환원 장치(90)를 구성하면, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역 및 고부하 과급 영역에 있을 때에도, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 설치된 이젝터(95)에 의해 흡인할 수 있으므로, 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다.
또한 본 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)는, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 배치되어 당해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)로 유입되는 공기의 유량을 조절하는 유량 조절 밸브(96)를 더 구비하고 있다. 그리고 본 실시 형태에 의한 내연 기관(100)은, 기관 운전 상태에 기초하여 유량 조절 밸브(96)의 개방도를 제어하는 전자 제어 유닛(제어 장치)(200)을 더 구비하고 있다.
이젝터(95)가 크랭크 케이스(4) 내로부터 흡인하는 블로바이 가스의 유량은, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 유입되는 공기의 유량에 따라서 변화된다. 따라서, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 유량 조절 밸브(96)를 배치하고, 기관 운전 상태에 기초하여 당해 유량 조절 밸브(96)의 개방도를 제어함으로써, 이젝터(95)에 의해 흡인하는 블로바이 가스의 유량을 기관 운전 상태에 따라서 자유롭게 조절할 수 있다.
특히 본 실시 형태에 의한 전자 제어 유닛(200)은, 기관 운전 상태가, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하여 스로틀 밸브(26)의 개방도를 완전 개방으로 하는 운전 상태일 때에는, 이젝터(95)에 의해 흡인되는 블로바이 가스의 유량이, 기관 운전 상태에 따른 목표 유량으로 되도록 유량 조절 밸브(96)의 개방도를 제어하도록 구성되어 있다. 또한 이젝터(95)는, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 유입되는 공기의 유량이 많아질수록 유체 흡인구(95c)로부터 흡인하는 블로바이 가스의 유량이 많아지는 특성을 갖고 있으므로, 본 실시 형태에 의한 전자 제어 유닛(200)은, 목표 유량이 커질수록 유량 조절 밸브(96)의 개방도를 크게 하도록 구성되어 있다.
이에 의해, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하고 있어 압축기(23a)로부터 토출되는 공기의 온도가 고온으로 되어 있을 때, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 필요 이상으로 공기가 유입되는 것을 억제할 수 있다. 그로 인해, 인터쿨러(24)를 경유하지 않고 각 실린더(6)에 흡입되는 공기량을 최저한으로 억제할 수 있으므로, 충전 효율의 저하 및 노킹이 발생을 억제할 수 있다.
또한 전자 제어 유닛(200)은, 기관 운전 상태가, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하지 않고 스로틀 밸브(26)의 개방도를 완전 개방으로 하는 운전 상태일 때에는, 유량 조절 밸브(96)를 개방하도록 구성되어 있다.
이에 의해, 블로바이용 바이패스 통로(94)에 유량 조절 밸브(96)를 설치한 경우라도, 터보 차저(23)에 의한 과급을 실시하지 않고 스로틀 밸브(26)의 개방도를 완전 개방으로 하는 운전 상태일 때, 확실하게 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 이젝터(95)에 의해 흡인하여 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다.
다음으로, 도 12를 참조하여, 제2 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)에 대해 설명한다. 이하, 제1 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 12는, 내연 기관(100)이 구비하는 제2 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)의 개략 구성도이다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)는, 제1 블로바이 가스 통로(92)를 구비하지 않고, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 타단부를 서지 탱크(25a)에 접속하고 있는 점이, 제1 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)와 다르다. 본 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)의 구성은, 이들 차이점 이외에는 제1 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)의 구성과 마찬가지이다.
계속해서 도 12를 참조하여, 본 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)의 동작에 대해 설명한다.
먼저, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때의 본 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)의 동작에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 있어서도, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때의 전술한 각 흡기 통로 내의 압력의 대소 관계는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 P1＝P2＞P3＞＞P4가 된다.
기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때, 즉, 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 되어 있지 않을 때에는, 서지 탱크(25a) 내의 압력(스로틀 밸브(26)보다 하류측의 흡기 통로 내의 압력 P4)이 부압이 된다. 그로 인해, 기관 운전점이 저부하 무과급 영역에 있을 때에는, 유량 조절 밸브(96)의 개방도에 관계없이, 서지 탱크(25a) 내의 부압에 의해, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를, 제2 블로바이 가스 통로(97), 이젝터(95) 및 블로바이 가스용 바이패스 통로(94b)를 통해 서지 탱크(25a)에 흡인하여, 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다.
즉, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 타단부를 서지 탱크(25a)에 접속함으로써, 제2 블로바이 가스 통로(97), 이젝터(95) 및 블로바이 가스용 바이패스 통로(94b)가 제1 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)의 제1 블로바이 가스 통로(92)와 마찬가지의 기능을 행한다. 그로 인해, 제1 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)와 같이, 제1 블로바이 가스 통로(92)를 설치할 필요가 없어, 블로바이 가스 환원 장치(90)의 구성의 간략화를 도모할 수 있음과 함께, 비용을 저감시킬 수 있다.
다음으로, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때의 블로바이 가스 환원 장치(90)의 동작에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 있어서도, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때의 전술한 각 흡기 통로 내의 압력의 대소 관계는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 P1＝P2＞P3＝P4가 된다. 그리고 이 관계로부터 명백한 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서 제2 블로바이 가스 통로(97)의 타단부가 접속되어 있던 인터쿨러(24)와 스로틀 밸브(26) 사이의 흡기 통로 내의 압력 P3과, 본 실시 형태에 있어서 제2 블로바이 가스 통로(97)의 타단부가 접속되어 있는 스로틀 밸브(26)보다 하류측의 흡기 통로(서지 탱크(25a)) 내의 압력 P4는 일치하고 있다.
따라서 본 실시 형태에 있어서도, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때에는, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 양단부 사이에 제1 실시 형태와 마찬가지의 압력차(일단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P2＞타단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P4)가 발생하고 있다. 그로 인해 본 실시 형태에 있어서도, 기관 운전점이 중간 부하 무과급 영역에 있을 때에는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 유량 조절 밸브(96)를 미리 정해진 목표 개방도까지 개방하도록 하고 있다. 이에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
마지막으로, 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때의 블로바이 가스 환원 장치(90)의 동작에 대해 설명한다.
본 실시 형태에 있어서도, 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때의 전술한 각 흡기 통로 내의 압력의 대소 관계는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 P1＜＜P2, 또한 P2＞P3＝P4가 된다. 그리고 이 관계로부터 명백한 바와 같이, 제1 실시 형태에 있어서 제2 블로바이 가스 통로(97)의 타단부가 접속되어 있던 인터쿨러(24)와 스로틀 밸브(26) 사이의 흡기 통로 내의 압력 P3과, 본 실시 형태에 있어서 제2 블로바이 가스 통로(97)의 타단부가 접속되어 있는 스로틀 밸브(26)보다 하류측의 흡기 통로(서지 탱크(25a)) 내의 압력 P4는 일치하고 있다.
따라서 본 실시 형태에 있어서도, 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때에는, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)의 양단부 사이에 제1 실시 형태와 마찬가지의 압력차(일단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P2＞타단부 측의 흡기 통로 내의 압력 P4)가 발생하고 있다. 그로 인해 본 실시 형태에 있어서도, 기관 운전점이 고부하 과급 영역에 있을 때에는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 기관 운전 상태에 따른 목표 유량으로 되도록 유량 조절 밸브(96)의 개방도를 제어하도록 하고 있다. 이에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 본 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)는, 흡기 통로의 제1 위치와 제2 위치를 접속하는 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)와, 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 배치되고, 제1 위치로부터 제2 위치를 향해 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)에 공기가 흘렀을 때, 유체 흡인구(95c)로부터 블로바이 가스를 흡인하는 이젝터(95)와, 크랭크 케이스(4)와 이젝터(95)의 유체 흡인구(95c)를 접속하는 제2 블로바이 가스 통로(97)를 구비하고, 제1 위치가 압축기(23a)와 인터쿨러(24) 사이로 되도록 구성되고, 제2 위치가 인터쿨러(24)의 하류측으로 되도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제2 위치가, 인터쿨러(24)보다 흡기 흐름 방향 하류측의 흡기 통로에 배치되는 스로틀 밸브(26)의 하류측으로 되도록 구성되어 있다.
이에 의해, 스로틀 밸브(26)가 완전 개방으로 되어 있지 않은 운전 상태일 때에는, 스로틀 밸브(26)보다 하류측의 흡기 통로 내에서 발생하는 부압에 의해, 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를, 제2 블로바이 가스 통로(97), 이젝터(95) 및 블로바이 가스용 바이패스 통로(94)를 통해 서지 탱크(25a)에 흡인하여, 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다. 그로 인해, 제1 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)와 같이, 제1 블로바이 가스 통로(92)를 설치할 필요가 없어, 블로바이 가스 환원 장치(90)의 구성의 간략화를 도모할 수 있음과 함께, 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 이 이외의 효과는, 제1 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)에 의해 얻어지는 효과와 마찬가지이다.
이상, 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 적용예의 일부를 나타낸 것에 불과하며, 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
상기한 각 실시 형태에 의한 블로바이 가스 환원 장치(90)는, 가변 압축비 기구(A) 및 가변 밸브 타이밍 기구(B)를 구비하고, 중간 부하 무과급 영역이 특히 넓어지는 내연 기관(100)에 적합하지만, 전술한 바와 같이, 저부하 무과급 영역, 중간 부하 무과급 영역 및 고부하 과급 영역의 각 운전 영역에서 크랭크 케이스(4) 내의 블로바이 가스를 흡기 통로에 흡인하여 크랭크 케이스(4) 내의 환기를 행할 수 있다. 따라서, 중간 부하 무과급 영역을 갖지 않는(또는 좁은) 내연 기관에 적용할 수도 있다. 그로 인해, 가변 압축비 기구(A) 및 가변 밸브 타이밍 기구(B) 모두를 구비하지 않는 내연 기관에 적용할 수도 있고, 어느 한쪽을 구비하는 내연 기관에 적용할 수도 있다.

Claims (7)

  1. 내연 기관(100)이며,
    기관 본체(1)와,
    상기 기관 본체(1)의 흡기 통로에 배치되는 과급기(23)와,
    상기 흡기 통로에 있어서 상기 과급기(23)보다 흡기 흐름 방향 하류측에 배치되는 인터쿨러(24)와,
    상기 기관 본체(1)의 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 상기 흡기 통로에 도입하도록 구성된 블로바이 가스 환원 장치(90)를 포함하고,
    상기 블로바이 가스 환원 장치(90)는, 바이패스 통로(94)와, 이젝터(95)와, 블로바이 가스 통로를 포함하고,
    상기 바이패스 통로(94)는 상기 흡기 통로의 제1 위치와 제2 위치를 접속하고,
    상기 이젝터(95)는 상기 바이패스 통로(94)에 배치되고,
    상기 이젝터(95)는 유체 흡인구(95c)를 포함하고,
    상기 이젝터(95)는 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치를 향해 당해 바이패스 통로(94)에 공기가 흘렀을 때, 상기 유체 흡인구(95c)로부터 블로바이 가스를 흡인하도록 구성되고,
    상기 블로바이 가스 통로는 상기 크랭크 케이스와 상기 유체 흡인구(95c)를 접속하도록 구성되고,
    상기 제1 위치는 상기 과급기(23)와 상기 인터쿨러(24)의 사이이고,
    상기 제2 위치는 상기 인터쿨러(24)의 하류측인 것을 특징으로 하는, 내연 기관.
  2. 제1항에 있어서,
    스로틀 밸브(26)를 더 포함하고,
    상기 스로틀 밸브(26)는 상기 흡기 통로에 있어서, 상기 인터쿨러(24)보다 흡기 흐름 방향 하류측에 배치되고,
    상기 제2 위치가 상기 스로틀 밸브(26)의 하류측인 것을 특징으로 하는, 내연 기관.
  3. 엔진 시스템이며,
    기관 본체(1)와, 과급기(23)와, 인터쿨러(24)와, 블로바이 가스 환원 장치(90)와, 전자 제어 유닛(200)을 포함하는 내연 기관(100)을 포함하고,
    상기 과급기(23)는 상기 기관 본체(1)의 흡기 통로에 배치되고,
    상기 인터쿨러(24)는 상기 흡기 통로에 있어서 상기 과급기(23)보다 흡기 흐름 방향 하류측에 배치되고,
    상기 블로바이 가스 환원 장치(90)는 상기 기관 본체(1)의 크랭크 케이스 내의 블로바이 가스를 상기 흡기 통로에 도입하도록 구성되고,
    상기 블로바이 가스 환원 장치(90)는, 바이패스 통로(94)와, 이젝터(95)와, 블로바이 가스 통로와, 유량 조절 밸브를 포함하고,
    상기 바이패스 통로(94)는 상기 흡기 통로의 제1 위치와 제2 위치를 접속하고,
    상기 이젝터(95)는 상기 바이패스 통로(94)에 배치되고,
    상기 이젝터(95)는 유체 흡인구(95c)를 포함하고,
    상기 이젝터(95)는 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치를 향해 당해 바이패스 통로(94)에 공기가 흘렀을 때, 상기 유체 흡인구(95c)로부터 블로바이 가스를 흡인하도록 구성되고,
    상기 블로바이 가스 통로는 상기 크랭크 케이스와 상기 유체 흡인구(95c)를 접속하도록 구성되고,
    상기 유량 조절 밸브는 상기 바이패스 통로(94)에 배치되고,
    상기 유량 조절 밸브는 상기 바이패스 통로(94)에 유입되는 공기의 유량을 조절하고,
    상기 제1 위치는 상기 과급기(23)와 상기 인터쿨러(24)의 사이이고,
    상기 제2 위치는 상기 인터쿨러(24)의 하류측이고,
    상기 전자 제어 유닛(200)은 기관 운전 상태에 기초하여 상기 유량 조절 밸브의 개방도를 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 엔진 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내연 기관(100)은 스로틀 밸브(26)를 더 포함하고,
    상기 전자 제어 유닛(200)은, 내연 기관이 제1 운전 상태에 있을 때, 상기 이젝터(95)에 의해 흡인되는 블로바이 가스의 유량이 내연 기관 운전 상태에 따른 목표 유량으로 되도록 상기 유량 조절 밸브의 개방도를 제어하도록 구성되고,
    상기 제1 운전 상태는,
    상기 과급기(23)에 의한 과급이 실시되는 것과,
    상기 스로틀 밸브(26)의 개방도가 완전 개방으로 되는 것의 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는, 엔진 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바이패스 통로(94)에 유입되는 공기의 유량이 많아질수록, 상기 이젝터(95)가 상기 유체 흡인구(95c)로부터 흡인하는 블로바이 가스의 유량은 많아지고,
    상기 전자 제어 유닛(200)은, 상기 목표 유량이 클수록 상기 유량 조절 밸브의 개방도를 크게 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 엔진 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 내연 기관(100)은 스로틀 밸브(26)를 더 포함하고,
    상기 전자 제어 유닛(200)은,
    내연 기관이 제2 운전 상태에 있을 때, 상기 유량 조절 밸브를 개방하도록 구성되고,
    상기 제2 운전 상태는,
    상기 과급기(23)에 의한 과급이 실시되지 않는 것과,
    상기 스로틀 밸브(26)의 개방도가 완전 개방으로 되는 것의 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는, 엔진 시스템.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛(200)은,
    내연 기관이 제2 운전 상태에 있을 때, 상기 유량 조절 밸브를 개방하도록 구성되고,
    상기 제2 운전 상태는,
    상기 과급기(23)에 의한 과급이 실시되지 않는 것과,
    상기 스로틀 밸브(26)의 개방도가 완전 개방으로 되는 것의 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는, 엔진 시스템.
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