WO2012095953A1 - 内燃機関のｐｃｖシステム - Google Patents

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WO2012095953A1
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combustion engine
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path
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武志 北山
直幸 早川
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • This invention relates to a PCV system (positive crankcase ventilation system) for an internal combustion engine.
  • the PCV system for an internal combustion engine having a communication passage that connects a crankcase of the internal combustion engine and an intake passage of the internal combustion engine.
  • the PCV system includes a communication passage (first communication passage) that communicates a crankcase of an internal combustion engine and a compressor downstream portion of a turbocharger in an intake passage of the internal combustion engine, a crankcase of the internal combustion engine, and the internal combustion engine.
  • a communication passage (second communication passage) that communicates with the upstream portion of the compressor of the turbocharger in the intake passage.
  • the conventional PCV system introduces fresh air into the crankcase through the first communication passage during supercharging by the supercharger, and causes the blow-by gas in the crankcase to be second. It is possible to scavenge into the intake passage through the communication passage. With such a configuration capable of introducing fresh air, it is possible to smoothly ventilate the blow-by gas in the crankcase during supercharging by the supercharger, and to prevent oil deterioration.
  • blow-by gas flow rate The amount of oil removed by blow-by gas
  • PCV flow rate the amount of oil removed by blow-by gas
  • the PCV flow rate is relatively increased, and the oil removal amount tends to increase accordingly. If the oil inflow into the cylinder is excessively increased, preignition may be caused.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a PCV system for an internal combustion engine that can suppress the occurrence of pre-ignition caused by the inflow of oil into the cylinder. To do.
  • a first invention is a PCV system for an internal combustion engine, A PCV path through which a crankcase of the internal combustion engine and an intake passage of the internal combustion engine are communicated, and through which the blow-by gas of the crankcase flows; A bypass passage connected in parallel with the PCV path; A valve that is provided between the PCV path and the bypass passage, and changes a flow path of the blow-by gas between the PCV path and the bypass passage; A separator provided in the bypass passage; Control means for controlling the valve so that the blow-by gas can flow into the bypass passage when the internal combustion engine is operated in a predetermined high load range; It is characterized by providing.
  • the second invention is the first invention, wherein Pressure detecting means for detecting the pressure inside the crankcase;
  • the control means is When the valve is controlled so that the blow-by gas flows to the bypass passage, the blow-by gas can flow into the PCV passage side when the pressure detected by the pressure detection means is a predetermined value or more.
  • the control means includes rich means for enriching the air-fuel ratio of the internal combustion engine when the control is performed by the bypass amount reducing means.
  • the control means includes Means for determining whether the load of the internal combustion engine is equal to or greater than a predetermined load based on a sensor output value related to the load of the internal combustion engine; Means for determining whether or not the engine speed of the internal combustion engine is in a predetermined low speed range; When the internal combustion engine is operated at the predetermined load or higher and the engine rotational speed is in the low rotational speed range, the internal combustion engine is operated at the predetermined high load range through the bypass passage.
  • Means for controlling the valve to increase the amount of blow-by gas flowing through It is characterized by including.
  • the apparatus further includes a check valve provided at a portion where the PCV path and the bypass path are connected in a direction in which blow-by gas flows into the bypass path.
  • the internal combustion engine includes a supercharger
  • the supercharger includes a compressor provided in the middle of the intake passage
  • the PCV path communicates the crankcase of the internal combustion engine and the upstream portion of the compressor in the intake passage of the internal combustion engine, further, A gas passage for communicating the head cover of the internal combustion engine and the upstream portion of the intake passage of the internal combustion engine;
  • An open / close valve for opening and closing the gas passage;
  • Control means for closing the on-off valve when the control means controls the valve so that the blow-by gas flows to the bypass passage; It is characterized by providing.
  • the internal combustion engine includes a supercharger
  • the supercharger includes a compressor provided in the middle of the intake passage
  • the PCV path communicates the crankcase of the internal combustion engine and the upstream portion of the compressor in the intake passage of the internal combustion engine, further, A naturally-aspirated PCV path, which is a path that connects the downstream portion of the compressor of the internal combustion engine and the crankcase of the internal combustion engine;
  • a PCV valve provided in the natural intake PCV path; It is characterized by providing.
  • the predetermined high load region is a result of the oil taken away from the crankcase of the internal combustion engine in accordance with the flow of blow-by gas through the PCV path increasing according to the load of the internal combustion engine.
  • the load region is high enough to cause pre-ignition by flowing into the cylinder of the internal combustion engine.
  • the blow-by gas when the internal combustion engine is operated in a predetermined high load region, the blow-by gas is guided to a path (that is, a bypass path) including a separator and having a relatively high pressure loss. Can do.
  • the PCV flow rate can be reduced and the oil removal amount can be reduced on the high load region side, which is the region where the PCV flow rate tends to increase and the in-cylinder oil inflow amount tends to increase.
  • the pre-ignition suppression effect can be obtained by increasing the fuel injection amount instead of being prevented from using the bypass passage with high pressure loss.
  • the fourth aspect of the invention it is possible to accurately determine whether or not the internal combustion engine is operating in the pre-ignition generation region, and it is possible to accurately suppress pre-ignition caused by in-cylinder oil inflow.
  • the check valve can function so that the flow of blow-by gas passes to the bypass passage side including the separator, and can function to close the passage against the reverse flow.
  • the bypass passage according to the first invention in the configuration in which fresh air can be introduced through the gas passage when blow-by gas flows through the intake passage through the PCV route at the time of supercharging, the bypass passage according to the first invention is provided. This gas path can be closed when the blow-by gas is introduced.
  • the flow of blow-by gas to the upstream portion of the compressor of the supercharger is reduced. It can be controlled appropriately.
  • the region where the pre-ignition occurs is accurately set as the predetermined high load region, and when the internal combustion engine is operated in this pre-ignition generation region, A bypass passage having a high pressure loss can be used.
  • pre-ignition can be suppressed with higher accuracy.
  • the pre-ignition occurrence region is accurately set, even if the internal combustion engine is in a certain high load region, it is not necessary from the viewpoint of suppressing pre-ignition caused by in-cylinder oil inflow. Further, it is possible to take a measure not to introduce blow-by gas to the bypass passage side.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a PCV system (positive crankcase ventilation system) of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention. It is a figure for demonstrating operation
  • FIG. [Configuration of Embodiment 1] 1 is a diagram showing a configuration of a PCV system (positive crankcase ventilation system) of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
  • the PCV system according to the first embodiment is suitably used for a vehicle internal combustion engine.
  • the PCV system according to the first embodiment is applied to the internal combustion engine 10.
  • the internal combustion engine 10 includes a head cover 12, a cylinder head, a cylinder block, a crankcase, and an oil pan. Inside, a piston and a crankshaft are provided.
  • the internal combustion engine 10 according to the first embodiment is a supercharged internal combustion engine, and specifically includes a turbocharger 26 as a supercharger.
  • the internal combustion engine 10 may be a multi-cylinder internal combustion engine commonly used in automobile internal combustion engines, and the number of cylinders and the method thereof are not limited.
  • the intake manifold 20 communicates with the intake port of the cylinder head in the internal combustion engine 10.
  • the intake manifold 20 communicates with the intercooler 24.
  • a throttle valve 22 is provided between them.
  • the upstream of the intercooler 24 communicates with the intake passage upstream portion 28 via the compressor 27 of the turbocharger 26.
  • the intake passage upstream portion 28 is connected to the air cleaner 30.
  • the fresh air introduction path 16 is provided with a valve 14 for switching between opening and closing. By opening the valve 14, it is possible to create a state in which fresh air can be introduced into the head cover 12 (and in the crankcase leading to it) via the fresh air introduction path 16. Since fresh air can be introduced in this way, the scavenging of blow-by gas in the crankcase of the internal combustion engine 10 (that is, ventilation in the crankcase) can be performed smoothly.
  • the PCV path 40 which is a passage of blow-by gas is connected to the crankcase of the internal combustion engine 10.
  • the PCV path 40 communicates the crankcase of the internal combustion engine 10 with the intake passage upstream portion 28.
  • a separator 44 is interposed between the PCV path 40 and the crankcase of the internal combustion engine 10.
  • a check valve 42 is provided in the PCV path 40.
  • the PCV path 40 functions as a PCV flow path during supercharging. The direction in which blow-by gas flows during supercharging is indicated by the arrow “PCV path (supercharging)” in FIG. 1.
  • the bypass passage 72 is connected in parallel to the PCV path 40.
  • a separator 74 is provided in the bypass passage 72.
  • a path switching valve 70 is provided at a connection portion between the PCV path 40 and the bypass path 72.
  • the PCV system of the internal combustion engine according to the first embodiment includes another PCV path 46 in addition to the PCV path 40.
  • the intake manifold 20 and the PCV path 40 communicate with each other via the PCV path 46.
  • a PCV valve 50 is provided in the PCV path 46.
  • the PCV path 46 functions as a PCV flow path at the time of NA (Natural Aspiration).
  • the PCV system according to the first embodiment is controlled by an ECU (Electronic Control Unit) 60.
  • the ECU 60 is connected to the path switching valve 70 and can issue a control signal for controlling the opening / closing direction of the path switching valve 70 (the direction in which blow-by gas flows).
  • the internal combustion engine 10 includes an exhaust gas sensor such as an air flow meter, an intake pressure sensor, a crank angle sensor, a throttle opening sensor, an engine speed sensor, an engine water temperature sensor, and an air-fuel ratio sensor. It is assumed that various sensors relating to the operation of the internal combustion engine, such as an accelerator position sensor, are appropriately provided according to the specific configuration of the internal combustion engine 10.
  • the ECU 60 is connected to such various sensors (not shown) to detect the operating state of the engine (engine speed, load, etc.), and various devices (specifically, fuel injection valves, , Variable valve lift timing mechanism, etc.) and the actuators are operated.
  • the ECU 60 processes signals from each sensor provided in the internal combustion engine 10 and reflects the processing result in the operation of each actuator.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the PCV system for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
  • the PCV flow rate is relatively increased, and the oil removal amount tends to be increased accordingly. If the oil removal amount is considerably large, the in-cylinder inflow oil amount increases to the extent that pre-ignition due to the in-cylinder oil inflow occurs.
  • pre-ignition generation area a certain area in the low rotation / high load area is defined. This is shown in FIG.
  • the path switching valve 70 is controlled so that blow-by gas flows through the bypass passage 72 in the pre-ignition generation region.
  • the path pressure loss increases, the PCV flow rate decreases, and the separator 74 having a high collection rate can be passed.
  • the amount of oil taken away can be reduced, and the occurrence of pre-ignition due to in-cylinder oil inflow can be suppressed.
  • the path switching valve 70 is switched as described above, in order to prevent the blow-by gas from flowing back in the fresh air introduction path 16, the fresh air introduction path 16 is shut off. 14 will be closed.
  • the path switching valve 70 is controlled so as to close the bypass passage 72 in the operation region other than the above-described pre-gage generation region.
  • the PCV path 40 in the operation region other than the pre-ignition generation region, scavenging in the crankcase of the internal combustion engine 10 can be performed, the NOx concentration can be reduced, and oil deterioration can be suppressed.
  • FIG. 3 is a flowchart of a routine executed by ECU 60 in the first embodiment of the present invention.
  • the ECU 60 executes a process for detecting the engine speed (step S100).
  • the engine speed may be detected by the ECU 60 based on a sensor output value of an engine speed sensor (not shown).
  • the ECU 60 executes a process of determining whether or not the rotational speed detected in step S100 is below a predetermined threshold (S102).
  • a predetermined threshold As schematically shown in FIG. 2, in-cylinder inflow oil increases that cause pre-ignition in a low rotation / high load region where the PCV flow rate increases. Therefore, in the first embodiment, first, it is determined whether or not the engine speed belongs to the low speed range by comparison with a predetermined first threshold value. If the determination result is No in this step, the PCV route is held in the normal route (that is, the route of only the PCV route 40 not through the bypass passage 72) (step S104), and then this routine is finished. To do.
  • step S106 the ECU 60 subsequently executes a process for detecting the intake pipe pressure.
  • the pressure in the intake passage of the internal combustion engine 10 is detected based on the output value of an intake pressure sensor or the like (not shown).
  • the ECU 60 executes a process for determining whether or not the value of the intake pipe pressure detected in step S106 exceeds a predetermined threshold value (S108).
  • a predetermined threshold value As schematically shown in FIG. 2, in-cylinder inflow oil increases that cause pre-ignition in a low rotation / high load region where the PCV flow rate increases. Therefore, in the first embodiment, by comparing the predetermined second threshold value with the intake pipe pressure, the internal combustion engine is operated in a high load range that belongs to the pre-ignition generation area based on the magnitude of the intake pipe pressure. It was decided whether or not the engine 10 was operating. If the determination result in this step is No, the PCV route is held as a normal route (that is, only the PCV route 40 not through the bypass passage 72) (step S110), and then the current routine ends. To do.
  • step S108 the ECU 60 executes a control process for switching the path switching valve 70 so as to introduce blow-by gas into the bypass passage 72 having the separator 74 (step S112).
  • step S112 the blow-by gas path is changed to the separator 74 side. can do.
  • blow-by gas can be guided to a path including the separator 74 that has a relatively high pressure loss. .
  • the PCV flow rate can be reduced and the oil removal amount can be reduced on the high load region side where the PCV flow rate tends to increase.
  • preignition caused by in-cylinder oil inflow occurs. Can be suppressed.
  • the PCV path 40 is provided in the “PCV path” in the first invention
  • the bypass passage 72 is provided in the “bypass path” in the first invention
  • the path switching valve 70 is provided in the “bypass passage” in the first invention.
  • the separator 74 corresponds to the “valve” in the first invention, and corresponds to the “separator” in the first invention.
  • the “control means” according to the first aspect of the present invention is implemented when the ECU 60 executes the processing of the flowchart of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing a modification of the PCV system of the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, and shows a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the present modification.
  • step S126 the intake air amount of the internal combustion engine 10 is detected based on the output value of a sensor such as an air flow meter (not shown).
  • the ECU 60 executes a process of determining whether or not the intake air amount detected in step S126 exceeds a predetermined threshold (S128). If the determination result is No in this step, the PCV route is the normal route (that is, only the PCV route 40 not passing through the bypass passage 72) as in step S110 in the specific processing of the first embodiment described above. The routine of this time is terminated.
  • step S128 the ECU 60 introduces the blow-by gas into the bypass passage 72 having the separator 74, as in step S112 in the specific process of the first embodiment described above. Then, a control process for switching the path switching valve 70 is executed (step S112).
  • FIG. 5 is a view showing a modification of the PCV system for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention, and shows a flowchart of a routine executed by the ECU 60 in the present modification.
  • step S136 the opening of the throttle valve 22 is acquired based on the output value of a throttle opening sensor (not shown).
  • the ECU 60 executes a process of determining whether or not the throttle opening detected in step S136 exceeds a predetermined threshold value (S138). If the determination result is No in this step, the PCV route is the normal route (that is, only the PCV route 40 not passing through the bypass passage 72) as in step S110 in the specific processing of the first embodiment described above. The routine of this time is terminated.
  • step S138 determines whether the determination result in step S138 is Yes. If the determination result in step S138 is Yes, the ECU 60 introduces blow-by gas into the bypass passage 72 having the separator 74, as in step S112 in the specific processing of the first embodiment described above. Then, a control process for switching the path switching valve 70 is executed (step S112).
  • the engine speed and the intake pipe pressure are respectively compared with predetermined threshold values, so that the operating range of the internal combustion engine 10 is changed to the pre-ignition generation range. Judging whether it belongs or not.
  • the present invention is not limited to this.
  • the boundary between the pre-ignition generation regions may be a shape including a curve instead of a simple rectangle in the diagram in which the torque and the engine speed are orthogonal coordinate axes.
  • a function may be created that outputs the result of determination of whether or not the pre-gage generation area belongs, with the engine speed and engine load (intake pipe pressure, intake air amount, throttle opening, etc.) as two input values. May be realized by using a map or the like.
  • the threshold for determining the engine speed and the threshold for determining the load may be appropriately corrected so as to reflect the change in the boundary of the pre-ignition generation region as illustrated in FIG. Thereby, you may make it determine more accurately whether it belongs to a pule generation
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a modified example of the PCV system for the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention.
  • an integral valve in which a function of a check valve is added to the path switching valve 70 is provided at a connection portion between the PCV path 40 and the bypass path 72.
  • the illustrated directions of the PCV path 40 and the bypass path 72 are different between FIGS. 6 and 1.
  • a check valve 170, a spring 172, and a solenoid valve 174 are provided.
  • the ECU 60 is connected to the electromagnetic valve 174 and can control the opening and closing of the electromagnetic valve 174.
  • the control content of the electromagnetic valve 174 may be the same as the processing for switching the path switching valve 70 in FIGS. 3, 4 and 5 (steps S104, S110, S112) described above.
  • the blow-by gas path may be switched between the normal path and the separator 74 side path according to the determination result.
  • FIG. 1 showing the configuration of the first embodiment described above
  • the configuration of the PCV system of the internal combustion engine according to the first embodiment is shown in parallel with the PCV path 40 in a portion where the bypass path 72 is somewhat downstream of the PCV path 40. Shown schematically to connect.
  • the present invention is not limited to this, and the position where the bypass passage 72 and the PCV path 40 are connected (that is, the position where the bypass passage 72 branches, and hence the position where the path switching valve 70 is attached) is shown in FIG.
  • the side closer to the internal combustion engine 10 crankcase side
  • the PCV passage 40 and the bypass passage 72 are arranged in parallel so that each communicates the crankcase and the intake passage upstream portion 28, and each is provided with a valve, and one of these two is selectively opened. Also good.
  • Such a configuration is also a configuration in which the PCV path 40 and the bypass passage 72 are connected in parallel. Therefore, the “PCV path” and the “bypass path connected in parallel to the PCV path” in the first invention are used. include.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a PCV system for an internal combustion engine according to the second embodiment of the present invention.
  • the configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the pressure sensor 90 for detecting the pressure in the crankcase of the internal combustion engine 10 is provided and the check valve 42 is not provided in the PCV path 40. It is the same as the configuration of However, you may provide the check valve 42 with respect to the PCV system of the internal combustion engine concerning Embodiment 2 as needed.
  • an arrow 80 indicates the flow of blow-by gas during NA in the PCV system of the internal combustion engine according to the present embodiment.
  • arrows 82, 84 and 86 in FIG. 6 indicate the flow of blow-by gas during supercharging in the PCV system of the internal combustion engine according to the present embodiment.
  • the arrow 84 indicates the flow of blow-by gas at the normal time (in the case where it is not the pre-ignition generation region), and the arrow 86 indicates the flow of blow-by gas at the pre-generation region Yes.
  • the direction in which the air flows from the intake passage upstream portion 28 to the head cover 12 is the normal direction both during NA and during supercharging.
  • the PCV system according to the first embodiment it is possible to switch the PCV path to the separator 74 side in the pre-gage generation area and close the fresh air introduction path 16.
  • the pressure loss on the bypass passage 72 side is high, so the pressure in the crankcase of the internal combustion engine 10 increases. If the crankcase pressure is excessive, oil leakage may occur from the oil seal portion. Therefore, in the PCV system of the internal combustion engine according to the second embodiment, the blow-by gas flow path is returned to the PCV path 40 as necessary to avoid a high crankcase pressure, resulting in a high pressure loss. We decided to refrain from using the bypass passage 72.
  • FIG. 8 is a flowchart of a routine executed by the ECU in the second embodiment of the present invention.
  • the ECU 60 executes a process of determining whether or not the operating region of the internal combustion engine 10 belongs to the pre-ignition generation region (also referred to as “pre-ignition generation region belonging determination”) (step S200).
  • the pre-ignition generation region belonging determination also referred to as “pre-ignition generation region belonging determination”.
  • the path switching valve is closed so as to close the bypass passage 72 as described in the “operation of the first embodiment”. 70 is controlled.
  • step S200 If the determination result in step S200 is Yes, the blow-by gas path is switched to the bypass path 72, and the valve 14 is closed so as to block the fresh air introduction path 16. In response to this, the blow-by gas follows the paths indicated by arrows 82 and 86 in FIG. As a result, a function similar to that realized by the PCV system of the internal combustion engine according to the first embodiment, that is, when the internal combustion engine 10 is in a high load region that belongs to the pre-ignition generation region, In the PCV system of the internal combustion engine according to the second embodiment, the function that can guide the blow-by gas to the path where the pressure loss is increased is realized in the same manner.
  • step S204 the ECU 60 executes a determination process for increasing the crankcase pressure.
  • the value of the internal pressure of the crankcase of the internal combustion engine 10 is detected based on the output value of the pressure sensor 90, and then, whether the detected pressure value exceeds a predetermined threshold value. It is determined whether or not.
  • step S210 processing for increasing the fuel injection amount is executed (step S210).
  • step S210 processing for increasing the fuel injection amount is executed (step S210).
  • the flow path of the blowby gas can be returned to the PCV path so as to avoid the crankcase pressure from becoming too high, and the use of the bypass path, which is a high pressure loss, can be avoided.
  • step S210 A / F enrichment is performed simultaneously with the switching of the blow-by gas path. This A / F enrichment reduces the in-cylinder temperature, thereby suppressing the occurrence of pre-ignition.
  • pre-ignition suppression is achieved by A / F enrichment (specifically, an increase in fuel injection amount in the second embodiment) instead of being prevented from using the bypass passage with high pressure loss. You can enjoy the effect.
  • step S212 the ECU 60 executes a process of determining whether or not the operation area of the internal combustion engine 10 has departed from the pre-ignition generation area (step S212).
  • this step for example, as in the determination in step S200 described above, a determination is made as to whether or not the pre-gage generation area belongs for the engine speed range and the load range. Thereby, after performing A / F enrichment, it can be confirmed that there has been a departure from the pre-ignition generation region due to a change in the operation region of the internal combustion engine 10 or the like. If the determination result in step S212 is No, the ECU 60 repeats the determination process of S212 (for example, at regular intervals) until the determination result of S212 becomes Yes.
  • step S214 the ECU 60 executes a process for returning the A / F (step S214).
  • the ECU 60 ends the A / F enrichment control performed in step S210 described above, and resumes the normal air-fuel ratio control performed before the processing of S210.
  • the A / F enrichment that has been performed for the suppression of the pre-ignition can be terminated immediately. Thereafter, the current routine ends.
  • step S204 determines whether or not the operating region of the internal combustion engine 10 has departed from the pre-ignition generation region while the ECU 60 maintains the state where the blow-by gas is introduced into the bypass passage 72 . Is executed (step S206).
  • the specific processing content in this step can be the same as that in step S212.
  • the ECU 60 repeatedly executes the determination process in S206 (for example, at regular intervals) until the determination result in S212 becomes Yes.
  • step S206 the ECU 60 executes control processing for switching the path switching valve 70 so as to return the blow-by gas path from the bypass path 72 side to the PCV path 40 side (step S208). ).
  • the blowby gas introduction route can be quickly returned to the normal route when there is no possibility of the occurrence of pre-ignition after leaving the pre-ignition generation region.
  • the fresh air introduction path 16 may be opened by opening the valve 14 and switching to the shut-off state when the bypass passage 72 starts to be used. Thereafter, the current routine ends.
  • the blow-by gas distribution path is returned to the PCV path 40 as necessary so as to avoid the crankcase pressure from becoming too high during use of the bypass path 72, which is a path of high pressure loss. Therefore, the use of the bypass passage 72 having a high pressure loss can be avoided. Further, instead of using the bypass passage 72, it is possible to suppress pre-ignition by A / F enrichment.
  • the processing is branched into the processing after step S210 and the processing after step S206 according to the result of the crankcase pressure increase determination in step S204.
  • the present invention is not limited only to such specific processing.
  • the process may be returned to step S204.
  • step S204 is performed again, and depending on the determination result (that is, whether the crankcase internal pressure exceeds a predetermined threshold value) S210 And the process branches to either S206. In this way, the determination regarding the increase in the crankcase pressure may be repeated.
  • the pressure sensor 90 corresponds to the “pressure detection means” in the second aspect of the invention, and the ECU 60 executes the processes of steps S204 and S210 described above.
  • the “bypass control means” in the second invention is realized.
  • the “riching means” according to the third aspect of the present invention is implemented when the ECU 60 executes the process of step S210.

Abstract

　筒内へのオイル流入に起因するプレイグニッションの発生を抑制することができる内燃機関のＰＣＶシステムを提供する。　プレイグ発生領域では、バイパス通路７２を介してブローバイガスが流れるように、経路切換バルブ７０を制御する。これにより、経路圧損が増加し、ＰＣＶ流量が減少し、かつ高い捕集率のセパレータ７４を通過させることができる。その結果、オイル持ち去り量を低減することができ、筒内オイル流入に起因するプレイグニッションの発生を抑制することができる。

Description

内燃機関のＰＣＶシステム
　この発明は、内燃機関のＰＣＶシステム（positive crankcase ventilation system）に関する。
　従来、例えば、特開２００９－２９３４６４号公報に開示されているように、内燃機関のクランクケースと当該内燃機関の吸気通路とを連通させた連絡通路を有する内燃機関のＰＣＶシステムが知られている。この公報にかかるＰＣＶシステムは、具体的には、過給機付内燃機関に対して適用されている。このＰＣＶシステムは、内燃機関のクランクケースと当該内燃機関の吸気通路における過給機のコンプレッサ下流部とを連通させる連絡通路（第１の連絡通路）と、内燃機関のクランクケースと当該内燃機関の吸気通路における過給機のコンプレッサ上流部とを連通させる連絡通路（第２の連絡通路）と、を備えている。
　このような構成において、上記従来のＰＣＶシステムは、過給機による過給時に、第１の連絡通路を介してクランクケース内に新気を導入して、該クランクケース内のブローバイガスを第２の連絡通路を介して吸気通路内に掃気することができる。このような新気の導入が可能な構成により、過給機による過給時にクランクケース内のブローバイガスを円滑に換気することが図られ、オイル劣化を防止することが図られている。
特開２００９－２９３４６４号公報 特開２０１０－０９６０２９号公報 特開２０１０－０９０８６９号公報 特開２０１０－０８４７４２号公報 特開２００９－２３５９５８号公報
　上記のごとくクランクケースと吸気通路とを連通させる通路を備えるＰＣＶシステムにおいて、ブローバイガスがクランクケースから吸気通路に流れる際には、クランクケース内に溜まったオイルの一部がブローバイガスによって持ち去られる。ブローバイガスにより持ち去られたオイルは、吸気通路に戻った後、吸気通路を通じて気筒内へ流入する。
　ブローバイガスにより持ち去られるオイルの量（オイル持ち去り量）は、クランクケースから吸気通路へとブローバイガスを吸気通路に戻る量（ブローバイガス流量、ＰＣＶ流量）が多いほど、多くなる傾向にある。特に、高負荷運転領域においては、ＰＣＶ流量が相対的に多くなり、これに応じてオイル持ち去り量も多くなりやすい。このような気筒内へのオイル流入が過度に増えると、プレイグニッションを引き起こすおそれがある。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、筒内へのオイル流入に起因するプレイグニッションの発生を抑制することができる内燃機関のＰＣＶシステムを提供することを目的とする。
　第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関のＰＣＶシステムであって、
　内燃機関のクランクケースと当該内燃機関の吸気通路とを連通させ、前記クランクケースのブローバイガスを流通させるＰＣＶ経路と、
　前記ＰＣＶ経路と並列に接続するバイパス通路と、
　前記ＰＣＶ経路と前記バイパス通路の間に設けられ、前記ＰＣＶ経路と前記バイパス通路との間で前記ブローバイガスの流通経路を変更するバルブと、
　前記バイパス通路に設けられたセパレータと、
　前記内燃機関が所定の高負荷域で運転されるときに、前記ブローバイガスが前記バイパス通路に流入可能となるように前記バルブを制御する制御手段と、
　を備えることを特徴とする。
　また、第２の発明は、第１の発明において、
　前記クランクケースの内部の圧力を検出する圧力検出手段を有し、
　前記制御手段が、
　前記ブローバイガスが前記バイパス通路へと流れるように前記バルブが制御されている場合において、前記圧力検出手段で検出した前記圧力が所定値以上のときは、前記ブローバイガスが前記ＰＣＶ経路側に流入可能となるように前記バルブの制御をするバイパス制御手段を、
　を含むことを特徴とする。
　第３の発明によれば、第２の発明において、
　前記制御手段が、前記バイパス量低減手段による前記制御をする場合に前記内燃機関の空燃比をリッチ化するリッチ化手段を、含むことを特徴とする。
　第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれか１つにおいて、
　前記制御手段は、
　前記内燃機関の負荷に関連するセンサ出力値に基づいて、前記内燃機関の負荷が所定負荷以上であるか否かを判定する手段と、
　前記内燃機関のエンジン回転数が所定の低回転数域にあるか否かを判定する手段と、
　前記内燃機関が前記所定負荷以上で運転されかつ前記エンジン回転数が前記低回転数域にある場合に、前記内燃機関が前記所定の高負荷域で運転されているものとして、前記バイパス通路を介して流れる前記ブローバイガスの量を増加するように前記バルブを制御する手段と、
　を含むことを特徴とする。
　第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれか１つにおいて、
　ブローバイガスを前記バイパス通路へと流入させる向きに、前記ＰＣＶ経路と前記バイパス通路との接続する部位に設けられたチェックバルブを、さらに備えることを特徴とする。
　第６の発明は、第１乃至第５の発明のいずれか１つにおいて、
　前記内燃機関は、過給機を備え、
　前記過給機は、前記吸気通路の途中に設けられたコンプレッサを含み、
　前記ＰＣＶ経路は、前記内燃機関の前記クランクケースと、当該内燃機関の前記吸気通路における前記コンプレッサの上流部とを連通させ、
　さらに、
　前記内燃機関のヘッドカバーと当該内燃機関の前記吸気通路の前記上流部とを連通させるガス通路と、
　前記ガス通路を開閉する開閉バルブと、
　前記ブローバイガスが前記バイパス通路へと流れるように前記制御手段が前記バルブを制御するときに、前記開閉バルブを閉じる制御手段と、
　を備えることを特徴とする。
　第７の発明は、第１乃至第６の発明のいずれか１つにおいて、
　前記内燃機関は、過給機を備え、
　前記過給機は、前記吸気通路の途中に設けられたコンプレッサを含み、
　前記ＰＣＶ経路は、前記内燃機関の前記クランクケースと、当該内燃機関の前記吸気通路における前記コンプレッサの上流部とを連通させ、
　さらに、
　前記内燃機関の前記コンプレッサの下流部と前記内燃機関の前記クランクケースとを連通させる経路である自然吸気時ＰＣＶ経路と、
　前記自然吸気時ＰＣＶ経路に設けられたＰＣＶバルブと、
　を備えることを特徴とする。
　第８の発明は、第１乃至第７の発明のいずれか１つにおいて、
　前記所定の高負荷域は、前記ＰＣＶ経路を介したブローバイガスの流れに伴って前記内燃機関の前記クランクケース内から持ち去られるオイルが前記内燃機関の負荷に応じて増大した結果、当該オイルが前記内燃機関の気筒内に流入することにより、プレイグニッションが生ずる程度に高い負荷域であることを特徴とする。
　第１の発明によれば、所定の高負荷域で内燃機関が運転されるときに、セパレータを含む相対的に圧力損失が高くされた経路（つまり、バイパス通路）へと、ブローバイガスを導くことができる。これにより、ＰＣＶ流量が多くなり易く、筒内オイル流入量が多くなり易い領域である、高負荷域の側において、ＰＣＶ流量を少なく抑えてオイル持ち去り量を低減できる。その結果、筒内オイル流入に起因するプレイグニッションが発生することを抑制することができる。
　第２の発明によれば、第１の発明によるＰＣＶ流量低減の結果クランクケース内が過度に高圧力化して弊害が生ずるおそれがあることに鑑み、この弊害を避けるように、ブローバイガスの流通経路をＰＣＶ経路に戻して、高圧力損失であるバイパス通路の利用を控えることができる。
　第３の発明によれば、プレイグニッション抑制効果を、高圧力損失のバイパス通路の利用を控えることで享受できなくなった代わりに、燃料噴射量の増量によって得ることができる。
　第４の発明によれば、内燃機関がプレイグ発生領域で運転されているか否かの判定を精度良く行うことができ、筒内オイル流入起因のプレイグニッションの抑制を精度良く行うことができる。
　第５の発明によれば、チェックバルブが、セパレータを含むバイパス通路側へとブローバイガスの流れが通ずるように機能しかつその逆流に対しては通路を閉ざすように機能することができる。
　第６の発明によれば、過給時にＰＣＶ経路を介して吸気通路にブローバイガスを流すときにガス通路を介して新気を導入することができる構成において、第１の発明にかかるバイパス通路へのブローバイガスの導入の際にはこのガス経路を閉じることができる。
　第７の発明によれば、過給時に使用されるＰＣＶ経路と、自然吸気時に使用されるＰＣＶ経路と、をそれぞれ備えたＰＣＶシステムにおいて、過給機のコンプレッサ上流部へのブローバイガスの流れを適切に制御することができる。
　第８の発明によれば、プレイグニッションが発生する領域が所定の高負荷域として正確に設定されており、このプレイグニッション発生領域で内燃機関が運転されているときに、セパレータを含む相対的に圧力損失が高くされたバイパス通路を用いることができる。その結果、より精度良く、プレイグニッションを抑制できる。さらに、プレイグニッション発生領域が正確に設定されているので、内燃機関がある程度の高負荷域にある場合であっても、筒内オイル流入起因のプレイグニッションを抑制する観点から不必要な場合には、バイパス通路側へのブローバイガス導入を行わないという措置をとることもできる。
本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステム（positive crankcase ventilation system）の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの動作を説明するための図である。 本発明の実施の形態１においてＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの変形例を示す図であり、本変形例においてＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートを示す。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの変形例を示す図であり、本変形例においてＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートを示す。 本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの変形例の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態２においてＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。
実施の形態１． 
［実施の形態１の構成］
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステム（positive crankcase ventilation system）の構成を示す図である。実施の形態１にかかるＰＣＶシステムは、車両用内燃機関に好適に用いられる。実施の形態１にかかるＰＣＶシステムは、内燃機関１０に対して適用される。内燃機関１０は、ヘッドカバー１２、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケースおよびオイルパンを含んでいる。その内部には、ピストンおよびクランクシャフトが備えられている。
　なお、実施の形態１にかかる内燃機関１０は、過給内燃機関であり、具体的には、過給機としてターボチャージャ２６を有している。内燃機関１０は、自動車用内燃機関で一般的な複数気筒内燃機関であってもよく、その気筒数や方式に限定は無い。
　内燃機関１０におけるシリンダヘッドの吸気ポートには、インテークマニホールド２０が連通している。インテークマニホールド２０は、インタークーラ２４と連通している。それらの間には、スロットルバルブ２２が備えられている。インタークーラ２４の上流は、ターボチャージャ２６のコンプレッサ２７を介して、吸気通路上流部２８に連通している。吸気通路上流部２８は、エアクリーナ３０に接続している。
　ヘッドカバー１２と吸気通路上流部２８とは、新気導入経路１６を介して連通している。新気導入経路１６には、その開閉を切り換えるバルブ１４が設けられている。バルブ１４を開くことにより、新気導入経路１６を介してヘッドカバー１２内（そしてこれに通ずるクランクケース内）に新気の導入が可能な状態を、作り出すことができる。このように新気の導入が可能であることによって、内燃機関１０のクランクケース内のブローバイガスの掃気（つまりクランクケース内の換気）を円滑に行うことができる。
　内燃機関１０のクランクケースには、ブローバイガスの通路であるＰＣＶ経路４０が接続している。ＰＣＶ経路４０は、内燃機関１０のクランクケースと吸気通路上流部２８とを連通させている。ＰＣＶ経路４０と内燃機関１０のクランクケースとの間には、セパレータ４４が介在している。ＰＣＶ経路４０には、チェックバルブ４２が設けられている。ＰＣＶ経路４０は、過給時におけるＰＣＶ流路として機能する。過給時におけるブローバイガスの流れる方向を、図１における「ＰＣＶ経路（過給時）」の矢印で示している。
　実施の形態１にかかるＰＣＶシステムでは、バイパス通路７２が、ＰＣＶ経路４０に対して並列に接続している。バイパス通路７２には、セパレータ７４が設けられている。また、ＰＣＶ経路４０とバイパス通路７２との接続部には、経路切換バルブ７０が設けられている。経路切換バルブ７０を制御することによって、経路切換バルブ７０を制御することにより、ＰＣＶ経路４０から、セパレータ７４を介した高圧力損失の経路へと、ブローバイガスを導入させる経路を切り換えることができる。このような構成によれば、必要に応じてバイパス通路７２を経由してブローバイガスを流すように、ブローバイガスの流通経路を変更させることができる。実施の形態１にかかるＰＣＶシステムにおいて、セパレータ７４は、高い捕集率を有するセパレータである。これにより、オイルの持ち去り量を確実に抑制することができる。
　実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムは、ＰＣＶ経路４０のほか、他のＰＣＶ経路４６も備えている。このＰＣＶ経路４６を介して、インテークマニホールド２０とＰＣＶ経路４０が連通している。ＰＣＶ経路４６には、ＰＣＶバルブ５０が設けられている。ＰＣＶ経路４６は、ＮＡ（自然吸気、Natural Aspiration）のときのＰＣＶ流路として機能する。
　実施の形態１にかかるＰＣＶシステムは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０により制御される。ＥＣＵ６０は、経路切換バルブ７０と接続して、この経路切換バルブ７０の開閉の方向（ブローバイガスを流通させる方向）を制御するための制御信号を発することができる。
　なお、図示しないが、実施の形態１において、内燃機関１０には、エアフローメータ、吸気圧センサ、クランク角センサ、スロットル開度センサ、エンジン回転数センサ、エンジン水温センサ、空燃比センサなどの排気ガスセンサ、アクセルポジションセンサその他の内燃機関の運転に関する各種センサが、内燃機関１０の具体的構成に応じて適宜に備えられているものとする。ＥＣＵ６０は、こういった図示しない各種センサと接続して機関の運転状態（機関回転数、負荷など）を検知したり、内燃機関１０の運転にかかる各種装置（具体的には、燃料噴射弁や、可変バルブリフトタイミング機構など）と接続してそれらのアクチュエータを操作したりする。ＥＣＵ６０は、内燃機関１０に備えられた各センサからの信号を処理し、その処理結果を各アクチュエータの操作に反映させている。
［実施の形態１の動作］
　図２は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの動作を説明するための図である。高負荷運転領域においては、ＰＣＶ流量が相対的に多くなり、これに応じてオイル持ち去り量も多くなりやすい。オイル持ち去り量が相当に多ければ、筒内オイル流入に起因するプレイグニッションが生じるほどに筒内流入オイル量が増加してしまう。実施の形態１では、そのような筒内オイル流入起因のプレイグニッションを招くおそれのある領域（以下、「プレイグ発生領域」とも称す）の一例として、低回転・高負荷領域における一定の領域を区画して図２に示している。
　実施の形態１においては、プレイグ発生領域では、バイパス通路７２を介してブローバイガスが流れるように、経路切換バルブ７０を制御する。これにより、経路圧損が増加し、ＰＣＶ流量が減少し、かつ高い捕集率のセパレータ７４を通過させることができる。その結果、オイル持ち去り量を低減することができ、筒内オイル流入に起因するプレイグニッションの発生を抑制することができる。
　なお、実施の形態１では、上記のように経路切換バルブ７０を切り換えた状態において、ブローバイガスが新気導入経路１６内を逆流することを防ぐために、新気導入経路１６を遮断するようにバルブ１４を閉じることにする。これは、高圧損のセパレータを含むバイパス経路にブローバイガスの流通経路を切り換えると、そのセパレータ～クランクケース内圧のＰＣＶ経路内が高い圧力となるため、仮に新気導入経路１６を閉じないと新気導入経路１６からのブローバイガスの逆流が懸念されるからである。
　一方、実施の形態１においては、上記のプレイグ発生領域以外の運転領域においては、バイパス通路７２を閉鎖するように経路切換バルブ７０を制御する。その結果、プレイグ発生領域以外の運転領域ではＰＣＶ経路４０を使用することにより、内燃機関１０のクランクケース内の掃気を行い、ＮＯｘ濃度を低減し、オイル劣化を抑制することができる。
［実施の形態１の具体的処理］
　以下、図３を用いて、本発明の実施の形態１にかかるＰＣＶシステムにおいて実行される具体的処理を説明する。図３は、本発明の実施の形態１においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートである。
　図３に示すルーチンでは、先ず、ＥＣＵ６０が、エンジン回転数を検知するための処理を実行する（ステップＳ１００）。エンジン回転数の検知は、図示しないエンジン回転数センサ等のセンサ出力値に基づいてＥＣＵ６０が算出すればよい。
　次に、ＥＣＵ６０が、ステップＳ１００で検知した回転数が所定の閾値を下回っているか否かを判定する処理を実行する（Ｓ１０２）。図２で模式的に示しているとおり、ＰＣＶ流量が増加する低回転・高負荷領域において、プレイグニッションの原因となる筒内流入オイル増加が引き起こされる。そのため、実施の形態１では、先ず、予め定めておいた第１の閾値との比較によって、エンジン回転数が低回転域に属しているか否かを判定することにした。
　このステップにおいて判定結果がＮｏであった場合には、ＰＣＶ経路は通常経路（つまり、バイパス通路７２を介さない、ＰＣＶ経路４０のみの経路）に保持され（ステップＳ１０４）、その後今回のルーチンが終了する。
　ステップＳ１０２において判定結果がＹｅｓであった場合には、続いて、ＥＣＵ６０が、吸気管圧力を検知するための処理を実行する（ステップＳ１０６）。このステップでは、図示しない吸気圧センサ等の出力値に基づいて、内燃機関１０の吸気通路内の圧力が検知される。
　次に、ＥＣＵ６０が、ステップＳ１０６で検知した吸気管圧力の値が所定の閾値を上回っているか否かを判定する処理を実行する（Ｓ１０８）。図２で模式的に示しているとおり、ＰＣＶ流量が増加する低回転・高負荷領域において、プレイグニッションの原因となる筒内流入オイル増加が引き起こされる。そこで、実施の形態１では、予め定めておいた第２の閾値と吸気管圧力との比較をすることにより、吸気管圧力の大きさに基づいてプレイグ発生領域に属するほどの高負荷域で内燃機関１０が運転されているか否かを判定することにした。
　このステップにおいて判定結果がＮｏであった場合には、ＰＣＶ経路は通常経路（つまり、バイパス通路７２を介さない、ＰＣＶ経路４０のみの経路）に保持され（ステップＳ１１０）、その後今回のルーチンが終了する。
　ステップＳ１０８において判定結果がＹｅｓであった場合には、ＥＣＵ６０が、セパレータ７４を有するバイパス通路７２へとブローバイガスを導入するように、経路切換バルブ７０を切り換える制御処理を実行する（ステップＳ１１２）。これにより、エンジン回転数が所定の閾値より低い場合であって（ステップＳ１０２）、かつ吸気管圧力が所定の閾値より高い場合に（ステップＳ１１２）、ブローバイガスの経路を、セパレータ７４側へと変更することができる。
　以上の処理によれば、内燃機関１０がプレイグ発生領域に属するほどの高負荷域にあるときに、セパレータ７４を含む相対的に圧力損失が高くされた経路へと、ブローバイガスを導くことができる。これにより、ＰＣＶ流量が増加傾向にある領域である高負荷域の側において、ＰＣＶ流量を少なく抑え、オイル持ち去り量を低減でき、その結果、筒内オイル流入に起因するプレイグニッションが発生することを抑制することができる。
　なお、上述した実施の形態１においては、ＰＣＶ経路４０が、前記第１の発明における「ＰＣＶ経路」に、バイパス通路７２が、前記第１の発明における「バイパス通路」に、経路切換バルブ７０が、前記第１の発明における「バルブ」に、セパレータ７４が、前記第１の発明における「セパレータ」に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ６０が、図３のフローチャートの処理を実行することにより、前記第１の発明における「制御手段」が実現されている。
［実施の形態１の変形例］
　上述した実施の形態１では、吸気管圧力の大きさに基づいて、プレイグ発生領域に属するほどの高負荷域で内燃機関１０が運転されているか否かを判定している。しかしながら、内燃機関が所定の高負荷域で運転されているかどうかの判定を行う場合、吸気管圧力以外にも、吸入空気量やスロットル開度などの情報を用いてその判定を行うことができる。
（変形例１）
　そこで、以下に説明する変形例１では、吸気管圧力に代えて、吸入空気量に基づいて、プレイグ発生領域に属するほどの高負荷域で内燃機関１０が運転されているか否かを判定することにした。図４は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの変形例を示す図であり、本変形例においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートを示す。
　図４のルーチンでは、先ず、実施の形態１にかかる具体的処理（図３）と同様に、ステップＳ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４の処理が適宜に実行される。ステップＳ１０２の条件の成立（Ｙｅｓ）が認められた場合には、続いて、ＥＣＵ６０が、吸入空気量を検知する処理を実行する（ステップＳ１２６）。このステップでは、例えば、図示しないエアフローメータ等のセンサの出力値に基づいて、内燃機関１０の吸入空気量が検知される。
　次に、ＥＣＵ６０が、ステップＳ１２６で検知した吸入空気量が所定の閾値を上回っているか否かを判定する処理を実行する（Ｓ１２８）。このステップにおいて判定結果がＮｏであった場合には、上述した実施の形態１の具体的処理におけるステップＳ１１０と同様に、ＰＣＶ経路は通常経路（つまり、バイパス通路７２を介さない、ＰＣＶ経路４０のみの経路）に保持され、その後今回のルーチンが終了する。
　ステップＳ１２８において判定結果がＹｅｓであった場合には、ＥＣＵ６０が、上述した実施の形態１の具体的処理におけるステップＳ１１２と同様に、セパレータ７４を有するバイパス通路７２へとブローバイガスを導入するように、経路切換バルブ７０を切り換える制御処理を実行する（ステップＳ１１２）。
　以上の処理によれば、図３を用いて述べた具体的処理と同様に、内燃機関１０が所定の高負荷域にあるときに、セパレータ７４を含む相対的に圧力損失が高くされた経路へと、ブローバイガスを導くことができる。
（変形例２）
　続いて、変形例２では、吸気管圧力に代えて、スロットル開度に基づいて、プレイグ発生領域に属するほどの高負荷域で内燃機関１０が運転されているか否かを判定することにした。図５は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの変形例を示す図であり、本変形例においてＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートを示す。
　図５のルーチンでは、先ず、実施の形態１にかかる具体的処理（図３）と同様に、ステップＳ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４の処理が適宜に実行される。ステップＳ１０２の条件の成立（Ｙｅｓ）が認められた場合には、続いて、ＥＣＵ６０が、スロットル開度を検知する処理を実行する（ステップＳ１３６）。このステップでは、例えば、図示しないスロットル開度センサの出力値に基づいて、スロットルバルブ２２の開度が取得される。
　次に、ＥＣＵ６０が、ステップＳ１３６で検知したスロットル開度が所定の閾値を上回っているか否かを判定する処理を実行する（Ｓ１３８）。このステップにおいて判定結果がＮｏであった場合には、上述した実施の形態１の具体的処理におけるステップＳ１１０と同様に、ＰＣＶ経路は通常経路（つまり、バイパス通路７２を介さない、ＰＣＶ経路４０のみの経路）に保持され、その後今回のルーチンが終了する。
　ステップＳ１３８において判定結果がＹｅｓであった場合には、ＥＣＵ６０が、上述した実施の形態１の具体的処理におけるステップＳ１１２と同様に、セパレータ７４を有するバイパス通路７２へとブローバイガスを導入するように、経路切換バルブ７０を切り換える制御処理を実行する（ステップＳ１１２）。
　以上の処理によれば、図３を用いて述べた具体的処理と同様に、内燃機関１０が所定の高負荷域にあるときに、セパレータ７４を含む相対的に圧力損失が高くされた経路へと、ブローバイガスを導くことができる。
　なお、実施の形態１にかかる具体的処理では、ステップＳ１０２およびＳ１０８において、エンジン回転数および吸気管圧力について所定の閾値との比較を各々行うことにより、内燃機関１０の運転領域がプレイグ発生領域に属するかどうかを判定している。しかしながら、本発明はこれに限られるものではない。
　図２に一例を示しているように、プレイグ発生領域の境界は、トルクとエンジン回転数とを直交座標軸とする図中において単純な矩形ではなく曲線を含む形状となり得る。このようなプレイグ発生領域の形状が正確に判定結果に反映されるように、内燃機関１０の運転領域がプレイグ発生領域に属するかどうかの判定（「プレイグ発生領域属否判定」とも称す）を行っても良い。例えば、エンジン回転数と機関負荷（吸気管圧力、吸入空気量、スロットル開度等）とを２つの入力値としてプレイグ発生領域属否判定の結果を出力する関数を作成しても良く、その関数をマップ等を用いることにより実現してもよい。或いは、エンジン回転数判定にかかる閾値と負荷判定にかかる閾値とを、図２に例示したようなプレイグ発生領域の境界の変化を反映させるように適宜に補正してもよい。これにより、プレイグ発生領域に属するか否かについての判定をより精度良く行うようにしてもよい。
（変形例３）
　図６は、本発明の実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの変形例の構成を示す図である。ここで説明する変形例３は、ＰＣＶ経路４０とバイパス通路７２との接続部に、経路切換バルブ７０にチェックバルブの機能を付加させた、一体のバルブを設けている。なお、便宜上、図６と図１との間で、ＰＣＶ経路４０およびバイパス通路７２についての紙面上の図示方向が相違している。図６に示すように、チェックバルブ１７０、スプリング１７２、電磁弁１７４とが設けられる。ＥＣＵ６０は、電磁弁１７４と接続しており、電磁弁１７４の開閉を制御することができる。電磁弁１７４の制御内容については、上述した図３、図４および図５における経路切換バルブ７０の切り替えの処理（ステップＳ１０４、Ｓ１１０、Ｓ１１２）と同様の内容にすればよく、プレイグ発生領域属否判定の結果に応じて、通常経路とセパレータ７４側経路との間でブローバイガスの経路を切り換えればよい。
　なお、上述した実施の形態１の構成を示す図１では、実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの構成を、バイパス通路７２がＰＣＶ経路４０のある程度下流の部位においてＰＣＶ経路４０に並列に接続するように模式的に示している。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、バイパス通路７２とＰＣＶ経路４０とが接続する位置（つまり、バイパス通路７２に分岐する位置、ひいては、経路切換バルブ７０の取り付け位置）は、図１に模式的に示した位置よりも、内燃機関１０に近い側（クランクケース側）であってもよい。或いは、ＰＣＶ経路４０とバイパス通路７２とを並列に並べてそれぞれがクランクケースと吸気通路上流部２８とを連通させるようにし、各々にバルブを設けて、これら２つのうち一方を選択的に開放しても良い。このような構成も、ＰＣＶ経路４０とバイパス通路７２とが並列に接続している構成であるため、前記第１の発明における「ＰＣＶ経路」および「前記ＰＣＶ経路と並列に接続するバイパス通路」に含まれている。
実施の形態２．
［実施の形態２の構成］
　図７は、本発明の実施の形態２にかかる内燃機関のＰＣＶシステムの構成を示す図である。実施の形態２の構成は、内燃機関１０のクランクケース内の圧力を検知するための圧力センサ９０を備える点と、チェックバルブ４２がＰＣＶ経路４０に備えられていない点を除き、実施の形態１の構成と同様とする。但し、チェックバルブ４２は、必要に応じて、実施の形態２にかかる内燃機関のＰＣＶシステムに対して設けても良い。
　図６において、矢印８０は、本実施形態にかかる内燃機関のＰＣＶシステムにおける、ＮＡ時のブローバイガスの流れを示している。一方、図６の矢印８２、８４、８６は、本実施形態にかかる内燃機関のＰＣＶシステムにおける、過給時のブローバイガスの流れを示している。矢印８２、８４、８６のうち、矢印８４は、通常時（プレイグ発生領域ではない場合）のブローバイガスの流れを示しており、矢印８６は、プレイグ発生領域のときのブローバイガスの流れを示している。なお、新気導入経路１６内における新気の流れについては、ＮＡ時と過給時ともに、吸気通路上流部２８からヘッドカバー１２へと流れる方向が通常の方向である。
　実施の形態１にかかるＰＣＶシステムによれば、プレイグ発生領域でＰＣＶ経路をセパレータ７４側に切り換えるとともに、新気導入経路１６を閉じることができる。しかしながら、このような動作を行った場合、バイパス通路７２側の圧損が高いため、内燃機関１０のクランクケース内の圧力が増加する。このクランクケース内圧力が過大となれば、これに起因してオイルシール部からオイル漏れが発生するおそれがある。そこで、実施の形態２にかかる内燃機関のＰＣＶシステムでは、クランクケース内圧力が高くなりすぎることを避けるべく、必要に応じて、ブローバイガスの流通経路をＰＣＶ経路４０に戻して高圧力損失であるバイパス通路７２の利用を控えることにした。
　図８は、本発明の実施の形態２においてＥＣＵが実行するルーチンのフローチャートである。
　図８のルーチンでは、先ず、ＥＣＵ６０が、内燃機関１０の運転領域がプレイグ発生領域に属するかどうかの判定（「プレイグ発生領域属否判定」とも称す）を行う処理を実行する（ステップＳ２００）。このステップでは、上述した実施の形態１にかかる具体的処理或いは実施の形態１の変形例で説明した手法（図３、図４、図５等参照）を用いて、プレイグ発生領域属否判定を行えばよい。
　ステップＳ２００の判定結果がＮｏである場合、つまり、プレイグ発生領域以外の運転領域においては、「実施の形態１の動作」で説明したのと同様に、バイパス通路７２を閉鎖するように経路切換バルブ７０を制御する。
　ステップＳ２００の判定結果がＹｅｓである場合には、ブローバイガスの経路を、バイパス通路７２へと切り換え、新気導入経路１６を遮断するようにバルブ１４を閉じる。これに応じて、ブローバイガスは、図７における矢印８２、８６の経路を進むようになる。その結果、実施の形態１にかかる内燃機関のＰＣＶシステムで実現されたのと同様の機能、すなわち内燃機関１０がプレイグ発生領域に属するほどの高負荷域にあるときに、セパレータ７４を含む相対的に圧力損失が高くされた経路へとブローバイガスを導くことができる機能が、実施の形態２にかかる内燃機関のＰＣＶシステムにおいても同様に実現される。
　次に、ＥＣＵ６０が、クランクケース内圧力の増加についての判定処理を実行する（ステップＳ２０４）。このステップでは、具体的には、圧力センサ９０の出力値に基づいて内燃機関１０のクランクケース内圧力の値が検知され、続いて、この検知された圧力値が、所定の閾値を超えているか否かが判定される。
　ステップＳ２０４の判定結果がＹｅｓである場合には、ＥＣＵ６０が、バイパス通路７２からＰＣＶ経路４０へとブローバイガスの経路を戻すように経路切換バルブ７０の制御を行うとともに、Ａ／Ｆのリッチ化（具体的には、燃料噴射量の増量）を行う処理を実行する（ステップＳ２１０）。
　ステップＳ２１０の処理により、クランクケース内圧力が高くなりすぎることを避けるように、ブローバイガスの流通経路をＰＣＶ経路に戻して、高圧力損失であるバイパス通路の利用を控えることができる。
　さらに、実施の形態２にかかる具体的処理では、このステップＳ２１０において、ブローバイガスの経路の切換と同時に、Ａ／Ｆリッチ化も行われる。このＡ／Ｆリッチ化が筒内温度を低下させることによって、プレイグニッションの発生を抑制することができる。その結果、高圧力損失のバイパス通路の利用を控えることで享受できなくなった代わりに、Ａ／Ｆリッチ化（具体的には、実施の形態２では、燃料噴射量の増量）によって、プレイグニッション抑制効果を享受することができる。
　次に、ＥＣＵ６０が、内燃機関１０の運転領域がプレイグ発生領域から離脱したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２１２）。このステップでは、例えば、上記のステップＳ２００における判定と同様に、エンジン回転数域、負荷域についてのプレイグ発生領域属否判定が行われる。これにより、Ａ／Ｆリッチ化を行った後に、内燃機関１０の運転領域が変化した等によりプレイグ発生領域からの離脱があったことを確認することができる。ステップＳ２１２における判定結果がＮｏである場合には、ＥＣＵ６０が、このＳ２１２の判定結果がＹｅｓになるまで、Ｓ２１２の判定処理を繰り返し（例えば一定期間ごとに）実行する。
　ステップＳ２１２の判定結果がＹｅｓである場合には、ＥＣＵ６０が、Ａ／Ｆを元に戻す処理を実行する（ステップＳ２１４）。このステップでは、具体的には、ＥＣＵ６０が、上述したステップＳ２１０において行われたＡ／Ｆリッチ化の制御を終了して、Ｓ２１０の処理の前に行っていた通常の空燃比制御を再開する。これにより、プレイグ発生領域からの離脱後、プレイグニッションの発生のおそれが無くなった場合に、速やかにプレイグ抑制のために行っていたＡ／Ｆリッチ化を、終了することができる。その後、今回のルーチンが終了する。
　一方、ステップＳ２０４の判定結果がＮｏである場合には、ＥＣＵ６０が、バイパス通路７２へとブローバイガスを導入する状態を保持しつつ、内燃機関１０の運転領域がプレイグ発生領域から離脱したか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２０６）。このステップでの具体的処理内容は、ステップＳ２１２と同様の内容とすることができる。ステップＳ２０６における判定結果がＮｏである場合には、ＥＣＵ６０が、このＳ２１２の判定結果がＹｅｓになるまで、Ｓ２０６の判定処理を繰り返し（例えば一定期間ごとに）実行する。
　ステップＳ２０６の判定結果がＹｅｓである場合には、ＥＣＵ６０が、バイパス通路７２側からＰＣＶ経路４０側へとブローバイガスの経路を戻すように、経路切換バルブ７０を切り換える制御処理を実行する（ステップＳ２０８）。これにより、プレイグ発生領域からの離脱後、プレイグニッションの発生のおそれが無くなった場合に、速やかに、ブローバイガスの導入経路を通常の経路の経路に戻すことができる。なお、このとき、バルブ１４を開いて、バイパス通路７２の使用開始時に遮断状態に切り換えた新気導入経路１６を開いてもよい。その後、今回のルーチンが終了する。
　以上の処理によれば、高圧損の経路であるバイパス通路７２の使用中にクランクケース内圧力が高くなりすぎることを避けるように、必要に応じて、ブローバイガスの流通経路をＰＣＶ経路４０に戻して高圧力損失であるバイパス通路７２の利用を控えることができる。また、バイパス通路７２を使用できなくなった代わりに、Ａ／Ｆリッチ化によってプレイグ抑制を図ることができる。
　なお、上述した図８のルーチンでは、ステップＳ２０４におけるクランクケース内圧力増加判定の結果に応じて、ステップＳ２１０以降の処理とステップＳ２０６以降の処理とに処理を分岐させた。しかしながら、本発明は、このような具体的処理のみに限定されるものではない。例えば、ステップＳ２０６において判定結果がＮｏである場合に、ステップＳ２０４まで処理をリターンさせてもよい。この場合、ステップＳ２０６での判定結果がＮｏである場合には、続いて、ステップＳ２０４が再び行われ、その判定結果（つまりクランクケース内圧が所定の閾値を越えているか否か）に応じてＳ２１０とＳ２０６のいずれかに処理が分岐する。このようにして、クランクケース内圧力の増加についての判定を、繰り返し行っても良い。
　なお、上述した実施の形態２においては、圧力センサ９０が、前記第２の発明における「圧力検出手段」に相当しており、ＥＣＵ６０が上記ステップＳ２０４、Ｓ２１０の処理を実行することにより、前記第２の発明における「バイパス制御手段」が実現されている。また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ６０が上記ステップＳ２１０の処理を実行することにより、前記第３の発明における「リッチ化手段」が実現されている。
１０　内燃機関
１２　ヘッドカバー
１４　バルブ
１６　新気導入経路
２０　インテークマニホールド
２２　スロットルバルブ
２４　インタークーラ
２６　ターボチャージャ
２７　コンプレッサ
２８　吸気通路上流部
３０　エアクリーナ
４０　ＰＣＶ経路
４２　チェックバルブ
４４　セパレータ
４６　経路
５０　ＰＣＶバルブ
７０　経路切換バルブ
７２　バイパス通路
７４　セパレータ
９０　圧力センサ
１７０　チェックバルブ
１７２　スプリング
１７４　電磁弁

Claims (8)

  1. 　内燃機関のクランクケースと当該内燃機関の吸気通路とを連通させ、前記クランクケースのブローバイガスを流通させるＰＣＶ経路と、
    　前記ＰＣＶ経路と並列に接続するバイパス通路と、
    　前記ＰＣＶ経路と前記バイパス通路の間に設けられ、前記ＰＣＶ経路と前記バイパス通路との間で前記ブローバイガスの流通経路を変更するバルブと、
    　前記バイパス通路に設けられたセパレータと、
    　前記内燃機関が所定の高負荷域で運転されるときに、前記ブローバイガスが前記バイパス通路に流入可能となるように前記バルブを制御する制御手段と、
    　を備えることを特徴とする内燃機関のＰＣＶシステム。
  2. 　前記クランクケースの内部の圧力を検出する圧力検出手段を有し、
    　前記制御手段が、
    　前記ブローバイガスが前記バイパス通路へと流れるように前記バルブが制御されている場合において、前記圧力検出手段で検出した前記圧力が所定値以上のときは、前記ブローバイガスが前記ＰＣＶ経路側に流入可能となるように前記バルブの制御をするバイパス制御手段を、
    　を含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のＰＣＶシステム。
  3. 　前記制御手段が、前記バイパス量低減手段による前記制御をする場合に前記内燃機関の空燃比をリッチ化するリッチ化手段を、含むことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のＰＣＶシステム。
  4. 　前記制御手段は、
    　前記内燃機関の負荷に関連するセンサ出力値に基づいて、前記内燃機関の負荷が所定負荷以上であるか否かを判定する手段と、
    　前記内燃機関のエンジン回転数が所定の低回転数域にあるか否かを判定する手段と、
    　前記内燃機関が前記所定負荷以上で運転されかつ前記エンジン回転数が前記低回転数域にある場合に、前記内燃機関が前記所定の高負荷域で運転されているものとして、前記バイパス通路を介して流れる前記ブローバイガスの量を増加するように前記バルブを制御する手段と、
    　を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関のＰＣＶシステム。
  5. 　ブローバイガスを前記バイパス通路へと流入させる向きに、前記ＰＣＶ経路と前記バイパス通路との接続する部位に設けられたチェックバルブを、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関のＰＣＶシステム。
  6. 　前記内燃機関は、過給機を備え、
    　前記過給機は、前記吸気通路の途中に設けられたコンプレッサを含み、
    　前記ＰＣＶ経路は、前記内燃機関の前記クランクケースと、当該内燃機関の前記吸気通路における前記コンプレッサの上流部とを連通させ、
    　さらに、
    　前記内燃機関のヘッドカバーと当該内燃機関の前記吸気通路の前記上流部とを連通させるガス通路と、
    　前記ガス通路を開閉する開閉バルブと、
    　前記ブローバイガスが前記バイパス通路へと流れるように前記制御手段が前記バルブを制御するときに、前記開閉バルブを閉じる制御手段と、
    　を備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関のＰＣＶシステム。
  7. 　前記内燃機関は、過給機を備え、
    　前記過給機は、前記吸気通路の途中に設けられたコンプレッサを含み、
    　前記ＰＣＶ経路は、前記内燃機関の前記クランクケースと、当該内燃機関の前記吸気通路における前記コンプレッサの上流部とを連通させ、
    　さらに、
    　前記内燃機関の前記コンプレッサの下流部と前記内燃機関の前記クランクケースとを連通させる経路である自然吸気時ＰＣＶ経路と、
    　前記自然吸気時ＰＣＶ経路に設けられたＰＣＶバルブと、
    　を備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の内燃機関のＰＣＶシステム。
  8. 　前記所定の高負荷域は、前記ＰＣＶ経路を介したブローバイガスの流れに伴って前記内燃機関の前記クランクケース内から持ち去られるオイルが前記内燃機関の負荷に応じて増大した結果、当該オイルが前記内燃機関の気筒内に流入することにより、プレイグニッションが生ずる程度に高い負荷域であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の内燃機関のＰＣＶシステム。
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