(57)【要約】【課題】電動機による車両走行中であって、なおかつ内燃機関が停止している状態でのＰＣＶバルブの凍結を抑制することができる内燃機関のブローバイガス還流装置を提供する。【解決手段】電子制御装置２０は、第１モータジェネレータによる車両走行中であって、なおかつ内燃機関１２が停止している状態では、ＰＣＶバルブ３４の凍結を抑制するための凍結抑制制御を実行する。電子制御装置２０は、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が高いか否かを判定し、その判定結果が否定判定の場合、ＰＣＶバルブ３４に対する通電を行わない。一方、その判定結果が肯定判定の場合、ＰＣＶバルブ３４に対する通電を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及び電動機を駆動源として用いるハイブリッド車に搭載されるとともに、通電により開弁駆動されるＰＣＶバルブによってブローバイガスの還流量を調整し、そのうえで吸気通路に還流させる内燃機関のブローバイガス還流装置において、
前記電動機による車両走行中であってなおかつ前記内燃機関が停止されている状態において、前記ＰＣＶバルブが凍結する可能性について高いか否かの判定を行う判定手段と、
前記判定手段により否定判定されたときには前記ＰＣＶバルブを通電停止状態にし、前記判定手段により肯定判定されたときには前記ＰＣＶバルブを通電状態にする制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関のブローバイガス還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のブローバイガス還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されるように、内燃機関のブローバイガス還流装置には、吸気通路に還流させるブローバイガスの還流量を調整するＰＣＶバルブが設けられている。そして、特許文献１に記載のＰＣＶバルブは、制御手段からの通電電流により励磁されるコイルと、コイルの電磁力により駆動されて位置が可変とされる弁体とを備え、弁体の位置が変更されることでブローバイガスの還流量が調整されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３３８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、低燃費や排気ガス削減のため、内燃機関及び電動機を駆動源としたハイブリッド車が実用化されており、このハイブリッド車の内燃機関にもブローバイガス還流装置は設けられている。ここで、そうしたハイブリッド車両の走行中に内燃機関が停止しているときには、ブローバイガスを還流させる必要がないため、消費電力の面からはＰＣＶバルブへの通電を停止しておくことが望ましい。ところが、機関停止中にＰＣＶバルブの通電停止を行うと、外気温によってはＰＣＶバルブが凍結してしまうおそれがある。特に、ハイブリッド車両では機関停止中でも車両走行が可能なため、走行風によるＰＣＶバルブの凍結も生じやすくなる。このように機関停止中にＰＣＶバルブが凍結してしまうと、その後、内燃機関の運転が開始されたときにＰＣＶバルブの弁体を駆動制御することが困難になる。そのため、ハイブリッド車に搭載された内燃機関のブローバイガス還流装置の場合には、電動機による走行が行われており、内燃機関の運転が停止されている状態であってもＰＣＶバルブの凍結を抑制するための方策を図る必要がある。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電動機による車両走行中であって、なおかつ内燃機関の運転が停止されている状態におけるＰＣＶバルブの凍結を抑制することができる内燃機関のブローバイガス還流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関及び電動機を駆動源として用いるハイブリッド車に搭載されるとともに、通電により開弁駆動されるＰＣＶバルブによってブローバイガスの還流量を調整し、そのうえで吸気通路に還流させる内燃機関のブローバイガス還流装置において、前記電動機による車両走行中であってなおかつ前記内燃機関が停止している状態において、前記ＰＣＶバルブが凍結する可能性について高いか否かの判定を行う判定手段と、前記判定手段により否定判定されたときには前記ＰＣＶバルブを通電停止状態にし、前記判定手段により肯定判定されたときには前記ＰＣＶバルブを通電状態にする制御手段と、を備えたことをその要旨とする。
【０００７】
同構成によれば、電動機による車両走行中であって内燃機関が停止している状態において、判定手段は、ＰＣＶバルブが凍結する可能性について高いか否かを判定する。制御手段は、判定手段により否定判定されたとき、すなわちＰＣＶバルブが凍結する可能性が低い場合には、ＰＣＶバルブを通電停止状態にすることにより、不要な通電による消費電力の増大を抑えることができる。一方、制御手段は、判定手段により肯定判定されたとき、すなわちＰＣＶバルブが凍結する可能性が高い場合には、ＰＣＶバルブを通電状態にする。この通電状態ではＰＣＶバルブ内のコイルの温度が上昇して、ＰＣＶバルブ本体の温度が上昇するため、これによりＰＣＶバルブの凍結を抑制することができる。なお、このＰＣＶバルブへの通電に際して、弁体の位置が繰り返し変化するように通電することにおり、ＰＣＶバルブの凍結をより確実に抑えることができる。このように、ＰＣＶバルブが凍結する可能性が高い場合には、ブローバイガスの還流を行う必要がなくともＰＣＶバルブに通電を行うことで、ＰＣＶバルブが凍結して弁体が動かなくなることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明にかかる排気還流装置の一実施形態について、これが適用されるハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態における内燃機関及びそのブローバイガス還流装置を模式的に示す構成図。
【図３】同実施形態における凍結抑制制御についてその処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明にかかる内燃機関のブローバイガス還流装置を具体化した一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車両１１においては、内燃機関１２と、電動機としての第１モータジェネレータ（以下、「第１Ｍ／Ｇ」という。）１３と、第２モータジェネレータ（以下、「第２Ｍ／Ｇ」という。）１４とが遊星歯車機構からなる動力分割機構１５を介して接続されている。第１Ｍ／Ｇ１３及び動力分割機構１５は、図示しない減速ギヤ及び差動ギヤを介して駆動輪１６に連結されている。
【００１０】
動力分割機構１５は、内燃機関１２の駆動力を分割して第２Ｍ／Ｇ１４と駆動輪１６とに分配するように構成されている。そして、動力分割機構１５によって駆動輪１６に分配された駆動力と第１Ｍ／Ｇ１３の駆動力とは、図示しない減速ギヤ及び差動ギヤを介して駆動輪１６に伝達される。
【００１１】
第１Ｍ／Ｇ１３は、電力変換部１７を介してバッテリ１８と電気的に接続されるとともに、バッテリ１８から電力が供給されることにより駆動力を発生させる。また、第１Ｍ／Ｇ１３は、駆動輪１６に対して回生制動を行うことで発電を行い、その電力を電力変換部１７に出力する。
【００１２】
第２Ｍ／Ｇ１４は、動力分割機構１５によって分配された内燃機関１２の駆動力を利用して発電を行うとともに、発電した電力を電力変換部１７に出力する。第２Ｍ／Ｇ１４は、バッテリ１８から電力が供給されることでスタータとして機能し、内燃機関１２を始動する。
【００１３】
電力変換部１７は、インバータやコンバータなどから構成されている。電力変換部１７は、第１Ｍ／Ｇ１３、及び第２Ｍ／Ｇ１４から入力される交流電力を直流電力に変換するとともに昇圧してバッテリ１８に出力する。また、電力変換部１７は、バッテリ１８から供給される供給電力を交流電力に変換して同電力を第１Ｍ／Ｇ１３又は第２Ｍ／Ｇ１４に供給する。バッテリ１８は、充放電可能な蓄電装置であって、例えば、ニッケル水素電池や、リチウムイオン電池等の二次電池から構成される。
【００１４】
制御手段としての電子制御装置２０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ等を備えて構成されている。電子制御装置２０は、車両１１に設けられた各種センサから出力される信号に基づき車両１１の状態を把握して、内燃機関１２、動力分割機構１５、第１Ｍ／Ｇ１３、第２Ｍ／Ｇ１４、電力変換部１７等に各種制御を実行する。
【００１５】
ここで、図２に示すように、内燃機関１２のシリンダブロックには、複数のシリンダ（図中ではそのうちの１つのみを図示する）１２ａが形成されている。シリンダ１２ａには、ピストン１２ｂが往復動可能に収容されている。ピストン１２ｂは、コンロッド１２ｃを介してクランクシャフト１２ｄに連結されている。そして、ピストン１２ｂの頂面とシリンダ１２ａの内壁とにより、複数の燃焼室２１が形成されている。内燃機関１２においては、各気筒の燃焼室２１の上方に、燃焼室２１と連通する吸気ポート２２及び排気ポート２３が形成されている。吸気ポート２２は、吸気マニホールド２４と接続されて吸気通路の一部を構成するとともに、排気ポート２３は、排気マニホールド２５と接続されて排気通路の一部を構成する。そして、燃焼室２１の上方には、点火プラグ２６及び筒内燃料噴射弁２７がそれぞれ設けられている。燃焼室２１には吸気マニホールド２４を介して空気が吸入されるとともに、筒内燃料噴射弁２７から燃焼室２１に燃料が噴射供給される。そして、燃焼室２１には空気と燃料とからなる混合気が充填される。なお、吸気マニホールド２４には、内燃機関１２の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ２８が設けられている。
【００１６】
また、内燃機関１２には、燃焼行程において燃焼室２１からクランクケース２９に漏出するガス、いわゆるブローバイガスを吸気マニホールド２４に還流させるブローバイガス還流装置３０が設けられている。ブローバイガス還流装置３０は、吸気マニホールド２４においてスロットルバルブ２８よりも上流側に位置する部分とクランクケース２９とを連通する導入通路３１、クランクケース２９と吸気マニホールド２４においてスロットルバルブ２８よりも下流側のサージタンク３２とを連通するブリーザ通路３３、及びこのブリーザ通路３３に設けられたＰＣＶバルブ３４を備えて構成されている。
【００１７】
ＰＣＶバルブ３４は、電子制御装置２０からの通電信号に基づいてその開度が調節される電子制御式のものであり、ブローバイガスの還流量を調整するために設けられている。この電子制御式のＰＣＶバルブ３４は、例えば、特開平８−３３８２２２号公報にて開示されているＰＣＶバルブに準じた構成となっている。すなわち、ＰＣＶバルブ３４は、励磁コイル、及び弁体を内蔵するとともに、励磁コイルに通電されると開弁駆動され、励磁コイルへの通電が停止されると閉弁するように構成されている。そして、ＰＣＶバルブ３４が機関運転状態に基づいて開弁駆動されると、吸気マニホールド２４内の吸入空気の一部は導入通路３１を通じてクランクケース２９に導入されるとともに、クランクケース２９内のブローバイガスはブリーザ通路３３を通じてサージタンク３２に導入される。
【００１８】
電子制御装置２０には、外気温を検出するための外気温センサ３５、機関冷却水の水温を検出するための水温センサ３６、吸気マニホールド２４のスロットルバルブ２８よりも下流側の圧力、すなわち吸気圧を検出するための吸気圧センサ３７、大気圧を検出する大気圧センサ３８等が電気的に接続されている。電子制御装置２０は、これらセンサの出力信号を取り込み可能に構成されている。また、電子制御装置２０は、点火プラグ２６、筒内燃料噴射弁２７、及びスロットルバルブ２８と電気的に接続されるとともに、点火プラグ２６、筒内燃料噴射弁２７、及びスロットルバルブ２８を制御するように構成されている。電子制御装置２０は、内燃機関１２が運転中であるか否か、及び第１Ｍ／Ｇ１３（図１参照）による車両走行中であるか否かを検出することができるように構成されている。
【００１９】
電子制御装置２０は、内燃機関１２の運転中、内燃機関１２の運転状態に応じた適切な通電制御をＰＣＶバルブ３４に実行し、ＰＣＶバルブ３４の開度を調整するように構成されている。また、電子制御装置２０は、内燃機関１２が停止し、なおかつ、第１Ｍ／Ｇ１３が運転中であることを検出している場合、所定の通電制御とは別にＰＣＶバルブ３４の凍結を抑制するための凍結抑制制御をＰＣＶバルブ３４に対して行う。電子制御装置２０には、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が高いか否かを判定するための判定温度（例えば、０℃等）が記憶されている。この判定温度は、比較対象を外気温とするものであり、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が高いと判定することのできる温度が予め設定されている。電子制御装置２０は、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が高いか否かを判定する判定手段を構成している。
【００２０】
次に、電子制御装置２０によって実行される上記凍結抑制制御について、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、図３に示される処理は、第１Ｍ／Ｇ１３による車両走行中であって、かつ内燃機関１２が停止されている間、所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００２１】
この処理では、まず、電子制御装置２０は、外気温センサ３５により検出された外気温を読み込む（Ｓ１０１）。次に、読み込んだ外気温に基づいて、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性について高いか否かの判定を行う（Ｓ１０２）。このステップＳ１０２では、電子制御装置２０は、読み込んだ外気温度と上記判定温度とを比較する。電子制御装置２０は、読み込んだ外気温が判定温度以下である場合、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が高いと判定して肯定判定する。また、電子制御装置２０は、読み込んだ外気温が判定温度よりも高い場合、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が低いと判定して否定判定する。そして、電子制御装置２０は、ステップＳ１０２にて肯定判定された場合、ステップＳ１０３に進み、ＰＣＶバルブ３４に対して予め設定された所定期間の間において通電を行い、ＰＣＶバルブ３４を開弁駆動する。そして、その後、ＰＣＶバルブ３４に対する通電を停止して、凍結抑制制御を終了する。また、電子制御装置２０は、ステップＳ１０２にて否定判定された場合、ステップＳ１０４に進み、ＰＣＶバルブ３４を通電停止状態にして、凍結抑制制御を終了する。
【００２２】
次に、本実施形態における内燃機関のブローバイガス還流装置の制御態様を説明する。
ハイブリッド車両１１にあって、例えば内燃機関１２の運転が停止された状態であって、なおかつ第１Ｍ／Ｇ１３による車両走行が行われているときには、通常、ＰＣＶバルブ３４によるクランクケース２９内の換気を行う必要はないため、ＰＣＶバルブ３４に対する通電は行われず、ＰＣＶバルブ３４は閉弁されている。これにより不要な消費電力の増大が抑えられる。
【００２３】
他方、ハイブリッド車両１１が第１Ｍ／Ｇ１３の駆動力だけで走行している状態から、内燃機関１２の駆動力も利用して走行する状態に切り換えられることがある。しかし、この場合に、外気温が低くＰＣＶバルブ３４が凍結していると、内燃機関１２が運転状態に切り換わったときに円滑にＰＣＶバルブ３４を開弁することができず、所定のＰＣＶバルブ３４の制御を実行できないおそれがある。この点、本実施形態では、外気温が低下してＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が高い場合、内燃機関１２が停止していても、ＰＣＶバルブ３４が凍結する前に、同ＰＣＶバルブ３４は通電状態にされる。この通電状態ではＰＣＶバルブ３４の励磁コイルの温度が上昇して、ＰＣＶバルブ本体の温度が上昇するため、これによりＰＣＶバルブの弁体についてその凍結が抑制される。したがって、ハイブリッド車両１１の走行中、内燃機関１２の運転が停止されている状態から、内燃機関１２が運転状態に切り換わったときには、ＰＣＶバルブ３４は開弁駆動可能な状態になっており、ブローバイガスの還流量を調整する機能を果たすことができる。
【００２４】
また、外気温が高く、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が低い場合には、ＰＣＶバルブ３４が通電停止状態にされる。そのため、凍結抑制のためにＰＣＶバルブ３４を常時通電状態にする場合と比較して、消費電力の増大が抑えられる。
【００２５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）電子制御装置２０は、第１Ｍ／Ｇ１３による車両走行中であって、かつ内燃機関１２が停止している状態において、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性について判定する。そして、電子制御装置２０は、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が高い場合には、ＰＣＶバルブ３４に対して通電を行うようにしている。これにより、ＰＣＶバルブ３４が凍結して弁体が動かなくなることを未然に抑制できる。
【００２６】
一方、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が低い場合には、ＰＣＶバルブ３４を通電停止状態にするようにしている。これにより、ＰＣＶバルブ３４によるクランクケース２９内の換気、及びＰＣＶバルブ３４の凍結抑制のいずれも行う必要がない場合には、ＰＣＶバルブ３４に対する通電が行わないため、不要な消費電力の増大を抑制できる。
【００２７】
（２）一般的に、内燃機関には外気温センサが設けられている。そして電子制御装置２０は、そうした外気温センサ３５によって検出された外気温と判定温度とを比較することでＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性を判定している。したがって、凍結抑制制御を実行するための所定のプログラムを電子制御装置２０に記憶させれば、その他は既存の構成を利用できるため、上述した凍結抑制制御の実現が容易である。
【００２８】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・ステップＳ１０３において行う処理を変更してもよい。例えば、ＰＣＶバルブ３４に対して所定期間、間欠通電を行うようにして、弁体の位置を繰り返し変化させるようにしてもよい。この場合には、より確実に凍結の抑制を図ることができる。
【００２９】
・ステップＳ１０３では、予め設定された所定期間の間においてＰＣＶバルブ３４に通電を行うようにした。この他、ＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が高いと判定した場合、ステップＳ１０３においてＰＣＶバルブ３４を通電状態にし、その状態を保持するようにしてもよい。この場合には、ステップＳ１０２においてＰＣＶバルブ３４が凍結する可能性が低いと判定される場合、あるいは第１Ｍ／Ｇ１３による車両走行中であって、かつ内燃機関１２が停止している状態という条件を満たさなくなった時点でＰＣＶバルブ３４に対する通電状態の保持を解除して通電停止状態にする。
【００３０】
・外気温に外気温センサ３５によって検出される温度は、外気の温度に限らない。ＰＣＶバルブ３４の凍結可能性を判定するパラメータとして、外気温を用いるようにしたが、この他のパラメータを用いるようにしてもよい。例えば、ハイブリッド車両１１のエンジンルーム内の空気温度、吸気マニホールド２４の周囲の空気温度、吸気マニホールド２４の表面温度等、外気温相当の温度を用いるようにしたり、冷却水の温度を用いるようにしてもよい。なお、この変形例においては、適用するパラメータに対応させて上記判定温度を変更することにより、上記実施形態と同様な凍結判定を行うことができる。
・車両外部の電源が接続される装置であってその車両外部の電源から入力される電源を電力変換部１７へ出力する外部充電装置を備えるハイブリッド車両、いわゆるプラグインハイブリッド車両にも本発明は同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１１…ハイブリッド車両、１２…内燃機関、１３…第１モータジェネレータ、２０…電子制御装置、２４…吸気マニホールド、３０…ブローバイガス還流装置、３４…ＰＣＶバルブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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