(57)【要約】【課題】本発明は、蓄圧タンク内にオイル成分が取り込まれるのを防ぐことができる蓄圧装置を提供するものである。【解決手段】本発明は、内燃機関の排気通路に備えられた排気遮断弁と、前記排気遮断弁の開度を変化させる遮断弁制御手段と、気体を蓄える蓄圧タンクと、前記排気遮断弁より上流の排気通路の気体を前記蓄圧タンクへ導く蓄圧通路と、前記排気遮断弁を閉じ、前記排気遮断弁より上流の気体を前記蓄圧タンクに蓄圧する蓄圧手段と、少なくとも内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを吸気通路へ還流するＰＣＶ配管またはコンプレッサのうち一方を備えた吸気通路と、  前記吸気通路のうち、前記ＰＣＶ配管と前記吸気通路の連結部または前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、前記排気遮断弁が閉弁状態の時、少なくとも吸気の一部を前記バイパス通路に流入させる流入手段と、を備えることを特徴とする蓄圧装置である。【選択図】図２
2010133302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に備えられた排気遮断弁と、
前記排気遮断弁の開度を変化させる遮断弁制御手段と、
気体を蓄える蓄圧タンクと、
前記排気遮断弁より上流の排気通路の気体を前記蓄圧タンクへ導く蓄圧通路と、
前記排気遮断弁を閉じ、前記排気遮断弁より上流の気体を前記蓄圧タンクに蓄圧する蓄圧手段と、
少なくとも内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを吸気通路へ還流するＰＣＶ配管またはコンプレッサのうち一方を備えた吸気通路と、
前記吸気通路のうち、前記ＰＣＶ配管と前記吸気通路の連結部または前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、
前記排気遮断弁が閉弁状態の時、少なくとも吸気の一部を前記バイパス通路に流入させる流入手段と、
を備えることを特徴とする蓄圧装置。
【請求項２】
前記コンプレッサ下流の吸気通路にスロットルと、
前記スロットルの開度を変化させるスロットル開度制御手段と、を更に備え、
前記コンプレッサ下流の吸気通路と前記バイパス通路の連結部が、前記スロットルより下流の吸気通路に位置し、
前記排気遮断弁が閉弁状態の時、前記スロットルを、前記排気遮断弁が開弁状態の時に比べて閉方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧装置。
【請求項３】
前記ＰＣＶ配管と吸気通路との連結部下流の吸気通路にスロットルと、
前記スロットルの開度を変化させるスロットル開度制御手段と、を備え、
前記ＰＣＶ配管と吸気通路の連結部下流の吸気通路と前記バイパス通路との連結部は、前記スロットルより下流の吸気通路に位置し、
前記排気遮断弁が閉弁状態の時、前記スロットルを、前記排気遮断弁が開弁状態の時に比べて閉方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧装置。
【請求項４】
前記排気遮断弁が開弁状態の時、前記バイパス通路に吸気が流入するのを抑制する流入抑制手段、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３にいずれか記載の蓄圧装置。
【請求項５】
前記流入抑制手段は、第１吸気切替弁と、第２吸気切替弁とからなり、
前記第１吸気切替弁は、バイパス通路上流側の吸気通路との連結部近傍のバイパス通路内に設けられ、
前記第２吸気切替弁は、バイパス通路下流側の吸気通路との連結部近傍のバイパス通路内に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の蓄圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関において、排気通路の排気遮断弁を閉じ、排気通路で圧縮した気体を蓄圧タンクに蓄圧する蓄圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、減速時に排気通路に設けられた排気遮断弁を閉じて、その排気遮断弁上流の排気通路で空気を圧縮し、その圧縮された高圧の空気を蓄圧タンクに回収する蓄圧装置が記載されている。
上記蓄圧装置によれば、蓄圧装置用の別途コンプレッサを設けることなく、高圧の空気を蓄圧タンクに回収することができる。
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１０２４３７号公報
【特許文献２】特開２００７−３１５１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、機関の吸気通路内には、オイル成分が存在している。このオイル成分は、例えば過給機の軸受部からコンプレッサにしみ出てくる潤滑油や、ＰＣＶ配管から吸気通路に流れてくるブローバイガスに含まれるオイルミスト等が挙げられる。
よって、蓄圧時、吸気通路を流れる空気に通路内のオイル成分が混入し、そのオイル成分が混ざった空気が蓄圧タンクに取り込まれることとなる。
蓄圧タンク内にオイル成分が取り込まれると、蓄圧容量が低下してしまうため機関の運転上好ましくない。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、蓄圧タンク内に吸気通路内のオイル成分が取り込まれるのを抑制することができる蓄圧装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、内燃機関の排気通路に備えられた排気遮断弁と、前記排気遮断弁の開度を変化させる遮断弁制御手段と、気体を蓄える蓄圧タンクと、前記排気遮断弁より上流の排気通路の気体を前記蓄圧タンクへ導く蓄圧通路と、前記排気遮断弁を閉じ、前記排気遮断弁より上流の気体を前記蓄圧タンクに蓄圧する蓄圧手段と、少なくとも内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを吸気通路へ還流するＰＣＶ配管またはコンプレッサのうち一方を備えた吸気通路と、前記吸気通路のうち、前記ＰＣＶ配管と前記吸気通路の連結部または前記コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、前記排気遮断弁が閉弁状態の時、少なくとも吸気の一部を前記バイパス通路に流入させる流入手段と、を備えることを特徴とする蓄圧装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、前記コンプレッサ下流の吸気通路にスロットルと、前記スロットルの開度を変化させるスロットル開度制御手段と、を更に備え、前記コンプレッサ下流の吸気通路と前記バイパス通路の連結部が、前記スロットルより下流の吸気通路に位置し、前記排気遮断弁が閉弁状態の時、前記スロットルを、前記排気遮断弁が開弁状態の時に比べて閉方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、前記ＰＣＶ配管と吸気通路との連結部下流の吸気通路にスロットルと、前記スロットルの開度を変化させるスロットル開度制御手段と、を備え、前記ＰＣＶ配管と吸気通路の連結部下流の吸気通路と前記バイパス通路との連結部は、前記スロットルより下流の吸気通路に位置し、前記排気遮断弁が閉弁状態の時、前記スロットルを、前記排気遮断弁が開弁状態の時に比べて閉方向に変位させることを特徴とする請求項１に記載の蓄圧装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、前記排気遮断弁が開弁状態の時、前記バイパス通路に吸気が流入するのを抑制する流入抑制手段、を備えることを特徴とする請求項１乃至３にいずれか記載の蓄圧装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、前記流入抑制手段は、第１吸気切替弁と、第２吸気切替弁とからなり、前記第１吸気切替弁は、バイパス通路上流側の吸気通路との連結部近傍のバイパス通路内に設けられ、前記第２吸気切替弁は、バイパス通路下流側の吸気通路との連結部近傍のバイパス通路内に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の蓄圧装置である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、蓄圧の際に、蓄圧タンク内に吸気通路のオイル成分が取り込まれるのを抑制することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、蓄圧時に、コンプレッサを介して吸気通路を流れる空気が減少する。そして、その代わりに、バイパス通路を流れる空気が増量する。
よって、蓄圧の際に、蓄圧タンク内にコンプレッサの潤滑油が取り込まれるのを抑制することができる。
【００１３】
ＰＣＶ配管と吸気管との連接部近傍には、ＰＣＶ配管を介して吸気管に流れてくるブローバイガスが存在する。そして、そのブローバイガスには、オイルミストが含まれている。
請求項３の発明によれば、蓄圧時に、ＰＣＶ配管と吸気管との連接部近傍を介して吸気通路を流れる空気が減少する。そして、その代わりに、バイパス通路を流れる空気が増量する。
よって、蓄圧の際に、蓄圧タンク内にオイルミストが取り込まれるのを抑制することができる。
【００１４】
蓄圧を行っていない時にもバイパス通路を開いていると、ブローバイガスや、コンプレッサの潤滑油を含む吸気が、バイパス通路下流から逆流してバイパス通路に流れてくることが考えられる。
また、排気通路の排気脈動の影響により、ブローバイガスや、コンプレッサの潤滑油を含む吸気の一部が逆流し、バイパス通路上流からバイパス通路に流れることが考えられる。
この場合、バイパス通路にオイル成分が混入してしまう。
請求項４の発明によれば、蓄圧を行っていない時は、バイパス通路内の空気の流れが少なくとも弱まる。
よって、蓄圧を行っていない時に、バイパス通路に吸気通路のオイル成分が付着するのを抑制することができる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、蓄圧を行っていない時は、バイパス通路が、吸気通路側の流路から隔離される。よって、より確実に、バイパス通路に吸気通路のオイル成分が付着するのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔内燃機関の構成〕
図１は、内燃機関の全体について示した図である。機関本体１１には、吸気通路１２と排気通路１３が繋がっている。
【００１７】
機関本体１１の各気筒１４には、筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁１５が設けられている。
【００１８】
吸気通路１２には、上流から、エアクリーナ１６、過給機のコンプレッサ部１７、インタークーラ１８、電子スロットル１９が設けられている。なお、過給機のコンプレッサ部１７を軸支する軸受部には、潤滑油が使用されている。
【００１９】
エアクリーナ１６下流、且つ、コンプレッサ部１７上流の吸気通路１２と、電子スロットル１９下流の吸気通路１２は、バイパス通路２０を介してつながっている。バイパス通路内には、２つの吸気切替弁２１、２２が設けられている。吸気切替弁２１は、コンプレッサ上流の吸気通路１２とバイパス通路２０との連結部の近傍に設けられている。また、吸気切替弁２２は、コンプレッサ下流の吸気通路１２とバイパス通路２０との連結部の近傍に設けられている。吸気切替弁２１、２２は、ＥＣＵ３２の指令により開閉制御が可能となっている。
【００２０】
排気通路１３には、上流から、過給機のタービン部２３、圧力センサ２４、排気遮断弁２５が設けられている。排気遮断弁２５は、ＥＣＵ３２の指令により開閉制御が可能となっている。
【００２１】
内燃機関には、吸気通路１２と排気通路１３を繋ぐＥＧＲ通路２６が設けられている。ＥＧＲ通路内には、ＥＧＲ弁２７が設けられている。ＥＧＲ弁２７の開閉制御により、ＥＧＲ通路２６を通過する空気の流量を制御することができる。
【００２２】
内燃機関には、気体を蓄えることができる蓄圧タンク２８が設けられている。蓄圧タンク２８には、蓄圧タンク内の圧力を検出する圧力センサ２９が設けられている。
なお、蓄圧タンク内には、高い蓄圧容量を得るため、充填剤（活性炭など）が設けられている。この充填剤の表面にオイル成分が付着すると、蓄圧容量が低下する。
蓄圧タンク２８は、蓄圧通路３０を介して、ＥＧＲ弁２７より排気通路側のＥＧＲ通路２６と繋がっている。蓄圧通路３０には、流量制御弁３１が設けられており、流量制御弁３１は開閉制御が可能となっている。
【００２３】
内燃機関の制御は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３２により行われる。ＥＣＵ３２には、機関の各センサ（上記以外にアクセル開度センサ３３など）から出力した信号が入力する。入力した信号に基づいて、ＥＣＵ３２で所定のプログラムに従った演算処理がなされる。そして、演算処理に基づいて得られた信号を機関の各アクチュエータなどに出力する。この出力信号に基づいて蓄圧装置の制御が行われる。
【００２４】
なお、上記内燃機関において、蓄圧は以下のように行われる。
まず、機関運転中にアクセル開度が０となり、燃料噴射が停止したら、排気遮断弁２５を閉じる。このとき、流量制御弁３１は閉弁、電子スロットル１９は開弁、ＥＧＲ弁２７は閉弁している。
そして、排気通路１３の圧力が蓄圧タンク内の圧力よりも高くなったら、閉じていた流量制御弁３１を開弁する。流量制御弁３１を開弁すると、排気通路１３の高圧の気体が、蓄圧タンク内に流入する。
蓄圧が終了したら、排気遮断弁２５を開弁する。そして、流量制御弁３１を閉弁し、電子スロットル１９を通常制御に設定、ＥＧＲ弁２７を通常制御に設定する。
上記各弁の制御により、蓄圧タンク内に高圧の気体を蓄えることができる。
【００２５】
〔吸気通路の流路制御について〕
次に、蓄圧を行っている時と、行っていない時の、吸気通路側の流路制御について、図２のフローチャートを参照にして述べる。
【００２６】
まず、Ｓ１０１において、排気遮断弁２５が閉弁しているか否かを判断する。排気遮断弁２５が閉弁していると判断された場合には、蓄圧を行っているものとみなして、Ｓ１０２へ進む。
【００２７】
そして、Ｓ１０２において、吸気切替弁２１、２２を全開にし、電子スロットル１９を全閉に制御する。
上記のように各弁を制御すると、バイパス通路２０と吸気通路１２の連結部から電子スロットル１９までの、吸気通路１２での空気の流れが止まる。そして、その代わりに、吸気口から流入した空気は、バイパス通路２０を介して電子スロットル１９下流の吸気通路１２に流れる。
よって、軸受部よりしみ出した潤滑油が付着している過給機のコンプレッサ部１７を迂回して、吸気口から流入した空気を、電子スロットル１９下流の吸気通路１２に流すことで、コンプレッサのオイル成分が蓄圧タンク内に取り込まれるのを防ぐことができる。これにより、蓄圧タンク内の充填剤表面にオイル成分が付着することによって生じる、蓄圧容量の低下を防ぐことができる。
【００２８】
なお、Ｓ１０２における、吸気切替弁２１、２２、及び電子スロットル１９の各弁の制御は、吸気切替弁２１上流のバイパス通路または吸気通路の圧力が、吸気切替弁２２下流のバイパス通路または吸気通路の圧力より高くなる条件で行うものとする。
吸気切替弁２１上流のバイパス通路または吸気通路の圧力が、吸気切替弁２２下流のバイパス通路または吸気通路の圧力より低い状態で、各弁の制御を行うと、バイパス通路２０に流れる吸気が逆方向に流れてしまうからである。
よって、Ｓ１０２の各弁の制御は、Ｓ１０１で排気遮断弁が閉弁状態であると判断され、吸気切替弁２１上流のバイパス通路または吸気通路の圧力が、吸気切替弁２２下流のバイパス通路または吸気通路の圧力より高くなる所定の時間が経過した後、行うものとする。
Ｓ１０２で各弁の制御を行った後、フローチャートは終了する。
なお、Ｓ１０２では電子スロットル１９を全閉に制御したが、単に排気遮断弁が開弁状態の時の電子スロットル１９開度状態に比べて、閉方向に変位させるだけでもよいものとする。
【００２９】
Ｓ１０１において、排気遮断弁２５が閉弁していないと判断された場合には、蓄圧を行っていないものとみなして、Ｓ１０３へ進む。
【００３０】
そして、Ｓ１０３において、吸気切替弁２１、２２を全閉にし、電子スロットル１９を通常制御に設定する。
上記のように、吸気切替弁２１、２２を全閉にすることで、バイパス通路２０と吸気通路１２とが遮断される。よって、蓄圧を行っていない間に、バイパス通路内にオイル成分が付着するのを防ぐことができ、バイパス通路内をきれいに保つことができる。
Ｓ１０３で各弁の制御を行った後、フローチャートは終了する。
【００３１】
図３は、機関のクランクケース内のブローバイガスを吸気通路１２へ還流するＰＣＶ配管３４を備えた、図１の内燃機関の変形例について示した図である。
【００３２】
ＰＣＶ配管３４は、エアクリーナ１６下流、且つ、コンプレッサ部１７上流の吸気通路１２につながっている。また、ＰＣＶ配管３４を介して吸気通路１２に還流されるブローバイガスにはオイルミストが含まれる。
【００３３】
よって本変形例では、オイルミストが多く存在するＰＣＶ配管３４と吸気通路１２の連結部近傍を迂回させるため、バイパス通路２０は、ＰＣＶ配管３４と吸気通路１２の連結部より上流の吸気通路１２と、電子スロットル１９下流の吸気通路１２を連通するように設けている。
【００３４】
上記のように、バイパス通路２０を設けることで、蓄圧時に、蓄圧タンク内にブローバイガスに含まれるオイルミストが取り込まれるのを防ぐことができる。
【００３５】
以上が、本発明の実施の形態について示したものである。
【００３６】
なお、上記実施形態において、圧縮した気体を、ＥＧＲ通路２６から蓄圧タンク２８に取り込んでいるが、これに限られるものではない。
蓄圧タンク２８と排気通路１３を、蓄圧通路を介して繋げ、排気通路１３から圧縮した気体を取り込んでもよいものとする。
【００３７】
また、バイパス通路２０に吸気切替弁を２つ設けたがこれに限られるものではない。バイパス通路２０には、少なくとも吸気切替弁が１つ設けられていればよいものとする。
【００３８】
また、本実施形態では、蓄圧タンク内に充填剤を設けたが、これに限られるものではない。蓄圧タンク内に充填剤を設けていなくてもよいものとする。
【００３９】
また、本実施形態では、吸気切替弁２１、２２をバイパス通路２０内に設けているが、これに限られるものではない。吸気通路とバイパス通路２０との連接部、もしくは、吸気通路側に、バイパス通路２０に流れる吸気の流れを切替える弁を設けるものであってもよいものとする。
【００４０】
また、本実施形態では、図２のＳ１０２において、吸気切替弁２１上流のバイパス通路または吸気通路の圧力が、吸気切替弁２２下流のバイパス通路または吸気通路の圧力より高くなる所定の時間が経過した後、吸気切替弁２１、２２を全開にし、電子スロットル１９を全閉に制御したが、これに限られるものではない。
吸気切替弁２１上流のバイパス通路または吸気通路の圧力と、吸気切替弁２２下流のバイパス通路または吸気通路の圧力を、（図示しない）圧力センサによりそれぞれ検出、または推定し、吸気切替弁２１上流のバイパス通路または吸気通路の圧力が、吸気切替弁２２下流のバイパス通路または吸気通路の圧力より高くなったとＥＣＵで判断した後、吸気切替弁２１、２２を全開にし、電子スロットル１９を全閉に制御するものであってもよいものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】内燃機関の全体を示す図である。
【図２】本発明の吸気通路側の流路制御について示したフローチャートである。
【図３】内燃機関の全体を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１  機関本体
１２  吸気通路
１３  排気通路
１７  コンプレッサ部
１９  電子スロットル
２０  バイパス通路
２１  吸気切替弁
２２  吸気切替弁
２５  排気遮断弁
２８  蓄圧タンク
３１  流量制御弁
３４  ＰＣＶ配管
【図１】
2010133302.tif 000003
【図２】
2010133302.tif 000004
【図３】
2010133302.tif 000005