(57)【要約】【課題】この発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関およびその制御装置に関し、ピストン式バランサを備える内燃機関の垂直搭載時の良好な車両搭載性とポンプとしてのピストン式バランサの用途確保とを好適に両立させることを目的とする。【解決手段】内燃機関１０が備える２つの気筒間に配置され、気筒内ピストン１４と対向して運動するバランサピストン３８を備える。バランサピストン３８の挿入を受け、底部４０ａが閉塞されたバランサライナ４０を備える。バランサライナ４０の底部４０ａを、クランク室３２内に溜められる油の油面高さよりも低い位置に配置する。バランサピストン３８の頂面とバランサライナ４０の内周面とで囲まれたバランサライナ内部空間４２と、油の油面上方のクランク室３２内空間とに連通するブリーザ通路４４を備える。【選択図】図１
2010059815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの気筒間に配置され、気筒内ピストンと対向して運動するバランサピストンと、
前記バランサピストンの挿入を受け、底部が閉塞されたバランサライナと、を備えるピストン式バランサを備える内燃機関であって、
前記バランサライナの前記底部が、クランク室内に溜められる油の油面高さよりも低い位置に配置されており、
前記内燃機関は、前記バランサピストンの頂面と前記バランサライナの内周面とで囲まれたバランサライナ内部空間と、前記油の油面上方のクランク室内空間とに連通するブリーザ通路を備えることを特徴とするピストン式バランサを備える内燃機関。
【請求項２】
前記ブリーザ通路は、前記バランサライナの側壁部の内部に形成されていることを特徴とする請求項１記載のピストン式バランサを備える内燃機関。
【請求項３】
前記バランサライナ内部空間にタンク連通路を介して接続された負圧タンクと、
前記タンク連通路の途中に配置され、前記負圧タンクから前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制可能なバキューム用第１制御弁と、
前記ブリーザ通路の途中に配置され、前記バランサライナ内部空間から前記クランク室内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制可能なバキューム用第２制御弁と、
を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載のピストン式バランサを備える内燃機関。
【請求項４】
前記バキューム用第１制御弁は、所定の駆動指令に従って前記タンク連通路を開閉可能な弁であって、
前記バキューム用第２制御弁は、所定の駆動指令に従って前記ブリーザ通路を開閉可能な弁であって、
前記内燃機関の制御装置は、前記負圧タンク内の負圧が所定値より高い場合には、前記負圧タンクから前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第１制御弁を駆動し、かつ、前記バランサライナ内部空間から前記クランク室内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第２制御弁を駆動し、一方、前記負圧タンク内の負圧が所定値以下である場合には、前記タンク連通路が遮断されるように前記バキューム用第１制御弁を駆動し、かつ、前記ブリーザ通路が開放されるように前記バキューム用第２制御弁を駆動するバキューム用制御弁駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項３記載のピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記バキューム用第１制御弁は、所定の駆動指令に従って前記タンク連通路を開閉可能な弁であって、
前記バキューム用第２制御弁は、所定の駆動指令に従って前記ブリーザ通路を開閉可能な弁であって、
前記内燃機関の制御装置は、前記内燃機関が搭載された車両の運転者からの当該車両の制動要求を検知した場合に、前記負圧タンクから前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第１制御弁を駆動し、かつ、前記バランサライナ内部空間から前記クランク室内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第２制御弁を駆動する制動時駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項３または４記載のピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関の制御装置は、前記車両の制動エネルギを電気エネルギに変換して回収した際の電力を蓄える蓄電池の充電状態を検知する充電状態検知手段を更に備え、
前記制動時駆動手段は、前記内燃機関が搭載された車両の運転者からの当該車両の制動要求を検知した場合であって、前記制動エネルギの回収が不要な程度にまで前記蓄電池が十分に充電されていると判断された場合に、前記負圧タンクから前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第１制御弁を駆動し、かつ、前記バランサライナ内部空間から前記クランク室内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第２制御弁を駆動することを特徴とする請求項５記載のピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記バランサライナ内部空間と前記内燃機関の吸気通路とを連通させる第１の換気用連通路と、
前記ブリーザ通路の途中に配置され、前記クランク室内の空間から前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制可能な換気用第１制御弁と、
前記第１の換気用連通路の途中に配置され、前記バランサライナ内部空間から前記吸気通路に向かう方向のみにガスの流れを規制可能な換気用第２制御弁と、
を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載のピストン式バランサを備える内燃機関。
【請求項８】
前記内燃機関は、前記吸気通路における前記連通路の接続点よりも上流側の部位と、前記内燃機関のヘッドカバーの内部空間とを連通する第２の換気用連通路を更に備えることを特徴とする請求項７記載のピストン式バランサを備える内燃機関。
【請求項９】
前記換気用第１制御弁は、所定の駆動指令に従って前記ブリーザ通路を開閉可能な弁であって、
前記換気用第２制御弁は、所定の駆動指令に従って前記第１の換気用連通路を開閉可能な弁であって、
前記内燃機関の制御装置は、
前記クランク室内空間から前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記換気用第１制御弁を駆動し、かつ、前記バランサライナ内部空間から前記吸気通路に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記換気用第２制御弁を駆動する換気用制御弁駆動手段と、
前記内燃機関の運転状態との関係で設定された換気要求度に応じて、前記換気用制御弁駆動手段の駆動頻度を変更する制御弁駆動頻度変更手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項７または８記載のピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関およびその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、往復動バランサ付きエンジンが開示されている。この従来のエンジンでは、ガイド筒（バランサライナ）内を往復動するロッド（バランサピストン）の往復運動を、オイルポンプや燃料ポンプとして利用するようにしている。また、この従来の技術では、クランク室からシリンダを斜め上向きに突出させた傾斜型エンジンに、当該往復動バランサ機構を適用している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９３３６３号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９３２号公報
【特許文献３】特開２００４−３０１３１６号公報
【特許文献４】特開２００４−３０１２７２号公報
【特許文献５】特開２００５−４２６８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来の技術のように気筒内ピストンと対向して運動するバランサピストンを備える内燃機関では、良好な回転バランスを保つために、気筒内ピストンおよびバランサピストンが地面に対して垂直となるようにして車両に搭載することが望ましい。しかしながら、そのような垂直搭載を行おうとすると、一般に内燃機関の全高が長くなってしまい、車両への内燃機関の搭載性に問題が生ずる。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ピストン式バランサを備える内燃機関の垂直搭載時の良好な車両搭載性とポンプとしてのピストン式バランサの用途確保とを好適に両立させることのできるピストン式バランサを備える内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、ピストン式バランサを備える内燃機関であって、
少なくとも２つの気筒間に配置され、気筒内ピストンと対向して運動するバランサピストンと、
前記バランサピストンの挿入を受け、底部が閉塞されたバランサライナと、を備えるピストン式バランサを備える内燃機関であって、
前記バランサライナの前記底部が、クランク室内に溜められる油の油面高さよりも低い位置に配置されており、
前記内燃機関は、前記バランサピストンの頂面と前記バランサライナの内周面とで囲まれたバランサライナ内部空間と、前記油の油面上方のクランク室内空間とに連通するブリーザ通路を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記ブリーザ通路は、前記バランサライナの側壁部の内部に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記バランサライナ内部空間にタンク連通路を介して接続された負圧タンクと、
前記タンク連通路の途中に配置され、前記負圧タンクから前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制可能なバキューム用第１制御弁と、
前記ブリーザ通路の途中に配置され、前記バランサライナ内部空間から前記クランク室内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制可能なバキューム用第２制御弁と、
を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第４の発明は、第３の発明におけるピストン式バランサを備える内燃機関の制御装置において、
前記バキューム用第１制御弁は、所定の駆動指令に従って前記タンク連通路を開閉可能な弁であって、
前記バキューム用第２制御弁は、所定の駆動指令に従って前記ブリーザ通路を開閉可能な弁であって、
前記内燃機関の制御装置は、前記負圧タンク内の負圧が所定値より高い場合には、前記負圧タンクから前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第１制御弁を駆動し、かつ、前記バランサライナ内部空間から前記クランク室内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第２制御弁を駆動し、一方、前記負圧タンク内の負圧が所定値以下である場合には、前記タンク連通路が遮断されるように前記バキューム用第１制御弁を駆動し、かつ、前記ブリーザ通路が開放されるように前記バキューム用第２制御弁を駆動するバキューム用制御弁駆動手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第５の発明は、第３または４の発明において、
前記バキューム用第１制御弁は、所定の駆動指令に従って前記タンク連通路を開閉可能な弁であって、
前記バキューム用第２制御弁は、所定の駆動指令に従って前記ブリーザ通路を開閉可能な弁であって、
前記内燃機関の制御装置は、前記内燃機関が搭載された車両の運転者からの当該車両の制動要求を検知した場合に、前記負圧タンクから前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第１制御弁を駆動し、かつ、前記バランサライナ内部空間から前記クランク室内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第２制御弁を駆動する制動時駆動手段を更に備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第６の発明は、第５の発明において、
前記内燃機関の制御装置は、前記車両の制動エネルギを電気エネルギに変換して回収した際の電力を蓄える蓄電池の充電状態を検知する充電状態検知手段を更に備え、
前記制動時駆動手段は、前記内燃機関が搭載された車両の運転者からの当該車両の制動要求を検知した場合であって、前記制動エネルギの回収が不要な程度にまで前記蓄電池が十分に充電されていると判断された場合に、前記負圧タンクから前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第１制御弁を駆動し、かつ、前記バランサライナ内部空間から前記クランク室内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記バキューム用第２制御弁を駆動することを特徴とする。
【００１２】
また、第７の発明は、第１または第２の発明において、
前記バランサライナ内部空間と前記内燃機関の吸気通路とを連通させる第１の換気用連通路と、
前記ブリーザ通路の途中に配置され、前記クランク室内の空間から前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制可能な換気用第１制御弁と、
前記第１の換気用連通路の途中に配置され、前記バランサライナ内部空間から前記吸気通路に向かう方向のみにガスの流れを規制可能な換気用第２制御弁と、
を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第８の発明は、第７の発明において、
前記内燃機関は、前記吸気通路における前記連通路の接続点よりも上流側の部位と、前記内燃機関のヘッドカバーの内部空間とを連通する第２の換気用連通路を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第９の発明は、第７または第８の発明において、
前記換気用第１制御弁は、所定の駆動指令に従って前記ブリーザ通路を開閉可能な弁であって、
前記換気用第２制御弁は、所定の駆動指令に従って前記第１の換気用連通路を開閉可能な弁であって、
前記内燃機関の制御装置は、
前記クランク室内空間から前記バランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記換気用第１制御弁を駆動し、かつ、前記バランサライナ内部空間から前記吸気通路に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能するように前記換気用第２制御弁を駆動する換気用制御弁駆動手段と、
前記内燃機関の運転状態との関係で設定された換気要求度に応じて、前記換気用制御弁駆動手段の駆動頻度を変更する制御弁駆動頻度変更手段と、
を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、バランサピストンと油の油面とが干渉しないようにしつつ、バランサライナを油没させられるようになる。これにより、ピストン式バランサを備える内燃機関において、垂直搭載を行う際に内燃機関の全高を良好に下げることができるようになる。また、本発明の構成が以下の第２以降の発明に適用されることで、ピストン式バランサを備える内燃機関の垂直搭載時の良好な車両搭載性とポンプとしてのピストン式バランサの用途確保とを好適に両立させることが可能となる。
【００１６】
第２の発明によれば、配管等の部品点数の増大を避けかつ省スペースでブリーザ通路を形成しつつ、ブリーザ通路の流路断面積をバランサライナの周方向に渡って十分に確保することができる。このため、バランサピストンの往復運動に伴うバランサライナ内部空間とクランク室内空間との間でガスが行き来する際のポンプ損失を十分に抑えることができる。
【００１７】
第３の発明によれば、バランサピストンの往復運動を負圧タンクの内圧を負圧に保つためのバキュームポンプとして利用することが可能となる。このように、本発明によれば、ピストン式バランサを備える内燃機関の全高を良好に下げられるようになることで実現される垂直搭載を行う際の良好な車両搭載性と、バキュームポンプとしてのピストン式バランサの用途確保とを好適に両立させることが可能となる。
【００１８】
第４の発明によれば、負圧タンク内の負圧が所定値以下である場合、すなわち、負圧タンク内に十分な負圧が確保されていると判断できる場合には、バキュームポンプとしての作動が停止されるとともに、タンク連通路が遮断されたうえでブリーザ通路が開放される。ポンプ仕事は、クランク室よりも圧力の低い負圧タンク側から吸引するよりもクランク室側から吸引する方が小さくなる。このため、本発明によれば、バキュームポンプとしての機能が不要な際に、内燃機関の無駄な仕事を低減させることができる。
【００１９】
第５の発明によれば、車両の制動要求が出された場合に、バランサピストンの往復運動をバキュームポンプとして機能させることで、そのポンプ仕事によってエンジンブレーキ力を補助させることができるようになる。これにより、例えば弁停止制御が行われるような内燃機関において、不足しがちなエンジンブレーキ力を十分かつ確実に確保できるようになる。また、本発明によれば、例えば弁停止制御が行われるような場合であっても、別途バキュームポンプを備える必要なく、低コストに十分な負圧を確保して車両に提供することが可能となる。
【００２０】
第６の発明によれば、車両の制動要求が出された場合であって、かつ、車両の制動エネルギの回収が不要な程度にまで蓄電池が十分に充電されていると判断できる場合に、バランサピストンの往復運動をバキュームポンプとして機能させることで、そのポンプ仕事によってエンジンブレーキ力を補助させることができるようになる。これにより、例えば上述したように弁停止制御が行われるような内燃機関を備えつつ回生ブレーキ制御を必要に応じて行うハイブリッド車両において、不足しがちな車両の制動力を十分かつ確実に確保できるようになる。
【００２１】
第７の発明によれば、バランサピストンの往復運動をクランク室内のブローバイガスを吸気通路に供給するための換気用ポンプとして利用することが可能となる。これにより、内燃機関の内部（クランク室の内部やヘッドカバーの内部等）を換気し、内燃機関の内部を潤滑させる油の劣化がブローバイガスによって劣化するのを抑制することができる。このように、本発明によれば、ピストン式バランサを備える内燃機関の全高を良好に下げられるようになることで実現される垂直搭載を行う際の良好な車両搭載性と、換気用ポンプとしてのピストン式バランサの用途確保とを好適に両立させることが可能となる。
【００２２】
第８の発明によれば、クランク室内のブローバイガスを換気用ポンプとして機能するバランサピストンの往復運動を利用して吸気通路に排出することができるとともに、その結果として圧力が低下したクランク室に向けて、第２の換気用連通路からヘッドカバーの内部を通ってフレッシュエア（新気）を積極的に供給できるようになる。従って、本発明によれば、吸気管圧力の高低の影響を受けずに、安定したブローバイガスの還元装置を形成することが可能となる。
【００２３】
第９の発明によれば、換気要求度の高い運転状態では、内燃機関の内部を十分に換気させられるようになるとともに、換気要求度の低い運転状態では、換気頻度を下げることで、オイルミストを含んだブローバイガスが必要以上に吸気通路側に戻されるのを回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関１０の構成を説明するための断面図である。
図１に示す内燃機関１０は、ここでは、直列２気筒型エンジンであるものとする。内燃機関１０の各気筒１２の内部には、気筒内ピストン１４が摺動可能に配置されている。気筒内ピストン１４は、コンロッド１６を介して、クランク軸１８に設けられたクランクピン２０と連結されている。尚、ここでは、内燃機関１０の２つの気筒がそれぞれ備えるクランクピン２０は、同位相となるように設定されているものとする。つまり、内燃機関１０は、爆発行程が等間隔となるように構成されている。
【００２５】
図１における内燃機関１０の向きは、当該内燃機関１０が実際に車両に搭載された際の搭載方向に対応している。すなわち、ここでは、内燃機関１０は、気筒内ピストン１４の軸線方向（更には、後述するバランサピストン３８の軸線方向）が地面に対して垂直方向となるようにして車両に搭載されているものとする。尚、以下の明細書中においては、このような向きでの車両に対する内燃機関１０の搭載手法を、単に「垂直搭載」と称することがある。
【００２６】
内燃機関１０の各気筒１２を構成する部材であるシリンダブロック２２の上方には、シリンダヘッド２４が取り付けられている。また、シリンダブロック２２内の気筒１２、気筒内ピストン１４、およびシリンダヘッド２４とで囲まれた空間として、内燃機関１０の燃焼室２６が形成されている。
【００２７】
また、シリンダブロック２２の下方には、クランクケース２８が取り付けられている。更に、クランクケース２８の下方には、内燃機関１０の各部を潤滑するための潤滑油を溜めておくためのオイルパン３０が取り付けられている。また、気筒内ピストン１４を間に介する燃焼室２６の反対側には、シリンダブロック２２、クランクケース２８、およびオイルパン３０とで囲まれた空間として、クランク室３２が形成されている。
【００２８】
また、クランク軸１８には、クランク軸１８の軸中心を中心としてクランクピン２０と対称となる位置に、バランサ用クランクピン３４が設けられている。バランサ用クランクピン３４は、バランサ用コンロッド３６を介して、バランサピストン３８に連結されている。バランサピストン３８の周囲には、当該バランサピストン３８の挿入を受けるバランサライナ４０が配置されている。
【００２９】
より具体的には、バランサピストン３８は、バランサライナ４０によって摺動可能に案内された状態で、クランク軸１８の回転に伴って、気筒内ピストン１４と対向して運動するように構成されている。また、バランサピストン３８は、気筒内ピストン１４の慣性力に釣り合う力であって、かつ逆向きの慣性力が発生するようにその質量が調整されている。以上のようなバランサ用クランクピン３４、バランサ用コンロッド３６、バランサピストン３８、およびバランサライナ４０によって、本実施形態の内燃機関１０のピストン式バランサ機構が実現されている。
【００３０】
図１に示すように、バランサライナ４０は、バランサピストン３８の頂面と対向する底部４０ａを備えており、当該底部４０ａは閉塞されている。当該底部４０ａは、クランク室３２内に（オイルパン３０に）溜められた油の油面高さよりも低い位置に配置されている。このように、バランサライナ４０は、その一部が、オイルパン３０内に油没されるようにしてクランク室３２内に配置されている。
【００３１】
更に、本実施形態の内燃機関１０は、バランサピストン３８の頂面とバランサライナ４０の内周面とで囲まれたバランサライナ内部空間４２と、油の油面上方のクランク室３２内空間とに連通するブリーザ通路４４を備えている。尚、符号４６は、オイルパン３０内の油を内燃機関１０の各部に供給するためのオイルポンプを指示している。
【００３２】
図２は、図１に示すブリーザ通路４４の詳細な構造を説明するためのバランサライナ４０の斜視図である。
図２（Ａ）に示すように、ブリーザ通路４４は、バランサライナ４０の側壁部４０ｂの一部の内部に形成されている。より具体的には、ブリーザ通路４４は、図２（Ａ）に示すように、バランサライナ４０の側壁部４０ｂに沿うようにして形成されている。バランサライナ４０の底部４０ａ近傍の側壁部４０ｂの内周面側には、ブリーザ通路４４におけるバランサライナ内部空間４２側の入口となる入口穴４４ａが形成されている。
【００３３】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に対し、ブリーザ通路４４が設けられた部位においてバランサライナ４０の側壁部４０ｂの一部をカットして表した図に相当する。図２（Ｂ）に示すように、ブリーザ通路４４の出口穴４４ｂは、バランサライナ４０の側壁部４０ｂの外周面側に形成されている。尚、ブリーザ通路４４の形成手法は、図２に示すような例に限られるものではなく、例えば、バランサライナ内部空間４２とクランク室３２内空間とを連通する配管として、ブリーザ通路をバランサライナ４０の外部に備えるようにしてもよい。
【００３４】
本実施形態の内燃機関１０のように等間隔で爆発が行われる直列２気筒エンジンでは、気筒内ピストンが上下動する際の慣性力によって、エンジンが当該ピストンの上下方向に振動する。これに対し、本実施形態の内燃機関１０は、気筒内ピストン１４と対向して運動するように構成されたバランサピストン３８を備えているので、気筒内ピストン１４の慣性力をバランサピストン３８の慣性力で打ち消すことができ、内燃機関１０（クランク軸１８）の回転バランスを良好に確保することができる。更に、本実施形態の内燃機関１０は、上記のように、内燃機関１０が車両に垂直搭載されている。このため、内燃機関１０によれば、ピストン式バランサを備える内燃機関における回転バランスをより良好に確保することができるようになる。
【００３５】
ところで、従来のピストン式バランサを備える内燃機関のように、バランサピストンの下方にオイルパンを配置する構成では、バランサピストンが油に干渉するのを避けるべく、バランサピストンと油の油面との間に十分な隙間を確保する必要があった。その結果、オイルパンの底面を低く（深く）設定せざるを得ず、内燃機関の全高が長くなってしまい、車両搭載性に問題があった。
【００３６】
これに対し、本実施形態では、バランサライナ４０の底部４０ａを閉塞したうえで、当該底部４０ａを油の油面高さよりも低い位置に配置させている。このような構成によれば、バランサピストン３８と油の油面とが干渉しないようにしつつ、バランサライナ４０を油没させられるようになる。これにより、バランサライナ４０とオイルパン３０の底面との隙間を小さくすることができ、ピストン式バランサを備える内燃機関１０において、垂直搭載を行う際に内燃機関１０の全高を良好に下げることができるようになる。
【００３７】
更に、本実施形態では、底部４０ａが閉塞されたバランサライナ４０のバランサライナ内部空間４２と油の油面上方のクランク室３２内空間とに連通するブリーザ通路４４を備えるようにしている。仮に、このようなブリーザ通路４４が設けられていない場合には、バランサピストン３８の往復運動による仕事の一部が熱に変換される形で損失となってしまうことが懸念される。また、シリンダブロック２２側から滴下した油がバランサライナ４０内に溜まり、更にそのような圧縮性の低い油をバランサピストン３８によって圧縮してしまうことで、バランサ用コンロッド３６等をオイルハンマーによって破損してしまうことが懸念される。これに対し、本実施形態のようにブリーザ通路４４を備えておくことで、バランサピストン３８の往復運動による仕事の損失を最小限に抑えることができるとともに、上記のオイルハンマーが生ずるのを回避することもできる。
【００３８】
また、本実施形態では、図２に示すように、バランサライナ４０の側壁部４０ｂに沿ってブリーザ通路４４を形成させている。ブリーザ通路４４の通路の形成は、このような手法に限定されるものではないが、図２に示すブリーザ通路４４の形成手法によれば、配管等の部品点数の増大を避けかつ省スペースでブリーザ通路４４を形成しつつ、ブリーザ通路４４の流路断面積をバランサライナ４０の周方向に渡って十分に確保することができる。このため、バランサピストン３８の往復運動に伴うバランサライナ内部空間４２とクランク室３２内空間との間でガスが行き来する際のポンプ損失を十分に抑えることができる。
【００３９】
実施の形態２．
次に、図３および図４を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図３は、本発明の実施の形態２の内燃機関５０の構成を説明するための図である。尚、図３において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００４０】
図３に示すように、本実施形態のシステムは、ブレーキ等の車両が備える各システムに使用される負圧を貯圧するための負圧タンク５２を備えている。当該負圧タンク５２は、タンク連通路５４を介して、バランサピストン３８を収容するバランサライナ５６内のバランサライナ内部空間５８に接続されている。
【００４１】
より具体的には、タンク連通路５４は、バランサライナ５６の外部に設けられたタンク連通管５４ａと、バランサライナ５６の側壁部５６ｂに沿って形成されたライナ内タンク連通路５４ｂとによって構成されている。また、このタンク連通路５４の途中、より具体的には、タンク連通管５４ａとライナ内タンク連通路５４ｂとの接続部には、タンク連通路５４の開閉を担う電磁弁６０が設置されている。
【００４２】
一方、バランサライナ５６におけるライナ内タンク連通路５４ｂと対向する部位には、ブリーザ通路６２が設けられている。より具体的には、ブリーザ通路６２は、バランサライナ５６からクランク室３２に向けて突出するように設けられたブリーザ配管６２ａと、バランサライナ５６の側壁部５６ｂに沿って形成されたライナ内ブリーザ通路６２ｂとによって構成されている。
【００４３】
また、このブリーザ通路６２の途中、より具体的には、ブリーザ配管６２ａとライナ内ブリーザ通路６２ｂとの接続部には、ブリーザ通路６２の開閉を担う電磁弁６４が設置されている。尚、タンク連通路５４やブリーザ通路６２の形成手法は、図３に示すような例に限られるものではなく、例えば、それらの通路をすべてバランサライナ５６の外部に備えるようにしてもよい。
【００４４】
本実施形態のシステムは、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）６６を備えている。ＥＣＵ６６の入力側には、負圧タンク５２の内圧を検出するためのバキュームセンサ６８、およびブレーキペダルの踏み込みを検出するためのブレーキセンサ７０に加え、内燃機関５０の運転状態（例えば、エンジン回転数、吸入空気量、冷却水温度など）や車両の状態を検出するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ６６は、車両が備えるブレーキ力回生用蓄電池の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を当該蓄電池の電圧等に基づいて検知できるようになっている。また、ＥＣＵ６６の出力側には、電磁弁６０、６４に加え、内燃機関５０の運転状態を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ６６は、各センサからの信号に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、内燃機関５０の運転状態を制御するようになっている。
【００４５】
図４は、図３に示す内燃機関５０において実行される特徴的な動作を説明するための図である。より具体的には、図４（Ａ）は、バランサピストン３８が上昇して負圧タンク５２側からバランサライナ内部空間５８側にガスを吸引するための「吸引行程」中の動作を示している。一方、図４（Ｂ）は、バランサピストン３８が下降してバランサライナ内部空間５８内からガスを排出するための「排出行程」中の動作を示している。
【００４６】
本実施形態では、図４（Ａ）に示す「吸引行程」時には、ＥＣＵ６６（図３参照）によって電磁弁６０を開き、かつ、電磁弁６４を閉じる制御を行うようにしている。そして、図４（Ｂ）に示す「排出行程」時には、ＥＣＵ６６によって電磁弁６０を閉じ、かつ、電磁弁６４を開く制御を行うようにしている。
【００４７】
つまり、上記の電磁弁６０、６４の制御では、内燃機関５０の運転中にバランサピストン３８が往復運動をする際に、電磁弁６０を、負圧タンク５２からバランサライナ内部空間５８に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能させており、また、電磁弁６４を、バランサライナ内部空間５８からクランク室３２の内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能させている。
【００４８】
上記のような電磁弁６０、６４の制御によれば、「吸引行程」時には、ブリーザ通路６２を遮断させつつ、バランサピストン３８の上昇に伴う吸引作用によって、負圧タンク５２内に負圧を生じさせられるようになる。一方、「排出行程」時には、タンク連通路５４を遮断させつつ、バランサピストン３８の下降に伴う排出作用によって、バランサライナ内部空間５８内からガスをブリーザ通路６２側に排出させられるようになる。
【００４９】
以上説明した図３に示す内燃機関５０の構成によれば、バランサピストン３８の往復運動を負圧タンク５２の内圧を負圧に保つためのバキュームポンプとして利用することが可能となる。このように、本実施形態の構成によれば、ピストン式バランサを備える内燃機関５０の全高を良好に下げられるようになることで実現される垂直搭載を行う際の良好な車両搭載性と、バキュームポンプとしてのピストン式バランサの用途確保とを好適に両立させることが可能となる。
【００５０】
ところで、上述した実施の形態２においては、タンク連通路５４およびブリーザ通路６２にそれぞれ電磁弁６０、６４を備え、ＥＣＵ６６によって上述した制御を行うことによって、バランサピストン３８の往復運動をバキュームポンプとして利用できるようにしている。しかしながら、本発明において備えておくべきバキューム用の第１および第２制御弁は、上記のような制御を伴う電磁弁６０、６４に限定されるものではない。すなわち、本発明のバキューム用第１制御弁は、負圧タンクからバランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制するように構成されたワンウェイバルブであってもよく、また、本発明のバキューム用第２制御弁は、バランサライナ内部空間からクランク室内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制するように構成されたワンウェイバルブであってもよい。
【００５１】
尚、上述した実施の形態２においては、電磁弁６０が前記第３の発明における「バキューム用第１制御弁」に、電磁弁６４が前記第３の発明における「バキューム用第２制御弁」に、それぞれ相当している。
【００５２】
実施の形態３．
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
本実施形態のシステムは、図３に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６６に後述する図６に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００５３】
図５は、バランサピストン３８の往復運動をバキュームポンプとして作動させた際の負圧タンク５２の内圧の変化を表したタイムチャートである。
バランサピストン３８の往復運動を利用してバキュームポンプとしての作動を開始された場合には、図５に示すように、負圧タンク５２の内圧は、大気圧から真空に向けて低下していき、やがて限界負圧値で安定するようになる。ブレーキ等の車両の各システムで利用する際に必要となるタンク負圧は、図５に示すように限界負圧値よりも高い値である。それなのに、何らの配慮なしに常にバランサピストン３８の往復運動をバキュームポンプとして利用させ続けるようにすると、内燃機関５０に無駄な仕事をさせてしまうことになる。
【００５４】
そこで、本実施形態では、バランサピストン３８の往復運動をバキュームポンプとして作動させた際に、負圧タンク５２の内圧が、車両の各システムが必要とするタンク負圧から所定の余裕代を考慮した閾値α以下の負圧になった場合に、バキュームポンプとしての作動を停止させるようにした。更に、この場合には、電磁弁６０を閉じた状態に維持することで負圧タンク５２とバランサライナ内部空間５８との連通を遮断したうえで、電磁弁６４を開いた状態に維持することでブリーザ通路６２を開放するようにした。
【００５５】
図６は、上記の機能を実現するために、本実施の形態３においてＥＣＵ６６が実行するルーチンのフローチャートである。
図６に示すルーチンでは、先ず、バキュームセンサ６８の出力に基づいて、負圧タンク５２の内圧が所定の閾値α（図５参照）よりも高いか否かが判別される（ステップ１００）。
【００５６】
その結果、負圧タンク５２の内圧が上記閾値αよりも高いと判定された場合には、負圧タンク５２内に未だ十分な負圧が確保されていないと判断できるので、バランサピストン３８の往復運動をバキュームポンプとして作動させるための電磁弁６０、６４の制御が実行される（ステップ１０２）。具体的には、電磁弁６０を負圧タンク５２からバランサライナ内部空間５８に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能させるために、バランサピストン３８の吸引行程において電磁弁６０が開き、かつ、バランサピストン３８の排出行程において電磁弁６４が閉じるように制御される。また、電磁弁６４をバランサライナ内部空間５８からクランク室３２内空間に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能させるために、バランサピストン３８の吸引行程において電磁弁６４を閉じ、かつ、バランサピストン３８の排出行程において電磁弁６４が開くように制御される。
【００５７】
一方、上記ステップ１００において、負圧タンク５２の内圧が上記閾値α以下であると判定された場合には、負圧タンク５２内に十分な負圧が確保されていると判断できるので、バキュームポンプとしての作動が停止されるとともに、負圧タンク５２とバランサライナ内部空間５８との連通が遮断されたうえでブリーザ通路６２が開放されるように、電磁弁６０、６４が制御される（ステップ１０４）。具体的には、電磁弁６０が閉じた状態に維持されるように制御されるとともに、電磁弁６４が開いた状態に維持されるように制御される。
【００５８】
以上説明した図６に示すルーチンによれば、負圧タンク５２内に十分な負圧が確保されていると判断できる場合には、バキュームポンプとしての作動が停止されるとともに、負圧タンク５２とバランサライナ内部空間５８との連通が遮断されたうえでブリーザ通路６２が開放される。ポンプ仕事は、クランク室３２よりも圧力の低い負圧タンク５２側から吸引するよりもクランク室３２側から吸引する方が小さくなる。このため、上記ルーチンの処理によれば、バキュームポンプとしての機能が不要な際に、内燃機関５０の無駄な仕事を低減させることができる。
【００５９】
尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ６６が上記図６に示すルーチンの一連の処理を実行することにより前記第４の発明における「バキューム用制御弁駆動手段」が実現されている。
【００６０】
実施の形態４．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
本実施形態のシステムは、図３に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６６に後述する図７に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００６１】
ところで、排気ガス規制や触媒貴金属低減要求への対策の一つとして、モータリング（アクセルペダルがオフとされた状態でエンジン回転数が所定回転数以上となっている際に燃料噴射がなされずにエンジンが回っている状態）中に、吸排気弁の作動を閉弁状態で停止させる制御が行われることがある。このような弁停止制御が行われると、内燃機関のポンプ仕事が減少するので、エンジンブレーキが効きづらくなるという問題がある。
【００６２】
そこで、本実施形態では、ピストン式バランサを備える内燃機関５０において、十分なエンジンブレーキ力の確保を実現する制御を提供すべく、車両の制動要求があった場合（運転者によるブレーキペダルの踏み込みが検知された場合）に、バランサピストン３８の往復運動をバキュームポンプとして作動させるようにした。
【００６３】
図７は、上記の機能を実現するために、本実施形態４においてＥＣＵ６６が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図７において、実施の形態３における図６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図７に示すルーチンでは、先ず、ブレーキセンサ７０の検出信号に基づいて、車両の制動要求（ブレーキ要求）があるか否かが判別される（ステップ２００）。
【００６４】
その結果、当該ブレーキ要求が検出されない間は、バキュームポンプとしての作動が停止された状態とされるとともに、ブリーザ通路６２が開放されるように制御される（ステップ１０４）。一方、上記ステップ２００においてブレーキ要求が検出されたと判定された場合には、バランサピストン３８の往復運動がバキュームポンプとして作動するように制御される（ステップ１０２）。
【００６５】
以上説明した図７に示すルーチンによれば、車両のブレーキ要求が出された場合に、バランサピストン３８の往復運動をバキュームポンプとして機能させることで、そのポンプ仕事によってエンジンブレーキ力を補助させることができるようになる。これにより、例えば上述したように弁停止制御が行われるような内燃機関において、不足しがちなエンジンブレーキ力を十分かつ確実に確保できるようになる。
【００６６】
また、ブレーキ（フットブレーキ）等の車両の各システムに使用する負圧は、一般的に内燃機関の吸気管負圧を活用している。しかしながら、上記のような弁停止制御が行われる内燃機関では、十分な吸気管負圧の確保が困難となり、別途バキュームポンプを備える必要が生じていた。特に、ＣＶＴ車両やハイブリッド車両などでは、吸気管圧力が大気圧に近い高負荷領域を多用するので、そのような課題が顕著となっていた。これに対し、本実施形態の内燃機関５０によれば、弁停止制御が行われるような場合であっても、別途バキュームポンプを備える必要なく、低コストに十分な負圧を確保して車両に提供することが可能となる。
【００６７】
尚、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ６６が上記ステップ２００の判定が成立した場合に上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第５の発明における「制動時駆動手段」が実現されている。
【００６８】
実施の形態５．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
本実施形態のシステムは、図３に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ６６に後述する図８に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００６９】
ところで、車両の制動エネルギを電気エネルギに変換して回収する回生ブレーキ制御を行うハイブリッド車両では、回収した電力を蓄える蓄電池（図示省略）の充電状態（ＳＯＣ）が良好な場合には、車両の制動エネルギの回収を目的とする回生ブレーキが行われなくなる。このため、上記弁停止制御が行われることでエンジンブレーキ力が不足しがちな内燃機関を備えるハイブリッド車両において蓄電池のＳＯＣが良好な場合には、特に、車両の制動力が不足しがちになる。
【００７０】
そこで、本実施形態では、回生ブレーキ制御を行うハイブリッド車両に本実施形態のピストン式バランサを備える内燃機関５０が搭載されている場合を想定し、次のような制御を行うこととした。すなわち、車両の制動要求があった場合であって、かつ、車両の制動エネルギの回収が不要な程度にまで蓄電池が十分に充電されていると判断された場合に、バランサピストン３８の往復運動をバキュームポンプとして作動させるようにした。
【００７１】
図８は、上記の機能を実現するために、本実施形態５においてＥＣＵ６６が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図８において、実施の形態４における図７に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図８に示すルーチンでは、上記ステップ２００においてブレーキ要求が検出されたと判定された場合には、次いで、回生ブレーキ制御が行われない状況か否かが、蓄電池の充電状態（ＳＯＣ）に基づいて判別される（ステップ３００）。その結果、蓄電池のＳＯＣを所定の基準値と比較してＳＯＣが良くないと判定された場合、すなわち、回生ブレーキ制御が行われる状況であると判断できる場合には、バキュームポンプとしての作動が停止された状態とされるとともに、ブリーザ通路６２が開放されるように制御される（ステップ１０４）。
【００７２】
一方、上記ステップ２００において、蓄電池のＳＯＣが良好であると判定された場合、すなわち、回生ブレーキ制御が行われない状況であると判断できる場合には、バランサピストン３８の往復運動がバキュームポンプとして作動するように制御される（ステップ１０２）。
【００７３】
以上説明した図８に示すルーチンによれば、車両のブレーキ要求が出された場合であって、かつ、蓄電池のＳＯＣが良好であるために車両の制動エネルギの回収が不要な程度にまで蓄電池が十分に充電されていると判断できる場合に、バランサピストン３８の往復運動をバキュームポンプとして機能させることで、そのポンプ仕事によってエンジンブレーキ力を補助させることができるようになる。これにより、例えば上述したように弁停止制御が行われるような内燃機関を備えつつ回生ブレーキ制御を必要に応じて行うハイブリッド車両において、不足しがちな車両の制動力を十分かつ確実に確保できるようになる。
【００７４】
尚、上述した実施の形態５においては、ＥＣＵ６６が、上記ステップ３００の処理を実行することにより前記第６の発明における「充電状態検知手段」が、上記ステップ２００および上記ステップ３００の判定がともに成立した場合に上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第６の発明における「制動時駆動手段」が、それぞれ実現されている。
【００７５】
実施の形態６．
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
図９は、本発明の実施の形態６の内燃機関８０の構成を説明するための図である。尚、図９において、上記図１または図３に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００７６】
図９に示すように、本実施形態のバランサライナ８２には、上記図３に示すバランサライナ５６が有するブリーザ通路６２と同様のブリーザ通路８４が設けられている。より具体的には、ブリーザ通路８４は、バランサライナ８２からクランク室３２に向けて突出するように設けられたブリーザ配管８４ａと、バランサライナ８２の側壁部８２ｂに沿って形成されたライナ内ブリーザ通路８４ｂとによって構成されている。また、このブリーザ通路８４の途中、より具体的には、ブリーザ配管８４ａとライナ内ブリーザ通路８４ｂとの接続部には、ブリーザ通路８４の開閉を担う電磁弁８６が設置されている。
【００７７】
一方、バランサライナ８２におけるライナ内ブリーザ通路８４ｂと対向する部位には、バランサライナ内部空間８８と内燃機関８０の吸気通路９０とを連通させる第１の換気用連通路９２が設けられている。より具体的には、第１の換気用連通路９２は、バランサライナ８２の外部に設けられた換気用連通管９２ａと、バランサライナ８２の側壁部８２ｂに沿って形成されたライナ内換気用連通路９２ｂとによって構成されている。
【００７８】
また、この第１の換気用連通路９２の途中、より具体的には、換気用連通管９２ａとライナ内換気用連通路９２ｂとの接続部には、第１の換気用連通路９２の開閉を担う電磁弁９４が設置されている。尚、ブリーザ通路８４や第１の換気用連通路９２の形成手法は、図９に示すような例に限られるものではなく、例えば、それらの通路をすべてバランサライナ８２の外部に備えるようにしてもよい。
【００７９】
また、内燃機関８０には、吸気通路９０における第１の換気用連通路９２の接続点よりも上流側の部位と、シリンダヘッド２４の上方に設けられたヘッドカバー９６の内部空間とを連通する第２の換気用連通路９８が設けられている。また、本実施形態のシステムは、基本的に上記ＥＣＵ６６と同様の構成を有するＥＣＵ１００を備えている。上記電磁弁８６、９４は、ＥＣＵ１００に接続されている。
【００８０】
図１０は、図９に示す内燃機関８０において実行される特徴的な動作を説明するための図である。より具体的には、図１０（Ａ）は、バランサピストン３８が上昇してクランク室３２側からバランサライナ内部空間８８側にブローバイガスを吸引するための「吸引行程」中の動作を示している。一方、図１０（Ｂ）は、バランサピストン３８が下降してバランサライナ内部空間８８内からブローバイガスを吸気通路９０に排出するための「排出行程」中の動作を示している。
【００８１】
本実施形態では、図１０（Ａ）に示す「吸引行程」時には、ＥＣＵ１００（図９参照）によって電磁弁８６を開き、かつ、電磁弁９４と閉じる制御を行うようにしている。そして、図１０（Ｂ）に示す「排出行程」時には、ＥＣＵ１００によって電磁弁８６を閉じ、かつ、電磁弁９４を開く制御を行うようにしている。
【００８２】
つまり、上記の電磁弁８６、９４の制御では、内燃機関８０の運転中にバランサピストン３８が往復運動をする際に、電磁弁８６を、クランク室３２内の空間からバランサライナ内部空間８８に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能させており、また、電磁弁９４を、バランサライナ内部空間８８から吸気通路９０に向かう方向のみにガスの流れを規制する弁として機能させている。
【００８３】
上記のような電磁弁８６、９４の制御によれば、「吸引行程」時には、第１の換気用連通路９２を遮断させつつ、バランサピストン３８の上昇に伴う吸引作用によって、ブリーザ通路８４を介してクランク室３２内のブローバイガスをバランサライナ内部空間８８内に取り込むことができるようになる。一方、「排出行程」時には、ブリーザ通路８４を遮断させつつ、バランサピストン３８の下降に伴う排出作用によって、第１の換気用連通路９２を介してバランサライナ内部空間８８内からブローバイガスを吸気通路９０に排出（供給）できるようになる。
【００８４】
以上説明した図９に示す内燃機関８０の構成によれば、バランサピストン３８の往復運動をクランク室３２内のブローバイガスを吸気通路９０に供給するための換気用ポンプとして利用することが可能となる。これにより、内燃機関８０の内部（クランク室３２の内部やヘッドカバー９６の内部等）を換気し、内燃機関８０の内部を潤滑させる油の劣化がブローバイガスによって劣化するのを抑制することができる。
【００８５】
また、一般的な内燃機関のブローバイガス還元装置では、吸気管圧力が大気圧に近づくほど、換気性能が低下してしまう。このため、特に、過給機を備えた高負荷領域が多用されるＣＶＴ車両やハイブリッド車両など（特に過給機を備えたもの）では、吸気管圧力が負圧になりにくいので、積極的な換気を行うのが困難であった。これに対し、本実施形態の構成によれば、クランク室３２内のブローバイガスを換気用ポンプとして機能するバランサピストン３８の往復運動を利用して吸気通路９０に排出することができるとともに、その結果として圧力が低下したクランク室３２に向けて、上記第２の換気用連通路９８からヘッドカバー９６の内部を通ってフレッシュエア（新気）を積極的に供給できるようになる。従って、本実施形態の構成によれば、吸気管圧力の高低の影響を受けずに、安定したブローバイガスの還元装置を形成することが可能となる。
【００８６】
以上のように、本実施形態の構成によれば、ピストン式バランサを備える内燃機関８０の全高を良好に下げられるようになることで実現される垂直搭載を行う際の良好な車両搭載性と、換気用ポンプとしてのピストン式バランサの用途確保とを好適に両立させることが可能となる。
【００８７】
ところで、上述した実施の形態６においては、ブリーザ通路８４および第１の換気用連通路９２にそれぞれ電磁弁８６、９４を備え、ＥＣＵ１００によって上述した制御を行うことによって、バランサピストン３８の往復運動を換気用ポンプとして利用できるようにしている。しかしながら、本発明において備えておくべき換気用の第１および第２制御弁は、上記のような制御を伴う電磁弁８６、９４に限定されるものではない。すなわち、本発明の換気用第１制御弁は、クランク室内空間からバランサライナ内部空間に向かう方向のみにガスの流れを規制するように構成されたワンウェイバルブであってもよく、また、本発明の換気用第２制御弁は、バランサライナ内部空間から吸気通路に向かう方向のみにガスの流れを規制するように構成されたワンウェイバルブであってもよい。
【００８８】
尚、上述した実施の形態６においては、電磁弁８６が前記第７の発明における「換気用第１制御弁」に、電磁弁９４が前記第７の発明における「換気用第２制御弁」に、それぞれ相当している。
【００８９】
実施の形態７．
次に、図１１乃至図１３を参照して、本発明の実施の形態７について説明する。
本実施形態のシステムは、図９に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ１００に後述する図１１に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
【００９０】
上述した実施の形態６の内燃機関８０の構成によれば、バランサピストン３８の往復運動をブローバイガスの換気用ポンプとして利用することが可能となる。ところで、ブローバイガスを換気させる要求の度合いは、内燃機関８０の運転状態に依らず一律ではない。そこで、本実施形態では、内燃機関８０の運転状態との関係で設定されたブローバイガスの換気要求度に応じて、バランサピストン３８の往復運動を換気用ポンプとして利用する頻度を変更するようにした。
【００９１】
図１１は、本発明の実施の形態７においてＥＣＵ１００によって実行されるルーチンのフローチャートである。
図１１に示すルーチンでは、先ず、内燃機関８０のエンジン回転数、負荷（吸入空気量等に基づいて取得）、冷却水温度が読み込まれる（ステップ４００）。次いで、ブローバイガスの換気要求があるか否かが判別される（ステップ４０２）。具体的には、内燃機関８０の運転状態を示すパラメータであるエンジン回転数、負荷、および冷却水温度の状態に基づいて、現在の内燃機関８０の運転状態がブローバイガスの換気を必要とする運転状態であるか否かが判断される。
【００９２】
その結果、上記ステップ４０２において換気要求がないと判定された場合には、バランサピストン３８の往復運動を換気用ポンプとして作動させるのを停止すべく、電磁弁８６、９４がともに閉弁状態に維持される（ステップ４０４）。
【００９３】
一方、上記ステップ４０２において換気要求があると判定された場合には、次いで、内燃機関８０の運転状態に応じた換気要求度に対応させて予め設定されている換気頻度が読み込まれる（ステップ４０６）。ＥＣＵ１００は、そのような換気頻度を取得するためのマップとして、図１２および図１３に示す関係に基づくマップを記憶している。
【００９４】
図１２は、内燃機関８０の負荷（トルク）とエンジン回転数との関係で換気頻度を定めたマップの傾向を示す図である。図１２中に太線で表された波形は、内燃機関８０のＷＯＴ性能ライン（全負荷時のトルクカーブ）を示し、図１２中に破線で表した波形は、吸入空気量が等しい等空気量ラインを示している。このように、内燃機関８０の負荷やエンジン回転数が高くなるにつれ、内燃機関８０に取り込まれる空気量が多くなっていき、それに伴い、ブローバイガスの排出量も増加していく。従って、図１２に示す関係では、内燃機関８０の負荷やエンジン回転数が高くなるにつれ、換気要求度が高くなるので、換気頻度が高くなるように設定されている。尚、吸気管圧力が大気圧よりも高くなる高負荷領域（図１２中に示す網掛け部）では、既述したように、一般的なブローバイガス還元装置では、換気性能が良くない。また、図１２より、既述したように、過給機を備えるＣＶＴ車両やハイブリッド（ＨＶ）車両では、一般的なブローバイガス還元装置では換気性能の良くない領域を多用することが判る。
【００９５】
図１３は、内燃機関８０の冷却水温度との関係で換気頻度を定めたマップの傾向を示す図である。冷却水温度が低くなるほど、内燃機関８０の燃焼は悪くなり易く、その結果、オイル劣化を促進させてしまう未燃活性ガスがブローバイガス中に占める割合が増えてしまう。また、冷却水温度が低くなると、ブローバイガスがクランク室３２内で液状化し易いので、素早く取り除きたいという要求もある。従って、図１３に示す関係では、冷却水温度が低くなるほど、換気要求度が高くなるので、換気頻度が高くなるように設定されている。
【００９６】
本ステップ４０６において、上記図１２および図１３に示すような関係を有するマップに従って換気頻度が読み込まれた後は、次いで、読み込まれた換気頻度に従って、バランサピストン３８の往復運動を換気用ポンプとして作動させる制御が実行される（ステップ４０８）。具体的には、例えば、換気頻度が高いほど、バランサピストン３８の往復運動の回数に対する、換気用ポンプとして機能させるための電磁弁８６、９４の駆動回数を増やすように制御するという手法を用いることができる。或いは、例えば、換気頻度が高くなるほど、換気用ポンプとして機能させるための電磁弁８６、９４の駆動時間が長くなるように制御するという手法を用いることもできる。
【００９７】
以上説明した図１１に示すルーチンによれば、内燃機関８０の運転状態との関係で設定された換気要求度が高いほど、換気用ポンプとして機能する頻度が高くなるように電磁弁８６、９４が制御されるようになる。このように、上記ルーチンの処理によれば、内燃機関８０の運転状態に応じて、ブローバイガスの換気が連続的もしくは間欠的に行われるようになる。これにより、換気要求度の高い運転状態では、内燃機関８０の内部を十分に換気させられるようになるとともに、換気要求度の低い運転状態では、換気頻度を下げることで、オイルミストを含んだブローバイガスが必要以上に吸気通路９０側に戻されるのを回避することが可能となる。
【００９８】
尚、上述した実施の形態７においては、ＥＣＵ１００が、上記ステップ４０８の処理を実行することにより前記第９の発明における「換気用制御弁駆動手段」が、上記ステップ４０６において読み込まれた換気頻度を上記ステップ４０８における換気用ポンプの作動に反映させることにより前記第９の発明における「制御弁駆動頻度変更手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１の内燃機関の構成を説明するための断面図である。
【図２】図１に示すブリーザ通路の詳細な構造を説明するためのバランサライナの斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態２の内燃機関の構成を説明するための図である。
【図４】図３に示す内燃機関において実行される特徴的な動作を説明するための図である。
【図５】バランサピストンの往復運動をバキュームポンプとして作動させた際の負圧タンクの内圧の変化を表したタイムチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態４において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態５において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態６の内燃機関の構成を説明するための図である。
【図１０】図９に示す内燃機関において実行される特徴的な動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施の形態７において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図１２】内燃機関の負荷（トルク）とエンジン回転数との関係で換気頻度を定めたマップの傾向を示す図である。
【図１３】内燃機関の冷却水温度との関係で換気頻度を定めたマップの傾向を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０、５０、８０  内燃機関
１２  気筒
１４  気筒内ピストン
１８  クランク軸
２２  シリンダブロック
２６  燃焼室
２８  クランクケース
３０  オイルパン
３２  クランク室
３８  バランサピストン
４０、５６、８２  バランサライナ
４０ａ  底部
４０ｂ、５６ｂ、８２ｂ  側壁部
４２、５８、８８  バランサライナ内部空間
４４、６２、８４  ブリーザ通路
４４ａ  入口穴
４４ｂ  出口穴
５２  負圧タンク
５４  タンク連通路
５４ａ  タンク連通管
５４ｂ  ライナ内タンク連通路
６０、６４、８６、９４  電磁弁
６２ａ、８４ａ  ブリーザ配管
６２ｂ、８４ｂ  ライナ内ブリーザ通路
６６、１００  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
６８  バキュームセンサ
７０  ブレーキセンサ
９０  吸気通路
９２  第１の換気用連通路
９２ａ  換気用連通管
９２ｂ  ライナ内換気用連通路
９６  ヘッドカバー
９８  第２換気用連通路
【図１】
2010059815.tif 000003
【図２】
2010059815.tif 000004
【図３】
2010059815.tif 000005
【図４】
2010059815.tif 000006
【図５】
2010059815.tif 000007
【図６】
2010059815.tif 000008
【図７】
2010059815.tif 000009
【図８】
2010059815.tif 000010
【図９】
2010059815.tif 000011
【図１０】
2010059815.tif 000012
【図１１】
2010059815.tif 000013
【図１２】
2010059815.tif 000014
【図１３】
2010059815.tif 000015