(57)【要約】【課題】ブローバイガスの還流性能を維持しつつ構造の簡素化を図ることのできるブローバイガス還流装置を提供する。【解決手段】吸気通路２０のスロットル弁下流部に接続された第１連通路５０と、吸気通路２０のスロットル弁上流部に接続された第２連通路６０と、吸気通路２０内の負圧が基準圧Ｐ＿ｂａｓｅ以上となる状態で開弁することでブローバイガスの第１連通路５０から吸気通路２０への還流を許容するＰＣＶバルブ５６と、エンジンの運転条件に応じてスロットル弁３０の開度を制御するスロットル弁制御手段１０２とを設け、スロットル弁制御手段１０２によって、エンジン全負荷におけるスロットル弁３０の開度ＴＶＯを、エンジン回転数が基準回転数Ｎ＿ｂａｓｅよりも高い運転条件では全開に制御する一方、エンジン回転数が基準回転数Ｎ＿ｂａｓｅよりも低い運転条件では全開よりも小さい開度に制御する。【選択図】図３
2010121580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に吸気量を調整するためのスロットル弁が設けられたエンジンのクランクケース内のブローバイガスを前記吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置において、
前記ブローバイガスが前記クランクケースから前記吸気通路のスロットル弁下流部に還流可能なようにこの吸気通路のスロットル弁下流部に接続された第１連通路と、
前記吸気通路内の吸気がこの吸気通路から前記クランクケースへ流入可能なようにこの吸気通路のスロットル弁上流部に接続された第２連通路と、
前記第１連通路に設けられて、前記吸気通路内の負圧が予め設定された基準圧以上となる状態で開弁することで前記ブローバイガスの前記第１連通路から前記吸気通路への還流を許容するＰＣＶバルブと、
エンジンの運転条件に応じて前記スロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御手段とを有し、
前記スロットル弁制御手段は、エンジン全負荷における前記スロットル弁の開度を、エンジン回転数が予め設定された基準回転数よりも高い運転条件では全開に制御し、かつ、エンジン回転数が前記基準回転数よりも低い運転条件では全開よりも小さい開度に制御することを特徴とするブローバイガス還流装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブローバイガス還流装置であって、
前記第２連通路は、前記吸気通路を流れる吸気の動圧を受けることが可能なように前記吸気通路の内側面からこの吸気通路の内部に向けて突出する突出部を有することを特徴とするブローバイガス還流装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブローバイガス還流装置であって、
前記第１連通路は、前記クランクケースに連設されたシリンダブロックに接続されており、
前記第２連通路は、前記シリンダブロックに連設されたシリンダヘッドに接続されており、
前記第１連通路には、この第１連通路を通過するブローバイガスに含まれるオイル成分を分離する第１オイルセパレータが設けられているとともに、
前記第２連通路には、この第２連通路を通過するブローバイガスに含まれるオイル成分を分離する第２オイルセパレータが設けられていることを特徴とする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、エンジンのクランクケース内のブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等のエンジンには、クランクケース内のブローバイガスを吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置が設けられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、前記ブローバイガスが前記クランクケースから前記吸気通路に還流可能なようにシリンダブロックと吸気通路とを連結する第１連通路と、前記吸気通路内の吸気がこの吸気通路から前記クランクケースへ流入可能なようにシリンダヘッドと吸気通路とを連結する第２連通路とを有するブローバイガス還流装置が開示されている。
【０００４】
この装置では、前記第１連通路に前記吸気通路内の負圧が所定値以上となる状態で開弁するＰＣＶバルブが設けられており、前記吸気通路内の負圧が所定値以上となる運転条件では、前記ＰＣＶバルブが開くことで、前記ブローバイガスはクランクケースからシリンダブロックおよび第１連通路を通り前記吸気通路へと還流する。このとき、前記第２連通路を通って吸気通路から吸気（空気）が前記クランクケース側に流入することでクランクケース内は換気される。一方、前記吸気通路内の負圧が所定値より低くなる運転条件では、前記ブローバイガスはクランクケースからシリンダブロック、シリンダヘッドおよび前記第２連通路を通り前記吸気通路へと還流する。
【０００５】
ここで、前記ブローバイガスにはオイルミストが含まれている。そのため、前記第１連通路および第２連通路には、オイルミストを分離するためのオイルセパレータがそれぞれ設けられている。具体的には、前記第２連通路では、シリンダヘッドカバーにオイルセパレータの機能をもたせることで前記吸気通路へのオイルミストの侵入を抑制している。すなわち、この装置では、シリンダヘッドカバーに複数の仕切り壁が設けられており、これによりシリンダヘッドカバー内に複数のオイル分離室が形成されている。そして、オイル分離室間を連通する連通路が、この連通路を通過する際にブローバイガスの流れ方向が変更されるように前記仕切り壁に設けられており、この連通路を通って各オイル分離室を通過する際にオイルミストがブローバイガスから分離するよう構成されている。
【特許文献１】特開２００５−１６３６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、車両用エンジンにおける第１連通路および第２連通路を伴うブローバイガス還流装置では、吸気負圧の状況に支配されて第１連通路または第２連通路から吸気通路にブローバイガスが還流しており、第１連通路からのブローバイガス量と第２連通路からのブローバイガス量がともに多く、これら第１連通路および第２連通路にはそれぞれにブローバイガス中からオイルを分離する機能が高く要求される。そのため、前記従来の装置のように、第２連通路のオイルセパレータとしてシリンダヘッドカバーに複数の仕切り壁に加えブローバイガスの流れ方向を変更するための連通路が設けられるなど、オイル分離性能を満足するために種々の分離機能要素が多くの時間と手間をかけて検証された上で構造決定が図られており、シリンダヘッドカバーの構造は複雑化している。そして、このように構造が複雑化すると、シリンダヘッドカバーの製造にも手間がかかるとともにコスト面で不利になる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、ブローバイガスの還流性能を維持しつつ構造の簡素化を図ることのできるブローバイガス還流装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明は、吸気通路に吸気量を調整するためのスロットル弁が設けられたエンジンのクランクケース内のブローバイガスを前記吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置において、前記ブローバイガスが前記クランクケースから前記吸気通路のスロットル弁下流部に還流可能なようにこの吸気通路のスロットル弁下流部に接続された第１連通路と、前記吸気通路内の吸気がこの吸気通路から前記クランクケースへ流入可能なようにこの吸気通路のスロットル弁上流部に接続された第２連通路と、前記第１連通路に設けられて、前記吸気通路内の負圧が予め設定された基準圧以上となる状態で開弁することで前記ブローバイガスの前記第１連通路から前記吸気通路への還流を許容するＰＣＶバルブと、エンジンの運転条件に応じて前記スロットル弁の開度を制御するスロットル弁制御手段とを有し、前記スロットル弁制御手段は、エンジン全負荷における前記スロットル弁の開度を、エンジン回転数が予め設定された基準回転数よりも高い運転条件では全開に制御し、かつ、エンジン回転数が前記基準回転数よりも低い運転条件では全開よりも小さい開度に制御することを特徴とするブローバイガス還流装置を提供する（請求項１）。
【０００９】
この装置によれば、吸気通路内の負圧が所定値以上となりＰＣＶバルブが開弁する運転条件をより広い範囲で確保することができるため、ＰＣＶバルブの開弁に伴い前記第１連通路を通ってブローバイガスが吸気通路に還流する機会を増加させてブローバイガスが前記第２連通路を通る機会を減少させることができる。このことは、ブローバイガスの還流性能を維持しつつ前記第２連通路に設けるオイルセパレータの構造の簡素化あるいはこのオイルセパレータの省略を可能とする。
【００１０】
すなわち、エンジン回転数が低くエンジン負荷が高い運転条件では、吸気流速が小さく、かつ、吸気量が多いため、吸気通路内が負圧になりにくい。これに対して、本装置では、このエンジン回転数が低くエンジン負荷が高い運転条件においてスロットル弁の開度を小さくして吸気を絞っており、この条件下において吸気通路内のスロットル弁下流部をより確実に負圧にすることができ、吸気通路内が負圧となる運転条件をより広い範囲で確保することができる。
【００１１】
また、前記第２連通路が、前記吸気通路を流れる吸気の動圧を受けることが可能なようにこの前記吸気通路の内側面からこの吸気通路の内部に向けて突出する突出部を有するのが好ましい（請求項２）。
【００１２】
このようにすれば、前記吸気通路内が負圧となる運転条件を広範囲に確保しつつ、ブローバイガスの還流効率を高めることができる。
【００１３】
すなわち、前記スロットル弁の開度を小さくして吸気を絞るとスロットル弁を通過するガス量が減少するが、この構成によれば、前記突出部が吸気の動圧を受けることで前記第２連通路から前記クランクケースに流入する吸気が増加し、この流入した吸気によって前記クランクケースから前記第１連通路を介して前記吸気通路に押し出されるブローバイガスが増加する。
【００１４】
前記第１連通路と第２連通路の具体的構成としては、前記第１連通路が前記クランクケースに連設されたシリンダブロックに接続されており、前記第２連通路が前記シリンダブロックに連設されたシリンダヘッドに接続されたものが挙げられる。そして、前記第１連通路にこの第１連通路を通過するガスに含まれるオイル成分を分離する第１オイルセパレータが設けられているとともに、前記第２連通路にこの第２連通路を通過するガスに含まれるオイル成分を分離する第２オイルセパレータが設けられているものが挙げられる（請求項３）。
【００１５】
ここで、本装置では、前述のように、前記第２連通路を通過するブローバイガスの量が小さく抑えられているため、前記第２オイルセパレータには構造が簡易なものを適用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、ブローバイガスの還流性能を維持しつつ構造の簡素化を図ることのできるブローバイガス還流装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は本発明に係るブローバイガス還流装置１が適用されるエンジンシステムの全体構造を概略的に示したものである。このエンジンシステムは、エンジン本体１０と、エンジン本体１０に接続される吸気通路２０と、スロットル弁３０と、第１連通路５０と、第１オイルセパレータ５５と、ＰＣＶバルブ５６と、第２連通路６０と、第２オイルセパレータ６５と、スロットル弁３０等を制御するためのエンジン制御器１００とを有している。
【００１９】
前記吸気通路２０には、上流から順にエアクリーナー２２と、サージタンク２４とが設けられている。前記スロットル弁３０は、このエアクリーナー２２とサージタンク２４との間に設けられている。このスロットル弁３０は、吸気通路２０の流路面積を変更して前記エンジン本体１０に導入される吸気量を調整するためのものであり、前記エンジン制御器１００からの信号を受けて所定の開度となる。
【００２０】
前記エンジン本体１０は、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の下に設けられてクランク軸１６を内蔵するクランクケース１２と、クランクケース１２の下部に連設されたオイルパン１３と、前記シリンダブロック１１の上に連設されたシリンダヘッド１４とを有している。前記シリンダヘッド１４はその上方をシリンダヘッドカバー１５により覆われている。
【００２１】
前記第１連通路５０は、前記クランクケース１２内に発生したブローバイガスを前記吸気通路２０に還流させるためのものである。この第１連通路５０の一端は、前記吸気通路２０のスロットル弁３０の下流部（スロットル弁下流部）に接続されている。一方、この第１連通路５０の他端は前記クランクケース１２に連設された前記シリンダブロック１１に接続されており、クランクケース１２で発生したブローバイガスはこの第１連通路５０を通って前記吸気通路２０のスロットル弁下流部に還流する。
【００２２】
前記第１オイルセパレータ５５は、前記第１連通路５０を通って前記吸気通路２０へ還流するブローバイガスからオイルミストを分離させるものである。この第１オイルセパレータ５５は、前記第１連通路５０の上流端であってこの第１連通路５０と前記シリンダブロック１１との接続部分に設けられている。この第１オイルセパレータ５５は、複数の邪魔板５５ａを有しており、この邪魔板５５ａにブローバイガスを衝突させてオイルミストを液滴として付着させることで、オイルミストを分離する。液滴となったオイルは前記オイルパン１３へ落下し、オイルミストが除かれたブローバイガスが前記吸気通路２０へと導出される。
【００２３】
前記ＰＣＶバルブ５６は、前記第１連通路５０の流路を開閉するものであり、前記第１オイルセパレータ５５の下流端に設けられている。このＰＣＶバルブ５６は、スプリングの付勢力により通常は閉状態であるが、吸気通路２０内の負圧が予め設定された基準圧Ｐ＿ｂａｓｅ以上になると前記付勢力に抗して開く。ＰＣＶバルブ５６が開くと、前記第１オイルセパレータ５５でオイルミストが除去されたブローバイガスが、前記第１連通路５０を通って前記吸気通路２０に還流する。
【００２４】
前記第２連通路６０は、前記第１連通路５０を通ってブローバイガスが前記クランクケース１２から前記吸気通路２０に還流する際に、吸気通路２０内の吸気（空気）を前記クランクケース１２へ導入することでクランクケース１２内を換気するものである。この第２連通路６０の一端は、前記吸気通路２０の前記スロットル弁３０の上流部（スロットル弁上流部）に接続されている。一方、この第２連通路６０の他端は前記シリンダブロック１１に連設された前記シリンダヘッド１４に接続されており、吸気通路２０内の吸気はこの第２連通路６０、前記シリンダヘッド１４およびシリンダブロック１１を通って前記クランクケース１２に流入する。前記第１連通路５０を通ってブローバイガスが前記クランクケース１２から前記吸気通路２０に還流する際のブローバイガスおよび吸気の流れを図１の白矢印で示す。
【００２５】
前記第２連通路６０のうち前記吸気通路２０との接続部分には、吸気通路２０に流入した空気の動圧を受けることが可能なように吸気通路２０内に突出する突出部６０ａが形成されている。図２に示すように、この突出部６０ａは、円筒状の第２連通路６０の端部が斜めに切断されることで形成されており、上流に向かうほど吸気通路２０の内側面に近づいて吸気通路２０内への突出量が減少し、上流側に開口する形状を有している。この突出部６０ａでは、上流から流入した吸気が下流側の壁に衝突して効率よく第２連通路６０内へ案内される。そして、この第２連通路６０を介して前記クランクケース１２内により多くの吸気が導入されることで、クランクケース１２内の換気が促進され、このクランクケース１２から前記第１連通路５０を介して吸気通路２０のスロットル弁下流部により多くのブローバイガスが押し出される。
【００２６】
ここで、前述のように、前記ブローバイガスが前記第１連通路５０を通って前記吸気通路２０に還流するのは、前記吸気通路２０の負圧が基準圧Ｐ＿ｂａｓｅ以上であって前記ＰＣＶバルブ５６が開く場合であり、この吸気通路２０の負圧が基準圧Ｐ＿ｂａｓｅより低く前記ＰＣＶバルブ５６が閉じている場合には、前記第２連通路６０がブローバイガスの還流経路となる。すなわち、クランクケース１２内で発生したブローバイガスは、図１の黒矢印で示すように、前記シリンダブロック１１、シリンダヘッド１４および第２連通路６０を通って前記吸気通路２０のスロットル弁上流部に還流する。
【００２７】
前記第２オイルセパレータ６５は、前記第２連通路６０を通って前記吸気通路２０へ還流するブローバイガスからオイルミストを分離させるものである。本実施形態では、この第２連通路６０が接続されるシリンダヘッド１４のシリンダヘッドカバー１５に第２オイルセパレータ６５が設けられている。この第２オイルセパレータ６５は、複数の邪魔板を有しており、これら邪魔板にブローバイガスを衝突させてオイルミストを液滴として付着させることでオイルミストを分離する。ここで、後述するように、本装置では、ブローバイガスが前記第２連通路６０を通って吸気通路２０へ還流する機会が少なく抑えられており、この第２オイルセパレータ６５で分離するオイルミストの量が少ないため、第２オイルセパレータ６５として簡易な構造のものを用いることができる。
【００２８】
前記エンジン制御器１００は、エンジン本体１０等に取りつけられた各種センサの値等に応じて、エンジン本体１０に取り付けられる燃料噴射装置等の各種アクチュエータを制御するためのものである。このエンジン制御器１００には、前記スロットル弁３０を制御するスロットル弁制御部（スロットル弁制御手段）１０２が設けられている。
【００２９】
前記スロットル弁制御部１０２では、エンジン回転数ＮＥＮＧおよびアクセル開度に基づいてスロットル弁３０の開度の指令値ＴＶＯを算出し、その指令信号を前記スロットル弁３０を駆動するためのスロットルアクチュエータ３２に出力する。前記エンジン回転数ＮＥＮＧは図示しないクランク角センサの検出値に基づき算出される。前記アクセル開度はアクセル開度センサ９０の検出値に基づき算出される。このスロットル弁制御部１０２で算出される、アクセル開度が全開となる全負荷時におけるスロットル弁３０の開度の指令値ＴＶＯを図３に示す。この図に示されるように、エンジン回転数ＮＥＮＧが基準回転数Ｎ＿ｂａｓｅよりも高い高回転域では、スロットル弁３０の開度ＴＶＯは全開に制御される。一方、エンジン回転数ＮＥＮＧが前記基準回転数Ｎ＿ｂａｓｅよりも低い中回転域では、スロットル弁３０の開度ＴＶＯは全開よりも小さい基準開度Ｔ＿ｂａｓｅに制御される。そして、エンジン回転数が第２基準回転数Ｎ＿ｉｄｌよりも低い低回転域では、スロットル弁３０の開度ＴＶＯは全開に制御される。
【００３０】
従来の装置のように全負荷時のスロットル弁３０の開度をエンジン回転数によらず常に全開にした場合のエンジン回転数ＮＥＮＧと吸気通路２０のスロットル弁下流部の負圧の関係を図４に示す。この図に示されるように、エンジン回転数が高い領域では吸気抵抗が大きいために前記吸気通路２０のスロットル弁下流部の圧力は低くなりこの下流部の負圧は基準圧Ｐ＿ｂａｓｅ以上となる。一方、エンジン回転数が基準回転数Ｎ＿ｂａｓｅよりも低い回転域では、吸気量が多くかつ吸気抵抗が小さいために前記スロットル弁下流部の負圧は前記基準圧Ｐ＿ｂａｓｅ以下となる。前述のように、このスロットル弁下流部の負圧が基準圧Ｐ＿ｂａｓｅ以下の場合は、前記ＰＣＶバルブ５６は開かず、ブローバイガスは前記第２連通路６０を通って吸気通路２０に還流することになる。
【００３１】
これに対して、本装置では、前述のようにエンジン回転数が基準回転数Ｎ＿ｂａｓｅよりも低い中回転域において、全負荷時のスロットル弁３０の開度ＴＶＯが全開よりも小さい基準開度Ｔ＿ｂａｓｅに設定されている。そのため、中回転域のスロットル弁下流部の負圧が基準圧Ｐ＿ｂａｓｅ以下に抑えられて、この中回転域においてもブローバイガスは前記第１連通路５０を通って吸気通路２０に還流することになる。
【００３２】
このようにして、本装置では、ブローバイガスが前記第２連通路６０を通過する機会が小さく抑えられ、前記第２オイルセパレータ６５を通過するブローバイガスの量を抑制することができるので、前記第２オイルセパレータ６５として簡易な構造のものを用いることができる。しかも、本装置では、前述のように、吸気の動圧を受けることで前記第２連通路６０に効率よく吸気が導入され、吸気通路２０のスロットル弁下流部により多くのブローバイガスが押し出されるため、ブローバイガスの還流効率が高まるとともにエンジン本体１０に導入されるガス量が確保されエンジン出力が維持される。前記基準回転数Ｎ＿ｂａｓｅは適宜設定可能であるが、例えば５０００ｒｐｍに設定する場合が挙げられる。
【００３３】
一方、前記エンジン回転数が前記第２基準回転数Ｎ＿ｉｄｌｅよりも低い低回転域では、スロットル弁３０の開度ＴＶＯが全開に制御されることで、吸気通路２０のスロットル弁下流部の負圧は基準圧Ｐ＿ｂａｓｅ以上となる。そして、この低回転域では前記ブローバイガスは前記第２連通路６０を通って吸気通路２０に還流することになる。ただし、エンジン回転数が第２基準回転数Ｎ＿ｉｄｌｅよりも低い低回転域では、吸気量が少なく前記クランクケース１２で発生するブローバイガスの量も小さい。そのため、前記第２オイルセパレータ６５として簡易な構造のものを用いても、ブローバイガスに含まれるオイルミストを十分に分離させることができる。前記基準回転数Ｎ＿ｂａｓｅは適宜設定可能であるが、例えば８００ｒｐｍに設定する場合が挙げられる。なお、この第２基準回転数Ｎ＿ｉｄｌｅよりも低い低回転域においてもスロットル弁３０の開度ＴＶＯを全開より小さい開度に設定してもよく、その場合には、ブローバイガスをすべて前記第１連通路５０を通して吸気通路２０に還流させることができるので前記第２オイルセパレータを省略することができる。
【００３４】
以上のように、本ブローバイガス還流装置１では、全負荷においてエンジン回転数が低い運転条件においてスロットル弁３０の開度ＴＶＯを小さくして吸気を絞っており、ブローバイガスが前記第２連通路を通る機会を減少させることができ、これにより、前記第２連通路に設けるオイルセパレータの構造の簡素化を可能とする。
【００３５】
ここで、前記第２連通路６０の具体的形状は前記に限らない。ただし、前記のように、第２連通路６０のうち前記吸気通路２０との接続部分に、吸気の動圧を受けることが可能な突出部６０ａを設けておけば、第２連通路６０ひいてはクランクケース１２に効率よく吸気を導入することができ、クランクケース１２内の換気を促進することができる。そして、このクランクケース１２から前記第１連通路５０を介して吸気通路２０のスロットル弁下流部により多くのブローバイガスを押し出すことができ、ブローバイガスの換気効率を高めるとともに、スロットル弁の開度ＴＶＯの絞り度合いを軽減し得る可能性がある。なお、前記突出部６０ａの具体的形状は吸気の動圧を受けることが可能な形状であれば前記に限らない。
【００３６】
また、前記第１連通路５０および第２連通路６０が接続される部分は前記に限らない。例えば、前記第１連通路５０および第２連通路６０ともに前記シリンダヘッド１４に接続されていてもよい。ただし、前述のように前記第１連通路５０を前記シリンダブロック１１に接続する一方、前記第２連通路６０を前記シリンダヘッド１４に接続すれば、いずれをもシリンダヘッド１４に接続する場合に比べてシリンダヘッド１４の構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るブローバイガス還流装置が適用されるエンジンシステムの全体構造の概略図である。
【図２】第２連通路と吸気通路の接続部分の拡大断面図である。
【図３】全負荷におけるエンジン回転数とスロットル弁の開度との関係を示した図である。
【図４】従来の装置における全負荷時のエンジン回転数と吸気負圧との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ブローバイガス還流装置
１０    エンジン本体
２０    吸気通路
３０    スロットル弁
５０    第１連通路
５５    第１オイルセパレータ
５６    ＰＣＶバルブ
６０    第２連通路
６５    第２オイルセパレータ
１００    エンジン制御器
１０２    スロットル弁制御部（スロットル弁制御手段）
【図１】
2010121580.tif 000003
【図２】
2010121580.tif 000004
【図３】
2010121580.tif 000005
【図４】
2010121580.tif 000006