(57)【要約】【課題】ＰＣＶバルブを有するコンパクトで低コストの内燃機関のベンチレーション装置を提供し、併せてその弁体部材の固着を検出可能にする。【解決手段】ＰＣＶバルブ５０が、ケース５１と、弁体部材５２と、圧縮コイルばね５３とを含んで構成される内燃機関のベンチレーション装置において、弁体部材５２を閉弁または開弁方向に付勢する電磁コイル５５と、差圧を検出する差圧検出手段６１と、検出される差圧が弁体部材５２を移動させ得る差圧レベルに達している状態下で、電磁コイル５５を励磁駆動する電流を電磁コイル５５に選択的に供給する励磁駆動手段６２と、差圧検出手段６１により検出される差圧が弁体部材５２を移動させ得る差圧レベルに達し、かつ、電磁コイル５５が非励磁状態にあるとき、弁体部材５２の移動により電磁コイル５５に生じる誘導電流に基づいて弁体部材５２の可動状態が正常か否かを判定する可動状態判定手段６３と、を設ける。【選択図】図１
2010196594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の機関本体と吸気管との間に介在し、前記機関本体の内部で発生するブローバイガスを前記吸気管の内部に還流させることができるＰＣＶバルブを備え、
前記ＰＣＶバルブが、前記機関本体と前記吸気管との間に介装され、前記ブローバイガスの前記機関本体の内部から前記吸気管の内部への還流通路の一部を形成する弁座部を有するケースと、前記機関本体の内部と前記吸気管の内部との間の差圧に応じて前記弁座部に接近する閉弁方向および前記弁座部から離れる開弁方向に移動するよう前記ケース内に移動可能に収納された弁体部材と、前記弁体部材を前記閉弁方向に付勢するよう前記ケースと前記弁体部材の間に介装された弾性部材と、を含んで構成される内燃機関のベンチレーション装置において、
前記弁体部材を前記閉弁方向および前記開弁方向の少なくとも一方向に付勢する電磁力を発生させることができる電磁コイルと、
前記差圧を検出する差圧検出手段と、
前記差圧検出手段により検出される前記差圧が前記弁体部材を移動させ得る差圧レベルに達している状態下で、前記電磁コイルを励磁駆動する電流を前記電磁コイルに選択的に供給する励磁駆動手段と、
前記差圧検出手段により検出される前記差圧が前記弁体部材を移動させ得る差圧レベルに達し、かつ、前記電磁コイルが非励磁状態にあるとき、前記弁体部材の移動により前記電磁コイルに生じる誘導電流に基づいて、前記弁体部材の可動状態が正常であるか否かを判定する可動状態判定手段と、を設けたことを特徴とする内燃機関のベンチレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のベンチレーション装置、特に機関本体の内部から吸気管の内部へのブローバイガスの還流を許容し、逆方向の流れを規制するＰＣＶバルブを有する内燃機関のベンチレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載される内燃機関においては、燃焼室からシリンダとピストンの間の隙間を通ってクランクケース内にブローバイガスが漏れ出ることから、エンジンオイルの劣化防止や腐食防止等のためにクランクケース内を強制的に換気するＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式のベンチレーション装置（ブローバイガス還元装置ともいう）が装備されている。また、このような内燃機関のベンチレーション装置では、機関本体の内部から吸気管の内部へのブローバイガスの還流を許容し、逆方向の流れを規制するチェック弁機能を有するＰＣＶバルブが使用されている。
【０００３】
従来のこの種の内燃機関のベンチレーション装置としては、電磁コイルによって駆動されるプランジャに弁体を連結し、その弁体の位置を内燃機関の回転数センサの出力に基づいて制御できるようにした電子制御ＰＣＶバルブを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、内燃機関の機関本体の内部と吸気通路との間に２つのブローバイガス還流通路を設け、その一方の通路上に電磁開閉弁とオリフィスを設けて、暖機運転中にブローバイガスの吸気通路側への還流量を増加させるようにしたものが知られており、この装置の電磁開閉弁は、電磁コイルによって駆動されるプランジャに弁体に向かって突出する押し棒を装着し、内燃機関の冷機状態を感知したときに弁体を開弁方向に付勢するようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−３３８２２２号公報
【特許文献２】特開昭６１−１８７９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電磁コイルによって駆動されるプランジャに弁体を連結した従来の内燃機関のベンチレーション装置にあっては、内燃機関の全回転域で電磁コイルに電流が供給され、常時その電磁駆動力の加減によって弁体部材の位置を制御する構成であるため、出力の大きな電磁駆動手段が必要になり、コンパクトで低コストのＰＣＶバルブにすることが困難であるという問題があった。
【０００７】
また、内燃機関の機関本体の内部と吸気通路との間に２つのブローバイガス還流通路を設ける内燃機関のベンチレーション装置にあっても、電磁コイルにより駆動されるプランジャと弁体部材が別体で設けられるため、プランジャの復帰ばねを用いる必要等から、やはり、出力の大きな電磁駆動手段が必要になり、コンパクトで低コストの構成とすることが困難であるという問題があった。
【０００８】
さらに、上記のいずれの装置でも、弁体部材が固着状態に陥ると、ＰＣＶバルブの正常な作動ができないにもかかわらず、そのような故障状態を迅速・的確に検出することができないという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ＰＣＶバルブを有するコンパクトで低コストの内燃機関のベンチレーション装置を提供し、併せてその弁体部材の固着を検出可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るＰＣＶバルブは、上記目的達成のため、内燃機関の機関本体と吸気管との間に介在し、前記機関本体の内部で発生するブローバイガスを前記吸気管の内部に還流させることができるＰＣＶバルブを備え、前記ＰＣＶバルブが、前記機関本体と前記吸気管との間に介装され、前記ブローバイガスの前記機関本体の内部から前記吸気管の内部への還流通路の一部を形成する弁座部を有するケースと、前記機関本体の内部と前記吸気管の内部との間の差圧に応じて前記弁座部に接近する閉弁方向および前記弁座部から離れる開弁方向に移動するよう前記ケース内に移動可能に収納された弁体部材と、前記弁体部材を前記閉弁方向に付勢するよう前記ケースと前記弁体部材の間に介装された弾性部材と、を含んで構成される内燃機関のベンチレーション装置において、前記弁体部材を前記閉弁方向および前記開弁方向の少なくとも一方向に付勢する電磁力を発生させることができる電磁コイルと、前記差圧を検出する差圧検出手段と、前記差圧検出手段により検出される前記差圧が前記弁体部材を移動させ得る差圧レベルに達している状態下で、前記電磁コイルを励磁駆動する電流を前記電磁コイルに選択的に供給する励磁駆動手段と、前記差圧検出手段により検出される前記差圧が前記弁体部材を移動させ得る差圧レベルに達し、かつ、前記電磁コイルが非励磁状態にあるとき、前記弁体部材の移動により前記電磁コイルに生じる誘導電流に基づいて、前記弁体部材の可動状態が正常であるか否かを判定する可動状態判定手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、弁体部材が差圧に応動するときにその弁体部材の移動が電磁コイルの励磁駆動によって補助されるか抑えられることになり、電磁コイルを励磁駆動する電流を電磁コイルに選択的に供給することで、電磁コイルの非励磁状態下で差圧に応動するＰＣＶバルブの通常の流量特性と、電磁コイルの励磁状態下で通常の流量特性より差圧の上昇側または低下側にシフトするような別の流量特性とに切り替えることができ、しかも、弁体駆動を電磁コイルのみで行う場合のように大出力の電磁駆動手段が要求されないので、ＰＣＶバルブをコンパクトな低コストのものにできる。
【００１２】
また、電磁コイルを励磁駆動する電流の方向を切り替えるようにして、ＰＣＶバルブの通常の流量特性とは別の流量特性を、通常の特性より差圧の上昇側にシフトする流量特性と差圧の低下側にシフトする流量特性とに切り替えることも可能であり、ＰＣＶバルブの流量特性が３段階に切り替え可能となる。
【００１３】
さらに、差圧が弁体部材を移動させ得る差圧レベルに達し、かつ、電磁コイルが非励磁状態にあるとき、可動状態判定手段によって、差圧に応動する弁体部材の移動により電磁コイルに生じるべき誘導電流が検出されるか否かによって弁体部材の可動状態が正常であるか否かが判定されることから、ＰＣＶバルブの固着状態が確実に検出可能になる。
【００１４】
加えて、可動状態判定手段は、ＰＣＶバルブの流量特性の切り替えに用いる電磁コイルと差圧検出手段を使用するものであるから、簡素な構成で実現できるとともに、車載ＥＣＵ（電子制御ユニット）に搭載されるオンボードの故障診断回路等にも容易に組み込むことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電磁コイルに励磁駆動電流を選択的に供給することで、差圧に応動するＰＣＶバルブの流量特性を、内燃機関の運転状態に好適な流量特性にするよう、電磁コイルの非励磁状態下での流量特性と励磁状態下での流量特性とに切り替えることができ、しかも、弁体駆動を電磁コイルのみで行う場合のように大出力の電磁駆動手段が要求されず、ＰＣＶバルブをコンパクトな低コストのものにできる内燃機関のベンチレーション装置を提供することができる。
【００１６】
さらに、弁体部材の可動状態が正常であるか否かを、差圧発生情報とそのとき電磁コイルに生じるべき誘導電流の検出情報を利用して判定するようにしているので、ＰＣＶバルブの固着状態を確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関のベンチレーション装置の要部であるＰＣＶバルブとその制御系の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る内燃機関のベンチレーション装置を装備したその内燃機関の概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る内燃機関のベンチレーション装置におけるＰＣＶバルブの流量特性を示すグラフであり、縦軸は流量、横軸はＰＣＶバルブの前後の差圧である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る内燃機関のベンチレーション装置を示す図であり、本発明を車両用の内燃機関、例えば４サイクルのガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）に適用した場合を例示するものである。
【００２０】
まず、その構成を説明する。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態のベンチレーション装置を装備するエンジン１は、ヘッドカバー１１、シリンダヘッド１２、シリンダブロック１３、クランクケース１４を有する機関本体１０を備えており、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３の複数のシリンダ１３ａ（図２中には１つのみ図示している）によって、複数の気筒１５が形成されている。
【００２２】
各気筒１５内にはピストン１６が収納されており、そのピストン１６には、クランクケース１４内のクランクシャフト１７がコネクティングロッド１８を介して連結されている。また、シリンダヘッド１２内には公知の動弁機構２０や点火装置２３、インジェクタ２４等が収納されており、動弁機構２０はクランクシャフト１７からの動力を基に（またはクランクシャフト１７と連動するよう独立して）駆動されるようになっている。
【００２３】
クランクケース１４の下部にはオイルパン１９が設けられており、そこに図示しない潤滑・冷却用のエンジンオイル（以下、単にオイルともいう）が収容されている。また、図示しないが、エンジン１にはクランクシャフト１７の動力を基に駆動されるオイルポンプが設けられており、このオイルポンプによりオイルパン１９内からオイルを汲み上げ、動弁機構２０のカムシャフト２１、２２等、あるいはクランクシャフト１７の軸受部等の各回転・摺動部を潤滑・冷却するようになっている。
【００２４】
各気筒１５内でピストン１６の図中上方に形成される燃焼室１ａには、ピストン１６のストロークに応じ吸気通路３１および吸気ポート１ｂを通して空気が吸入され、燃焼室１ａ内での燃焼後の排気ガスは排気ポート１ｃおよび図示しない排気通路を通して排気されるようになっている。
【００２５】
ここで、吸気通路３１は、スロットルバルブ３２を回動（開閉動作）可能に支持しつつ収納するスロットルボデー３３と、そのスロットルボデー３３の上流側および下流側にそれぞれ設けられた上流側の吸気管３４および下流側の吸気管３５と、によって形成されている。
【００２６】
また、上流側の吸気管３４は、例えば樹脂製のもので、この上流側の吸気管３４の上流側にはフィルタエレメント３６ｆを有するエアクリーナ３６が設けられている。そして、このエアクリーナ３６で粉塵等を除去した空気が、上流側の吸気管３４内に取り込まれるようになっている。下流側の吸気管３５は、サージタンク３７と一体に形成され、エンジン１の吸気ポート１ｂを形成するシリンダヘッド１２に締結・固定されている。
【００２７】
一方、エンジン１の機関本体１０の内部では、燃焼室１ａからシリンダ１３ａとピストン１６の間の隙間を通ってクランクケース１４の内部空間にブローバイガスが漏れ出る。そこで、エンジンオイルの劣化や機関本体１０内部における腐食防止等のため、エンジン１には、クランクケース１４内を強制的に換気する本実施形態のベンチレーション装置がＰＣＶ方式のブローバイガス還元装置として装備されている。
【００２８】
具体的には、図２に示すように、機関本体１０には、動弁機構２０を収納するヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内部空間とクランクケース１４の内部空間とを連通させる少なくとも１つの換気通路１０ｖが形成されている。
【００２９】
さらに、機関本体１０と上流側の吸気管３４との間には、スロットルバルブ３２より上流側の吸気通路３１ａからの新気、すなわち新しい空気を機関本体１０の内部に導入する空気導入管４１が介装されており、機関本体１０と下流側の吸気管３５との間には、機関本体１０の内部で発生するブローバイガスをスロットルバルブ３２より下流側の吸気通路３１ｂに還流させるブローバイガス還流管４２と、ブローバイガス還流管４２内の還流通路を開閉することができるＰＣＶバルブ５０とが介装されている。
【００３０】
これにより、図２中に白矢印で示すように、エンジン１の内部空間に空気導入管４１を通して新気が導入されるとともに、図２中に黒矢印で示すように、各気筒１５からクランクケース１４内に漏れ出すブローバイガスが、換気通路１０ｖを通してクランクケース１４内からヘッドカバー１１およびシリンダヘッド１２の内部空間へと送り出され、ＰＣＶバルブ５０およびブローバイガス還流管４２を通って、スロットルバルブ３２より下流側の吸気通路３１ｂに還流するようになっている。
【００３１】
ＰＣＶバルブ５０は、例えばブローバイガス還流管４２を機関本体１０のヘッドカバー１１に接続する部位に装着されている。勿論、ブローバイガス還流通路がヘッドカバー１１より下方側の部材を通過する場合には、ＰＣＶバルブ５０は、機関本体１０の他の部分とブローバイガス還流管の接続部位に、あるいは、機関本体の内部からのブローバイガスを通すオイルセパレータの出口側に装着されてもよい。
【００３２】
このＰＣＶバルブ５０は、エンジン１の機関本体１０と下流側の吸気管３５との間に介在し、その開弁時に、機関本体１０の内部で発生するブローバイガスをブローバイガス還流管４２を通して下流側の吸気管３５の内部に還流させることができる。
【００３３】
また、ＰＣＶバルブ５０は、エンジン１の機関本体１０と下流側の吸気管３５との間に介装されるケース５１と、ケース５１内に移動可能に収納された磁性体（例えば強磁性体）からなる弁体部材５２と、を含んで構成されている。
【００３４】
ケース５１は、ブローバイガスの機関本体１０の内部から下流側の吸気管３５の内部への還流通路の一部となる通路５１ｗと、それぞれ通路５１ｗの一部を形成する環状の第１弁座部５１ｔ（弁座部）および第２弁座部５１ｓとを有している。
【００３５】
弁体部材５２は、機関本体１０の内部と下流側の吸気管３５の内部との間の差圧（気圧の差）に応じて、その一端の第１弁部５２ｕを第１弁座部５１ｔに着座係合させたり第１弁座部５１ｔから離脱させたりするようその軸方向に移動可能になっており、弁体部材５２がその第１弁部５２ｕを第１弁座部５１ｔに着座係合させることで、ＰＣＶバルブ５０は全閉状態となり、弁体部材５２がその第１弁部５２ｕを第１弁座部５１ｔから離脱させることで、ＰＣＶバルブ５０は開弁状態となる。
【００３６】
弁体部材５２は、また、その一端側の第１弁部５２ｕを第１弁座部５１ｔから離隔させるように移動するとき、その他端側の円錘状の第２弁部５２ｖを第２弁座部５１ｓに接近させるようになっており、弁体部材５２の第２弁部５２ｖが第２弁座部５１ｓに予め設定された近傍域にまで接近したときには、弁体部材５２の第２弁部５２ｖとケース５１の第２弁座部５１ｓとの間で、弁体部材５２の周りの通路５１ｗである環状通路５０ｗが絞られる（断面積が縮小される）ようになっており、その絞りの度合いに応じてＰＣＶバルブ５０の開度が小さくなるようになっている。
【００３７】
ＰＣＶバルブ５０は、さらに、これらケース５１と弁体部材５２の間に介装された圧縮コイルばね５３を含んで構成されており、弁体部材５２は圧縮コイルばね５３によって常時閉弁方向（第１弁部５２ｕを第１弁座部５１ｔに接近させる方向）に付勢されている。
【００３８】
一方、ケース５１の外周壁部５１ｅには、電磁コイル５５が巻き付けられるか巻回状態で埋設されており、この電磁コイル５５は、弁体部材５２を前記絞りの強弱を変化させる方向、すなわち軸方向の一方側または他方側に付勢する電磁力を発生させることができるようになっている。
【００３９】
この電磁コイル５５は、後述するＥＣＵ６０により励磁電流（電磁コイル５５を励磁するための電流）が供給されるときに、ケース５１の一部（ヨークの一端部に相当する部位）および弁体部材５２の一端側をＮ極に、ケース５１の他の一部（ヨークの他端部に相当する部位）および弁体部材５２の他端側をＳ極に磁化させて、弁体部材５２の先端側の円錘状の第２弁部５２ｖを第２弁座部５１ｓに接近させる方向に付勢するようになっており、その電磁付勢力によって圧縮コイルばね５３による弁体部材５２の差圧による開弁方向の付勢力を補助（アシスト）するようになっている。
【００４０】
すなわち、ＰＣＶバルブ５０は、電磁コイル５５による弁体部材５２への電磁付勢力によって、差圧に応動する弁体部材５２の位置を差圧がさらに増加したのと同等の位置にシフトさせることができ、それによって流量特性を変化させ得るようになっている。
【００４１】
この場合、電磁コイル５５に供給する励磁電流の大きさを段階的に変えることで、電磁付勢力によるアシストの程度を切り替えることができるが、本実施形態では、ＥＣＵ６０によって、電磁コイル５５への励磁電流の供給の有無と、その励磁電流の方向切り替え（電磁コイル５５により発生する磁界の向きを逆向きにする切り替え）とが実行されるようになっている。
【００４２】
ここで、ケース５１の一部、例えば第２弁座部５１ｓより吸気管３５側のケース５１の一部には、永久磁石５７が装着されており、電磁コイル５５に供給される励磁電流の向きを逆向きにすることで弁体部材５２の磁極を反転させるとき、弁体部材５２の先端側の円錘状の第２弁部５２ｖを第２弁座部５１ｓから離隔させる方向に付勢することができるようになっている。
【００４３】
なお、永久磁石５７を設けることに代えて、弁体部材５２のばね受け部となっているフランジ部５２ｆを図１中の左端側に位置させ、ケース５１の第１弁座部５１ｔから弁体部材５２の第１弁部５２ｕが離脱しているものの一定の離間距離内にあるとき、および、弁体部材５２の移動量が第２弁部５２ｖを第２弁座部５１ｓの近傍域にまで接近したときのそれぞれに、電磁コイル５５に励磁電流を供給し（さらに、ケース５１および弁体部材５２に電磁コイル５５の励磁時に互いに近接する環状部位を設けてもよい）、差圧の小さいときと大きいときとでは、ケース５１と弁体部材５２の近接部位が異なることで、電磁コイル５５により発生する磁束が通る磁路が部分的に異なる位置に形成されるようにすることも考えられる。そのような磁気回路構成自体は、例えば双安定あるいは３安定のソレノイドと同様に構成できるので、ここでは詳述しない。
【００４４】
ＥＣＵ６０は、具体的なハードウェア構成を図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および不揮発メモリ等のバックアップ用メモリを含み、さらに、Ａ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路と、ドライバやリレースイッチを含む出力インターフェース回路とを含んで構成されている。
【００４５】
このＥＣＵ６０は、吸気管内圧力センサ６６や機関回転数センサ６７からのセンサ情報を基に算出される推定吸気管圧力情報を常時保持しており、この推定吸気管圧力情報に基づいてＰＣＶバルブ５０の前後（ブローバイガス還流方向の上流側および下流側）の差圧を検出する差圧検出手段６１の機能を有している。
【００４６】
また、ＥＣＵ６０は、差圧検出手段６１により検出される差圧が弁体部材５２を移動させ得る差圧レベルに達している状態下で、電磁コイル５５の励磁電流を電磁コイル５５に選択的に供給する励磁駆動手段６２の機能を併有している。
【００４７】
ここで、励磁電流を電磁コイル５５に選択的に供給するとは、ＰＣＶバルブ５０の流量特性が差圧応動のみの流量特性でよいときには電磁コイル５５に励磁電流が供給されず、差圧応動のみの流量特性より差圧の増加側あるいは減少側にシフトさせる必要があるときには電磁コイル５５に弁体部材５２の移動を補助するかまたは抑制する方向の電磁力を発生させる励磁電流が供給されるといったように、電流供給がなされるときと、なされないときとがあることを意味する。
【００４８】
励磁駆動手段６２は、ＰＣＶバルブ５０の弁体部材５２がケース５１のインレットポート部５１ａを閉止する全閉状態（図１中に実線で示す状態）から脱し、差圧変化に応じてその軸線方向に移動を開始することができる状態（図１中に点線で示す状態）となる移動領域（以下、これを中間領域という）にあるとき、エンジン１の運転状態を基に、電磁コイル５５に選択的に励磁電流を供給することで、ＰＣＶバルブ５０の流量特性を現在の運転状態に好適な流量特性に切り替えるようになっている。
【００４９】
具体的には、ＰＣＶバルブ５０の流量特性は、例えば図３中に実線で示すように、電磁コイル５５に通電されない通常時（非通電時）においては、差圧が立ち上がると、最初に流量が急増する開弁動作がなされ、差圧値ΔＰ１に達するまでは、差圧の増加に伴ってＰＣＶバルブ５０の流量が増加する。また、差圧値ΔＰ１から差圧値ΔＰ２の間では、ほぼ一定の流量値の大きな流量が維持され、差圧値ΔＰ２を超えると、概ね差圧値ΔＰ３に達するまでは、差圧の増加に伴って流量が減少し、差圧値ΔＰ３から差圧値ΔＰ４の間では、ほぼ一定の流量値の小さな流量が維持され、差圧値ΔＰ４を超えると、流量が急に低下して閉弁状態に移行する。ここで、差圧値ΔＰ１〜ΔＰ４は、それぞれ概略値である。また、本実施形態のＰＣＶバルブ５０では、差圧が十分に大きくなっても、弁体部材５２の第２弁部５２ｖとケース５１の第２弁座部５１ｓが係合する状態には達することがなく、両者間で環状通路５０ｗがその前後部分より断面積を縮小する絞り状態になる。
【００５０】
一方、電磁コイル５５に励磁電流が供給される通電時には、図３中に破線および一点鎖線で示すように、ＰＣＶバルブ部５０の流量特性が変化する。なお、図３中では、各流量特性における最大流量を誇張して大きく異ならせているが、ケース５１の第１弁座部５１ｔと弁体部材５２の第１弁部５２ｕの間に形成される上流側の可変通路部分の断面積と、ケース５１の第２弁座部５１ｓと弁体部材５２の第２弁部５２ｖの間に形成される下流側の可変通路部分の断面積とが、同一の差圧であってもそれぞれの流量特性により相違することと、好ましい流量特性となるようにケース５１および弁体部材５２の形状がそれぞれ設定されることで、図示方向の最大流量の変化が生じる。
【００５１】
電磁コイル５５に供給される励磁電流が差圧の減少側（図３中で（−）方向）に流れるときには、例えば図３中に破線で示すように、差圧が立ち上がると、最初に流量が急増する開弁動作がなされ、差圧値ΔＰ１より大きい差圧値ΔＰ１ａに達するまでは、差圧の増加に伴ってＰＣＶバルブ５０の流量が増加する。また、差圧値ΔＰ１ａから差圧値ΔＰ２より大きい差圧値ΔＰ２ａまでの間では、ほぼ一定の流量値の大きな流量が維持され、差圧値ΔＰ２ａを超えると、差圧値ΔＰ３に近い差圧値ΔＰ３ａに達するまで、差圧の増加に伴って流量が減少し、差圧値ΔＰ３ａを超えると、流量が小流量で維持される。すなわち、この場合、弁体部材５２の第２弁部５２ｖとケース５１の第２弁座部５１ｓが通常よりも接近し難くなることから、差圧が十分に大きくなっても、環状通路５０ｗの絞りがきつくなることはない。
【００５２】
電磁コイル５５に供給される励磁電流が差圧の増加側（図３中で（＋）方向）に流れるときには、例えば図３中に一点鎖線で示すように、差圧が立ち上がると、最初に流量が急増する開弁動作がなされ、差圧値ΔＰ１に近い差圧値ΔＰ１ｂ達するまでは、差圧の増加に伴ってＰＣＶバルブ５０の流量が増加する。また、差圧値ΔＰ１ｂから差圧値ΔＰ２より小さい差圧値ΔＰ２ｂまでの間では、ほぼ一定の流量値の大きな流量が維持され、差圧値ΔＰ２ｂを超えると、差圧値ΔＰ２に近い差圧値ΔＰ３ｂに達するまで、差圧の増加に伴って流量が減少し、差圧値ΔＰ３ｂを超えると、流量が通常の流量特性時の差圧値ΔＰ４を超えるときと同程度の小流量で維持される。すなわち、この場合、差圧がさほど高くならない段階から、環状通路５０ｗの絞りがきつくなる。
【００５３】
ＥＣＵ６０は、さらに、差圧検出手段６１の機能により検出される差圧が弁体部材５２を移動させ得る差圧レベルに達し、かつ、電磁コイル５５が非励磁状態（励磁駆動のための電流が供給されない状態）にあるとき、弁体部材５２の移動により電磁コイル５５に生じる誘導電流を検出するとともに、その検出値に基づいて弁体部材５２の可動状態が正常であるか否かを判定する可動状態判定手段６３としての機能を有している。
【００５４】
ＥＣＵ６０は、具体的には、例えば少なくとも電磁コイル５５を非励磁状態（励磁駆動のための電流が供給されない状態）にするときには、差圧検出手段６１の機能により検出される差圧が弁体部材５２を移動させ得る差圧レベルに達したか否かを一定時間毎にモニタし、差圧が弁体部材５２を移動させ得る差圧レベルに到達した場合であってその到達時点からの経過時間が予め設定された待機時間（例えば、数秒）を超えたとき、電磁コイル５５の端子間の電圧をモニタすることで電磁コイル５５に流れる誘導電流を検出する。
【００５５】
エンジン１の運転中に弁体部材５２が前後差圧に応動する通常の動作状態にある場合であって、電磁コイル５５に励磁電流が供給されていないとき、電磁コイル５５の端子間には弁体部材５２の移動に対応する誘導電流が流れることになるので、電磁コイル５５の端子間に一定レベル以上の有効な電圧が生じる。一方、弁体部材５２が固着状態（可動でなくなった状態）にある場合であって、電磁コイル５５に励磁電流が供給されていないときには、電磁コイル５５の端子間に弁体部材５２の移動に対応するような誘導電流は流れないので、電磁コイル５５の端子間に弁体部材５２の移動に対応する有効な電圧は検出されない。
【００５６】
ＥＣＵ６０の可動状態判定手段６３は、この電磁コイル５５の端子間電圧の検出値に基づいて、その検出値が予め設定した判定閾値を超えるときには、弁体部材５２の可動状態が正常であると判定し、その検出値が予め設定した判定閾値以下であるときには、弁体部材５２が固着状態であると判定するようになっている。そして、この可動状態判定手段６３の機能は、例えば公知のオンボードの故障診断回路（いわゆるＯＢＤ（On Board Diagnosis）回路）に故障診断プログラムの１つとして組み込まれ、弁体部材５２の固着状態と判定されたときには、例えばＭＩＬ（Malfunction indicator lamp)によりエンジン１の不具合を運転者に知らせる警告情報を発するとともに、弁体部材５２の固着状態を表すコード情報等をメンテナンス時に参照可能な内部のメモリ領域に書き込むといった処理を実行するようになっている。
【００５７】
次に、作用について説明する。
【００５８】
上述のように構成された本実施形態の内燃機関のベンチレーション装置では、エンジン１の運転時において、エンジン１の燃焼室１ａからシリンダ１３ａとピストン１６の間の隙間を通ってクランクケース１４内にブローバイガスが漏れ出るところ、ＰＣＶバルブ５０の弁体部材５２がその前後の差圧、すなわち機関本体１０の内部の圧力（気圧）と下流側の吸気管３５の内部の圧力との差に応じて軸方向に移動することで、ＰＣＶバルブ５０の前後差圧に応じ、ブローバイガス還流管４２を通る機関本体１０の内部から下流側の吸気管３５の内部へのブローバイガスの還流が許容される。
【００５９】
また、この状態においては、ＥＣＵ６０の差圧検出手段６１によって、吸気管内圧力センサ６６や機関回転数センサ６７からのセンサ情報を基に推定吸気管圧力情報が算出され、この推定吸気管圧力情報に基づいてＰＣＶバルブ５０の前後差圧が検出される。また、これと併せて、励磁駆動手段６２により、ＰＣＶバルブ５０の前後差圧が弁体部材５２を移動させ得る差圧レベルに達しているとき、その状態下で、電磁コイル５５を励磁駆動する電流が電磁コイル５５に選択的に供給される。
【００６０】
例えば、アイドリング中に燃費節約のために燃料が希釈されるような運転状態、あるいはアイドル後には、ＰＣＶバルブ５０の流量が抑えられる開度の絞り側、例えば差圧増加側にＰＣＶバルブ５０の流量特性が切り替えられ、暖気（暖機）過程においては、ＰＣＶバルブ５０の流量が増加する開度増加側、例えば差圧減少側にＰＣＶバルブ５０の流量特性が切り替えられる。
【００６１】
このように、本実施形態では、差圧に応動する弁体部材５２の移動が電磁コイル５５の励磁駆動によって補助されるか抑えられることになるので、電磁コイル５５を励磁駆動する電流を電磁コイル５５に選択的に供給することで、電磁コイル５５の非励磁状態下で差圧に応動するＰＣＶバルブ５０の通常の流量特性（例えば図３中の実線の特性）と、電磁コイル５５の励磁状態下で通常の流量特性より差圧の上昇側または低下側にシフトするような別の流量特性（例えば図３中の破線または一点鎖線の特性）とに切り替えることができる。
【００６２】
しかも、弁体部材５２の駆動を電磁コイル５５のみで行うのではなく、差圧により全閉状態から脱した中間領域に移動した弁体部材５２に対して電磁コイル５５の励磁駆動による電磁付勢力が加えられるので、従来のように大出力の電磁駆動手段が要求されないことになり、ＰＣＶバルブ５０をコンパクトな低コストのものにできる。
【００６３】
また、本実施形態では、電磁コイル５５を励磁駆動する電流の方向をも切り替えるようにして、ＰＣＶバルブ５０の通常の流量特性とは別の流量特性を、通常の特性より差圧の上昇側にシフトする流量特性および差圧の低下側にシフトする流量特性（例えば図３中の破線および一点鎖線の流量特性）に切り替えるので、ＰＣＶバルブ５０の流量特性が３段階に切り替え可能となる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、ＰＣＶバルブ５０の前後差圧が弁体部材５２を移動させ得る差圧レベルに達し、かつ、電磁コイル５５が非励磁状態にあるときには、可動状態判定手段６３が、差圧に応動する弁体部材５２の移動により電磁コイル５５に生じるべき誘導電流が検出されるか否かによって、弁体部材５２の可動状態が正常であるか否かを判定するので、ＰＣＶバルブ５０の固着状態が確実に検出できることになる。
【００６５】
また、可動状態判定手段６３は、ＰＣＶバルブ５０の流量特性の切り替えに用いる電磁コイル５５と差圧検出手段６１を使用して、弁体部材５２の可動状態判定を実行するものであるから、可動状態判定手段６３を簡素な構成で実現できるとともに、車載ＥＣＵに搭載されるオンボードの故障診断回路にも容易に組み込むことができる。
【００６６】
このように、本実施形態の内燃機関のベンチレーション装置においては、電磁コイル５５に励磁駆動電流を選択的に供給することで、差圧に応動するＰＣＶバルブ５０の流量特性を、エンジン１の運転状態に好適な流量特性にするよう、電磁コイル５５の非励磁状態下での流量特性と励磁状態下での流量特性とに切り替えることができ、しかも、弁体部材５２の駆動を電磁コイル５５のみで行うものではないので、大出力の電磁駆動手段が要求されず、ＰＣＶバルブ５０をコンパクトな低コストのものにできる。さらに、弁体部材５２の可動状態が正常であるか否かを、差圧発生情報とそのとき電磁コイル５５に生じるべき誘導電流の検出情報を利用して判定するようにしているので、ＰＣＶバルブ５０の固着状態を確実に検出できるものである。
【００６７】
なお、上述の一実施形態に係る内燃機関のベンチレーション装置においては、内燃機関をガソリンエンジンとしたが、他の燃料（例えばエタノール）を用いる内燃機関であってもよいことはいうまでもなく、ディーゼルエンジンであってもよい。また、ＰＣＶバルブ５０は、例えばブローバイガス還流管４２を機関本体１０のヘッドカバー１１に接続する部位に設けていたが、ブローバイガス還流通路の配置によって、シリンダヘッドやシリンダヘッドあるいはクランクケースを貫通する孔部にあるいはその孔部に接続されるオイルセパレータにＰＣＶバルブを装着することもできる。
【００６８】
また、図１に示したＰＣＶバルブ５０のケース５１および弁体部材５２は、インレットポート部５１ａおよびアウトレットポート部５１ｂの近傍でそれぞれ円筒壁面を形成するストレート形状となっているが、弁体部材５２のような弁体の変位に応じて好ましい流量特性となるよう通路断面積を両ポート５１ａ、５１ｂの間で適宜変化させることができるのは勿論である。
【００６９】
さらに、上述の一実施形態では、電磁コイル５５により発生させる電磁付勢力の方向を開弁方向および閉弁方向のうち双方（開弁方向および閉弁方向のうちいずれか、例えば双方）に切り替えるものとしたが、先に述べたように、一方向の付勢力（開弁方向および閉弁方向のうちいずれか一方向の付勢力）の大きさを、励磁電流の大きさを変えて切り替えてもよい。また、差圧の小さいときと大きいときとでケース５１と弁体部材５２の近接部位を相違させ、電磁コイル５５で発生する磁束の経路（磁路）を部分的に異ならせて、中間領域中の弁体部材５２への電磁付勢の方向を切り替えたり中間領域内の特定の位置に付勢したりすることも考えられる。さらに、電磁コイル５５による電磁付勢力の有無のみの切り替えを行うようにしてもよい。
【００７０】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関のベンチレーション装置は、電磁コイルに励磁駆動電流を選択的に供給することで、差圧に応動するＰＣＶバルブの流量特性を、内燃機関の運転状態に好適な流量特性にするよう、電磁コイルの非励磁状態下での流量特性と励磁状態下での流量特性とに切り替えることができ、しかも、弁体駆動を電磁コイルのみで行う場合のように大出力の電磁駆動手段が要求されず、ＰＣＶバルブをコンパクトな低コストのものにできる内燃機関のベンチレーション装置を提供することができるという効果を奏するものであり、機関本体の内部から吸気管の内部へのブローバイガスの還流を許容し逆方向の流れを規制するＰＣＶバルブを有する内燃機関のベンチレーション装置全般に有用である。
【符号の説明】
【００７１】
１  エンジン（内燃機関）
１０  機関本体
１０ｖ  換気通路
１４  クランクケース
１５  気筒
３１  吸気通路
３１ａ  上流側の吸気通路
３１ｂ  下流側の吸気通路
３４  上流側の吸気管
３５  下流側の吸気管
３７  サージタンク
４１  空気導入管
４２  ブローバイガス還流管
５０  ＰＣＶバルブ
５０ｗ  環状通路
５１  ケース
５１ａ  インレットポート部
５１ｂ  アウトレットポート部
５１ｅ  外周壁部
５１ｓ  第２弁座部
５１ｔ  第１弁座部（弁座部）
５１ｗ  通路
５２  弁体部材
５２ｆ  フランジ部
５２ｕ  第１弁部
５２ｖ  第２弁部
５５  電磁コイル
５７  永久磁石
６０  ＥＣＵ
６１  差圧検出手段
６２  励磁駆動手段
６３  可動状態判定手段
６６  吸気管内圧力センサ
６７  機関回転数センサ
【図１】
2010196594.tif 000003
【図２】
2010196594.tif 000004
【図３】
2010196594.tif 000005