(57)【要約】【課題】換気制御弁の開度の学習が誤ってなされる頻度を低減することのできる内燃機関のブローバイガス還元装置を提供する。【解決手段】このブローバイガス還元装置５０は、機関本体２０から吸気通路４９にブローバイガスを供給して機関本体２０の換気を行うものであって、吸気通路４９に供給するブローバイガスの量を電動のＰＣＶバルブ５４により調整する。そして学習制御として、ＰＣＶバルブ５４を基準位置に向けて駆動し、その駆動位置が基準位置にある旨判定したときに同バルブ５４の開度を学習する。また、ＰＣＶバルブ５４が低温状態にあるか否かを判定し、低温状態にある旨判定したときに学習制御の実行を禁止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体から吸気通路にブローバイガスを供給して機関本体の換気を行うものであって、吸気通路に供給するブローバイガスの量を電動の換気制御弁により調整する内燃機関のブローバイガス還元装置において、
前記換気制御弁を基準位置に向けて駆動し、前記換気制御弁の駆動位置が基準位置にある旨判定したときに同制御弁の開度を学習する第１の処理と、前記換気制御弁が低温状態にあるか否かを判定し、低温状態にある旨判定したときに前記第１の処理の実行を禁止する第２の処理とを行う
ことを特徴とする内燃機関のブローバイガス還元装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関本体から吸気通路にブローバイガスを供給して機関本体の換気を行うものであって、吸気通路に供給するブローバイガスの量を電動の換気制御弁により調整する内燃機関のブローバイガス還元装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記ブローバイガス還元装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この文献のブローバイガス還元装置では、換気制御弁としてのソレノイドバルブの開度を電子制御装置により制御している。
【特許文献１】特開平９−６８０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、電動の換気制御弁を備える上記ブローバイガス還元装置においては、電子制御装置が把握する換気制御弁の開度（開度制御値）と換気制御弁の実際の開度（開度実際値）との間にずれが生じることもある。そして、このようなずれが生じたときには換気制御弁の開度を正確に制御することが困難となるため、吸気通路に供給するブローバイガスの量を適切に調整するうえではそうした開度のずれを学習し、これを換気制御弁の制御に反映させることが要求される。
【０００４】
ここで、換気制御弁のアクチュエータとしてステッピングモータが用いられているブローバイガス還元装置を想定すると、この還元装置の学習制御の一例としては次のものが挙げられる。なお以下では、アクチュエータにより変更される換気制御弁の駆動位置について、換気制御弁を閉弁方向または開弁方向に駆動させたときに同弁が装置の壁面等に突き当たり、それ以上には閉弁方向または開弁方向に駆動することのできない駆動位置を基準位置とする。
【０００５】
基準位置として換気制御弁の開度が全閉となる駆動位置が設定されている場合、学習制御においては、まず換気制御弁の駆動位置を基準位置よりもさらに閉弁側の位置に変更する指令をアクチュエータに与える。
【０００６】
これにより、換気制御弁やステッピングモータの動作に特に異常が生じていないとすると、同制御弁の駆動位置が基準位置に達した時点、すなわち物理的にはそれ以上に閉弁側に駆動することのできない位置に達した時点においても、ステッピングモータは電子制御装置からの指令に基づいて換気制御弁をさらに閉弁側に向けて駆動しようとするため、同モータの脱調が生じるようになる。
【０００７】
このとき電子制御装置は、ステッピングモータの脱調が生じたことをもって換気制御弁の駆動位置が基準位置に到達していることを確認し、これにより開度制御値をそのときに設定されている値から全閉位置に相当する制御値に更新する。そして以降は、この更新した制御値を基準として開度の変更を行うことにより、開度制御値と開度実際値との間に過度の乖離が生じることを抑制することができる。
【０００８】
しかし、換気制御弁自体の温度が過度に低い場合には、例えば同制御弁に付着している潤滑油の粘度が著しく増大すること、あるいは同制御弁に付着している水分や潤滑油が氷結することに起因して、上述した学習制御が適切に行われないこともある。すなわち、換気制御弁を全閉位置よりもさらに閉弁側に向けて駆動する指令をアクチュエータに送信している状態のもと、実際の駆動位置が基準位置に到達していないにもかかわらず潤滑油等による抵抗に起因してステッピングモータの脱調が生じることもある。このとき電子制御装置は、同脱調に基づいて換気制御弁の実際の駆動位置が基準位置に到達している旨の判定をし、そのうえで開度制御値を全閉位置に相当する制御値に更新してしまう。
【０００９】
このように、換気制御弁の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、電子制御装置によるアクチュエータへの指令とこれに基づくアクチュエータの実際の動作との間に大きな隔たりが生じたときには、換気制御弁の開度実際値が全閉にはないにもかかわらず開度制御値が全閉に設定されるといった誤りのある学習がなされてしまうようになる。
【００１０】
なお、こうした問題は換気制御弁のアクチュエータとしてステッピングモータが用いられる場合に限られず、換気制御弁の駆動位置が基準位置に維持される指令をアクチュエータに付与し、その後に換気制御弁が基準位置に到達したと推定されるときに実際の駆動位置が基準位置にあるとみなして制御弁の開度を学習するものであれば、装置の構成としていずれのものを採用した場合であれ同様に生じ得るものといえる。
【００１１】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、換気制御弁の開度の学習が誤ってなされる頻度を低減することのできる内燃機関のブローバイガス還元装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、機関本体から吸気通路にブローバイガスを供給して機関本体の換気を行うものであって、吸気通路に供給するブローバイガスの量を電動の換気制御弁により調整する内燃機関のブローバイガス還元装置において、前記換気制御弁を基準位置に向けて駆動し、前記換気制御弁の駆動位置が基準位置にある旨判定したときに同制御弁の開度を学習する第１の処理と、前記換気制御弁が低温状態にあるか否かを判定し、低温状態にある旨判定したときに前記第１の処理の実行を禁止する第２の処理とを行うことを要旨としている。
【００１３】
この発明では、換気制御弁が低温状態にあるとき、すなわち換気制御弁の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、第１の処理において同制御弁が基準位置に到達していないにもかかわらず換気制御弁の駆動位置が基準位置にある旨判定される可能性が高いときに、第１の処理の実行を禁止するようにしている。従って、換気制御弁の開度の学習が誤ってなされる頻度を低減することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１実施形態）
図１〜図３を参照して、本発明の内燃機関のブローバイガス還元装置をポート噴射式内燃機関のブローバイガス還元装置として具体化した第１実施形態について説明する。
【００１５】
図１に示されるようにエンジン１０は、空気及び燃料からなる混合気の燃焼を通じて動力を得る機関本体２０と、外部の空気を機関本体２０の燃焼室３１に供給する吸気装置４０と、機関本体２０にて発生したブローバイガスを吸気装置４０に供給する電子制御式のブローバイガス還元装置５０と、これら装置を統括的に制御する電子制御装置６０とを備えている。
【００１６】
機関本体２０には、インジェクタ２７を通じて噴射された燃料と吸気装置４０を通じて供給された空気との混合気を燃焼室３１にて燃焼させるシリンダブロック２１が設けられている。このシリンダブロック２１の下部には、これと協働してクランクシャフト２６を支持するクランクケース２２が取り付けられている。このクランクケース２２の下部には、エンジン１０の各部位に供給される潤滑油を貯留するオイルパン２３が取り付けられている。シリンダブロック２１の上部には、動弁系の部品が配置されるシリンダヘッド２４が取り付けられている。このシリンダヘッド２４の上部には、動弁系の部品の駆動にともなう潤滑油の外部への飛散を抑制するヘッドカバー２５が取り付けられている。
【００１７】
シリンダブロック２１及びクランクケース２２の内部には、クランクシャフト２６を収容するクランク室３２が形成されている。シリンダヘッド２４及びヘッドカバー２５の内部には、動弁系の部品を収容する動弁室３３が形成されている。これらクランク室３２と動弁室３３とは、シリンダブロック２１の内部に形成された連通室３４により互いに接続されている。
【００１８】
吸気装置４０には、外部から当該装置内に取り込まれた空気（以下、「吸気」）の流量を調整するスロットルバルブ４２について、これを収容するスロットルボディ４１が設けられている。このスロットルボディ４１の上流側には、吸気内の異物を除去するエアクリーナ４３が設けられている。このエアクリーナ４３の入口には、外気を当該装置内に取り込むエアインテーク４４が設けられている。スロットルボディ４１の入口とエアクリーナ４３の出口との間には、これらを互いに接続するインテークホース４５が設けられている。スロットルボディ４１の下流側には、これを通過した吸気をシリンダヘッド２４の各インテークポートに供給するインテークマニホールド４６が設けられている。このインテークマニホールド４６には、スロットルボディ４１を通過した吸気を滞留させるサージタンク４７と、同タンク４７内の吸気をシリンダヘッド２４の各インテークポートに供給する複数のサブパイプ４８とが設けられている。すなわち吸気装置４０においては、エアインテーク４４内の通路、及びエアクリーナ４３内の通路、及びインテークホース４５内の通路、及びスロットルボディ４１内の通路、及びインテークマニホールド４６内の通路により、吸気を機関本体２０に送り込む吸気通路４９が形成されている。
【００１９】
ブローバイガス還元装置５０は、燃焼室３１からクランク室３２に流れ出たブローバイガスを吸気装置４０に供給する機能、及びエアクリーナ４３により浄化された吸気を吸気装置４０から動弁室３３に供給する機能、及び機関本体２０から吸気装置４０に供給されるブローバイガスの量を調整する機能を備える装置として構成されている。エンジン１０にはこの還元装置５０を構成する要素として、具体的には以下のものが設けられている。
【００２０】
すなわち、シリンダブロック２１とサージタンク４７との間には、クランク室３２のブローバイガスをサージタンク４７に供給する通路としての第１換気配管５１が設けられている。また、インテークホース４５とヘッドカバー２５との間には、吸気通路４９の吸気を動弁室３３に供給する通路としての第２換気配管５２が設けられている。また、シリンダブロック２１上における第１換気配管５１の接続部には、ブローバイガス中に含まれる油分を同ガスから分離するオイルセパレータ５３が設けられている。また、第１換気配管５１におけるオイルセパレータ５３側の開口部には、クランク室３２にて混合されたブローバイガス及び吸気の混合ガス（以下、「ＰＣＶガス」）の流量を調整する電子制御弁としてのＰＣＶバルブ５４が設けられている。このＰＣＶバルブ５４は、シリンダブロック２１の表面に取り付けられている。また同バルブ５４の弁体は、アクチュエータ５５により駆動される。ここでは、アクチュエータ５５としてステッピングモータが用いられている。
【００２１】
ブローバイガス還元装置５０によるガスの流れを以下に示す。
機関低負荷時においては、スロットルバルブ４２の下流側の負圧が大きいため、オイルセパレータ５３及びＰＣＶバルブ５４及び第１換気配管５１を介してクランク室３２からサージタンク４７にブローバイガスが流れ込むようになる。またこのとき、インテークホース４５内から第２換気配管５２を介して動弁室３３に吸気が流れ込むようになる。一方、機関高負荷時においてはクランク室３２及び動弁室３３の圧力が大きいため、オイルセパレータ５３及びＰＣＶバルブ５４及び第１換気配管５１を介してクランク室３２からサージタンク４７にブローバイガスが流れ込むとともに、第２換気配管５２を介して動弁室３３からインテークホース４５にもブローバイガスが流れ込むようになる。なお、同一の機関運転条件のもとでは、ＰＣＶバルブ５４の開度（以下、「換気開度ＶＢ」）が大きくなることにともない、すなわち第１換気配管５１の入口の通路面積が大きくなることにともない、第１換気配管５１を流れるＰＣＶガスの流量は増大する。
【００２２】
さて電子制御装置６０には、その制御を補助するための各種センサとして、クランクポジションセンサ６１及びエアフロメータ６２及びスロットルポジションセンサ６３及び冷却水温度センサ６４及び外気温度センサ６５等が接続されている。クランクポジションセンサ６１は、クランクシャフト２６の付近に設けられて、同シャフト２６の回転角度に応じた信号を出力する。電子制御装置６０は、この信号に基づいてクランクシャフト２６の回転速度（以下、「機関回転速度ＮＥ」）を算出する。エアフロメータ６２は、吸気通路４９においてスロットルバルブ４２及び第２換気配管５２の開口部よりも上流側に設けられて、吸気通路４９を流れる吸気の質量流量に応じた信号を出力する。電子制御装置６０は、この信号に基づいて燃焼室３１に供給される吸気の量（以下、「吸気量ＧＡ」）を算出する。スロットルポジションセンサ６３は、スロットルバルブ４２の付近に設けられて、同バルブ４２の開度（以下、「スロットル開度ＶＴ」）に応じた信号を出力する。冷却水温度センサ６４は、シリンダブロック２１に設けられて、機関本体２０を冷却する機関冷却水の温度（以下、「冷却水温度ＴＷ」）に応じた信号を出力する。外気温度センサ６５は、エンジン１０の外部に設けられて、外気の温度（以下、「外気温度ＴＡ」）に応じた信号を出力する。
【００２３】
電子制御装置６０は、上記各センサの検出結果に基づいて運転者の要求及び機関運転状態を把握したうえで、スロットル制御及び噴射制御及び換気制御等の各種制御を行う。スロットル制御では、スロットルバルブ４２の操作によるスロットル開度ＶＴの変更を通じて吸気量ＧＡを調整する。また噴射制御では、インジェクタ２７の操作によるその開弁時間の変更を通じて燃料噴射量（以下、「噴射量ＱＩ」）を調整する。また換気制御では、ＰＣＶバルブ５４の操作による換気開度ＶＢの変更を通じてＰＣＶガスの流量（以下、「ＰＣＶ流量ＧＢ」）を調整する。
【００２４】
ここで、換気制御の制御構造の詳細について説明する。
当該制御においては、機関負荷及び機関回転速度ＮＥに基づいてＰＣＶ流量ＧＢの要求値（以下、「ＰＣＶ要求値ＧＢＴ」）を設定し、実際のＰＣＶ流量ＧＢ（以下、「ＰＣＶ実際値ＧＢＲ」）がこの要求値ＧＢＴに維持されると見込まれる換気開度ＶＢを要求値（以下、「開度要求値ＶＢＴ」）として設定し、実際の換気開度ＶＢ（以下、「開度実際値ＶＢＲ」）をこの要求値ＶＢＴに維持すべくＰＣＶバルブ５４のアクチュエータ５５を制御する。なお、機関負荷は例えば、そのときどきにおいて燃焼室３１に供給することのできる吸気量ＧＡの最大値に対する実際の吸気量ＧＡの割合、あるいはインジェクタ２７の噴射量ＱＩの最大値に対する噴射量ＱＩの実際値（噴射量ＱＩの要求値）の割合を指標として把握することができる。
【００２５】
また換気制御は、アクチュエータ５５への指令を通じて換気開度ＶＢを変更するための駆動制御と、同制御のための開度の基準を学習する学習制御との２つの制御を含めて構成されている。
【００２６】
駆動制御においては、ＰＣＶバルブ５４の弁体の位置すなわちその回転軸を中心とした弁体の回転位置（以下、「ＰＣＶバルブ５４の駆動位置」）を変更する指令をアクチュエータ５５に送信し、これによるＰＣＶバルブ５４の駆動を通じて換気開度ＶＢを変更する。ＰＣＶバルブ５４の駆動位置は、換気開度ＶＢが最小開度（全閉）となる全閉位置と換気開度ＶＢが最大（全開）となる全開位置との間で変更される。すなわち、駆動位置が全閉位置にあるときには、ＰＣＶバルブ５４の弁体が第１換気配管５１の一方の壁面に突き当てられた状態にあるため、ＰＣＶバルブ５４はそれ以上に閉弁側に駆動することはできない。一方、駆動位置が全開位置にあるときには、ＰＣＶバルブ５４の弁体が第１換気配管５１の他方の壁面に突き当てられた状態にあるため、ＰＣＶバルブ５４はそれ以上に開弁側に駆動することはできない。
【００２７】
また駆動制御では、アクチュエータ５５の駆動量すなわちステッピングモータのステップ数に基づいて電子制御装置６０の把握する換気開度ＶＢ（以下、「開度制御値ＶＢＣ」）の管理を行うようにしている。すなわち、電子制御装置６０は駆動制御において換気開度ＶＢの制御を行うとき、実際の換気開度ＶＢ（以下、「開度実際値ＶＢＲ」）がそのときに設定されている開度制御値ＶＢＣにあるとみなしたうえで、この開度制御値ＶＢＣを要求される換気開度ＶＢに一致させるべくアクチュエータ５５に対して指令を付与する。
【００２８】
例えば、換気開度ＶＢを増大側に変更する要求があるとき、換気開度ＶＢの増大量に対応する分だけＰＣＶバルブ５４を駆動するために必要なステッピングモータのステップ数を算出し、このステップ数に対応した指令値をアクチュエータ５５に付与する。このとき、アクチュエータ５５に指令値を付与する前の開度制御値ＶＢＣに対して同指令値に基づく換気開度ＶＢの変化量を反映させることにより、開度制御値ＶＢＣを開度実際値ＶＢＲの変化に追従させる。
【００２９】
このようにＰＣＶバルブ５４の駆動制御では、開度制御値ＶＢＣと開度実際値ＶＢＲとの対応を図るようにしているものの、開度制御値ＶＢＣが開度実際値ＶＢＲとは異なる値に設定されたままの状況が生じることもある。例えば、機関停止後において開度実際値ＶＢＲが変化したときにはこれが開度制御値ＶＢＣには反映されないため、以降の機関始動後において開度実際値ＶＢＲと開度制御値ＶＢＣとの間にずれが生じるようになる。
【００３０】
そして、こうした初期値のずれが生じている場合には、駆動制御において開度実際値ＶＢＲとは異なる開度制御値ＶＢＣに基づいてアクチュエータ５５に対する指令がなされることにより開度制御値ＶＢＣが開度要求値ＶＢＴに維持されないため、要求されるブローバイガスの供給量と実際の供給量との間に過度の乖離が生じることもある。
【００３１】
そこで本実施形態のブローバイガス還元装置５０においては、開度制御値ＶＢＣと開度実際値ＶＢＲとのずれを学習制御の実行を通じて学習し、これを以降の駆動制御に反映させることによりＰＣＶバルブ５４の適切な制御態様が維持されるようにしている。
【００３２】
この学習制御では、同制御の実行が許容されるとき、まずはＰＣＶバルブ５４の駆動位置を基準位置である全閉位置よりもさらに閉弁側の位置に変更する指令をアクチュエータ５５に与える。
【００３３】
これにより、ＰＣＶバルブ５４及びアクチュエータ５５の動作に特に異常が生じていないとすると、ＰＣＶバルブ５４の駆動位置が基準位置に達した時点、すなわち同バルブ５４の弁体が第１換気配管５１の壁面に突き当てられていることによりそれ以上には閉弁側に駆動することのできない駆動位置に達した時点においても、アクチュエータ５５は電子制御装置６０からの指令に基づいてＰＣＶバルブ５４をさらに閉弁側に向けて駆動しようとするため、ステッピングモータの脱調が生じるようになる。
【００３４】
このとき電子制御装置６０は、ステッピングモータの脱調が生じたことをもってＰＣＶバルブ５４の駆動位置が基準位置に到達していることを確認し、これにより開度制御値ＶＢＣをそのときに設定されている値から全閉位置に相当する制御値に更新する。そして以降は、この更新した制御値を基準として換気開度ＶＢの変更を行うことにより、開度制御値ＶＢＣと開度実際値ＶＢＲとの間に過度の乖離が生じることを抑制することができる。
【００３５】
しかし、ＰＣＶバルブ５４自体の温度が過度に低い場合には、例えば同バルブ５４に付着している潤滑油の粘度が著しく増大すること、あるいは同バルブ５４に付着している水分や潤滑油が氷結することに起因して、上述した学習制御が適切に行われないこともある。すなわち、ＰＣＶバルブ５４を全閉位置よりもさらに閉弁側に向けて駆動する指令をアクチュエータ５５に送信している状態のもと、実際の駆動位置が基準位置である全閉位置に到達していないにもかかわらず潤滑油等の抵抗に起因してステッピングモータの脱調が生じることもある。このとき電子制御装置６０は、同脱調に基づいてＰＣＶバルブ５４の実際の駆動位置が全閉位置に到達している旨の判定をし、そのうえで開度制御値ＶＢＣを全閉位置に相当する制御値に更新してしまう。
【００３６】
このように、ＰＣＶバルブ５４の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、電子制御装置６０によるアクチュエータ５５への指令とこれに基づくアクチュエータ５５の実際の動作との間に大きな隔たりが生じたときには、実際の駆動位置が全閉位置にないにもかかわらず開度制御値ＶＢＣが全閉位置に相当する制御値に更新されるといった誤りのある学習がなされてしまうようになる。
【００３７】
そこで本実施形態のブローバイガス還元装置５０においては、上記のように換気開度ＶＢの学習が誤ってなされる頻度を低減するため、ＰＣＶバルブ５４が低温状態にあるときには学習制御の実行を禁止するようにしている。
【００３８】
図２を参照して、以上にて説明した学習制御及びその可否判定を実現するための処理として電子制御装置６０により実行される「基準位置学習処理」について、その処理手順を説明する。なお同処理は、学習制御によるＰＣＶバルブ５４の操作が機関運転に対して及ぼす影響が小さいとき（例えば機関始動時）に行われるものであり、処理が開始されてから学習が完了するまでは所定の演算周期毎に繰り返し行われる。
【００３９】
当該学習処理では、まずステップＳ１１０において外気温度センサ６５により検出された外気温度ＴＡを読み込み、次のステップＳ１２０によりこの外気温度ＴＡが基準温度ＴＡＸ以上か否かを判定する。ここで基準温度ＴＡＸは、ＰＣＶバルブ５４自体の温度が過度に低い状態にあることを判定するための値、すなわち潤滑油の粘度の増大あるいは水分や潤滑油の氷結に起因してＰＣＶバルブ５４の駆動に対する抵抗が過度に増大した状態（以下、「ＰＣＶバルブ５４の低温状態」）にあることを判定するための値として、試験等を通じて把握のうえ電子制御装置６０に予め設定されている。
【００４０】
ステップＳ１２０において、外気温度ＴＡが基準温度ＴＡＸ以上である旨判定したとき、すなわちＰＣＶバルブ５４が低温状態よりも温度の高い状態（以下、「ＰＣＶバルブ５４の常温状態」）にある旨推定されるとき、次のステップＳ１４０により学習制御を実行する。一方、外気温度ＴＡが基準温度ＴＡＸ未満である旨判定したとき、すなわちＰＣＶバルブ５４が低温状態にある旨推定されるとき、次のステップＳ１３０によりカウンタ値ＣＴＷが判定値ＣＴＸ以上か否かを判定する。
【００４１】
ここでカウンタ値ＣＴＷは、当該「基準位置学習処理」と並行して実行される図３の「カウンタ更新処理」において更新される値であり、機関本体２０またはＰＣＶガスからの受熱によりＰＣＶバルブ５４の低温状態が解消されうる状態が継続された期間を示す。また判定値ＣＴＸは、そうした状態の継続によりＰＣＶバルブ５４が低温状態から常温状態に移行したか否かを判定するための値として、外気温度センサ６５に検出された外気温度ＴＡに基づいて設定される。具体的には、外気温度ＴＡと判定値ＣＴＸとの関係を規定したマップが電子制御装置６０に予め設定され、そのときの外気温度ＴＡに対応する判定値ＣＴＸがこのマップから読み出されることにより、上記ステップＳ１３０のための判定値ＣＴＸの設定がなされる。
【００４２】
機関本体２０等からの受熱によりＰＣＶバルブ５４の低温状態が解消されるために要する期間は、外気温度ＴＡの影響を受けるとともに基本的には外気温度ＴＡが高くなるにつれて短くなる傾向を示す。そこで、上記のマップにおいての外気温度ＴＡと判定値ＣＴＸとの関係は、この傾向を反映して外気温度ＴＡが高くなるにつれて判定値ＣＴＸが小さくなる関係に設定されている。
【００４３】
ステップＳ１３０において、カウンタ値ＣＴＷが判定値ＣＴＸ以上である旨判定したとき、すなわちＰＣＶバルブ５４の低温状態が解消された旨推定されるとき、次のステップＳ１４０により学習制御を実行する。一方、カウンタ値ＣＴＷが判定値ＣＴＸ未満である旨判定したとき、すなわち機関本体２０等の温度がＰＣＶバルブ５４の低温状態を解消しうる大きさにはない旨、あるいはそうした大きさであるにしてもその状態の継続期間が十分ではない旨推定されるとき、次のステップＳ１５０によりＰＣＶバルブ５４の駆動を禁止する。この駆動を禁止する処理は、ステップＳ１２０により外気温度ＴＡが基準温度ＴＡＸ以上である旨判定されたとき、あるいはステップＳ１３０によりカウンタ値ＣＴＷが判定値ＣＴＸ以上である旨判定されたときに解除される。
【００４４】
図３を参照して、上記「基準位置学習処理」の一環として電子制御装置６０により実行される「カウンタ更新処理」について、その処理手順を説明する。なおこの更新処理は、「基準位置学習処理」の実行中において、これと並行して所定の演算周期毎に繰り返し行われる。
【００４５】
当該更新処理では、まずステップＳ２１０において冷却水温度センサ６４により検出された冷却水温度ＴＷを読み込み、次のステップＳ２２０によりこの冷却水温度ＴＷが基準温度ＴＷＸ以上か否かを判定する。ここで基準温度ＴＷＸは、機関本体２０等の温度がＰＣＶバルブ５４の低温状態を解消しうるものか否かを判定するための値、すなわち機関本体２０の温度が潤滑油の粘度を低下させる大きさ、あるいは水分や潤滑油の氷結を解消することのできる大きさにあるか否かを判定する値として、試験等を通じて把握のうえ電子制御装置６０に予め設定されている。
【００４６】
ステップＳ２２０において冷却水温度ＴＷが基準温度ＴＷＸ以上である旨判定したとき、すなわち機関本体２０等からの受熱によりＰＣＶバルブ５４の状態が低温状態から常温状態に向けて推移している旨推定されるとき、次のステップＳ２３０によりカウンタ値ＣＴＷに「１」を加算して本処理を一旦終了する。一方、冷却水温度ＴＷが基準温度ＴＷＸ未満である旨判定したとき、すなわちＰＣＶバルブ５４が低温状態に停滞している旨推定されるとき、次のステップＳ２４０によりカウンタ値ＣＴＷを初期化して本処理を一旦終了する。ここでは、カウンタ値ＣＴＷの初期値として「０」が設定されている。なお、カウンタ値ＣＴＷの増大が一旦なされた後において、冷却水温度ＴＷが基準温度ＴＷＸ未満である旨判定したときには、カウンタ値ＣＴＷの初期化に代えて、同カウンタ値ＣＴＷの保持あるいは「１」を減算する処理を行うこともできる。
【００４７】
ＰＣＶバルブ５４が低温状態にあるときにおいて、機関本体２０あるいはＰＣＶガスがＰＣＶバルブ５４の状態を低温状態から常温状態に向けて推移させる熱を同バルブ５４に対して付与している場合、この状態が継続されることによりＰＣＶバルブ５４の低温状態はいずれ解消されるようになる。そして当該「カウンタ更新処理」においては、こうしたＰＣＶバルブ５４の状態の推移を監視するため、ＰＣＶバルブ５４の受熱態様が低温状態から常温状態への推移を促すものであるか否かを上記ステップＳ２２０により判定し、また同推移を促す状態が継続された期間を上記ステップＳ２３０によるカウンタ値ＣＴＷの更新を通じて記録するようにしている。
【００４８】
本実施形態のブローバイガス還元装置によれば以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、ＰＣＶバルブ５４が低温状態にあるとき、すなわちＰＣＶバルブ５４の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、学習制御において同バルブ５４が基準位置に到達していないにもかかわらずその駆動位置が基準位置にある旨判定される可能性が高いときに、学習制御の実行を禁止するようにしている。従って、ＰＣＶバルブ５４の開度の学習が誤ってなされる頻度を低減することができる。
【００４９】
（２）本実施形態では、学習制御においてのＰＣＶバルブ５４の基準位置を全閉位置に設定するようにしている。これにより、同学習制御の実行に際してクランク室３２に多量のブローバイガスが存在していたとしても、これが学習のためのＰＣＶバルブ５４の操作を通じて吸気通路４９に対して一度に供給されることを抑制することができる。
【００５０】
（３）本実施形態では、ＰＣＶバルブ５４が低温状態にある旨推定されるとき、同バルブ５４の駆動を禁止して換気開度ＶＢをそのときの大きさに維持するようにしている。これにより、アクチュエータ５５が適切に動作しない可能性の高い状況下での換気開度ＶＢの変更がなされないため、開度制御値ＶＢＣが開度実際値ＶＢＲから大きく乖離することを抑制することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
本発明の内燃機関のブローバイガス還元装置をポート噴射式内燃機関のブローバイガス還元装置として具体化した第２実施形態について説明する。
【００５２】
本実施形態は、ＰＣＶバルブ５４の開度制御値ＶＢＣをアクチュエータ５５に対する指令値に基づいて管理する前記第１実施形態の駆動制御に代えて、開度実際値ＶＢＲを検出する開度センサの出力に基づいて開度制御値ＶＢＣを管理する駆動制御を採用したものとなっている。またこの駆動制御の構造の変更にともない、ステッピングモータの脱腸に基づいてＰＣＶバルブ５４の基準位置を確認する前記第１実施形態の学習制御に代えて、次の構造の学習制御を採用している。すなわち、ＰＣＶバルブ５４をその基準位置である全閉位置よりもさらに閉弁側に向けて駆動する指令をアクチュエータ５５に継続して付与している状態のもと、上記開度センサの出力が駆動位置の閉弁側への変化を示すものから駆動位置の変化のない状態を示すものに移行したことに基づいてＰＣＶバルブ５４が基準位置に到達した旨を確認する。
【００５３】
また、ＰＣＶバルブ５４の基準位置をこのように確認することにともない、アクチュエータ５５としてはステッピングモータに限らず適宜のものを採用することが許容されるため、ここではアクチュエータ５５として直流モータが用いられている。なお、これらの点を除いては、前記第１実施形態と同様の構成が採用されているため、共通する部分についての説明は省略する。
【００５４】
以下、ＰＣＶバルブ５４の駆動制御及び学習制御の詳細について説明する。
駆動制御においては、上述したようにＰＣＶバルブ５４の実際の駆動位置である開度実際値ＶＢＲを監視する開度センサの出力に基づいて電子制御装置６０の把握する開度制御値ＶＢＣの管理を行うようにしている。すなわち、同開度センサの出力に基づいて得られる換気開度ＶＢをそのときどきの開度制御値ＶＢＣとして設定することにより、開度制御値ＶＢＣを開度実際値ＶＢＲの変化に追従させる。
【００５５】
このようにＰＣＶバルブ５４の駆動制御では、開度制御値ＶＢＣと開度実際値ＶＢＲとの対応を図るようにしているものの、開度制御値ＶＢＣが開度実際値ＶＢＲとは異なる値に設定された状況が生じることもある。例えば、開度センサが経年劣化等によりＰＣＶバルブ５４の実際の駆動位置に対応しない出力を生じる状態となったときには、これに起因して開度実際値ＶＢＲと開度制御値ＶＢＣとの間にずれが生じるようになる。
【００５６】
そして、こうしたずれが生じている場合には、駆動制御において開度実際値ＶＢＲとは異なる開度制御値ＶＢＣに基づいてアクチュエータ５５に対する指令がなされることにより開度制御値ＶＢＣが開度要求値ＶＢＴに維持されないため、要求されるブローバイガスの供給量と実際の供給量との間に過度の乖離が生じることもある。
【００５７】
そこで本実施形態のブローバイガス還元装置５０においては、開度制御値ＶＢＣと開度実際値ＶＢＲとのずれを学習制御の実行を通じて学習し、これを以降の駆動制御に反映させることによりＰＣＶバルブ５４の適切な制御態様が維持されるようにしている。
【００５８】
この学習制御では、同制御の実行が許容されるとき、まずはＰＣＶバルブ５４の駆動位置を基準位置である全閉位置よりもさらに閉弁側の位置に変更する指令をアクチュエータ５５に与える。
【００５９】
これにより、ＰＣＶバルブ５４及びアクチュエータ５５の動作に特に異常が生じていないとすると、ＰＣＶバルブ５４の駆動位置が基準位置に達した時点、すなわち同バルブ５４の弁体が第１換気配管５１の壁面に突き当てられていることによりそれ以上には閉弁側に駆動することのできない駆動位置に達した時点においても、アクチュエータ５５は電子制御装置６０からの指令に基づいてＰＣＶバルブ５４をさらに閉弁側に向けて駆動しようとすることになる。このとき、ＰＣＶバルブ５４の実際の駆動位置が全閉位置に維持された状態が継続されるため、開度センサの出力もこれに応じて一定値を継続して出力するようになる。
【００６０】
このとき電子制御装置６０は、開度センサの出力が一定であることをもってＰＣＶバルブ５４の実際の駆動位置が基準位置に到達していることを確認し、ここでの開度センサの出力がＰＣＶバルブ５４の全閉位置を示すものであれば同センサの出力は適切である旨判定する。一方、開度センサの出力がＰＣＶバルブ５４の全閉位置とは異なる駆動位置を示すものであれば同センサの出力と実際の駆動位置との間にずれが生じている旨判定する。この場合には、そのときの開度センサの出力と同センサに異常がないときの全閉位置に対応した出力との差を学習値として設定し、以降はこの学習値をそのときどきの開度センサの出力に反映させて開度制御値ＶＢＣを更新することにより、開度制御値ＶＢＣと開度実際値ＶＢＲとの間に過度の乖離が生じることを抑制することができる。
【００６１】
しかし、ＰＣＶバルブ５４自体の温度が過度に低い場合には、例えば同バルブ５４に付着している潤滑油の粘度が著しく増大すること、あるいは同バルブ５４に付着している水分や潤滑油が氷結することに起因して、上述した学習制御が適切に行われないこともある。すなわち、ＰＣＶバルブ５４を全閉位置よりもさらに閉弁側に向けて駆動する指令をアクチュエータ５５に送信している状態のもと、実際の駆動位置が基準位置である全閉位置に到達していないにもかかわらず潤滑油等の抵抗に起因して開度センサの出力が一定値を示すこともある。このとき電子制御装置６０は、同出力の傾向に基づいてＰＣＶバルブ５４の実際の駆動位置が全閉位置に到達している旨の判定をし、そのうえでこの時点の開度センサの出力と全閉位置に対応した出力との差を新たな学習値として設定してしまう。
【００６２】
このように、ＰＣＶバルブ５４の駆動に対する抵抗が過度に大きいことに起因して、電子制御装置６０によるアクチュエータ５５への指令とこれに基づくアクチュエータ５５の実際の動作との間に大きな隔たりが生じたときには、実際の駆動位置が全閉位置にないにもかかわらずこれを前提として学習値が更新されるといった誤りのある学習がなされてしまうようになる。
【００６３】
そこで本実施形態のブローバイガス還元装置５０においては、上記のように換気開度ＶＢの学習が誤ってなされる頻度を低減するため、ＰＣＶバルブ５４が低温状態にあるときには学習制御の実行を禁止するようにしている。具体的には、前記第１実施形態の「基準位置学習処理」においてステップＳ１４０の学習制御を上記にて説明したものに置き換えたうえで「基準位置学習処理」を実行する。
【００６４】
本実施形態のブローバイガス還元装置によれば、先の第１実施形態のブローバイガス還元装置により奏せられる前記（１）及び（２）の効果に加えて、以下に示す効果を奏することができる。
【００６５】
（４）本実施形態では、ＰＣＶバルブ５４が低温状態にある旨推定されるとき、同バルブ５４の駆動を禁止して換気開度ＶＢをそのときの大きさに維持するようにしている。これにより、アクチュエータ５５が適切に動作しない可能性の高い状況下での換気開度ＶＢの変更がなされないため、アクチュエータ５５に供給される電流が過度に増大することを抑制することができる。
【００６６】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記実施形態にて例示した内容に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。
【００６７】
・上記各実施形態では、外気温度ＴＡが基準温度ＴＡＸ以上であることに基づいてＰＣＶバルブ５４が常温状態にある旨判定するようにしたが、同状態を判定するためのパラメータはこれに限られるものではない。例えば、冷却水温度ＴＷが上記基準温度ＴＡＸに相当する判定値以上であることに基づいてＰＣＶバルブ５４が常温状態にある旨判定することもできる。あるいは、ＰＣＶバルブ５４の温度をセンサにより監視し、これが上記基準温度ＴＡＸに相当する判定値以上であることに基づいてＰＣＶバルブ５４が常温状態にある旨判定することもできる。
【００６８】
・上記各実施形態では、冷却水温度ＴＷが基準温度ＴＷＸ以上であることに基づいてＰＣＶバルブ５４が低温状態から常温状態に向けて推移している旨判定するようにしたが、同状態を判定するためのパラメータはこれに限られるものではない。例えば、ＰＣＶバルブ５４の温度をセンサにより監視し、これが上記基準温度ＴＷＸに相当する判定値以上であることに基づいてＰＣＶバルブ５４が低温状態から常温状態に向けて推移している旨判定することもできる。
【００６９】
・上記各実施形態では、学習制御においてＰＣＶバルブ５４の基準位置を全閉位置に設定したが、これに代えて基準位置を全開位置に設定することもできる。また、これら全閉位置及び全開位置とは別に、ＰＣＶバルブ５４の閉弁方向または開弁方向への駆動を物理的に制限する駆動位置が存在するブローバイガス還元装置においては、同位置を基準位置として設定することもできる。
【００７０】
・上記第１実施形態では、開度制御値ＶＢＣをアクチュエータ５５の駆動量に基づいて管理する構造の駆動制御を、また上記第２実施形態では、開度制御値ＶＢＣを開度センサの出力に基づいて管理する構造の駆動制御を採用したが、開度制御値ＶＢＣの管理態様はこれら実施形態にて例示した内容に限られるものではない。要するに、電子制御装置６０が開度実際値ＶＢＲの相当値としての開度制御値ＶＢＣを外部の装置の情報に基づいて更新し、この開度制御値ＶＢＣを開度実際値ＶＢＲとみなしたうえでＰＣＶバルブ５４の制御を行うものであれば、同バルブ５４の低温状態に起因する先の問題は生じ得るため、上記各実施形態に準じた態様をもって本発明を適用することができる。
【００７１】
・上記第１実施形態では、アクチュエータ５５の脱調が生じていることをもってＰＣＶバルブ５４の駆動位置が基準位置にあることを確認する構造の学習制御を、また上記第２実施形態では、開度センサの出力が一定値を示すことをもってＰＣＶバルブ５４の駆動位置が基準位置にあることを確認する構造の学習制御を採用したが、基準位置の確認方法はこれら実施形態にて例示した内容に限られるものではない。要するに、電子制御装置６０が把握する開度制御値ＶＢＣとは別の事項をもってＰＣＶバルブ５４が基準位置にあることを確認する方法であれば、基準位置の確認方法の具体的な内容は適宜変更することができる。
【００７２】
・上記各実施形態では、第１換気配管５１としてクランク室３２とサージタンク４７とを接続するものを採用したが、第１換気配管５１の構成はこれに限られるものではない。例えば、第１換気配管５１として動弁室３３とサージタンク４７とを接続するものを備えることもできる。要するに、機関本体２０のブローバイガスをスロットルバルブ４２下流側に供給するものであれば、第１換気配管５１の構成は適宜変更することができる。
【００７３】
・上記各実施形態では、第２換気配管５２として動弁室３３とインテークホース４５とを接続するものを採用したが、第２換気配管５２の構成はこれに限られるものではない。例えば、第２換気配管５２としてインテークホース４５とクランク室３２とを接続するものを備えることもできる。要するに、スロットルバルブ４２上流側から機関本体２０に吸気を供給するものであれば、第２換気配管５２の構成は適宜変更することができる。
【００７４】
・上記各実施形態では、エンジン１０としてポート噴射式のものを想定したが、筒内噴射式のものについても同様に本発明を適用することはできる。また、ブローバイガス還元装置５０としての構成も各実施形態に例示した構成に限られるものではない。要するに、電動のＰＣＶバルブを有するブローバイガス還元装置について、これを備える内燃機関であればいずれの機関に対しても本発明の適用は可能であり、その場合にも上記各実施形態による作用効果に準じた作用効果を奏することはできる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の内燃機関のブローバイガス還元装置を具体化した第１実施形態について、同機関の構成を模式的に示す構成図。
【図２】同実施形態の電子制御装置により実行される「基準位置学習処理」について、その処理手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の電子制御装置により実行される「カウンタ更新処理」について、その処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７６】
１０…エンジン、２０…機関本体、２１…シリンダブロック、２２…クランクケース、２３…オイルパン、２４…シリンダヘッド、２５…ヘッドカバー、２６…クランクシャフト、２７…インジェクタ、３１…燃焼室、３２…クランク室、３３…動弁室、３４…連通室、４０…吸気装置、４１…スロットルボディ、４２…スロットルバルブ、４３…エアクリーナ、４４…エアインテーク、４５…インテークホース、４６…インテークマニホールド、４７…サージタンク、４８…サブパイプ、４９…吸気通路、５０…ブローバイガス還元装置、５１…第１換気配管、５２…第２換気配管、５３…オイルセパレータ、５４…ＰＣＶバルブ、５５…アクチュエータ、６０…電子制御装置、６１…クランクポジションセンサ、６２…エアフロメータ、６３…スロットルポジションセンサ、６４…冷却水温度センサ、６５…外気温度センサ。
【図１】
2010106816.tif 000003
【図２】
2010106816.tif 000004
【図３】
2010106816.tif 000005