(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、機関出力軸、機関冷却系、クランクケース、吸気通路、冷却装置、および、ブローバイガス還流装置を有し、
前記冷却装置は、電動式のウォータポンプおよび水温センサを有し、
前記ウォータポンプは、前記機関冷却系において冷却水を循環させ、前記冷却水の吐出量を変更することが可能な構造を有し、
前記水温センサは、冷却水の温度に応じて変化する信号を前記制御装置に出力し、
前記ブローバイガス還流装置は、連通路および流量制御弁を有し、
前記連通路は、前記クランクケースと前記吸気通路とを互いに接続し、
前記流量制御弁は、前記連通路におけるブローバイガスの流量を調整し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が判定温度以上の範囲に属することが前記水温センサの信号により示唆されているとき、前記ウォータポンプを運転し、
前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が前記判定温度未満の範囲に属することが前記水温センサの信号により示唆されているとき、前記ウォータポンプの運転を停止し、
前記ウォータポンプを運転していることに基づいて、前記内燃機関の運転状態を示すセンサの出力に応じて前記流量制御弁の開度を制御する制御方法を選択し、
前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて、前記流量制御弁に開弁状態を形成させ、かつ、前記制御方法により前記流量制御弁の開度を制御するときよりも前記流量制御弁の開度を大きくする制御方法を選択する
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は、機関出力軸、機関冷却系、クランクケース、吸気通路、冷却装置、および、ブローバイガス還流装置を有し、
前記冷却装置は、機械式のウォータポンプ、クラッチ、および、水温センサを有し、
前記ウォータポンプは、前記機関出力軸により駆動され、前記機関冷却系において冷却水を循環させ、
前記クラッチは、前記ウォータポンプと前記機関出力軸とを互いに接続または切断し、
前記水温センサは、冷却水の温度に応じて変化する信号を前記制御装置に出力し、
前記ブローバイガス還流装置は、連通路および流量制御弁を有し、
前記連通路は、前記クランクケースと前記吸気通路とを互いに接続し、
前記流量制御弁は、前記連通路におけるブローバイガスの流量を調整し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が判定温度以上の範囲に属することが前記水温センサの信号により示唆されているとき、前記クラッチを制御して前記ウォータポンプと前記機関出力軸とを互いに接続することにより、前記ウォータポンプを運転し、
前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が前記判定温度未満の範囲に属することが前記水温センサの信号により示唆されているとき、前記クラッチを制御して前記ウォータポンプと前記機関出力軸とを互いに切断することにより、前記ウォータポンプの運転を停止し、
前記ウォータポンプを運転していることに基づいて、前記内燃機関の運転状態を示すセンサの出力に応じて前記流量制御弁の開度を制御する制御方法を選択し、
前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて、前記流量制御弁に開弁状態を形成させ、かつ、前記制御方法により前記流量制御弁の開度を制御するときよりも前記流量制御弁の開度を大きくする制御方法を選択する
内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて前記流量制御弁に開弁状態を形成させるときの前記流量制御弁の開度を、前記水温センサの信号により示唆された前記内燃機関の始動時における冷却水の温度に基づいて変化させ、前記内燃機関の始動時における冷却水の温度が低くなるにつれて前記流量制御弁の開度を大きくする
請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて前記流量制御弁に開弁状態を形成させているとき、前記水温センサの信号により示唆される冷却水の温度に基づいて前記流量制御弁の開度を変化させ、前記冷却水の温度が高くなるにつれて前記流量制御弁の開度を大きくする
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて前記流量制御弁に開弁状態を形成させているとき、前記ウォータポンプの運転が停止している期間の長さに基づいて前記流量制御弁の開度を変化させ、前記期間が長くなるにつれて前記流量制御弁の開度を大きくする
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて、前記流量制御弁に開弁状態としての全開状態を形成させる
請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、
前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が上昇して前記判定温度に達したことが、前記水温センサの信号により示唆されるとき、前記ウォータポンプの運転を開始し、
前記ウォータポンプの運転を開始してから極低流量期間が経過するまでの間、前記ウォータポンプに極低流量の冷却水を吐出させ、
前記極低流量期間が経過した後、前記ウォータポンプに前記極低流量よりも多い流量の冷却水を吐出させ、
前記ウォータポンプの運転を開始してから前記極低流量期間が経過するまでの間、前記極低流量期間が経過した後よりも前記流量制御弁の開度を大きくする
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関出力軸の回転状態に依存することなくその吐出量を変更可能な機関冷却水用のウォータポンプを有する冷却装置と、吸気通路に還流されるブローバイガスの量を調節するブローバイガス還流装置とを備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機関冷却系に冷却水を循環させるウォータポンプとして、従来から広く用いられている機関駆動式のもの、すなわち機関出力軸により駆動され同機関出力軸の回転速度に基づいてその吐出量が一義的に決定されるウォータポンプに代えて、その吐出量を独立して変更することのできる電動式のウォータポンプを採用した内燃機関の冷却装置が近年実用化されつつある。このような電動式のウォータポンプを採用した冷却装置では、機関駆動式のウォータポンプを採用するものとは異なり、ウォータポンプの吐出量、換言すれば機関冷却系における冷却水の循環量を機関出力軸の回転状態に依存することなく調節することができる。このため、例えば機関冷間始動時等のように内燃機関を冷却する必要がないときには、冷却水の温度がある程度上昇するまでウォータポンプの駆動の開始を遅らせて冷却水の循環を停止しておくことにより、内燃機関の暖機を促進することができる。
【０００３】
ところで、機関運転時には、混合気の燃焼に伴って発生する燃焼ガスの一部がシリンダボアとピストンとの間の隙間からブローバイガスとしてクランクケースに漏出する。このブローバイガスは強い酸化性を有しているため、これがクランクケース（正確にはオイルパン）のオイルに接触すると、同オイルの酸化による早期劣化を招くこととなる。そこで、内燃機関では一般に、吸気通路とクランクケース、あるいはこれと連通状態とされたシリンダヘッドカバーの内部とを接続するＰＣＶ通路を設け、クランクケースに滞留するブローバイガスをこのＰＣＶ通路を通じて吸気通路に還流しこれを燃焼して処理するようにしている。
【０００４】
また、こうしたブローバイガスは多くの可燃成分を含んでいるため、そのときの機関運転状態によっては機関燃焼状態に及ぼす影響が無視できないものとなる。このため通常、ＰＣＶ通路にはＰＣＶバルブが設けられ、ブローバイガスの還流が機関燃焼状態に対して過大な影響を及ぼさないように、このＰＣＶバルブの開度を機関運転状態に基づいて調節するようにしている。例えば、特許文献１に記載の内燃機関では、その燃焼状態が安定し難い機関暖機時においては、機関暖機時から所定期間が経過するまでＰＣＶバルブを全閉状態として燃焼室に対するブローバイガスの還流を停止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１６０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したように機関冷間時に冷却水の循環を停止する場合は、これを行う場合と比較して、クランクケースに漏出するブローバイガスの量が一時的に増大する傾向にある。これは以下の理由によるものと考えられる。
【０００７】
すなわち、機関燃焼室において混合気が燃焼すると、その燃焼熱によりシリンダボア及びピストンはいずれも温度上昇しそれに伴って熱膨張するようになる。ここで、シリンダボアはピストン（正確にはピストンリング）と比較して冷却水との熱交換量が大きくその冷却効率が高いため、冷却水を循環したときとこれを停止したときの温度上昇量の差、換言すれば熱歪量の差が大きくなる。すなわち、冷却水を循環させているときと比較して、これを停止したときには、ピストンに対してシリンダボアの熱歪量が大きくなるため、両者の間には相対的に大きな隙間が発生することとなる。そしてこれに伴って、機関燃焼室からクランクケースに漏出するブローバイガスの量も一時的に増大するようになる。
【０００８】
このため、特許文献１に記載される装置のように機関暖機中においてＰＣＶバルブを全閉状態としてブローバイガスの還流を停止するようにし、これに併せて上述したように冷却水の循環を停止するようにした場合には、確かにブローバイガスの還流に起因する機関燃焼状態の悪化については抑制することができるものの、クランクケースに多量のブローバイガスが滞留することとなり、オイルの早期劣化やその劣化したオイルを核とするオイルスラッジの生成が助長される、といった更に重大な問題を招くことともなりかねない。なおここでは、機関冷間時等において冷却水の循環が停止される場合を例に説明したが、冷却水の循環量を極少量に制限することにより、暖機の早期促進を図るようにした場合であっても程度の差こそあれ、同様の問題が発生し得る。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みて発明されたものであり、内燃機関の暖機中においてクランクケースに多量のブローバイガスが溜まる状況を生じにくくすることに貢献する内燃機関の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
〔１〕本内燃機関の制御装置の一形態は、次の事項を有する。前記内燃機関は、機関出力軸、機関冷却系、クランクケース、吸気通路、冷却装置、および、ブローバイガス還流装置を有し、前記冷却装置は、電動式のウォータポンプおよび水温センサを有し、前記ウォータポンプは、前記機関冷却系において冷却水を循環させ、前記冷却水の吐出量を変更することが可能な構造を有し、前記水温センサは、冷却水の温度に応じて変化する信号を前記制御装置に出力し、前記ブローバイガス還流装置は、連通路および流量制御弁を有し、前記連通路は、前記クランクケースと前記吸気通路とを互いに接続し、前記流量制御弁は、前記連通路におけるブローバイガスの流量を調整し、前記制御装置は、前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が判定温度以上の範囲に属することが前記水温センサの信号により示唆されているとき、前記ウォータポンプを運転し、前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が前記判定温度未満の範囲に属することが前記水温センサの信号により示唆されているとき、前記ウォータポンプの運転を停止し、前記ウォータポンプを運転していることに基づいて、前記内燃機関の運転状態を示すセンサの出力に応じて前記流量制御弁の開度を制御する制御方法を選択し、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて、前記流量制御弁に開弁状態を形成させ、かつ、前記制御方法により前記流量制御弁の開度を制御するときよりも前記流量制御弁の開度を大きくする制御方法を選択する。
〔２〕本内燃機関の制御装置の一形態は、次の事項を有する。    前記内燃機関は、機関出力軸、機関冷却系、クランクケース、吸気通路、冷却装置、および、ブローバイガス還流装置を有し、前記冷却装置は、機械式のウォータポンプ、クラッチ、および、水温センサを有し、前記ウォータポンプは、前記機関出力軸により駆動され、前記機関冷却系において冷却水を循環させ、前記クラッチは、前記ウォータポンプと前記機関出力軸とを互いに接続または切断し、前記水温センサは、冷却水の温度に応じて変化する信号を前記制御装置に出力し、前記ブローバイガス還流装置は、連通路および流量制御弁を有し、前記連通路は、前記クランクケースと前記吸気通路とを互いに接続し、前記流量制御弁は、前記連通路におけるブローバイガスの流量を調整し、前記制御装置は、前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が判定温度以上の範囲に属することが前記水温センサの信号により示唆されているとき、前記クラッチを制御して前記ウォータポンプと前記機関出力軸とを互いに接続することにより、前記ウォータポンプを運転し、前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が前記判定温度未満の範囲に属することが前記水温センサの信号により示唆されているとき、前記クラッチを制御して前記ウォータポンプと前記機関出力軸とを互いに切断することにより、前記ウォータポンプの運転を停止し、前記ウォータポンプを運転していることに基づいて、前記内燃機関の運転状態を示すセンサの出力に応じて前記流量制御弁の開度を制御する制御方法を選択し、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて、前記流量制御弁に開弁状態を形成させ、かつ、前記制御方法により前記流量制御弁の開度を制御するときよりも前記流量制御弁の開度を大きくする制御方法を選択する。
〔３〕前記内燃機関の制御装置の一形態は、次の事項を有する。前記制御装置は、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて前記流量制御弁に開弁状態を形成させるときの前記流量制御弁の開度を、前記水温センサの信号により示唆された前記内燃機関の始動時における冷却水の温度に基づいて変化させ、前記内燃機関の始動時における冷却水の温度が低くなるにつれて前記流量制御弁の開度を大きくする。
〔４〕前記内燃機関の制御装置の一形態は、次の事項を有する。前記制御装置は、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて前記流量制御弁に開弁状態を形成させているとき、前記水温センサの信号により示唆される冷却水の温度に基づいて前記流量制御弁の開度を変化させ、前記冷却水の温度が高くなるにつれて前記流量制御弁の開度を
大きくする。
〔５〕前記内燃機関の制御装置の一形態は、次の事項を有する。前記制御装置は、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて前記流量制御弁に開弁状態を形成させているとき、前記ウォータポンプの運転が停止している期間の長さに基づいて前記流量制御弁の開度を変化させ、前記期間が長くなるにつれて前記流量制御弁の開度を大きくする。
〔６〕前記内燃機関の制御装置の一形態は、次の事項を有する。前記制御装置は、前記ウォータポンプの運転を停止していることに基づいて、前記流量制御弁に開弁状態としての全開状態を形成させる。
〔７〕前記内燃機関の制御装置の一形態は、次の事項を有する。前記制御装置は、前記内燃機関の暖機中における冷却水の温度が上昇して前記判定温度に達したことが、前記水温センサの信号により示唆されるとき、前記ウォータポンプの運転を開始し、前記ウォータポンプの運転を開始してから極低流量期間が経過するまでの間、前記ウォータポンプに極低流量の冷却水を吐出させ、前記極低流量期間が経過した後、前記ウォータポンプに前記極低流量よりも多い流量の冷却水を吐出させ、前記ウォータポンプの運転を開始してから前記極低流量期間が経過するまでの間、前記極低流量期間が経過した後よりも前記流量制御弁の開度を大きくする。
【００１１】
〔１〕または〔２〕の制御装置は、以下の効果を奏する。
内燃機関の暖機中においてウォータポンプの運転が停止しているとき、流量制御弁が開弁状態を形成する。このため、クランクケースのブローバイガスが吸気通路に還流される。このため、内燃機関の暖機中においてクランクケースに多量のブローバイガスが溜まる状況が生じにくくなる。
冷却水が機関冷却系を循環しない場合、冷却水が機関冷却系を循環する場合と比較して、ピストンおよびシリンダボアの熱歪量の差が大きくなる。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間が大きくなる。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間からクランクケースに漏れるブローバイガスの量が多くなりやすい。このため、クランクケースに多量のブローバイガスが滞留しやすい。
一方、流量制御弁は、内燃機関の暖機中においてウォータポンプの運転が停止しているとき、開弁状態を形成する。このため、クランクケースのブローバイガスが吸気通路に還流される。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間からクランクケースに多量のブローバイガスが漏れたとしても、内燃機関の暖機中においてクランクケースに多量のブローバイガスが溜まる状況がより生じにくくなる。
【００１３】
〔３〕の制御装置は、以下の効果を奏する。
内燃機関の暖機中において冷却水が機関冷却系を循環しない場合のピストンおよびシリンダボアの熱歪量の差は、内燃機関の始動時における冷却水の温度が低いときほど大きくなる。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間が大きくなる。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間からクランクケースに漏れるブローバイガスの量が多くなりやすい。
一方、内燃機関の暖機中においてウォータポンプが停止しているとき、内燃機関の始動時における冷却水の温度が低いときほど流量制御弁の開度が大きくなる。このため、内燃機関の暖機中においてクランクケースに多量のブローバイガスが溜まる状況がより生じにくくなる。
【００１４】
〔４〕の制御装置は、以下の効果を奏する。
内燃機関の暖機中において冷却水が機関冷却系を循環しない場合のピストンおよびシリンダボアの熱歪量の差は、そのときの冷却水の温度が高いときほど大きくなる。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間が大きくなる。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間からクランクケースに漏れるブローバイガスの量が多くなりやすい。
一方、内燃機関の暖機中においてウォータポンプが停止しているとき、そのときの冷却水の温度が高いときほど流量制御弁の開度が大きくなる。このため、内燃機関の暖機中においてクランクケースに多量のブローバイガスが溜まる状況がより生じにくくなる。
【００１５】
〔５〕の制御装置は、以下の効果を奏する。
内燃機関の暖機中において冷却水が機関冷却系を循環しない場合のピストンおよびシリンダボアの熱歪量の差は、冷却水が機関冷却系を循環しない期間が長くなるほど大きくなる。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間が大きくなる。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間からクランクケースに漏れるブローバイガスの量が多くなりやすい。
一方、内燃機関の暖機中においてウォータポンプが停止しているとき、ウォータポンプの運転が停止している期間が長いときほど流量制御弁の開度が大きくなる。このため、内燃機関の暖機中においてクランクケースに多量のブローバイガスが溜まる状況がより生じにくくなる。
【００１６】
〔６〕の制御装置は、以下の効果を奏する。
流量制御弁が全開状態を形成するため、クランクケースから吸気通路に還流されるブローバイガスの量が増加する。このため、内燃機関の暖機中においてクランクケースに多量のブローバイガスが溜まる状況がより生じにくくなる。
【００１７】
〔７〕の制御装置は、以下の効果を奏する。
冷却水が機関冷却系を循環していない状態から冷却水が機関冷却系を循環する状態に変化する場合において、一度に多量の冷却水が機関冷却系を循環したとき、燃焼室の周囲に存在する高温の冷却水が機関冷却系の低温部分に流入し、機関冷却系の低温部分の冷却水が燃焼室の周囲に流入する。このため、熱衝撃（サーマルショック）が発生するおそれがある。一方、ウォータポンプは、極低流量期間が経過するまで、極低流量の冷却水を吐出する。このため、熱衝撃が生じにくくなる。
極低流量期間のピストンおよびシリンダボアの隙間は、極低流量期間が経過した後において、冷却水が機関冷却系を循環する場合よりも大きい。このため、ピストンおよびシリンダボアの隙間からクランクケースに漏れるブローバイガスの量が多くなりやすい。
一方、極低流量期間の流量制御弁の開度は、極低流量期間が経過した後の流量制御弁の開度よりも大きい。このため、極低流量期間においてクランクケースに多量のブローバイガスが溜まる状況が生じにくくなる。
以上のとおり、本制御装置によれば、冷却水が機関冷却系を循環することに起因する熱衝撃の発生が生じにくくなり、かつ、この効果を得るためにウォータポンプが極低流量の冷却水を吐出していることに起因して、クランクケースに多量のブローバイガスが溜まる状況が生じにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態における内燃機関及びその制御装置を示す概略構成図。
【図２】同実施形態にかかる内燃機関の冷却装置の概略構成図。
【図３】同実施形態にかかるウォータポンプ駆動制御についてその処理手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態にかかる（ａ）ピストンリングが取り付けられたピストンの断面図、（ｂ）ピストンリングの合口周辺を示す平面図。
【図５】同実施形態にかかるシリンダボアの内径及びピストンの外径の推移を示すグラフ。
【図６】同実施形態にかかるＰＣＶバルブの開度制御についてその処理手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態にかかる（ａ）機関回転速度及び機関負荷とＰＣＶバルブの基本開度との関係を示すグラフ、（ｂ）冷却水温とＰＣＶバルブの開度を設定するための補正係数との関係を示すグラフ。
【図８】同実施形態にかかる（ａ）冷却水温、（ｂ）ウォータポンプの駆動態様、（ｃ）ＰＣＶ開度の推移の一例を示すタイミングチャート。
【図９】第２実施形態にかかる（ａ）冷却水温、（ｂ）ウォータポンプの駆動態様、（ｃ）ＰＣＶ開度の推移の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】第３実施形態にかかる（ａ）冷却水温、（ｂ）ウォータポンプの駆動態様、（ｃ）ＰＣＶ開度の推移の一例を示すタイミングチャート。
【図１１】第４実施形態にかかる（ａ）冷却水温、（ｂ）ウォータポンプの駆動態様、（ｃ）ＰＣＶ開度の推移の一例を示すタイミングチャート。
【図１２】他の実施形態にかかる（ａ）冷却水温、（ｂ）ウォータポンプの駆動態様、（ｃ）ＰＣＶ開度の推移の一例を示すタイミングチャート。
【図１３】他の実施形態にかかる（ａ）機関始動時における冷却水温とＰＣＶ開度との関係を示すグラフ、（ｂ）機関始動時における冷却水温と補正係数との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（第１実施形態）
以下、この発明に係る内燃機関の制御装置について図１〜図８を参照して説明する。
図１に示されるように、内燃機関１０のシリンダブロック１１には複数のシリンダボア１５（図１ではその１つを図示）が形成されるとともに、それらシリンダボア１５の内部にはピストン１７が往復動可能に収容されている。シリンダブロック１１の上部にはシリンダヘッドカバー１８及びシリンダヘッド１２が組み付けられる一方、その下側部分に相当するクランクケース１３にはオイルが貯留されるオイルパン１４が組み付けられている。またシリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２には、その内部に冷却水が循環するウォータジャケット５２がそれぞれ形成されるとともに、シリンダヘッド１２に形成されるウォータジャケット５２の冷却水出口近傍には冷却水の温度（以下、冷却水温θ）を検出する水温センサ９２が取り付けられている。
【００２６】
ピストン１７の頂面、シリンダヘッド１２の下面等によって区画形成される内燃機関１０の燃焼室１６には、吸気通路２０及び排気通路２１がそれぞれ接続されている。シリンダヘッド１２には、燃焼室１６と吸気通路２０とを連通・遮断する吸気バルブ２２と、燃焼室１６と排気通路２１とを連通・遮断する排気バルブ２３とがそれぞれ往復動可能に設けられている。
【００２７】
また、吸気通路２０には、その開度に基づいて燃焼室１６に導入される吸入空気の量を調節するスロットルバルブ２４が設けられている。吸気バルブ２２の開弁に伴い吸気通路２０を通じて燃焼室１６に導入された吸入空気は、燃焼室１６にて燃料と混合されて燃焼される。この燃焼によって発生した排気は、排気バルブ２３が開弁することにより排気通路２１に排出される。
【００２８】
内燃機関１０の運転時には、混合気の燃焼に伴って燃焼室１６に発生した燃焼ガスの一部がシリンダボア１５とピストン１７との間の隙間からブローバイガスとしてクランクケース１３の内部に漏出する。そして、このブローバイガスは強い酸化性を有しているため、クランクケース１３のオイルに接触すると、オイルが酸化してその早期劣化を招いたり、その劣化したオイルを核とするオイルスラッジの生成が助長されたりする等の問題を招く点についは既に述べたとおりである。
【００２９】
そこで、この内燃機関１０には、クランクケース１３に滞留するブローバイガスを吸気通路２０に還流して、吸入空気とともに再び燃焼室１６に導入し、混合気とともに燃焼するブローバイガス還流装置４０が設けられている。
【００３０】
図１に示されるように、このブローバイガス還流装置４０は、シリンダヘッドカバー１８の内部と吸気通路２０においてスロットルバルブ２４の下流側部分とを連通する還流通路４２、シリンダヘッドカバー１８に取り付けられて還流通路４２から吸気通路２０に還流されるブローバイガスの量を調節するＰＣＶバルブ４１、並びに吸気通路２０におけるスロットルバルブ２４よりも上流側の部位とシリンダヘッドカバー１８とを接続する新気導入通路４３とを備える。また、クランクケース１３とシリンダヘッドカバー１８の内部とはシリンダブロック１１に形成された複数の連通路１１ａにより連通されている。したがって、クランクケース１３に滞留するブローバイガスは、これら連通路１１ａを通じてシリンダヘッドカバー１８の内部に流入することができる。
【００３１】
クランクケース１３のブローバイガスは、吸気通路２０に発生する負圧の作用によって吸い出され、連通路１１ａ、シリンダヘッドカバー１８の内部、還流通路４２を通じて吸気通路２０に導入される。また、これに伴って新気導入通路４３からシリンダヘッドカバー１８やクランクケース１３に新気が導入される。これにより、シリンダヘッドカバー１８やクランクケース１３の内部が換気される一方、吸気通路２０に導入されたブローバイガスは燃焼室１６に導入されて燃焼される。ＰＣＶバルブ４１は、モータ等のアクチュエータによってその開度が制御されるバルブである。
【００３２】
次に、図２を参照して内燃機関１０の冷却装置５０について説明する。この冷却装置５０は、水温センサ９２及びモータを駆動源とする電動式のウォータポンプ５６の他、同ウォータポンプ５６の回転速度（モータの回転速度）を検出する回転速度センサ９３、ラジエータ５１及びサーモスタット５７や、ウォータジャケット５２やラジエータ５１を迂回する迂回通路５５を含む冷却水通路５３により構成される。この冷却装置５０では、これら冷却水通路５３、ラジエータ５１、サーモスタット５７等により機関冷却系が構成されている。また、迂回通路５５の途中にはヒータコアやＥＧＲクーラ等の熱機器（図示略）が設けられるとともに、その下流側端部にはサーモスタット５７が設けられている。このサーモスタット５７は、内部に設けられた弁体の位置が冷却水温θに応じて変化する感温式の自律開閉弁であり、冷却水通路５３においてラジエータ５１の下流側部分とウォータポンプ５６の上流側部分との連通状態をその開度を通じて変更することにより、ラジエータ５１を流通する冷却水の流量を調節する。すなわち、冷却水温θが低いときには、ラジエータ５１からウォータジャケット５２に対する冷却水の流入を禁止するとともに、迂回通路５５からウォータジャケット５２への冷却水の流入を許容する。一方、冷却水温θが高くなるとラジエータ５１からウォータジャケット５２への冷却水の流入を許容する。その結果、ウォータポンプ５６からウォータジャケット５２に吐出された冷却水は、ラジエータ５１を介して再びウォータポンプ５６に戻るようになる。そして、ラジエータ５１では冷却水と外気との間で熱交換が行われるようになる結果、冷却水温θが低下するようになる。
【００３３】
ところで、冷間始動時においては、その後、内燃機関１０の暖機を早期に完了することが熱損失を減少させて燃費の向上を図る上では望ましい。そこで、本実施形態の冷却装置５０では、内燃機関１０の暖機がある程度進行するまではウォータポンプ５６の駆動を停止し、冷却水通路５３における冷却水の流通を禁止するようにしている。なお、こうしたウォータポンプ５６の駆動制御は、制御装置９１によって実行される。この制御装置９１は、水温センサ９２や回転速度センサ９３等、各種センサの検出値を取り込むとともに、これらセンサの検出値から生成される駆動信号に基づいてウォータポンプ５６を所定の態様をもって駆動する等、各種の制御を実行する。また、こうした制御を実行するために、制御装置９１は、ＣＰＵをはじめ、メモリ、Ａ／Ｄ変換回路、駆動回路を有して構成されている。
【００３４】
次に、図３を参照して、こうしたウォータポンプ５６の駆動制御について詳細に説明する。なお、図３に示される一連の処理は、機関始動後、制御装置９１によって所定周期毎に繰り返し実行される。
【００３５】
まず、制御装置９１は、燃焼室１６近傍の冷却水の温度（以下、燃焼室冷却水温θｃ）が高いか否か、すなわち内燃機関１０において最も高温となるピストン１７及びシリンダボア１５の摺動部分において焼き付き等の熱不良が発生する可能性があるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。
【００３６】
ここで、この燃焼室冷却水温θｃの推定方法の一例について説明する。燃焼室冷却水温θｃは、そのときどきにおいて検出される水温センサ９２の検出値（以下、燃焼室冷却水温θｃ等と区別する際には特に「検出冷却水温θ」という）に基づいて算出される。すなわち、燃焼室冷却水温θｃは、検出冷却水温θよりも常に高い温度となる。また、機関暖機中に高負荷運転が行われると、燃焼室１６で発生する熱量が増大するため、それに伴って燃焼室冷却水温θｃが局所的に上昇するようになる。そして、こうした燃焼室冷却水温θｃの局所的な上昇は、機関始動時から現在に至るまでに燃焼室１６にて発生した燃焼熱量に応じて変化し、更にこの燃焼熱量は燃料噴射量の積算値（燃料噴射量積算値Σｑ）と相関を有して変化する。したがって、燃焼室冷却水温θｃは、以下の式（１）に示されるように、検出冷却水温θ、及び燃料噴射量積算値Σｑをそれぞれパラメータとする関数Ｆによって求めることができる。なお、この関数Ｆは予め実験等を通じて求められ、演算用マップとして制御装置９１のメモリに記憶されている。
【００３７】
θｃ（ｉ）←｛（ｎ１−１）・θｃ（ｉ−１）＋ｎ１・Ｆ（θ，Σｑ）｝／ｎ１  …（１）
なお、上式（１）において「θｃ（ｉ）」は現在の制御周期における燃焼室冷却水温を示し、「θｃ（ｉ−１）」は前回の現在の制御周期における燃焼室冷却水温を示す。また、「ｎ１」は補正係数（徐変係数）であり、燃焼熱の変動に対する燃焼室冷却水温θｃの応答遅れを考慮してこれを算出するための係数である。ちなみに、燃焼室冷却水温θｃの応答遅れが大きいときほど、上記補正係数ｎ１は大きい値に設定される。なお、この補正係数ｎ１は、燃焼室１６からその周囲の冷却水に対する熱伝達量を考慮するなど実験等を通じて予め設定され、制御装置９１のメモリに記憶されている。
【００３８】
燃焼室冷却水温θｃが高い、すなわち燃焼室１６におけるピストン１７とシリンダボア１５との焼き付きや同燃焼室１６近傍における冷却水の局所的な沸騰の発生するおそれがあると判断した場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ウォータポンプ５６の運転モードを通常制御モードとして（ステップＳ１２０）、ウォータポンプ５６の運転モードを判定するためのフラグ（運転モード判定フラグＦＰ）を「２」に設定する（ステップＳ１２５）。この場合、制御装置９１は、機関回転速度、機関負荷、冷却水温θ等々の機関運転状態に応じて設定される目標量（通常目標量）に基づきウォータポンプ５６の吐出量、換言すればそのモータの目標回転速度を設定し、回転速度センサ９３により検出される実際の回転速度がその目標回転速度となるように制御する。その結果、機関運転状態に即した量の冷却水が循環されて内燃機関１０は安定した機関燃焼を実現する上で好適な温度に維持されるようになる。
【００３９】
一方、先の燃焼室冷却水温θｃが低いと判断した場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、次に内燃機関１０が低温状態にあるか否か、換言すれば内燃機関１０が冷却水による冷却が不要な温度状態にあるか否かを判断する（ステップＳ１３０）。具体的には、制御装置９１は、冷却水温θが所定の循環停止温度θｘ以上であるか否かを判断する。内燃機関１０が低温状態にあると判断した場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、制御装置９１はウォータポンプ５６の運転モードを停止モードとし（ステップＳ１４０）、運転モード判定フラグＦＰを「０」に設定する（ステップＳ１４５）。この場合、制御装置９１は、内燃機関１０の暖機を促進すべくウォータポンプ５６の駆動を停止する。したがって、機関冷却系において冷却水が循環されることはない。
【００４０】
一方、内燃機関１０が低温状態ではないと判断した場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、次に内燃機関１０の暖機が未完了か否か、換言すれば内燃機関１０が冷却水による冷却が必要な温度状態にあるか否かを判断する（ステップＳ１５０）。具体的には、制御装置９１は、冷却水温θが所定温度θｙ以上であるか否かを判断する。なお、所定温度θｙは、所定の循環停止温度θｘよりも高い温度であるとともに内燃機関１０が完全暖機状態にあると判断できるように予め設定された温度である。
【００４１】
ここで、内燃機関１０の暖機が完了していないと判断した場合（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、制御装置９１はウォータポンプ５６の運転モードを極低流量モードとし（ステップＳ１６０）、運転モード判定フラグＦＰを「１」に設定する（ステップＳ１６５）。具体的には、ウォータポンプ５６の吐出量が通常目標量（例えば完全暖機完了後に冷却水温θが一時的に所定温度θｙを下回った場合におけるウォータポンプ５６の目標吐出量）よりも少なくなるようにこれを制限し、冷却水の循環量が極低流量となるようにする。
【００４２】
このように、冷却水温θが所定の循環停止温度θｘに達した後、所定温度θｙ以上となるまでは、冷却水の循環量が極低流量となるようにウォータポンプ５６の吐出量を制限するのは、以下の理由による。すなわち、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードであり、その運転が停止されているときから、その運転を開始する場合、一度に多量の冷却水を循環させると、燃焼室１６の周囲に存在する温度上昇した高温の冷却水が冷却装置５０の低温部分に流入する。この一方、その低温部分の冷却水が燃焼室１６の周囲の高温部分に流入するようになる。そして、このように機関冷却系における温度分布状況が急激に変化すると、冷却装置５０の各部位において熱衝撃（サーマルショック）が発生するおそれがある。このため、こうした熱衝撃を避けるべく、制御装置９１は、ウォータポンプ５６の運転モードを停止モードから通常制御モードに移行するのに先立って、同運転モードを極低流量モードに設定するようにしている。
【００４３】
一方、内燃機関１０の暖機が完了したと判断した場合（ステップＳ１５０：ＮＯ）、制御装置９１はウォータポンプ５６を通常制御モードとし（ステップＳ１７０）、運転モード判定フラグＦＰを「２」に設定する（ステップＳ１７５）。
【００４４】
ところで、図４（ａ）に示すように、ピストン１７の外周面には３つのリング溝１７ｃが形成されるとともに、このリング溝１７ｃには燃焼室１６の気密性確保や、シリンダボア１５の内周面における適切な油膜形成等を目的としてピストンリング１７ａがそれぞれ取り付けられている。また、ピストンリング１７ａの内周側には、同ピストンリング１７ａをシリンダボア１５の内周面に押圧するエキスパンダ１７ｂが配設されている。また、ピストンリング１７ａは、図４（ｂ）に示すように、リング溝１７ｃに対するその取付作業を容易に行うために、合口が形成されている。
【００４５】
上述したように、ピストンリング１７ａは、エキスパンダ１７ｂによってシリンダボア１５の内周面に押圧されているため、燃焼室１６の燃焼熱により、シリンダボア１５の内径がピストン１７の外径に対して相対的に拡径した場合であっても、ピストンリング１７ａはそのシリンダボア１５における内径の拡径に追従してその内周面に接触した状態を維持することができる。また、この場合、ピストンリング１７ａの合口が拡大するようになる。
【００４６】
ところで、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードに選択され、冷却水通路５３における冷却水の循環が停止されている場合には、ウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードにあるときと比較して、合口の間に位置するシリンダボア１５とピストン１７との間の隙間Ｓ（図４（ｂ）参照）を通じてクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量が一時的に増大する傾向にある。
【００４７】
このようにブローバイガスの量が一時的に増大する理由について説明する。図５は機関暖機時におけるシリンダボア１５の内径及びピストン１７の外径の推移を示している。なお、同図５において、ウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードに設定されているときのシリンダボア１５の内径の推移を破線にて示す。タイミングｔ０は機関始動時を、タイミングｔ１は冷却水温θがθｚに達して冷却水の循環が開始される時間を示す。
【００４８】
燃焼室１６において混合気が燃焼すると、その燃焼熱によりシリンダボア１５及びピストン１７はいずれも温度上昇しこれに伴って熱膨張する。ここで、シリンダボア１５と冷却水との間の熱交換量と、ピストン１７と冷却水と間の熱交換量とを比較すると、シリンダボア１５と冷却水と間の熱交換量の方が大きい。内燃機関１０では、このような場合であってもシリンダボア１５とピストン１７との間の隙間ＣＬが略一定となるように、ウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードであるとき、すなわち機関運転中において占める時間が最も多い状況に合わせてシリンダボア１５やピストン１７の各諸元が予め設定されている。
【００４９】
一方、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにあるときには、冷却水の流れが生じないため、通常制御モードにあるときよりもシリンダボア１５と冷却水との間の熱交換量が減少するようになる。これに対して、ピストン１７と冷却水との間の熱交換量はそもそも少ないため、シリンダボア１５において生じるようなウォータポンプ５６の運転モードが異なることに起因する熱交換量の差ほとんどみられない（なお、図５ではその変化は無視できるものと想定している）。このため、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにあるときのシリンダボア１５とピストン１７との間の隙間ＣＬ（＝ＣＬ２）は、運転モードが通常制御モードにあるときの隙間ＣＬ（＝ＣＬ１）よりも大きくなる。更に、これに伴って合口の大きさも拡大する。そしてこれにより、ピストンリング１７ａの合口の間に位置するシリンダボア１５とピストン１７との間の隙間Ｓ（図４ｂ参照）が大きくなり、この隙間Ｓを通じて燃焼室１６からクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量も増大するようになる。
【００５０】
また、燃焼室１６における燃焼時間が長くなるほど、換言するとシリンダボア１５及びピストン１７が燃焼熱を受ける時間が長くなるほど、上述のような運転モードが異なることに起因する熱交換量の差が更に大きくなるため、シリンダボア１５とピストン１７との間の隙間ＣＬ、更には上述したブローバイガスの流通路となる隙間Ｓも増大する。そしてこれに伴って、燃焼室１６からクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量も徐々に増大するようになる。
【００５１】
そこで、本実施形態においては、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにあるときには、吸気通路２０に還流されるブローバイガスの量を増大させてクランクケース１３のブローバイガスを速やかに排出すべく、通常制御モードにあるときと比較してＰＣＶバルブ４１の開度ＶＡ（以下、「ＰＣＶ開度ＶＡ」という）を大きく設定するようにしている。以下、図６を参照して、本実施形態におけるＰＣＶバルブ４１のバルブ開度制御にかかる処理手順について説明する。
【００５２】
同図６に示される一連の処理ではまず、ウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードであるか否か、すなわちウォータポンプ５６の運転モード判定フラグＦＰが「２」であるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。ここで、ウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードではないと判断した場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、次にウォータポンプ５６の運転モードが停止モードであるか否か、すなわち運転モード判定フラグＦＰが「０」であるか否かを判断する（ステップＳ２４０）。
【００５３】
ここで、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードではないと判断した場合（ステップＳ２４０：ＮＯ）、すなわちウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードにあると判断した場合、及び先のステップＳ２１０においてウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードであると判断した場合は（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ＰＣＶバルブ４１の開度が冷却水の循環が行われている状況に即した開度となるようにこれを算出する（ステップＳ２２０）。
【００５４】
この処理では、まずＰＣＶバルブ４１の基本開度ＶＡＢＡＳＥを算出する。図７（ａ）に示されるように、この基本開度ＶＡＢＡＳＥは機関回転速度が高いときほど、また機関負荷が大きいときほど大きい値に設定される。すなわち、機関回転速度が高いときほど、また機関負荷が大きいときほど、燃焼室１６にて発生する燃焼ガスの量が増大し、それに伴ってブローバイガスの量も増大するため、ＰＣＶバルブ４１の基本開度ＶＡＢＡＳＥを大きくするようにしている。
【００５５】
次に、このＰＣＶバルブ４１の基本開度ＶＡＢＡＳＥを補正するための補正係数Ｋ１を算出する。図７（ｂ）に示されるように、この補正係数Ｋ１は冷却水温θが高いときほど大きな値に設定される。上述したように、シリンダボア１５の内径が熱膨張により拡径するほど、隙間Ｓは大きくなる傾向にあるため、この隙間Ｓを通じてクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量も増大する傾向にある。したがって、補正係数Ｋ１は冷却水温θが高いときほど大きい値に設定される。また、冷却水温θが所定水温θｚ未満のときには、クランクケース１３に漏出するブローバイガスの量がほとんど無視できる範囲の量であるとして、補正係数Ｋ１は「０」に設定される。このように補正係数Ｋ１を算出した後、以下の式（２）に基づいてＰＣＶ開度ＶＡを設定する。
【００５６】
ＶＡ←ＶＡＢＡＳＥ・Ｋ１  ・・・（２）
一方、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードであると判断した場合（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、ＰＣＶ開度ＶＡを所定開度ＶＡ１に設定する（ステップＳ２５０）。この所定開度ＶＡ１は、運転モードが通常制御モードにある場合において設定されるＰＣＶ開度ＶＡよりも常に大きい値となるように設定されている。
【００５７】
図８は、上述したポンプ駆動制御及びバルブ開度制御の実行時における、（ａ）冷却水温θ、（ｂ）ウォータポンプ５６の駆動状態、（ｃ）ＰＣＶ開度ＶＡの推移をそれぞれ示している。また、図８（ｃ）では、タイミングｔ０〜ｔ２の期間において、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードに設定された場合のＰＣＶ開度ＶＡの推移を実線にて、通常制御モードまたは極低流量モードに設定された場合のＰＣＶ開度ＶＡの推移を破線にてそれぞれ破線で示している。
【００５８】
機関始動時から、冷却水温θが上昇して循環停止温度θｘに達するまでの期間は、ウォータポンプ５６の運転モードは停止モードに設定される（タイミングｔ０〜ｔ２）。このとき、ＰＣＶ開度ＶＡは所定開度ＶＡ１に維持される。この所定開度ＶＡ１は通常制御時における開度（図８（ｃ）及び上式（２）参照）よりも大きいため、多量のブローバイガスをクランクケース１３やシリンダヘッドカバー１８等から吸気通路２０に還流し燃焼室１６にて燃焼させることができる。そして、冷却水温θが循環停止温度θｘに達すると、ウォータポンプ５６の運転モードは極低流量モードに設定されて冷却水が吐出されるようになり、冷却水の循環が開始されるようになる（タイミングｔ２）。このように冷却水の循環が開始されると、ＰＣＶ開度ＶＡは上式（１）に基づいて設定されるようになる。その後、冷却水温θが更に上昇して所定温度ＴＹに達すると、ウォータポンプ５６の運転モードは通常制御モードに設定されるようになる（タイミングｔ３〜）。
【００５９】
以上説明した本実施形態によれば、以下に記載の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、機関暖機中においてウォータポンプ５６の運転がなされず冷却水の循環が停止されているため、燃焼室１６からクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量が一時的に多くなるときには、ＰＣＶ開度ＶＡを通常制御時の開度よりも大きくし、クランクケース１３から吸気通路２０に還流されるブローバイガスの量を増大させるようにしている。したがって、内燃機関１０の暖機中に、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードに設定されて多量のブローバイガスが一時的にクランクケース１３に漏出した場合であっても、これがクランクケース１３において滞留してしまうことを回避することができ、それに起因するオイルの早期劣化やオイルスラッジの生成を抑制することができるようになる。
【００６０】
（第２実施形態）
この発明にかかる第２実施形態について先の図６及び図７の他、更に図９を併せ参照して第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の構成や処理については、同一の符号やステップ番号を付すことによりその詳細な説明を割愛する。
【００６１】
図６のフローチャートに示されるように、第１実施形態では、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにあると判断した場合（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、ＰＣＶ開度ＶＡを予め定められた所定開度ＶＡ１に設定した。
【００６２】
本実施形態では、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにあると判断した場合（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、以下の式（３）に基づいてＰＣＶ開度ＶＡを設定する。
ＶＡ←ＶＡＢＡＳＥ・Ｋ２  ・・・（３）
なおここで、上式（３）の右辺における「Ｋ２」は、試験等を通じて予め定められる所定の補正係数であり、図７（ｂ）の一点鎖線にて示されるように冷却水温θが高くなるほど大きく設定される。また、同図７（ｂ）に示されるように、冷却水温θにかかわらず（Ｋ２＞Ｋ１）なる大小関係が成立している。したがって、上式（３）に基づいて算出されるＰＣＶ開度ＶＡは常に上式（２）に基づいて算出される値よりも大きくなる。このように、ウォータポンプ５６の運転モードとして停止モードが選択されているときには、通常制御時、すなわち通常制御モード又は極低流量モードが選択されているときと比較して、ＰＣＶ開度ＶＡは常に大きな値に設定され、また冷却水温θが高くなるほど同ＰＣＶ開度ＶＡは大きな値に設定されることとなる。
【００６３】
図９は、上述したＰＣＶバルブ４１のバルブ開度制御の実行時における、（ａ）冷却水温θ、（ｂ）ウォータポンプ５６の駆動状態、（ｃ）ＰＣＶ開度ＶＡの推移をそれぞれ示している。また、図９（ｃ）では、タイミングｔ０〜ｔ２の期間において、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードに設定された場合のＰＣＶ開度ＶＡの推移を実線にて、通常制御モードまたは極低流量モードに設定された場合のＰＣＶ開度ＶＡの推移を破線にてそれぞれ破線で示している。
【００６４】
機関始動時から、冷却水温θが上昇して循環停止温度θＸに達するまでの期間は、ウォータポンプ５６の運転モードは停止モードに設定される（タイミングｔ０〜ｔ２）。このとき、ＰＣＶ開度ＶＡは上式（３）により算出される値に設定される。そして、このときのＰＣＶ開度ＶＡは通常制御時における開度（図９（ｃ）及び上式（２）参照）よりも大きいため、多量のブローバイガスをクランクケース１３やシリンダヘッドカバー１８等から吸気通路２０に還流し燃焼室１６にて燃焼させることができる。特に、冷却水温θが高くなるほど、すなわち上述したようにピストンリング１７ａの合口に存在する隙間Ｓが大きくなって燃焼室１６からクランクケース１３に漏出するブローバイガスの漏出量が多いときほど、ＰＣＶ開度ＶＡが大きな値に設定されるため、そうしたブローバイガスの漏出量に即してブローバイガスの還流量を調節することができるようになる。そして、冷却水温θが循環停止温度θｘに達すると、ウォータポンプ５６の運転モードは極低流量モードに設定されて冷却水が吐出されるようになり、冷却水の循環が開始されるようになる（タイミングｔ２）。このように冷却水の循環が開始されると、ＰＣＶ開度ＶＡは上式（１）に基づいて設定される。その後、冷却水温θが更に上昇して所定温度θｙに達すると、ウォータポンプ５６の運転モードは通常制御モードに設定されるようになる（タイミングｔ３〜）。
【００６５】
以上説明した本実施形態によれば、先の（１）に記載した作用効果に加え、更に以下に記載の作用効果を奏することができる。
（２）上述したように、冷却水を循環させている場合とは異なり、冷却水の循環を停止している場合には、シリンダボア１５とピストン１７との間の隙間が増大するとともに、合口も大きくなる。更に、両者の熱歪量の差は、冷却水温θが高くなるほど大きくなるため、ブローバイガスの流通路となる隙間Ｓも増大するようになる（図４（ｂ）参照）。この点、本実施形態によれば、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにあるときに冷却水温θが高くなるほどＰＣＶ開度ＶＡを大きく設定し、より多くのブローバイガスを吸気通路２０に還流するようにしているため、クランクケース１３におけるブローバイガスの滞留を一層適切に抑制することができるようになる。
【００６６】
（第３実施形態）
この発明にかかる第３実施形態について先の図６の他、図１０を併せ参照して第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の構成や処理には、同一の符号やステップ番号を付すことにより詳細な説明を割愛する。
【００６７】
第１実施形態では、ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードにあると判断した場合（ステップＳ２４０：ＮＯ）、ウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードにあると判断した場合と同様の算出手順によりＰＣＶ開度ＶＡを設定するようにした。
【００６８】
一方、本実施形態では、ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードにあると判断した場合（ステップＳ２４０：ＮＯ）、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにあるときよりも、ＰＣＶ開度ＶＡを小さい値にするようにしている。
【００６９】
図５に示すように、冷却水温θが循環停止温度θｘに達した後は、冷却水の循環が開始されるため、シリンダボア１５と冷却水との間の熱交換量が増大する。このため、シリンダボア１５の内径とピストン１７の外径との間の隙間が徐々に減少し、これに伴いピストンリング１７ａの合口も減少するようになる。そしてこれに伴って、先に説明したブローバイガスの流通路となる隙間Ｓについても同様にその通路面積が減少するようになる。したがって、ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードに設定される期間では、クランクケース１３に漏出するブローバイガスの量は徐々に減少することとなる。
【００７０】
そこで、本実施形態においては、図１０に示されるように、冷却水温θが所定の循環停止温度θｘに達してウォータポンプ５６の運転モードが停止モードから極低流量モードに変更された後、冷却水温θが所定温度θｙに達して同運転モードが通常制御モードに移行するまでの期間においては（タイミングｔ２〜ｔ３）、ＰＣＶ開度ＶＡをウォータポンプ５６の運転モードが停止モードに設定されているときの開度よりも小さくするようにしている。
【００７１】
以上説明した本実施形態によれば、先に記載した（１）及び（２）の作用効果に加え、以下に記載の作用効果を奏することができる。
（３）ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードにあるときには、シリンダボア１５とピストン１７との間に隙間が発生するものの、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにあるときとは異なり、少量ではあるものの冷却水の循環が行われるため、燃焼室１６からクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量は徐々に減少するようになる。本実施形態では、この点に着目し、ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードにあるときには同運転モードが停止モードであるときよりもＰＣＶ開度ＶＡを小さくするようにしている。これにより、燃焼室１６からクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量に応じてその還流量を設定することができ、クランクケース１３における滞留を好適に抑制することができるようになる。
【００７２】
（第４実施形態）
この発明にかかる第４実施形態について図１１を参照して第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付すことにより詳細な説明を割愛する。
【００７３】
第１実施形態では、ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードにあるときには、ＰＣＶ開度ＶＡはウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードにあるときと同様に、機関回転速度、機関負荷、冷却水温θに基づいて設定される。
【００７４】
本実施形態では、図１１に示されるように、ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードに移行した後、ウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードにあるとしたときのＰＣＶ開度ＶＡに収束するように、ＰＣＶ開度ＶＡを以下に示す式（４）を用いた徐変処理を通じて算出する。
【００７５】
ＶＡ（ｉ）←｛（ｎ２−１）・ＶＡ（ｉ−１）＋ｎ２・ＶＡＢＡＳＥ・Ｋ１｝／ｎ２  ・・・（４）
なお、上式（４）において「ＶＡ（ｉ）」は現在の制御周期におけるＰＣＶバルブ４１の開度を示し、「ＶＡ（ｉ−１）」は前回の現在の制御周期における同開度を示す。また、「ｎ２」は補正係数（徐変係数）であり、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードから極低流量モードを経て通常制御モードに変更されるのに伴って、上述したブローバイガスの流通路となる隙間Ｓが減少する際、その減少速度に即したかたちでＰＣＶ開度ＶＡが変化するように設定される係数である。なお、この補正係数ｎ２は、実験等を通じて予め設定され、制御装置９１のメモリに記憶されている。
【００７６】
図１１に示すように、本実施形態によれば、冷却水温θが所定の循環停止温度θｘに達してウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードに移行すると（タイミングｔ２）、ＰＣＶ開度ＶＡは、ウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードにあるとしたときのＰＣＶ開度ＶＡに収束するようになる（タイミングｔ２〜）。
【００７７】
以上説明した本実施形態によれば、以下に記載の作用効果を奏することができる。
（４）ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードから極低流量モードに移行した直前のＰＣＶ開度ＶＡに対して、ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードに移行した直後に設定されるＰＣＶ開度ＶＡが大きく乖離していると、ＰＣＶバルブ４１を通じて吸気通路２０に還流されるブローバイガスの流量が急激に変動することとなるため、安定した燃焼状態を維持する上では好ましくない。この点、実施形態によれば、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードから極低流量モードに移行した後、ＰＣＶバルブ４１を通じて吸気通路２０に還流されるブローバイガスの流量は徐々に変化するため、ブローバイガスの還流量が急激に変化することを抑制することができるようになる。
【００７８】
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示されるように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００７９】
・上記各実施形態では、ウォータポンプ５６の運転モードが通常制御モードあるいは極低流量モードである場合に、ＰＣＶ開度ＶＡを算出する際、まずその基本開度ＶＡＢＡＳＥを算出し、これを冷却水温θにより求められる補正係数Ｋ１に基づいて補正することにより同開度ＶＡを算出するようにしたが、このＰＣＶバルブ４１の開度ＶＡを機関回転速度、機関負荷、及び冷却水温θをパラメータとする演算用マップから求めるようにしてもよい。
【００８０】
・図１２に示すように、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにある期間は第２実施形態で説明したように冷却水温θに応じてＰＣＶ開度ＶＡが大きくなるように設定し（タイミングｔ０〜ｔ２）、ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードにある期間は第３実施形態で説明したようにＰＣＶ開度ＶＡを通常制御モード時よりも大きい開度に設定する（タイミングｔ２〜ｔ３）ようにしてもよい。本実施形態によれば、上記（１）〜（３）に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【００８１】
・図１３（ａ）に示すように、機関始動時における水温センサ９２の検出値（冷却水温θ）が高いときほど、第１実施形態にて示したＰＣＶ開度ＶＡの値ＶＡ１を小さくするようにしてもよい。また、補正係数Ｋ１を更に修正する修正係数αを設定し、図１３（ｂ）に示すように、機関始動時の冷却水温θが高いときほど、この修正係数αを小さくするようにしてもよい。なお、図１３（ｂ）には、ウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにあるときの修正係数αを実線にて、ウォータポンプ５６の運転モードが極低流量モードにあるときの修正係数αを一点鎖線にて示す。本実施形態によれば、機関始動時の冷却水温θが低いときほど、機関暖機時におけるシリンダボア１５とピストン１７との熱歪量の差は大きくなるため、シリンダボア１５とピストン１７との間に発生する隙間も大きくなり、燃焼室１６から上述した隙間Ｓを通じてクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量も増大する。この変形例によれば、機関始動時の冷却水温θに基づいてウォータポンプ５６の運転モードが停止モードにある期間に燃焼室１６からクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量を推定し、その推定されるブローバイガスの量が多いときほどＰＣＶ開度ＶＡを大きくするようにしている。その結果、クランクケース１３におけるブローバイガスの滞留を一層適切に抑制することができるようになる。
【００８２】
・上記各実施形態では燃焼室冷却水温θｃを、水温センサ９２により検出される冷却水温θ、機関始動時からの燃料噴射量積算値Σｑに基づいて推定するようにしたが、この推定方法はこれに限定されるものではない。例えば、機関始動時の冷却水温θ、そのときどきで検出される冷却水温、燃料噴射量積算値Σｑ、機関回転速度、吸気温、外気温等々を適宜組み合わせたものをパラメータとして有する関数に基づいて算出することもできる。
【００８３】
・上記実施形態では、ウォータポンプ５６の運転モードを燃焼室冷却水温θｃに基づいて変更するようにしたが、機関回転速度及び吸気温度を加味するなど、適宜変更するようにしてもよい。
【００８４】
・上記第２実施形態及び第４実施形態では、冷却水温θが高くなるほどＰＣＶ開度ＶＡが大きくなるようにしたが、機関始動時からの経過時間が長くなるほどＰＣＶ開度ＶＡが大きくなるようにしてもよい。冷却水を循環させている場合と異なり、冷却水の循環を停止している場合には、シリンダボア１５とピストン１７との間の隙間が増大するとともに、ピストンリング１７ａの合口も大きくなる。両者の熱歪量の差は、冷却水温θが高くなるほど、すなわち内燃機関１０の始動が開始されてからの経過時間が長くなるほど大きくなる。したがって、内燃機関１０の始動が開始されてからの経過時間が長くなるほどクランクケース１３に漏出するブローバイガスの量は増大する。この点、本実施形態によれば機関始動時からの経過時間が長くなるほどＰＣＶ開度ＶＡを大きくするようにしているため、クランクケース１３においてこのようなブローバイガスの滞留を適切に抑制することができるようになる。
【００８５】
・上記実施形態では、ウォータポンプ５６として電動ポンプを用いるようにしているが、機関駆動式のウォータポンプを採用するともできる。この場合、ウォータポンプの回転軸をクラッチを介してクランクシャフト（図示せず）に連結し、このクラッチを断接することにより、冷却水を吐出する状態（通常制御モード）とその吐出を停止する状態（停止モード）を切り替えるようにする。またこの場合、例えば、クラッチを半係合としたり、クラッチに加えて減速機構を設けるようにすれば、極低流量モードでの運転も可能になる。こうしたウォータポンプを採用した場合であっても、本実施形態においても、上記作用効果に準じた作用効果を奏することができるようになる。
【符号の説明】
【００８６】
１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１１ａ…連通路、１２…シリンダヘッド、１３…クランクケース、１４…オイルパン、１５…シリンダボア、１６…燃焼室、１７…ピストン、１７ａ…ピストンリング、１７ｂ…エキスパンダ、１７ｃ…リング溝、１８…シリンダヘッドカバー、２０…吸気通路、２１…排気通路、２２…吸気バルブ、２３…排気バルブ、２４…スロットルバルブ、４０…ブローバイガス還流装置、４１…ＰＣＶバルブ、４２…還流通路、４３…新気導入通路、５０…冷却装置、５１…ラジエータ、５２…ウォータジャケット、５３…冷却水通路、５５…迂回通路、５６…ウォータポンプ、５７…サーモスタット、９１…電子制御装置、９２…水温センサ、９３…回転速度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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