(57)【要約】【課題】  車両の外部の状態に基づいて、エンジンオイルの劣化等の問題を解決する、ブローバイガス還元装置を提供する。【解決手段】  ＥＣＵは、雨滴を検知するステップ（Ｓ１００）と、雨滴を検知すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、吸気湿度を推定するステップ（Ｓ１１０）と、エンジンオイルの劣化度合いが大きいか否かを判断するステップ（Ｓ１２０）と、エンジンオイルの劣化度合いが大きいと（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、吸気湿度に基づいてブローバイガス還流量が多くなるように電子ＰＣＶバル開度を算出するステップ（Ｓ１３０）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケースと吸気管と前記吸気管に設けられ内燃機関へ供給される吸気量を制御するスロットルバルブとを有する内燃機関において、前記クランクケース内に生じるブローバイガスを、前記クランクケース内から前記吸気管の前記スロットルバルブよりも下流に還流するためのブローバイガス還元装置であって、
前記内燃機関の潤滑油に吸気が与える影響を検知するための検知手段と、
前記ブローバイガスの流量を調整するためのブローバイガスバルブとを含み、
前記制御手段は、
前記検知された影響に基づいて、前記ブローバイガスの流量が増加するように前記ブローバイガスバルブを制御するための手段を含む、ブローバイガス還元装置。
【請求項２】
前記検知手段は、前記内燃機関へ供給される吸気の湿度に関する情報を、前記吸気が与える影響として検知するための手段を含む、請求項１に記載のブローバイガス還元装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記内燃機関が搭載された車両の外部から受信した情報に基づいて、前記影響を検知するための手段を含む、請求項１または２に記載のブローバイガス還元装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記内燃機関が搭載された車両に設けられた検知装置により検知された情報に基づいて、前記影響を検知するための手段を含む、請求項１または２に記載のブローバイガス還元装置。
【請求項５】
前記検知手段は、ナビゲーション装置により検知された車両の現在位置に基づいて、前記影響を検知するための手段を含む、請求項４に記載のブローバイガス還元装置。
【請求項６】
前記検知手段は、降雨の状態に基づいて、前記影響を検知するための手段を含む、請求項４に記載のブローバイガス還元装置。
【請求項７】
前記検知手段は、降雨を検知するセンサからの情報に基づいて、前記影響を検知するための手段を含む、請求項６に記載のブローバイガス還元装置。
【請求項８】
前記検知手段は、現在日時と日時に対応した降雨状態とに基づいて、前記影響を検知するための手段を含む、請求項６に記載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、自動車のエンジンに用いられるＰＣＶ装置に関し、特に、外気の湿度が高いときに発生する問題を解決することができるＰＣＶ装置に関する。ここで、ＰＣＶとは、「Positive Clankcase Ventilation」の略であり、ＰＣＶ装置とは、ブローバイガス還元装置を意味する。
【背景技術】
【０００２】
一般の車両には、内燃機関（エンジン）のシリンダとピストンの隙間から吹き抜けるガスを大気中に放出せずに、再び吸気マニホールドを通してエンジンに導いて再燃焼させるブローバイガス還元装置が設けられている。ブローバイガスを再燃焼させることにより、炭化水素（ＨＣ）の低減が可能となる。
【０００３】
このようなブローバイガスについて、エンジン温度が所定の温度より上昇するまで、クランクケースから吸気マニホールドへのブローバイガスの流れを遮断することが行なわれてきた。具体的には、公知のＰＣＶバルブには、エンジンの冷間始動時にブローバイガスの流れを遮断するものがある。
【０００４】
このブローバイガスは、以下のような特性を有する。冷間運転状態においては、ブローバイガスは、エンジンオイルと反応してオイルを劣化させる傾向が強く、それが、オイルの潤滑特性に悪い影響を与えて、結果として、エンジン磨耗を増大することがある。そのため、冷間時にクランクケースへの新気の流れを止めることは、エンジンオイルのオイル劣化を増長させる可能性がある。さらに、燃焼生成物が水であるので、ブローバイガスは比較的湿度が高い。それゆえに、クランクケースへの新気の流れを止めることにより、クランクケース内の湿度が比較的高くなり、冷間運転状態でブローバイガス中の水蒸気が結露して氷結する可能性がある。
【０００５】
特開２００４−１５６６２０号公報（特許文献１）は、バルブ組立体内の氷結と氷による詰りの発生および滞留しているブローバイガスがエンジンオイルと反応することによるオイルの劣化を低減または排除する方法を開示する。この方法は、クランクケースとエンジン吸気マニホールドとの間の通路を通過するガスの流量を制御する方法であって、ガスの温度が所定温度よりも低いとき、クランクケースと吸気マニホールドとの間の通路を通過するブローバイガスの流量を増大させるものである。
【０００６】
この方法によると、ブローバイガスの温度が所定温度よりも低いとき、クランクケースと吸気マニホールドとの間の通路を流れるブローバイガスの流量を増大させることで、バルブ組立体内の氷結と氷による詰りの発生および滞留しているブローバイガスがエンジンオイルと反応することによるオイルの劣化の低減を行なうことができる。
【０００７】
また、特開平９−３２４６６５号公報（特許文献２）は、このようなＰＣＶ装置とは別の観点で、カーナビゲーション装置等から提供される走行環境情報に基づいて内燃機関の補機の動作を制御することにより、燃費率の悪化を抑制することが可能な内燃機関の補機駆動制御装置を開示する。この公報に開示された内燃機関の補機駆動制御装置は、自車両の運転状態に関する情報を収集する自車情報収集手段と、内燃機関の運転状態に対応した燃費率に関する情報を予め設定した燃費率情報決定手段と、自車情報収集手段によって収集された自車情報および燃費率情報決定手段で設定された燃費率情報に基づいて内燃機関の補機の駆動を制御する補機駆動制御手段とを含む。
【０００８】
この内燃機関の補機駆動制御装置によると、自車情報および燃費率情報に基づいて補機の駆動を制御することにより補機駆動による燃費率の悪化を抑制することが可能となる。      
【特許文献１】特開２００４−１５６６２０号公報
【特許文献２】特開平９−３２４６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された方法では、冷間時において発生するブローバイガスによりエンジンオイルの劣化を防止するものに過ぎない。特許文献２に開示された装置は、燃費向上を目的としたものであって、エンジンオイルの劣化と直接的な関連が低い。
【００１０】
エンジンの燃焼室に供給される吸気中の水分量が高い（すなわち高湿である）と、この吸気中の水分とブローバイガスとが反応してエンジンオイルの劣化を招く可能性がある。車両の走行位置や走行時期は、原則的には限定されるものではなく、吸気の湿度が高い場所もあれば低い場所もあり、吸気の湿度が高い時期もあれば低い時期もある。このため、車両の外部の大気の状態によるエンジンオイルの劣化が発生するという問題点がある。特許文献１に開示された方法および特許文献２に開示された装置では、このような問題点を解決し得ない。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の外部の状態に基づいて、エンジンオイルの劣化等の問題を解決する、ブローバイガス還元装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明に係るブローバイガス還元装置は、クランクケースと吸気管と吸気管に設けられ内燃機関へ供給される吸気量を制御するスロットルバルブとを有する内燃機関において、クランクケース内に生じるブローバイガスを、クランクケース内から吸気管のスロットルバルブよりも下流に還流する。このブローバイガス還元装置は、内燃機関の潤滑油に吸気が与える影響を検知するための検知手段と、ブローバイガスの流量を調整するためのブローバイガスバルブとを含む。この制御手段は、検知された影響に基づいて、ブローバイガスの流量が増加するようにブローバイガスバルブを制御するための手段を含む。
【００１３】
第１の発明によると、検知手段により、内燃機関の潤滑油（エンジンオイル）に吸気が与える影響が検知される。たとえば、このような影響として、高湿度の吸気は、エンジンオイルと反応してオイルを劣化させる傾向が強い。そのため、このような吸気が高湿度であることが検知されると、新気の吸入量を増加させないで（減少させて）、ブローバイガスの還流量を増加させる。このようにブローバイガスの還流量を増加させることを繰り返すと、エンジンオイル中の水分の増加を抑制してエンジンオイルの劣化を抑制することができる。その結果、車両の外部の状態に基づいて、エンジンオイルの劣化等の問題を解決する、ブローバイガス還元装置を提供することができる。
【００１４】
第２の発明に係るブローバイガス還元装置においては、第１の発明の構成に加えて、検知手段は、内燃機関へ供給される吸気の湿度に関する情報を、吸気が与える影響として検知するための手段を含む。
【００１５】
第２の発明によると、吸気の湿度が高いと、エンジンオイルが劣化する可能性が高い。このため、吸気が与える影響として、内燃機関へ供給される吸気の湿度に関する情報を検知して、新気の吸入量を増加させないで（減少させて）、ブローバイガスの還流量を増加させて、エンジンオイルの劣化を防止することができる。
【００１６】
第３の発明に係るブローバイガス還元装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、検知手段は、内燃機関が搭載された車両の外部から受信した情報に基づいて、影響を検知するための手段を含む。
【００１７】
第３の発明によると、たとえば、車両の外部との通信機能を有する通信装置、たとえば、通信機能を有するカーナビゲーション装置（車両外部の人工衛星から受信した情報により車両位置を特定するＧＰＳ（Global Positioning System）装置であってもよい）により車両の現在の走行位置における天候情報を受信して、吸気の湿度が高いことを検知することができる。
【００１８】
第４の発明に係るブローバイガス還元装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、検知手段は、内燃機関が搭載された車両に設けられた検知装置により検知された情報に基づいて、影響を検知するための手段を含む。
【００１９】
第４の発明によると、カーナビゲーション装置により車両の現在位置を特定してその位置が高温多湿地域であることにより、カーナビゲーション装置等に内蔵されたカレンダー情報により現在日時を特定してその時期が多湿時期（雨季や梅雨）であることにより、ワイパーの作動状態や雨滴センサの検知状態により、吸気の湿度が高いことを検知することができる。
【００２０】
第５の発明に係るブローバイガス還元装置においては、第４の発明の構成に加えて、検知手段は、ナビゲーション装置により検知された車両の現在位置に基づいて、影響を検知するための手段を含む。
【００２１】
第５の発明によるとカーナビゲーション装置により車両の現在の走行位置を検知して、その位置が高温多湿地域や多湿地域であることにより、吸気の湿度が高いことを検知することができる。
【００２２】
第６の発明に係るブローバイガス還元装置においては、第４の発明の構成に加えて、検知手段は、降雨の状態に基づいて、影響を検知するための手段を含む。
【００２３】
第６の発明によると、降雨の状態をワイパーの作動状態や雨滴センサにより検知して、吸気の湿度が高いことを検知することができる。
【００２４】
第７の発明に係るブローバイガス還元装置においては、第６の発明の構成に加えて、検知手段は、降雨を検知するセンサからの情報に基づいて、影響を検知するための手段を含む。
【００２５】
第７の発明によると、降雨の状態を雨滴センサにより検知して、吸気の湿度が高いことを検知することができる。
【００２６】
第８の発明に係るブローバイガス還元装置においては、第６の発明の構成に加えて、検知手段は、現在日時と日時に対応した降雨状態とに基づいて、影響を検知するための手段を含む。
【００２７】
第８の発明によると、車両に搭載されたコンピュータのカレンダー情報により現在日時を特定してその時期が多湿時期（梅雨）であることにより、吸気の湿度が高いことを検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２９】
図１を参照して、本実施の形態に係るエンジン制御システムが制御する、ＰＣＶ装置が実装されたエンジン１００の断面について説明する。図１には、エンジン１００の軽負荷時の状態を示す。
【００３０】
図１に示すように、このエンジン１００は、主として、シリンダ１０４と、ピストン１０６と、クランクケース１０２と、シリンダヘッド１１６とから構成される。ブローバイガスは、ピストンリングとシリンダ１０４との隙間からクランクケース１０２へ漏れる混合ガスのことであって、このブローバイガスには多量の炭化水素や水分が含まれており、かつ強酸性であるため、あまり多いとエンジンオイルの劣化やエンジン内部の錆の原因になる。また、炭化水素が含まれているため、このまま大気に解放することは環境によくない。そのため、ブローバイガスはＰＣＶ管路１２２Ａ（軽負荷時）、ＰＣＶ管路１２２ＡおよびＰＣＶ管路１２２Ｂ（高負荷時）を通して、吸気マニホールドの負圧を利用して強制的に吸気系統へ戻されることになる。この軽負荷時におけるブローバイガスおよび新気の流れを矢印で示す。
【００３１】
吸気系には電子スロットルバルブ１１８が設けられている。電子スロットルバルブ１１８にてエンジン１００へ供給される吸気の量が調整され、吸気管１１２を、その量が調整された吸気が通って吸気バルブ１０８からエンジン１００の内部の燃焼室に供給される。供給された吸気により燃料が燃焼され、排気バルブ１１０および排気管１１４を介して燃焼ガスがエンジン外部に排出される。
【００３２】
ピストンリングとシリンダ１０４との隙間で発生したブローバイガスは、シリンダヘッド内１１６内を通り、軽負荷時にはＰＣＶ管路１２２Ａを通って、高負荷時にはＰＣＶ管路１２２ＡおよびＰＣＶ管路１２２Ｂを通って吸気管１１２へと導かれる。ＰＣＶ管路１２２Ａには、電子ＰＣＶバルブ１２３が設けられている。この電子ＰＣＶバルブ１２３は、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの制御デューティ信号により、その開度が調整される電磁弁であって、その開度によりＰＣＶ流量が調節される。すなわち、図１に示すように、ＰＣＶ管路１２２Ａは、電子ＰＣＶバルブ１２３によりその流量が調節されて電子スロットルバルブ１１８の下流側にブローバイガスを還元する。エンジン１００の高負荷時において、電子スロットルバルブ１１８の開度が大きくなり負圧が高まるので、ＰＣＶ管路１２２Ｂには、電子スロットルバルブ１１８の上流側に供給されるブローバイガスが流されて、ブローバイガスが還元される。
【００３３】
また、電子スロットルバルブ１１８も、電子ＰＣＶバルブ１２３と同様に、ＥＣＵからの制御デューティ信号により、その開度が調整される電磁弁であって、その開度によりエンジンに供給される流量が調節される。
【００３４】
電子スロットルバルブ１１８が閉じられる傾向であるときに、電子ＰＣＶバルブ１２３を開くと、ブローバイガスが多く還流される。本実施の形態においては、吸気に多くの水分を含む場合には、電子ＰＣＶバルブ１２３を開いて、ブローバイガスの還流量をより多くする。
【００３５】
図２に、本実施の形態に係るエンジン制御システムの制御ブロック図を示す。図２には、このエンジン制御システムにおけるＰＣＶオイル劣化補正制御に関する部分のみを示す。
【００３６】
図２に示すように、このエンジン制御システムは、降雨を検知する雨滴センサ１０１０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびバルブの駆動回路を含み、電子ＰＣＶバルブ１２３のバルブ開度をデューティ制御することによりブローバイガスの還流量を調整するＥＣＵ１０００とを含む。
【００３７】
このＥＣＵ１０００には、後述するプログラム、各種マップ、テーブル等のデータが記憶されたメモリを含む。プログラムは、雨滴センサ１０１０から入力された信号に基づいて、ＣＰＵにより実行され、その結果により電子ＰＣＶバルブ１２３に駆動指令信号（デューティ信号）を出力する。
【００３８】
図３に、吸気の湿度とエンジンオイルの劣化度合いとの関係を示す。吸気湿度が高いほど、エンジンオイルの劣化度合いが高くなり、吸気湿度が低いほど、エンジンオイルの劣化度合いが低くなる。これは、エンジンの燃焼室に供給される吸気中の水分量が高い（すなわち吸気湿度が高い）と、この吸気中の水分とブローバイガスとが反応してエンジンオイルの劣化を招く可能性が高いためである。
【００３９】
図４に、吸気の湿度と電子ＰＣＶバルブ１２３の開度との関係を示す。吸気湿度が高いほど、ブローバイガスの還流量を増加させるために電子ＰＣＶバルブ１２３の開度が大きくなり、吸気湿度が低いほど、ブローバイガスの還流量を増加させなくてもよいために電子ＰＣＶバルブ１２３の開度が小さくなる。
【００４０】
なお、図３および図４に示した関係は一例であって、本発明がこのような図で表わされる場合に限定されるものではない。
【００４１】
図５を参照して、本実施の形態に係るエンジン制御システムを制御するＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００４２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ１０００は、雨滴を検知したか否かを判断する。このとき、雨滴センサ１０１０からＥＣＵ１０００に入力された信号に基づいて判断される。雨滴を検知すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ移される。
【００４３】
Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、吸気湿度を推定する。このとき、たとえば、雨滴センサ１０１０が検知した雨滴の量に基づいて、吸気湿度を推定するようにすればよい。
【００４４】
Ｓ１２０にて、ＥＣＵ１００は、推定された吸気湿度に基づいて、エンジンのオイル劣化度合いが大きいか否かを判断する。このとき、たとえば、図３に示す図が用いられ、エンジンオイル劣化度合いの限界値よりも劣化度合いが大きい吸気湿度であると、エンジンのオイル劣化度合いが大きいと判断される。エンジンのオイル劣化度合いが大きいと判断されると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１４０へ移される。
【００４５】
Ｓ１３０にて、ＥＣＵ１０００は、推定された吸気湿度に基づいて電子ＰＣＶバルブ１２３の開度を算出する。このとき、たとえば、図３に示す図が用いられ、吸気湿度から電子ＰＣＶバルブ１２３の開度が算出される。
【００４６】
Ｓ１４０にて、ＥＣＵ１０００は、雨滴が検知されないか、雨滴が検知されてもエンジンオイルを劣化させるほどではないので、通常の制御を行なう。
【００４７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジン制御システムの動作について、説明する。
【００４８】
たとえば、降雨時に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、車両の外気湿度である吸気湿度が推定される（Ｓ１１０）。吸気湿度が高いとエンジンオイル劣化度合いが高いと判断される（Ｓ１２０にてＹＥＳ）。このような場合には、吸気湿度に基づいて、電子ＰＣＶバルブ１２３が開くように電子ＰＣＶバルブ開度が算出される（Ｓ１３０）。この結果、ＰＣＶバルブ流量（ブローバイガス還流量）が増加して、水分の多い新気が導入されないのでエンジンオイルが高湿の空気と触れることなく、エンジンオイルの劣化を回避することができる。
【００４９】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジン制御システムによると、外気（吸気）の湿度が高くて、エンジンオイルと新気とが触れると反応してオイルが劣化する可能性がある場合には電子ＰＣＶバルブを開いてＰＣＶ還流量を多くする。このようにすると、ブローバイガスの還元が繰り返され、エンジンオイル中の水分の増加を抑制することができ、エンジンオイルの劣化を防止することができる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態においては、吸気湿度を推定するために雨滴センサ１０１０を用いたが本発明はこれに限定されない。たとえば、雨滴センサ１０１０の代わりにワイパーの作動を検知するセンサであってもよい。このとき、ワイパーを作動させるモータの回転数が高いほど吸気湿度が高いと推定するようにすればよい。また、車外の通信装置から受信した天候情報に基づいて、吸気湿度を推定するようにしてもよい。さらに、カーナビゲーション装置により現在の車両位置を特定して、現在の車両位置が多湿地域であるか否かにより、吸気湿度を推定するようにしてもよい。さらに、車両に搭載されたコンピュータにより現在日時を特定して、現在日時が多湿期間（たとえば雨季や梅雨）であるか否かにより、吸気湿度を推定するようにしてもよい。
【００５１】
また、電子スロットルバルブ１１８が閉じられる傾向であるときに、電子ＰＣＶバルブ１２３を開くと、ブローバイガスが多く還流されるとともに、電子スロットルバルブ１１８下流側のシリンダヘッド１１６側の負圧が大きくなっているので、ＰＣＶ管路１２２Ｂを通って新気が導入されるようにすることもできる。このようにすると、クランクケース内のブローバイガスを一気に換気することができる。
【００５２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係るエンジン制御システムで制御されるＰＣＶ装置を有するエンジンの断面図である。
【図２】エンジン制御システムの制御ブロック図である。
【図３】吸気湿度とエンジンオイル劣化度合いとの関係を示す図である。
【図４】吸気湿度と電子ＰＣＶバルブ開度との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るエンジン制御システムのＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１００  エンジン、１０２  クランクケース、１０４  シリンダ、１０６  ピストン、１０８  吸気バルブ、１１０  排気バルブ、１１２  吸気管、１１４  排気管、１１６  シリンダヘッド、１１８  電子スロットルバルブ、１２２Ａ，１２２Ｂ  ＰＣＶ管路、１２３  電子ＰＣＶバルブ、１０００  ＥＣＵ、１０１０  雨滴センサ。
【図１】
2006183639.tif 000003
【図２】
2006183639.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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