(57)【要約】      （修正有）【課題】過給中にもブローバイガスの換気を行うことができるシステムを簡便な構成で実現する。【解決手段】ブローバイガスが溜まる内室７、８を吸気通路３に連通せしめるとともにＰＣＶバルブ６１１を備えているＰＣＶ通路６１と、内室７、８を吸気通路３におけるコンプレッサ５１の上流側の所定箇所３４に連通せしめる第一ブローバイ通路６２と、内室７、８を吸気通路３における前記所定箇所３４からさらに上流側に離間した箇所３５に連通せしめる第二ブローバイ通路６３とを具備するブローバイガス還流装置６を構築した。過給機５による過給時には、ＰＣＶバルブ６１１を閉止する。さすれば、第二ブローバイ通路６３を経由して新気を吸気通路３から内室７、８に導入し、第一ブローバイ通路６２を経由してブローバイガスを内室７、８から吸気通路３へと送出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機が付帯した内燃機関に適用されるブローバイガス還流装置であって、
ブローバイガスが溜まる内室を吸気通路に連通せしめるとともにＰＣＶバルブを備えているＰＣＶ通路と、
前記内室を吸気通路におけるコンプレッサの上流側の所定箇所に連通せしめる第一ブローバイ通路と、
前記内室を吸気通路における前記所定箇所からさらに上流側に離間した箇所に連通せしめる第二ブローバイ通路とを具備してなり、
前記過給機による過給時にはＰＣＶバルブを閉止し、前記第二ブローバイ通路を経由して新気を前記吸気通路から前記内室に導入し、前記第一ブローバイ通路を経由してブローバイガスを内室から吸気通路へと送出す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、過給機が付帯した内燃機関のブローバイガス還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関のクランク室は、シリンダ及びピストンにより燃焼室から隔絶されている。しかし、この隔絶は完全なものではなく、内燃機関の圧縮行程では未燃焼ガスが、また膨張行程では燃焼ガスが、シリンダとピストンとの隙間からクランク室内に漏洩する。この漏洩したブローバイガスは、クランク室内に蓄えている潤滑油の劣化や、内燃機関本体の腐食を招くおそれがある。
【０００３】
そのために、従来より、クランク室に溜まるブローバイガスを換気する機構を実装することが通例となっている。現状では、クランク室とサージタンクとをＰＣＶ通路を介して連通するとともに、カム室とコンプレッサの上流とをブローバイ通路を介して連通し、ブローバイ通路経由で新気をカム室及びクランク室に取り入れ、ＰＣＶ通路経由でブローバイガスをサージタンクに向けて送り出すようにしている（例えば、下記特許文献を参照）。
【０００４】
過給機が付帯した内燃機関の場合、過給圧がＰＣＶ通路に逃げてしまうことを阻止するべく、過給時にはＰＣＶバルブを閉じてＰＣＶ通路を遮断する。従って、過給中はブローバイガスの換気を行うことが不可能であり、換気システムとして不完全であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公昭６０−０４０８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、過給中にもブローバイガスの換気を行うことができるシステムを簡便な構成で実現することを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るブローバイガス還流装置は、過給機が付帯した内燃機関に適用されるものであって、ブローバイガスが溜まる内室を吸気通路に連通せしめるとともにＰＣＶバルブを備えているＰＣＶ通路と、前記内室を吸気通路におけるコンプレッサの上流側の所定箇所に連通せしめる第一ブローバイ通路と、前記内室を吸気通路における前記所定箇所からさらに上流側に離間した箇所に連通せしめる第二ブローバイ通路とを具備してなる。ここで、内室とは、ブローバイガスが発生するクランク室や、クランク室に連通しているカム室等を包括した概念である。
【０００８】
前記過給機による過給時には、ＰＣＶバルブが閉弁することにより、前記第二ブローバイ通路を経由して新気を前記吸気通路から前記内室に導入し、前記第一ブローバイ通路を経由してブローバイガスを内室から吸気通路へと送出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、過給中にもブローバイガスの換気を行うことができるシステムを簡便な構成で実現し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における内燃機関及びブローバイガス還流装置の構造を示す図。
【図２】吸入空気量と吸気通路内の圧力との関係、吸入空気量とクランク室内の圧力との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態のブローバイガス還流装置６が適用される車両用内燃機関０の概要を示す。本実施形態における内燃機関０は、複数のシリンダ１（図１には、そのうちの一つを図示している）と、各シリンダ１内に燃料を噴射するインジェクタ２と、各シリンダ１に吸気を供給するための吸気通路３と、各シリンダ１から排気を排出するための排気通路４と、吸気通路３を流通する吸気を過給する過給機たる排気ターボチャージャ５とを有している。
【００１２】
吸気通路３は、外部から空気を取り入れてシリンダ１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、ターボチャージャ５のコンプレッサ５１、インタクーラ３２、サージタンク３３を、上流からこの順序に配置している。
【００１３】
排気通路４は、シリンダ１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気をシリンダ１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、ターボチャージャ５の駆動タービン５２及び三元触媒４１を配置している。
【００１４】
ターボチャージャ５は、駆動タービン５２とコンプレッサ５１とを同軸で連結し連動するように構成してなる。そして、駆動タービン５２を排気のエネルギを利用して回転駆動し、その回転力を以てコンプレッサ５１にポンプ作用を営ませることにより、吸入空気を加圧圧縮（過給）してシリンダ１に送り込む。
【００１５】
内燃機関０の制御を司るＥＣＵ（電子制御装置）９は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。入力インタフェースには、車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、エンジン回転数を検出する回転数センサから出力される回転数信号ｂ、スロットルバルブ開度を検出するスロットルポジションセンサから出力されるスロットル開度信号ｃ、サージタンク３３内の吸気圧（過給圧）を検出する圧力センサから出力される吸気圧信号ｄ、冷却水温を検出する水温センサから出力される水温信号ｅ等が入力される。出力インタフェースからは、インジェクタ２に対して燃料噴射信号ｆ、点火プラグ（のイグニッションコイル）に対して点火信号ｇ等を出力する。
【００１６】
ＥＣＵ９のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行して、内燃機関０の運転を制御する。ＥＣＵ９は、内燃機関０の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを入力インタフェースを介して取得し、それらに基づいて吸入空気量や要求燃料噴射量、点火時期等を演算する。そして、演算結果に対応した各種制御信号ｆ、ｇを出力インタフェースを介して印加する。
【００１７】
本実施形態のブローバイガス還流装置６は、内燃機関０の内室７、８で発生するブローバイガスを吸気通路３に送り出すためのものであり、ＰＣＶ通路６１と、第一ブローバイ通路６２と、第二ブローバイ通路６３とを要素とする。
【００１８】
ＰＣＶ通路６１は、内燃機関０のクランクケース内のクランク室７を、吸気通路３に連通せしめる。本実施形態では、ＰＣＶ通路６１の一端を、サージタンク３３に接続している。ＰＣＶ通路６１上、具体的にはＰＣＶ通路６１の他端近傍には、当該ＰＣＶ通路６１を断接切換することのできるＰＣＶバルブ６１１と、ラビリンス構造を有したオイルセパレータ６１２とを設けている。ＰＣＶバルブ６１１は、例えば差圧作動形の機械式のバルブであり、クランク室７内の圧力が当該ＰＣＶバルブ６１１近傍における吸気圧よりも高い場合に開弁し、逆の場合に閉弁する。オイルセパレータ６１２、６２１、６３１は、流通するガスに含まれる潤滑油を当該ガスから分離させる気液分離作用を営み、クランク室７から潤滑油が失われるのを抑止する役割を担う。
【００１９】
第一ブローバイ通路６２は、内燃機関０のシリンダヘッドカバー内のカム室８を、吸気通路３に連通せしめる。カム室８は、図示しない内部通路を介してクランク室７と繋がっており、相互にブローバイガスや新気を行き来させることができる。本実施形態では、第一ブローバイ通路６２の一端を、吸気通路３におけるコンプレッサ５１の上流側、コンプレッサ５１入口付近の所定箇所３４に接続している。第一ブローバイ通路６２上、第一ブローバイ通路６２の他端近傍には、オイルセパレータ６２１を設けている。
【００２０】
第二ブローバイ通路６３もまた、内燃機関０のシリンダヘッドカバー内のカム室８を、吸気通路３に連通せしめる。本実施形態では、第二ブローバイ通路６３の一端を、吸気通路３における前記第一ブローバイ通路６２の接続箇所３４よりもさらに上流側に離間した、エアクリーナ３１付近の箇所３５に接続している。そして、第二ブローバイ通路６３上、第二ブローバイ通路６３の他端近傍にも、オイルセパレータ６３１を設けてある。
【００２１】
本実施形態のブローバイガス還流装置６では、ターボチャージャ５が仕事をしない、吸入空気量の比較的少ない軽負荷域（または、負圧域）にあってはＰＣＶバルブ６１１を開放するとともに、ターボチャージャ５が仕事をする、吸入空気量の比較的多い過給域にあってはＰＣＶバルブ６１１を閉止する。
【００２２】
図２に、内燃機関０の吸入空気量と吸気通路３内の圧力との関係、並びに、吸入空気量とクランク室７内の圧力との関係を示す。図中、符号Ｐ１で指し示しているのがクランク室７内の圧力、符号Ｐ２で指し示しているのが第一ブローバイ通路６２の接続箇所における圧力、符号Ｐ３で指し示しているのが第二ブローバイ通路６３の接続箇所における圧力で、何れも負圧である。
【００２３】
コンプレッサ５１の入口から離れている第二ブローバイ通路６３の接続箇所３５における圧力Ｐ３は、大気圧に近い。コンプレッサ５１の入口に近い第一ブローバイ通路６２の接続箇所３４における圧力Ｐ２は、第二ブローバイ通路６３の接続箇所３５における圧力Ｐ３よりも常に低く、即ち負圧が大きくなる。吸気通路３内の圧力Ｐ２、Ｐ３は、内燃機関０の吸入空気量が増すほどに低下する。とりわけ、過給域にあっては、第一ブローバイ通路６２の接続箇所３４における圧力降下が、第二ブローバイ通路６３の接続箇所３５におけるそれと比べて顕著になる。
【００２４】
軽負荷域にあっては、吸入空気量が少なく、サージタンク３３内の圧力がクランク室７内の圧力Ｐ１の圧力に対して負圧となり、ＰＣＶバルブ６１１が開いてＰＣＶ通路６１が開通する。そして、クランク室７内のガスがＰＣＶ通路６１を介して引かれることにより、クランク室７内の圧力Ｐ１が第一ブローバイ通路６２の接続箇所３４における圧力Ｐ２よりも低くなる。
【００２５】
しかし、過給域にあっては、吸入空気量が多くなり、サージタンク３３内の圧力が上昇するため、ＰＣＶバルブ６１１が閉じてＰＣＶ通路６１が遮断される。同時に、シリンダ１内の燃焼圧力上昇に伴ってブローバイガスが増加することから、クランク室７内の圧力Ｐ１が第一ブローバイ通路６２の接続箇所３４における圧力Ｐ２よりも高くなる。
【００２６】
過給域にてＰＣＶバルブ６１１を閉じると、第二ブローバイ通路６３の接続箇所３５における圧力Ｐ３と第一ブローバイ通路６２の接続箇所３４における圧力Ｐ２との差圧により、吸気通路３から第二ブローバイ通路６３経由でカム室８及びクランク室７に新気が流れ込み、カム室８及びクランク室７内のブローバイガスが第一ブローバイ通路６２経由で吸気通路３に送り出される。このようにして、過給時にもブローバイガスの換気を行うことができる。
【００２７】
翻って、軽負荷域にてＰＣＶバルブ６１１を開けば、従前の通り、吸気通路３からブローバイ通路６２、６３経由でカム室８及びクランク室７に新気が流れ込み、カム室８及びクランク室７内のブローバイガスがＰＣＶ通路６１経由で吸気通路３に送り出されるのである。
【００２８】
本実施形態によれば、ブローバイガスが溜まる内室７、８を吸気通路３に連通せしめるとともにＰＣＶバルブ６１１を備えているＰＣＶ通路６１と、前記内室７、８を吸気通路３におけるコンプレッサ５１の上流側の所定箇所３４に連通せしめる第一ブローバイ通路６２と、前記内室７、８を吸気通路３における前記所定箇所３４からさらに上流側に離間した箇所３５に連通せしめる第二ブローバイ通路６３とを具備してなり、過給機５による過給時にはＰＣＶバルブ６１１を閉止し、前記第二ブローバイ通路６３を経由して新気を前記吸気通路３から前記内室７、８に導入し、前記第一ブローバイ通路６２を経由してブローバイガスを内室７、８から吸気通路３へと送出するブローバイガス還流装置６を構成したため、過給時、非過給時を問わず好適にブローバイガスの換気を行うことができる。また、過給中における過給効率を下げることもない。
【００２９】
各ブローバイ通路６２、６３上には開閉制御弁を設ける必要がないので、徒に構造の複雑化を招かない。
【００３０】
加えて、内燃機関０の吸入空気量が少ないながらブローバイガスが増加する低回転過給域の運転条件下や、ブローバイガスが異常増加した際等には、クランク室７内の圧力Ｐ１がコンプレッサ５１上流の圧力Ｐ２、Ｐ３に対して正圧となり、第一ブローバイ通路６２及び第二ブローバイ通路６３の二経路からブローバイガスを吸気通路３に排出することができる。ブローバイガスを二経路に分流させることで、ブローバイガスの流速が分散され、クランク室７からの潤滑油の持ち去り量を低減することも可能となる。
【００３１】
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ＰＣＶバルブとして、機械式のバルブに替えて、ＥＣＵによって開閉制御可能な電磁ソレノイドバルブを採用することも考えられる。このときのＥＣＵは、現在のサージタンク内圧力を所定の閾値と比較し、サージタンク内圧力が閾値以下の負圧である場合にＰＣＶバルブを開放操作してＰＣＶ通路を開通する一方、サージタンク内圧力が閾値以上である場合にＰＣＶバルブを閉止操作してＰＣＶ通路を遮断する。
【００３２】
その他各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、車両等に搭載される過給機付きの内燃機関に適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
３…吸気通路
５１…コンプレッサ
６…ブローバイガス還流装置
６１…ＰＣＶ通路
６１１…ＰＣＶバルブ
６２…第一ブローバイ通路
６３…第二ブローバイ通路
７、８…内室
【図１】
2011202591.tif 000003
【図２】
2011202591.tif 000004