(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＶバルブに設けられた電気ヒータへの通電を制御するＰＣＶバルブの制御装置において、
ＰＣＶバルブ周囲の温度状態に基づいて前記ＰＣＶバルブの凍結を解除するために必要な目標熱量を算出するための目標熱量算出手段と、
前記電気ヒータへの通電が開始されてからの前記電気ヒータによる発熱量を積算するための発熱量積算手段と、
所定の目標電力に基づいて前記電気ヒータへの通電を開始してから、前記発熱量の積算結果が前記目標熱量に達するまで前記電気ヒータへの通電を行うための通電制御手段と、
前記ＰＣＶバルブ周囲の温度状態に基づいて前記目標電力を算出するための目標電力算出手段と
を備え、前記発熱量積算手段は、前記算出される目標電力に基づいて前記発熱量を積算することを特徴とするＰＣＶバルブの制御装置。
【請求項２】
前記ＰＣＶバルブは、自動車に搭載されたエンジンに付属して設けられ、前記目標電力算出手段は、前記エンジンの始動時における温度状態と、前記自動車の走行速度とに基づいて前記目標電力を算出することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＶバルブの制御装置。
【請求項３】
前記電気ヒータにはバッテリから電力が供給され、前記通電制御手段は、前記算出される目標電力と前記バッテリの電圧から前記電気ヒータへの通電に必要な電流を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣＶバルブの制御装置。
【請求項４】
前記電気ヒータは、通電により発熱するコイルを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のＰＣＶバルブの制御装置。
【請求項５】
前記ＰＣＶバルブが設けられたエンジンの温度状態を判断条件の一つとして前記電気ヒータへの通電を実行するか否かを事前に判断するための実行判断手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のＰＣＶバルブの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの燃焼室からクランクケースへ漏れ出たブローバイガスを再びエンジンの吸気系へ戻して燃焼室へ還元するブローバイガス還元装置に係る。詳しくは、この還元装置に設けられ、ヒータを備えてなるＰＣＶバルブ（ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション・バルブ）の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術して、下記の特許文献１乃至５に記載されたものが知られている。特に、特許文献１には、ヒータを備えてなるＰＣＶバルブ（ブローバイガス流量制御弁）が記載されている。ＰＣＶバルブにヒータが設けられるのは、冷間時にヒータを発熱させて、ＰＣＶバルブ内部の弁体等の凍結を解除するためである。特許文献１には、バルブハウジングの外側にＰＴＣヒータが取り付けられる。ＰＴＣヒータには、エンジンのイグニションスイッチ及び電源が直列に接続される。エンジン始動時にイグニションスイッチがオンされ、かつ、エンジンが所定温度以下のときに通電を行い、ＰＴＣヒータを発熱させるようになっている。
【０００３】
【特許文献１】実開平５−８７２１２号公報
【特許文献２】実開平４−１１７１２９号公報
【特許文献３】実公昭４７−１５５３６号公報
【特許文献４】実開昭６０−９８７０９号公報
【特許文献５】実開昭６１−１２２３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の技術では、始動時にエンジンが所定温度以下となるときに、ＰＴＣヒータへの通電が一律に行われるだけであった。ここで、ＰＣＶバルブの凍結が軽度の場合には、比較的短時間の加熱によりＰＣＶバルブの凍結を解除できることもある。この場合、特許文献１に記載の技術では、ＰＴＣヒータに必要以上の通電を行うことになり得る。このため、ＰＴＣヒータに過熱のおそれがあり、バッテリへの負担も増大してエンジンの燃費を悪化させる懸念があった。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＰＣＶバルブの凍結解除のために電気ヒータに必要以上の通電を行うことのないＰＣＶバルブの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
【０００７】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ＰＣＶバルブに設けられた電気ヒータへの通電を制御するＰＣＶバルブの制御装置において、ＰＣＶバルブ周囲の温度状態に基づいてＰＣＶバルブの凍結を解除するために必要な目標熱量を算出するための目標熱量算出手段と、電気ヒータへの通電が開始されてからの電気ヒータによる発熱量を積算するための発熱量積算手段と、所定の目標電力に基づいて電気ヒータへの通電を開始してから、発熱量の積算結果が目標熱量に達するまで電気ヒータへの通電を行うための通電制御手段と、ＰＣＶバルブ周囲の温度状態に基づいて目標電力を算出するための目標電力算出手段とを備え、発熱量積算手段は、算出される目標電力に基づいて発熱量を積算することを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、電気ヒータへの通電に際して、ＰＣＶバルブ周囲の温度状態に基づいてＰＣＶバルブの凍結を解除するために必要な目標熱量が目標熱量算出手段により算出される。また、電気ヒータへの通電が開始されてからの電気ヒータによる発熱量が発熱量積算手段により積算される。そして、所定の目標電力に基づいて電気ヒータへの通電を開始してから、発熱量の積算結果が目標熱量に達するまで電気ヒータへの通電が通電制御手段により行われる。従って、ＰＣＶバルブの凍結を解除する間だけ電気ヒータへの通電が行われることとなる。また、目標電力がＰＣＶバルブ周囲の温度状態を反映した適合値として目標電力算出手段により算出される。この目標電力に基づいて発熱量が積算されるので、積算された発熱量が目標熱量に達するまでの時間を、ＰＣＶバルブ周囲の温度状態の違いにかかわらず長引かせることがない。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ＰＣＶバルブは、自動車に搭載されたエンジンに付属して設けられ、目標電力算出手段は、エンジンの始動時における温度状態と、自動車の走行速度とに基づいて目標電力を算出することを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、エンジンの始動時における温度状態は、ＰＣＶバルブの凍結度合いに関係する。自動車の走行速度は、電気ヒータの発熱を阻害する走行風強さに関係する。この発明では、エンジンの始動時における温度状態と、自動車の走行速度とに基づいて目標電力が算出されるので、ＰＣＶバルブの凍結度合いと走行風強さの違いが、目標電力に反映される。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、電気ヒータにはバッテリから電力が供給され、通電制御手段は、算出される目標電力とバッテリの電圧から電気ヒータへの通電に必要な電流を決定することを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、バッテリの電圧が変動しても、目標電力を確保することのできる電流が電気ヒータへの通電のために決定される。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、電気ヒータは、通電により発熱するコイルを含むことを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加え、電気ヒータによる発熱量について目標熱量により上限が設定され、又は、電気ヒータへの通電時間について目標通電時間により上限が設定されるので、コイルの過熱が抑えられる。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、ＰＣＶバルブが設けられたエンジンの温度状態を判断条件の一つとして電気ヒータへの通電を実行するか否かを事前に判断するための実行判断手段を備えたことを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加え、エンジンの温度状態を判断条件の一つとして電気ヒータへの通電を実行するか否かが実行判断手段により判断されるので、ＰＣＶバルブに凍結が起きていないような温度条件では電気ヒータへの通電が行われることがない。
【発明の効果】
【００２２】
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、ＰＣＶバルブの凍結解除のために電気ヒータに必要以上の通電を行うことを防止することができる。また、ＰＣＶバルブ周囲の温度状態の違いに応じて必要最小限の熱量を凍結解除のためにＰＣＶバルブに供給することができる。
【００２４】
【００２５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、特に、ＰＣＶバルブの凍結度合いと走行風強さの違いに応じて必要最小限の熱量を凍結解除のためにＰＣＶバルブに供給することができる。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、バッテリの電圧が変動しても凍結解除に必要な熱量をＰＣＶバルブに供給することができる。
【００２７】
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加え、電気ヒータのコイルの溶損を防止することができる。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、凍結解除が必要なときだけ電気ヒータへの通電を行うことができ、無駄な電力消費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明のＰＣＶバルブの制御装置を、ブローバイガス還元装置を含むエンジンシステムに具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１に、この実施形態のブローバイガス還元装置を含むエンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態のエンジンシステムでは、燃焼室２の中に燃料を直接噴射する直接噴射式の多気筒火花点火式エンジン１が採用される。このエンジン１を構成するエンジンブロック３には、複数のシリンダボア４が形成され、各シリンダボア４にはそれぞれピストン５が上下動可能に設けられる。エンジンブロック３の下部にはクランクケース３ａが設けられ、クランクケース３ａにはオイルパン６が組み付けられる。これらクランクケース３ａとオイルパン６によりクランク室７が形成される。クランク室７の中には、クランクシャフト８が回転可能に支持され、各ピストン５がコネクティングロッド９を介してクランクシャフト８にそれぞれ連結される。
【００３２】
各シリンダボア４にてピストン５の上側に形成される燃焼室２は、上部中央が高くなる傾斜したペントルーフ形状をなす。各燃焼室２に対応して、エンジンブロック３の上部には、吸気ポート１０及び排気ポート１１がそれぞれ形成される。吸気ポート１０には吸気バルブ１２が、排気ポート１１には排気バルブ１３がそれぞれ設けられる。各吸気バルブ１２及び各排気バルブ１３は、周知の動弁機構１４により、クランクシャフト８の回転に連動して開閉するようになっている。これら吸気バルブ１２及び排気バルブ１３が開閉することで、吸気ポート１０から燃焼室２に外気が導入され、燃焼室２から排気ポート１１へ燃焼後の排気ガスが排出される。エンジンブロック３の上部には、動弁機構１４等を覆うエンジンカバー１５が設けられる。
【００３３】
吸気ポート１０には、インテークマニホールドを含む吸気通路２１が接続される。この吸気通路２１の入口には、エアクリーナ２２が設けられる。吸気通路２１の途中には、スロットルバルブ２３とモータ２４を含む電子スロットル２５が設けられる。電子スロットル２５は、モータ２４によりスロットルバルブ２３を開閉駆動するようになっている。電子スロットル２５は、運転席に設けられたアクセルペダル２０の操作に基づいて動作するようになっている。エアクリーナ２２にて浄化された空気は、吸気通路２１、電子スロットル２５及び吸気ポート１０を通じて燃焼室２に吸入される。この吸入空気量は、スロットルバルブ２３の開度に応じて調節される。エンジンブロック３には、各燃焼室２に燃料を直接噴射するためのインジェクタ２６が取り付けられる。インジェクタ２６から燃焼室２に噴射される燃料は、吸気ポート１０から燃焼室２に吸入された空気と混合気を形成する。エンジンブロック３の上部には、各燃焼室２にて混合気に点火する点火プラグ２７が設けられる。
【００３４】
排気ポート１１には、排気マニホールドを含む排気通路２８が接続される。各燃焼室２で生じた燃焼後の排気ガスは、排気ポート１１及び排気通路２８を通じて外部へ排出される。
【００３５】
上記したエンジン１には、各燃焼室２から漏れ出たブローバイガスを吸気通路２１へ流して各燃焼室２へ還元するためのブローバイガス還元装置が設けられる。すなわち、クランクケース３ａには、そのクランク室７に連通するオイルセパレータ３１が設けられる。このオイルセパレータ３１は、クランク室７にてブローバイガスに混入した潤滑油等の油分をブローバイガスから分離して捕捉する機能を有する。このオイルセパレータ３１と、スロットルバルブ２３より下流の吸気通路２１との間には、クランク室７から吸気通路２１へブローバイガスを流すための還元通路３２が設けられる。この還元通路３２の途中には、ブローバイガス流量を調整するためのＰＣＶバルブ３３が設けられる。ＰＣＶバルブ３３の詳しい構成については後述する。エアクリーナ２２の近傍の吸気通路２１と、エンジンカバー１５との間には、エンジン１のクランク室７に溜まったブローバイガスを掃気するためにクランク室７に外気を導入する掃気通路３４が設けられる。エンジンブロック３には、クランク室７をエンジンカバー１５の中に連通させる通気孔３５が形成される。エンジンカバー１５の中に導入された外気は、この通気孔３５を通じてクランク室７へと導かれるようになっている。この通気孔３５は、掃気通路３４の一部を構成する。
【００３６】
ここで、ＰＣＶバルブ３３の構成を詳しく説明する。図２，３に、ＰＣＶバルブ３３を断面図により示す。図２は、ＰＣＶバルブ３３の初期状態を示し、図３は、ＰＣＶバルブ３３の作動状態を示す。図２，３に示すように、ＰＣＶバルブ３３は、中空形状をなす樹脂製のハウジング４１を備える。このハウジング４１は、互いに組み付けられたメインハウジング４２とサブハウジング４３から構成される。
【００３７】
メインハウジング４２は、その上部に形成されたコネクタ部４２ａと、内部に一体的に設けられた電気ヒータ４４と、外周に着けられたシールリング４５とを含む。サブハウジング４３は、その一端部外周の雄ネジ４３ａが、メインハウジング４２の他端部の雌ネジ４２ｂに締め付けられることで、メインハウジング４２に組み付けられる。サブハウジング４３の一端部をメインハウジング４２の他端部に圧入して超音波溶着することで、サブハウジング４３をメインハウジング４２に組み付けることもできる。サブハウジング４３の他端部は、パイプ継手４３ｂとなっている。このパイプ継手４３ｄに、還元通路３２を構成するパイプが接続される。ハウジング３は、メインハウジング４２の一端部外周の雄ネジ４２ｃがオイルセパレータ３１に形成された取付孔（図示略）の雌ネジに締め付けられて取り付けられる。
【００３８】
メインハウジング４２の中空部は弁室４２ｄを構成する。弁室４２ｄは、その中心軸線方向の一端に入口４２ｅを含む。この入口４２ｅは、メインハウジング４２の一端壁に形成され、オイルセパレータ３１を介してエンジンブロック３のクランク室７に連通する。サブハウジング４３は、メインハウジング４２の弁室４２ｄに連通する中空部４３ｃを含む。弁室４２ｄと中空部４３ｃは、互いにブローバイガスのための通路を構成する。メインハウジング４２とサブハウジング４３との間には、円環状をなす弁座４６が挟まれて設けられる。この弁座４６に対応して、弁室４２ｄの中には、弁体４７がその中心軸線方向へ移動可能に設けられる。この弁体４７は略円柱状をなし、弁座４６に対して貫通可能に設けられる。図２，３に示すように、弁体４７は、その基端部（図面右側）から先端部にかけて段階的に縮径した形状をなす。従って、弁室４２ｄの中において、弁体４７が中心軸線方向へ移動することにより、弁座４６と弁体４７との間の隙間の大きさ、すなわちブローバイガス流路面積としての開度が変わる。この弁座４６と弁体４７との間の隙間が、弁室４２ｄの中心軸線方向他端に位置する出口４８を構成する。
【００３９】
弁体４７は、その基端部、すなわち入口４２ｅの付近に位置する入口側端部がフランジ４７ａとなっている。このフランジ４７ａは、その外周面の一部が弁室４２ｄの内周面に摺動可能に設けられる。フランジ４７ａは、その一部にブローバイガスの通過を許容する切欠が設けられる。弁座４６とフランジ４７ａとの間には、圧縮スプリング４９が設けられる。このスプリング４９は、弁体４７を弁室４２ｄの入口４２ｅの方向へ、すなわち開弁方向へ付勢する。また、弁体４７の先端部分は、弁座４６を貫通してサブハウジング４３の中空部４３ｃに侵入可能に設けられる。サブハウジング４３の中空部４３ｃには、別の圧縮スプリング５０が、弁体４７の先端に接触可能に設けられる。
【００４０】
図２に示す初期状態から、エンジン１が運転状態に入ると、サブハウジング４３の中空部４３ｃには、吸気通路２１から還元通路３２を通じて吸気負圧が作用する。また、エンジン１のクランク室７に充満したブローバイガスが、入口４２ｅからメインハウジング４２の弁室４２ｄに侵入し、そのガス圧力が弁体４７に作用する。このとき、吸気負圧がスプリング４９の付勢力に抗して弁体４７に作用し、ガス圧力が弁体４７に作用することにより、図３に示すように、弁体４７が弁座４６へ向けてその中心軸線方向へ移動し、弁座４６と弁体４７との間の出口４８の大きさ（開度）が変わる。これにより、メインハウジング４２の弁室４２ｄからサブハウジング４３の中空部４３ｃへ抜ける、すなわちＰＣＶバルブ３３で計量されるブローバイガス流量が調整される。弁体４７は、その先端がサブハウジング４３の中空部４３ｃの中のスプリング５０に当接することで、その移動が規制される。このように、ＰＣＶバルブ３３において、弁体４７は、吸気負圧の作用により中心軸線方向における位置を変えることで、弁座４６との間のブローバイガス流路面積を変えるようになっている。
【００４１】
図２，３に示すように、電気ヒータ４４は、メインハウジング４２の内部に設けられる。電気ヒータ４４は、中心軸線方向における両端に大小のフランジ５１ａ，５１ｂを有する円筒形状をなすボビン５１と、そのボビン５１の外周にニクロム線を巻き付けて設けられたコイル５２と、大フランジ５１ａに設けられた接続端子５３とを含む。コイル５２は、通電により発熱するようになっている。接続端子５３は、その基端部がコイル５２に電気的に接続され、その先端部がコネクタ部４２ａの中に突出して配置される。
【００４２】
電気ヒータ４４は、メインハウジング４２に対してインサート成形されている。すなわち、メインハウジング４２を樹脂成形するときに、電気ヒータ４４を金型内にインサート品として装填した後、金型に溶融樹脂を注入する。これにより、電気ヒータ４４を溶融樹脂で包んで固化させ、一体化した複合部品としてのメインハウジング４２が作製される。ここで、図２，３に示すように、電気ヒータ４４は、メインハウジング４２の中心部に配置され、電気ヒータ４４のボビン５２の中空がメインハウジング４２の弁室４２ｄの大部分を構成する。また、弁座４６は、ボビン５１の大フランジ５１ａに内包され、大フランジ５１ａの内周面に接触してメインハウジング４２に一体的に設けられる。
【００４３】
ここで、弁体４７の動作について説明する。図２，３に示すように、弁体４７は、電気ヒータ４４のボビン５１の中空にてボビン５１及びコイル５２の中心軸線に沿って貫通可能に設けられる。図２に示すように、ＰＣＶバルブ３３の初期状態、すなわち、弁室４２ｄに吸気負圧が作用していない状態では、弁体４７がスプリング４９の付勢力により、そのフランジ４７ａが入口４２ｅに近接する初期位置に配置される。また、ＰＣＶバルブ３３の作動状態、すなわち、弁室４２ｄに吸気負圧が作用した状態では、図３に示すように、弁体４７が、吸気負圧の作用により決定される特定位置に配置される。
【００４４】
図２，３に示すメインハウジング４２のコネクタ部４２ａには、外部コネクタ（図示略）が接続される。外部コネクタは、接続端子５３に電気的に接続可能に構成される。外部コネクタは、電気ヒータ４４を制御するために、外部配線（図示略）を介して後述する電子制御装置（ＥＣＵ）６０（図１参照）に接続される。
【００４５】
この実施形態では、上記したエンジンシステムを制御するためにＥＣＵ６０が設けられる。吸気通路２１の上流側には、吸入空気量ＱＡを計測するためのエアフローメータ６１が設けられる。電子スロットル２５には、スロットルバルブ２３の開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ６２が設けられる。エンジンブロック３には、クランクシャフト８の回転角度（クランク角度）をエンジン回転速度ＮＥとして検出するためのクランク角センサ６３が設けられる。エンジンブロック３には、冷却水温度ＴＨＷを検出するための水温センサ６４が設けられる。オイルパン６には、潤滑油の温度（油温）ＴＨＯを検出するための油温センサ６５が設けられる。排気通路２７には、排気ガス中の酸素濃度Ｏｘを検出するための酸素センサ６６が設けられる。アクセルペダル２０には、その操作量（アクセル開度）ＡＣＣＰを検出するためのアクセルセンサ６７が設けられる。また、エンジン１を搭載した自動車には、その走行速度（車速）ＳＰＤを検出するための車速センサ６８が設けられる。加えて、エアクリーナ２２の近傍には、吸気通路２１に吸入される空気の温度（吸気温度）ＴＨＡを検出するための吸気温センサ６９が設けられる。これら各種センサ等６１〜６９は、エンジン１等の運転状態を検出するための運転状態検出手段に相当する。ＥＣＵ６０は、クランク角センサ６３により検出されたクランク角度に基づいて各気筒における吸気、圧縮、膨張（爆発）及び排気の各行程を判別すると共に、エンジン回転速度ＮＥを算出するようになっている。また、ＥＣＵ６０は、各種センサ等６１〜６９により検出された吸入空気量ＱＡ、スロットル開度ＴＡ、エンジン回転速度ＮＥ、冷却水温度ＴＨＷ、油温ＴＨＯ、酸素濃度Ｏｘ、アクセル開度ＡＣＣＰ及び車速ＳＰＤ等に基づき、燃料噴射制御、点火時期制御、電子スロットル制御及びＰＣＶバルブ制御等をそれぞれ実行するようになっている。ＥＣＵ６０は、燃料噴射制御を実行することでインジェクタ２５を制御する。ＥＣＵ６０は、点火時期制御を実行することで点火プラグ２６を制御する。ＥＣＵ６０は、電子スロットル制御を実行することで、電子スロットル２５を制御する。すなわち、ＥＣＵ６０は、アクセルセンサ６７により検出されるアクセル開度ＡＣＣＰに基づきモータ２４を駆動制御することにより、スロットルバルブ２３を開閉駆動させるようになっている。また、ＥＣＵ６０は、ＰＣＶバルブ３３を加熱するために、ＰＣＶバルブ制御を実行することで電気ヒータ４４への通電を制御するようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ６０は、本発明の目標熱量算出手段、発熱量積算手段、通電制御手段、目標電力算出手段及び実行判断手段に相当する。ＥＣＵ６０には、電源を供給するためにバッテリ７０が接続される。
【００４６】
図４に、ＰＣＶバルブ制御の処理内容をフローチャートにより示す。ＥＣＵ６０は、このルーチンをエンジン１の始動後に実行するようになっている。
【００４７】
すなわち、ステップ１００で、ＥＣＵ６０は、電気ヒータ４４へ通電を行うための前提条件が成立したか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、各種センサ等６１〜６９による検出信号及びバッテリ７０の電圧（バッテリ電圧）に基づいて、この前提条件の成立を判断する。前提条件として、以下の各条件の成立を要する。すなわち、第１に、バッテリ電圧が所定値（例えば「１０.５Ｖ」）以上であることを要する。第２に、各種センサ等６１〜６９に異常がないことを要する。第３に、前トリップの履歴が所定状態（トリップ終了時の冷却水温ＴＨＷが所定値（例えば「８０℃」）以上であり、トリップ終了時の吸気温度ＴＨＡが所定値（例えば「２０℃」以下）であることを要する。これら各条件が全て成立しない場合は、前提条件が成立していないものとして、ＥＣＵ６０は、ステップ２００で、ＰＣＶバルブ３３の電気ヒータ４４への通電を停止する。一方、上記各条件が全て成立した場合は、前提条件が成立しているものとして、ＥＣＵ６０は、処理をステップ１１０へ移行する。
【００４８】
ステップ１１０で、ＥＣＵ６０は、電気ヒータ４４への通電の実行条件が成立したか否かを判断する。ＥＣＵ６０は、各種センサ等６１〜６９による検出信号等に基づいてこの実行条件の成立を判断する。実行条件として以下の各条件の成立を要する。すなわち、第１に、エンジン始動時の冷却水温ＴＨＷ（始動時水温）が所定値（例えば「−１０℃」）以下であることを要する。凍結条件を確認するためである。第２に、エンジン始動時の吸気温度ＴＨＡ（始動時吸気温）が所定値（例えば「−１０℃」）以下であることを要する。同じく凍結条件を確認するためである。第３に、エンジン始動後の経過時間が所定値（例えば「１０秒」）以上で所定値（例えば「６００秒」）以下であることを要する。エンジン１のクランキングと電気ヒータ４４への通電が重ならないようにするためである。第４に、車速ＳＰＤが、所定値（例えば「５０ｋｍ／ｈ」）以上であることを要する。凍結条件を確認するためである。第５に、積算吸気量が所定値（例えば「５５００ｇ」）以下であることを要する。エンジン１の暖機進行に伴う自然な凍結解除を確認するためである。第６に、ＰＣＶバルブ３３にある程度のブローバイガスが流れていること、すなわち、吸気通路２１における吸気圧力が所定値（例えば「５０ｋＰａ」）以下であることを要する。ブローバイガスが流れないときに電気ヒータ４４が過熱するのを防止するためである。第７に、電気ヒータ４４の作動経過時間が所定値（例えば「６００秒」）以下であることを要する。電気ヒータ４４のフェイルセーフのためである。第８に、電気ヒータ４４への通電を停止させた後の経過時間が所定値（例えば「２秒」）以上であることを要する。通電のチャタリングを防止するためである。これら各条件が全て成立しない場合は、実行条件が成立していないものとして、ＥＣＵ６０は、ステップ２００で、ＰＣＶバルブ３３の電気ヒータ４４への通電を停止する。一方、上記各条件が全て成立している場合は、実行条件が成立しているものとして、ＥＣＵ６０は、処理をステップ１２０へ移行する。
【００４９】
ステップ１２０で、ＥＣＵ６０は、電気ヒータ４４の通電に必要な目標電力を算出する。ＥＣＵ６０は、この目標電力を、エンジン１の運転環境と運転状況による適合値として与えるために、基本電力と車速係数に基づき、以下の（式１）に従って算出する。
目標電力＝基本電力＊車速係数    …（式１）
【００５０】
ここで、ＥＣＵ６０は、図５に示す関数データ（マップ）を参照することにより、基本電力を始動時水温に基づいて算出する。この関数データでは、始動時水温が「−４０〜−２０℃」の範囲では基本電力が最大値の「約９Ｗ」となり、始動時水温が「−２０〜２０℃」の範囲では基本電力が「約９〜０Ｗ」の範囲でほぼ直線的に減少し、始動時水温が「２０〜８０℃」の範囲では基本電力が「０Ｗ」と一定値になる。
【００５１】
また、ＥＣＵ６０は、図６に示す関数データ（マップ）を参照することにより、車速ＳＰＤに基づいて車速係数を算出する。この関数データでは、車速ＳＰＤが「０〜２５ｋｍ／ｈ」の範囲では車速係数が「０」となり、車速ＳＰＤが「２５〜１００ｋｍ／ｈ」の範囲では車速係数が「０〜１」の範囲でほぼ曲線的に増大し、車速ＳＰＤが「１００〜２００ｋｍ／ｈ」の範囲では車速係数が「１」と一定値になる。
【００５２】
ステップ１３０で、ＥＣＵ６０は、電気ヒータ４４が通電により発生させる熱量（発熱量）を積算する。ＥＣＵ６０は、この発熱量を、上記目標電力に基づき、以下の（式２）に従って積算する。
発熱量＝∫(目標電力)ｄｔ    …（式２）
【００５３】
ステップ１４０で、ＥＣＵ６０は、電気ヒータ４４により発生させるべき目標熱量を算出する。ここで、ＥＣＵ６０は、図７に示す関数データ（マップ）を参照することにより、始動時水温に基づいて目標熱量を算出する。この関数データでは、始動時水温が「−４０〜０℃」の範囲では目標熱量が「約５５０〜０cal」の範囲でほぼ曲線的に減少し、始動時水温が「０〜８０℃」の範囲では目標熱量が「０cal」と一定値になっている。このマップにおいて、目標熱量は、始動時水温により異なるＰＣＶバルブ３３の凍結度合いに応じて、その凍結を解除するために必要な最小限の熱量を想定して設定されている。
【００５４】
その後、ステップ１５０で、ＥＣＵ６０は、積算された発熱量が、算出された目標熱量以下であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合は、ＥＣＵ６０は、処理をステップ１６０へ移行する。
【００５５】
すなわち、ステップ１６０では、ＥＣＵ６０は、電気ヒータ４４への通電のための出力デューティ比を算出する。ここで、ＥＣＵ６０は、図８に示す関数データ（マップ）を参照することにより、目標電力とバッテリ電圧から出力デューティ比を算出する。すなわち、目標電力とバッテリ電圧から電流を算出し、その電流に対応する出力デューティ比を算出する。例えば、バッテリ電圧が「１０Ｖ」となる場合には、図８の太線で示すデータを参照することにより、バッテリ電圧及び電流値に対応する出力デューティ比を決定する。あるいは、バッテリ電圧が「１４Ｖ」となる場合には、図８の破線で示すデータを参照することにより、バッテリ電圧及び電流値に対応する出力デューティ比を決定する。
【００５６】
そして、ステップ１７０で、ＥＣＵ６０は、算出された出力デューティ比に基づいて電気ヒータ４４への通電を行うことにより、電気ヒータ４４を発熱させる。
【００５７】
一方、ステップ１５０の判断結果が否定となる場合は、ＥＣＵ６０は、処理をステップ２００へ移行し、電気ヒータ４４への通電を停止させる。
【００５８】
上記したルーチンを実行することにより、図９に示すように、電気ヒータ４４への通電が開始され、電気ヒータ４４の発熱量の積算がほぼ曲線的に増大する。そして、その発熱量の積算結果が目標熱量に達したときに電気ヒータ４４への通電が停止される。
【００５９】
以上説明したこの実施形態におけるブローバイガス還元装置によれば、エンジン１の運転時に燃焼室２からクランク室７へ漏れ出たブローバイガスは、クランク室７からオイルセパレータ３１、ＰＣＶバルブ３３及び還元通路３２を介して吸気通路２１へ流れ、燃焼室２へ還元されて燃焼に供される。また、還元通路３２におけるブローバイガス流量はＰＣＶバルブ３３により調整される。
【００６０】
ここで、冬期の寒冷地では、エンジン１の始動時に、ＰＣＶバルブ３３につき弁体４７等の凍結が問題になる。そこで、電気ヒータ４４への通電を制御するようにしたこの実施形態におけるＰＣＶバルブの制御装置によれば、電気ヒータ４４への通電に際して、ＰＣＶバルブ３３の周囲の温度状態に基づいてＰＣＶバルブ３３の凍結を解除するために必要な目標熱量がＥＣＵ６０により推定される。そして、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ４４への通電を開始してから、電気ヒータ４４による発熱量の積算が目標熱量に達するまで、ＥＣＵ６０により電気ヒータ４４への通電が行われる。
【００６１】
詳しくは、ＰＣＶバルブ３３の周囲の温度状態に基づいてＰＣＶバルブ３３の凍結を解除するために必要な目標熱量がＥＣＵ６０により算出される。また、電気ヒータ４４への通電が開始されてからの電気ヒータ４４による発熱量がＥＣＵ６０により積算される。そして、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ４４への通電を開始してから、発熱量の積算結果が目標熱量に達するまで電気ヒータ４４への通電がＥＣＵ６０により行われる。従って、ＰＣＶバルブ３３の凍結を解除する間だけ電気ヒータ４４への通電が行われることとなる。このため、ＰＣＶバルブ３３の凍結解除のために電気ヒータ４４に必要以上の通電を行うことを防止することができる。これにより、電気ヒータ４４の過熱を防止することができ、その過熱からＰＣＶバルブ３３を保護することができる。加えて、必要以上の通電を行わないことで、バッテリ７０への負担を軽減することができ、エンジン１の燃費悪化を防止することができる。
【００６２】
この実施形態では、目標電力が、一律の値ではなく、ＰＣＶバルブ３３の周囲の温度状態を反映した適合値としてＥＣＵ６０により算出される。そして、この目標電力に基づいて発熱量が積算されるので、積算された発熱量が目標熱量に達するまでの時間を、ＰＣＶバルブ３３の周囲の温度状態の違いにかかわらず長引かせることがない。例えば、ＰＣＶバルブ３３の周囲の温度が低くなるに連れて目標電力が大きくなるように設定することにより、低温の場合でも、積算された発熱量が目標熱量に達するまでの時間を長引かせることがない。このため、ＰＣＶバルブ３３の周囲の温度状態の違いに応じて必要最小限の熱量を凍結解除のためにＰＣＶバルブ３３に供給することができる。
【００６３】
特に、この実施形態では、目標電力が、始動時におけるエンジン１の温度状態を反映した始動時水温と、車速ＳＰＤとに基づいてＥＣＵ６０により算出される。ここで、始動時水温は、ＰＣＶバルブ３３の凍結度合いに関係する。車速ＳＰＤは、電気ヒータ４４の発熱を阻害する走行風強さに関係する。この実施形態では、始動時水温と、車速ＳＰＤとに基づいて目標電力が算出されるので、ＰＣＶバルブ３３の凍結度合いと走行風強さの違いが、目標電力に反映される。このため、特に、ＰＣＶバルブ３３の凍結度合いと走行風強さの違いに応じて必要最小限の熱量を凍結解除のためにＰＣＶバルブ３３に供給することができる。
【００６４】
この実施形態では、電気ヒータ４４への通電に必要な電流が、上記算出される目標電力とバッテリ電圧から、出力デューティ比として決定される。すなわち、バッテリ電圧が変動しても、目標電力を確保することのできる電流（出力デューティ比）が、電気ヒータ４４への通電のために決定される。このため、バッテリ電圧が変動しても凍結解除に必要な熱量をＰＣＶバルブ３３に供給することができる。これにより、バッテリ電圧の変動にかかわらず、電気ヒータ４４の動作に関わる特性変動を許容範囲内に収めることができ、電気ヒータ４４の制御に係るロバスト性を向上させることができる。
【００６５】
この実施形態では、電気ヒータ４４が、通電により発熱するコイル５２を含んで構成されるので、電気ヒータ４４を比較的安価な構成とすることができる。その反面、コイル式の電気ヒータ４４は、温度−抵抗特性がフラットであることから、高温下で電流制限が困難となり、過熱しやすい傾向にある。これに対し、この実施形態では、電気ヒータ４４による発熱量について目標熱量により上限が設定されるので、コイル５２の過熱が抑えられる。このため、電気ヒータ４４のコイル５２が過熱により溶損することを未然に防止することができる。
【００６６】
更に、この実施形態では、ＥＣＵ６０により、エンジン１の温度状態、すなわち冷却水温ＴＨＷを判断条件の一つとしてＰＣＶバルブ３３が凍結しているか否かが判断される。これにより、電気ヒータ４４への通電を実行するか否かが事前に判断される。従って、ＰＣＶバルブ３３に凍結が起きていないような温度条件では電気ヒータ４４への通電が行われることがない。このため、ＰＣＶバルブ３３に凍結解除が必要なときだけ電気ヒータ４４への通電を行うことができ、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００６７】
なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００６８】
例えば、前記実施形態では、ＰＣＶバルブ３３の周囲の温度状態に基づいてＰＣＶバルブ３３の凍結を解除するために必要な「目標熱量」を推定し、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ４４への通電を開始してから、電気ヒータ４４による発熱量の積算が「目標熱量」に達するまで電気ヒータ４４への通電を行うようにした。これに対し、ＰＣＶバルブ３３の周囲の温度状態に基づいてＰＣＶバルブ３３の凍結を解除するために必要な「目標通電時間」を推定し、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ４４への通電を開始してから、電気ヒータ４４への通電時間が「目標通電時間」に達するまで電気ヒータ４４への通電を行うように構成してもよい。この場合、電気ヒータ４４への通電に際して、ＰＣＶバルブ３３の周囲の温度状態に基づいてＰＣＶバルブ３３の凍結を解除するために必要な「目標通電時間」が算出される。そして、所定の目標電力に基づいて電気ヒータ４４への通電を開始してから、電気ヒータ４４への通電時間が目標通電時間に達するまで電気ヒータ４４への通電が行われる。従って、この場合も、ＰＣＶバルブ３３の凍結を解除する間だけ電気ヒータ４４への通電が行われることとなる。この結果、ＰＣＶバルブ３３の凍結解除のために電気ヒータ４４に必要以上の通電を行うことを防止することができる。
【００６９】
また、前記実施形態では、本発明のＰＣＶバルブの制御装置を、直接噴射式の多気筒火花点火式エンジン１に設けられるブローバイガス還元装置に具体化したが、直接噴射式ではない通常の多気筒火花点火式エンジンのブローバイガス還元装置に、本発明のＰＣＶバルブの制御装置を具体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ブローバイガス還元装置を含むエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】ＰＣＶバルブの初期状態を示す断面図。
【図３】ＰＣＶバルブの作動状態を示す断面図。
【図４】ＰＣＶバルブ制御の処理内容を示すフローチャート。
【図５】始動時水温と基本電力との関係を示すマップ。
【図６】車速と車速係数との関係を示すマップ。
【図７】始動時水温と目標熱量との関係を示すマップ。
【図８】電流、バッテリ電圧及び出力デューティ比の関係を示すマップ。
【図９】通電開始から通電停止までの熱量の変化を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００７１】
１    エンジン
３３    ＰＣＶバルブ
４４    電気ヒータ
５２    コイル
６０    ＥＣＵ（目標熱量算出手段、発熱量積算手段、通電制御手段、目標電力算出手段及び実行判断手段）
７０    バッテリ
【図１】
0004718522.tif 000002
【図２】
0004718522.tif 000003
【図３】
0004718522.tif 000004
【図４】
0004718522.tif 000005
【図５】
0004718522.tif 000006
【図６】
0004718522.tif 000007
【図７】
0004718522.tif 000008
【図８】
0004718522.tif 000009
【図９】
0004718522.tif 000010