(57)【要約】【課題】過給機でのオイルコーキングを抑制することができるブローバイガス還流装置を提供する。【解決手段】ブローバイガス還流装置は、エンジン１１の燃焼室１１ａからクランク室１１ｂへ漏出したブローバイガスをブローバイガス通路２２を通じて過給機１４の上流側の吸気通路１２に還流させる。ブローバイガス通路２２の途中に、ブローバイガスを冷却するためのＰＣＶクーラ２３が設けられる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室からクランク室へ漏出したブローバイガスをブローバイガス通路を通じて過給機の上流側の吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置であって、
前記ブローバイガス通路の途中に設けられ、前記ブローバイガスを冷却する冷却手段を備えたことを特徴とするブローバイガス還流装置。
【請求項２】
前記ブローバイガス通路において前記冷却手段が設けられる第１通路と該冷却手段をバイパスさせるための第２通路との分岐部分に設けられた切換弁と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記切換弁を制御してブローバイガスの流路を前記第１通路と第２通路とのいずれか一方に切り換える制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のブローバイガス還流装置。
【請求項３】
前記内燃機関には、過給機のコンプレッサ近傍を流れる吸入空気の温度を直接又は間接的に検出するための温度検出手段が設けられ、
前記制御手段は、前記温度検出手段による温度が所定温度よりも高いとき、前記ブローバイガスが前記第１通路に流れるように前記切換弁を制御することを特徴とする請求項２に記載のブローバイガス還流装置。
【請求項４】
前記温度検出手段は、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサからなることを特徴とする請求項３に記載のブローバイガス還流装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記過給機の作動状態に基づいて前記切換弁を制御することを特徴とする請求項２に記載のブローバイガス還流装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記過給機が高過給状態で作動しているときにのみブローバイガスが前記第１通路に流れるように前記切換弁を制御することを特徴とする請求項５に記載のブローバイガス還流装置。
【請求項７】
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記冷却手段の冷却能力を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の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、過給機を備えた内燃機関に用いられるブローバイガス還流装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるエンジンにおいては、ピストンとシリンダの壁面との隙間を通じてブローバイガス（未燃焼の混合気や燃焼ガス）が燃焼室からクランク室内に漏出する。ブローバイガスはエンジンオイルを劣化させ、エンジンの内部を錆びさせる原因となり得る。また、ブローバイガスの未燃焼ガスは、多量の炭化水素（ＨＣ）を含むため大気に放出することができない。そのため、クランク室内に漏出したブローバイガスをブローバイガス還流装置（ＰＣＶ：ポジティブ・クランクケース・ベンチレーション）によって吸気通路に戻して再燃焼させることが一般に行われている。
【０００３】
過給機付きエンジンにおいて、過給機下流の吸気通路にブローバイガスを還流させる場合、過給機が作動したときに該過給機下流側の吸気通路内の圧力が上昇するため、ブローバイガスが吸気通路内に還流し難くなる。そのため、過給機上流側の吸気通路にブローバイガスを還流させるよう構成したブローバイガス還流装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図３は、特許文献１のブローバイガス還流装置の概略構成を示している。
このブローバイガス還流装置では、過給機４１下流のインタークーラ４２で冷却された吸入空気の一部をヘッドカバー４３内のベンチレーションケース４４に導入することにより、ブローバイガス中に含まれるミスト状（霧状）のオイルが冷却される。これにより、ミスト状（霧状）のオイルが液化され、ベンチレーションケース４４内にてオイルが効率よく回収される。
【０００５】
このブローバイガス還流装置において、エンジン４６の燃焼室４６ａからクランク室４６ｂに漏れたブローバイガスは、エンジン本体内部のガス通路４６ｃを通ってベンチレーションケース４４に導入される。そして、そのブローバイガスは、ベンチレーションケース４４内に設けられたバッフルプレート（図示略）に当たり、ブローバイガスに含まれるミスト状（霧状）のオイルがある程度落とされた後、ブローバイガス通路４７を介してコンプレッサ４８の上流側の吸気通路４９に還流される。そして、ブローバイガスは、エアクリーナ５０から吸入された吸入空気と合流して、その吸入空気とともにインタークーラ４２を経てインテークマニホールド５１から燃焼室４６ａ内に供給された後、燃料噴射弁（図示略）から噴射された燃料と混合されて燃焼される。
【特許文献１】特開平６−２１２９３９号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のように、過給機４１の上流側の吸気通路４９にブローバイガスを還流させるブローバイガス還流装置では、過給機４１が高過給状態となる場合に、コンプレッサ４８内でオイルがコーキング（炭化）するといった問題が生じてしまう。すなわち、過給機４１が高過給状態となる場合、エンジン４６内で高温となったブローバイガスは、吸入空気とともにコンプレッサ４８で圧縮されて更に高温となる。そのため、ブローバイガスに含まれるオイルがコンプレッサ４８の出口付近でコーキング（炭化）し、それが吸気抵抗となって過給効率の低下を招いてしまう。
【０００７】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、過給機でのオイルコーキングを抑制することができるブローバイガス還流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関の燃焼室からクランク室へ漏出したブローバイガスをブローバイガス通路を通じて過給機上流側の吸気通路に還流させるブローバイガス還流装置であって、前記ブローバイガス通路の途中に設けられ、前記ブローバイガスを冷却する冷却手段を備えたことを要旨とする。
【０００９】
この構成によれば、内燃機関内で温められた高温のブローバイガスが冷却手段により冷却された後、過給機上流側の吸気通路に還流されるので、過給機に導入される吸入空気の温度上昇を抑えることができる。従って、過給機が高過給状態となってブローバイガスがコンプレッサで圧縮されてもブローバイガス中のオイルが過給機の出口付近でコーキングするといった問題を回避することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブローバイガス還流装置において、前記ブローバイガス通路において前記冷却手段が設けられる第１通路と該冷却手段をバイパスさせるための第２通路との分岐部分に設けられた切換弁と、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記切換弁を制御してブローバイガスの流路を前記第１通路と第２通路とのいずれか一方に切り換える制御手段とを備えたことを要旨とする。
【００１１】
この構成によれば、内燃機関の運転状態に基づいて切換弁が制御され、ブローバイガスの流路が第１通路側に切り換えられる場合、冷却手段によってブローバイガスが冷却されるので、過給機内でのオイルコーキングを抑制することができる。また、ブローバイガスの流路が第２通路側に切り換えられる場合には、冷却手段がバイパスされることにより、ブローバイガスの過冷却を防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のブローバイガス還流装置において、前記内燃機関には、過給機のコンプレッサ近傍を流れる吸入空気の温度を直接又は間接的に検出するための温度検出手段が設けられ、前記制御手段は、前記温度検出手段による温度が所定温度よりも高いとき、前記ブローバイガスが前記第１通路に流れるように前記切換弁を制御することを要旨とする。
【００１３】
この構成によれば、内燃機関で温められた高温のブローバイガスを冷却手段で確実に冷却することができる。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のブローバイガス還流装置において、前記温度検出手段は、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する水温センサからなることを要旨とする。
【００１４】
この構成によれば、水温センサにて検出した冷却水の温度に基づいて、吸入空気の温度を間接的に検出することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載のブローバイガス還流装置において、前記制御手段は、前記過給機の作動状態に基づいて前記切換弁を制御することを要旨とする。
【００１５】
ブローバイガスが吸入空気とともにコンプレッサで圧縮されて昇温する度合は過給機の作動状態（過給状態）に応じて異なる。従って、この点に着目して過給機の作動状態に基づいて切換弁を制御することで、ブローバイガスの流路を適切に切り換え、それによりブローバイガスを適切な温度にすることが可能となる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のブローバイガス還流装置において、前記過給機が高過給状態で作動しているときにのみブローバイガスが前記第１通路に流れるように前記切換弁を制御することを要旨とする。
【００１７】
この構成によれば、過給機が高過給状態で作動している場合、ブローバイガスの流路を第１通路側に切り換えて冷却手段によりブローバイガスを冷却し、過給機が低過給状態で作動もしくは停止している場合には、ブローバイガスの流路を第２通路側に切り換えてブローバイガスの過冷却を防止することが可能となる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載のブローバイガス還流装置において、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記冷却手段の冷却能力を制御する制御手段を備えたことを要旨とする。
【００１９】
この構成によれば、内燃機関の運転状態に基づいてブローバイガスを適切に冷却できるため、過給機内でのオイルコーキングや冷却手段でのオイルの過冷却を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施の形態について図面に従って説明する。
図１は、車両に搭載された過給機付きエンジン及びそのブローバイガス還流装置の概略構成を示している。
【００２１】
エンジン１１の吸気通路１２には、その上流側から順に、エアクリーナ１３、過給機１４、及び空冷式のインタークーラ１５が設けられている。
過給機１４は、タービンホイール１６とコンプレッサホイール１７とを備え、排気圧を利用してエンジン１１の燃焼室１１ａに導入される吸入空気を過給する。具体的に、タービンホイール１６は、排気通路１８における触媒コンバータ（図示略）よりも上流側に設けられ、コンプレッサホイール１７は、吸気通路１２におけるエアクリーナ１３の下流側に設けられている。また、インタークーラ１５は、吸気通路１２におけるコンプレッサホイール１７よりも下流側に設けられている。
【００２２】
エンジン１１の運転時に、過給機１４におけるタービンホイール１６に排気が吹き付けられて該タービンホイール１６が回転すると、これに伴いコンプレッサホイール１７が回転して、エアクリーナ１３から吸入された吸入空気が圧縮されてインタークーラ１５に入る。吸入空気は、そのインタークーラ１５にて冷却されるとともにその容積も圧縮された後、エンジン１１の燃焼室１１ａに供給される。
【００２３】
本実施の形態のブローバイガス還流装置は、エンジン１１のヘッドカバー２１内に設けられたベンチレーションケース２１ａ、そのケース２１ａ内のブローバイガスを吸気系に還流させるブローバイガス通路２２を備える。
【００２４】
ブローバイガス通路２２は、第１通路２２ａと第２通路２２ｂとからなる。第１通路は、その一端がエンジン１１のヘッドカバー２１に接続され、他端が吸気通路１２における過給機１４の上流側に接続されている。エンジン１１において、燃焼室１１ａからクランク室１１ｂに漏れたブローバイガスは、エンジン本体内部のガス通路（図示略）を通ってベンチレーションケース２１ａに導入される。ベンチレーションケース２１ａには、バッフルプレート（図示略）が設けられており、ブローバイガスに含まれるミスト状のオイルがそのバッフルプレートに付着してブローバイガスから分離される。オイルが分離されたブローバイガスは、ベンチレーションケース２１ａ内から第１通路２２ａに流出する。
【００２５】
第１通路２２ａの途中にＰＣＶクーラ２３が設けられている。ＰＣＶクーラ２３は、過給機１４のインタークーラ１５と同様に空冷式のクーラであり、車両のエンジンルーム内において該インタークーラ１５の近傍に設けられている。なお、図１では便宜上、ＰＣＶクーラ２３は、インタークーラ１５から離れた箇所に図示されている。ＰＣＶクーラ２３は、車両走行時に通風される冷却風との熱交換によって、第１通路２２ａを流れるブローバイガスを冷却する。
【００２６】
ブローバイガス通路２２において、第２通路２２ｂは、ＰＣＶクーラ２３を迂回するようにそのＰＣＶクーラ２３の上流側と下流側とを繋いでいる。第１通路２２ａに対する第２通路２２ｂの上流側の接続部分に三方弁２４が設けられている。
【００２７】
三方弁２４は、電子制御装置２５の出力信号に基づいて制御される電磁切換弁であり、ブローバイガス通路２２におけるブローバイガスの流路を、ＰＣＶクーラ２３が設けられている第１通路２２ａとバイパス通路である第２通路２２ｂとのいずれか一方に切り換える。
【００２８】
エンジン１１には、その運転状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、インタークーラ１５の下流側の吸気の圧力（過給圧）を検出するための過給圧センサ３１、エンジンの回転速度を検出するためのクランク角センサ３２、アクセル踏込量を検出するためのアクセルセンサ３３、エンジン１１の冷却水の温度を検出するための水温センサ３４等が設けられている。
【００２９】
各種センサ３１〜３４の検出信号は電子制御装置２５に取り込まれる。電子制御装置２５は、エンジン１１の各種制御を統括して実行するものであり、制御プログラムや同プログラムの実行に際して必要なデータを記憶するメモリ等を備えて構成されている。
【００３０】
電子制御装置２５は、アクセルセンサ３３の検出信号から求められるアクセル踏込量、クランク角センサ３２の検出信号から求められるエンジン回転速度等に基づき、燃料噴射量及び燃料噴射時期についての指令値を算出する。そして、これら指令値に基づき燃料噴射弁（図示略）を駆動することで、熱効率及び排気エミッション等が良好なものとなるよう、燃料噴射量、燃料噴射時期を制御する。
【００３１】
また、電子制御装置２５は、水温センサ３４の検出信号から求められるエンジン水温に基づいて三方弁２４を制御して、ブローバイガス通路２２におけるブローバイガスの流路を切り換える。
【００３２】
次に、本実施の形態のブローバイガス還流装置において、ブローバイガスの流路を切り換えるための具体的な処理手順を図２のフローチャートを用いて説明する。なお、図２の処理は、電子制御装置２５により所定時間毎に実行される。
【００３３】
先ず、電子制御装置２５は、水温センサ３４の検出信号を取り込み、検出信号に基づいてエンジン水温を算出した後（ステップＳ１００）、エンジン水温が所定温度（例えば、０℃）以上か否かを判定する（ステップＳ１１０）。なお、この所定温度は、ブローバイガスに含まれるオイルの過冷却を防止するよう設定され、使用されるエンジンオイルの特性に応じて適宜変更される。
【００３４】
ステップＳ１１０において、エンジン水温が所定温度以上であると判定した場合、電子制御装置２５は三方弁２４を制御してブローバイガスの流路をＰＣＶクーラ２３が設けられる第１通路２２ａ側に切り換える（ステップＳ１２０）。この場合、エンジン１１内で温められた高温のブローバイガスはＰＣＶクーラ２３で冷却された後、過給機１４の上流側の吸気通路１２に還流される。従って、過給機１４に導入される吸入空気の温度上昇が抑えられる。
【００３５】
一方、ステップＳ１１０において、エンジン水温が所定温度よりも低いと判定した場合、電子制御装置２５は三方弁２４を制御してブローバイガスの流路を第２通路２２ｂ側に切り換える（ステップＳ１３０）。この場合、低温のブローバイガスは、第２通路２２ｂを流れ、ＰＣＶクーラ２３を迂回して吸気通路１２に還流される。
【００３６】
また、電子制御装置２５は、ステップＳ１２０又はＳ１３０の処理を経たのち一連の制御処理を終了する。
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
【００３７】
（１）エンジン１１内で温められた高温のブローバイガスがＰＣＶクーラ２３で冷却された後、吸気通路１２に還流されるので、過給機１４に導入される吸入空気の温度上昇を抑えることができる。従って、過給機１４が高過給状態となる場合、過給機１４により圧縮される吸入空気は、オイルコーキングが生じる温度（例えば、１６０℃）に達することが回避される。そのため、ブローバイガスに含まれるオイルが過給機１４の出口付近でコーキングするといった問題が解消され、過給効率の低下を防止できる。また、高温のブローバイガスをＰＣＶクーラ２３で冷却することにより、吸入空気が低温となりその密度が増加するため、吸入空気の充填効率を高めることができ、エンジン１１の出力トルクを向上させることが可能となる。
【００３８】
（２）水温センサ３４を用いて検出したエンジン水温が所定温度以上である場合に、ブローバイガスの流路が第１通路２２ａ側に切り換えられ、ＰＣＶクーラ２３によってブローバイガスが冷却される。一方、エンジン水温が所定温度よりも低い場合には、ブローバイガスの流路が第２通路２２ｂ側に切り換えられ、ＰＣＶクーラ２３がバイパスされる。このようにすれば、エンジン内部で温められた高温のブローバイガスをＰＣＶクーラ２３によって確実に冷却することができる。また、ブローバイガスが低温である場合には、ブローバイガス中のオイルの過冷却を防止することができ、そのオイルが付着することによって生じるブローバイガス通路の詰まりを回避することができる。
【００３９】
（３）ＰＣＶクーラ２３は、インタークーラ１５と同様に空冷式のクーラであり、エンジンルームにおいてそのインタークーラ１５の近傍に設けられる。このため、インタークーラ１５とＰＣＶクーラ２３とにおいて、車両外部から取り入れる冷却風の通路の一部を共通に使用することが可能となり、実用上好ましいものとなる。
【００４０】
上記実施の形態は、以下の態様に変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、電子制御装置２５がエンジン水温を検出し、そのエンジン水温に基づいて三方弁２４を制御するものであったが、これ以外に、過給圧、エンジンの回転速度、アクセル踏込量などのエンジン運転状態に基づいて、三方弁２４を制御してもよい。例えば、電子制御装置２５は、過給圧、エンジンの回転速度、アクセル踏込量などのエンジン運転状態に基づいて、過給機１４の作動状態を判断し、その作動状態に応じて三方弁２４を制御する。ここで、電子制御装置２５は、過給機１４が高過給状態で作動していると判断した場合、ブローバイガスの流路を第１通路２２ａ側に切り換えて、ＰＣＶクーラ２３によりブローバイガスを冷却し、過給機１４が低過給状態で作動もしくは停止していると判断した場合には、ブローバイガスの流路を第２通路２２ｂ側に切り換える。このようにしても、過給機１４でのオイルコーキングを抑制することができる。
【００４１】
・過給機１４の内部もしくは過給機１４の出口付近に、その吐出温を検出する温度センサを設け、過給機１４の吐出温に応じて三方弁２４を制御してもよい。この場合、電子制御装置２５は、過給機１４の吐出温に応じたコーキングのおそれのある領域（吐出温が所定温度以上となる領域）でブローバイガスの冷却を行うように三方弁２４を制御する。
【００４２】
・上記実施の形態において、ＰＣＶクーラ２３は空冷式のクーラであったが、これに限定されるものではない。ＰＣＶクーラ２３としては、冷却能力を調整できるクーラを用いてもよい。この場合、エンジン１１の運転状態に基づいてそのクーラの冷却能力を制御することにより、ブローバイガスを適切に冷却することができる。従って、過給機１４内でのオイルコーキングやＰＣＶクーラ２３でのオイルの過冷却を抑制することができる。また、ＰＣＶクーラの冷却能力を制御する場合には、三方弁２４や第２通路２２ｂを省略することができる。
【００４３】
・上記実施の形態では、燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御するエンジン制御用の電子制御装置２５によって三方弁２４を制御するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、エンジン制御用の電子制御装置２５とは別に、三方弁２４を制御するための制御装置を設けてもよい。但し、上記実施の形態のように、電子制御装置２５によって三方弁２４を制御する構成とした方が部品点数を削減できるので、コスト的に有利なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】一実施の形態の過給機付きエンジン及びそのブローバイガス還流装置を示す概略構成図。
【図２】三方弁の切り換え処理を説明するためのフローチャート。
【図３】従来の過給機付きエンジン及びそのブローバイガス還流装置を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００４５】
１１…内燃機関としてのエンジン、１１ａ…燃焼室、１１ｂ…クランク室、１２…吸気通路、１４…過給機、２２…ブローバイガス通路、２２ａ…第１通路、２２ｂ…第２通路、２３…冷却手段としてのＰＣＶクーラ、２４…電磁切換弁としての三方弁、２５…制御手段としての電子制御装置、３４…温度検出手段としての水温センサ。
【図１】
2005264759.tif 000003
【図２】
2005264759.tif 000004
【図３】
2005264759.tif 000005