(57)【要約】【課題】  本発明はクランクケース圧調節バルブを備えたブローバイガスの還元装置に関し、高負荷高回転運転条件とエキゾーストブレーキ作動条件でのクランクケース圧の低減を両立させた還元装置を提供することを目的とする。【解決手段】  エンジンのクランクケースと吸気通路との間に、調節バルブを備えた負圧パイプを接続したブローバイガスの還元装置に於て、上記調節バルブと吸気通路との間の負圧パイプを２つの分岐通路に分岐し、これらを夫々エンジン吸気の上流側と下流側の吸気通路に接続すると共に、両分岐通路の分岐部に切換えバルブを装着し、エンジン運転状況に応じ当該切換えバルブで分岐通路を切り換えることを特徴とする。【選択図】      図１
2005113707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクケースと吸気通路との間に、クランクケース圧調節バルブを備えた負圧パイプを接続したブローバイガスの還元装置に於て、
上記クランクケース圧調節バルブと吸気通路との間の負圧パイプを２つの分岐通路に分岐し、これらを夫々エンジン吸気の上流側と下流側の吸気通路に接続すると共に、両分岐通路の分岐部に切換えバルブを装着し、エンジン運転状況に応じ当該切換えバルブで分岐通路を切り換えることを特徴とするブローバイガスの還元装置。
【請求項２】
エンジン吸気の上流側に接続した分岐通路との接続部より上流側の吸気通路に装着した吸気負圧センサと、当該吸気負圧センサの検出信号を入力する制御回路を備え、
制御回路は、吸気負圧が所定値より小の時に切換えバルブを作動させて吸気通路の下流側に接続した分岐通路を開放し、吸気負圧が所定値より大の時に切換えバルブを作動させて吸気通路の上流側に接続した分岐通路を開放することを特徴とする請求項１に記載のブローバイガスの還元装置。
【請求項３】
エンジンに装着されたエキゾーストブレーキのエキゾーストシャッタ作動エアを供給するマグネチックバルブの切換え信号を入力する制御回路を備え、
制御回路は、エキゾーストシャッタ作動の電気信号の入力により、切換えバルブを作動させて吸気通路の下流側に接続した分岐通路を開放し、エキゾーストシャッタ非作動の電気信号の入力により、切換えバルブを作動させて吸気通路の上流側に接続した分岐通路を開放することを特徴とする請求項１に記載のブローバイガスの還元装置。
【請求項４】
エンジンに装着されたエキゾーストブレーキのエキゾーストシャッタ作動エア通路と切換えバルブとの間にエア通路を接続し、当該エア通路から供給されたエキゾーストシャッタ作動エアで、切換えバルブが吸気通路の下流側に接続した分岐通路を開放し、エキゾーストシャッタ作動エアの非供給時に、切換えバルブが吸気通路の上流側に接続した分岐通路を開放することを特徴とする請求項１に記載のブローバイガスの還元装置。
【請求項５】
吸気通路の下流側の分岐通路接続部に、絞り部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のブローバイガスの還元装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクケース内に籠もるブローバイガスを、エンジンの吸気負圧を利用して吸気系に還元させるブローバイガスの還元装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの駆動に伴い、シリンダとピストンの隙間からクランクケース内にブローバイガスが流出するが、ＨＣの排出防止対策として、特許文献１に開示されるように、従来、クランクケース内に籠もったブローバイガスをエンジンの吸気負圧を利用して吸気系に還元させるクローズド式のブローバイガスの還元装置が知られている。
図５はターボ付きエンジンの吸排気系に装着したブローバイガスの還元装置を示し、この還元装置１は、ターボチャージャ３の上流側吸気通路５とエンジン７のクランクケース９との間に、クランクケース圧調節バルブ（ＰＣＶバルブ）１１を装着した負圧パイプ１３を接続したもので、クランクケース圧調節バルブ（以下、「調節バルブ」という）１１の上流側の負圧パイプ１３は１次側通路１５と称され、調節バルブ１１の下流側の負圧パイプ１３は２次側通路１７と称されている。
【０００３】
而して、調節バルブ１１は、２次側通路１７からの吸気負圧でバルブ体１１ａが上方へ移動し、１次側通路１５からクランクケース圧がかかかると、バルブ体１１ａが下方へ押し下げられるように構成されており、クランクケース圧と吸気負圧と大気圧とのバランスでバルブ体１１ａが移動して２次側通路１７への流出口１１ｂとの隙間面積を切り換えることで、吸気系１９に還元させるブローバイガス流量を調節してクランクケース圧をある範囲内に調節している。
【０００４】
その他、図中、２１はエアクリーナ、２３は排気マニホールド、２５は吸気マニホールドで、吸気マニホールド２５とターボチャージャ３のコンプレッサ３ａとの間にインタークーラ２７が装着されている。
【特許文献１】特開２００３−１８４５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、調節バルブ１１は以下に示す特性を有しているため、クランクケース圧の増加によって、クランクケース９内と繋がっているエンジン７各部のシール部からブローバイガスが外部に洩れてしまう虞があった。
即ち、図６に示すように調節バルブ１１は、２次側負圧（２次側通路１７の吸気負圧）がある圧力（図６中、Ｐ）より大きい領域ａでは、２次側負圧の増加に伴いバルブ体１１ａが閉方向（上方）に動くため、バルブ体１１ａと流出口１１ｂとの隙間面積が小さくなって１次側圧力が増加し、また、２次側負圧がある圧力（図６中、Ｐ）より小となる領域ｂでは、２次側負圧の減少に伴いブローバイガスがクランクケース９に籠もって、１次側圧力が増加してしまう特性がある。
【０００６】
そして、調節バルブ１１は、バルブ体１１ａに相対する流出口１１ｂの２次側通路面積を大きくしたり、バルブ体１１ａのストローク量を長くすることで、領域ａ，ｂの切換わり２次側負圧（図６中、Ｐ）を小さくすることが可能である。
しかし、１次側圧力が増加するということは、クランクケース９のクランクケース圧が上昇することであるから、既述したようにクランクケース圧の上昇によって、クランクケース９内と繋がっているエンジン７各部のシール部からガス洩れが発生する虞がある。
【０００７】
而して、斯かる特性を持った調節バルブ１１であることから、領域ａに於て、１次側圧力（クランクケース圧）を下げるには２次側負圧を下げればよい。
このため、２次側負圧が大となる吸入空気量が多い高負荷高回転運転時の１次側圧力を低減する手段として、吸気負圧の小さい吸気通路５の上流側（エンジン吸気の上流側）に２次側通路１７を接続する方法が有効である。
【０００８】
一方、２次側負圧が小さく領域ｂにあるような場合、例えばエキゾーストブレーキ作動時の如く吸気通路５に空気が余り流れない運転条件では、吸気負圧が小さくなって領域ｂに移行するが、この領域ｂでは、逆に２次側負圧が小さくなると１次側圧力が上がってしまうため、これを抑える手段として、吸気負圧の大きい吸気通路５の下流側（エンジン吸気の下流側）に２次側通路１７を接続することが有効となる。
【０００９】
しかし乍ら、図５の如き従来の還元装置１では、一方で吸気負圧の小さい吸気通路５の上流側に２次側通路１７を接続し、他方では吸気負圧の大きい吸気通路５の下流側に２次側通路１７を接続するといった相反する手段を同時に設定することができないのが実情であった。
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、その目的は、既述した調節バルブを備えたブローバイガスの還元装置に於て、高負荷高回転運転条件とエキゾーストブレーキ作動条件でのクランクケース圧の低減を両立させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、エンジンのクランクケースと吸気通路との間に、調節バルブを備えた負圧パイプを接続したブローバイガスの還元装置に於て、上記調節バルブと吸気通路との間の負圧パイプを２つの分岐通路に分岐し、これらを夫々エンジン吸気の上流側と下流側の吸気通路に接続すると共に、両分岐通路の分岐部に切換えバルブを装着し、エンジン運転状況に応じ当該切換えバルブで分岐通路を切り換えることを特徴とする。
【００１１】
そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のブローバイガスの還元装置に於て、エンジン吸気の上流側に接続した分岐通路との接続部より上流側の吸気通路に装着した吸気負圧センサと、当該吸気負圧センサの検出信号を入力する制御回路を備え、制御回路は、吸気負圧が所定値より小の時に切換えバルブを作動させて吸気通路の下流側に接続した分岐通路を開放し、吸気負圧が所定値より大の時に切換えバルブを作動させて吸気通路の上流側に接続した分岐通路を開放することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、請求項１に記載のブローバイガスの還元装置に於て、エンジンに装着されたエキゾーストブレーキのエキゾーストシャッタ作動エアを供給するマグネチックバルブの切換え信号を入力する制御回路を備え、制御回路は、エキゾーストシャッタ作動の電気信号の入力により、切換えバルブを作動させて吸気通路の下流側に接続した分岐通路を開放し、エキゾーストシャッタ非作動の電気信号の入力により、切換えバルブを作動させて吸気通路の上流側に接続した分岐通路を開放することを特徴とする。
【００１３】
更にまた、請求項４に係る発明は、請求項１に記載のブローバイガスの還元装置に於て、エンジンに装着されたエキゾーストブレーキのエキゾーストシャッタ作動エア通路と切換えバルブとの間にエア通路を接続し、当該エア通路から供給されたエキゾーストシャッタ作動エアで、切換えバルブが吸気通路の下流側に接続した分岐通路を開放し、エキゾーストシャッタ作動エアの非供給時に、切換えバルブが吸気通路の上流側に接続した分岐通路を開放することを特徴とする。
【００１４】
そして、請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のブローバイガスの還元装置に於て、吸気通路の下流側の分岐通路接続部に絞り部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至請求項５に係る還元装置によれば、切換えバルブによる分岐通路の切換えによって、高負荷高回転運転条件とエキゾーストブレーキ作動条件でのクランクケース圧の低減を両立させることが可能となり、両条件下でのクランクケース圧の上昇によるエンジン各部のシール部からのガス洩れを防止することが可能となった。
更に請求項５に係る発明によれば、下流側の分岐通路接続部に設けた絞り部のベンチュリー効果によって、エキゾーストブレーキ作動時のクランクケース圧の更なる低減を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本実施形態を図面に基づき説明する。
尚、発明部分を除く構成は図５に示す従来例と同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。
図１は請求項１及び請求項２に係る還元装置の一実施形態を示し、図中、１７-1は調節バルブ１１の下流側に接続された２次側通路で、図中、二点鎖線で示す位置に従来の２次側通路１７が吸気通路５に接続されている。
【００１７】
そして、本実施形態に於ける２次側通路１７-1の下流側は２本の分岐通路３１，３３に分岐され、一方の分岐通路３１は、二点鎖線で示す従来の２次側通路１７に比し、更にエンジン吸気の上流側の吸気通路５に接続され、他方の分岐通路３３は、従来の２次側通路１７に比し、エンジン吸気の下流側の吸気通路５に接続されている。
従って、本実施形態の負圧パイプ１３-1は、１次側通路１５と２次側通路１７-1と分岐通路３１，３３とで構成されている。そして、両分岐通路３１，３３の分岐部にマグネチックバルブからなる切換えバルブ３５が装着されている。
【００１８】
また、図中、３７は分岐通路３１の接続部より更に上流側の吸気通路５に装着された吸気負圧センサで、当該吸気負圧センサ３７の検出信号が制御回路３９に入力されている。
そして、制御回路３９は、吸気負圧センサ３７の検出信号を基に、吸気通路５の吸気負圧が図６の領域ａにあるとき、即ち、吸気負圧センサ３７で検出した吸気負圧が図６の２次側負圧Ｐ（所定値）より大きいとき、切換えバルブ３５を作動させて分岐通路３１を開放させると共に、他方の分岐通路３３を閉鎖し、また、制御回路３９は、吸気負圧センサ３７の検出信号を基に、吸気通路５の吸気負圧が図６の領域ｂにあるとき、即ち、吸気負圧センサ３７で検出した吸気負圧が図６の２次側負圧Ｐより小さいとき、切換えバルブ３５を作動させて前記分岐通路３３を開放させると共に、他方の分岐通路３１を閉鎖させるようになっている。
【００１９】
本実施形態に係る還元装置４１はこのように構成されているから、２次側負圧が大となる吸入空気量が多い高負荷高回転運転時に、吸気負圧センサ３７で検出される吸気負圧は図６の２次側負圧Ｐより大きく、このため、吸気負圧センサ３７の検出信号を入力した制御回路３９は切換えバルブ３５を作動させて分岐通路３１を開放させると共に、他方の分岐通路３３を閉鎖させる。
【００２０】
この結果、領域ａで分岐通路３１が開放されて調節バルブ１１は２次側負圧が小さい吸気通路５内と連通するため、２次側負圧の低下に伴い、図６の特性を持つ調節バルブ１１によって１次側圧力、即ち、クランクケース圧が低下する。
一方、エキゾーストブレーキ作動時には吸気通路５に空気が余り流れないため、吸気負圧が小さくなって領域ｂに移行するが、この領域ｂでは、吸気負圧センサ３７の検出信号を入力した制御回路３９は切換えバルブ３５を作動させて分岐通路３３を開放させると共に、他方の分岐通路３１を閉鎖させる。
【００２１】
この結果、領域ｂで分岐通路３３が開放されて調節バルブ１１は２次側負圧が大きい吸気通路５内と連通するため、２次側負圧の増加に伴い、図６の特性を持つ調節バルブ１１によって１次側圧力、即ち、クランクケース圧が低下する。
このように、本実施形態によれば、切換えバルブ３５による分岐通路３１，３３の切換えで、高負荷高回転運転条件とエキゾーストブレーキ作動条件でのクランクケース圧の低減を両立させることが可能となり、両条件下でのクランクケース圧の上昇によるエンジン７各部のシール部からのガス洩れを防止することが可能となった。
【００２２】
図２は請求項１，請求項２及び請求項５の一実施形態に係る還元装置４１-1を示し、本実施形態は、図１の実施形態の構造に加え、吸気通路５の分岐通路３３との接続部４３に絞り部４５を設け、この絞り部４５に於けるベンチュリー効果を利用して、接続部４３の２次側負圧を更に大きくしたことを特徴とする。
而して、本実施形態によれば、図１の実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能であると共に、絞り部４５によるベンチュリー効果により、エキゾーストブレーキ作動時のクランクケース圧の更なる低減を図ることが可能となる。
【００２３】
図３は請求項１及び請求項３に係る還元装置の一実施形態を示し、本実施形態は、エンジンに装着したエキゾーストブレーキのエキゾーストシャッタ作動時の電気信号を利用して、切換えバルブ３５による分岐通路３１，３３の切換えを行うようにしたものである。
即ち、従来周知のように昨今のエキゾーストブレーキは、エキゾーストシャッタをエアで作動させる構造が広く使用され、作動スイッチの操作でマグネチックバルブが切り換わり、エキゾーストシャッタに作動エアが供給されてエキゾーストブレーキが作動する。
【００２４】
そこで、図３に示すように本実施形態に係る還元装置４１-2は、エキゾーストシャッタの作動スイッチ４７によるマグネチックバルブ４９の切換え信号を入力する制御回路３９-1を備え、制御回路３９-1は、作動スイッチ４７によるエキゾーストシャッタ作動の電気信号の入力で、切換えバルブ３５を作動させて吸気通路５の下流側に接続した分岐通路３３を開放し、エキゾーストシャッタ非作動の電気信号の入力で、切換えバルブ３５を作動させて吸気通路５の上流側に接続した分岐通路３１を開放するようにしたものである。
【００２５】
従って、２次側負圧が大となる吸入空気量が多い高負荷高回転運転時では、切換えバルブ３５の作動で分岐通路３１が開放し、他方の分岐通路３３は閉鎖することとなる。
尚、その他の構成は図１の実施形態と同様であるため、同一のものは同一符号を付してそれらの構造説明は省略する。。
本実施形態はこのように構成されており、本実施形態によっても、図１の実施形態と同様、切換えバルブ３５による分岐通路３１，３３の切換えで、高負荷高回転運転条件とエキゾーストブレーキ作動条件でのクランクケース圧の低減を両立させることが可能となって、両条件下でのクランクケース圧の上昇によるエンジン７各部のシール部からのガス洩れを防止することができる利点を有する。
【００２６】
尚、図示しないが、図２の実施形態と同様、本実施形態に係る還元装置４１-2に既述した絞り部４５を設けてもよく、斯様に絞り部４５を設けることで、本実施形態に於ても、エキゾーストブレーキ作動時のクランクケース圧の更なる低減を図ることが可能となる。
図４は請求項１及び請求項４に係る還元装置の一実施形態を示し、本実施形態は、既述したエキゾーストブレーキのエキゾーストシャッタを作動させる作動エアを用いて、切換えバルブ３５-1による分岐通路３１，３３の切り換えを図ったものである。
【００２７】
即ち、図中、５１はエキゾーストシャッタにピストンロッド５２が接続されたエアシリンダで、当該エアシリンダ５１とエアタンク５３との間にエア通路５５が接続され、当該エア通路５５上に、エキゾーストシャッタを作動させる作動バルブとしての既述したマグネチックバルブ４９が装着されている。
そして、上記マグネチックバルブ４９とエアシリンダ５１との間のエア通路５５に、切換えバルブ３５-1に至るエア通路５７が接続されており、エアタンク５３からエアシリンダ５１に圧送される作動エアの一部が、当該エア通路５７を介して切換えバルブ３５-1に導入されるようになっている。
【００２８】
而して、図示しないが切換えバルブ３５-1はエアシリンダの如き内部構造からなり、作動エアの一部がエア通路５７を介して導入されると、内部のピストンが移動して分岐通路３３側を開放すると共に分岐通路３１を閉鎖し、そして、作動エアの供給が停止すると、ピストンの移動で分岐通路３３側を閉鎖し、分岐通路３１側を開放するようになっている。
【００２９】
尚、その他の構成は図１の実施形態と同様であるため、同一のものは同一符号を付してそれらの構造説明は省略する。。
本実施形態に係る還元装置４１-3はこのように構成されており、本実施形態によっても、図３の実施形態と同様、切換えバルブ３５-1による分岐通路３１，３３の切換えで、高負荷高回転運転条件とエキゾーストブレーキ作動条件でのクランクケース圧の低減を両立させることが可能となって、両条件下でのクランクケース圧の上昇によるエンジン７各部のシール部からのガス洩れを防止することができることとなった。
【００３０】
そして、図示しないが、本実施形態に於ても、図２の実施形態と同様、既述した絞り部４５を設けてもよく、絞り部４５を設けることで、エキゾーストブレーキ作動時のクランクケース圧の更なる低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】請求項１及び請求項２の一実施形態に係る還元装置の概略構成図である。
【図２】請求項１，請求項２及び請求項５の一実施形態に係る還元装置の概略構成図である。
【図３】請求項１及び請求項３の一実施形態に係る還元装置の概略構成図である。
【図４】請求項１及び請求項４の一実施形態に係る還元装置の概略構成図である。
【図５】従来の還元装置を装着したエンジンの吸排気系の概略構成図である。
【図６】調節バルブの特性を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
５  吸気通路
７  エンジン
９  クランクケース
１１  調節バルブ
１３-1  負圧パイプ
１５  １次側通路
１７，１７-1  ２次側通路
３１，３３  分岐通路
３５，３５-1  切換えバルブ
３７  吸気負圧センサ
３９，３９-1  制御回路
４１，４１-1，４１-2，４１-3  還元装置
４３  接続部
４５  絞り部
４７  作動スイッチ
４９  マグネチックバルブ
５１  エアシリンダ
５３  エアタンク
５５，５７  エア通路
【図１】
2005113707.tif 000003
【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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