(57)【要約】【課題】  吸気エア量に応じてブローバイガスの供給通路を変更することができるブローバイガス処理装置を提供する。【解決手段】  ブローバイガス処理装置（１００）は、多筒型の内燃機関と、内燃機関の各気筒の吸気分岐通路（２２）に設けられた第１のバルブ（５）と、第１のバルブよりも上流側であって吸気分岐通路を集合させた集合通路（２１）に設けられた第２のバルブ（３）と、内燃機関の吸気エア要求量を検出する吸気エア要求量検出手段（２）と、各気筒で発生するブローバイガスの内燃機関の吸気系への供給先を内燃機関の吸気エア要求量に応じて切り換える切換手段（９）と、を備えることを特徴とする。【選択図】        図１
2007224850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多筒型の内燃機関と、
前記内燃機関の各気筒の吸気分岐通路に設けられた第１のバルブと、
前記第１のバルブよりも上流側であって前記吸気分岐通路を集合させた集合通路に設けられた第２のバルブと、
前記内燃機関の吸気エア要求量を検出する吸気エア要求量検出手段と、
前記各気筒で発生するブローバイガスの前記内燃機関の吸気系への供給先を前記内燃機関の吸気エア要求量に応じて切り換える切換手段と、を備えることを特徴とするブローバイガス処理装置。
【請求項２】
前記切換手段は、前記吸気エア要求量がしきい値未満の場合に、前記ブローバイガスを前記吸気系における前記第１のバルブよりも上流側かつ前記第２のバルブよりも下流側に供給することを特徴とする請求項１記載のブローバイガス処理装置。
【請求項３】
前記吸気系において前記第１のバルブの上流側かつ前記第２のバルブの下流側にサージタンクをさらに備え、
前記切換手段は、前記吸気エア要求量が前記しきい値未満である場合に、前記サージタンクに前記ブローバイガスを供給することを特徴とする請求項２記載のブローバイガス処理装置。
【請求項４】
前記切換手段は、前記吸気エア要求量がしきい値以上の場合に、前記ブローバイガスを前記吸気系における前記第１のバルブよりも下流側に供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブローバイガス処理装置。
【請求項５】
前記第１のバルブおよび前記第２のバルブの開度を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のブローバイガス処理装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記吸気エア要求量が前記しきい値未満の場合、前記第１のバルブの開度を全開に制御することを特徴とする請求項５記載のブローバイガス処理装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記吸気エア要求量が前記しきい値未満の場合、前記各気筒に供給されるエア量を前記第２のバルブの開度を変化させることによって制御することを特徴とする請求項５または６記載のブローバイガス処理装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記吸気エア要求量が前記しきい値以上の場合、前記第２のバルブの開度を全開に制御することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のブローバイガス処理装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記吸気エア要求量が前記しきい値以上の場合、前記各気筒に供給されるエア量を前記第１のバルブの開度を変化させることによって制御することを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載のブローバイガス処理装置。
【請求項１０】
前記吸気エア要求量検出手段は、アクセルの開度を検出する検出手段であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のブローバイガス処理装置。
【請求項１１】
前記切換手段は、前記ブローバイガスを回収する回収手段と、前記ブローバイガスの供給先を切り換える切換弁とを備えることを特徴とする請求項１〜１０のずれかに記載のブローバイガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立スロットルバルブを備えた多気筒内燃機関のブローバイガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な内燃機関においては、燃焼室からピストンと気筒壁との隙間を通ってクランクケース内に漏れ出るブローバイガスが発生する。このブローバイガスの主成分は未燃焼ガスである。したがって、ブローバイガスを再度各気筒に導入して燃焼させる必要がある。そこで、内燃機関にはブローバイガス還流装置が取り付けられていることが多い。ブローバイガスは、このブローバイガス還流装置によって、スロットルバルブよりも下流側に導入される。
【０００３】
ところで、多気筒型内燃機関においては、分岐前の吸気管にサブスロットルバルブが設けられているとともに、分岐後の各吸気管に独立スロットルバルブが設けられていることがある（例えば、特許文献１参照）。この独立スロットルを備える内燃機関は、アクセル開度に対する応答性が高く、高出力の発生に適している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２２４４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
独立スロットルバルブが設けられている多気筒型内燃機関においてブローバイガスの還流通路が固定されていると、吸気エア量の変化によりブローバイガスの各気筒への分配にばらつきが生じることがある。例えば、アイドリング時等の軽負荷時には独立スロットルバルブの開度が小さく、各気筒に吸入されるエア量が小さくなるからである。
【０００６】
本発明は、吸気エア量に応じてブローバイガスの供給通路を変更することができるブローバイガス処理装置を提供することを目的とする。
【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処理装置は、多筒型の内燃機関と、内燃機関の各気筒の吸気分岐通路に設けられた第１のバルブと、第１のバルブよりも上流側であって吸気分岐通路を集合させた集合通路に設けられた第２のバルブと、内燃機関の吸気エア要求量を検出する吸気エア要求量検出手段と、各気筒で発生するブローバイガスの内燃機関の吸気系への供給先を内燃機関の吸気エア要求量に応じて切り換える切換手段と、を備えることを特徴とするものである。本発明に係るブローバイガス処理装置においては、ブローバイガスの吸気系への供給先が切換手段により吸気エア要求量に応じて切り換えられる。したがって、内燃機関の吸気エア量に応じてブローバイガスの供給通路を切り換えることができる。
【０００８】
切換手段は、吸気エア要求量がしきい値未満の場合に、ブローバイガスを吸気系における第１のバルブよりも上流側かつ第２のバルブよりも下流側に供給してもよい。この場合、第１のバルブと各気筒との間の吸気通路容積に比較して第２のバルブと各気筒との間の吸気通路容積が大きいことから、低負荷時であってもブローバイガスの気筒間における分配量のばらつきの発生を抑制することができる。
【０００９】
吸気系において第１のバルブの上流側かつ第２のバルブの下流側にサージタンクをさらに備え、切換手段は、吸気エア要求量がしきい値未満である場合に、サージタンクにブローバイガスを供給してもよい。この場合、サージタンクに供給されたブローバイガスは均一に拡散する。それにより、ブローバイガスの気筒間における分配量のばらつきの発生を抑制することができる。
【００１０】
切換手段は、吸気エア要求量がしきい値以上の場合に、ブローバイガスを吸気系における第１のバルブよりも下流側に供給してもよい。この場合、各気筒に供給されるエア量は増大する。それにより、各気筒に供給されるブローバイガスの量にばらつきがあっても、各気筒におけるブローバイガスの濃度差は小さくなる。したがって、気筒間におけるブローバイガス濃度のばらつきの発生を抑制することができる。また、第１のバルブよりも下流側にブローバイガスが供給されることから、ブローバイガスの外部への排出を防止することができる。
【００１１】
第１のバルブおよび第２のバルブの開度を制御する制御手段をさらに備えていてもよい。また、制御手段は、吸気エア要求量がしきい値未満の場合、第１のバルブの開度を全開に制御してもよい。制御手段は、吸気エア要求量がしきい値未満の場合、各気筒に供給されるエア量を第２のバルブの開度を変化させることによって制御してもよい。この場合、第２のバルブを通過するエアの温度が上昇することから、内燃機関の各気筒に供給される燃料の気化を促進することができる。その結果、内燃機関の各気筒において発生するトルクの変化が滑らかになる。
【００１２】
制御手段は、吸気エア要求量がしきい値以上の場合、第２のバルブの開度を全開に制御してもよい。制御手段は、吸気エア要求量がしきい値以上の場合、各気筒に供給されるエア量を第１のバルブの開度を変化させることによって制御してもよい。この場合、第１のバルブを通過するエアの温度はあまり上昇しないので、各気筒におけるノックが改善されるとともに、燃費およびトルクが向上する。
【００１３】
エア要求量検出手段は、アクセルの開度を検出する検出手段であってもよい。また、切換手段は、ブローバイガスを回収する回収手段と、ブローバイガスの供給先を切り換える切換弁とを備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内燃機関の吸気エア量に応じてブローバイガスの供給通路を切り換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の第１実施例に係るブローバイガス処理装置１００の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、ブローバイガス処理装置１００は、エアクリーナ１、エアフローメータ２、サブスロットルバルブ３、サージタンク４、複数の独立スロットルバルブ５、複数のインジェクタ６、シリンダヘッド７、ＰＣＶ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｃｒａｎｋｃａｓｅ  Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）バルブ８、切換バルブ９、制御部１０およびアクセル開度センサ１１を含む。
【００１７】
エアクリーナ１は、内部の吸気通路を横断するエアクリーナエレメントを含む。エアクリーナ１の一端は外気に通じ、エアクリーナ１の他端は配管２１を介してサージタンク４に通じている。エアフローメータ２およびサブスロットルバルブ３は、配管２１に介挿されている。エアフローメータ２は、サブスロットルバルブ３よりもエアクリーナ１側に配置されている。サブスロットルバルブ３は、例えば、バタフライバルブからなる。
【００１８】
サージタンク４とシリンダヘッド７とは、複数の吸気管２２によって接続されている。独立スロットルバルブ５およびインジェクタ６は、各吸気管２２に１つずつ介挿されている。独立スロットルバルブ５は、インジェクタ６よりもサージタンク４側に配置されている。独立スロットルバルブ５は、例えば、バタフライバルブからなる。ＰＣＶバルブ８は、シリンダヘッド７に設けられている。ＰＣＶバルブ８は、配管２３を介して切換バルブ９の入口に接続されている。
【００１９】
切換バルブ９は、３方弁等から構成される。切換バルブ９の一方の出口は、配管２４を介してサージタンク４に接続されている。切換バルブ９の他方の出口は、複数の管に分岐する配管２５を介して吸気管２２のそれぞれに接続されている。各吸気管２２と配管２５とは、独立スロットルバルブ５とインジェクタ６との間で接続されている。アクセル開度センサ１１は、アクセルの開度を検出するためのセンサである。
【００２０】
制御部１０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）等から構成される。制御部１０は、エアフローメータ２およびアクセル開度センサ１１の検出結果に基づいて、サブスロットルバルブ３、独立スロットルバルブ５、インジェクタ６および切換バルブ９を制御する。詳細は、後述する。
【００２１】
続いて、ブローバイガス処理装置１００の動作の概略について説明する。まず、エアクリーナ１に吸気されたエアは、エアクリーナエレメントによって浄化され、配管２１に供給される。エアフローメータ２は、配管２１を流動するエア量を検出し、その検出結果を制御部１０に与える。サブスロットルバルブ３は、制御部１０の指示に従って、開度を変化させる。それにより、配管２１を流動するエア量を調整することができる。サブスロットルバルブ３を通過したエアは、サージタンク４において一時的に蓄えられた後に、複数の吸気管２２に供給される。
【００２２】
独立スロットルバルブ５は、制御部１０の指示に従って、開度を変化させる。それにより、各吸気管２２を流動するエア量を調整することができる。独立スロットルバルブ５を通過したエアは、シリンダヘッド７を介して各気筒（図示せず）に供給される。また、インジェクタ６は、制御部１０の指示に従って、各気筒における燃焼に必要な量の燃料をシリンダヘッド７を介して各気筒に供給する。
【００２３】
ＰＣＶバルブ８は、制御部１０の指示に従って開閉を行う。ＰＣＶバルブ８が開くことによって、シリンダヘッド７と配管２３とが連通する。それにより、ブローバイガスが切換バルブ９に供給される。切換バルブ９は、制御部１０の指示に従って、配管２３と配管２４との連通または配管２３と配管２５との連通を切り換える。したがって、ブローバイガスは、切換バルブ９の動作に従って、サージタンク４または吸気管２２に供給される。アクセル開度センサ１１は、アクセルの開度を検出して、その検出結果を制御部１０に与える。
【００２４】
以下、制御部１０による制御の詳細について説明する。制御部１０は、シリンダヘッド７を備える内燃機関の要求エア量が少ないか否かを判定する。例えば、アクセル開度が所定値よりも小さいと、要求エア量が少ないと判定することができる。本実施例においては、制御部１０は、アクセル開度センサ１１の検出結果に基づいて、アクセル開度がしきい値未満であれば要求エア量が少ないと判定する。このしきい値は、例えば、１０°〜２０°程度である。
【００２５】
アクセル開度がしきい値以上であれば、制御部１０は、サブスロットルバルブ３を制御してサブスロットルバルブ３を全開させるとともに、切換バルブ９を制御して配管２３と配管２５とを連通させる。また、制御部１０は、独立スロットルバルブ５を制御して、各気筒における燃焼に必要な量のエアを各気筒に供給する。
【００２６】
この場合、各気筒に供給されるエア量が増大する。それにより、配管２５に供給されるブローバイガスの量にばらつきがあっても、各気筒におけるブローバイガスの濃度差は小さくなる。また、サブスロットルバルブ３が全開であっても、ブローバイガスは、独立スロットルバルブ５よりも下流側に供給されることから、ブローバイガスの外部への排出を防止することができる。さらに、独立スロットルバルブ５通過後のシリンダ吸入空気温度はあまり上昇しないので、ノックが改善されるとともに、燃費およびトルクが向上する。
【００２７】
アクセル開度がしきい値未満であれば、制御部１０は、独立スロットルバルブ５を制御して独立スロットルバルブ５を全開させるとともに、切換バルブ９を制御して配管２３と配管２４とを連通させる。また、制御部１０は、サブスロットルバルブ３を制御して、各気筒における燃焼に必要なエア量を各気筒に供給する。
【００２８】
この場合、独立スロットルバルブ５と気筒との間の容積に比較してサブスロットルバルブ３と気筒との間の容積が大きいことから、ブローバイガスは均一に拡散する。特に、吸気管２２に分岐する前のサージタンク４に供給されたブローバイガスは、サージタンク４において均一に拡散する。それにより、サブスロットルバルブ３からサージタンク４に供給されるエアが少量であっても、各気筒にブローバイガスを均一に分配することができる。また、この場合、各気筒に供給するエア量が少なくなることから、サブスロットルバルブ３の開度は小さくなる。したがって、ブローバイガスの外部への排出を防止することができる。さらに、サブスロットルバルブ３通過後の吸入空気温度は上昇することから、インジェクタ６から供給される燃料の気化を促進することができる。その結果、各気筒において発生するトルクの変化が滑らかになる。
【００２９】
図２は、制御部１０が各部を制御する際のフローチャートの一例である。制御部１０は、所定の周期で以下のフローチャートを実行する。まず、制御部１０は、アクセル開度がしきい値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。この場合、制御部１０は、アクセル開度センサ１１の検出結果に基づいて判定する。ステップＳ１においてアクセル開度がしきい値以上であると判定された場合、制御部１０は、サブスロットルバルブ３を制御してサブスロットルバルブ３を全開させるとともに、切換バルブ９を制御して配管２３と配管２５とを連通させる（ステップＳ２）。それにより、ブローバイガスを独立スロットルバルブ５の下流側に供給することができる。次に、制御部１０は、独立スロットルバルブ５を制御して、各気筒における燃焼に必要な量のエアを各気筒に供給する（ステップＳ３）。その後、制御部１０は、動作を終了する。
【００３０】
ステップＳ１においてアクセル開度がしきい値以上であると判定されなかった場合、制御部１０は、独立スロットルバルブ５を制御して独立スロットルバルブ５を全開させるとともに、切換バルブ９を制御して配管２３と配管２４とを連通させる（ステップＳ４）。それにより、ブローバイガスをサブスロットルバルブ３の下流側に供給することができる。次に、制御部１０は、サブスロットルバルブ３を制御して、各気筒における燃焼に必要な量のエアを各気筒に供給する（ステップＳ５）。その後、制御部１０は、動作を終了する。
【００３１】
このように、図２のフローチャートに従うことによって、アイドリング時等のエア供給量が少ない場合においても、ブローバイガスの気筒間における分配量のばらつきの発生を抑制することができる。
【００３２】
なお、本実施例においては、独立スロットルバルブ５が第１のバルブに相当し、サブスロットルバルブ３が第２のバルブに相当し、エアフローメータ２がエア要求量検出手段に相当し、切換バルブ９が切換手段に相当し、制御部１０が制御手段に相当し、アクセル開度センサ１１が検出手段に相当し、ＰＣＶバルブ８が回収手段に相当し、配管２１が集合通路に相当し、吸気管２２が吸気分岐通路に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施例に係るブローバイガス処理装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】制御部が各部を制御する際のフローチャートの一例である。
【符号の説明】
【００３４】
３  サブスロットル
４  サージタンク
５  独立スロットル
７  気筒
８  ＰＣＶバルブ
９  ３方弁
１０  制御部
１１  アクセル開度センサ
１００  ブローバイガス処理装置
【図１】
2007224850.tif 000003
【図２】
2007224850.tif 000004