(57)【要約】【課題】外部ガスの導入能力を維持しつつ、循環通路やエゼクタの熱害や凍結の発生を抑制することを可能とする内燃機関の外部ガス導入装置を提供する。【解決手段】吸気を過給機２５の下流から上流に循環させる循環通路４２０にエゼクタ５０を設け、該エゼクタ５０によりブローバイガスを吸引して吸気とともに循環通路４２０を通じて吸気通路２１に導入する。この循環通路４２０のうち、第１の通路４２１はエゼクタ５０とインタークーラ２９の下流とを接続するものである一方、第２の通路４２２はエゼクタ５０とインタークーラ２９の上流とを接続するものである。そして、外気温が高温であるときには第１の通路４２１を開放して第２の通路４２２を閉鎖する一方、外気温が低温であるときには、第２の通路４２２を開放して第１の通路４２１を閉鎖するといった切替処理を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気を過給機の下流から上流に循環させる循環通路にエゼクタを設け、該エゼクタにより外部ガスを吸引して吸気とともに前記循環通路を通じて吸気通路に導入する内燃機関の外部ガス導入装置において、
前記循環通路は前記エゼクタとインタークーラの下流とを接続する第１の通路と前記エゼクタと前記インタークーラの上流とを接続する第２の通路とを含み、
前記循環通路に凍結が発生しないと判断したときに前記第１の通路を開放して前記第２の通路を閉鎖する一方で凍結が発生すると判断したときに前記第２の通路を開放して前記第１の通路を閉鎖する切替処理を実行する
ことを特徴とする内燃機関の外部ガス導入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の外部ガス導入装置において、
前記過給機の過給圧が所定圧以上であるときに前記切替処理を実行する一方、所定圧未満であるときに前記第１の通路を開放して前記第２の通路を閉鎖する
ことを特徴とする内燃機関の外部ガス導入装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の外部ガス導入装置において、
前記吸気通路のスロットルバルブの下流に前記外部ガスを導入する導入通路を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の外部ガス導入装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の外部ガス導入装置において、
前記切替処理に際し前記循環通路の凍結の発生を外気温に基づいて判断する
ことを特徴とする内燃機関の外部ガス導入装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の外部ガス導入装置において、
前記切替処理に際しては、外気温が判定値以上であるときに前記第１の通路を開放して前記第２の通路を閉鎖する一方で外気温が前記判定値未満であるときに前記第２の通路を開放して前記第１の通路を閉鎖する
ことを特徴とする内燃機関の外部ガス導入装置。
【請求項６】
前記外部ガスは内燃機関のクランクケースに発生するブローバイガスである
請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の外部ガス導入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過給機を搭載した内燃機関の吸気通路にブローバイガス等の外部ガスを導入するための内燃機関の外部ガス導入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に搭載される装置として、シリンダの内壁とピストンリングとの隙間からクランクケースに漏れ出したガス、すなわちブローバイガスを吸気通路に導入して処理するブローバイガス導入装置が知られている。こうしたブローバイガス導入装置によれば、吸気通路に発生する負圧を利用してブローバイガスを同吸気通路に導入して燃焼室で燃焼させることにより、ブローバイガスがクランクケースに滞留することに起因する同クランクケース等の腐食やオイルの劣化を抑制することができる。
【０００３】
ところで、過給機を搭載する内燃機関では吸気通路に発生する負圧の度合いが低いため、こうしたブローバイガスの処理能力が低下する傾向がある。そこで例えば、特許文献１に記載されるものでは、過給機（厳密にはそのコンプレッサ）の下流から上流に循環させる循環通路にエゼクタを設け、このエゼクタを介してブローバイガスを循環通路を通じて吸気通路に導入するようにしている。エゼクタは、過給機の過給時においてその上流と下流との間で吸気通路の内部に圧力差が生じることを利用して循環通路に吸気を強制的に流通させ、その際に生じる負圧によってブローバイガスをエゼクタに吸引するようにしたジェットポンプの一種である。こうしたエゼクタを利用することにより、過給機の過給作用により吸気通路の負圧が低下している状況下であっても、クランクケースのブローバイガスを吸気通路に導入することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３６８２５号公報
【特許文献２】特開２０１１−９４５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、過給機の過給がなされると吸気が温度上昇して極めて高温となることがある。そうした状況のもと、ブローバイガスの処理が行われると、高温となった吸気の熱により循環通路やエゼクタが変形する等の熱害が生じるおそれがある。
【０００６】
一方、同じく過給機による過給時にブローバイガスを循環させるようにしたものとして、特許文献２に記載の装置が知られている。この特許文献２に記載の装置は、エゼクタとインタークーラの下流部分とを循環通路により連通することにより、循環通路からエゼクタを介して吸気を吸気通路に循環させるようにしている。このため、過給機による過給作用により吸気が上述した熱害が生じる温度まで一時的に上昇しても、循環通路やエゼクタにはインタークーラにより冷却された後の吸気が導入されることとなるため、上述したような熱害が生じることはない。しかしその一方で、外気温が極低温であるとき、循環通路やエゼクタには低温の吸気が流れるようになるため、その吸気やブローバイガスに含まれる水分が循環通路やエゼクタにおいて凍結することがある。こうした凍結が生じると、それら循環通路やエゼクタにおいて吸気や外部ガスが通過する流路が狭められたり閉塞したりしてブローバイガスの処理が適切に行われない状況が発生することがある。特に、エゼクタの内部は、流通する吸気の流路を狭めて流速を高めることでブローバイガスを吸引するための負圧を発生させるようにしているため、吸気通路と比較してこうした凍結に起因する流路の閉塞等が生じやすく、その悪影響が無視できないものとなる。尚、上述したような熱害や凍結の発生は、ブローバイガス導入装置に限ったものではなく、ブローバイガスとは異なる他の外部ガスをエゼクタを利用して循環させる装置においても程度の差こそあれ同様に生じる。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、循環通路に設けられたエゼクタに過給機の上流及び下流の差圧により吸気を循環させ、そのエゼクタの吸引作用を利用して外部ガスを吸気通路に導入させるようにした外部ガス導入装置において、外部ガスの導入能力を維持しつつ、循環通路やエゼクタの熱害や凍結の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、吸気を過給機の下流から上流に循環させる循環通路にエゼクタを設け、該エゼクタにより外部ガスを吸引して吸気とともに前記循環通路を通じて吸気通路に導入する内燃機関の外部ガス導入装置において、前記循環通路は前記エゼクタとインタークーラの下流とを接続する第１の通路と前記エゼクタと前記インタークーラの上流とを接続する第２の通路とを含み、前記循環通路に凍結が発生しないと判断したときに前記第１の通路を開放して前記第２の通路を閉鎖する一方で凍結が発生すると判断したときに前記第２の通路を開放して前記第１の通路を閉鎖する切替処理を実行することをその要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、循環通路に凍結が発生しないと判断したとき、すなわち過給機の過給作用により温度上昇して高温となった吸気の熱によってエゼクタや循環通路に熱変形等の熱害が生じるおそれのあるときには、切替処理を通じて第１の通路及び第２の通路の開放・閉鎖状態が切り替えられ、インタークーラにより冷却された吸気が循環通路を通じてエゼクタに導入されるため、こうした熱害の発生を抑制することができる。一方、循環通路に凍結が発生すると判断したとき、すなわちインタークーラの冷却作用により温度低下して低温となった吸気が循環通路を通じてエゼクタに導入され、同エゼクタや循環通路において吸気や外部ガスに含まれる水分が凍結するおそれのあるときには、切替処理を通じて第１の通路及び第２の通路の開放・閉鎖状態が切り替えられ、インタークーラにより冷却される前の吸気が循環通路に導入されるため、こうした凍結の発生を抑制することができる。尚、循環通路に凍結が発生するか否かを判断するためのパラメータとしては、例えば外気温や吸気温度、あるいは、雨や雪等の天気情報、循環通路から吸気通路へと循環される外部ガスの量、外気の湿度、並びにインタークーラに供給される冷却水の温度を挙げることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の外部ガス導入装置において、前記過給機の過給圧が所定圧以上であるときに前記切替処理を実行する一方、所定圧未満であるときに前記第１の通路を開放して前記第２の通路を閉鎖することをその要旨とする。
【００１１】
上記構成では、吸気通路において過給機の上流の内圧と下流の内圧との差圧が大きいときに、すなわち循環通路を流れる吸気やエゼクタに吸引される外部ガスの量が多くなって上述したような熱害や凍結が顕在化しやすいときに、切替処理が実行されるため、こうした熱害や凍結を好適に抑制することができる。一方、過給圧が低いときにはエゼクタを介して循環通路を流れる吸気やエゼクタに吸引される外部ガスの量が少なくなるため、循環通路やエゼクタが吸気や外部ガスに含まれる水分によって凍結することによって循環通路やエゼクタにおいて吸気や外部ガスが通過する流路が狭められたり閉塞したりするといった状況は発生しにくい。一方、エゼクタを介して循環通路を流れる吸気が少ない場合であっても、その吸気が高温であれば過給圧が高いときと比較すればその可能性が低いとはいえ、上述したような熱害が発生する可能性がある。この点に着目し、上記構成では、過給圧が低く上記切替処理を実行しないときには、潤滑通路に凍結が発生するか否かの判断にかかわらず一律に第１の通路を開放して前記第２の通路を閉鎖し、インタークーラにより冷却された吸気をエゼクタに導入するようにしているため、こうした熱害の発生を好適に抑制することができるようになる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の外部ガス導入装置において、前記吸気通路のスロットルバルブの下流に前記外部ガスを導入する導入通路を更に備えることをその要旨とする。
【００１３】
過給機の過給圧が低いときには、吸気通路において過給機の上流の内圧と下流の内圧との差圧が小さくなり、エゼクタを通過する吸気の量やこれに吸引される外部ガスの量が少なくなるため、外部ガスの導入能力が低下することとなる。また、このように過給機の過給圧が低い場合には、スロットルバルブの開度が絞られるため、吸気通路においてスロットルバルブの下流には負圧が発生するようになる。上記構成によれば、このように過給圧が低く外部ガスの導入能力が低下したときには、スロットルバルブの下流に接続された導入通路を通じて外部ガスを吸気通路に導入することができる。
【００１４】
尚、過給機により吸気が過給される一方、スロットルバルブの開度もある程度絞られてその下流に負圧が発生している状況下、すなわちエゼクタを介して外部ガスを吸気通路に導入するとともに、同外部ガスを導入通路を通じて吸気通路に導入する場合にあっては、請求項２に記載の構成を併せて採用することが望ましい。こうした構成によれば、循環通路において第１の通路を開放し第２の通路を閉鎖することで、上述したような熱害の発生を抑制しつつ、導入通路を介して外部ガスを吸気通路に導入することができるようになる。
【００１５】
また、上述した切替処理の具体的な実行態様としては、請求項４に記載の発明によるように、循環通路の凍結の発生を外気温に基づいて判断することが望ましい。すなわち、外気温が相対的に高温であるときに前記第１の通路を開放して前記第２の通路を閉鎖する一方で外気温が相対的に低温であるときに前記第２の通路を開放して前記第１の通路を閉鎖する、といった構成を採用する。
【００１６】
尚、こうした切替処理、すなわち第１の通路及び第２の通路の開放・閉鎖状態を外気温に基づいて切り替えるに際しては、外気温センサによって外気温を直接検出し、その検出される温度に基づいて各通路の開放・閉鎖状態を切り替える他、吸気温や機関始動時における機関冷却水の温度といった外気温と相関を有して変化する温度を検出し、その検出される温度に基づいて各通路の開放・閉鎖状態を切り替えるようにすることもできる。
【００１７】
また、上述した外気温に基づく切替処理の具体的な実行態様としては、請求項５に記載の発明によるように、熱害と凍結のいずれが発生する可能性が高いかを判定するための判定値を外気温（若しくはその相関値）について設定し、外気温がこの判定値以上であるときに第１の通路を開放して第２の通路を閉鎖する一方、外気温が判定値未満であるときに第２の通路を開放して第１の通路を閉鎖する、といった構成を採用することができる。
【００１８】
尚、こうした構成の他、例えば、外気温が上述した熱害の発生が顕在化すると判断できる第１の判定値以上であるときに第１の通路を開放して第２の通路を閉鎖する一方、外気温が第１の判定値よりも低く設定され、上述した凍結の発生が顕在化すると判断できる第２の判定値未満であるときに第２の通路を開放して第１の通路を閉鎖するようにする。更に、外気温が第２の判定値以上で且つ第１の判定値未満であるとき、すなわち熱害及び凍結のいずれが発生するかがそのときの過給圧や吸気量等の機関運転状態に応じて変化する状況下にあっては、そうした変化に併せる態様で第１の通路及び第２の通路の開放・閉鎖状態を機関運転状態に基づいて切り替えるようにしてもよい。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の外部ガス導入装置において、前記外部ガスは内燃機関のクランクケースに発生するブローバイガスであることをその要旨とする。
【００２０】
吸気通路に導入する外部ガスとしては、請求項６に記載の発明によるようにブローバイガスを挙げることができる。こうしたブローバイガスは強酸性であるため、クランクケース等、機関内部の金属部材における腐食やオイルの劣化を招くこととなるが、上記構成によれば、ブローバイガスをエゼクタを介して吸気通路に導入するようにしているため、過給機による過給がなされているときであってもこれを燃焼させて処理することができ、併せて同処理に際して生じるエゼクタや循環通路の熱害や凍結の発生を抑制することができる。ちなみに、外部ガスとしては、こうしたブローバイガスの他、ＥＧＲガス、燃料タンクに発生する気体燃料（パージガス）等を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明をブローバイガス導入装置に具体化した一実施形態の概略構成を示す構成図。
【図２】エゼクタの内部構造を示す断面図。
【図３】本実施形態の切替処理を示すフローチャート。
【図４】本実施形態の切替処理により第１の通路が開放されるとともに第２の通路が閉鎖されるときの吸気及びブローバイガスの流れを示す断面図。
【図５】本実施形態の切替処理により第２の通路が開放されるとともに第１の通路が閉鎖されるときの吸気及びブローバイガスの流れを示す断面図。
【図６】本実施形態の切替処理により過給状態にないと判断されたときの吸気及びブローバイガスの流れを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明にかかる外部ガス導入装置を、クランクケースのブローバイガスを吸気通路に導入し燃焼して処理するブローバイガス導入装置に具体化した一実施形態について、図１〜図６を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１に示すように、内燃機関１０には、そのシリンダブロック１１の上部にシリンダヘッド１２が取り付けられ、同シリンダヘッド１２の上部にヘッドカバー１３が装着されている。シリンダブロック１１の下部にはクランクケース１４が形成されており、同クランクケース１４の下部にはオイルパン１５が取り付けられている。オイルパン１５には機関潤滑用のオイルが貯留されている。シリンダブロック１１の内部に形成されたシリンダ１６にはピストン１７が往復動可能に収容されている。
【００２４】
内燃機関１０の吸気通路２１には、吸気流れ方向上流（以下単に「上流」）から順に、吸気を濾過するエアクリーナ２８、排気駆動式の過給機２５（厳密にはコンプレッサ２６）、吸気を外気との熱交換を通じて冷却するインタークーラ２９、スロットルバルブ３０、並びにサージタンク３２がそれぞれ設けられている。スロットルバルブ３０はスロットルモータ３１によりその開度が調節される。そして、こうしたスロットルバルブ３０の制御を通じて、内燃機関１０の吸気通路２１の通路断面積が調節されて、同吸気通路２１を通じて内燃機関１０の各気筒に吸入される空気の量が調節される。
【００２５】
また、過給機２５は、吸気通路２１に設けられるコンプレッサ２６と排気通路２２に設けられるタービンホイールとを備えている。これらタービンホイールとコンプレッサ２６とは、シャフト２７を介して一体回転可能に連結されている。そして、タービンホイールに排気が吹き付けられると、同タービンホイール及びコンプレッサ２６が一体回転し、これにより吸気通路２１を流れる吸気が圧送されて内燃機関１０の燃焼室に強制的に送り込まれるようになる。尚、過給機２５はスロットルバルブ３０が全閉状態にあるとき等、内燃機関１０の負荷が小さくなって排気量が少なくなると過給度合いが低下し、スロットルバルブ３０の開度が大きいとき等、内燃機関１０の負荷が大きくなって排気量が多くなると過給度合いが上昇する。
【００２６】
また、内燃機関１０には燃料噴射弁（図示略）が設けられており、同燃料噴射弁から噴射された燃料が燃焼室内に供給される。また、内燃機関１０の内部には、ヘッドカバー１３の内部とクランクケース１４とを連通するように延びる連通路２３が形成されている。そして、内燃機関１０には、シリンダ１６の内壁とピストン１７との摺動面の隙間を通じて燃焼室からクランクケース１４内に漏れ出した未燃ガスや燃焼ガス、すなわちブローバイガスを吸気中に導入し燃焼して処理するためのブローバイガス導入装置が設けられている。
【００２７】
このブローバイガス導入装置は、クランクケース１４の内部からブローバイガスが導入されるガス通路４１と、吸気通路２１におけるコンプレッサ２６の下流から上流に吸気を循環させる循環通路４２０（４２１，４２２，４２３）と、同循環通路４２０に設けられたエゼクタ５０とから構成されている。
【００２８】
ガス通路４１は、その一端がヘッドカバー１３に接続されている。ヘッドカバー１３の内部にはブローバイガスとオイルミストとを分離させるためのオイルセパレータ４０が配設されており、このオイルセパレータ４０を介してガス通路４１はヘッドカバー１３に接続されている。
【００２９】
循環通路４２０は、エゼクタ５０と吸気通路２１におけるインタークーラ２９の下流とを接続する第１の通路４２１と、エゼクタ５０と吸気通路２１におけるインタークーラ２９の上流とを接続する第２の通路４２２と、エゼクタ５０と吸気通路２１におけるコンプレッサ２６の上流とを接続する第３の通路４２３とからなる。これら通路４２１，４２２，４２３により吸気通路２１におけるコンプレッサ２６の下流と上流とがエゼクタ５０を介して接続されている。また、これら通路４２１，４２２，４２３のうち第１の通路４２１及び第２の通路４２２は、各通路４２１，４２２を開放状態及び閉鎖状態のいずれかに切り替える切替バルブ４３，４５をそれぞれ備えている。
【００３０】
エゼクタ５０は、ジェットポンプの一種であり、詳しくは、図２に示す態様にて、その内部において第１の通路４２１、第２の通路４２２、並びに第３の通路４２３が開口する。尚、図１及び図２に示すように、第１の通路４２１及び第２の通路４２２は、エゼクタ５０の上流にて合流している。そして、その合流した通路がエゼクタ５０の内部にて開口することにより同エゼクタ５０と第１の通路４２１及び第２の通路４２２とが接続されている。
【００３１】
過給機２５の過給時には、同過給機２５の下流における吸気通路２１の内部が高圧となり、過給機２５の上流と下流との間で吸気通路２１の内部に圧力差が生じることとなる。こうした過給時にて吸気通路２１の吸気が第１の通路４２１や第２の通路４２２に導入されると、その吸気がこれら通路４２１，４２２からエゼクタ５０の内部に導入される。そして、こうしてエゼクタ５０の内部に導入された吸気は、第３の通路４２３に流入した後、過給機２５の上流における吸気通路２１に導入される。こうしてエゼクタ５０を介して各通路４２１，４２２，４２３を吸気が流通すると、その際にエゼクタ５０の内部の空間５１に負圧が生じることとなる。そして、この生じた負圧によりブローバイガスがガス通路４１からエゼクタ５０の内部へと吸引され、更にエゼクタ５０の内部から第３の通路４２３へと吸気と併せて排出される。このように、エゼクタ５０を利用することにより、過給機２５の過給作用により吸気通路２１の負圧が低下している状況下であっても、クランクケース１４のブローバイガスを吸気通路２１に導入することができるようになる。ちなみに、ガス通路４１からエゼクタ５０の内部に導入されるブローバイガスの量は、第１の通路４２１又は第２の通路４２２から第３の通路４２３に流入する吸気の量が多いときほど多くなる。例えば、過給圧が高く、吸気通路２１において過給機２５の上流の内圧と下流の内圧との差圧が多いときほど多くなる。
【００３２】
また、ブローバイガス導入装置は、図１に示すように、吸気通路２１からヘッドカバー１３内部へと外気を導入する外気導入通路５２と、吸気通路２１におけるスロットルバルブ３０の下流にブローバイガスを導入する導入通路としてのＰＣＶ通路５５とを更に備えている。ＰＣＶ通路５５は、その一端がガス通路４１と同じくオイルセパレータ４０を介してヘッドカバー１３に接続されているとともに、他端がサージタンク３２に接続されている。また、ＰＣＶ通路５５の一端にはＰＣＶバルブ５６が設けられており、このＰＣＶバルブ５６の開度が調節されることによりＰＣＶ通路５５を流通するブローバイガスが調量される。
【００３３】
こうしたブローバイガス導入装置を備えた内燃機関１０の各種制御は制御部６０により実行される。この制御部６０は、各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。
【００３４】
制御部６０の入力ポートには、次に示す各種センサが接続されている。すなわち、吸気通路２１を通過する吸気量ＧＡを検出するエアフロメータ６１や、燃焼室に吸入される吸気の温度Ｔｉｎを検出する吸気温センサ６２が接続されている。更に、スロットルバルブ３０の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するスロットルセンサ６３や、吸気通路２１におけるスロットルバルブ３０の下流の圧力（過給圧Ｐ）を検出する過給圧センサ６４が接続されている。そして、機関回転速度ＮＥを検出する回転速度センサ６５、アクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣＰを検出するアクセルセンサ６６、並びに外気の温度（外気温ＴＯ）を検出する外気温センサ６７が接続されている。
【００３５】
そして、制御部６０は、上記各種センサから入力された検出信号に基づき、機関回転速度ＮＥや機関負荷Ｑ（内燃機関１０の１サイクル当たりに燃焼室に吸入される空気の量）といった機関運転状態を把握する。尚、機関負荷は、アクセルペダルの踏み込み量ＡＣＣＰ、スロットル開度ＴＡ、吸気量ＧＡ等の検出信号に基づいて求められる内燃機関１０の吸入空気量と上記機関回転速度ＮＥとから算出される。そして、その把握した運転状態に応じて、吸入空気量や燃料噴射量の調節制御等の内燃機関１０の運転制御を実行する。
【００３６】
ところで、過給機２５の過給がなされると吸気が温度上昇して極めて高温となることがある。そうした状況のもと、ブローバイガスの処理が行われると、高温となった吸気の熱により循環通路４２０やエゼクタ５０が変形する等の熱害が生じるおそれがある。
【００３７】
こうした熱害が生じるのを回避すべく、例えば、エゼクタ５０とインタークーラ２９の下流部分とを循環通路４２０により連通することにより、インタークーラ２９により冷却された後の吸気を吸気通路２１に循環させる構成を採用することが考えられる。しかしながら、こうした構成によれば、上述したような熱害が生じることはないものの、外気温が極低温であるときには、吸気やブローバイガスに含まれる水分が循環通路４２０やエゼクタ５０において凍結するといった問題が生じるおそれがある。特に、エゼクタ５０の内部は、流通する吸気の流路を狭めて流速を高めることでブローバイガスを吸引するための負圧を発生させるようにしているため、吸気通路２１と比較してこうした凍結に起因する流路の閉塞等が生じやすく、その悪影響が無視できないものとなる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、制御部６０によって切替バルブ４３，４５を制御することにより第１の通路４２１及び第２の通路４２２の開放・閉鎖状態を切り替える切替処理を実行するようにしている。以下、この切替処理の処理手順について図３を参照して説明する。尚、この図３に示す一連の処理は、機関運転中において制御部６０により所定期間毎に繰り返し実行される。
【００３９】
図３に示すように、この一連の処理ではまず過給状態にあるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。ここで、過給状態にあるか否かについては、過給圧センサ６４から検出される過給圧Ｐが判定圧Ｐａ以上であるか否かをもって判断するようにしている。
【００４０】
ここで、過給圧が高いとき、すなわち吸気通路２１においてコンプレッサ２６の上流の内圧と下流の内圧との差圧が大きいときには、エゼクタ５０を介して通路４２１，４２２，４２３を流れる吸気やガス通路４１からエゼクタ５０内に吸引されるブローバイガスの量が多くなる。こうした状況では、上述したようなエゼクタ５０や通路４２１，４２２，４２３に生じる熱害や凍結といった問題が顕在化しやすい。こうした点を考慮して、上記判定圧Ｐａは、過給圧Ｐが判定圧Ｐａ以上である場合に、上述したような熱害や凍結が顕在化しやすい状況にあると判断できる値に予め設定されている。
【００４１】
そして、過給圧Ｐが判定圧Ｐａ以上である、すなわち過給状態であると判断すると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、次に外気温ＴＯが判定値ＴＯａ未満であるか否かを判断する（ステップＳ１２０）。尚、ステップＳ１２０の判断を行うためのパラメータとしては、外気温センサ６７による検出値が用いられる。
【００４２】
ここで、外気温が高温であるときには、既に高温である吸気が過給機２５の過給作用により温度上昇して更に高温となるため、同吸気の熱により上述したような熱害が生じるおそれがある。その一方で、外気温が低温であるときには、過給機２５の過給作用によりある程度温度上昇するとはいえ、低温である吸気がインタークーラ２９により冷却されるため、同吸気が上述したように吸気やブローバイガスに含まれる水分が凍結するといったおそれがある。こうした点を考慮して、上記判定値ＴＯａは、外気温ＴＯが判定値ＴＯａ以上である場合には上述したような熱害が生じるおそれがあると判断できる値であって、且つ外気温ＴＯが判定値ＴＯａ未満である場合には上述したような凍結が生じるおそれがあると判断できる値に予め設定されている。
【００４３】
そして、外気温ＴＯが判定値ＴＯａ以上であると判断すると（ステップＳ１２０：ＮＯ）、上述したような熱害が生じるおそれがあるとして、第１の通路４２１を開放するとともに第２の通路４２２を閉鎖する（ステップＳ１３０）。このステップＳ１３０では、切替バルブ４３を開弁状態とするとともに切替バルブ４５を閉弁状態とするようにしている。したがって、循環通路４２０及びエゼクタ５０にはインタークーラ２９によって冷却された吸気が導入されることとなる。
【００４４】
一方、外気温ＴＯが判定値ＴＯａ未満であると判断すると（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、上述したような凍結が生じるおそれがあるとして、第１の通路４２１を閉鎖するとともに第２の通路４２２を開放する（ステップＳ１４０）。このステップＳ１４０では、切替バルブ４３を閉弁状態とするとともに切替バルブ４５を開弁状態とするようにしている。したがって、循環通路４２０及びエゼクタ５０にはインタークーラ２９により冷却される前の吸気、換言すれば過給機２５の過給作用により温度上昇した吸気が導入されることとなる。このように、ステップＳ１３０及びステップＳ１４０の何れかの処理を行うことにより、第１の通路４２１及び第２の通路４２２の開放・閉鎖状態が切り替えられる。
【００４５】
一方、過給圧が低いとき、すなわち吸気通路２１においてコンプレッサ２６の上流の内圧と下流の内圧との差圧が小さいときには、エゼクタ５０を介して通路４２１，４２２，４２３を流れる吸気やガス通路４１からエゼクタ５０内に吸引されるブローバイガスの量が少なくなるため、上述したような熱害や凍結といった問題が顕在化しにくい。
【００４６】
ここで、こうした過給圧が低いときには、上記熱害や凍結といった問題が顕在化しにくいものの、その発生程度は次のようになる。まず、そうした状況下にあっては、エゼクタ５０を介して通路４２１，４２２，４２３を流れる吸気やエゼクタ５０に吸引されるブローバイガスの量が少なくなる。このため、通路４２１，４２２，４２３やエゼクタ５０が吸気やブローバイガスに含まれる水分によって凍結することによって、これら通路４２１，４２２，４２３やエゼクタ５０において吸気やブローバイガスが通過する流路が狭められたり閉塞したりするといった状況は発生しにくい。一方、エゼクタ５０を介して通路４２１，４２２，４２３を流れる吸気が少ない場合であっても、その吸気が高温であれば過給圧が高いときと比較してその可能性が低いとはいえ、上述したような熱害が発生する。
【００４７】
この点に着目し、本実施形態においては、過給圧が低いとき、すなわち過給圧Ｐが判定圧Ｐａ未満であるときには（ステップＳ１１０：ＮＯ）、外気温にかかわらず一律に第１の通路４２１を開放して第２の通路４２２を閉鎖するようにしている（ステップＳ１３０）。このように、過給圧Ｐが低いときにあってもインタークーラ２９により冷却された吸気をエゼクタ５０に導入させるようにする。
【００４８】
次に、本実施形態の作用について説明する。まず、過給圧が高いときであって且つ外気温が高温であるときには（図３のステップＳ１１０：ＹＥＳ、ステップＳ１２０：ＮＯ）、上記切替処理によって第１の通路４２１が開放されるとともに第２の通路４２２が閉鎖されるため（ステップＳ１３０）、図４に示すように、第１の通路４２１に吸気通路２１から吸気が導入する。そして、こうして第１の通路４２１に導入された吸気はエゼクタ５０を介して第３の通路４２３に流入した後、コンプレッサ２６の上流における吸気通路２１に導入する。また、エゼクタ５０を介してなされる通路４２１，４２３での吸気の流通によりエゼクタ５０内部に負圧が生じ、これによりブローバイガスがガス通路４１を介してエゼクタ５０内部に導入する。そして、こうしてエゼクタ５０内部に導入されたブローバイガスは、吸気の流通と併せて第３の通路４２３に流入してコンプレッサ２６の上流における吸気通路２１に導入する。
【００４９】
ここで、過給機２５による過給作用や外気温を受けて、吸気通路２１におけるコンプレッサ２６の下流直後においては吸気が高温となっていても、その更に下流の吸気通路２１における第１の通路４２１との接続部分においては吸気がインタークーラ２９による冷却作用を受けて温度低下して低温となる。このため、吸気がエゼクタ５０を介して通路４２１，４２３を流通する際には、同エゼクタ５０や通路４２１，４２３に吸気の過度な熱が作用することはなく、上記熱害の発生を抑制することができる。
【００５０】
また、過給圧が高いときであって且つ外気温が低温であるときには（図３のステップＳ１１０：ＹＥＳ、ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、上記切替処理によって第２の通路４２２が開放されるとともに第１の通路４２１が閉鎖されるため（ステップＳ１４０）、図５に示すように、第２の通路４２２に吸気通路２１から吸気が導入する。そして、こうして第２の通路４２２に導入された吸気はエゼクタ５０を介して第３の通路４２３に流入した後、コンプレッサ２６の上流における吸気通路２１に導入する。また、エゼクタ５０を介してなされる通路４２２，４２３での吸気の流通によりエゼクタ５０内部に負圧が生じ、これによりブローバイガスがガス通路４１を介してエゼクタ５０内部に導入する。そして、こうしてエゼクタ５０内部に導入されたブローバイガスは、吸気の流通と併せて第３の通路４２３に流入してコンプレッサ２６の上流における吸気通路２１に導入する。
【００５１】
ここで、外気温やインタークーラ２９による冷却作用を受けて、吸気通路２１におけるインタークーラ２９の下流においては吸気が低温となっていても、その上流の吸気通路２１における第２の通路４２２との接続部分においてはインタークーラ２９による冷却作用を受けておらず、過給機２５による過給作用により温度上昇した直後であるため、上記インタークーラ２９の下流と比較して高温となる。このため、吸気がエゼクタ５０を介して通路４２２，４２３を流通する際には、同エゼクタ５０や通路４２２，４２３に低温の吸気が流入しないとともに同吸気によってブローバイガスが過度に冷却されることはなく、上記凍結の発生を抑制することができる。
【００５２】
尚、過給圧が高いときには、吸気通路２１におけるスロットルバルブ３０の下流にて負圧が得られないため、同スロットルバルブ３０の下流と接続したＰＣＶ通路５５にはブローバイガスが導入しない。このため、図４及び図５に示すような過給機２５による過給圧が高いときにあっては、同過給機２５の過給作用によって高圧となった吸気が通路４２１，４２２，４２３に流入するとともにガス通路４１のみを介してブローバイガスがエゼクタ５０に吸引されることとなる。したがって、これら吸気及びブローバイガスの量は多くなり、上記熱害や凍結といった問題が顕在化しやすい。
【００５３】
また、過給圧が低いときには（図３のステップＳ１１０：ＮＯ）、上記切替処理によって第１の通路４２１が開放されるとともに第２の通路４２２が閉鎖されるため（ステップＳ１３０）、図６に示すように、第１の通路４２１に吸気通路２１から吸気が導入する。そして、こうして通路４２１，４２２の開放・閉鎖状態を切り替えることにより、先の図４に示した状況と同じく、インタークーラ２９によって冷却された吸気がエゼクタ５０を介して通路４２１，４２３を流通するようになる。
【００５４】
ここで、こうした過給圧が低いときは、スロットルバルブ３０の開度が小さい開度とされているため、吸気通路２１におけるスロットルバルブ３０の下流にて負圧が得られるようになりＰＣＶ通路５５にもブローバイガスが導入するようになる。このため、図４や図５にて示した過給圧が高いときと比較して、こうした過給圧が低いときにあっては、吸気通路２１から第１の通路４２１に導入する吸気の量が少なくなるとともにガス通路４１を介してエゼクタ５０に吸引されるブローバイガスがＰＣＶ通路５５にブローバイガスが流入する分だけ少なくなる。そして、このように過給圧が低いときにあってもインタークーラ２９により冷却された吸気をエゼクタ５０に導入するようにすることで、同エゼクタ５０や通路４２１，４２３における上記熱害の発生を抑制することができる。
【００５５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）本実施形態によれば、外気温が高温であるときには、すなわち過給機２５の過給作用により温度上昇して高温となった吸気の熱によってエゼクタ５０や循環通路４２０に熱変形等の熱害が生じるおそれのあるときには、インタークーラ２９により冷却された吸気が通路４２１，４２３を通じてエゼクタ５０に導入されるように第１の通路４２１及び第２の通路４２２の開放・閉鎖状態が切り替えられるため、こうした熱害の発生を抑制することができる。一方、外気温が低温であるときには、すなわちインタークーラ２９の冷却作用により温度低下して低温となった吸気が循環通路４２０を通じてエゼクタ５０に導入され、同エゼクタ５０や循環通路４２０において吸気やブローバイガスに含まれる水分が凍結するおそれのあるときには、インタークーラ２９により冷却される前の吸気が通路４２２，４２３に導入されるように第１の通路４２１及び第２の通路４２２の開放・閉鎖状態が切り替えられるため、こうした凍結の発生を抑制することができる。
【００５６】
（２）本実施形態では、吸気通路２１においてコンプレッサ２６の上流の内圧と下流の内圧との差圧が大きいときに、すなわち通路４２１，４２２，４２３を流れる吸気やエゼクタ５０に吸引されるブローバイガスの量が多くなって上述したような熱害や凍結が顕在化しやすいときに、第１の通路４２１及び第２の通路４２２の外気温に基づく切替処理が実行されるため、こうした熱害や凍結を好適に抑制することができる。一方、過給圧が小さいときであって、過給圧が低くなって過給圧が高いことに伴って行われる上記切替処理（図３のステップＳ１１０、ステップＳ１３０やステップＳ１４０）が実行されないときには、外気温にかかわらず一律に第１の通路４２１を開放して第２の通路４２２を閉鎖し、インタークーラ２９により冷却された吸気をエゼクタ５０に導入するようにしているため、上述の熱害の発生を好適に抑制することができるようになる。
【００５７】
（３）過給機２５の過給圧が低いときには、吸気通路２１において過給機２５の上流の内圧と下流の内圧との差圧が小さくなり、エゼクタ５０を通過する吸気の量や同エゼクタ５０に吸引されるブローバイガスの量が少なくなるため、ブローバイガスの導入能力が低下することとなる。また、このように過給機２５の過給圧が低い場合には、スロットルバルブ３０の開度が絞られるため、吸気通路２１においてスロットルバルブ３０の下流には負圧が発生するようになる。本実施形態によれば、このように過給圧が低くブローバイガスの導入能力が低下したときには、スロットルバルブ３０の下流に接続された導入通路としてのＰＣＶ通路５５を通じてブローバイガスを吸気通路２１に導入することができる。
【００５８】
尚、過給機２５により吸気が過給される一方、スロットルバルブ３０の開度がある程度絞られてその下流に負圧が発生している状況下において、エゼクタ５０を介してブローバイガスを吸気通路２１に導入するとともに、同ブローバイガスをＰＣＶ通路５５を通じて吸気通路２１に導入する場合にあっては、第１の通路４２１を開放し第２の通路４２２を閉鎖することで上述したような熱害の発生を抑制しつつ、ＰＣＶ通路５５を介してブローバイガスを吸気通路２１に導入することができる。
【００５９】
（４）ブローバイガスは強酸性であるため、クランクケース１４等の機関内部の腐食やオイルの劣化を招くが、本実施形態によれば、ブローバイガスをエゼクタ５０を介して吸気通路２１に導入するようにしているため、過給機２５による過給がなされているときであってもこれを燃焼させて処理することができ、併せて同処理に際して生じるエゼクタ５０や通路４２１，４２２，４２３の熱害や凍結の発生を抑制することができる。
【００６０】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態においては、図３のステップＳ１１０において過給状態にあるか否かを判断するための過給圧Ｐとして、吸気通路２１におけるスロットルバルブ３０の下流に配設された過給圧センサ６４からの検出値を採用していた。過給圧Ｐとしては、これ以外にも、例えば吸気通路２１における過給機２５の下流であってスロットルバルブ３０の上流に過給圧センサ６４を設け、この過給圧センサ６４からの検出値を採用することが可能である。また、吸気通路２１における過給機２５の上流に過給圧センサ６４を設け、この過給圧センサ６４からの検出値に対して過給機２５の過給能力に基づく補正を施した値を過給圧Ｐとして採用するようにしてもよい。
【００６１】
・過給圧Ｐとして過給圧センサ６４からの検出値以外の値を採用するようにしてもよい。例えば、機関回転速度ＮＥや機関負荷Ｑといった機関運転状態に基づいて過給圧Ｐを推定してこの値を採用するようにしてもよい。
【００６２】
・上記実施形態においては、図３のステップＳ１１０において過給圧Ｐが判定圧Ｐａ未満であると判断すると、第１の通路４２１を開放するとともに第２の通路４２２を閉鎖するようにしていたが（ステップＳ１３０）、これとは逆に第２の通路４２２を開放するとともに第１の通路４２１を閉鎖するようにしてもよい。こうした形態によっては、上記実施形態によって得られる（１）、（３）、（４）の効果を得ることができる。
【００６３】
・図３のステップＳ１１０において過給圧Ｐが判定圧Ｐａ未満であると判断された場合に、第１の通路４２１及び第２の通路４２２のいずれの通路も開放状態とするようにしてもよいし、いずれの通路も閉鎖状態とするようにしてもよい。こうした形態によっても、上記実施形態によって得られる（１）、（３）、（４）の効果を得ることができる。
【００６４】
・上記実施形態では、第１の通路４２１及び第２の通路４２２の開放・閉鎖状態の切替を行うに際して、過給状態にあるか否かの判断（図３のステップＳ１１０）と、外気温ＴＯが高温であるか否かの判断（ステップＳ１２０）とを行うようにしていた。これに代えて、過給状態に関する判断を省略して、外気温ＴＯが高温であるか否かの判断のみを行った上で、同判断に基づいて第１の通路４２１及び第２の通路４２２の開放・閉鎖状態の切り替えを行うようにしてもよい。こうした形態によっても、上記実施形態によって得られる（１）、（３）、（４）の効果を得ることができる。
【００６５】
・上記実施形態においては、図３のステップＳ１２０において上述した熱害と凍結のいずれかが発生する可能性が高いか否かを判断するための外気温ＴＯとして、内燃機関１０の外気の温度を直接検出する外気温センサ６７からの検出値を採用していた。外気温ＴＯとしては、これ以外にも、吸気温や機関始動時における機関冷却水の温度といった外気温と相関を有して変化する温度を検出し、その検出される温度から外気温ＴＯを推定してこの値を採用することが可能である。また、外気温ＴＯを推定することなく、上記の検出された温度を外気温ＴＯに代えてそのまま上記ステップＳ１２０における判断を行うためのパラメータとして採用するようにしてもよい。尚、上記吸気温を検出する吸気温センサとしては、上記実施形態の吸気温センサ６２のように吸気通路におけるインタークーラの下流に設けられるものであってもよいし、同インタークーラの上流に設けられるものであってもよい。
【００６６】
・上記実施形態においては、図３のステップＳ１２０において、外気温ＴＯと判定値ＴＯａとを比較することにより上述した熱害と凍結のいずれかが発生する可能性が高いか否かを判断するようにしていた。外気温に基づいて行う判断態様はこれに限定されるものではなく、例えば次に示すような判断態様も採用可能である。すなわち、第１の判定値として、外気温が同第１の判定値以上であるときに上述した熱害の発生が顕在化すると判断できる値を設定するとともに、第２の判定値として、第１の判定値よりも低い値であって外気温が第２の判定値未満であるときに上述した凍結の発生が顕在化すると判断できる値を設定する。そして、外気温が第１の判定値以上であるときに第１の通路４２１を開放して第２の通路４２２を閉鎖する一方、外気温が第２の判定値未満であるときに第２の通路４２２を開放して第１の通路４２１を閉鎖するようにする。更に、外気温が第２の判定値以上で且つ第１の判定値未満であるとき、すなわち熱害及び凍結のいずれが発生するかがそのときの過給圧や吸気量等の機関運転状態に応じて変化する状況下にあっては、そうした変化に併せる態様で第１の通路４２１及び第２の通路４２２の開放・閉鎖状態を機関運転状態に基づいて切り替えるようにする。こうした判断態様によっても、上述した熱害と凍結のいずれかが発生する可能性が高いか否かを判断し、その判断に基づいて第１の通路４２１及び第２の通路４２２の開放・閉鎖状態を切り替えることが可能である。
【００６７】
・上記実施形態においては、図３のステップＳ１２０において外気温ＴＯに基づいて上述した熱害と凍結のいずれかが発生する可能性が高いか否かを判断するようにしていた。しかしながら、こうした判断については、例えば吸気温度、雨や雪等の天気情報、循環通路から吸気通路へと循環される外部ガスの量、外気の湿度、並びにインタークーラに供給される冷却水の温度等、外気温以外のパラメータをもって行うことも可能である。
【００６８】
・ＰＣＶ通路５５を省略して、循環通路４２０及びエゼクタ５０のみをもってブローバイガスの処理を行うことも可能である。こうした形態によっては、上記実施形態によって得られる（１）、（２）、（４）の効果を得ることができる。
【００６９】
・第１の通路４２１及び第２の通路４２２の開放・閉鎖状態を切り替えるために、各通路４２１，４２２にそれぞれ切替バルブ４３，４５を備えるようにしたが、それら各通路４２１，４２２の合流する部位に共通の流路切替弁を設け、同弁により第１の通路４２１を開放して前記第２の通路４２２を閉鎖する状態と、第２の通路４２２を開放して第１の通路４２１を閉鎖する状態とを切り替えるようにしてもよい。
【００７０】
・上述したような熱害や凍結といった問題は、ブローバイガス導入装置に限ったものではなく、ブローバイガスとは異なる他の外部ガスをエゼクタを利用して循環させる装置においても程度の差こそあれ同様に生じる。このため、本発明の外部ガス導入装置は、上記実施形態のようなブローバイガス導入装置以外にも適用可能である。例えば、ＥＧＲガス、燃料タンクに発生する気体燃料（パージガス）等を外部ガスとして吸気通路に導入する装置に適用可能である。こうした形態によれば、上記実施形態によって得られる（１）〜（３）の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…内燃機関、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…ヘッドカバー、１４…クランクケース、１５…オイルパン、１６…シリンダ、１７…ピストン、２１…吸気通路、２２…排気通路、２３…連通路、２５…過給機、２６…コンプレッサ、２７…シャフト、２８…エアクリーナ、２９…インタークーラ、３０…スロットルバルブ、３１…スロットルモータ、３２…サージタンク、４０…オイルセパレータ、４１…ガス通路、４３，４５…切替バルブ、５０…エゼクタ、５１…空間、５２…外気導入通路、５５…ＰＣＶ通路、５６…ＰＣＶバルブ、６０…制御部、６１…エアフロメータ、６２…吸気温センサ、６３…スロットルセンサ、６４…過給圧センサ、６５…回転速度センサ、６６…アクセルセンサ、６７…外気温センサ、４２０…循環通路、４２１…第１の通路、４２２…第２の通路、４２３…第３の通路。
【図１】
2013185545.tif 000003
【図２】
2013185545.tif 000004
【図３】
2013185545.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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