(57)【要約】【課題】コストを抑えて、ブローバイガス通路内の閉塞を防止すること。【解決手段】ディーゼルエンジン１００は、クランクケース５の内部で発生したブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイガス通路１５と、ブローバイガスに含まれるオイルを捕集するオイルセパレータ２１と、クランクケース５内に貯留されたオイルと冷却水との熱交換を行うオイルクーラ８と、冷却水の温度を検出する水温センサ２５とを備える。ＥＣＵ３０は、水温センサ２５により検出された値が予め設定された閾値以下である場合、シフトスケジュールをダウンシフト側へ変化させるようにＴＣＭ４０へ指示する。ＴＣＭ４０は、ＥＣＵ３０からの指示に基づいて、シフトスケジュールをダウンシフト側へ変化させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケースの内部で発生したブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイガス通路と、前記ブローバイガスに含まれるオイルを捕集するオイルセパレータと、前記クランクケース内に貯留されたオイルと冷却水との熱交換を行うオイルクーラと、前記ブローバイガスの温度に応じて変化する値を検出するセンサとを備えたエンジンの動作を制御する制御装置であって、
前記センサにより検出された値が予め設定された閾値以下である場合、シフトスケジュールをダウンシフト側へ変化させる制御を行う、
制御装置。
【請求項２】
前記センサにより検出される値は、前記冷却水の温度である、
請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
前記センサにより検出される値は、前記クランクケース内に貯留されたオイルの温度である、
請求項１記載の制御装置。
【請求項４】
前記センサにより検出される値は、前記ブローバイガス通路内の温度である、
請求項１記載の制御装置。
【請求項５】
クランクケースの内部で発生したブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイガス通路と、前記ブローバイガスに含まれるオイルを捕集するオイルセパレータと、前記クランクケース内に貯留されたオイルと冷却水との熱交換を行うオイルクーラと、前記ブローバイガスの温度に応じて変化する値を検出するセンサとを備えたエンジンの動作を制御する制御方法であって、
前記センサにより検出された値が予め設定された閾値以下である場合、シフトスケジュールをダウンシフト側へ変化させる制御を行う、
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの動作を制御する制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）システムを備えたエンジンが知られている。ＰＣＶシステムは、一端がクランクケースの内部に接続され、他端が吸気通路に接続されるブローバイガス通路と、ブローバイガス通路の途中に設けられるオイルセパレータとを有する。この構成により、クランクケースの内部で発生したブローバイガスは、ブローバイガス通路を介してエンジンの吸気側に還流される。また、ブローバイガス中のオイルは、オイルセパレータにより捕集され、クランクケースの内部に戻される。
【０００３】
ところで、寒冷地環境下においては、ブローバイガス通路が外気により冷却され、ブローバイガスに含まれる水蒸気が凍結して氷塊を形成し、ブローバイガス通路内を閉塞するおそれがある。
【０００４】
ブローバイガス通路内の閉塞を防止する技術は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、ブローバイガス通路の表面温度を測定する温度センサを設け、その測定結果に応じて電気抵抗ヒータを制御してブローバイガス通路を加熱することにより、ブローバイガスに含まれる水蒸気の凍結を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３２９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、電気抵抗ヒータを備えるためのコストがかかるという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、コストを抑えて、ブローバイガス通路内の閉塞を防止できる制御装置および制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係る制御装置は、クランクケースの内部で発生したブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイガス通路と、前記ブローバイガスに含まれるオイルを捕集するオイルセパレータと、前記クランクケース内に貯留されたオイルと冷却水との熱交換を行うオイルクーラと、前記ブローバイガスの温度に応じて変化する値を検出するセンサとを備えたエンジンの動作を制御する制御装置であって、前記センサにより検出された値が予め設定された閾値以下である場合、シフトスケジュールをダウンシフト側へ変化させる制御を行う。
【０００９】
本発明の一態様に係る制御方法は、クランクケースの内部で発生したブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイガス通路と、前記ブローバイガスに含まれるオイルを捕集するオイルセパレータと、前記クランクケース内に貯留されたオイルと冷却水との熱交換を行うオイルクーラと、前記ブローバイガスの温度に応じて変化する値を検出するセンサとを備えたエンジンの動作を制御する制御方法であって、前記センサにより検出された値が予め設定された閾値以下である場合、シフトスケジュールをダウンシフト側へ変化させる制御を行う。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コストを抑えて、ブローバイガス通路内の閉塞を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係るディーゼルエンジンの構成の一例を示す図
【図２】本発明の実施の形態に係るＥＣＵおよびＴＣＭの動作の流れの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本発明に至った知見について説明する。ブローバイガス通路内においてブローバイガスに含まれる水蒸気の凍結を防ぐためには、ブローバイガスに含まれるオイルの温度を上昇させればよい。特許文献１の発明では、ブローバイガス通路を加熱する電気抵抗ヒータを備えることで、ブローバイガスに含まれるオイルの温度を上昇させているが、電気抵抗ヒータを備えるためのコストがかかるという問題がある。
【００１３】
そこで、本願発明者は、電気抵抗ヒータのような加熱デバイスを用いることなく、ブローバイガスに含まれるオイルの温度を上昇させることを検討した結果、エンジン冷却用の冷却水に着目した。オイルの温度は、オイルクーラにおける冷却水との熱交換により変化する。よって、本願発明者は、冷却水の温度を上昇させれば、オイルの温度を上昇させることができると考え、エンジンの負荷を増加させることで、冷却水の温度を上昇させるようにした。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、ディーゼルエンジンを例に挙げて説明するが、本発明は、このディーゼルエンジンに限定されるものではなく、他のエンジンにも適用できる。
【００１５】
まず、図１を用いて、本発明の実施の形態に係るディーゼルエンジン１００の構成について説明する。図１は、本実施の形態のディーゼルエンジン１００の構成の一例を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、ディーゼルエンジン１００は、オイル流路７、オイルクーラ８、冷却水循環路９、エンジン本体１０、吸気通路１２、排気通路１３、ＥＧＲ通路１４、エアクリーナ１６、ターボチャージャ１７、インタークーラ１８、ＥＧＲクーラ１９、ＥＧＲ弁２０、ＰＣＶシステム２４（ブローバイガス通路１５、オイルセパレータ２１）、水温センサ２５を備える。
【００１７】
エンジン本体１０は、シリンダブロック１を有する。シリンダブロック１内には、シリンダブロック１内を摺動し、ピストンリング２を備えるピストン３、クランクシャフト４等を収容するクランクケース５、潤滑用のオイルを貯留するオイルパン６、燃焼室２２に燃料を噴射する燃料噴射弁（インジェクタ）２３などが備えられる。
【００１８】
オイルパン６に貯留されたオイルは、オイルポンプ（図示略）により汲み上げられて、オイル流路７を介してオイルクーラ８へ流入する。オイルクーラ８は、オイル流路７から流入したオイルと、冷却水循環路９を流れるエンジン冷却用の冷却水（以下、単に「冷却水」という）との熱交換を行う。熱交換されたオイルは、シリンダブロック１内に供給され、各摺動部（例えば、ピストン３等）に流通し、再びオイルパン６に戻る。
【００１９】
冷却水循環路９内を流れる冷却水の温度は、水温センサ２５により検出される。水温センサ２５により検出された水温の値（以下、検出水温値という）は、水温センサ２５からＥＣＵ３０へ所定間隔で出力される。なお、水温センサ２５の配置位置は、冷却水循環路９内の冷却水の水温を検出可能な位置であればよく、図１に示す位置に限定されない。
【００２０】
エンジン本体１０の燃焼室２２には、新規空気Ａを導入するための吸気通路１２と、排気ガスＧを排出するための排気通路１３とが接続されている。なお、吸気通路１２内の矢印および排気通路１３内の矢印は、それぞれ、新規空気Ａおよび排気ガスＧの流れを示している。
【００２１】
吸気通路１２には、エアクリーナ１６と、ターボチャージャ１７のコンプレッサ１７ａと、インタークーラ１８とが配置されている。排気通路１３には、ターボチャージャ１７のガスタービン１７ｂが配置されている。コンプレッサ１７ａとガスタービン１７ｂは、回転軸１７ｃにより連結されている。なお、ターボチャージャ１７とクランクケース５の内部とは、オイル供給用通路（図示略）で連結されている。
【００２２】
ＥＧＲ通路１４は、排気再循環（ＥＧＲ）を行うためにＥＧＲガスＧｅを循環させる通路であり、吸気通路１２と排気通路１３に接続されている。このＥＧＲ通路１４には、ＥＧＲクーラ１９とＥＧＲ弁２０とが配置されている。なお、ＥＧＲ通路１４内の矢印は、ＥＧＲガスＧｅの流れを示している。
【００２３】
ＰＣＶシステム２４は、ブローバイガス通路１５とオイルセパレータ２１を有する。ブローバイガス通路１５の一端は、クランクケース５の内部に接続され、ブローバイガス通路１５の他端は、コンプレッサ１７ａの上流側の吸気通路１２に接続されている。これにより、クランクケース５の内部で発生したブローバイガスＧｂは、ブローバイガス通路１５を介してエンジン１００の吸気側に還流される。なお、ブローバイガス通路１５内の矢印は、ブローバイガスＧｂの流れを示している。
【００２４】
オイルセパレータ２１は、ブローバイガス通路１５の途中に配置されている。これにより、ブローバイガスＧｂに含まれるオイルは、オイルセパレータ２１によりブローバイガスＧｂから分離、捕集され、オイル戻り通路（図示略）を介してクランクケース５の内部に戻され、オイルパン６に貯留される。
【００２５】
以上、本実施の形態のディーゼルエンジン１００の構成例について説明した。
【００２６】
次に、図１に示したＥＣＵ３０について説明する。
【００２７】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０は、ディーゼルエンジン１００を制御する制御装置である。ＥＣＵ３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、コンピュータプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、各種データを格納するＲＡＭ（Random Access Memory）、バックアップＲＡＭ、入出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。また、ＥＣＵ３０は、例えば、ＣＡＮ（Control Area Network）等を介してＴＣＭ４０と接続されている。
【００２８】
ＥＣＵ３０の各種制御機能は、コンピュータプログラムにより実現されうる。例えば、ＥＣＵ３０は、ＲＯＭに記憶されたコンピュータプログラムをＲＡＭにコピーし、そのコンピュータプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、ＥＣＵ３０の各機能が実現される。また、コンピュータプログラムを実行する際、ＲＡＭには、各種処理で得られたデータが記憶され、適宜利用される。
【００２９】
例えば、ＥＣＵ３０には、図示しない各種センサ類が接続されており、それらセンサ類から、例えば、エンジン回転数、アクセル開度、燃料噴射量、冷却水温度、排気温度、タービン回転数等の値が入力される。ＥＣＵ３０は、これらの入力値、予め設定されたデータ、およびコンピュータプログラムに基づいて、ＥＧＲ弁開度、ターボチャージャ１７の可変ノズル開度、燃料の噴射時期、燃料の噴射圧力等の制御パラメータを算出する。そして、ＥＣＵ３０は、制御パラメータに対応する制御信号を出力して、ＥＧＲ弁２０、ターボチャージャ１７の可変ノズル(図示略）、燃料噴射弁２３、燃料ポンプ（図示略）を制御する。これらの制御については公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００３０】
また、ＥＣＵ３０には、水温センサ２５から上述した検出水温値が入力される。そして、ＥＣＵ３０は、検出水温値が予め設定された閾値以下であるか否かを判定する。この閾値は、冷却水と熱交換を行ったオイルを含むブローバイガスがブローバイガス通路１５内を流れる際に、そのブローバイガスに含まれる水蒸気の凍結が発生しないように、外気温やブローバイガス通路１５の長さ等を考慮して予め設定された冷却水の温度である。この閾値は、予め実施された実験やシミュレーション等の結果に基づいて設定される。
【００３１】
そして、ＥＣＵ３０は、検出水温値が閾値以下である場合、エンジン本体１０の負荷を増加させるため、シフトスケジュールをダウンシフト側に変化させる（換言すれば、シフトポジションを所定段階シフトダウンさせる）旨の指示信号をＴＣＭ４０へ出力する。
【００３２】
ここで、どのシフトポジションに変更するかは、予め設定されたテーブルに基づいて決定される。このテーブルには、予め実施された実験やシミュレーション等の結果に基づいて、シフトポジション毎に、上昇する冷却水の温度（以下、上昇温度という）が対応付けられている。ＥＣＵ３０は、テーブルを参照し、検出水温値に上昇温度を加えた値が閾値を超えるシフトポジションのうち、現在のシフトポジションよりもダウンシフト側のシフトポジションを、変更後のシフトポジションに決定する。そして、ＥＣＵ３０は、決定したシフトポジションへ変更する旨の指示信号をＴＣＭ４０へ出力する。
【００３３】
以上、ＥＣＵ３０について説明した。
【００３４】
次に、図１に示したＴＣＭ４０について説明する。
【００３５】
ＴＣＭ（Transmission Control Module）４０は、オートマチックトランスミッション（図示略。以下、トランスミッションという）の制御を行う制御装置である。ＴＣＭ４０には、カウンターシャフト回転センサ（図示略）等の各種センサ類が接続されている。また、ＴＣＭ４０には、ＥＣＵ３０からエンジン回転数やアクセル開度が入力される。そして、ＴＣＭ４０は、各種センサ類やＥＣＵ３０などの出力に応じてトランスミッションを制御する。
【００３６】
例えば、ＴＣＭ４０は、ＥＣＵ３０から上記指示信号を入力した場合、その指示信号に基づいて、シフトスケジュールをダウンシフト側に変化させる。例えば、指示信号が２速への変更を示す場合、ＴＣＭ４０は、現在のシフトポジション（例えば、３速）から２速に切り替えるようにトランスミッションを制御する。
【００３７】
上述したシフトダウンにより、エンジン回転数が上昇し、冷却水の温度が上昇し、その冷却水と熱交換されるオイルの温度が上昇する。よって、クランクケース５からブローバイガス通路１５へ送出されるブローバイガスに含まれるオイルの温度が高くなり、ブローバイガスに含まれる水蒸気の温度も高くなる。
【００３８】
以上、ＴＣＭ４０について説明した。
【００３９】
次に、図２を用いて、ＥＣＵ３０およびＴＣＭ４０の動作について説明する。図２は、ＥＣＵ３０およびＴＣＭ４０の動作の流れの一例を示す図である。
【００４０】
まず、例えばディーゼルエンジン１００の駆動が開始されると、ＥＣＵ３０は、水温センサ２５から検出水温値を入力する（ステップＳ１０１）。
【００４１】
次に、ＥＣＵ３０は、検出水温値が予め設定された閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００４２】
ステップ１０２の判定処理の結果、検出水温値が閾値以下ではない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、フローは、ステップＳ１０１へ戻る。
【００４３】
一方、ステップ１０２の判定処理の結果、検出水温値が閾値以下である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、シフトスケジュールをダウンシフト側に変化させる旨の指示信号をＴＣＭ４０へ出力する。
【００４４】
ＴＣＭ４０は、ＥＣＵ３０からの指示信号に基づいて、シフトスケジュールをダウンシフト側に変化させる（ステップＳ１０３）。
【００４５】
以上、ＥＣＵ３０およびＴＣＭ４０の動作について説明した。
【００４６】
これまで詳述したように、本実施の形態によれば、汎用のＥＣＵ３０およびＴＣＭ４０を用いて冷却水の温度を上昇させることで、ブローバイガスに含まれるオイルの温度を上昇させることができる。よって、ブローバイガスに含まれるオイルの温度を上昇させるための加熱デバイスを備えることなく、ブローバイガスに含まれる水蒸気の凍結を防止することができる。その結果、コストを抑えて、ブローバイガス通路内の閉塞を防止できる。
【００４７】
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。以下、変形例について説明する。
【００４８】
上記実施の形態では、水温センサ２５により検出される冷却水の温度を用いる場合を例に挙げたが、これに限定されない。例えば、油温センサ（図示略）により検出されるオイルの温度（以下、検出油温値という）、または、通路内温度センサ（図示略）により検出されるブローバイガス通路１５内の温度以下、検出通路内温度値という）を用いてもよい。以下、それぞれの場合について説明する。
【００４９】
まず、検出油温値を用いる場合について説明する。油温センサは、例えばオイルパン６に設けられ、オイルパン６に貯留されたオイルの温度を検出する。油温センサにより検出された検出油温値は、ＥＣＵ３０へ出力される。ＥＣＵ３０は、検出油温値が予め設定された閾値以下である場合、シフトスケジュールをダウンシフト側に変化させる旨の指示信号をＴＣＭ４０へ出力する。ここでの閾値は、冷却水と熱交換を行ったオイルを含むブローバイガスがブローバイガス通路１５内を流れる際に、そのブローバイガスに含まれる水蒸気の凍結が発生しないように、外気温やブローバイガス通路１５の長さ等を考慮して予め設定されたオイルの温度である。この閾値は、予め実施された実験やシミュレーション等の結果に基づいて設定される。
【００５０】
次に、検出通路内温度値を用いる場合について説明する。通路内温度センサは、例えばブローバイガス通路１５の所定箇所またはオイルセパレータ２１内に備えられ、ブローバイガス通路１５内の温度を検出する。通路内温度センサにより検出された検出通路内温度値は、ＥＣＵ３０へ出力される。ＥＣＵ３０は、検出通路内温度値が予め設定された閾値以下である場合、シフトスケジュールをダウンシフト側に変化させる旨の指示信号をＴＣＭ４０へ出力する。ここでの閾値は、冷却水と熱交換を行ったオイルを含むブローバイガスがブローバイガス通路１５内を流れる際に、そのブローバイガスに含まれる水蒸気の凍結が発生しないように、外気温やブローバイガス通路１５の長さ等を考慮して予め設定されたブローバイガス通路１５内の温度である。この閾値は、予め実施された実験やシミュレーション等の結果に基づいて設定される。
【００５１】
＜本発明のまとめ＞
本発明の制御装置は、クランクケースの内部で発生したブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイガス通路と、ブローバイガスに含まれるオイルを捕集するオイルセパレータと、クランクケース内に貯留されたオイルと冷却水との熱交換を行うオイルクーラと、ブローバイガスの温度に応じて変化する値を検出するセンサとを備えたエンジンの動作を制御する制御装置であって、センサにより検出された値が予め設定された閾値以下である場合、シフトスケジュールをダウンシフト側へ変化させる制御を行うようにした。
【００５２】
なお、センサにより検出される値は、冷却水の温度、クランクケース内に貯留されたオイルの温度、または、ブローバイガス通路内の温度のいずれであってもよい。
【００５３】
本発明の制御方法は、クランクケースの内部で発生したブローバイガスを吸気通路に還流するブローバイガス通路と、ブローバイガスに含まれるオイルを捕集するオイルセパレータと、クランクケース内に貯留されたオイルと冷却水との熱交換を行うオイルクーラと、ブローバイガスの温度に応じて変化する値を検出するセンサとを備えたエンジンの動作を制御する制御方法であって、センサにより検出された値が予め設定された閾値以下である場合、シフトスケジュールをダウンシフト側へ変化させる制御を行うようにした。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、ＰＣＶシステムを備えたエンジンの動作を制御する技術全般に有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１  シリンダブロック
２  ピストンリング
３  ピストン
４  クランクシャフト
５  クランクケース
６  オイルパン
７  オイル流路
８  オイルクーラ
９  冷却水循環路
１０  エンジン本体
１２  吸気通路
１３  排気通路
１４  ＥＧＲ通路
１５  ブローバイガス通路
１６  エアクリーナ
１７  ターボチャージャ
１７ａ  コンプレッサ
１７ｂ  ガスタービン
１７ｃ  回転軸
１８  インタークーラ
１９  ＥＧＲクーラ
２０  ＥＧＲ弁
２１  オイルセパレータ
２２  燃焼室
２３  燃料噴射弁
２４  ＰＣＶシステム
２５  水温センサ
３０  ＥＣＵ
４０  ＴＣＭ
１００  ディーゼルエンジン
【図１】
2017145761.tif 000003
【図２】
2017145761.tif 000004