(57)【要約】【課題】クランクケース内のガスに含まれるオイル成分（潤滑油成分）を十分に分離除去した後にキャニスタへ導入することができる未燃燃料還流システムを提供する。【解決手段】内燃機関のクランクケース内の未燃燃料を内燃機関の吸気系へ還流させる未燃燃料還流システムであって、クランクケース４内のガスＢＧを、燃料を貯留する燃料タンク１２０へポンプ１１０により導き、燃料タンク１２０内の蒸発燃料をキャニスタ１３０に一時的に貯留させつつエンジン１の吸気系へ還流させ、クランクケース４内のガスに含まれるオイル成分を燃料タンク１２０内で液滴化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクケース内の未燃燃料を内燃機関の吸気系へ還流させる未燃燃料還流システムであって、
クランクケース内のガスを、燃料を貯留する燃料タンクへ導く導入手段と、
前記燃料タンク内の蒸発燃料を一時的に貯溜しつつ内燃機関の吸気系へ還流させるキャニスタと、
を備えることを特徴とする未燃燃料還流システム。
【請求項２】
前記導入手段は、クランクケース内のガスに含まれるオイル成分を前記燃料タンク内で液滴化する液滴化手段を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の未燃燃料還流システム。
【請求項３】
前記導入手段は、クランクケース内のガスを燃料タンク内の燃料に直接導入することにより前記オイル成分を液滴化する、ことを特徴とする請求項２に記載の未燃燃料還流システム。
【請求項４】
前記導入手段は、クランクケースと燃料タンクとの間に、クランクケース内を吸引して負圧にし得るポンプを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の未燃燃料還流システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクケース内の未燃燃料を内燃機関の吸気系へ還流させる未燃燃料還流システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピストンとシリンダとの隙間からクランクケースに漏れる未燃燃料を含むいわゆるブローバイガスが、クランクケース内のオイルに希釈されると、オイルの劣化を著しく促進させることが知られている。
このため、クランクケース内のブローバイガスを吸気系に導入して、ブローバイガスに含まれる未燃燃料を燃焼させるＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）装置が知られいてる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献２は、吸気系に還流される燃料濃度の安定化を図るべく、クランクケース内のガスを吸気系に還流させる還流経路に、オイルセパレータ及びキャニスタを設け、クランクケース内のガスに含まれるオイル成分と燃料成分とをオイルセパレータで分離したのち、分離された燃料成分をキャニスタに一時的に吸着させて吸気系に還流させる技術を開示している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３２２０５２号公報
【特許文献２】特開２００５−３１５１７２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、特許文献２に開示された技術では、オイルセパレータで分離しきれないオイル成分がキャニスタへ流入し、キャニスタの性能を低下させる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、クランクケース内のガスに含まれるオイル成分（潤滑油成分）を十分に分離除去した後にキャニスタへ導入することができる未燃燃料還流システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る未燃燃料還流システムは、内燃機関のクランクケース内の未燃燃料を内燃機関の吸気系へ還流させる未燃燃料還流システムであって、クランクケース内のガスを、燃料を貯留する燃料タンクへ導くする導入手段と、前記燃料タンク内のガスを一時的に貯溜しつつ内燃機関の吸気系へ還流させるキャニスタと、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成において、前記導入手段は、クランクケース内のガスに含まれるオイル成分を前記燃料タンク内で液滴化するように、構成されている。
【０００９】
上記構成において、前記導入手段は、クランクケース内のガスを燃料タンク内の燃料に直接導入することにより前記オイル成分を液滴化する、構成を採用できる。
【００１０】
上記構成において、前記導入手段は、クランクケースと燃料タンクとの間に、クランクケース内を吸引して負圧にし得るポンプを含む、構成を採用できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、クランクケース内のガスに含まれるオイル成分（潤滑油成分）を十分に分離除去した後に当該ガス（未燃燃料）をキャニスタへ導入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る未燃燃料還流システムが適用された内燃機関（エンジン）を示している。図示されるように、エンジン１は、シリンダブロック２、ピストン３、クランクケース４、シリンダヘッド５、シリンダヘッド５を上方から覆うヘッドカバー６、オイルパン７、ポンプ１１０、燃料タンク１２０、キャニスタ１３０等から構成されている。
【００１３】
エンジン１において、吸気通路８にはスロットルバルブ９が設けられている。また、スロットルバルブ９の上流側の吸気通路８とヘッドカバー６内とは大気通路１１によって連通されている。
【００１４】
シリンダブロック２とシリンダヘッド５には、ヘッドカバー６内とクランクケース４内とを連通するオイル落とし通路１３が設けられている。本実施形態のオイル落とし通路１３は、動弁系の潤滑を終えてシリンダヘッド５上に滞留したオイルをオイルパン７へ向けて落とすための通路であるとともに、大気通路１１を通じてクランクケース４内へ新気（大気）を供給する通路の役割を果たす。
【００１５】
クランクケース４には、ガス通路１１１を介してポンプ１１０が接続され、このポンプ１１０はガス通路１１２を介して燃料タンク１２０に接続されている。尚、ポンプ１１０及びガス通路１１１，１１２は本発明の導入手段を構成している。
ポンプ１１０は、例えば、電動ポンプで構成され、クランクケース4内のガスを吸引してクランクケース４内を減圧すると共に、吸引したガスを燃料タンク１２０へ供給する。このポンプ１１０は、電子制御装置（ＥＣＵ）１４０により駆動制御される。ポンプ１１０として、電動ポンプを用いることにより、エンジン１の駆動状態に関わらず、ポンプ１１０を駆動でき、クランクケース４内を減圧することができる。
【００１６】
燃料タンク１２０は、エンジン１で使用される、例えば、ガソリン等の燃料を内部に貯留する車両に予め備わるタンクである。
【００１７】
燃料タンク１２０は、ガス通路１３１を介してキャニスタ１３０と接続され、このキャニスタ１３０は、ガス通路１３２を介して吸気通路８にスロットルバルブ９の下流側において接続されている。
キャニスタ１３０は、活性炭を内蔵しており、この活性炭が燃料タンク１２０内で蒸発した燃料を吸着保持する。蒸発燃料は、キャニスタ１３０に一時的に貯留されたのち、ガス通路１３２を通じて吸気系としての吸気通路８へ還流する。尚、図示しないが、キャニスタ１３０と吸気通路８との間には、周知の構成のいわゆるエバポパージシステムを適用できる。
【００１８】
本実施形態では、クランクケース４と燃料タンク１２０との間に、燃料タンク１２０を介在させている。この理由は、クランクケース４内からポンプ１１０により排出されるガスには、未燃燃料及びミスト状のエンジンオイルが含まれているので、燃料タンク１２０においてミスト状のエンジンオイルを液滴化して未燃燃料ガスと分離するためである。
ミスト状のエンジンオイルを液滴化するための手段としては、例えば、図２に示すように、単に、ガス通路１１２の排出端を燃料タンク１２０の燃料ＦＬの液面よりも上方に配置する。図２に示すように、ポンプ１１０に吸引されたガスＢＧは、ガス通路１１２を通じて燃料タンク１２０内に達する。燃料タンク１２０内は、大気圧に近いため、ガスＢＧに含まれるミスト状のエンジンオイルが減圧下から大気圧付近下に置かれると液滴化が促進される。また、ミスト状のエンジンオイルは、ガス通路１１２を通過中に冷却されることでも液滴化が促進される。これにより、ミスト状のエンジンオイルの多くは燃料タンク１２０内で液滴化されたエンジンオイルＯＬとなり、このエンジンオイルＯＬは燃料ＦＬに溶ける。燃料ＦＬに溶けたエンジンオイルＯＬは、エンジン１の燃焼室で燃焼される。一方、ポンプ１１０に吸引されたガスＢＧから分離された未燃燃料ガスＧは、キャニスタ１３０へ供給される。尚、未燃燃料ガスＧには、燃料ＦＬの蒸発分も含まれる。
【００１９】
ミスト状のエンジンオイルを液滴化するための他の手段としては、例えば、図３に示すように、燃料タンク１２０内のガス通路１１２の排出端付近にラビリンス機構１１３を設けることも可能である。
この構成によれば、ラビリンス機構１１３を設けることにより、ガス通路１１２から供給されたガスＢＧの通過距離が延長化され、ラビリンス機構１１３を通過する間に液滴化がさらに促進される。
【００２０】
ミスト状のエンジンオイルを液滴化するためのさらに他の手段としては、例えば、図４に示すように、燃料タンク１２０内のガス通路１１２の排出端を燃料タンク１２０の内壁に向け、ガスＢＧを燃料タンク１２０の内壁に衝突させる構成とすることも可能である。
この構成によれば、ガスＢＧが壁面へ衝突することで、液化が促進される。
【００２１】
ミスト状のエンジンオイルを液滴化するためのさらに他の手段としては、例えば、図５に示すように、ガス通路１１２の排出端を燃料タンク１２０の底部まで延ばし、クランクケース４内のガスＢＧを燃料タンク１２０内の燃料ＦＬに直接導入する構成とすることも可能である。
この構成によれば、ガスＢＧに含まれるミスト状のエンジンオイル成分をほぼ１００％液滴化することができる。
【００２２】
次に、上記構成の未燃燃料還流システムの作用について説明する。
エンジン１を駆動すると、図１に示したように、燃焼室側からクランクケース４側へブローバイガスが漏れる。このブローバイガスは、ピストンリングと、シリンダブロック２のシリンダボアとの隙間からクランクケース４内へ漏れ出るガスである。ブローバイガスは炭化水素（未燃燃料）や水分を含む。ブローバイガスは、クランクケース４内の空間に存在すると共にオイルパン７に貯められたエンジンオイルＯＬに希釈される。また、エンジンオイルＯＬの一部はクランクシャフト等の回転による攪拌、温度上昇等により、ミスト化し、クランクケース４内のガスＢＧの一部を構成する。
この状態でポンプ１１０を駆動すると、クランクケース４内のガスＢＧが吸引され、クランクケース４内の圧力は低下する。
【００２３】
クランクケース４内が減圧されると、いわゆる減圧沸騰により、エンジンオイルＯＬに希釈された未燃燃料が蒸発しやすくなり、エンジンオイルＯＬから未燃燃料が効率良く除去される。この蒸発した未燃燃料はミスト化されたエンジンオイル等と共に、燃料タンク１２０へ送られる。そして、燃料タンク１２０において、気液分離され、液化されたエンジンオイルＯＬは液化している燃料ＦＬに溶け、蒸発燃料Ｇはキャニスタ１３０へ送られる。
【００２４】
ポンプ１１０は、電動ポンプを採用しているので、エンジン１の作動状態に関わらず常時駆動させることができる。省電力化の観点からは、クランクケース４内のエンジンオイルＯＬに希釈した未燃燃料の濃度が高い場合にのみポンプ１１０を駆動することが好ましい。冷間始動時等においては、ボア壁など燃焼室に付着した燃料が蒸発せずに多量にクランクケース内に流れ込み、エンジンオイルを稀釈するので、この時期に限ってポンプ１１０を駆動することも可能である。また、エンジンオイルＯＬに希釈した未燃燃料の濃度を検出するセンサを設けて、このセンサの出力に応じてポンプ１１０を駆動してもよい。また、定期的にポンプ１１０を駆動することも可能である。さらに、車両の運転状態等に応じてブローバイガスの発生しやすい状況を予めメモリに記憶しておき、現在の車両状態がメモリに記憶した状態となった場合にポンプ１１０を駆動する構成としてもよい。
【００２５】
上記実施形態では、導入手段としてポンプ１１０を用いた場合について説明したが、例えば、図６に示すように、ポンプ１１０に代えて、いわゆるＰＣＶバルブとして用いられる一方向バルブ１５０を用いることができる。一方向バルブ１５０は、燃料タンク１２０（吸気系）側の圧力がクランクケース４内の圧力よりも低い場合にのみ開放される。
【００２６】
上記実施形態では、ポンプ１１０として、電動ポンプを例に挙げて説明したが、例えば、クランクシャフトで駆動されるオイルポンプを使用することも可能である。
上記実施形態では、燃料タンク１２０及びキャニスタ１３０は、車両に標準装備されているものとして説明したが、燃料タンク１２０及びキャニスタ１３０を未燃燃料還流システムに専用に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る未燃燃料還流システムが適用された内燃機関の断面図である。
【図２】本発明の液滴化手段の一例を示す図である。
【図３】本発明の液滴化手段の他の例を示す図である。
【図４】本発明の液滴化手段のさらに他の例を示す図である。
【図５】本発明の液滴化手段のさらに他の例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る未燃燃料還流システムが適用された内燃機関の断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…エンジン
２…シリンダブロック
３…ピストン
４…クランクケース
５…シリンダヘッド
６…ヘッドカバー
７…オイルパン
１１０…ポンプ
１２０…燃料タンク
１３０…キャニスタ
【図１】
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【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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