JP2017187003A - ブローバイガス還流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経路内における凍結を抑制することが可能なブローバイガス還流装置を提供することを課題とする。
【解決手段】内燃機関から排出されるブローバイガスを前記内燃機関に還流させるブローバイガス経路と、前記ブローバイガス経路およびブレーキ系のマスターバックに接続されたガス経路と、前記ブローバイガス経路に設けられ、前記ブローバイガス経路内の圧力を低下させることで、前記ブローバイガスを吸引して前記内燃機関に還流させ、かつ前記マスターバックに負圧を供給するポンプと、前記ブローバイガス経路の温度が所定の温度以下の場合、前記ブローバイガス経路の圧力が水の昇華圧以下になるように、前記ポンプを作動させる制御部と、を具備するブローバイガス還流装置。
【選択図】図３

Description

本発明はブローバイガス還流装置に関する。

内燃機関においては、クランクケース内にブローバイガスが漏れ出ることがある。炭化水素（ＨＣ）を含むブローバイガスを大気に放出させないため、ブローバイガスを内燃機関に還流させるＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）方式が用いられる。ブローバイガスの経路と、ブレーキ系のマスターバックに負圧を供給する経路を共通化することがある（特許文献１など）。例えばポンプにより負圧を発生させることでブローバイガスを内燃機関に還流させ、かつマスターバックを吸引する。

特開２００１−１６４９１８号公報

しかし、低温環境下ではブローバイガス中の水分が凍結し、氷によりガスの経路が閉塞してしまう。また、ブレーキ系の空気の温度は低いため、氷が解凍しにくい。この結果、ブローバイガスの還流およびマスターバックへの負圧の供給が困難になる。

そこで、経路内における凍結を抑制することが可能なブローバイガス還流装置を提供することを目的とする。

上記目的は、内燃機関から排出されるブローバイガスを前記内燃機関に還流させるブローバイガス経路と、前記ブローバイガス経路およびブレーキ系のマスターバックに接続されたガス経路と、前記ブローバイガス経路に設けられ、前記ブローバイガス経路内の圧力を低下させることで、前記ブローバイガスを吸引して前記内燃機関に還流させ、かつ前記マスターバックに負圧を供給するポンプと、前記ブローバイガス経路の温度が所定の温度以下の場合、前記ブローバイガス経路の圧力が水の昇華圧以下になるように、前記ポンプを作動させる制御部と、を具備するブローバイガス還流装置によって達成できる。

経路内における凍結を抑制することが可能なブローバイガス還流装置を提供できる。

図１はブローバイガス還流装置を例示する概略構成図である。 図２（ａ）は水の状態図である。図２（ｂ）は負圧ポンプを作動させた際のブローバイガス経路内の圧力を例示する図である。 図３はＥＣＵが実行する制御の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本実施例のブローバイガス還流装置１００について説明する。図１はブローバイガス還流装置１００を例示する概略構成図である。

図１に示すように、ブローバイガス還流装置１００は、エンジン１０（内燃機関）、マスターバック２０、負圧ポンプ３０、ＥＣＵ４０（Engine Control Unit、制御部）、温度センサ４２および圧力センサ４４を備える。

エンジン１０は例えばガソリンを燃料としており、ブローバイガス経路１１およびインテークマニホールド１２が接続されている。インテークマニホールド１２からエンジン１０に吸気が供給され、燃焼後の排気は不図示の排気経路から車両の外に排出される。エンジン１０で発生するブローバイガスはブローバイガス経路１１からエンジン１０のクランクケースの外に排出される。

ブローバイガス経路１１の一端はエンジン１０に接続され、他端はＰＣＶバルブ３２を介してブローバイガス経路１３および１４に接続されている。ＰＣＶバルブ３２は三方弁であり、開閉することで、ブローバイガス経路１１、１３および１４それぞれにおけるガスの流量を調整することができる。ブローバイガス経路１３の一端はＰＣＶバルブ３２に接続され、他端はインテークマニホールド１２に接続されている。

ブローバイガス経路１４の一端はＰＣＶバルブ３２に接続され、他端はバルブ３４に接続されている。ブローバイガス経路１８の一端はバルブ３４に接続され、他端はインテークマニホールド１２に接続されている。ブローバイガス経路１８はブローバイガスを還流させる経路、およびマスターバック２０に負圧を供給する経路として機能する。負圧経路１６（ガス経路）の一端はマスターバック２０に接続され、他端はバルブ３４に接続されている。マスターバック２０が負圧経路１６およびブローバイガス経路１８内の負圧により吸引されることで、ブレーキをアシストすることができる。

バルブ３４は三方弁であり、ブローバイガス経路１４および１８、ならびに負圧経路１６におけるガスの流量を調整することができる。

負圧ポンプ３０はブローバイガス経路１８のバルブ３４より下流の部分に設けられており、ブローバイガス経路１８内の空気を吸引し、ブローバイガス経路１８内の圧力を低下させる。これによりブローバイガス経路１８内の圧力を負圧とし、ブローバイガスを引き込み、かつマスターバック２０に負圧を供給することができる。

温度センサ４２はブローバイガス経路１８の温度を測定する。圧力センサ４４はブローバイガス経路１８内の圧力を測定する。

ＥＣＵ４０は、図示せぬＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されるコンピュータである。ＥＣＵ４０は、温度センサ４２および圧力センサ４４からブローバイガス経路１８の温度および圧力を取得し、ＰＣＶバルブ３２およびバルブ３４の開度を制御し、さらに負圧ポンプ３０の作動状態を制御する。

インテークマニホールド１２の圧力が十分に低い場合、ＥＣＵ４０はＰＣＶバルブ３２を開き、ブローバイガス経路１１および１３を連通させる。ブローバイガスはエンジン１０からブローバイガス経路１１および１３を通じてインテークマニホールド１２へと流れ、エンジン１０に還流する。これによりエンジン１０のクランクケース内の圧力が低下する。

一方、インテークマニホールド１２の圧力が高い場合、ＥＣＵ４０はバルブ３４を開き、ブローバイガス経路１４および１８と負圧経路１６とを連通させる。さらにＥＣＵ４０は負圧ポンプ３０を作動させ、ブローバイガス経路１８内の圧力を低下させる。これにより、マスターバック２０に負圧を供給すると共に、ブローバイガス経路１４および１８を通じてブローバイガスをエンジン１０に還流させる。

図２（ａ）は水の状態図である。横軸は温度、縦軸は圧力を示す。圧力が昇華曲線より高い場合、温度の低下により、水分は固体（氷）になる。例えばブローバイガス経路１８の温度が水の凝固点以下（０℃以下）であり、かつブローバイガス経路１８内の圧力が昇華曲線より高い場合、ブローバイガス中の水分が凍結する可能性がある。そこで本実施例ではブローバイガス経路１８内の圧力を低下させ、図２（ａ）に斜線で示した昇華曲線より低い圧力とし、水分を気体（水蒸気）の状態に維持する。

図２（ｂ）は負圧ポンプ３０を作動させた際のブローバイガス経路１８内の圧力を例示する図である。横軸は時間、縦軸はブローバイガス経路１８内の圧力を示す。破線は負圧ポンプ３０が通常作動モードで作動したときの圧力、実線は負圧ポンプ３０が氷点下作動モードで作動したときの圧力を示す。図２（ｂ）に点線で示す圧力Ｐ０は昇華曲線以下の圧力であり、図２（ａ）の斜線の領域に含まれる。図２（ｂ）に示すように、負圧ポンプ３０が氷点下作動モードで作動すると、通常作動モードの場合よりも圧力が低下し、時間ｔ０で圧力Ｐ０に到達する。ブローバイガス経路１８内の圧力が昇華曲線以下の圧力Ｐ０となることで、ブローバイガス中の水分の凍結が抑制され、気体（水蒸気）の状態が維持される。

次に凍結抑制のためにＥＣＵ４０が実行する制御について説明する。図３はＥＣＵ４０が実行する制御の一例を示すフローチャートである。制御の開始時点ではバルブ３４は閉じているものとする。

図３に示すように、ＥＣＵ４０は、温度センサ４２を用いてブローバイガス経路１８の温度を取得する（ステップＳ１）。ＥＣＵ４０は、ブローバイガス経路１８の温度が水の凝固点（０℃）以下であるか否かを判断する（ステップＳ２）。

ブローバイガス経路１８の温度が凝固点より高い場合（ステップＳ２でＮｏ）、ＥＣＵ４０は負圧ポンプ３０を、図２（ｂ）に破線で示した通常作動モードで作動させる（ステップＳ３）。ステップＳ３の後、ＥＣＵ４０は制御を終了する。

ブローバイガス経路１８の温度が凝固点以下の場合（ステップＳ２でＹｅｓ）、ＥＣＵ４０は負圧ポンプ３０を、図２（ｂ）に実線で示した氷点下作動モードで作動させる（ステップＳ４）。

ＥＣＵ４０は、圧力センサ４４を用いてブローバイガス経路１８内の圧力を取得する（ステップＳ５）。ＥＣＵ４０は、ブローバイガス経路１８内の圧力が水の昇華圧以下であるか否かを判断する（ステップＳ６）。つまりＥＣＵ４０は、ブローバイガス経路１８内の圧力が、図２（ｂ）に示した圧力Ｐ０に到達しているか判断する。

ブローバイガス経路１８内の圧力が昇華圧より高い場合（ステップＳ６でＮｏ）、ＥＣＵ４０は制御を終了する。ブローバイガス経路１８内の圧力が昇華圧以下である場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、ＥＣＵ４０はバルブ３４を開き、ブローバイガス経路１４および１８と負圧経路１６とを連通させる（ステップＳ７）。これにより、マスターバック２０に負圧を供給すると共に、ブローバイガスを、ブローバイガス経路１４および１８を通じてエンジン１０に還流させる。

本実施例によれば、上記のように、負圧ポンプ３０が氷点下作動モードで作動することにより、ブローバイガス経路１８内の圧力が水の昇華圧以下となる。その後に、バルブ３４が開き、ブローバイガスがブローバイガス経路１８に流れる。このため、ブローバイガス中の水分の凍結が抑制され、ブローバイガス経路１８の閉塞が抑制される。この結果、ブローバイガスをブローバイガス経路１８およびインテークマニホールド１２を通じてエンジン１０に還流させることができる。またマスターバック２０に負圧を供給することにより、ブレーキブースタの機能を得ることができる。

ブローバイガス経路１８の温度が例えば凝固点より高くなれば、ＥＣＵ４０は負圧ポンプ３０を通常作動モードに切り替える。これにより負圧ポンプ３０の負荷を低下させる。ＥＣＵ４０は図３のステップＳ２において、厳密に凝固点か否かではなく、例えば０．０１℃以下か否かを判断してもよい。

ブローバイガス経路１８の温度は、温度センサ４２により測定してもよいし、例えば車両の外の気温、エンジン１０の冷却水の温度などに基づいて、ＥＣＵ４０が推定してもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ エンジン
１１、１３、１４、１８ ブローバイガス経路
１２ インテークマニホールド
１６ 負圧経路
２０ マスターバック
３０ 負圧ポンプ
３２ ＰＣＶバルブ
３４ バルブ
４０ ＥＣＵ
４２ 温度センサ
４４ 圧力センサ
１００ ブローバイガス還流装置

Claims (1)

1. 内燃機関から排出されるブローバイガスを前記内燃機関に還流させるブローバイガス経路と、
   前記ブローバイガス経路およびブレーキ系のマスターバックに接続されたガス経路と、
   前記ブローバイガス経路に設けられ、前記ブローバイガス経路内の圧力を低下させることで、前記ブローバイガスを吸引して前記内燃機関に還流させ、かつ前記マスターバックに負圧を供給するポンプと、
   前記ブローバイガス経路の温度が所定の温度以下の場合、前記ブローバイガス経路の圧力が水の昇華圧以下になるように、前記ポンプを作動させる制御部と、を具備するブローバイガス還流装置。
   
   

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