オイル希釈低減装置
【課題】例えば、アルコール及び水分によってオイルが希釈されることによって生じるオイルの劣化を抑制する。
【解決手段】シリンダヘッド２３０に接続された第１部分通路２０６ａ及び第２接続通路部２４０ｂの夫々は、スロットルバルブ２１４及びソレノイドバルブ２５０によって閉じられているため、エンジン２００の外部から新たにシリンダヘッド２３０に供給される空気がない。加えて、クランクケース２９０内に新たに流れ込む空気がないため、クランクケース２９０内に滞留するガスが第１部分通路部２０６ａに流れ出すことによってクランクケース２９０内の圧力が減圧され、クランクケース２９０に貯められたオイル２８０、並びに、当該オイル２８０に含まれるアルコール及び水のうち相対的にオイルより沸点の低い成分アルコール及び水が気化する。
【解決手段】シリンダヘッド２３０に接続された第１部分通路２０６ａ及び第２接続通路部２４０ｂの夫々は、スロットルバルブ２１４及びソレノイドバルブ２５０によって閉じられているため、エンジン２００の外部から新たにシリンダヘッド２３０に供給される空気がない。加えて、クランクケース２９０内に新たに流れ込む空気がないため、クランクケース２９０内に滞留するガスが第１部分通路部２０６ａに流れ出すことによってクランクケース２９０内の圧力が減圧され、クランクケース２９０に貯められたオイル２８０、並びに、当該オイル２８０に含まれるアルコール及び水のうち相対的にオイルより沸点の低い成分アルコール及び水が気化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、例えばフレキシブル燃料自動車（Flexible Fuel Vehicle：ＦＦＶ）等の車両に搭載される内燃機関において、アルコール或いは水によってオイルが希釈されることを低減するオイル希釈低減装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル燃料自動車は、ガソリン及びアルコールを様々な比率で混合した混合燃料を用いても走行可能な車両であり、ガソリンのみを燃料にして走行する車両に比べて、代替エネルギーの観点から期待が寄せられている。
【０００３】
また、ＦＦＶに限定されず、内燃機関で発生した動力を用いて走行が可能な車両では、オイル（潤滑油）を加熱することによって、当該オイルに含まれる水分を除去し、オイルを再生可能なエンジンの潤滑油再生装置が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、このような車両では、内燃機関の燃焼室内に負圧が発生する期間を設けることによって、燃焼室において燃料及び空気の混合を促進する技術（例えば、特許文献２参照。）、或いは、クランクケースに新しい空気を供給し、当該空気によってクランクケースから押し出されたブローバイガスを内燃機関の吸気系に戻して燃焼させることが可能なブローバイガス処理装置も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】実公平６−２９４５２号公報
【特許文献２】特開２００５−９８１５９号公報
【特許文献３】特開平７−５４６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アルコールにのみ、或いは、アルコール及びガソリンの両方から構成されるアルコール系燃料は、ガソリンのみで構成される燃料に比べて低温時における気化特性が低く、燃焼室に燃料が噴射された際に、アルコール成分がシリンダの内壁或いはピストン表面に付着してしまう。シリンダの内壁等の付着したアルコール成分によれば、オイルが希釈されてしまい、オイル特性を低下させてしまう。したがって、ＦＦＶ等の車両に用いられる内燃機関では、ガソリンのみを燃料として用いる内燃機関に比べてオイルを頻繁に交換する必要性が生じる問題点がある。このような問題点は、特に、燃料を燃焼室に直接噴霧する直噴式を採用する内燃機関において顕著に発生する。
【０００７】
また、オイル特性の低下は、オイル及びアルコールが混合することに起因して生じるだけでなく、アルコール系燃料を燃焼させることによって生じる水がオイルに混合された場合にも生じる。特に、アルコール系燃料を燃焼させることによって動力を発生させる内燃機関では、ガソリンのみを燃焼させることによって動力を発生させる内燃機関に比べて、水の発生量が多いため、オイル特性の低下はより一層顕著になる。
【０００８】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、ＦＦＶ等の車両に搭載される内燃機関において、アルコール或いは水によってオイルが希釈されることを低減できるオイル希釈低減装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るオイル希釈低減装置は上記課題を解決するために、アルコールを含むアルコール系燃料を燃焼させることによって車両の動力を発生させる内燃機関に用いられるオイルが、前記アルコール及び水の少なくとも一方によって希釈されることを低減するためのオイル希釈低減装置であって、前記内燃機関の外部から前記内燃機関の燃焼室に空気を導く吸気通路部のうち前記吸気通路部の途中に設けられたスロットルバルブより下流側に位置する第１部分通路部、及び、前記内燃機関が有するクランクケースを相互に接続する第１接続通路部と、前記吸気通路部のうち前記スロットルバルブより上流側に位置する第２部分通路部、及び、前記内燃機関が有するシリンダヘッドを相互に接続する第２接続通路部と、前記第１部分通路部内の圧力が負圧である場合に、前記クランクケース内に滞留するガスが前記第１接続通路部を介して前記第１部分通路部に流れ、且つ、前記クランクケース内が減圧されるように、前記第２接続通路部を閉じる閉手段とを備える。
【００１０】
本発明に係るオイル希釈低減装置は、例えば、アルコール系燃料を燃焼させることによって生成された動力によって走行可能なＦＦＶ等の車両に搭載されている。本発明に係るオイル希釈低減装置は、後述するように内燃機関のクランクケース内の圧力を減圧することによって、例えば、クランクケース内に滞留するオイルに含まれるアルコール或いは水を減圧沸騰させることによってアルコール等をガス化させ、当該ガスをクランクケースの外部に排気する。
【００１１】
第１接続通路部は、内燃機関の外部から内燃機関の燃焼室に空気を導く吸気通路部のうち吸気通路部の途中に設けられたスロットルバルブより下流側に位置する第１部分通路部、及び、内燃機関が有するクランクケースを相互に接続する。より具体的には、例えば、第１部分通路部は、空気を燃焼室に供給するためにエアクリーナ及びシリンダヘッド相互をつなぐ吸気管のうち、当該吸気管の途中に設けられたスロットルバルブ及びシリンダヘッド間を占める部分であって、その内部の圧力が、スロットルバルブが閉じている状態において負圧に維持される部分である。第１接続通路部は、第１部分通路部内及びクランクケース内の夫々の圧力の差に応じてクランクケース内のガスを第１部分通路部に導くことが可能になるように第１部分通路部及びクランクケースを相互に接続している。
【００１２】
第２接続通路部は、吸気通路部のうちスロットルバルブより上流側に位置する第２部分通路部、及び内燃機関が有するシリンダヘッドを相互に接続する。このような第２接続通路部は、例えば、ブローバイガスを燃焼室に還流させるために用いられる通路部であり、吸気通路部の上流側に位置する第２部分通路部及びエアクリーナを介して取り込まれた空気を第１部分通路部とは別系統で燃焼室に供給できるように、第２部分通路部及びシリンダヘッドを相互に接続している。
【００１３】
閉手段は、第１部分通路部内の圧力が負圧である場合に、クランクケース内に滞留するガスが第１接続通路部を介して第１部分通路部に流れ、且つ、クランクケース内が減圧されるように、第２接続通路部を閉じる。
【００１４】
ここで、「第１部分通路部内の圧力が負圧である場合」とは、スロットルバルブを通過する空気量がまったくない、或いはそれと同等とみなせるほど空気の通過量が少ない状態をいう。このような状態では、第１部分通路部内の空気は、内燃機関の動作時に燃焼室に供給されるだけであり、外部から新たに空気が供給されないことによって第１部分通路部内の圧力は低下し、その結果、第１部分通路部内の圧力は負圧となる。したがって、閉手段が、第２接続通路部を閉じた状態において、第１部分通路部内及びクランクケース内の夫々の圧力に圧力差が発生し、クランクケース内より圧力が低い負圧である第１部分通路部にクランクケース内に滞留するガスが流れ込む。
【００１５】
シリンダヘッドに接続された第１部分通路及び第２接続通路部の夫々は、スロットルバルブ及び閉手段によって閉じられているため、外部から新たにシリンダヘッドに供給される空気がない。加えて、クランクケース内に新た流れ込む空気がないため、クランクケース内に滞留するガスが第１部分通路部に流れ出すことによってクランクケース内の圧力が減圧され、クランクケースに貯められたオイル、並びに、当該オイルに含まれるアルコール及び水のうち相対的に沸点の低いアルコール及び水が気化する。このように気化したアルコール及び水は、クランクケース内に滞留するガスと共に、或いは当該ガスとして第１部分通路部に排出される。したがって、クランクケース内に貯められたオイルのアルコール濃度及び水分濃度を低減でき、アルコール及び水によってオイル特性が低下することを抑制できる。
【００１６】
したがって、本発明に係るオイル希釈低減装置によれば、オイル特性の低下を抑制できるため、オイルの交換頻度を低減することが可能となり、例えば、ＦＦＶ等の車両のランニングコストを抑制できる。
【００１７】
本発明に係るオイル希釈低減装置の一の態様では、前記閉手段は、前記内燃機関に要求される動力が所定値より低い場合に前記第２接続通路部を閉じてもよい。
【００１８】
この態様では、「所定値」とは、内燃機関の他の動作状態における第１部分通路部内の圧力より大きな負圧が第１部分通路部内に発生するように出力される動力の大きさを意味する。より具体的には、例えば、車両が一定の速度で走行している状態から、運転者がアクセルを少し踏み込んだ状態において内燃機関に要求される動力の大きさ、或いは、車両のアイドリング状態において内燃機関に要求される動力の大きさを意味する。このような動力が内燃機関に要求された際には、当該要求された動力に応じてスロットルバルブの開度は非常に小さく設定される。このような場合、第１部分通路部内の圧力は、例えば、−４０〜−５０Ｐａ、或いは−７５〜−８０Ｐａ程度の非常に大きな負圧となる。
【００１９】
したがって、第１部分通路部内及びクランクケース内の夫々の圧力には、内燃機関に要求された動力の大きさに応じて非常に大きな圧力差が生じているため、クランクケース内から効率良く、ガスを排出できると共に、クランクケース内の圧力を負圧にすることが可能である。
【００２０】
本発明に係るオイル希釈低減装置の他の態様では、前記閉手段は、前記第２接続通路部を閉じてから所定時間経過後に前記第２接続通路部を開けてもよい。
【００２１】
この態様によれば、「所定時間」とは、例えば、時速６０ｋｍの一定の速度で車両を走行させる定常運転状態を少し行なった時間、或いは、定常運転開始から運転者がアクセルを急激に踏み込むまでの時間等のようにスロットルバルブが略閉じた状態が一定期間継続して維持された時間を意味する。第２接続通路部を閉じた状態が継続されると、内燃機関の動作に支障をきたす物質がアルコール燃料の燃焼に応じてクランクケース内に蓄積されてしまう。したがって、閉手段は、第２接続通路部を閉じてから所定時間経過後に第２接続通路部を開ける。これにより、第２接続通路部を介してクランクケース等の内燃機関における換気が施される。
【００２２】
本発明に係るオイル希釈低減装置の他の態様では、前記オイルのアルコール濃度、及び水分濃度の少なくとも一方の濃度を検出する検出手段を更に備え、前記閉手段は、前記少なくとも一方の濃度が所定の濃度以上である場合に前記第２接続通路部を閉じてもよい。
【００２３】
この態様によれば、「所定の濃度」とは、内燃機関の動作に支障をきたすか否かについての判断基準として予め設定しておくことが可能な、オイルのアルコール濃度及び水分濃度の少なくとも一方の具体的に値をいう。
【００２４】
この態様によれば、閉手段は、少なくとも一方の濃度が所定の濃度以上である場合に第２接続通路部を閉じればよいため、クランクケース内の圧力制御についての手順を簡便化できる。
【００２５】
本発明に係るオイル希釈低減装置の他の態様では、前記閉手段は、前記第２接続通路部の途中に設けられたソレノイドバルブと、前記ソレノイドバルブの開閉動作を制御する制御手段とから構成されていてもよい。
【００２６】
この態様によれば、制御手段は、例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）の一部を構成する回路部であり、ソレノイドに供給する電流値を調整することによってソレノイドバルブの開閉状態を制御できる。
【００２７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るオイル希釈低減装置の一実施形態を説明する。
【００２９】
＜１：オイル希釈低減装置が適用されたエンジンの詳細構成＞
先ず、図１を参照しながら、本発明に係るオイル希釈低減装置の一実施形態が適用されたエンジン２００の詳細な構成を説明する。図１は、エンジン２００の半断面システム系統図である。
【００３０】
図１において、エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。エンジン２００は、例えば、エンジン２００と共にモータが搭載されたハイブリッド車両、或いはＦＦＶ車両に搭載されており、アルコール及びガソリンが混合されたアルコール系燃料を燃焼させることによって当該車両の動力を発生させる。
【００３１】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は、本発明の「吸気通路部」の一例である吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて混合気となる。インジェクタ２０７には、ガソリン、及び、本発明の「アルコール」の一例であるエタノールが混合された、本発明の「アルコール系燃料」の一例である混合燃料が燃料タンク２２３からフィルタ２２４を介して供給されている。インジェクタ２０７は、混合燃料を、本発明の「制御手段」の一例である制御装置１００の制御に従って吸気管２０６内に噴射する。尚、燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。エンジン２００は、燃料タンク２２３からインジェクタ２０７に燃料を供給するための燃料供給路部２２７は、その途中に設けられたフィルタ２２４及び濃度センサ２２８を有している。
【００３２】
吸気管２０６と、シリンダ２０１内の燃焼室２７０とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。燃焼室２７０で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。
【００３３】
吸気管２０６の上流部には、エアクリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。エアクリーナ２１１の下流側（シリンダ側）には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。
【００３４】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。スロットルバルブ２１４には、スロットルポジションセンサ２１５が電気的に接続されており、その開度が検出可能に構成されている。更に、スロットルバルブ２１４の周囲には、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２１６、及びスロットルバルブ２１４を駆動するスロットルバルブモータ２１７も配設されている。
【００３５】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２０５の回転状態に基づいて、シリンダ２０１内部におけるピストン２０３の位置、及びエンジン２００の回転数など取得することが可能に構成されている。
【００３６】
また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定可能なノックセンサ２１９が配設されており、シリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。
【００３７】
排気管２１０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。
【００３８】
本実施形態に係るオイル希釈低減装置は、第１接続通路部２４０ａ、第２接続通路部２４０ｂ、本発明の「閉手段」の一例を構成する制御装置１００及びソレノイドバルブ２５０、並びに、本発明の「検出手段」の一例である濃度センサ２６０を含んで構成されている。
【００３９】
第１接続通路部２４０ａは、エンジン２００の外部から燃焼室２７０に空気を導く吸気管２０６のうち吸気管２０６の途中に設けられたスロットルバルブ２１４より下流側に位置する第１部分通路部２０６ａ、及び、エンジン２００が有するクランクケース２９０を相互に接続している。
【００４０】
より具体的には、第１部分通路部２４０ａは、空気を含む混合燃料を燃焼室２７０に供給するためにエアクリーナ２１１及びシリンダヘッド２３０を相互につなぐ吸気管２０６のうち、当該吸気管の途中に設けられたスロットルバルブ２１４及びシリンダヘッド２３０間を占める部分であって、その内部の圧力が、スロットルバルブ２１４が閉じている状態において負圧に維持される部分である。加えて、第１接続通路部２４０ａは、第１部分通路部２０６ａ内及びクランクケース２９０内の夫々の圧力の差に応じてクランクケース２９０内のガスを第１部分通路部２０６ａに導くことが可能になるように第１部分通路部２０６ａ及びクランクケース２９０を相互に接続している。
【００４１】
第２接続通路部２４０ｂは、吸気管２０６のうちスロットルバルブ２１４より上流側に位置する第２部分通路部２０６ｂ、及び、エンジン２００が有するシリンダヘッド２３０を相互に接続している。第２接続通路部２４０ｂは、例えば、ブローバイガスを燃焼室２７０に還流させるために用いられる通路部であり、吸気管２０６の上流側に位置する第２部分通路部２０６ｂ及びエアクリーナ２１１を介して取り込まれた空気を、第１部分通路部２０６ａとは別系統で燃焼室２７０に供給できるように、第２部分通路部２０６ｂ及びシリンダヘッド２３０を相互に接続している。
【００４２】
ソレノイドバルブ２５０は第２部分通路部２４０ｂの途中に設けられており、制御装置１００の制御下でその開閉動作が可能となるように構成されている。制御装置１００は、エンジン２００が搭載された車両全体の動作を制御するＥＣＵの一部を構成する回路部であり、ソレノイドに供給する電流値を調整することによってソレノイドバルブ２５０の開閉状態を制御する。
【００４３】
スロットルバルブ２１４を通過する空気量がまったくない、或いはそれと同等とみなせるほど第１部分通路部２０６ａを流れる空気の通過量が少ない状態では、第１部分通路部２０６ａ内の圧力は負圧になる。より具体的には、第１部分通路部２０６ａ内の空気は、エンジン２００の動作時に燃焼室２７０に供給されるだけであり、外部から新たに空気が供給されないことによって第１部分通路部２０６ａ内の圧力は低下し、その結果第１部分通路部２０６ａ内の圧力は負圧となる。
【００４４】
ソレノイドバルブ２５０は、第１部分通路部２０６ａ内の圧力が負圧である場合に、クランクケース２９０内に滞留するガスが第１接続通路部２４０ａを介して第１部分通路部２０６ａに流れ、且つ、クランクケース２９０内が減圧されるように、第２部分通路部２４０ｂを閉じる。
【００４５】
したがって、第２接続通路部２４０ｂを閉じられた状態において、第１部分通路部２０６ａ内及びクランクケース２９０内の夫々の圧力に圧力差が発生し、クランクケース２９０内より圧力が低い負圧である第１部分通路部２０６ａにクランクケース２９０内に滞留するガスが流れ込む。
【００４６】
ここで、シリンダヘッド２３０に接続された第１部分通路２０６ａ及び第２接続通路部２４０ｂの夫々は、スロットルバルブ２１４及びソレノイドバルブ２５０によって閉じられているため、エンジン２００の外部から新たにシリンダヘッド２３０に供給される空気がない。加えて、クランクケース２９０内に新たに流れ込む空気がないため、クランクケース２９０内に滞留するガスが第１部分通路部２０６ａに流れ出すことによってクランクケース２９０内の圧力が減圧され、クランクケース２９０に貯められたオイル２８０、並びに、当該オイル２８０に含まれるアルコール及び水のうち相対的に沸点の低いアルコール及び水が気化する。
【００４７】
より具体的には、本実施形態に係るオイル希釈低減装置によれば、クランクケース２９０内の圧力を減圧することによって、クランクケース２９０内の滞留するオイル２８０に含まれるアルコール或いは水を減圧沸騰させることができる。気化した（即ちガス化した）アルコール及び水は、クランクケース２９０内に滞留するガスと共に、或いは当該ガスとして第１部分通路部２０６ａに排出される。
【００４８】
したがって、クランクケース２９０内に貯められるオイル２８０のアルコール濃度及び水分濃度を低減でき、アルコール及び水によってオイル特性が低下することを抑制できる。
【００４９】
このように、本実施形態に係るオイル希釈低減装置によれば、オイル特性の低下を抑制できるため、オイルの交換頻度を低減可能となり、例えば、ＦＦＶ車両、或いはＦＦＶ車両をベースにして構成されたハイブリッド車両のランニングコストを抑制できる。
【００５０】
また、本実施形態に係るオイル希釈低減装置は、ハイブリッド車両の走行時においても、当該車両が備えるエンジン内のオイルがアルコール及び水分によって希釈されることを低減できる。加えて、ＦＦＶ車両をベースとして構成されたプラグインハイブリッド車両等の車両については、当該車両が走行していない場合に負圧に維持された第１部分通路部２０６ａを介してクランクケース２９０内のガスを外部に排出でき、オイルに含まれるアルコール及び水分を減圧沸騰させることによって、オイル中のアルコール及び水分を低減できる。
【００５１】
尚、このようなハイブリッド車両では、第１部分通路部内の負圧を利用することなく、別途設けられたポンプ等の減圧手段によってシリンダケース内の圧力を低下させて、オイルに含まれるアルコール及び水分を気化させた後、外部に排出することも可能である。
【００５２】
＜２：オイル希釈低減方法＞
次に、図１及び図２を参照しながら、上述した本実施形態に係るオイル希釈低減装置によって実行可能なオイル希釈低減方法を説明する。図２は、本実施形態に係るオイル希釈低減方法の主要な処理ルーチンを示したフローチャートである。
【００５３】
図１及び図２に示すように、エンジン２００の動作時において、濃度センサ２６０は、シリンダケース２９０に貯められたオイル２８０中におけるアルコール濃度及び水分濃度を検出する（ステップＳ１０１０）。
【００５４】
制御装置１００は、濃度センサ２６０によって検出されたアルコール濃度及び水分濃度に関するデータを濃度センサ２６０から取得し、アルコール濃度及び水分濃度の少なくとも一方の濃度が所定の濃度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２０）。より具体的には、制御装置１００は、アルコール濃度及び水分濃度の夫々が、濃度Ｄ１及びＤ２の夫々より高いか否かを判定する。濃度Ｄ１及びＤ２は、エンジン２００の動作に支障をきたすか否かについての判断基準として予め設定されている。アルコール濃度及び水分濃度の少なくとも一方が、当該一方に対応する濃度Ｄ１又はＤ２以下であると判定された場合には、制御装置１００は、ソレノイドバルブ２５０を閉じる指示を出すことなく、次に検出されたアルコール濃度及び水分濃度の判定処理を行なう。
【００５５】
したがって、制御装置１００は、少なくとも一方の濃度が当該一方に対応する濃度Ｄ１又はＤ２より高い場合に、後述するステップを経て第２部分通路部を閉じればよいため、クランクケース２９０内の圧力制御について行う手順を簡便化できる。
【００５６】
次に、アルコール濃度及び水分濃度の少なくとも一方が、当該一方に対応する濃度Ｄ１又はＤ２より高いと判定された場合には、制御装置１００は、第１部分通路部２０６ａ内の圧力が圧力Ｐ１より低いか否かを判定する（ステップＳ１０３０）。
【００５７】
ここで、圧力Ｐ１は、エンジン２００に要求される動力が所定値より低いか否かを判定する際の基準となる要求動力に対応した圧力値である。このような要求動力は、例えば、車両が一定の速度で走行している状態から、運転者がアクセルを少し踏み込んだ状態においてエンジン２００に要求される動力の大きさ、或いは、車両のアイドリング状態においてエンジンに要求される動力の大きさである。このような要求動力が内燃機関に要求された際には、当該要求された動力に応じてスロットルバルブ２１４の開度は非常に小さく、第１部分通路部内２０６ａの圧力は、例えば、−４０〜−５０Ｐａ、或いは−７５〜−８０Ｐａ程度の非常に大きな負圧となる。圧力Ｐ１は、−４０〜−５０Ｐａ、或いは−７５〜−８０Ｐａより大きな値に設定されるため、車両が一定の速度で走行している状態から、運転者がアクセルを少し踏み込んだ状態、或いは、車両のアイドリング状態の夫々の状態では、第１部分通路部２０６ａの圧力は圧力Ｐ１より低くなる。
【００５８】
制御装置１００は、第１部分通路部２０６ａ内の圧力が圧力Ｐ１より以上であると判定された場合には、ソレノイドバルブ２５０を全開に切り換える。
【００５９】
次に、ステップＳ１０３０において第１部分通路部２０６ａ内の圧力が圧力Ｐ１より低いと判定された場合には、制御装置１００はソレノイドバルブ２５０を全閉し、第２接続通路部２４０ｂを閉じる（ステップ１０４０）。これにより、第１部分通路部２０６ａ内及びクランクケース２９０内の夫々の圧力には圧力差が生じ、オイル２８０に含まれるアルコール及び水分を減圧沸騰されることによって、気化したアルコール及び水分を第１接続通路部２４０ａを介してクランクケース２９０内から効率良く排出できる。加えて、気化したアルコール及び水分がクランクケース２９０から排出されるため、継続して負圧に維持されるクランクケース２９０内からアルコール及び水分を排出できる。
【００６０】
したがって、本実施形態に係るオイル希釈低減方法によれば、クランクケース２９０内に貯められるオイル２８０が、アルコール及び水分によって劣化することを低減できる。
【００６１】
次に、制御装置１００は、第２接続通路部２４０ｂを閉じてから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０５０）。第２接続通路部２４０ｂを閉じてから所定時間Ｔ１が経過していない場合には、再度ステップＳ１０４０に戻る。第２接続通路部２４０ｂを閉じてから所定時間が経過したと判定された場合には、制御装置１００は、ソレノイドバルブ２５０を開状態に切り換える指示を出し、シリンダヘッド２３０を介してシリンダケース２９０からガスが第２部分通路部２０６ｂに還流可能なように第２接続通路部２４０ｂが開けられ（ステップＳ１０６０）、一連の手順を終了する。
【００６２】
ここで、ソレノイドバルブ２５０を閉じた状態が過剰に継続されるとエンジン２００の動作に支障をきたす物質がアルコール燃料の燃焼に応じてクランクケース２９０内に蓄積されてしまうため、本実施形態では、所定時間Ｔ１が経過するとソレノイドバルブ２５０を開状態に切り換える。
【００６３】
したがって、制御装置１００は、第２接続通路部２４０ｂを閉じてから所定時間Ｔ１経過後に第２接続通路部２４０ｂを開ける。これにより、第２接続通路部を介してクランクケース２９０内の換気が施され、支障なくエンジン２００を動作させることができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係るオイル希釈低減装置によれば、クランクケース内に貯められたオイルに含まれるアルコール或いは水を減圧沸騰させることによってガス化させ、当該ガスをクランクケースの外部に排気できる。したがって、クランクケース内に貯められたオイルのアルコール濃度及び水分濃度を低減でき、アルコール及び水によってオイル特性が低下することを抑制できる。本実施形態に係るオイル希釈低減装置によれば、オイル特性の低下を抑制できるため、オイルの交換頻度を低減可能となり、例えば、ＦＦＶ等の車両、或いはＦＦＶ車両をベースにして構成されたハイブリッド車両のランニングコストを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係るオイル希釈低減装置が適用された内燃機関の模式的な平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るオイル希釈低減装置によって実行可能なオイル希釈低減方法の主要な処理ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１００・・・制御装置、２００・・・エンジン、２０１・・・シリンダ、２０６・・・吸気管、２０６ａ・・・第１部分通路部、２０６ｂ・・・第２部分通路部、２４０ａ・・・第１接続通路部、２４０ｂ・・・第２接続通路部、２５０・・・ソレノイドバルブ、２８０・・・オイル、２９０・・・シリンダケース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、例えばフレキシブル燃料自動車（Flexible Fuel Vehicle：ＦＦＶ）等の車両に搭載される内燃機関において、アルコール或いは水によってオイルが希釈されることを低減するオイル希釈低減装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル燃料自動車は、ガソリン及びアルコールを様々な比率で混合した混合燃料を用いても走行可能な車両であり、ガソリンのみを燃料にして走行する車両に比べて、代替エネルギーの観点から期待が寄せられている。
【０００３】
また、ＦＦＶに限定されず、内燃機関で発生した動力を用いて走行が可能な車両では、オイル（潤滑油）を加熱することによって、当該オイルに含まれる水分を除去し、オイルを再生可能なエンジンの潤滑油再生装置が提案されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
一方、このような車両では、内燃機関の燃焼室内に負圧が発生する期間を設けることによって、燃焼室において燃料及び空気の混合を促進する技術（例えば、特許文献２参照。）、或いは、クランクケースに新しい空気を供給し、当該空気によってクランクケースから押し出されたブローバイガスを内燃機関の吸気系に戻して燃焼させることが可能なブローバイガス処理装置も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】実公平６−２９４５２号公報
【特許文献２】特開２００５−９８１５９号公報
【特許文献３】特開平７−５４６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、アルコールにのみ、或いは、アルコール及びガソリンの両方から構成されるアルコール系燃料は、ガソリンのみで構成される燃料に比べて低温時における気化特性が低く、燃焼室に燃料が噴射された際に、アルコール成分がシリンダの内壁或いはピストン表面に付着してしまう。シリンダの内壁等の付着したアルコール成分によれば、オイルが希釈されてしまい、オイル特性を低下させてしまう。したがって、ＦＦＶ等の車両に用いられる内燃機関では、ガソリンのみを燃料として用いる内燃機関に比べてオイルを頻繁に交換する必要性が生じる問題点がある。このような問題点は、特に、燃料を燃焼室に直接噴霧する直噴式を採用する内燃機関において顕著に発生する。
【０００７】
また、オイル特性の低下は、オイル及びアルコールが混合することに起因して生じるだけでなく、アルコール系燃料を燃焼させることによって生じる水がオイルに混合された場合にも生じる。特に、アルコール系燃料を燃焼させることによって動力を発生させる内燃機関では、ガソリンのみを燃焼させることによって動力を発生させる内燃機関に比べて、水の発生量が多いため、オイル特性の低下はより一層顕著になる。
【０００８】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、ＦＦＶ等の車両に搭載される内燃機関において、アルコール或いは水によってオイルが希釈されることを低減できるオイル希釈低減装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るオイル希釈低減装置は上記課題を解決するために、アルコールを含むアルコール系燃料を燃焼させることによって車両の動力を発生させる内燃機関に用いられるオイルが、前記アルコール及び水の少なくとも一方によって希釈されることを低減するためのオイル希釈低減装置であって、前記内燃機関の外部から前記内燃機関の燃焼室に空気を導く吸気通路部のうち前記吸気通路部の途中に設けられたスロットルバルブより下流側に位置する第１部分通路部、及び、前記内燃機関が有するクランクケースを相互に接続する第１接続通路部と、前記吸気通路部のうち前記スロットルバルブより上流側に位置する第２部分通路部、及び、前記内燃機関が有するシリンダヘッドを相互に接続する第２接続通路部と、前記第１部分通路部内の圧力が負圧である場合に、前記クランクケース内に滞留するガスが前記第１接続通路部を介して前記第１部分通路部に流れ、且つ、前記クランクケース内が減圧されるように、前記第２接続通路部を閉じる閉手段とを備える。
【００１０】
本発明に係るオイル希釈低減装置は、例えば、アルコール系燃料を燃焼させることによって生成された動力によって走行可能なＦＦＶ等の車両に搭載されている。本発明に係るオイル希釈低減装置は、後述するように内燃機関のクランクケース内の圧力を減圧することによって、例えば、クランクケース内に滞留するオイルに含まれるアルコール或いは水を減圧沸騰させることによってアルコール等をガス化させ、当該ガスをクランクケースの外部に排気する。
【００１１】
第１接続通路部は、内燃機関の外部から内燃機関の燃焼室に空気を導く吸気通路部のうち吸気通路部の途中に設けられたスロットルバルブより下流側に位置する第１部分通路部、及び、内燃機関が有するクランクケースを相互に接続する。より具体的には、例えば、第１部分通路部は、空気を燃焼室に供給するためにエアクリーナ及びシリンダヘッド相互をつなぐ吸気管のうち、当該吸気管の途中に設けられたスロットルバルブ及びシリンダヘッド間を占める部分であって、その内部の圧力が、スロットルバルブが閉じている状態において負圧に維持される部分である。第１接続通路部は、第１部分通路部内及びクランクケース内の夫々の圧力の差に応じてクランクケース内のガスを第１部分通路部に導くことが可能になるように第１部分通路部及びクランクケースを相互に接続している。
【００１２】
第２接続通路部は、吸気通路部のうちスロットルバルブより上流側に位置する第２部分通路部、及び内燃機関が有するシリンダヘッドを相互に接続する。このような第２接続通路部は、例えば、ブローバイガスを燃焼室に還流させるために用いられる通路部であり、吸気通路部の上流側に位置する第２部分通路部及びエアクリーナを介して取り込まれた空気を第１部分通路部とは別系統で燃焼室に供給できるように、第２部分通路部及びシリンダヘッドを相互に接続している。
【００１３】
閉手段は、第１部分通路部内の圧力が負圧である場合に、クランクケース内に滞留するガスが第１接続通路部を介して第１部分通路部に流れ、且つ、クランクケース内が減圧されるように、第２接続通路部を閉じる。
【００１４】
ここで、「第１部分通路部内の圧力が負圧である場合」とは、スロットルバルブを通過する空気量がまったくない、或いはそれと同等とみなせるほど空気の通過量が少ない状態をいう。このような状態では、第１部分通路部内の空気は、内燃機関の動作時に燃焼室に供給されるだけであり、外部から新たに空気が供給されないことによって第１部分通路部内の圧力は低下し、その結果、第１部分通路部内の圧力は負圧となる。したがって、閉手段が、第２接続通路部を閉じた状態において、第１部分通路部内及びクランクケース内の夫々の圧力に圧力差が発生し、クランクケース内より圧力が低い負圧である第１部分通路部にクランクケース内に滞留するガスが流れ込む。
【００１５】
シリンダヘッドに接続された第１部分通路及び第２接続通路部の夫々は、スロットルバルブ及び閉手段によって閉じられているため、外部から新たにシリンダヘッドに供給される空気がない。加えて、クランクケース内に新た流れ込む空気がないため、クランクケース内に滞留するガスが第１部分通路部に流れ出すことによってクランクケース内の圧力が減圧され、クランクケースに貯められたオイル、並びに、当該オイルに含まれるアルコール及び水のうち相対的に沸点の低いアルコール及び水が気化する。このように気化したアルコール及び水は、クランクケース内に滞留するガスと共に、或いは当該ガスとして第１部分通路部に排出される。したがって、クランクケース内に貯められたオイルのアルコール濃度及び水分濃度を低減でき、アルコール及び水によってオイル特性が低下することを抑制できる。
【００１６】
したがって、本発明に係るオイル希釈低減装置によれば、オイル特性の低下を抑制できるため、オイルの交換頻度を低減することが可能となり、例えば、ＦＦＶ等の車両のランニングコストを抑制できる。
【００１７】
本発明に係るオイル希釈低減装置の一の態様では、前記閉手段は、前記内燃機関に要求される動力が所定値より低い場合に前記第２接続通路部を閉じてもよい。
【００１８】
この態様では、「所定値」とは、内燃機関の他の動作状態における第１部分通路部内の圧力より大きな負圧が第１部分通路部内に発生するように出力される動力の大きさを意味する。より具体的には、例えば、車両が一定の速度で走行している状態から、運転者がアクセルを少し踏み込んだ状態において内燃機関に要求される動力の大きさ、或いは、車両のアイドリング状態において内燃機関に要求される動力の大きさを意味する。このような動力が内燃機関に要求された際には、当該要求された動力に応じてスロットルバルブの開度は非常に小さく設定される。このような場合、第１部分通路部内の圧力は、例えば、−４０〜−５０Ｐａ、或いは−７５〜−８０Ｐａ程度の非常に大きな負圧となる。
【００１９】
したがって、第１部分通路部内及びクランクケース内の夫々の圧力には、内燃機関に要求された動力の大きさに応じて非常に大きな圧力差が生じているため、クランクケース内から効率良く、ガスを排出できると共に、クランクケース内の圧力を負圧にすることが可能である。
【００２０】
本発明に係るオイル希釈低減装置の他の態様では、前記閉手段は、前記第２接続通路部を閉じてから所定時間経過後に前記第２接続通路部を開けてもよい。
【００２１】
この態様によれば、「所定時間」とは、例えば、時速６０ｋｍの一定の速度で車両を走行させる定常運転状態を少し行なった時間、或いは、定常運転開始から運転者がアクセルを急激に踏み込むまでの時間等のようにスロットルバルブが略閉じた状態が一定期間継続して維持された時間を意味する。第２接続通路部を閉じた状態が継続されると、内燃機関の動作に支障をきたす物質がアルコール燃料の燃焼に応じてクランクケース内に蓄積されてしまう。したがって、閉手段は、第２接続通路部を閉じてから所定時間経過後に第２接続通路部を開ける。これにより、第２接続通路部を介してクランクケース等の内燃機関における換気が施される。
【００２２】
本発明に係るオイル希釈低減装置の他の態様では、前記オイルのアルコール濃度、及び水分濃度の少なくとも一方の濃度を検出する検出手段を更に備え、前記閉手段は、前記少なくとも一方の濃度が所定の濃度以上である場合に前記第２接続通路部を閉じてもよい。
【００２３】
この態様によれば、「所定の濃度」とは、内燃機関の動作に支障をきたすか否かについての判断基準として予め設定しておくことが可能な、オイルのアルコール濃度及び水分濃度の少なくとも一方の具体的に値をいう。
【００２４】
この態様によれば、閉手段は、少なくとも一方の濃度が所定の濃度以上である場合に第２接続通路部を閉じればよいため、クランクケース内の圧力制御についての手順を簡便化できる。
【００２５】
本発明に係るオイル希釈低減装置の他の態様では、前記閉手段は、前記第２接続通路部の途中に設けられたソレノイドバルブと、前記ソレノイドバルブの開閉動作を制御する制御手段とから構成されていてもよい。
【００２６】
この態様によれば、制御手段は、例えばＥＣＵ（Engine Control Unit）の一部を構成する回路部であり、ソレノイドに供給する電流値を調整することによってソレノイドバルブの開閉状態を制御できる。
【００２７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るオイル希釈低減装置の一実施形態を説明する。
【００２９】
＜１：オイル希釈低減装置が適用されたエンジンの詳細構成＞
先ず、図１を参照しながら、本発明に係るオイル希釈低減装置の一実施形態が適用されたエンジン２００の詳細な構成を説明する。図１は、エンジン２００の半断面システム系統図である。
【００３０】
図１において、エンジン２００は、シリンダ２０１内において点火プラグ２０２により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン２０３の往復運動を、コネクションロッド２０４を介してクランクシャフト２０５の回転運動に変換することが可能に構成されている。エンジン２００は、例えば、エンジン２００と共にモータが搭載されたハイブリッド車両、或いはＦＦＶ車両に搭載されており、アルコール及びガソリンが混合されたアルコール系燃料を燃焼させることによって当該車両の動力を発生させる。
【００３１】
シリンダ２０１内における燃料の燃焼に際し、外部から吸入された空気は、本発明の「吸気通路部」の一例である吸気管２０６を通過し、インジェクタ２０７から噴射された燃料と混合されて混合気となる。インジェクタ２０７には、ガソリン、及び、本発明の「アルコール」の一例であるエタノールが混合された、本発明の「アルコール系燃料」の一例である混合燃料が燃料タンク２２３からフィルタ２２４を介して供給されている。インジェクタ２０７は、混合燃料を、本発明の「制御手段」の一例である制御装置１００の制御に従って吸気管２０６内に噴射する。尚、燃料タンク２２３には、燃料残量を検出するための燃料センサ２２５が設置されている。エンジン２００は、燃料タンク２２３からインジェクタ２０７に燃料を供給するための燃料供給路部２２７は、その途中に設けられたフィルタ２２４及び濃度センサ２２８を有している。
【００３２】
吸気管２０６と、シリンダ２０１内の燃焼室２７０とは、吸気バルブ２０８の開閉によって連通状態が制御されている。燃焼室２７０で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ２０８の開閉に連動して開閉する排気バルブ２０９を通過して排気管２１０を介して排気される。
【００３３】
吸気管２０６の上流部には、エアクリーナ２１１が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。エアクリーナ２１１の下流側（シリンダ側）には、エアフローメータ２１２が配設されている。エアフローメータ２１２は、ホットワイヤー式と称される形態を有しており、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管２０６には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ２１３が設置されている。
【００３４】
吸気管２０６におけるエアフローメータ２１２の下流側には、シリンダ２０１内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ２１４が配設されている。スロットルバルブ２１４には、スロットルポジションセンサ２１５が電気的に接続されており、その開度が検出可能に構成されている。更に、スロットルバルブ２１４の周囲には、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ２１６、及びスロットルバルブ２１４を駆動するスロットルバルブモータ２１７も配設されている。
【００３５】
クランクシャフト２０５近傍には、クランクシャフト２０５の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２１８が設置されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２０５の回転状態に基づいて、シリンダ２０１内部におけるピストン２０３の位置、及びエンジン２００の回転数など取得することが可能に構成されている。
【００３６】
また、シリンダ２０１を収容するシリンダブロックには、エンジン２００のノック強度を測定可能なノックセンサ２１９が配設されており、シリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン２００の冷却水温度を検出するための水温センサ２２０が配設されている。
【００３７】
排気管２１０には、三元触媒２２２が設置されている。三元触媒２２２は、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を夫々浄化することが可能な触媒である。排気管２１０における三元触媒２２２の上流側には、空燃比センサ２２１が配設されている。空燃比センサ２２１は、排気管２１０から排出される排気ガスから、エンジン２００の空燃比を検出することが可能に構成されている。
【００３８】
本実施形態に係るオイル希釈低減装置は、第１接続通路部２４０ａ、第２接続通路部２４０ｂ、本発明の「閉手段」の一例を構成する制御装置１００及びソレノイドバルブ２５０、並びに、本発明の「検出手段」の一例である濃度センサ２６０を含んで構成されている。
【００３９】
第１接続通路部２４０ａは、エンジン２００の外部から燃焼室２７０に空気を導く吸気管２０６のうち吸気管２０６の途中に設けられたスロットルバルブ２１４より下流側に位置する第１部分通路部２０６ａ、及び、エンジン２００が有するクランクケース２９０を相互に接続している。
【００４０】
より具体的には、第１部分通路部２４０ａは、空気を含む混合燃料を燃焼室２７０に供給するためにエアクリーナ２１１及びシリンダヘッド２３０を相互につなぐ吸気管２０６のうち、当該吸気管の途中に設けられたスロットルバルブ２１４及びシリンダヘッド２３０間を占める部分であって、その内部の圧力が、スロットルバルブ２１４が閉じている状態において負圧に維持される部分である。加えて、第１接続通路部２４０ａは、第１部分通路部２０６ａ内及びクランクケース２９０内の夫々の圧力の差に応じてクランクケース２９０内のガスを第１部分通路部２０６ａに導くことが可能になるように第１部分通路部２０６ａ及びクランクケース２９０を相互に接続している。
【００４１】
第２接続通路部２４０ｂは、吸気管２０６のうちスロットルバルブ２１４より上流側に位置する第２部分通路部２０６ｂ、及び、エンジン２００が有するシリンダヘッド２３０を相互に接続している。第２接続通路部２４０ｂは、例えば、ブローバイガスを燃焼室２７０に還流させるために用いられる通路部であり、吸気管２０６の上流側に位置する第２部分通路部２０６ｂ及びエアクリーナ２１１を介して取り込まれた空気を、第１部分通路部２０６ａとは別系統で燃焼室２７０に供給できるように、第２部分通路部２０６ｂ及びシリンダヘッド２３０を相互に接続している。
【００４２】
ソレノイドバルブ２５０は第２部分通路部２４０ｂの途中に設けられており、制御装置１００の制御下でその開閉動作が可能となるように構成されている。制御装置１００は、エンジン２００が搭載された車両全体の動作を制御するＥＣＵの一部を構成する回路部であり、ソレノイドに供給する電流値を調整することによってソレノイドバルブ２５０の開閉状態を制御する。
【００４３】
スロットルバルブ２１４を通過する空気量がまったくない、或いはそれと同等とみなせるほど第１部分通路部２０６ａを流れる空気の通過量が少ない状態では、第１部分通路部２０６ａ内の圧力は負圧になる。より具体的には、第１部分通路部２０６ａ内の空気は、エンジン２００の動作時に燃焼室２７０に供給されるだけであり、外部から新たに空気が供給されないことによって第１部分通路部２０６ａ内の圧力は低下し、その結果第１部分通路部２０６ａ内の圧力は負圧となる。
【００４４】
ソレノイドバルブ２５０は、第１部分通路部２０６ａ内の圧力が負圧である場合に、クランクケース２９０内に滞留するガスが第１接続通路部２４０ａを介して第１部分通路部２０６ａに流れ、且つ、クランクケース２９０内が減圧されるように、第２部分通路部２４０ｂを閉じる。
【００４５】
したがって、第２接続通路部２４０ｂを閉じられた状態において、第１部分通路部２０６ａ内及びクランクケース２９０内の夫々の圧力に圧力差が発生し、クランクケース２９０内より圧力が低い負圧である第１部分通路部２０６ａにクランクケース２９０内に滞留するガスが流れ込む。
【００４６】
ここで、シリンダヘッド２３０に接続された第１部分通路２０６ａ及び第２接続通路部２４０ｂの夫々は、スロットルバルブ２１４及びソレノイドバルブ２５０によって閉じられているため、エンジン２００の外部から新たにシリンダヘッド２３０に供給される空気がない。加えて、クランクケース２９０内に新たに流れ込む空気がないため、クランクケース２９０内に滞留するガスが第１部分通路部２０６ａに流れ出すことによってクランクケース２９０内の圧力が減圧され、クランクケース２９０に貯められたオイル２８０、並びに、当該オイル２８０に含まれるアルコール及び水のうち相対的に沸点の低いアルコール及び水が気化する。
【００４７】
より具体的には、本実施形態に係るオイル希釈低減装置によれば、クランクケース２９０内の圧力を減圧することによって、クランクケース２９０内の滞留するオイル２８０に含まれるアルコール或いは水を減圧沸騰させることができる。気化した（即ちガス化した）アルコール及び水は、クランクケース２９０内に滞留するガスと共に、或いは当該ガスとして第１部分通路部２０６ａに排出される。
【００４８】
したがって、クランクケース２９０内に貯められるオイル２８０のアルコール濃度及び水分濃度を低減でき、アルコール及び水によってオイル特性が低下することを抑制できる。
【００４９】
このように、本実施形態に係るオイル希釈低減装置によれば、オイル特性の低下を抑制できるため、オイルの交換頻度を低減可能となり、例えば、ＦＦＶ車両、或いはＦＦＶ車両をベースにして構成されたハイブリッド車両のランニングコストを抑制できる。
【００５０】
また、本実施形態に係るオイル希釈低減装置は、ハイブリッド車両の走行時においても、当該車両が備えるエンジン内のオイルがアルコール及び水分によって希釈されることを低減できる。加えて、ＦＦＶ車両をベースとして構成されたプラグインハイブリッド車両等の車両については、当該車両が走行していない場合に負圧に維持された第１部分通路部２０６ａを介してクランクケース２９０内のガスを外部に排出でき、オイルに含まれるアルコール及び水分を減圧沸騰させることによって、オイル中のアルコール及び水分を低減できる。
【００５１】
尚、このようなハイブリッド車両では、第１部分通路部内の負圧を利用することなく、別途設けられたポンプ等の減圧手段によってシリンダケース内の圧力を低下させて、オイルに含まれるアルコール及び水分を気化させた後、外部に排出することも可能である。
【００５２】
＜２：オイル希釈低減方法＞
次に、図１及び図２を参照しながら、上述した本実施形態に係るオイル希釈低減装置によって実行可能なオイル希釈低減方法を説明する。図２は、本実施形態に係るオイル希釈低減方法の主要な処理ルーチンを示したフローチャートである。
【００５３】
図１及び図２に示すように、エンジン２００の動作時において、濃度センサ２６０は、シリンダケース２９０に貯められたオイル２８０中におけるアルコール濃度及び水分濃度を検出する（ステップＳ１０１０）。
【００５４】
制御装置１００は、濃度センサ２６０によって検出されたアルコール濃度及び水分濃度に関するデータを濃度センサ２６０から取得し、アルコール濃度及び水分濃度の少なくとも一方の濃度が所定の濃度以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２０）。より具体的には、制御装置１００は、アルコール濃度及び水分濃度の夫々が、濃度Ｄ１及びＤ２の夫々より高いか否かを判定する。濃度Ｄ１及びＤ２は、エンジン２００の動作に支障をきたすか否かについての判断基準として予め設定されている。アルコール濃度及び水分濃度の少なくとも一方が、当該一方に対応する濃度Ｄ１又はＤ２以下であると判定された場合には、制御装置１００は、ソレノイドバルブ２５０を閉じる指示を出すことなく、次に検出されたアルコール濃度及び水分濃度の判定処理を行なう。
【００５５】
したがって、制御装置１００は、少なくとも一方の濃度が当該一方に対応する濃度Ｄ１又はＤ２より高い場合に、後述するステップを経て第２部分通路部を閉じればよいため、クランクケース２９０内の圧力制御について行う手順を簡便化できる。
【００５６】
次に、アルコール濃度及び水分濃度の少なくとも一方が、当該一方に対応する濃度Ｄ１又はＤ２より高いと判定された場合には、制御装置１００は、第１部分通路部２０６ａ内の圧力が圧力Ｐ１より低いか否かを判定する（ステップＳ１０３０）。
【００５７】
ここで、圧力Ｐ１は、エンジン２００に要求される動力が所定値より低いか否かを判定する際の基準となる要求動力に対応した圧力値である。このような要求動力は、例えば、車両が一定の速度で走行している状態から、運転者がアクセルを少し踏み込んだ状態においてエンジン２００に要求される動力の大きさ、或いは、車両のアイドリング状態においてエンジンに要求される動力の大きさである。このような要求動力が内燃機関に要求された際には、当該要求された動力に応じてスロットルバルブ２１４の開度は非常に小さく、第１部分通路部内２０６ａの圧力は、例えば、−４０〜−５０Ｐａ、或いは−７５〜−８０Ｐａ程度の非常に大きな負圧となる。圧力Ｐ１は、−４０〜−５０Ｐａ、或いは−７５〜−８０Ｐａより大きな値に設定されるため、車両が一定の速度で走行している状態から、運転者がアクセルを少し踏み込んだ状態、或いは、車両のアイドリング状態の夫々の状態では、第１部分通路部２０６ａの圧力は圧力Ｐ１より低くなる。
【００５８】
制御装置１００は、第１部分通路部２０６ａ内の圧力が圧力Ｐ１より以上であると判定された場合には、ソレノイドバルブ２５０を全開に切り換える。
【００５９】
次に、ステップＳ１０３０において第１部分通路部２０６ａ内の圧力が圧力Ｐ１より低いと判定された場合には、制御装置１００はソレノイドバルブ２５０を全閉し、第２接続通路部２４０ｂを閉じる（ステップ１０４０）。これにより、第１部分通路部２０６ａ内及びクランクケース２９０内の夫々の圧力には圧力差が生じ、オイル２８０に含まれるアルコール及び水分を減圧沸騰されることによって、気化したアルコール及び水分を第１接続通路部２４０ａを介してクランクケース２９０内から効率良く排出できる。加えて、気化したアルコール及び水分がクランクケース２９０から排出されるため、継続して負圧に維持されるクランクケース２９０内からアルコール及び水分を排出できる。
【００６０】
したがって、本実施形態に係るオイル希釈低減方法によれば、クランクケース２９０内に貯められるオイル２８０が、アルコール及び水分によって劣化することを低減できる。
【００６１】
次に、制御装置１００は、第２接続通路部２４０ｂを閉じてから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１０５０）。第２接続通路部２４０ｂを閉じてから所定時間Ｔ１が経過していない場合には、再度ステップＳ１０４０に戻る。第２接続通路部２４０ｂを閉じてから所定時間が経過したと判定された場合には、制御装置１００は、ソレノイドバルブ２５０を開状態に切り換える指示を出し、シリンダヘッド２３０を介してシリンダケース２９０からガスが第２部分通路部２０６ｂに還流可能なように第２接続通路部２４０ｂが開けられ（ステップＳ１０６０）、一連の手順を終了する。
【００６２】
ここで、ソレノイドバルブ２５０を閉じた状態が過剰に継続されるとエンジン２００の動作に支障をきたす物質がアルコール燃料の燃焼に応じてクランクケース２９０内に蓄積されてしまうため、本実施形態では、所定時間Ｔ１が経過するとソレノイドバルブ２５０を開状態に切り換える。
【００６３】
したがって、制御装置１００は、第２接続通路部２４０ｂを閉じてから所定時間Ｔ１経過後に第２接続通路部２４０ｂを開ける。これにより、第２接続通路部を介してクランクケース２９０内の換気が施され、支障なくエンジン２００を動作させることができる。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態に係るオイル希釈低減装置によれば、クランクケース内に貯められたオイルに含まれるアルコール或いは水を減圧沸騰させることによってガス化させ、当該ガスをクランクケースの外部に排気できる。したがって、クランクケース内に貯められたオイルのアルコール濃度及び水分濃度を低減でき、アルコール及び水によってオイル特性が低下することを抑制できる。本実施形態に係るオイル希釈低減装置によれば、オイル特性の低下を抑制できるため、オイルの交換頻度を低減可能となり、例えば、ＦＦＶ等の車両、或いはＦＦＶ車両をベースにして構成されたハイブリッド車両のランニングコストを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係るオイル希釈低減装置が適用された内燃機関の模式的な平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るオイル希釈低減装置によって実行可能なオイル希釈低減方法の主要な処理ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６６】
１００・・・制御装置、２００・・・エンジン、２０１・・・シリンダ、２０６・・・吸気管、２０６ａ・・・第１部分通路部、２０６ｂ・・・第２部分通路部、２４０ａ・・・第１接続通路部、２４０ｂ・・・第２接続通路部、２５０・・・ソレノイドバルブ、２８０・・・オイル、２９０・・・シリンダケース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルコールを含むアルコール系燃料を燃焼させることによって車両の動力を発生させる内燃機関に用いられるオイルが、前記アルコール及び水の少なくとも一方によって希釈されることを低減するためのオイル希釈低減装置であって、
前記内燃機関の外部から前記内燃機関の燃焼室に空気を導く吸気通路部のうち前記吸気通路部の途中に設けられたスロットルバルブより下流側に位置する第１部分通路部、及び、前記内燃機関が有するクランクケースを相互に接続する第１接続通路部と、
前記吸気通路部のうち前記スロットルバルブより上流側に位置する第２部分通路部、及び、前記内燃機関が有するシリンダヘッドを相互に接続する第２接続通路部と、
前記第１部分通路部内の圧力が負圧である場合に、前記クランクケース内に滞留するガスが前記第１接続通路部を介して前記第１部分通路部に流れ、且つ、前記クランクケース内が減圧されるように、前記第２接続通路部を閉じる閉手段と
を備えたことを特徴とするオイル希釈低減装置。
【請求項２】
前記閉手段は、前記内燃機関に要求される動力が所定値より低い場合に前記第２部分通路部を閉じること
を特徴とする請求項１に記載のオイル希釈低減装置。
【請求項３】
前記閉手段は、前記第２部分通路部を閉じてから所定時間経過後に前記第２接続通路部を開けること
を特徴とする請求項１又は２に記載のオイル希釈低減装置。
【請求項４】
前記オイルのアルコール濃度、及び水分濃度の少なくとも一方の濃度を検出する検出手段を更に備え、
前記閉手段は、前記少なくとも一方の濃度が所定の濃度以上である場合に前記第２部分通路部を閉じること
を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のオイル希釈低減装置。
【請求項５】
前記閉手段は、前記第２接続通路部の途中に設けられたソレノイドバルブと、前記ソレノイドバルブの開閉動作を制御する制御手段とから構成されていること
を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のオイル希釈低減装置。
【請求項１】
アルコールを含むアルコール系燃料を燃焼させることによって車両の動力を発生させる内燃機関に用いられるオイルが、前記アルコール及び水の少なくとも一方によって希釈されることを低減するためのオイル希釈低減装置であって、
前記内燃機関の外部から前記内燃機関の燃焼室に空気を導く吸気通路部のうち前記吸気通路部の途中に設けられたスロットルバルブより下流側に位置する第１部分通路部、及び、前記内燃機関が有するクランクケースを相互に接続する第１接続通路部と、
前記吸気通路部のうち前記スロットルバルブより上流側に位置する第２部分通路部、及び、前記内燃機関が有するシリンダヘッドを相互に接続する第２接続通路部と、
前記第１部分通路部内の圧力が負圧である場合に、前記クランクケース内に滞留するガスが前記第１接続通路部を介して前記第１部分通路部に流れ、且つ、前記クランクケース内が減圧されるように、前記第２接続通路部を閉じる閉手段と
を備えたことを特徴とするオイル希釈低減装置。
【請求項２】
前記閉手段は、前記内燃機関に要求される動力が所定値より低い場合に前記第２部分通路部を閉じること
を特徴とする請求項１に記載のオイル希釈低減装置。
【請求項３】
前記閉手段は、前記第２部分通路部を閉じてから所定時間経過後に前記第２接続通路部を開けること
を特徴とする請求項１又は２に記載のオイル希釈低減装置。
【請求項４】
前記オイルのアルコール濃度、及び水分濃度の少なくとも一方の濃度を検出する検出手段を更に備え、
前記閉手段は、前記少なくとも一方の濃度が所定の濃度以上である場合に前記第２部分通路部を閉じること
を特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のオイル希釈低減装置。
【請求項５】
前記閉手段は、前記第２接続通路部の途中に設けられたソレノイドバルブと、前記ソレノイドバルブの開閉動作を制御する制御手段とから構成されていること
を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のオイル希釈低減装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２６１２８５（Ｐ２００８−２６１２８５Ａ）
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０４９５２（Ｐ２００７−１０４９５２）
【出願日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月３０日（２００８．１０．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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