内燃機関のブローバイガス処理装置
【課題】この発明は、運転領域が変化しても支障なくブローバイガスの処理を行うことのできる内燃機関のブローバイガス処理装置を提供する。
【解決手段】低回転高負荷領域でPCV流量が少なく、クランクケース内の掃気性が悪化する場合には、低圧力損失のオイルセパレータ46へとブローバイガスを導入する。そうでない場合においては、高圧力損失のオイルセパレータ44へとブローバイガスを導入する。ECU60は、運転領域に応じて切換弁48を制御して、これらオイルセパレータ44、46の使用を切り換える。
【解決手段】低回転高負荷領域でPCV流量が少なく、クランクケース内の掃気性が悪化する場合には、低圧力損失のオイルセパレータ46へとブローバイガスを導入する。そうでない場合においては、高圧力損失のオイルセパレータ44へとブローバイガスを導入する。ECU60は、運転領域に応じて切換弁48を制御して、これらオイルセパレータ44、46の使用を切り換える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、内燃機関のブローバイガス処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば、特開2009−275632号公報や特開2008−111422号公報に開示されているように、ブローバイガス処理装置を備えた内燃機関が知られている。特開2009−275632号公報にかかるブローバイガス処理装置は、ブローバイ(ブローバイガス)を吸気系に還流させる機構を備えている。当該公報にかかる構成では、クランクケース内のガスをポンプで吸引してクランクケース内を減圧し、ポンプにより吸引されるガスに含まれるオイル成分をセパレータで分離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−275632号公報
【特許文献2】特開2008−111422号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のブローバイガス処理装置では、エンジン回転数や負荷に関係なく、同じオイルセパレータにブローバイガスを流すのが普通であった。しかしながら、このような構成においては、運転条件が変化した場合に弊害が生じてしまう。
【0005】
具体的には、例えば高回転高負荷領域でオイルの持ち去りを低減させる観点からセパレータの仕様を決定しようとする場合、高圧力損失のセパレータが選択されることになる。高回転高負荷領域ではクランクケース内とコンプレッサ上流の圧力差が大きいため、高圧力損失のセパレータを用いたとしても、十分な掃気性が得られる程度のPCV流量を確保することができる。しかしながら、その一方で、低回転高負荷領域では、クランクケース内とコンプレッサ上流との圧力差は小さい。低回転高負荷領域において高圧力損失のセパレータを用いると、PCV流量が少なく、良好な掃気性が得られなくなってしまう。これに起因して内燃機関の内部でスラッジが生成され、エンジンオイルの劣化促進を招く。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、運転領域が変化しても支障なくブローバイガスの処理を行うことのできる内燃機関のブローバイガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関のブローバイガス処理装置であって、
内燃機関のクランクケースと前記内燃機関の吸気通路とを連通させ、経路中に少なくとも1つのオイルセパレータを含み、かつ経路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が第1の圧力損失である第1ガス経路と、
前記クランクケースと前記内燃機関の吸気通路とを連通させ、経路中に少なくとも1つのオイルセパレータを含み、かつ経路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失より低い第2の圧力損失である第2ガス経路と、
前記第1ガス経路と前記第2ガス経路とを切換可能な切換機構と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記内燃機関が所定の高回転高負荷領域にある場合には前記第1ガス経路を介して前記クランクケースを掃気し、前記内燃機関が所定の低回転高負荷領域にある場合には前記第2ガス経路を介して前記クランクケースを掃気するように、前記切換機構を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【0009】
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記第1ガス経路は、前記クランクケースと前記吸気通路との間を結ぶ第1ガス通路と、前記第1ガス通路に設けられ通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失である第1オイルセパレータと、を含み、
前記第2ガス経路は、前記クランクケースと前記吸気通路との間において前記第1ガス通路と並列に接続する第2ガス通路と、前記第2ガス通路に設けられ通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第2の圧力損失である第2オイルセパレータと、を含み、
前記切換機構は、前記第1ガス通路と前記第2ガス通路の何れか一方を介して前記クランクケースと前記吸気通路とを連通状態にする1つまたは複数の弁であることを特徴とする。
【0010】
また、第4の発明は、第1または第2の発明において、
前記第1ガス経路は、前記クランクケースと接続する第1の端部と、前記吸気通路と接続する第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部とを結ぶ第1ガス通路と、通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失である第1オイルセパレータと、を含み、
前記第2ガス経路は、前記クランクケースと前記第1の端部との間または/および前記吸気通路と前記第2の端部との間において並列に設けられた1つまたは複数の第2ガス通路と、路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第2の圧力損失である第2オイルセパレータと、を含み、
前記切換機構は、前記第1ガス通路および前記第2ガス通路が前記クランクケースと前記吸気通路との間に直列に介在する状態と、前記第1ガス通路のみが前記クランクケースと前記吸気通路との間に直列に介在する状態とを切換可能な弁であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
第1の発明によれば、それぞれがオイルセパレータを含み圧力損失の異なる複数のガス経路を必要に応じて切換えることができる。運転領域が変化した場合に、クランクケース内の良好な掃気性を得る観点から、圧力損失の異なる複数のガス経路を選択的に使用することができる。
【0012】
第2の発明によれば、低回転高負荷領域においては、相対的に低い圧力損失のガス経路を介して、クランクケースを掃気することができる。
【0013】
第3の発明によれば、それぞれがオイルセパレータを含む複数のガス経路を並列に設け、これら複数のガス経路を択一的に使用することができる。
【0014】
第4の発明によれば、1つのガス通路に対し必要に応じて他のガス通路を直列接続させることで、オイルセパレータを含むガス経路の圧力損失を切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施の形態1にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態1にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の動作について説明するための図である。
【図3】本発明の実施の形態2にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の構成を示す図である。実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置は、車両用内燃機関に好適に用いられる。実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置は、内燃機関10に対して適用される。内燃機関10は、ヘッドカバー12、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケースおよびオイルパンを含んでいる。その内部には、ピストンおよびクランクシャフトが備えられている。内燃機関10は、ターボチャージャ26を有する過給内燃機関である。なお、内燃機関10は、その気筒数や方式に特に限定は無く、自動車用内燃機関で一般的な多気筒内燃機関であってもよい。
【0017】
内燃機関10におけるシリンダヘッドの吸気ポートには、インテークマニホールド20が連通している。インテークマニホールド20は、インタークーラ24と連通している。それらの間には、スロットルバルブ22が備えられている。インタークーラ24の上流は、ターボチャージャ26のコンプレッサを介して、吸気通路上流部28に連通している。吸気通路上流部28は、エアクリーナ30に接続している。
【0018】
内燃機関10のクランクケースには、ガス通路40が接続している。ガス通路40は、オイルセパレータ44を介して、吸気通路上流部28に接続している。ガス通路40には、オイルセパレータ44をバイパスするように、ガス通路42が接続している。ガス通路42には、オイルセパレータ46および切換弁48が設けられている。
【0019】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置において、オイルセパレータ46は、オイルセパレータ44と比べて、圧力損失が低いオイルセパレータである。このような構成によれば、切換弁48を開いた場合には、低圧力損失のオイルセパレータ46を介したガス経路へとブローバイガスを導入することができる。
【0020】
インテークマニホールド20と、ガス通路40におけるオイルセパレータ44、46下流の位置とは、PCVバルブ50を介して接続されている。
【0021】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置は、ECU(Electronic Control Unit)60により制御される。ECU60は、切換弁48と接続して、切換弁48の開閉を制御する制御信号を発することができる。
【0022】
なお、図示しないが、実施の形態1において、内燃機関10には、エアフローメータ等の吸気量検知用の構成、クランク角センサ、エンジン水温センサなどの各種センサが備えられているものとする。ECU60は、こういった図示しない各種センサと接続して機関の運転状態(機関回転数、負荷など)を検知したり、内燃機関10の運転にかかる各種装置のアクチュエータと接続してそれらを操作したりする。ECU60は、内燃機関10に備えられた各センサからの信号を処理し、その処理結果を各アクチュエータの操作に反映させている。
【0023】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置では、ターボチャージャ26を備える過給内燃機関において、低回転高負荷領域でPCV流量が少なく、クランクケース内の掃気性が悪化する場合には、低圧力損失のオイルセパレータ46へとブローバイガスを導入する。そうでない場合においては、高圧力損失のオイルセパレータ44へとブローバイガスを導入する。
【0024】
実施の形態1において、ECU60は、運転領域に応じて切換弁48を制御して、これらオイルセパレータ44、46の使用を切り換える。このような動作によって、十分な掃気性を確保することができる。
【0025】
低圧力損失のオイルセパレータにブローバイガスを流入させることにより、クランクケース内とターボチャージャ26のコンプレッサ上流との間の圧力差が小さくとも、PCV流量が確保でき、十分な掃気性を得ることができる。また、低回転領域ではオイルセパレータに流入するオイルミストの量も少なくなるため、低圧力損失のオイルセパレータであってもオイル持ち去り量を満足することができる。
【0026】
図2は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の動作について説明するための図である。図2は、実施の形態1における、トルクとエンジン回転数に応じて、オイルセパレータ44、46の使用領域を区分けしたマップを示す。実施の形態1においては、ECU60は、内燃機関10の運転領域を特定した上で、図2のマップに従って、切換弁48の制御を行う。
【0027】
図2には、トルク曲線と、運転領域を領域Aと領域Bに区分けするための境界線70とが示されている。図2における領域Aは、低圧力損失であるオイルセパレータ46の使用領域を示す。
【0028】
一方、図2における領域Bは、高圧力損失であるオイルセパレータ44の使用領域を示す。図2に示すように、実施の形態1においては、所定の回転数Ne1よりも低回転の領域であって、且つ、所定のトルクTr1より高トルク側の領域に、領域Aが定められている。
【0029】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置によれば、それぞれがオイルセパレータ含みかつ圧力損失の異なる2つのブローバイ導入経路を設けたことで、これらの複数のガス経路を必要に応じて切換えることができる。運転領域が変化した場合に、クランクケース内の掃気性を得る観点から、圧力損失の異なる複数のガス経路を選択的に使用することができる。
【0030】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置によれば、ECU60が図2のマップに従って切換弁48を制御することで、低回転高負荷領域においては、相対的に低い圧力損失のガス経路を介してクランクケースを掃気することができる。
【0031】
また、実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置によれば、並列に設けたオイルセパレータ44側のガス通路40とオイルセパレータ46側のガス通路42とを、択一的に使用することができる。
【0032】
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の構成を示す図である。実施の形態2の構成は、ガス通路40に代えてガス通路140を備えている点、オイルセパレータ44、46に代えてオイルセパレータ144、146を備えている点、およびオイルセパレータ144と146とを繋ぐガス通路142を備えている点を除き、実施の形態1の構成と同様である。以下、重複を避けるために、実施の形態1で述べた構成と同一あるいは相当する構成には同じ符号を付し、適宜に説明を省略ないしは簡略化する。
【0033】
オイルセパレータ144とオイルセパレータ146は、同じ圧力損失を有するオイルセパレータであるものとする。実施の形態2にかかるブローバイガス処理装置は、切換弁48を開くことにより、オイルセパレータ146側にブローバイガスを導入し、切換弁48を閉じることにより、オイルセパレータ146およびオイルセパレータ144の両方にブローバイガスを導入することができる。
【0034】
実施の形態2にかかるブローバイガス処理装置によれば、切換弁48の開閉の切換によって、1個のオイルセパレータを通過させる経路と、2個のオイルセパレータを通過させる経路とを切り換えることができる。これにより、実施の形態1においてオイルセパレータ44、46の切換により行ったのと同様の機能、すなわち、高圧力損失の経路へのブローバイガス導入と低圧力損失の経路へのブローバイガス導入とを切り換える機能を、実現することができる。
【0035】
なお、実施の形態2ではオイルセパレータ144,146を同じ圧力損失のオイルセパレータを用いたが、本発明はこれに限られない。低圧力損失時と高圧力損失時の圧力損失の差を如何なる大きさにするかに応じて、圧力損失の異なるオイルセパレータを実施の形態2において用いても良い。
【0036】
なお、上述した実施の形態1、2では、オイルセパレータを2つ用いたが、本発明は2つのオイルセパレータを用いる形態にのみ限定されるものではない。同じ或いは異なる圧力損失の3つ以上のオイルセパレータを、適宜に、直列または並列に連通させて用いてもよい。これにより、例えば、より細かく圧力損失を相違させても良い。
【0037】
また、運転領域の区分けは、図2に示した実施の形態1のマップの具体例に限られず、境界線70と異なる境界線を引いて領域A、Bを確定して圧力損失を相違させても良い。低回転高負荷領域でPCV流量が少なく、クランクケース内の掃気性が悪化する運転領域を特定したうえで、異なる圧力損失を有する複数のブローバイ導入経路のうち何れの経路を使用するかを、運転領域に応じて定めておけばよい。
【0038】
なお、特開2008−111422号公報にかかるブローバイガス処理装置は、吸気通路から機関内部に外気を導入するための2つの導入経路(第1の導入経路および第2の導入経路)を備えている。さらに、当該特開2008−111422号公報は、2つのオイルセパレータを設けて、一方の導入通路に一方のオイルセパレータを、他方の導入通路に他方のオイルセパレータをそれぞれ介在させる構成を開示している。しかしながら、この公報において開示された構成は、導入通路についてそれぞれオイルセパレータを介在させているものである。この公報には、本発明のごとくクランクケースと吸気通路との間に、それぞれがオイルセパレータ含みかつ圧力損失の異なる複数のブローバイ導入経路を設ける構成は記載されていない。
【符号の説明】
【0039】
10 内燃機関
12 ヘッドカバー
20 インテークマニホールド
22 スロットルバルブ
24 インタークーラ
26 ターボチャージャ
28 吸気通路上流部
30 エアクリーナ
48 切換弁
50 PCVバルブ
70 境界線
40、42、140、142 ガス通路
44、46、144、146 オイルセパレータ
【技術分野】
【0001】
この発明は、内燃機関のブローバイガス処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば、特開2009−275632号公報や特開2008−111422号公報に開示されているように、ブローバイガス処理装置を備えた内燃機関が知られている。特開2009−275632号公報にかかるブローバイガス処理装置は、ブローバイ(ブローバイガス)を吸気系に還流させる機構を備えている。当該公報にかかる構成では、クランクケース内のガスをポンプで吸引してクランクケース内を減圧し、ポンプにより吸引されるガスに含まれるオイル成分をセパレータで分離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−275632号公報
【特許文献2】特開2008−111422号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来のブローバイガス処理装置では、エンジン回転数や負荷に関係なく、同じオイルセパレータにブローバイガスを流すのが普通であった。しかしながら、このような構成においては、運転条件が変化した場合に弊害が生じてしまう。
【0005】
具体的には、例えば高回転高負荷領域でオイルの持ち去りを低減させる観点からセパレータの仕様を決定しようとする場合、高圧力損失のセパレータが選択されることになる。高回転高負荷領域ではクランクケース内とコンプレッサ上流の圧力差が大きいため、高圧力損失のセパレータを用いたとしても、十分な掃気性が得られる程度のPCV流量を確保することができる。しかしながら、その一方で、低回転高負荷領域では、クランクケース内とコンプレッサ上流との圧力差は小さい。低回転高負荷領域において高圧力損失のセパレータを用いると、PCV流量が少なく、良好な掃気性が得られなくなってしまう。これに起因して内燃機関の内部でスラッジが生成され、エンジンオイルの劣化促進を招く。
【0006】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、運転領域が変化しても支障なくブローバイガスの処理を行うことのできる内燃機関のブローバイガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関のブローバイガス処理装置であって、
内燃機関のクランクケースと前記内燃機関の吸気通路とを連通させ、経路中に少なくとも1つのオイルセパレータを含み、かつ経路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が第1の圧力損失である第1ガス経路と、
前記クランクケースと前記内燃機関の吸気通路とを連通させ、経路中に少なくとも1つのオイルセパレータを含み、かつ経路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失より低い第2の圧力損失である第2ガス経路と、
前記第1ガス経路と前記第2ガス経路とを切換可能な切換機構と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記内燃機関が所定の高回転高負荷領域にある場合には前記第1ガス経路を介して前記クランクケースを掃気し、前記内燃機関が所定の低回転高負荷領域にある場合には前記第2ガス経路を介して前記クランクケースを掃気するように、前記切換機構を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【0009】
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記第1ガス経路は、前記クランクケースと前記吸気通路との間を結ぶ第1ガス通路と、前記第1ガス通路に設けられ通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失である第1オイルセパレータと、を含み、
前記第2ガス経路は、前記クランクケースと前記吸気通路との間において前記第1ガス通路と並列に接続する第2ガス通路と、前記第2ガス通路に設けられ通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第2の圧力損失である第2オイルセパレータと、を含み、
前記切換機構は、前記第1ガス通路と前記第2ガス通路の何れか一方を介して前記クランクケースと前記吸気通路とを連通状態にする1つまたは複数の弁であることを特徴とする。
【0010】
また、第4の発明は、第1または第2の発明において、
前記第1ガス経路は、前記クランクケースと接続する第1の端部と、前記吸気通路と接続する第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部とを結ぶ第1ガス通路と、通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失である第1オイルセパレータと、を含み、
前記第2ガス経路は、前記クランクケースと前記第1の端部との間または/および前記吸気通路と前記第2の端部との間において並列に設けられた1つまたは複数の第2ガス通路と、路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第2の圧力損失である第2オイルセパレータと、を含み、
前記切換機構は、前記第1ガス通路および前記第2ガス通路が前記クランクケースと前記吸気通路との間に直列に介在する状態と、前記第1ガス通路のみが前記クランクケースと前記吸気通路との間に直列に介在する状態とを切換可能な弁であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
第1の発明によれば、それぞれがオイルセパレータを含み圧力損失の異なる複数のガス経路を必要に応じて切換えることができる。運転領域が変化した場合に、クランクケース内の良好な掃気性を得る観点から、圧力損失の異なる複数のガス経路を選択的に使用することができる。
【0012】
第2の発明によれば、低回転高負荷領域においては、相対的に低い圧力損失のガス経路を介して、クランクケースを掃気することができる。
【0013】
第3の発明によれば、それぞれがオイルセパレータを含む複数のガス経路を並列に設け、これら複数のガス経路を択一的に使用することができる。
【0014】
第4の発明によれば、1つのガス通路に対し必要に応じて他のガス通路を直列接続させることで、オイルセパレータを含むガス経路の圧力損失を切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施の形態1にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態1にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の動作について説明するための図である。
【図3】本発明の実施の形態2にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の構成を示す図である。実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置は、車両用内燃機関に好適に用いられる。実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置は、内燃機関10に対して適用される。内燃機関10は、ヘッドカバー12、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケースおよびオイルパンを含んでいる。その内部には、ピストンおよびクランクシャフトが備えられている。内燃機関10は、ターボチャージャ26を有する過給内燃機関である。なお、内燃機関10は、その気筒数や方式に特に限定は無く、自動車用内燃機関で一般的な多気筒内燃機関であってもよい。
【0017】
内燃機関10におけるシリンダヘッドの吸気ポートには、インテークマニホールド20が連通している。インテークマニホールド20は、インタークーラ24と連通している。それらの間には、スロットルバルブ22が備えられている。インタークーラ24の上流は、ターボチャージャ26のコンプレッサを介して、吸気通路上流部28に連通している。吸気通路上流部28は、エアクリーナ30に接続している。
【0018】
内燃機関10のクランクケースには、ガス通路40が接続している。ガス通路40は、オイルセパレータ44を介して、吸気通路上流部28に接続している。ガス通路40には、オイルセパレータ44をバイパスするように、ガス通路42が接続している。ガス通路42には、オイルセパレータ46および切換弁48が設けられている。
【0019】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置において、オイルセパレータ46は、オイルセパレータ44と比べて、圧力損失が低いオイルセパレータである。このような構成によれば、切換弁48を開いた場合には、低圧力損失のオイルセパレータ46を介したガス経路へとブローバイガスを導入することができる。
【0020】
インテークマニホールド20と、ガス通路40におけるオイルセパレータ44、46下流の位置とは、PCVバルブ50を介して接続されている。
【0021】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置は、ECU(Electronic Control Unit)60により制御される。ECU60は、切換弁48と接続して、切換弁48の開閉を制御する制御信号を発することができる。
【0022】
なお、図示しないが、実施の形態1において、内燃機関10には、エアフローメータ等の吸気量検知用の構成、クランク角センサ、エンジン水温センサなどの各種センサが備えられているものとする。ECU60は、こういった図示しない各種センサと接続して機関の運転状態(機関回転数、負荷など)を検知したり、内燃機関10の運転にかかる各種装置のアクチュエータと接続してそれらを操作したりする。ECU60は、内燃機関10に備えられた各センサからの信号を処理し、その処理結果を各アクチュエータの操作に反映させている。
【0023】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置では、ターボチャージャ26を備える過給内燃機関において、低回転高負荷領域でPCV流量が少なく、クランクケース内の掃気性が悪化する場合には、低圧力損失のオイルセパレータ46へとブローバイガスを導入する。そうでない場合においては、高圧力損失のオイルセパレータ44へとブローバイガスを導入する。
【0024】
実施の形態1において、ECU60は、運転領域に応じて切換弁48を制御して、これらオイルセパレータ44、46の使用を切り換える。このような動作によって、十分な掃気性を確保することができる。
【0025】
低圧力損失のオイルセパレータにブローバイガスを流入させることにより、クランクケース内とターボチャージャ26のコンプレッサ上流との間の圧力差が小さくとも、PCV流量が確保でき、十分な掃気性を得ることができる。また、低回転領域ではオイルセパレータに流入するオイルミストの量も少なくなるため、低圧力損失のオイルセパレータであってもオイル持ち去り量を満足することができる。
【0026】
図2は、本発明の実施の形態1にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の動作について説明するための図である。図2は、実施の形態1における、トルクとエンジン回転数に応じて、オイルセパレータ44、46の使用領域を区分けしたマップを示す。実施の形態1においては、ECU60は、内燃機関10の運転領域を特定した上で、図2のマップに従って、切換弁48の制御を行う。
【0027】
図2には、トルク曲線と、運転領域を領域Aと領域Bに区分けするための境界線70とが示されている。図2における領域Aは、低圧力損失であるオイルセパレータ46の使用領域を示す。
【0028】
一方、図2における領域Bは、高圧力損失であるオイルセパレータ44の使用領域を示す。図2に示すように、実施の形態1においては、所定の回転数Ne1よりも低回転の領域であって、且つ、所定のトルクTr1より高トルク側の領域に、領域Aが定められている。
【0029】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置によれば、それぞれがオイルセパレータ含みかつ圧力損失の異なる2つのブローバイ導入経路を設けたことで、これらの複数のガス経路を必要に応じて切換えることができる。運転領域が変化した場合に、クランクケース内の掃気性を得る観点から、圧力損失の異なる複数のガス経路を選択的に使用することができる。
【0030】
実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置によれば、ECU60が図2のマップに従って切換弁48を制御することで、低回転高負荷領域においては、相対的に低い圧力損失のガス経路を介してクランクケースを掃気することができる。
【0031】
また、実施の形態1にかかるブローバイガス処理装置によれば、並列に設けたオイルセパレータ44側のガス通路40とオイルセパレータ46側のガス通路42とを、択一的に使用することができる。
【0032】
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2にかかる内燃機関のブローバイガス処理装置の構成を示す図である。実施の形態2の構成は、ガス通路40に代えてガス通路140を備えている点、オイルセパレータ44、46に代えてオイルセパレータ144、146を備えている点、およびオイルセパレータ144と146とを繋ぐガス通路142を備えている点を除き、実施の形態1の構成と同様である。以下、重複を避けるために、実施の形態1で述べた構成と同一あるいは相当する構成には同じ符号を付し、適宜に説明を省略ないしは簡略化する。
【0033】
オイルセパレータ144とオイルセパレータ146は、同じ圧力損失を有するオイルセパレータであるものとする。実施の形態2にかかるブローバイガス処理装置は、切換弁48を開くことにより、オイルセパレータ146側にブローバイガスを導入し、切換弁48を閉じることにより、オイルセパレータ146およびオイルセパレータ144の両方にブローバイガスを導入することができる。
【0034】
実施の形態2にかかるブローバイガス処理装置によれば、切換弁48の開閉の切換によって、1個のオイルセパレータを通過させる経路と、2個のオイルセパレータを通過させる経路とを切り換えることができる。これにより、実施の形態1においてオイルセパレータ44、46の切換により行ったのと同様の機能、すなわち、高圧力損失の経路へのブローバイガス導入と低圧力損失の経路へのブローバイガス導入とを切り換える機能を、実現することができる。
【0035】
なお、実施の形態2ではオイルセパレータ144,146を同じ圧力損失のオイルセパレータを用いたが、本発明はこれに限られない。低圧力損失時と高圧力損失時の圧力損失の差を如何なる大きさにするかに応じて、圧力損失の異なるオイルセパレータを実施の形態2において用いても良い。
【0036】
なお、上述した実施の形態1、2では、オイルセパレータを2つ用いたが、本発明は2つのオイルセパレータを用いる形態にのみ限定されるものではない。同じ或いは異なる圧力損失の3つ以上のオイルセパレータを、適宜に、直列または並列に連通させて用いてもよい。これにより、例えば、より細かく圧力損失を相違させても良い。
【0037】
また、運転領域の区分けは、図2に示した実施の形態1のマップの具体例に限られず、境界線70と異なる境界線を引いて領域A、Bを確定して圧力損失を相違させても良い。低回転高負荷領域でPCV流量が少なく、クランクケース内の掃気性が悪化する運転領域を特定したうえで、異なる圧力損失を有する複数のブローバイ導入経路のうち何れの経路を使用するかを、運転領域に応じて定めておけばよい。
【0038】
なお、特開2008−111422号公報にかかるブローバイガス処理装置は、吸気通路から機関内部に外気を導入するための2つの導入経路(第1の導入経路および第2の導入経路)を備えている。さらに、当該特開2008−111422号公報は、2つのオイルセパレータを設けて、一方の導入通路に一方のオイルセパレータを、他方の導入通路に他方のオイルセパレータをそれぞれ介在させる構成を開示している。しかしながら、この公報において開示された構成は、導入通路についてそれぞれオイルセパレータを介在させているものである。この公報には、本発明のごとくクランクケースと吸気通路との間に、それぞれがオイルセパレータ含みかつ圧力損失の異なる複数のブローバイ導入経路を設ける構成は記載されていない。
【符号の説明】
【0039】
10 内燃機関
12 ヘッドカバー
20 インテークマニホールド
22 スロットルバルブ
24 インタークーラ
26 ターボチャージャ
28 吸気通路上流部
30 エアクリーナ
48 切換弁
50 PCVバルブ
70 境界線
40、42、140、142 ガス通路
44、46、144、146 オイルセパレータ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関のクランクケースと前記内燃機関の吸気通路とを連通させ、経路中に少なくとも1つのオイルセパレータを含み、かつ経路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が第1の圧力損失である第1ガス経路と、
前記クランクケースと前記内燃機関の吸気通路とを連通させ、経路中に少なくとも1つのオイルセパレータを含み、かつ経路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失より低い第2の圧力損失である第2ガス経路と、
前記第1ガス経路と前記第2ガス経路とを切換可能な切換機構と、
を備えることを特徴とする内燃機関のブローバイガス処理装置。
【請求項2】
前記内燃機関が所定の高回転高負荷領域にある場合には前記第1ガス経路を介して前記クランクケースを掃気し、前記内燃機関が所定の低回転高負荷領域にある場合には前記第2ガス経路を介して前記クランクケースを掃気するように、前記切換機構を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のブローバイガス処理装置。
【請求項3】
前記第1ガス経路は、前記クランクケースと前記吸気通路との間を結ぶ第1ガス通路と、前記第1ガス通路に設けられ通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失である第1オイルセパレータと、を含み、
前記第2ガス経路は、前記クランクケースと前記吸気通路との間において前記第1ガス通路と並列に接続する第2ガス通路と、前記第2ガス通路に設けられ通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第2の圧力損失である第2オイルセパレータと、を含み、
前記切換機構は、前記第1ガス通路と前記第2ガス通路の何れか一方を介して前記クランクケースと前記吸気通路とを連通状態にする1つまたは複数の弁であることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関のブローバイガス処理装置。
【請求項4】
前記第1ガス経路は、前記クランクケースと接続する第1の端部と、前記吸気通路と接続する第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部とを結ぶ第1ガス通路と、通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失である第1オイルセパレータと、を含み、
前記第2ガス経路は、前記クランクケースと前記第1の端部との間または/および前記吸気通路と前記第2の端部との間において並列に設けられた1つまたは複数の第2ガス通路と、路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第2の圧力損失である第2オイルセパレータと、を含み、
前記切換機構は、前記第1ガス通路および前記第2ガス通路が前記クランクケースと前記吸気通路との間に直列に介在する状態と、前記第1ガス通路のみが前記クランクケースと前記吸気通路との間に直列に介在する状態とを切換可能な弁であることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関のブローバイガス処理装置。
【請求項1】
内燃機関のクランクケースと前記内燃機関の吸気通路とを連通させ、経路中に少なくとも1つのオイルセパレータを含み、かつ経路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が第1の圧力損失である第1ガス経路と、
前記クランクケースと前記内燃機関の吸気通路とを連通させ、経路中に少なくとも1つのオイルセパレータを含み、かつ経路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失より低い第2の圧力損失である第2ガス経路と、
前記第1ガス経路と前記第2ガス経路とを切換可能な切換機構と、
を備えることを特徴とする内燃機関のブローバイガス処理装置。
【請求項2】
前記内燃機関が所定の高回転高負荷領域にある場合には前記第1ガス経路を介して前記クランクケースを掃気し、前記内燃機関が所定の低回転高負荷領域にある場合には前記第2ガス経路を介して前記クランクケースを掃気するように、前記切換機構を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のブローバイガス処理装置。
【請求項3】
前記第1ガス経路は、前記クランクケースと前記吸気通路との間を結ぶ第1ガス通路と、前記第1ガス通路に設けられ通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失である第1オイルセパレータと、を含み、
前記第2ガス経路は、前記クランクケースと前記吸気通路との間において前記第1ガス通路と並列に接続する第2ガス通路と、前記第2ガス通路に設けられ通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第2の圧力損失である第2オイルセパレータと、を含み、
前記切換機構は、前記第1ガス通路と前記第2ガス通路の何れか一方を介して前記クランクケースと前記吸気通路とを連通状態にする1つまたは複数の弁であることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関のブローバイガス処理装置。
【請求項4】
前記第1ガス経路は、前記クランクケースと接続する第1の端部と、前記吸気通路と接続する第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部とを結ぶ第1ガス通路と、通路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第1の圧力損失である第1オイルセパレータと、を含み、
前記第2ガス経路は、前記クランクケースと前記第1の端部との間または/および前記吸気通路と前記第2の端部との間において並列に設けられた1つまたは複数の第2ガス通路と、路内におけるブローバイガスのオイルセパレータによる圧力損失の合計値が前記第2の圧力損失である第2オイルセパレータと、を含み、
前記切換機構は、前記第1ガス通路および前記第2ガス通路が前記クランクケースと前記吸気通路との間に直列に介在する状態と、前記第1ガス通路のみが前記クランクケースと前記吸気通路との間に直列に介在する状態とを切換可能な弁であることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関のブローバイガス処理装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図2】
【図3】
【公開番号】特開2011−236827(P2011−236827A)
【公開日】平成23年11月24日(2011.11.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−109476(P2010−109476)
【出願日】平成22年5月11日(2010.5.11)
【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23年11月24日(2011.11.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年5月11日(2010.5.11)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】
[ Back to top ]