JP6299677B2 - Internal combustion engine ventilation system - Google Patents
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Description
本発明は、クランクケース内に生じたブローバイガスを吸気通路へ流す構成を備えた内燃機関の換気システムに関する。 The present invention relates to a ventilation system for an internal combustion engine having a configuration in which blow-by gas generated in a crankcase flows into an intake passage.
内燃機関においては、ピストンと、シリンダブロックのシリンダボアとの隙間からクランクケース内へ漏れ出るブローバイガスを、吸気負圧を利用して強制的に吸気通路つまり燃焼室へ戻すことが従来行われている。 In an internal combustion engine, blow-by gas that leaks into a crankcase from a gap between a piston and a cylinder bore of a cylinder block is forcibly returned to an intake passage, that is, a combustion chamber using intake negative pressure. .
特許文献1は、ブローバイガスを燃焼室に戻す装置の一例を開示する。特許文献1の内燃機関は、スロットルバルブ上流側の吸気通路にクランクケース内をつなげる第1通路と、クランクケース内をスロットルバルブ下流側の吸気通路につなげる第2通路と、第2通路に設けられたソレノイドバルブとを備える。ソレノイドバルブは、エンジン回転速度と吸気通路の圧力とに基づいて原則制御される。そして、特許文献1の装置は、クランクケース内の圧力を検出するための圧力センサからの出力信号に基づいて、クランクケース内を負圧状態とすべく、ソレノイドバルブの開放状態をフィードバック制御し、これにより、還流ガス量を必要最少とし、燃焼状態の悪化を抑制しようとする。 Patent Document 1 discloses an example of a device that returns blow-by gas to a combustion chamber. The internal combustion engine of Patent Document 1 is provided in a first passage that connects the inside of the crankcase to an intake passage upstream of the throttle valve, a second passage that connects the inside of the crankcase to an intake passage downstream of the throttle valve, and a second passage. And a solenoid valve. The solenoid valve is controlled in principle based on the engine speed and the pressure in the intake passage. And the apparatus of patent document 1 feedback-controls the open state of a solenoid valve based on the output signal from the pressure sensor for detecting the pressure in a crankcase, in order to make the inside of a crankcase into a negative pressure state, As a result, the amount of the recirculated gas is minimized and an attempt is made to suppress the deterioration of the combustion state.
ところで、内燃機関におけるオイルは、その温度変化に応じてその粘度が異なるという特性を有し、その粘度に応じた飛沫傾向を有する。例えば、オイルの粘度が相対的に低い場合には、その粘度が相対的に高い場合に比べて、オイルはクランクケース内で飛沫になり易く、よってオイルミストが生じ易い。オイルミストが生じやすい状況で、より多くの新気を導入すると、吸気通路に還流される、新気とブローバイガスとを含む還流ガスにはより多くのオイルが含まれることになる。これは、例えば内燃機関におけるオイル消費量を増大させるので、好ましくない。その一方で、クランクケース内の換気を十分に行うためには、新気の導入が有効である。 By the way, the oil in an internal combustion engine has the characteristic that the viscosity changes according to the temperature change, and has the tendency to splash according to the viscosity. For example, when the viscosity of the oil is relatively low, the oil is likely to be splashed in the crankcase as compared with the case where the viscosity is relatively high, and thus oil mist is likely to occur. If more fresh air is introduced in a situation where oil mist is likely to occur, more oil is contained in the recirculated gas including fresh air and blow-by gas that is recirculated to the intake passage. This is not preferable because it increases the amount of oil consumed in an internal combustion engine, for example. On the other hand, introduction of fresh air is effective for sufficient ventilation in the crankcase.
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、オイルの吸気通路への導入を抑制しつつ、クランクケース内を換気することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to ventilate the inside of the crankcase while suppressing the introduction of oil into the intake passage.
本発明の一態様によれば、
吸気通路に設けられたスロットルバルブと、該スロットルバルブの下流側の下流側吸気通路に接続されてクランクケース内と連通するPCV通路と、前記スロットルバルブの上流側の上流側吸気通路に接続されて前記クランクケース内と連通する大気通路と、前記PCV通路に設けられて開度が調節されるPCVバルブとを備えた、内燃機関の換気システムであって、
前記内燃機関のオイルの粘度を取得するための粘度取得手段と、
該粘度取得手段により取得されたオイルの粘度が低いときには高いときよりも、前記PCVバルブの開度が小さくなるように、前記PCVバルブの開度を制御するPCVバルブ制御手段と
を備える、内燃機関の換気システム
が提供される。
According to one aspect of the invention,
A throttle valve provided in the intake passage, a PCV passage connected to the downstream intake passage on the downstream side of the throttle valve and communicating with the inside of the crankcase, and an upstream intake passage on the upstream side of the throttle valve; A ventilation system for an internal combustion engine, comprising: an air passage communicating with the inside of the crankcase; and a PCV valve provided in the PCV passage and having an opening degree adjusted,
Viscosity acquisition means for acquiring the viscosity of the oil of the internal combustion engine;
An internal combustion engine comprising PCV valve control means for controlling the opening degree of the PCV valve so that the opening degree of the PCV valve becomes smaller when the viscosity of the oil obtained by the viscosity obtaining means is low than when the oil viscosity is high A ventilation system is provided.
好ましくは、内燃機関の換気システムは、前記下流側吸気通路の圧力を取得するための圧力取得手段を備え、前記PCVバルブ制御手段は、前記圧力取得手段により取得された前記下流側吸気通路の圧力と前記粘度取得手段により取得されたオイルの粘度とに基づいて前記PCV通路と前記大気通路とを流通する還流ガスの目標還流ガス流量を算出し、前記還流ガスの流量が該目標還流ガス流量になるように前記PCVバルブを制御する。 Preferably, the ventilation system of the internal combustion engine includes pressure acquisition means for acquiring the pressure of the downstream intake passage, and the PCV valve control means is the pressure of the downstream intake passage acquired by the pressure acquisition means. And a target reflux gas flow rate of the reflux gas flowing through the PCV passage and the atmospheric passage based on the viscosity of the oil obtained by the viscosity obtaining means, and the flow rate of the reflux gas becomes the target reflux gas flow rate. The PCV valve is controlled as follows.
さらに好ましくは、内燃機関の換気システムは、エンジン回転速度を取得するためのエンジン回転速度取得手段を備え、前記PCVバルブ制御手段は、前記エンジン回転速度取得手段により取得されたエンジン回転速度が高いときには低いときよりも、前記目標還流ガス流量を小さい値として算出する。 More preferably, the ventilation system of the internal combustion engine includes an engine rotation speed acquisition means for acquiring the engine rotation speed, and the PCV valve control means is provided when the engine rotation speed acquired by the engine rotation speed acquisition means is high. The target reflux gas flow rate is calculated as a smaller value than when it is low.
本発明の上記一態様によれば、PCVバルブ制御手段は、内燃機関のオイルの粘度が低いときには高いときよりも、PCVバルブの開度が小さくなるように、PCVバルブの開度を制御する。したがって、オイルの粘度が相対的に低いとき、エンジン本体内部でのガスの流れが抑制される。その結果、そのガスの流れに伴う、オイルの吸気通路への導入を抑制することができる。よって、本発明の一態様によれば、オイルの吸気通路へ導入を抑制しつつ、クランクケース内を換気することが可能になる、という格別の効果が奏される。 According to the above aspect of the present invention, the PCV valve control means controls the opening degree of the PCV valve so that the opening degree of the PCV valve becomes smaller when the oil viscosity of the internal combustion engine is low than when it is high. Therefore, when the oil has a relatively low viscosity, the gas flow inside the engine body is suppressed. As a result, the introduction of oil into the intake passage accompanying the gas flow can be suppressed. Therefore, according to one aspect of the present invention, an exceptional effect is achieved in that the inside of the crankcase can be ventilated while suppressing the introduction of oil into the intake passage.
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1には本発明の一実施形態が適用された内燃機関の換気システムが示されている。図示されるように、エンジン(内燃機関)10は、シリンダブロック12と、ピストン14と、クランクケース16と、シリンダヘッド18と、シリンダヘッド18を上方から覆うヘッドカバー20と、オイル貯留部としてのオイルパン22とを備える。なお、本明細書において、シリンダブロック12と、クランクケース16と、シリンダヘッド18と、ヘッドカバー20と、オイルパン22とは、エンジン10のエンジン本体10´の内部領域を定める外殻構造体である。
FIG. 1 shows a ventilation system of an internal combustion engine to which an embodiment of the present invention is applied. As shown in the figure, an engine (internal combustion engine) 10 includes a
ブローバイガスとは、ピストン14のピストンリングと、シリンダブロック12のシリンダボアとの隙間からクランクケース16内へ漏れ出るガスのことであり、クランクケース16内に生じる。このブローバイガスは多量の炭化水素や水分を含む。このため、ブローバイガスはエンジンオイルの劣化やエンジン内部の錆の原因となりうる。また、炭化水素が含まれているため、ブローバイガスをこのまま大気に解放することは環境上好ましくない。そのため、ブローバイガスは、吸気負圧を利用して後述の経路を通じて強制的に吸気通路へ戻される。なお、後で説明するが、エンジンの軽負荷時におけるブローバイガスおよび新気の流れを図1において矢印で模式的に示す。
Blow-by gas is gas that leaks into the
吸気通路24にはスロットルバルブ26が設けられている。スロットルバルブ26の下流側の吸気通路(下流側吸気通路)24dと、ヘッドカバー20内とは、下流側吸気通路24dに接続されたPCV通路28によって連通されている。ここでPCVとはPositive Crankcase Ventilationの略称である。また、スロットルバルブ26の上流側の吸気通路(上流側吸気通路)24uと、ヘッドカバー20内とは、上流側吸気通路24uに接続された大気通路30によって連通されている。なお、PCV通路28を第1還流通路と称し、大気通路30を第2還流通路と称してもよい。PCV通路28にはPCVバルブ32が設けられている。PCVバルブ32の開度が調節されることによって、下流側吸気通路24dとヘッドカバー20内との連通状態が調整される。PCVバルブ32はPCV通路28のエンジン本体10´内部への開口部に設けられているが、PCV通路28の途中に設けられていてもよい。スロットルバルブ26およびPCVバルブ32はそれぞれ電磁制御バルブとして構成されている。
A
シリンダブロック12とシリンダヘッド18とには、ヘッドカバー20内とクランクケース16内とを連通するオイル落とし通路34が設けられている。ここでのオイル落とし通路34は、動弁系の潤滑を終えてシリンダヘッド18上に滞留したオイルをオイルパン22へ向けて落とすための通路であると同時に、クランクケース16内のブローバイガスをヘッドカバー20内に向けて上昇移動させるための通路である。クランクケース16からヘッドカバー20に向かって上昇移動するブローバイガスには、クランクケース16内のオイルの攪拌、蒸発によって生成されたオイルミストが含まれる。 例えばこのオイル落とし通路34を介してヘッドカバー20内とクランクケース16内とは連通されている。したがって、PCV通路28は、下流側吸気通路24dとヘッドカバー20内とのそれぞれに接続しているので、下流側吸気通路24dとクランクケース16内とを連通させる。同様に、大気通路30は、上流側吸気通路24uとクランクケース16内とを連通させる。なお、オイル落とし通路34とは別に、ヘッドカバー20内とクランクケース16内とを連通し、新気やブローバイガスが流通する専用の通路を設けてもよい。
The
図示されるように、エンジンの軽負荷時には、スロットルバルブ26が閉じ側に制御されて下流側吸気通路24dの負圧が大きくなっていて、PCVバルブ32が開かれ(すなわち開度が大きくされ)、クランクケース16内のブローバイガスはオイル落とし通路34およびヘッドカバー20内を通り、新気とともに還流ガスとしてPCV通路28を通じて下流側吸気通路24dに戻され、その後シリンダブロック12内の燃焼室で燃焼される。このとき、新気は、主に大気通路30を介してヘッドカバー20内に入るとともにクランクケース16内に至り、その後、オイル落とし通路34およびPCV通路28を通って吸気通路24に還流することができる。
As shown in the figure, when the engine is lightly loaded, the
他方、図示しないが、エンジンの高負荷時には、スロットルバルブ26が所定開度以上に大きく開かれ、一方でPCVバルブ32は閉じ側に制御される。このとき、ヘッドカバー20内のブローバイガスはPCV通路28と大気通路30との両方または大気通路30を通じて吸気通路24に戻される。
On the other hand, although not shown, when the engine is heavily loaded, the
このように、エンジン10では、クランクケース16内のブローバイガスは、ヘッドカバー20内に導入された後、吸気通路24に戻されて、その後燃焼される。
Thus, in the
エンジン10は、ECU(電子制御ユニット)50を備える。ECU50は、演算装置(例えばCPU)、記憶装置(例えばROM、RAM)、A/D変換器、入力インタフェース、出力インタフェース等を含むマイクロコンピュータで構成されている。入力インタフェースには、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ52、吸気通路24の圧力(つまり吸気管圧力)を、特にここでは下流側吸気通路24dの圧力を検出するための吸気圧センサ54、エンジン10の潤滑オイル(以下、オイル)の温度を検出するための油温センサ56が電気的に接続されている。なお、エンジン回転速度センサ52はエンジン回転速度取得手段に相当し、吸気圧センサ54は圧力取得手段に相当し、油温センサ56は、後述する説明から明らかなように、オイルの粘度を取得するための粘度取得手段に相当する。その他、図示しないが、入力インタフェースには、図示しないアクセルペダルの踏み込む量を検出するためのアクセル開度センサ、スロットルバルブ26の開度を検出するためのスロットル開度センサ、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ、エンジン冷却水温を検出するための水温センサなどが電気的に接続されている。これら各種センサからの出力(つまり検出信号)に基づき、予め設定されたプログラムにしたがって円滑なエンジン10の運転ないし作動がなされるように、ECU50は出力インタフェースから電気的に燃料噴射弁、PCVバルブ32等に作動信号(駆動信号)を出力する。より具体的に、ECU50はPCVバルブ32の開度を調整制御するためにPCVバルブ32に(つまりPCVバルブ駆動用のアクチュエータを制御するように)作動信号を出力する。したがって、ECU50の一部は、PCVバルブの開度を制御するPCVバルブ制御手段としての機能を担う。
The
なお、ECU50は、油温センサ56の出力に基づいてオイルの粘度(またはそれに相当する値)を取得する取得部としての機能を担い、吸気圧センサ54の出力に基づいて下流側吸気通路の圧力(またはそれに相当する値)を取得する取得部としての機能を担い、さらにエンジン回転速度センサ52の出力に基づいてエンジン回転速度(またはそれに相当する値)を取得する取得部としての機能を担う。なお、粘度検出手段として、上記水温センサが用いられてもよく、エンジン運転状態またはその履歴に基づいてオイルの粘度を推定する場合には吸気圧センサ54などのエンジン負荷センサおよびエンジン回転速度センサ52が粘度検出手段とされてもよい。
The
ところで、ブローバイガスを吸気通路に戻すときに、エンジン10のオイルも還流ガスと一緒に吸気通路に流れることがある。エンジン10では、ヘッドカバー20内にPCV通路28と大気通路30とがそれぞれ直接的につながっている。ヘッドカバー20とシリンダヘッド18との内部領域においては、例えば吸排気バルブIV、EVのそれぞれのカムシャフトの回転によりオイルが飛沫し易く、一部微粒化している。例えばエンジン10の軽負荷時に、吸気通路24の圧力が(大気圧に比べて)かなり低いとき、上で述べたように、大気通路30を介して新気がヘッドカバー20内に流入し、ブローバイガスは新気とともに還流ガスとして吸気通路24に向けて流出する。また、新気はクランクケース内にも至るため、クランクケース16内のオイルミストも還流ガスに含まれる。したがって、微粒化したオイルが、エンジン本体10´内での新気やブローバイガスのようなガスの流れによって舞いあるいはさらに微粒化され、吸気通路へ運ばれるようになる。このようなエンジン本体10´内からの吸気通路へのオイルの流出はエンジン10にとって好ましくない。例えば、流出したオイルが、吸気通路24、吸気バルブIV、燃焼室などに付着して、デポジットの生成が生じることは、エンジン10の性能面に鑑みて好ましくない。また、オイル流出によりエンジン10でのオイル量の低下が生じることは、潤滑性能に鑑みて好ましくない。さらに、流出したオイルが燃焼室で燃焼することは、燃焼状態の制御にとって好ましくない。そこで、エンジン本体10´内からのオイルの流出を防ぐまたは抑制することが望まれる。
By the way, when the blow-by gas is returned to the intake passage, the oil of the
一方、オイルはその粘度によってその性状が大きく変わる。例えば、オイルの粘度が低いほど、オイルは各種部材の動きおよびガスの流れの影響により撹拌されやすく、また、微粒化し易い。そこで、ここでは、オイルの粘度に着目してPCVバルブ32を制御することでオイルの上記流出を抑制する。以下、図2から図4に基づいて更に説明を続ける。
On the other hand, the properties of oil vary greatly depending on its viscosity. For example, the lower the viscosity of the oil, the more easily the oil is agitated due to the movement of various members and the influence of gas flow, and more easily atomized. Therefore, here, the oil outflow is suppressed by controlling the
ここで、上記したような還流ガスの吸気通路への導入に関して、図2を用いてさらに説明する。図2では、横軸に下流側吸気通路24dの圧力(つまり吸気圧)をとり、縦軸にPCV通路28および大気通路30を流れる還流ガスの流量をとり、所定の運転領域における、下流側吸気通路の圧力と還流ガスの流量との関係が示されている。但し、横軸は、吸気通路の圧力における大気圧との差を示す。つまり、図2の横軸は右側に至るほど吸気通路の圧力が高くなるように定められていて、右側に至るほど吸気通路の圧力が大気圧に近づくことを意味する。図2の横軸で左側に至るほど吸気通路24の圧力の、大気圧からの低下量が増す。図2における線L1は、PCV通路28を流れるガスの流量と大気通路30を流れるガスの流量との総量としての還流ガスの流量の制御上の基準を示す。なお、線L2は還流ガスの流量のうちのブローバイガスの流量を示している。すなわち、還流ガスの流量(線L1)とブローバイガスの流量(線L2)との差分は、還流ガスに含まれる新気の流量に相当する。
Here, the introduction of the above-described reflux gas into the intake passage will be further described with reference to FIG. In FIG. 2, the horizontal axis represents the pressure in the downstream intake passage 24d (that is, the intake pressure), and the vertical axis represents the flow rate of the reflux gas flowing through the PCV passage 28 and the
図2に示すように、ブローバイガスの流量(線L2)は、吸気通路24、特に下流側吸気通路24dの圧力が高いほど(大気圧に近づくほど)多くなる。これは、下流側吸気通路24dの圧力が大気圧に近づくほど、筒内圧力が高くなり、ピストンとシリンダボアとの隙間からクランクケース内へ漏れ出るブローバイガス流量が増えるためである。なお、このブローバイガスの生成量は下流側吸気通路24dの圧力によって一意に決まり、PCVバルブ32の開度には影響されない。
As shown in FIG. 2, the flow rate (line L2) of the blow-by gas increases as the pressure in the intake passage 24, particularly the downstream intake passage 24d increases (closer to the atmospheric pressure). This is because the in-cylinder pressure increases as the pressure in the downstream side intake passage 24d approaches atmospheric pressure, and the flow rate of blow-by gas that leaks into the crankcase from the gap between the piston and the cylinder bore increases. The amount of blow-by gas generated is uniquely determined by the pressure in the downstream intake passage 24d and is not affected by the opening of the
上で述べたように、線L1はPCVバルブ32を制御するための、基準となる基準還流ガス流量を示している。この基準還流ガス流量は、オイルが基準粘度でありかつエンジン回転速度が基準回転速度であるときに、クランクケース内を十分に換気しつつオイルの消費量を少なくすることができる量として、予め実験に基づいて定められている。ここでは、基準還流ガス流量は、下流側吸気通路24dの圧力が大気圧に対して低いほど、多くなるように予め実験に基づいて定められている。
As described above, the line L1 indicates the reference flow rate of the reference reflux gas for controlling the
基準還流ガス流量はエンジン回転速度の変化およびオイルの粘度の変化に応じて、目標還流ガス流量へと補正される。そして、実際の還流ガス流量が目標還流ガス流量となるように、PCVバルブ32の開度が制御される。
The reference recirculation gas flow rate is corrected to the target recirculation gas flow rate in accordance with a change in engine speed and a change in oil viscosity. Then, the opening degree of the
基準還流ガス流量からの目標還流ガス流量への可変領域つまり可変幅は、図2における領域Rとして定められている。領域Rは、図2において線L1に交差しないようにそれぞれ延びる線L1aと線L1bとの間の領域である。なお、線L1aと線L1bとの間に、線L1が延びる。線L1aは目標還流ガス流量の上限として定められていて、線L1bは目標還流ガス流量の下限として定められている。特に、この目標還流ガス流量の可変領域は、新気のエンジン本体10´(例えばクランクケース)内への導入を好適にもたらしつつ、オイルの吸気通路への導入による上で述べたエンジン10にとってのデメリット(具体的には、吸気通路等でのデポジット生成、オイル量の低下、燃焼状態の悪化)を可能な限り抑制するように実験に基づいて定められている。
A variable region, that is, a variable width from the reference recirculation gas flow rate to the target recirculation gas flow rate is defined as a region R in FIG. The region R is a region between the line L1a and the line L1b extending so as not to intersect the line L1 in FIG. Note that the line L1 extends between the line L1a and the line L1b. Line L1a is defined as the upper limit of the target reflux gas flow rate, and line L1b is defined as the lower limit of the target reflux gas flow rate. In particular, the variable region of the target recirculation gas flow rate is suitable for the
そして、目標還流ガス流量を導出するための補正値は、ここでは、図3に示すマップ化されたデータに基づいて算出されて定められる。図3では、オイルの粘度が低いほど、目標還流ガス流量が低下するように補正値は定められている。また、図3では、エンジン回転速度が高いほど、目標還流ガス流量が低下するように補正値は定められている。エンジン回転速度が高いほど、例えばクランクシャフトやカムシャフトの回転に伴いオイルミストが生じ易いので、オイルミストの発生またはそれの吸気通路への持ち去りを抑制するようにそのときの還流ガスの流量を低下させるためである。図3では、横軸にエンジン回転速度をとり、縦軸にオイルの粘度をとり、補正値(または補正係数)算出用マップを示す。 Then, the correction value for deriving the target recirculation gas flow rate is calculated and determined based on the mapped data shown in FIG. In FIG. 3, the correction value is determined such that the lower the oil viscosity, the lower the target reflux gas flow rate. In FIG. 3, the correction value is determined so that the target reflux gas flow rate decreases as the engine speed increases. As the engine speed increases, oil mist is more likely to occur with the rotation of the crankshaft or camshaft, for example. It is for lowering. In FIG. 3, the horizontal axis represents the engine rotation speed, the vertical axis represents the oil viscosity, and a correction value (or correction coefficient) calculation map is shown.
エンジン回転速度が上記線L1に対応する基準エンジン回転速度であるときを基準とするべく、図3では、基準エンジン回転速度に対応するエンジン回転速度をN0と表記している。つまり、エンジン回転速度が基準エンジン回転速度よりも高いときを図3ではプラスで示し、エンジン回転速度が基準エンジン回転速度よりも低いときをマイナスで示している。 In FIG. 3, the engine rotation speed corresponding to the reference engine rotation speed is denoted as N0 so that the engine rotation speed is the reference engine rotation speed corresponding to the line L1. That is, when the engine rotational speed is higher than the reference engine rotational speed, it is indicated by plus in FIG. 3, and when the engine rotational speed is lower than the reference engine rotational speed is indicated by minus.
同様に、オイルの粘度が上記基準粘度であるときを基準とするべく、図3では基準粘度に対応する粘度をV0と表記している。つまり、オイルの粘度が基準粘度よりも高いほど図3のプラスで示し、オイルの粘度が基準粘度よりも低いほど図3のマイナスで示している。 Similarly, in FIG. 3, the viscosity corresponding to the reference viscosity is expressed as V0 so that the oil viscosity is the reference viscosity. That is, the higher the oil viscosity is, the higher the reference viscosity is, and the more positive the oil viscosity is in FIG. 3, and the lower the oil viscosity is, the lower the oil viscosity is in FIG.
例えば、エンジン回転速度が基準エンジン回転速度であり、かつ、オイルの粘度が基準粘度であるとき、補正値として1(c3に対応)が算出される。そして、図3で右下側の領域では補正値が小さくなり、例えば線L1bに対応するエンジン回転速度およびオイル粘度では補正値として0.8(e1に対応)が算出される。また、図3で左上側の領域では補正値が大きくなり、例えば線L1aに対応するエンジン回転速度およびオイル粘度では補正値として1.2(a5に対応)が算出される。なお、図3の矢印は、矢印先端側ほど、補正値が大きくなる傾向を有することを示す。つまり、エンジン回転速度が同じであれば、オイルの粘度が例えば上記基準粘度である第1粘度より低い第2粘度(例えば図3の最も下の領域の粘度)であるとき、それが第1粘度であるときよりも、還流ガスの流量、特にそのうちの新気流量が少なくなるように、小さい補正値が算出される。また、オイル粘度が同じであれば、エンジン回転速度が例えば上記基準エンジン回転速度である第1回転速度より高い第2回転速度(例えば図3の最も右の領域のエンジン回転速度)であるとき、それが第1回転速度であるときよりも、還流ガスの流量、特に新気流量が少なくなるように、小さい補正値が算出される。なお、図3中、a1での補正値は同じエンジン回転速度でのa5での補正値よりも小さく、e1での補正値は同じエンジン回転速度でのe5での補正値よりも小さい。また、e5での補正値は同じ粘度でのa5での補正値よりも小さく、e1での補正値は同じ粘度でのa1での補正値よりも小さい。 For example, when the engine rotational speed is the reference engine rotational speed and the oil viscosity is the reference viscosity, 1 (corresponding to c3) is calculated as the correction value. In the lower right region in FIG. 3, the correction value becomes small. For example, 0.8 (corresponding to e1) is calculated as the correction value for the engine speed and oil viscosity corresponding to the line L1b. Further, the correction value increases in the upper left area in FIG. 3, and for example, 1.2 (corresponding to a5) is calculated as the correction value for the engine speed and oil viscosity corresponding to the line L1a. Note that the arrow in FIG. 3 indicates that the correction value tends to increase toward the tip of the arrow. That is, if the engine rotational speed is the same, when the viscosity of the oil is a second viscosity (for example, the viscosity in the lowest region in FIG. 3) lower than the first viscosity that is the reference viscosity, for example, it is the first viscosity. A smaller correction value is calculated so that the flow rate of the recirculation gas, particularly the fresh air flow rate thereof, is smaller than when Further, if the oil viscosity is the same, when the engine rotation speed is a second rotation speed (for example, the engine rotation speed in the rightmost region of FIG. 3) higher than the first rotation speed that is the reference engine rotation speed, for example, A smaller correction value is calculated so that the flow rate of the reflux gas, particularly the fresh air flow rate, is smaller than when the rotation speed is the first rotation speed. In FIG. 3, the correction value at a1 is smaller than the correction value at a5 at the same engine speed, and the correction value at e1 is smaller than the correction value at e5 at the same engine speed. The correction value at e5 is smaller than the correction value at a5 at the same viscosity, and the correction value at e1 is smaller than the correction value at a1 at the same viscosity.
ここで、図4のフローチャートに基づいて、PCVバルブ32の制御について説明する。ただし、エンジン10では運転状態が所定の運転領域にあるときPCVバルブ32が開かれるように予め設定されている。例えば全負荷を含む特定の高負荷運転領域にあるときおよびアイドル運転時、PCVバルブ32は閉じられるように予め設定されている。図4のフローチャートに基づいて説明されるPCVバルブ32の制御は、エンジンの運転状態がPCVバルブ32が開かれる所定の運転領域にあるときのものである。なお、エンジンの運転状態がどの運転領域にあるかの判定は、エンジン回転速度センサ52の出力に基づいて検出されたエンジン回転速度およびエンジン負荷に基づいて予め設定されたデータを検索したり、同データに基づく所定の演算を行ったりすることで行われる。エンジン負荷としては、吸気圧センサ54の出力、アクセル開度センサの出力、スロットル開度センサの出力、エアフローメータの出力の少なくともいずれかに基づく値が用いられるとよい。
Here, the control of the
ステップS401では、基準還流ガス流量が算出される。ここでは、吸気圧センサ54からの出力に基づいて検出された(取得された)吸気圧が用いられる。そして、この吸気圧に基づいて図2に示すような線L1のデータを検索することで、基準還流ガス流量が算出される。なお、基準還流ガス流量は、図2に示すようなデータに基づいて定められた所定の演算式にしたがって演算することで求められてもよい。 In step S401, a reference reflux gas flow rate is calculated. Here, the intake pressure detected (acquired) based on the output from the intake pressure sensor 54 is used. Then, the reference recirculation gas flow rate is calculated by searching the data of the line L1 as shown in FIG. 2 based on the intake pressure. The reference recirculation gas flow rate may be obtained by calculating according to a predetermined calculation formula determined based on data as shown in FIG.
ステップS401後のステップS403では、補正値が算出される。エンジン回転速度センサ52の出力に基づいてエンジン回転速度が検出される(取得される)。また、油温センサ56の出力に基づいて、予め定められたデータを検索したり、所定の演算をしたりすることで、オイルの粘度が検出される(取得される)。一般に、オイルの温度が高いほどオイルの粘度が低下するという相関関係があるので、その関係に基づいてオイルの粘度が求められる。そして、取得したエンジン回転速度とオイルの粘度とに基づいて図3に示すようなデータを検索することで、補正値が算出される。ただし、ここでは、補正値は、ステップ的に定められている。つまり、図3のデータはマス目状に分割されていて、各マス目に対して固有の補正値が定められている。なお、補正値は、図3に示すようなデータに基づいて定められた所定の演算式にしたがって演算することで求められてもよい。
In step S403 after step S401, a correction value is calculated. Based on the output of the engine
そして、次ぐステップS405では、目標還流ガス流量が算出される。目標還流ガス流量は、ステップS401で算出された基準還流ガス流量と、ステップS403で算出された補正値とに基づいて所定の演算を行うことで算出される。例えば、基準還流ガス流量に補正値をかけることにより目標還流ガス流量は算出される。 In the next step S405, the target reflux gas flow rate is calculated. The target reflux gas flow rate is calculated by performing a predetermined calculation based on the reference reflux gas flow rate calculated in step S401 and the correction value calculated in step S403. For example, the target reflux gas flow rate is calculated by applying a correction value to the reference reflux gas flow rate.
次ぐステップS407では、PCVバルブ32の目標バルブ開度が算出される。目標バルブ開度として、ステップS405での目標還流ガス流量が多くなるほど全開側の開度が算出されるように、目標還流ガス流量と目標バルブ開度との関係は予め実験に基づいて定められている。なお、目標バルブ開度の算出は、不図示のデータを検索することで行われてもよく、または、そのデータに基づく所定の演算で行われてもよい。
In the next step S407, the target valve opening degree of the
そして、ステップS409で、ステップS407で算出された目標バルブ開度にPCVバルブの開度がなるように、PCVバルブ32は制御される。PCVバルブ32の開度をより正確に制御するように、PCVバルブの開度を検出するためのセンサがさらに設けられてもよい。
In step S409, the
上記実施形態では、エンジン回転速度およびオイルの粘度に基づいて補正値を求めたが、オイルの粘度のみに基づいて補正値が求められてもよい。本発明は、少なくともオイルの粘度に基づいてPCVバルブの開度を制御する種々の実施形態を許容する。 In the above embodiment, the correction value is obtained based on the engine rotation speed and the oil viscosity, but the correction value may be obtained based only on the oil viscosity. The present invention allows various embodiments that control the opening of the PCV valve based at least on the viscosity of the oil.
また、上記実施形態では、PCV通路28は、ヘッドカバー20内に直接的につなげられた。しかし、PCV通路28は、ヘッドカバー以外のエンジン本体10´の外殻構造体の任意の箇所の内部に直接的につなげられてもよい。PCV通路は、スロットルバルブの下流側の下流側吸気通路24dにクランクケース16内に生じたブローバイガスを流すための通路である。したがって、PCV通路は、ブローバイガスを下流側吸気通路に流すことができる種々の箇所につなげられることができる。つまり、PCV通路は、シリンダブロック12と、クランクケース16と、シリンダヘッド18と、ヘッドカバー20と、オイルパン22とのうちのいずれかの内部と、下流側吸気通路とを直接的につなぐ構成が可能であり、特に、ヘッドカバー以外では、PCV通路を定める管部材はシリンダブロック12と、クランクケース16とのいずれかに直接的につなげられ得る。例えば、PCV通路がクランクケース16内に直接的につなげられているとき、クランクケース内では、クランクシャフトの回転およびオイルパンへのオイルの戻りに伴い、オイルミストが生じやすい。それ故、この場合においても、本発明によれば、ブローバイガスの戻し時に、オイルが流出することを抑制できる。
In the above embodiment, the PCV passage 28 is directly connected to the head cover 20. However, the PCV passage 28 may be directly connected to any part of the outer shell structure of the
さらに、上記実施形態では、オイルの粘度に基づいて補正値が算出されて、目標還流ガス流量を算出した。上記実施形態では、補正値はステップ的に可変とされ、それを用いて目標還流ガス流量を求めた。この補正値の算出にあたっては、オイルの粘度および/またはエンジン回転速度が低いときと高いときとの2段階のみでステップ的に補正値を算出してもよい。また、例えば、オイルの粘度が低くなるほど目標還流ガス流量を連続的に少なくするように、連続的に目標還流ガス流量算出用の補正値を可変としてもよい。また、上記実施形態では、補正値を算出してから、目標還流ガス流量を算出した。しかし、補正値を算出するステップが省かれ、油温センサ56の出力に基づいて直接的に目標還流ガス流量または目標バルブ開度が算出されてもよい。また、PCVバルブ32の開度を制御するにあたって本実施例では目標還流ガス流量を算出したが、これは目標新気流量を算出することと実質的に同一であり、その意に含まれる。これは、下流側吸気通路の圧力に対してブローバイガス流量は一意に決まるため、目標還流ガス流量を算出すれば、そこからブローバイガス流量が減算されることで目標新気流量も一意に決まるからである。
Further, in the above embodiment, the correction value is calculated based on the viscosity of the oil, and the target reflux gas flow rate is calculated. In the above embodiment, the correction value is variable in steps, and the target reflux gas flow rate is obtained using the correction value. In calculating the correction value, the correction value may be calculated stepwise in only two stages, when the oil viscosity and / or the engine speed is low and when it is high. Further, for example, the correction value for calculating the target reflux gas flow rate may be continuously variable so that the target reflux gas flow rate is continuously decreased as the oil viscosity decreases. In the above embodiment, the target reflux gas flow rate is calculated after calculating the correction value. However, the step of calculating the correction value may be omitted, and the target reflux gas flow rate or the target valve opening may be directly calculated based on the output of the
本発明の実施形態は前述の実施形態や変形例に限定されない。特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。したがって本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments and modifications. All modifications, applications, and equivalents included in the spirit of the present invention defined by the claims are included in the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.
10 エンジン
12 シリンダブロック
16 クランクケース
18 シリンダヘッド
20 ヘッドカバー
22 オイルパン
24 吸気通路
24d 下流側吸気通路
24u 上流側吸気通路
26 スロットルバルブ
28 PCV通路
30 大気通路
32 PCVバルブ
34 オイル落とし通路
56 油温センサ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記内燃機関のオイルの粘度を取得するための粘度取得手段と、
前記下流側吸気通路の圧力を取得するための圧力取得手段と、
前記粘度取得手段により取得されたオイルの粘度が低いときには高いときよりも、前記PCVバルブの開度が小さくなるように、前記PCVバルブの開度を制御するPCVバルブ制御手段と
を備え、
前記PCVバルブ制御手段は、前記圧力取得手段により取得された前記下流側吸気通路の圧力と前記粘度取得手段により取得されたオイルの粘度とに基づいて前記PCV通路と前記大気通路とを流通する還流ガスの目標還流ガス流量を算出し、前記還流ガスの流量が該目標還流ガス流量になるように前記PCVバルブを制御する、
内燃機関の換気システム。 A throttle valve provided in the intake passage, a PCV passage connected to the downstream intake passage on the downstream side of the throttle valve and communicating with the inside of the crankcase, and an upstream intake passage on the upstream side of the throttle valve; A ventilation system for an internal combustion engine, comprising: an air passage communicating with the inside of the crankcase; and a PCV valve provided in the PCV passage and having an opening degree adjusted,
Viscosity acquisition means for acquiring the viscosity of the oil of the internal combustion engine;
Pressure acquisition means for acquiring the pressure of the downstream side intake passage;
The viscosity than when higher when the viscosity of the obtained oil lower by acquisition means such that said opening of the PCV valve becomes smaller, Bei example a PCV valve control means for controlling an opening degree of the PCV valve,
The PCV valve control means circulates between the PCV passage and the atmospheric passage based on the pressure of the downstream intake passage acquired by the pressure acquisition means and the viscosity of the oil acquired by the viscosity acquisition means. Calculating a target reflux gas flow rate of the gas, and controlling the PCV valve so that the flow rate of the reflux gas becomes the target reflux gas flow rate,
Ventilation system for internal combustion engines.
前記PCVバルブ制御手段は、前記エンジン回転速度取得手段により取得されたエンジン回転速度が高いときには低いときよりも、前記目標還流ガス流量を小さい値として算出する、
請求項1に記載の内燃機関の換気システム。 An engine rotation speed acquisition means for acquiring the engine rotation speed;
The PCV valve control means calculates the target reflux gas flow rate as a smaller value when the engine speed acquired by the engine speed acquisition means is high than when it is low.
The ventilation system for an internal combustion engine according to claim 1 .
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