JP6157147B2

JP6157147B2 - ブローバイガス還流装置

Info

Publication number: JP6157147B2
Application number: JP2013037146A
Authority: JP
Inventors: 孝治藤井
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-02-27
Also published as: JP2014163347A

Description

本発明は、過給機が付帯した内燃機関のブローバイガス還流装置に関する。

一般に、内燃機関のクランク室は、気筒及びピストンにより燃焼室から隔絶されている。しかし、この隔絶は完全なものではなく、内燃機関の圧縮行程では未燃焼ガスが、また膨張行程では燃焼ガスが、気筒とピストンとの隙間からクランク室内に漏洩する。漏洩したブローバイガスは、クランク室内に蓄えている潤滑油の劣化や、内燃機関本体の腐食をもたらす。

そのために、従前より、クランク室に溜まるブローバイガスを換気する装置を実装することが通例となっている。一般的なブローバイガス還流装置（例えば、下記特許文献１を参照）は、クランク室とサージタンクとをＰＣＶ通路を介して連通するとともに、カム室とコンプレッサの上流とをブローバイ通路を介して連通し、ブローバイ通路経由で新気をカム室及びクランク室に取り入れ、ＰＣＶ通路経由でブローバイガスをサージタンクに向けて送り出すようにしている。吸気通路に向けて送り出されたブローバイガスは、吸気とともに気筒に充填されて、最終的に燃焼室内で再燃焼される。

また、このブローバイガス還流装置は、ＰＣＶ通路を開閉するＰＣＶバルブを備えている。ＰＣＶバルブは、吸気通路内圧力が大気圧よりも小さい（吸気圧が負圧）の場合には開いているが、吸気通路内圧力が大気圧と同等かそれ以上（吸気圧が正圧）の場合には閉じており、吸気通路からクランク室に向けたブローバイガス及び吸気の逆流を阻止する。

すなわち、上掲のブローバイガス還流装置では、吸気通路内圧力の負圧によりクランク室内のブローバイガスを吸い出して、吸気通路へと還流させる。ところが、排気ターボ過給機が付随している内燃機関は、吸気通路内の圧力が過給により正圧となることが多く、その分だけＰＣＶバルブが開弁する時間が短くなる。そのため、ブローバイガスを換気する機会が少ないという問題がある。

実公昭６０−０４０８１２号公報

本発明は、吸気通路内圧力や吸入空気量の大小にかかわらず、広汎な運転領域でブローバイガスの換気を好適に行うことができるシステムを実現しようとするものである。

本発明では、過給機が付帯した内燃機関に適用されるブローバイガス還流装置であって、ブローバイガスが溜まる内室と吸気通路におけるスロットルバルブの下流とを連通する第一のブローバイガス還流通路と、前記内室の一部であるクランク室と吸気通路における過給機の上流とを連通する第二のブローバイガス還流通路と、前記内室の一部であり前記クランク室に連通したカム室と吸気通路における前記第二のブローバイガス還流通路の接続位置よりもさらに上流とを連通する第三のブローバイガス還流通路と、前記第一のブローバイガス還流通路を開閉するべく設けられ、吸気通路におけるスロットルバルブの下流の圧力が前記内室の圧力よりも低い場合に開弁し、吸気通路におけるスロットルバルブの下流の圧力が前記内室の圧力よりも高い場合に閉弁するＰＣＶバルブと、前記ＰＣＶバルブが閉弁しているときに、吸気通路におけるスロットルバルブの下流から新気がＰＣＶバルブを迂回して前記内室へと流通することを許容するリーク通路とを備えており、前記リーク通路の大きさが、前記ＰＣＶバルブが閉弁しかつエンジン回転数が所定よりも低い領域では前記第二のブローバイガス還流通路及び前記第三のブローバイガス還流通路を通じてブローバイガスが前記クランク室及び前記カム室から流出するとともに、ＰＣＶバルブが閉弁しかつエンジン回転数が前記領域よりも高い領域では第二のブローバイガス還流通路を通じてブローバイガスがクランク室から流出しつつ第三のブローバイガス還流通路を通じて新気がカム室に流入するように設定されているブローバイガス還流装置を構成した。

ここで、内室とは、ブローバイガスが発生するクランク室や、クランク室に連通しているカム室等を包括した概念である。ＰＣＶバルブの開弁とは、弁体が弁座から離間している状態をいい、閉弁とは、弁体が弁座に着座している状態をいう。

本発明によれば、吸気通路内圧力や吸入空気量の大小にかかわらず、広汎な運転領域でブローバイガスの換気を好適に行うことができるシステムが実現される。

本発明の一実施形態における内燃機関及びブローバイガス還流装置の構成を示す図。同実施形態におけるＰＣＶバルブを例示する図。同実施形態におけるブローバイガス還流装置が稼動する領域を示す図。同実施形態における領域（１）でのブローバイガス及び新気の流れを模式的に示す図。同実施形態における領域（２）でのブローバイガス及び新気の流れを模式的に示す図。同実施形態における領域（３）でのブローバイガス及び新気の流れを模式的に示す図。同実施形態における領域（４）でのブローバイガス及び新気の流れを模式的に示す図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態のブローバイガス還流装置６が適用される車両用内燃機関の概要を示す。この内燃機関は、火花点火式の４ストロークエンジンである。図示例の内燃機関は、筒内直接噴射式のもので、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）と、各気筒１内に燃料を噴射するインジェクタ１１と、各気筒１に吸気を供給するための吸気通路３と、各気筒１から排気を排出するための排気通路４と、吸気通路３を流通する吸気を過給する排気ターボ過給機５とを具備している。

気筒１の燃焼室の天井部には、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気通路３は、外部から空気を取り入れて気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、過給機５のコンプレッサ５１、インタクーラ３２、電子スロットルバルブ３３、サージタンク３４、吸気マニホルド３５を、上流からこの順序に配置している。

排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させることで発生した排気を気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、過給機５の駆動タービン５２及び排気ガス浄化用の三元触媒４１を配置している。加えて、タービン５２を迂回する排気バイパス通路４３、及びこのバイパス通路４３の入口を開閉するバイパスバルブであるウェイストゲートバルブ４４を設けてある。ウェイストゲートバルブ４４は、アクチュエータに制御信号ｉを入力することで開閉操作することが可能な電動ウェイストゲートバルブであり、そのアクチュエータとしてＤＣサーボモータを用いている。

排気ターボ過給機５は、駆動タービン５２とコンプレッサ５１とを同軸で連結し連動するように構成したものである。そして、駆動タービン５２を排気のエネルギを利用して回転駆動し、その回転力を以てコンプレッサ５１にポンプ作用を営ませることにより、吸入空気を加圧圧縮（過給）して気筒１に送り込む。なお、吸気通路３におけるコンプレッサ５１よりも上流側の圧力は略大気圧またはコンプレッサ５１の稼動によって幾分負圧となる。

本実施形態の内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるエンジン回転信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３３の開度をアクセル開度（いわば、要求負荷）として検出するアクセル開度センサから出力されるアクセル開度信号ｃ、吸気通路３（特に、サージタンク３４）内の吸気温及び吸気圧（または、過給圧）を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｅ等が入力される。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、イグナイタに対して点火信号ｆ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｇ、電子スロットルバルブ３３に対して開度操作信号ｈ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを入力インタフェースを介して取得し、吸気圧及びエンジン回転数を知得するとともに、気筒１に充填される吸気量を推算し、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｆ、ｇ、ｈ、ｉを出力インタフェースを介して印加する。

本実施形態におけるブローバイガス還流装置６は、内燃機関の内室であるクランク室７及びカム室８と吸気通路３とをそれぞれ接続する第一のブローバイ還流通路（以下、「第一の通路６１」と呼ぶ）と、第二のブローバイ還流通路（以下、「第二の通路６２」と呼ぶ）と、第三のブローバイ還流通路（以下、「第三の通路６３」と呼ぶ）とを要素としてなる。

なお、クランク室７は、シリンダブロックと、このシリンダブロックの下部に取り付けられたシリンダブロックロアケース及びオイルパンとによって形成されており、カム室８は、シリンダヘッドとシリンダヘッドカバーとの間に形成されている。カム室８は、図示しない内部通路を介してクランク室７と繋がっており、クランク室７との間で相互に新気やブローバイガスを行き来させることができる。

第一の通路６１は、その一端がクランク室７に接続し、他端が吸気通路３におけるスロットルバルブ３３の下流側（特に、サージタンク３４）に接続しており、クランク室７を吸気通路３に連通せしめる。クランク室７内にあるブローバイガスは、この第一の通路６１を経由して吸気通路３に排出される。第一の通路６１のクランク室７への接続箇所には、ＰＣＶバルブ６４が設置されている。

ＰＣＶバルブ６４は、図２に示すように、第一の通路６１を流通するブローバイガスの流量を増減させるもので、弾性付勢されて弁座６４１に押し付けられている弁体６４２が、ブローバイガスの圧力により（弾性付勢力に抗して）弁座６４１から離反する方向に変位する態様の、機械式（差圧作動形）のバルブである。ＰＣＶバルブ６４は、ブローバイガスが流通する空間６４３を形成し前記弁座６４１を有するバルブボディ６４４と、このバルブボディ６４４に収容される弁体６４２と、この弁体６４２に弾性力を作用させるスプリング６４５とを備えている。

吸気通路３内圧力が大気圧よりも小さく（吸気圧が負圧）、かつクランク室７内圧力と吸気通路３内圧力との差圧が所定以下である領域では、弁体６４２が弁座６４１から離間してＰＣＶバルブ６４が開弁する。すなわち、その差圧が大きいほどＰＣＶバルブ６４の開度が拡大し、クランク室７から吸気通路３に向けて流れるブローバイガスの流量が増加する。

但し、吸気通路３内圧力が非常に小さく（吸気負圧が非常に大きく）なり、クランク室７内圧力と吸気通路３内圧力との差圧が所定以上となった領域では、その差圧が大きいほどＰＣＶバルブ６４の開度が縮小し、クランク室７から吸気通路３に向けて流れるブローバイガスの流量が減少する。アイドル運転時またはアイドル運転に近い低負荷運転時のように、吸気通路３内圧力が極小（吸気負圧が極大）であるときには、吸気通路３内圧力の変化に対するＰＣＶバルブ６４の流量の変化が乏しくなる。

そして、ＰＣＶバルブ６４は、吸気通路３内の圧力が大気圧と同等かそれ以上（吸気圧が正圧）である領域では、弁体６４２が弁座６４１に着座して閉弁し、前記空間６４３を介してブローバイガスが流出するのを阻止する。

なお、本実施形態のＰＣＶバルブ６４は、逆流機能付きのもので、吸気通路３内の圧力が大気圧と同等かそれ以上（吸気圧が正圧）である領域でも換気ができるようにすべく、前記弁体６４２に一端から他端まで貫通するリーク通路６４６が設けられている。

リーク通路６４６は、一端が吸気通路３側に連通されるとともに、他端がクランク室７側に連通しており、ＰＣＶバルブ６４が閉じている状態でも当該リーク通路６４６を介して新気が流通するようになっている。リーク通路６４６の大きさは、吸気通路３内圧力（特に、サージタンク３４内圧力）が正圧で、かつ、エンジン回転数が比較的低い（吸入空気量が比較的少ない）場合に、内室７、８からのブローバイガスの流出または内室７、８への新気の流入が第二の通路６２と第三の通路６３とで同方向（具体的には、第二、第三の通路６２、６３はともにブローバイガスがクランク室７及びカム室８から流出する方向）となるとともに、エンジン回転数が比較的高い（吸入空気量が比較的多い）場合には、圧力差により内室７、８からのブローバイガスの流出と内室７、８への新気の流入が前記第二の通路６２と第三の通路６３とで逆方向（具体的には、第二の通路６２はブローバイガスがクランク室７から流出する方向、第三の通路６３は新気がカム室８へ流入する方向）になるように設定されている。

クランク室７とＰＣＶバルブ６４との間には、オイルセパレータ６１１を介設する。オイルセパレータ６１１は、ラビリンス構造を有し、流通するガスに含まれる潤滑油を当該ガスから分離させる気液分離作用を営むもので、クランク室７から潤滑油が失われることを抑止する。オイルセパレータ６１１で分離されたオイルは、クランク室７に戻される。

第二の通路６２は、その一端がクランク室７に接続し、他端が吸気通路３における過給機５の上流側（例えば、コンプレッサ５１の入口近傍）に接続しており、クランク室７を吸気通路３に連通せしめる。クランク室７内にあるブローバイガスは、この第二の通路６２を経由して吸気通路３に排出される。この第二の通路６２のクランク室７への接続箇所にも、オイルセパレータ６２１を設けてある。オイルセパレータ６２１で分離されたオイルは、クランク室７に戻される。

第三の通路６３は、その一端が内燃機関のシリンダヘッドカバー内のカム室８に接続し、他端が吸気通路３における過給機５の上流側（吸気通路３における大気圧に近い圧力となる箇所、例えば、コンプレッサ５１の上流側であって、前記第二の通路６２の接続位置よりも上流側）に接続しており、カム室８を吸気通路３に連通せしめる。すなわち、この第三の通路６３と前記第二の通路６２とは、ともに吸気通路３におけるエアクリーナ３１の下流側であって、過給機５のコンプレッサ５１の上流側に接続されている。これら第二、第三の通路６２、６３の他端の接続位置は、エンジン回転数が比較的低い（吸入空気量が比較的少ない）場合に、内室７、８からのブローバイガスの流出または内室７、８への新気の流入が第二の通路６２と第三の通路６３とで同方向となるとともに、エンジン回転数が比較的高い（吸入空気量が比較的多い）場合には、圧力差により内室７、８からのブローバイガスの流出と内室７、８への新気の流入が前記第二の通路６２と第三の通路６３とで逆方向（具体的には、第二の通路６２はブローバイガスがクランク室７から流出する方向、第三の通路６３は新気がカム室８へ流入する方向）になるように設定されている。カム室８内にあるブローバイガスは、この第三の通路６３を経由して吸気通路３に排出される。この第三の通路６３のカム室８への接続箇所にも、オイルセパレータ６３１を設けてある。オイルセパレータ６３１で分離されたオイルは、カム室８に戻される。

図３は、エンジン回転数とエンジントルク（要求負荷）との関係によって決まる（１）〜（４）の運転領域を示すグラフであり、以下、それぞれの運転領域におけるブローバイガス還流装置６の稼動態様について説明する。

まず、（１）の運転領域は、吸気圧が負圧であり、かつ、エンジン回転数が比較的低い運転領域を示している。この領域では、図４に示すように、アクセルペダルの踏込量に応じて決定されるスロットルバルブ３３の開度が小さく、サージタンク３４内圧力が大気圧よりも小さくなり、クランク室７内圧力とサージタンク３４内圧力との差圧によってＰＣＶバルブ６４が開く。また、エンジン回転数が低く、コンプレッサ５１が吸引して吐出する空気量が比較的少なく、コンプレッサ５１の上流における吸気通路３内圧力は、第二の通路６２の他端が接続される部分では大気圧よりも若干小さく、第三の通路６３の他端が接続される部分では大気圧と同等である。両者の圧力差はほとんどない。

このような吸気通路３内圧力とクランク室７及びカム室８内の圧力との差圧によって生じる第一の通路６１、第二の通路６２及び第三の通路６３におけるブローバイガス及び新気の流れが、図４で、それぞれ黒塗りの矢印及び白抜きの矢印によって表されている。すなわち、この領域（１）においては、ＰＣＶバルブ６４が開いており、カム室８及びクランク室７内のブローバイガスがＰＣＶバルブ６４及び第一の通路６１を経由して吸気通路３に送り出される。同時に、吸気通路３から第二の通路６２及び第三の通路６３を経由してカム室８及びクランク室７に新気が流れ込み、カム室８及びクランク室７内が換気される。吸気通路３のサージタンク３４に還流したブローバイガスは、気筒１に充填されて再燃焼される。

次に、（２）の運転領域は、吸気圧が負圧であり、かつ、エンジン回転数が比較的高い運転領域を示している。この領域では、図５に示すように、アクセルペダルの踏込量に応じて決定されるスロットルバルブ３３の開度が小さく、サージタンク３４内圧力が大気圧よりも小さくなり、クランク室７内圧力とサージタンク３４内圧力との差圧によってＰＣＶバルブ６４が開く。また、コンプレッサ５１が吸引して吐出する空気量が領域（１）と比較して多く、コンプレッサ５１の上流における吸気通路３内圧力は、第二の通路６２の他端が接続される部分では領域（１）と比較して小さくなるが、第三の通路６３の他端が接続される部分では大気圧と同等である。よって、両者に圧力差が生じる。

このような吸気通路３内圧力とクランク室７及びカム室８内の圧力との差圧によって生じる第一の通路６１、第二の通路６２及び第三の通路６３におけるブローバイガス及び新気の流れが、図５で、それぞれ黒塗りの矢印及び白抜きの矢印によって表されている。すなわち、この領域（２）においては、ＰＣＶバルブ６４が開いており、カム室８及びクランク室７内のブローバイガスが、ＰＣＶバルブ６４及び第一の通路６１を経由して吸気通路３に送り出されるとともに、第二の通路６２を経由して吸気通路３に送り出される。同時に、吸気通路３から第三の通路６３を経由してカム室８及びクランク室７に新気が流れ込み、カム室８及びクランク室７内が換気される。吸気通路３のサージタンク３４及びコンプレッサ５１の上流に還流したブローバイガスは、気筒１に充填されて再燃焼される。

次に、（３）の運転領域は、吸気圧が正圧であり、かつ、エンジン回転数が比較的低い運転領域を示している。この領域では、図６に示すように、アクセルペダルの踏込量に応じて決定されるスロットルバルブ３３の開度が大きく、サージタンク３４内圧力が大気圧よりも大きくなり、クランク室７内圧力とサージタンク３４内圧力との関係が逆転してＰＣＶバルブ６４が閉じる。また、コンプレッサ５１が吸引して吐出する空気量が領域（１）と比較して多く、コンプレッサ５１の上流における吸気通路３内圧力は、第二の通路６２の他端が接続される部分では領域（１）と比較して小さくなるが、第三の通路６３の他端が接続される部分では大気圧と同等である。よって、サージタンク３４内圧力は、クランク室７内圧力よりも高く、また、吸気通路３における第二、第三の通路６２、６３の他端が接続される部分よりも高くなる。

このような吸気通路３内圧力とクランク室７及びカム室８内の圧力との差圧によって生じる第一の通路６１、第二の通路６２及び第三の通路６３におけるブローバイガス及び新気の流れが、図６で、それぞれ黒塗りの矢印及び白抜きの矢印によって表されている。すなわち、この領域（３）においては、ＰＣＶバルブ６４は閉じており、吸気通路３から第一の通路６１及びＰＣＶバルブ６４のリーク通路６４６を経由してカム室８及びクランク室７に少量の新気が押し込まれる。同時に、カム室８及びクランク室７内のブローバイガスが、第二の通路６２及び第三の通路６３を経由して吸気通路３に押し出される。その結果、カム室８及びクランク室７内が換気される。吸気通路３のコンプレッサ５１の上流に還流したブローバイガスは、気筒１に充填されて再燃焼される。

次に、（４）の運転領域は、吸気圧が正圧であり、かつ、エンジン回転数が比較的高い運転領域を示している。この領域では、図７に示すように、アクセルペダルの踏込量に応じて決定されるスロットルバルブ３３の開度が大きく、サージタンク３４内圧力が大気圧よりも大きくなり、クランク室７内圧力とサージタンク３４内圧力との関係が逆転してＰＣＶバルブ６４が閉じる。また、エンジン回転数が高く、コンプレッサ５１が吸引して吐出する空気量が他の領域（１）〜（３）と比較して多く、コンプレッサ５１の上流における吸気通路３内圧力は、第二の通路６２の他端が接続される部分では他の領域（１）〜（３）と比較して小さくなるが、第三の通路６３の他端が接続される部分では大気圧と同等である。よって、サージタンク３４内圧力は、クランク室７内圧力よりも高く、また、吸気通路３における第二、第三の通路６２、６３の他端が接続される部分よりも高くなる。

このような吸気通路３内圧力とクランク室７及びカム室８内の圧力との差圧によって生じる第一の通路６１、第二の通路６２及び第三の通路６３におけるブローバイガス及び新気の流れが、図７で、それぞれ黒塗りの矢印及び白抜きの矢印によって表されている。すなわち、この領域（４）においては、ＰＣＶバルブ６４は閉じており、吸気通路３から第一の通路６１及びＰＣＶバルブ６４のリーク通路６４６を経由してカム室８及びクランク室７に少量の新気が押し込まれる。同時に、カム室８及びクランク室７内のブローバイガスが、第二の通路６２を経由して吸気通路３に押し出される。そして、第一の通路６１を介して流れ込む新気よりも第二の通路６２を介して送り出されるブローバイガスの量が多いため、吸気通路３から第三の通路６３を経由してカム室８及びクランク室７に新気が流れ込む。このようにして、カム室８及びクランク室７内が換気される。吸気通路３のコンプレッサ５１の上流に還流したブローバイガスは、気筒１に充填されて再燃焼される。

本実施形態では、ブローバイガスが溜まる内室７、８と吸気通路３におけるスロットルバルブ３３の下流とを連通する第一通路６１と、前記内室７、８と吸気通路３における過給機５の上流とを連通する第二の通路６２と、前記内室７、８と吸気通路３における第二の通路６２の接続位置よりもさらに上流とを連通する第三の通路６３と、前記第一の通路６１を開閉するべく設けられ、吸気通路３におけるスロットルバルブ３３の下流のサージタンク３４内圧力が前記内室７、８の圧力よりも低い場合に開弁し、吸気通路３におけるスロットルバルブ３３の下流のサージタンク３４内圧力が前記内室７、８の圧力よりも高い場合に閉弁するＰＣＶバルブ６４と、前記ＰＣＶバルブ６４が閉弁しているときに、吸気通路３におけるスロットルバルブ３３の下流から新気がＰＣＶバルブ６４を迂回して前記内室７、８へと流通することを許容するリーク通路６４６とを備えるブローバイガス還流装置６を構成した。

排気ターボ過給機５付の内燃機関では、吸気通路３内の圧力が過給により正圧となることが多く、その分だけＰＣＶバルブ６４が開弁する時間が短くなり、ブローバイガスを換気する機会が少ないという問題があったが、本実施形態のようなブローバイガス還流装置６を備えていれば、吸気通路３内の圧力の大きさや、吸入空気量の大小にかかわらず、（１）〜（４）に示したすべての運転領域でブローバイガス還流装置６を稼動させることができ、クランク室７及びカム室８の換気を確実に行うことが可能となる。

すなわち、吸気通路３（サージタンク３４）内圧力が正圧となる領域（３）及び（４）においては、カム室８及びクランク室７内のブローバイガスが、第二の通路６２を経由して吸気通路３に送り出されると同時に、吸気通路３から第一の通路６１及びＰＣＶバルブ６４のリーク通路６４６を経由してクランク室７及びカム室８に新気が流れ込むようにしている。さらに、吸入空気量が比較的少ない場合に第三の通路６３を経由してブローバイガスが送り出され、吸入空気量が比較的多い場合に第三の通路６３を経由して新気が流れ込む。そのため、従来のブローバイガス還流装置に比べて、クランク室７内及びカム室８内を換気する機会を増やすことができる。

もちろん、吸気通路３（サージタンク３４）内圧力が負圧となる領域（１）及び（２）においても、従来のブローバイガス還流装置に準じて、カム室８及びクランク室７内のブローバイガスが、前記ＰＣＶバルブ６４の空間６４３及び第一の通路６１を経由して吸気通路３に送り出されると同時に、吸気通路３から第三の通路６３を経由してクランク室７及びカム室８に新気が流れ込むようにしている。さらに、吸入空気量が比較的少ない場合に第二の通路６２を経由して新気が流れ込み、吸入空気量が比較的多い場合に第二の通路６２を経由してブローバイガスが送り出される。そのため、クランク室７内及びカム室８内の換気を確実に行うことができる。

また、本実施形態のブローバイガス還流装置６は、第一の通路６１、第二の通路６２及び第三の通路６３のクランク室７またはカム室８側の接続部分にオイルセパレータ６１１、６２１、６３１をそれぞれ設けているので、運転領域毎に換気の方向が変化することによって、各オイルセパレータ６１１、６２１、６３１内のオイルがクランク室７のオイルパンに戻りやすくなるという効果も得られる。したがって、ラビリンス構造を有するオイルセパレータ６１１、６２１、６３１にオイルが溜まって、オイルセパレータ６１１、６２１、６３１の分離機能を損ねてしまうという問題を解消できる。特に、本実施形態ではオイルセパレータ６１１、６２１、６３１を３箇所に設けているので、各セパレータ６１１、６２１、６３１に加わる負荷を軽減することもできる。

さらに、本実施形態のブローバイガス還流装置６は、エンジン回転数の高い領域（２）及び領域（４）において、一端がカム室８に接続された第三の通路６３を介して吸気通路３からカム室８及びクランク室７に新気が流れ込むようにしているので、シリンダヘッドからクランク室７方向へ向かうガスの流れを作り出すことができる。すなわち、エンジン回転数が高い運転領域において、クランク室７からシリンダヘッド方向へ向かうガスの流れが多くなると、シリンダヘッドからクランク室７のオイルパンにオイルが戻りにくくなり、潤滑機能に支障をきたす可能性があるが、本実施形態のブローバイガス還流装置６によれば、このような不具合の発生を抑制できる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ＰＣＶバルブは、第一のブローバイガス還流通路上の任意の箇所に設置することが許される。

上述した実施形態では、第一及び第二のブローバイガス還流通路の一端をクランク室に接続するとともに、第三のブローバイガス還流通路の一端をカム室に接続するようにしていたが、第一のブローバイガス還流通路や第二のブローバイガス還流通路の一端をカム室に接続してもよいし、第三のブローバイガス還流通路の一端をクランク室に接続してもよい。

ＰＣＶバルブ及びリーク通路の構造もまた、図示したものに限られず種々変更してよい。上記実施形態では、リーク通路をＰＣＶバルブの弁体に形成することにより、リーク通路をＰＣＶバルブに一体的に作り込んでいたが、ＰＣＶバルブの上流側と下流側とを連通するバイパスとしてリーク通路を設けることも考えられる。

その他各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、車両等に搭載される内燃機関に適用することができる。

１…内燃機関
３…吸気通路
３３…スロットルバルブ
５…過給機
６…ブローバイガス還流装置
６１…第一のブローバイガス還流通路（第一の通路）
６２…第二のブローバイガス還流通路（第二の通路）
６３…第三のブローバイガス還流通路（第三の通路）
６４…ＰＣＶバルブ
６４６…リーク通路
７、８…内室（クランク室、カム室）

Claims

過給機が付帯した内燃機関に適用されるブローバイガス還流装置であって、
ブローバイガスが溜まる内室と吸気通路におけるスロットルバルブの下流とを連通する第一のブローバイガス還流通路と、
前記内室の一部であるクランク室と吸気通路における過給機の上流とを連通する第二のブローバイガス還流通路と、
前記内室の一部であり前記クランク室に連通したカム室と吸気通路における前記第二のブローバイガス還流通路の接続位置よりもさらに上流とを連通する第三のブローバイガス還流通路と、
前記第一のブローバイガス還流通路を開閉するべく設けられ、吸気通路におけるスロットルバルブの下流の圧力が前記内室の圧力よりも低い場合に開弁し、吸気通路におけるスロットルバルブの下流の圧力が前記内室の圧力よりも高い場合に閉弁するＰＣＶバルブと、前記ＰＣＶバルブが閉弁しているときに、吸気通路におけるスロットルバルブの下流から新気がＰＣＶバルブを迂回して前記内室へと流通することを許容するリーク通路とを備えており、
前記リーク通路の大きさが、前記ＰＣＶバルブが閉弁しかつエンジン回転数が所定よりも低い領域では前記第二のブローバイガス還流通路及び前記第三のブローバイガス還流通路を通じてブローバイガスが前記クランク室及び前記カム室から流出するとともに、ＰＣＶバルブが閉弁しかつエンジン回転数が前記領域よりも高い領域では第二のブローバイガス還流通路を通じてブローバイガスがクランク室から流出しつつ第三のブローバイガス還流通路を通じて新気がカム室に流入するように設定されているブローバイガス還流装置。