CN103930656B - 窜气换气装置 - Google Patents
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Abstract
在内燃机的进气通路(1)设置连接涡轮增压器(3)的压缩机(4)的上游侧的部分与其下游侧的部分的旁通通路(21)，并且在旁通通路(21)上设置以流动于该旁通通路(21)的进气为驱动气体进行动作，来对在内燃机产生的窜气进行换气的喷射抽气泵(22)。而且，在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，增加流动于旁通通路(21)的进气的流量、即喷射抽气泵(22)的驱动气体的流量。
Description
技术领域
本发明涉及窜气换气装置，其适用于在进气通路设置有增压器和旁通通路的内燃机，该增压器压缩进气，该旁通通路连接该增压器的上游侧的部分和下游侧的部分，该窜气换气装置具备喷射抽气泵(ejector)，该喷射抽气泵以流动于旁通通路的进气为驱动气体进行动作，对在内燃机中产生的窜气进行换气。
背景技术
在内燃机中，导入燃烧室的混合气的一部分从活塞与气缸的间隙漏到曲轴箱。而且，该漏出的混合气、所谓的窜气招致机油劣化等。因而，在车载等的内燃机中，通过利用进气的负压来吸引曲轴箱内的窜气，从而进行窜气的换气。并且，将从曲轴箱吸引出的窜气引入进气中，使其与新的混合气一起在燃烧室内燃烧，由此，处理窜气。
然而，在具备涡轮增压器等增压器的内燃机中，在增压中进气压成为正压，不能利用进气负压的引入来进行窜气的换气。因而，以往，提出了如专利文献1所述的窜气换气装置。该文献所述的窜气换气装置具备：旁通通路，其连接进气通路中的增压器的上游侧的部分和其下游侧的部分；和喷射抽气泵，其设置于该旁通通路上。喷射抽气泵是如下装置：通过在提高了流速的驱动气体的喷流的周围形成的负的静压来吸引吸入气体。在该以往的窜气换气装置中，将喷射抽气泵设置成以流动于旁通通路的进气为驱动气体进行动作，吸引曲轴箱内的窜气。
在这样的具备喷射抽气泵的窜气换气装置中，在内燃机的增压运行中，通过增压器的前后的进气通路内的差压，进气在旁通通路流动。此时的喷射抽气泵以流动于该旁通通路的进气为驱动气体进行动作，从曲轴箱吸引窜气。并且，从曲轴箱吸引出的窜气与流动于旁通通路的进气一起导入进气通路的增压器的上游侧的部分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-299645号公报
发明内容
发明要解决的问题
在这样的以往的窜气换气装置中，在内燃机的增压运行中，为了进行充分的窜气的换气，需要充分地确保供给到喷射抽气泵的驱动气体的流量、即旁通通路的进气流量。但是，若增加喷射抽气泵的驱动气体的流量，则供给到内燃机的燃烧室的进气的量减少相应的量。因此，要想维持内燃机的输出，必须增加增压器的增压率，增压器的驱动损失增加而内燃机的燃料经济性恶化。
本发明的目的在于提供如下窜气换气装置：其既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
用于解决问题的手段
本发明的窜气换气装置应用于在进气通路设置有压缩进气的增压器、和将该增压器的上游侧部分与下游侧部分连接的旁通通路的内燃机，并且具备喷射抽气泵，该喷射抽气泵以在旁通通路中流动的进气为驱动气体而进行动作，对在内燃机产生的窜气进行换气
在这样的窜气换气装置中，以因进气通路内的增压器的上游侧的部分与下游侧的部分的差压而流动于旁通通路的进气为驱动气体喷射抽气泵进行动作，从而对在内燃机中产生的窜气进行换气。在这样的窜气换气装置中，若为了提高换气能力，而增多喷射抽气泵的驱动气体的流量、即流动于旁通通路的进气的流量，则供给到内燃机的燃烧室的进气的量减少相应的量。因此，要想维持内燃机的输出，必须增加增压器的增压率。于是，与增压器的驱动相关的内燃机的损失增加，内燃机的燃料经济性恶化。
因而，本发明的第一窜气换气装置，在处于由窜气引起的机油劣化容易进行的状态时，使喷射抽气泵的驱动气体的流量增加。在这样的窜气换气装置中，在处于因窜气导致的机油劣化容易进行的状态时，增加喷射抽气泵的驱动气体的流量，来提高窜气的换气能力。另一方面，在不处于机油劣化容易进行的状态时，不增加喷射抽气泵的驱动气体的流量。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够在非必要时抑制伴有内燃机的燃料经济性的恶化的喷射抽气泵的驱动气体流量的增加。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
另外，本发明的第二窜气换气装置，在内燃机的运行区从自然进气区转变到了增压区时，进行用于增加所述驱动气体的流量的流量增加控制。而且，在处于因窜气导致的机油劣化容易进行的状态时，与不是这样的情况相比，增大这样的流量增加控制下的驱动气体流量的增加幅度。若内燃机的运行区从自然进气区转变到增压区，则变得不能进行利用进气负压的窜气的换气。另外，在顺其自然地控制增压器的情况下，在向增压区的转变后，短时间内，增压器的上游侧与下游侧的进气通路内的差压不变大，流动于旁通通路的进气的流量、即喷射抽气泵的驱动气体的流量小，因此利用喷射抽气泵的窜气的换气也不能充分地进行。因此，在从自然进气区向增压区的转变时，窜气气体的换气暂时地停滞。这样的换气的停滞期间，能够通过如下方式消除或者缩短：在向增压区的转变时，以强制性地增加增压率的方式控制增压器，来增加旁通通路的进气流量，进而增加喷射抽气泵的驱动气体的流量。但是，若不必要地进行这样的增压率的增加，则燃料经济性的恶化程度变大。基于这一点，在上述第二窜气换气装置中，与从自然进气区向增压区的内燃机的运行区的转变相应的驱动气体的流量的增加的幅度，在处于因窜气导致的机油劣化容易进行的状态时设为大，在不是这样的情况下设为小。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够在非必要时抑制与内燃机的燃料经济性的恶化相伴的喷射抽气泵的驱动气体的增量。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
进而，本发明的第三窜气换气装置，在内燃机的温度低时，增加喷射抽气泵的驱动气体的流量。在内燃机的低温时，曲轴箱内产生凝结，因该凝结而出现的水与窜气反应而形成硝酸水。于是，因该硝酸水曲轴箱内的机油劣化进行。因此，在内燃机的低温时，因窜气导致的机油劣化变得容易进行。基于这一点，在本发明的窜气换气装置中，在内燃机为低温时，增加喷射抽气泵的驱动气体的流量，来提高窜气的换气能力。另一方面，在内燃机处于高温、不要求很高的换气能力时，不增加喷射抽气泵的驱动气体的量。因此，变得既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够在非必要时抑制伴有内燃机的燃料经济性的恶化的喷射抽气泵的驱动气体的增量。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
另外，本发明的第四窜气换气装置，在内燃机的运行区从自然进气区转变到了增压区时，进行增加喷射抽气泵的驱动气体的流量的流量增加控制，并且在内燃机的温度低时，与不是这样的情况相比，增大流量增加控制下的驱动气体流量的增加幅度。在这样的窜气换气装置中，根据内燃机的运行区的从自然进气区向增压区的转变增加喷射抽气泵的驱动气体的流量。如上述那样，从自然进气区向增压区的内燃机的运行区的转变时的窜气的换气的停滞能够通过在该转变时强制性地增加喷射抽气泵的驱动气体的流量进行抑制，但是对于这样的喷射抽气泵驱动气体的流量增加，伴随燃料经济性的恶化。另一方面，如上述那样，在内燃机的低温时，因窜气导致的机油劣化更容易进行，因此需要更积极地进行曲轴箱内的窜气的换气。
基于这一点，在上述第四窜气换气装置中，与向增压区的转变相应的驱动气体流量的增加幅度，在内燃机处于低温时设为大，在不是这样的情况下设为小。因此，变得既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够在非必要时抑制与内燃机的燃料经济性的恶化相伴的喷射抽气泵的驱动气体的增量。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
此外，上述第一～第四窜气换气装置的驱动气体流量的增加例如能够以如下方式进行。
·在将本发明应用于作为增压器设置了具备对绕过排气涡轮的排气的流量进行调节的排气旁通控制阀的涡轮增压器的内燃机的情况下，通过减小排气旁通控制阀的开度，能够增加喷射抽气泵的驱动气体的流量。
·在将本发明的换气装置应用于具备进行利用电、压缩空气等的增压动作的辅助的辅助机构的增压器的内燃机的情况下，通过增大由辅助机构产生的增压动作的辅助量，能够增加喷射抽气泵的驱动气体的流量。
·在将本发明的换气装置应用于作为增压器设置了具备对喷吹于排气涡轮的排气的流势进行调整的可变喷嘴叶片的可变喷嘴涡轮增压器的内燃机的情况下，通过减小可变喷嘴叶片的开度，能够增加旁通通路的进气流量。
·通过在旁通通路设置对流动于旁通通路的进气的流量进行调整的阀，并且增大该阀的开度，能够增加喷射抽气泵的驱动气体的流量。那种情况下，若将上述阀构成为感应内燃机的温度而动作的温度感应式的阀，则不受来自外部的控制，而自行进行与内燃机的温度相应的旁通通路的进气流量的增减。
另外，在上述第一～第四窜气换气装置的驱动气体流量的增加时，优选减小内燃机的节气门开度。若为了增加驱动气体的流量，增加增压器的增压率，则导入内燃机的燃烧室的进气量也增加，产生不需要的转矩增加。因此，通过与驱动气体的流量的增加对应地减小内燃机的节气门开度，变既能够抑制不需要的转矩增加，又能更有效率地进行驱动气体流量的增加。
另一方面，本发明的第五窜气换气装置，在旁通通路设置了在内燃机的温度低时开度变大的温度感应式的阀。在这样的窜气换气装置中，在因曲轴箱内的水分的凝结、因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，设置于旁通通路的阀的开度变大从而增加该旁通通路的进气流量、即喷射抽气泵的驱动气体的流量。因此，在因窜气导致的机油劣化容易进行时，提高窜气的换气能力。另一方面，在内燃机不处于低温、不要求很高的换气能力时，设置于旁通通路的阀的开度不变大，不增加喷射抽气泵的驱动气体的流量。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够在非必要时抑制与内燃机的燃料经济性的恶化相伴的喷射抽气泵的驱动气体的流量的增加。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。而且，在这样的窜气换气装置中，能够不受来自外部的控制地自行进行与内燃机的温度相应的驱动气体的增减。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的窜气换气装置以及成为其应用对象的内燃机的结构的简图。
图2是示意性地表示设置于该实施方式的窜气换气装置的喷射抽气泵的结构的简图。
图3是表示应用于该实施方式的流量增加控制的处理顺序的流程图。
图4是表示应用于本发明的第二实施方式的流量增加控制的处理顺序的流程图。
图5是示意性地表示应用了本发明的第三实施方式的内燃机的带有电动辅助机构的涡轮增压器的结构的简图。
图6是示意性地表示应用了本发明的第四实施方式的内燃机的可变喷嘴涡轮增压器的排气涡轮的结构的简图。
图7是示意性地表示本发明的第五实施方式的窜气换气装置以及成为其应用对象的内燃机的结构的简图。
图8是示意性地表示本发明的第六实施方式的窜气换气装置以及成为其应用对象的内燃机的结构的简图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照图1～图3，详细地对将本发明的窜气换气装置具体化了的第一实施方式进行说明。本实施方式的窜气换气装置应用于具备带有排气旁通控制阀的涡轮增压器作为增压器的内燃机。
首先，参照图1，对本实施方式的窜气换气装置的结构进行说明。
如该图1所示，在内燃机的进气通路1，从其上游依次设置有：空气滤清器2，其净化进气；涡轮增压器3的压缩机4；中冷器6，其对因在压缩机4的压缩而变为了高温的进气进行冷却；以及节气门5，其调节吸入空气量。而且，进气通路1经由向各气缸分配进气的进气歧管7，连接于在内燃机的汽缸盖8形成的各气缸的进气口9。
另一方面，内燃机的排气通路10经由汇合各气缸的排气的排气歧管11，连接于在汽缸盖8形成的各气缸的排气口12。在排气通路10设置有涡轮增压器3的排气涡轮13。排气涡轮13通过被喷吹的排气来驱动压缩机4，压缩进气。另外，在排气涡轮13设置有对绕过该排气涡轮13的排气的流量进行调整的排气旁通控制阀13a。还在排气通路10的排气涡轮13的下游配设有净化排气的催化剂转换器14。
在这样的内燃机的汽缸盖8以及汽缸体15形成有连通曲轴箱16和汽缸头罩17的窜气通路18。另外，在汽缸头罩17，经由第一PCV(PositiveCrankcase Ventilation，曲轴箱强制通风)阀19连接有第一PCV软管20。而且，通过该第一PCV软管20，汽缸头罩17的内部和进气歧管7连通。此外，曲轴箱16通过新气导入路39，连接于进气通路1中的压缩机4的上游侧的部分。
在本实施方式的窜气换气装置中，还设置有连接进气通路1中的压缩机4的下游侧的部分和进气通路1中的压缩机4的上游侧的部分的旁通通路21。而且，在该旁通通路21上设置有喷射抽气泵22，该喷射抽气泵22以在旁通通路21中流动的进气为驱动气体进行动作，进行在内燃机产生的窜气的换气。在该喷射抽气泵22还连接有第二PCV软管24。而且，在该第二PCV软管24的顶端，经由第二PCV阀23连接于汽缸头罩17。
这样的内燃机中的窜气的换气通过电子控制单元31进行控制。向电子控制单元31，输入对内燃机的运行状态进行检测的各种传感器、例如对内燃机的冷却水的温度Tw进行检测的水温传感器32等的检测结果。而且，电子控制单元31根据那些传感器的检测结果，控制第一PCV阀19、第二PCV阀23以及排气涡轮13的排气旁通控制阀13a，从而进行与发动机运行状态相应的窜气的换气。
接着，参照图2，对设置于旁通通路21的喷射抽气泵22的结构进行说明。如该图2所示，喷射抽气泵22具备经由旁通通路21连接于进气通路1中的中冷器6的下游侧的部分的供给口25。在供给口25设置有减小该供给口25的流路面积的喷嘴26。而且，供给口25的顶端向真空室27内开口。在真空室27的图中右侧，在供给口25的延长线上设置有设置了扩压器29的排出口28。而且，排出口28经由旁通通路21连接于进气通路1中的压缩机4的上游侧的部分。还在真空室27的侧部(图中上方)设置有真空口30。真空口30经由第二PCV软管24连接于汽缸头罩17的内部，进而通过窜气通路18连接于曲轴箱16。
进而，在本实施方式的窜气换气装置中，电子控制单元31进行供给到喷射抽气泵22的驱动气体的流量的控制。该驱动气体流量的控制通过图3所示的驱动气体控制例程的处理来进行。该例程的处理通过电子控制单元31，在内燃机的起动中以及运行中，在每个预定的控制周期反复执行。
当开始本例程的处理时，首先，在步骤S100中，确认内燃机是否正在增压区运行。在本实施方式中，在内燃机的负载率为100％以上时，判定为内燃机正在增压区运行。此处，若内燃机正在自然进气区运行(S100：否)，则保持原样地结束本次的本例程的处理。
另一方面，若内燃机正在增压区运行(S100：是)，则处理前进到步骤S101。然后，在该步骤S101中，确认内燃机是否处于低温。此处的判定以内燃机的冷却水的温度Tw为内燃机的温度的指标值进行。而且，若冷却水的温度Tw处于规定的判定值α以下，则判定为内燃机处于低温。此外，判定值α设定为由曲轴箱16内的凝结导致的机油劣化的发展成为问题的温度区的最大值。
此处，若内燃机不处于低温(S101：否)，则保持原样地结束本次的本例程的处理。另一方面，若内燃机处于低温(S101：是)，则处理前进到步骤S102。然后，在该步骤S102中，在实施了用于增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量的流量增加控制后，结束本次的本例程的处理。
此外，在本实施方式中，通过减小排气旁通控制阀13a的开度来进行在步骤S102中实施的流量增加控制。若减小排气旁通控制阀13a的开度，则绕过排气涡轮13的排气的流量减小，喷吹于排气涡轮13的排气的流量增加，所以涡轮增压器3的增压率增加。通常，排气旁通控制阀13a的开度的值以使得涡轮增压器3的增压率成为能够得到此时的内燃机的要求转矩或者要求输出的最小限的值的方式进行设定。若进一步减小这样的排气旁通控制阀13a的开度，则涡轮增压器3的增压率上升，进气通路1内的压缩机4的上游侧的部分与其下游侧的部分的差压变大，在旁通通路21中流动的进气的流量、即喷射抽气泵22的驱动气体流量增加。
另外，因由此时的排气旁通控制阀13a的开度的缩小引起的涡轮增压器3的增压率的上升，导入内燃机的燃烧室的空气量增加，产生不需要的转矩增加。因而，在本实施方式中，在此时的排气旁通控制阀13a的开度的缩小的同时，减小节气门5的开度，从而抑制内燃机的不需要的转矩增加。
接着，对如以上那样构成的窜气换气装置的换气动作进行说明。
在内燃机的运行区处于自然进气区、进气负压大到能够吸引曲轴箱16内的窜气的程度时，电子控制单元31打开第一PCV阀19，关闭第二PCV阀23。此时的曲轴箱16内的窜气因进气通路1内的负压，经过窜气通路18、汽缸头罩17、第一PCV软管20而被吸引到进气通路1内。
另一方面，在内燃机的运行区处于增压区时，电子控制单元31关闭第一PCV阀19，打开第二PCV阀23。若由涡轮增压器3进行增压，则因压缩机4前后的差压，进气通过旁通通路21，从进气通路1的压缩机4的下游侧向其上游侧流动。此时，在设置于旁通通路21的喷射抽气泵22中，进气从供给口25通过真空室27向排出口28流动。从供给口25流入的进气在被喷嘴26节流而变为高速后，通过真空室27前进到扩压器29的入口。在此时的真空室27中，因这样的进气的流动，产生负的静压。于是，因该负的静压和进气的粘性，周围的气体被吸入到跑进扩压器29的入口的喷流。于是，其结果，从通过窜气通路18、汽缸头罩17、第二PCV软管24连接于真空口30的曲轴箱16内吸引窜气。从曲轴箱16内吸引出的窜气与流动于旁通通路21的进气一起，导入进气通路1中的压缩机4的上游侧的部分。
这样，在本实施方式的窜气换气装置中，通过喷射抽气泵22动作，在进气压成为正压的增压中也能够进行窜气的换气。要想提高这样的增压中的窜气的换气能力，需要增多喷射抽气泵22的驱动气体的流量、即增压中流动于旁通通路21的进气的流量。但是，若增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量，则供给到内燃机的燃烧室的进气的量减少相应的量。因此，要想维持内燃机的输出，必须增加涡轮增压器3的增压率。而且，若利用排气的流势来进行增压的涡轮增压器3的增压率增加，则内燃机的排气损失增加，内燃机的燃料经济性恶化。
另一方面，在内燃机的低温时，在曲轴箱16内产生凝结，因该凝结而出现的水与窜气反应而形成硝酸水。于是，因该硝酸水曲轴箱16内的机油劣化进行。因此，在内燃机的低温时，需要更积极地进行曲轴箱16内的窜气的换气。与此相对，在内燃机的高温时，因窜气导致的机油的劣化没有在内燃机的低温时那么容易进行。因此，若仅在内燃机的低温时，提高窜气的换气能力，则能够抑制因窜气引起的机油劣化。
基于这一点，在本实施方式的窜气换气装置中，在由于窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，减小排气旁通控制阀13a的开度，由此增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量。因此，此时的窜气的换气能力提高，抑制因窜气导致的机油劣化。
另一方面，在因窜气导致的机油劣化不以在内燃机的低温时那种程度进行的内燃机的高温时，不进行喷射抽气泵22的驱动气体流量的增加。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够在非必要时抑制伴有内燃机的燃料经济性恶化的喷射抽气泵22的驱动气体的增量。
根据以上说明的本实施方式的窜气换气装置，能够起到如下的效果。
(1)在本实施方式中，在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，进行用于增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量的流量增加控制。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
(2)在本实施方式中，通过减小涡轮增压器3的排气旁通控制阀13a的开度来进行流量增加控制。因此，能够不新追加对喷射抽气泵22的驱动气体流量进行调整的机构地、进行喷射抽气泵22的驱动气体流量的增加。
(3)在本实施方式中，在流量增加控制时，减小节气门5的开度。因此，能够抑制与喷射抽气泵22的驱动气体流量的增加相伴的内燃机的不需要的转矩增加。
(第二实施方式)
接下来，一并参照图4，详细地对将本发明的窜气换气装置具体化了的第二实施方式进行说明。此外，在本实施方式以及下述的各实施方式中，对于与上述实施方式同样的结构，附上相同的附图标记而省略其详细的说明。
如上所述，若内燃机的运行区从自然进气区转变到增压区，则利用进气负压的窜气的换气变得不能进行。另外，涡轮增压器3的增压率在增压开始后不立即上升，所以在增压开始后短时间内，进气通路1中的压缩机4前后的差压不变大，旁通通路21的进气流量、即喷射抽气泵22的驱动气体流量少。因此，在从自然进气区向增压区的转变时，窜气的换气暂时地停滞。因而，在本实施方式中，在从自然进气区向增压区的转变时，通过进行强制性地增加喷射抽气泵22的驱动气体流量的流量增加控制，来抑制增压区转变刚进行后的换气的停滞。
但是，这样的驱动气体流量的增加中，伴随燃料经济性的恶化。因此，若每次从自然进气区向增压区的转变时都不必要地进行那样的驱动气体流量的增加，则招致燃料经济性的大幅的恶化。因而，在本实施方式中，在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，增大驱动气体控制中的驱动气体流量的增加幅度，另一方面，在机油劣化不成为那么大的问题的内燃机的高温时，减小流量增加控制中的驱动气体流量的增加幅度。由此，既能够抑制燃料经济性的恶化，一边有效地抑制因窜气导致的机油劣化。
这样的驱动气体流量的增加通过图4所示的驱动气体控制例程的处理进行。该例程的处理通过电子控制单元31，在内燃机的起动、运行中，在每个预定的控制周期反复执行。
这样，当开始本例程时，首先，在步骤S200中，确认是否是从自然进气区向增压区的内燃机的运行区的转变时。此处，若不是向增压区的转变时(S200：否)，则保持原样地结束本次的本例程的处理。
另一方面，若是向增压区的转变时(S200：是)，则在步骤S201中，实施用于增加喷射抽气泵22的驱动气体流量的流量增加控制。在本实施方式中，驱动气体的流量增加控制也通过减小排气旁通控制阀13a的开度来进行。此外，此处开始的流量增加控制即便在增压开始后经过足够的时间、顺其自然地控制排气旁通控制阀13a，也持续进行直到确保换气所需的驱动气体流量，或者直到发动机运行区域返回到自然进气区。另外，在本实施方式中，也在此时的排气旁通控制阀13a的开度的缩小的同时，减小节气门5的开度，从而维持内燃机的转矩。
接下来，在步骤S202中，确认内燃机是否处于低温。此处，若内燃机不处于低温(S202：否)，则保持原样地结束本次的本例程的处理。另一方面，若内燃机处于低温(S202：是)，则增大流量增加控制中的喷射抽气泵22的驱动气体流量的增加幅度。即，进一步减小排气旁通控制阀13a的开度。然后，结束本次的本例程的处理。
接着，对从自然进气区向增压区的内燃机的运行区的转变时的本实施方式的窜气换气装置的增压时的换气动作进行说明。
在内燃机正在自然进气区运行时，通过电子控制单元31打开第一PCV阀19，另外关闭第二PCV阀23。此时的曲轴箱16内的窜气因进气通路1内的负压，通过窜气通路18、汽缸头罩17、第一PCV软管20被吸引到进气通路1内。
另一方面，若内燃机的运行区从自然进气区向增压区转变，则因电子控制单元31关闭第一PCV阀19，另外打开第二PCV阀23。此处，在顺其自然地控制排气旁通控制阀13a的情况下，进气通路1中的压缩机4前后的差压不立即变大，短时间内，持续旁通通路21的进气流量少的状态。因此，在向增压区的转变刚进行后，不能充分地确保喷射抽气泵22的驱动气体流量，窜气的换气暂时地停滞。
基于这一点，在本实施方式中，在那样的从自然进气区向增压区的内燃机的运行区的转变时，缩小排气旁通控制阀13a的开度，紧接着该转变后，进气通路1中的压缩机4前后的差压增大。因此，通过那样的差压，流动于旁通通路21的进气的流量、即喷射抽气泵22的驱动气体的流量，根据从自然进气区向增压区的内燃机的运行区的转变而增加，在向增压区的转变后，迅速地确保窜气的换气能力。
进而，在本实施方式中，在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，进一步减小此时的排气旁通控制阀13a的开度，由此增大流量增加控制中的喷射抽气泵22的驱动气体流量的增加幅度。因此，此时的窜气的换气能力提高，抑制因窜气导致的机油劣化。
另一方面，在因窜气导致的机油劣化不以在内燃机的低温时那种程度进行的内燃机的高温时，不使流量增加控制中的喷射抽气泵22的驱动气体流量的增加幅度以在内燃机的低温时那种程度增大。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够在非必要时抑制伴有内燃机的燃料经济性的恶化的喷射抽气泵22的驱动气体的增量。
根据以上说明的本实施方式，除了上述(2)以及(3)所述的效果之外，还能起到如下的效果。
(4)在本实施方式中，在从自然进气区向增压区的内燃机的运行区的转变时，增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量，所以能够抑制与转变相伴的窜气的换气的停滞。
(5)在本实施方式中，在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，与该内燃机的高温时相比，增大增压区转变时的喷射抽气泵22的驱动气体流量的增加幅度。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够在非必要时抑制伴有内燃机的燃料经济性的恶化的喷射抽气泵22的驱动气体的增量。因此，既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
(第三实施方式)
接着，一并参照图5，详细地对将本发明的窜气换气装置具体化了的第三实施方式进行说明。
在第一以及第二实施方式中，在应用于具备带有排气旁通控制阀的涡轮增压器的内燃机的窜气换气装置中，通过减小排气旁通控制阀13a的开度，来增加驱动气体的流量。与此相对，本实施方式的窜气换气装置应用于作为增压器采用具备辅助增压动作的辅助机构的涡轮增压器的内燃机。在这样的窜气换气装置中，通过增大由辅助机构得到的增压动作的辅助量，能够增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量。
在本实施方式中，作为带有辅助机构的涡轮增压器，采用图5所示的带有电动辅助机构的涡轮增压器。如该图所示，涡轮增压器的压缩机轮33经由轴34连接于涡流工作轮35。而且，在该涡轮增压器，设置有电动辅助机构，该电动辅助机构包括：转子36，其固定于那样的轴34上；和定子37，其设置于转子36的周围。在电动辅助机构的定子37，设置有线圈38，与向该线圈38的通电相对应地对转子36施加辅助的驱动力。
在这样的带有电动辅助机构的涡轮增压器中，若对线圈38通电，则在因向排气涡流工作轮35的排气的喷吹而产生的驱动力上加上因向线圈38的通电而产生的辅助的驱动力，向压缩机轮33传递。因此，在发动机处于低转速而难以发挥排气涡轮的效果的起步时等，也能够通过电动辅助机构辅助增压动作，从而提高增压压力。
在应用于具备这样的带有电动辅助机构的涡轮增压器的内燃机的本实施方式的窜气换气装置中，以以下的方式进行在图3的步骤S102或者图4的步骤S201中的流量增加控制的实施。即，在本实施方式中，通过使向线圈38的通电量设为比通常大，增大由电动辅助机构产生的增压动作的辅助量，从而增加喷射抽气泵22的驱动气体流量。具体而言，若增大由电动辅助机构产生的增压动作的辅助量，则涡轮增压器的增压率上升，进气通路1中的压缩机4的上游侧的部分与其下游侧的部分的差压变大。于是，因该差压的扩大，通过旁通通路21而倒流的进气的流量、即喷射抽气泵22的驱动气体流量增加。
在以上那样的本实施方式中，也能够在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量，或者在内燃机的运行区处于增压区时，增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量。因此，根据本实施方式，也既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
此外，作为涡轮增压器的辅助机构，也已知使用压缩空气来进行增压动作的辅助的气动辅助机构等电动辅助机构以外的辅助机构。气动辅助机构通过将在内燃机的高负载运行时等因增压而得到的压缩空气存储于容器，并根据需要将该压缩空气喷吹于涡轮增压器的排气涡轮，从而进行增压动作的辅助。用带有这样的气动辅助机构的涡轮增压器，也能够通过比通常增加向排气涡轮的压缩空气的喷吹量，来增大增压动作的辅助量，从而进行在图3的步骤S102或者图4的步骤S201中的流量增加控制的实施。
(第四实施方式)
接着，一并参照图6，详细地对将本发明的窜气换气装置具体化了的第四实施方式进行说明。
本实施方式的窜气换气装置应用于作为增压器具备可变喷嘴涡轮增压器的内燃机。如图6所示，在可变喷嘴涡轮增压器的排气涡轮，多个可变喷嘴叶片41配设为包围排气涡流工作轮40的周围。可变喷嘴叶片41通过被致动器42驱动而变更其开度，使排气涡轮的排气涡轮叶片的开口面积变化。具体而言，若减小可变喷嘴叶片41的开度，则排气涡轮的排气涡轮叶片的开口面积变小，提高喷吹到排气涡流工作轮40的排气的流速。由此，提高涡轮增压器的增压效率。另一方面，若增大可变喷嘴叶片41的开度，则排气涡轮的排气涡轮叶片的开口面积变大，缓和排气通路的变窄，因而降低排气压力。
在应用于具备这样的可变喷嘴涡轮增压器的内燃机的本实施方式的窜气换气装置中，以以下的方式进行在图3的步骤S102或者图4的步骤S201中的流量增加控制的实施。即，在本实施方式中，通过使可变喷嘴叶片41的开度设为比通常小，来提高喷吹于排气涡流工作轮40的排气的流速，从而增加喷射抽气泵22的驱动气体流量。具体而言，若使可变喷嘴叶片41的开度设为比通常小，则涡轮增压器的增压率上升，进气通路1中的压缩机4的上游侧的部分与其下游侧的部分的差压变大。于是，因该差压的扩大，通过旁通通路21而倒流的进气的流量、即喷射抽气泵22的驱动气体流量增加。
在以上那样的本实施方式中，也能够在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量，或者在内燃机的运行区处于增压区时，增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量。因此，根据本实施方式，也既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
(第五实施方式)
接着，一并参照图7，详细地对将本发明的窜气换气装置具体化了的第五实施方式进行说明。
在上述各实施方式中，通过排气旁通控制阀、辅助机构、可变喷嘴叶片的控制来提高涡轮增压器的增压率，从而进行驱动气体的流量增加控制。与此相对，在本实施方式中，通过在旁通通路21上设置阀，并增大该阀的开度，来进行那样的流量增加控制。
如图7所示，本实施方式的窜气换气装置以及应用了该装置的内燃机的结构除了以下的方面，与图1所示的第一实施方式是同样的。即，在第一实施方式中，采用了在排气涡轮13设置有排气旁通控制阀13a的涡轮增压器3，但是在本实施方式中，不管有无排气旁通控制阀13a。另外，在本实施方式中，在连接进气通路1中的压缩机4的上游侧的部分与其下游侧的部分的旁通通路21上，设置有对在该旁通通路21中流动的进气的流量进行调整的阀50。
在本实施方式中，作为那样的阀50，采用电动式的流量调整阀。该阀50通过电子控制单元31进行控制，根据来自电子控制单元31的指令变更其开度。
在以上那样地构成的本实施方式的窜气换气装置中，以以下的方式进行在图3的步骤S102或者图4的步骤S201中的流量增加控制的实施。即，在本实施方式中，电子控制单元31通过使阀50的开度设为比通常大，来增加流动于旁通通路21的进气的流量、即喷射抽气泵22的驱动气体流量。
在以上那样的本实施方式中，也能够在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量，或者在内燃机的运行区处于增压区时，增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量。因此，根据本实施方式，也既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
(第六实施方式)
接着，一并参照图8，详细地对将本发明的窜气换气装置具体化了的第六实施方式进行说明。
如图8所示，本实施方式的窜气换气装置以及应用了该装置的内燃机的结构与图7所示的第五实施方式基本上相同。但是，在本实施方式中，作为设置于旁通通路21上的阀，采用感应内燃机的温度而进行动作的温度感应式的阀51。在该阀51的周围，流动着内燃机的润滑用的机油、或者冷却水，阀51感应那样的机油、冷却水的温度而进行动作。而且，阀51的开度在流动于周围的机油、冷却水的温度低时变大。
接着，对内燃机在增压区运行时的本实施方式的窜气换气装置的动作进行说明。
在内燃机在增压区运行时，通过电子控制单元31关闭第一PCV阀19，打开第二PCV阀23。另一方面，在此时的旁通通路21，因进气通路1的压缩机4的前后的差压，从进气通路1的压缩机4的下游侧的部分朝向其上游侧的部分进气流动。于是，以该进气为驱动气体喷射抽气泵22进行动作，由此，曲轴箱16内的窜气通过第二PCV软管24等导入进气通路1中。
在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，流动于阀51的周围的机油、冷却水的温度也低，因而设置于旁通通路21上的阀51的开度变大。因此，旁通通路21的进气的流量、即喷射抽气泵22的驱动气体的流量增加，提高窜气的换气能力。
根据这样的本实施方式，能够起到如下的效果。
(3)因为仅在因窜气导致的机油劣化容易进行的内燃机的低温时，增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量，所以既能够抑制由窜气引起的机油劣化，又能够适当地抑制与窜气的换气相伴的内燃机的燃料经济性的恶化。
(4)内燃机的低温时的喷射抽气泵22的驱动气体的流量的增加通过温度感应式的阀51自行进行。因此，能够不受来自外部的控制地自行进行与内燃机的温度相应的窜气的换气能力的调整。
以上说明的各实施方式也能够如下地进行变更而实施。
·在上述实施方式中，通过在流量增加控制时缩小节气门5的开度，来抑制与驱动气体流量的增加相伴的内燃机的转矩增加。不过，在以不伴随内燃机的转矩的增加的方法增加驱动气体流量的情况下、或在与驱动气体流量的增加相伴的内燃机的转矩的增加小到能够无视的程度的情况下，也可以舍去流量增加控制时的节气门5的开度的缩小。
·在上述实施方式中，根据内燃机的负载率判定内燃机是否在增压区运行，但是也可以使用其他的参数来进行该判定。例如，也可以根据内燃机的进气压是否为正压，来对内燃机是否在增压区运行进行判定。
·在上述实施方式中，根据内燃机的冷却水的温度Tw判定内燃机的温度是否低，但是也可以使用其他的参数、例如内燃机的润滑用的机油的温度、内燃机的起动后的经过时间、累计吸入空气量等来进行该判定。
·在上述实施方式中，通过排气旁通控制阀的开度、由辅助机构产生的增压动作的辅助量、可变喷嘴叶片的开度、设置于旁通通路上的阀的开度的调整，来增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量，但是也可以以那些以外的方法来增加喷射抽气泵22的驱动气体的流量。
·在上述实施方式中，设定在内燃机的温度低时，处于因窜气导致的机油劣化容易进行的状态，来实施驱动气体的流量增加控制，或者与向增压区的转变相应地增大实施的流量增加控制中的驱动气体流量的增加幅度。若除内燃机的温度低时以外，还存在因窜气导致的机油劣化容易进行的时刻，则也可以在那样的时刻，进行流量增加控制的实施、该增加幅度的扩大。
·在上述实施方式中，对将本发明的窜气换气装置应用于作为增压器具备涡轮增压器的内燃机的情况进行了说明，但是本发明的窜气换气装置，例如也能够同样地应用于具备机械增压(supercharger)发动机那样的涡轮增压器以外的增压器的内燃机。
附图标记说明
1…进气通路，2…空气滤清器，3…涡轮增压器(增压器)，4…压缩机，5…节气门，6…中冷器，7…进气歧管，8…汽缸盖，9…进气口，10…排气通路，11…排气歧管，12…排气口，13…排气涡轮，13a…排气旁通控制阀，14…催化剂转换器，15…汽缸体，16…曲轴箱，17…汽缸头罩，18…窜气通路，19…第一PCV阀，20…第一PCV软管，21…旁通通路，22…喷射抽气泵，23…第二PCV阀，24…第二PCV软管，25…供给口，26…喷嘴，27…真空室，28…排出口，29…扩压器，30…真空口，31…电子控制单元，32…水温传感器，33…压缩机轮，34…轴，35…涡流工作轮，36…转子，37…定子，38…线圈，39…新气导入路，40…涡流工作轮，41…可变喷嘴叶片，42…致动器，50…阀，51…温度感应式的阀。
Claims (8)
1.一种窜气换气装置，应用于在进气通路设置有压缩进气的增压器、和将该增压器的上游侧部分与下游侧部分连接的旁通通路的内燃机，并且具备喷射抽气泵，该喷射抽气泵以在所述旁通通路中流动的进气为驱动气体而进行动作，对在所述内燃机产生的窜气进行换气，其特征在于，
在所述内燃机的运行区从自然进气区转变为了增压区时，进行用于使所述驱动气体的流量增加的流量增加控制，并且在处于由所述窜气引起的机油劣化容易进行的状态时，与不处于该状态时相比，增大所述流量增加控制中的驱动气体流量的增加幅度。
2.一种窜气换气装置，应用于在进气通路设置有压缩进气的增压器、和将该增压器的上游侧部分与下游侧部分连接的旁通通路的内燃机，并且具备喷射抽气泵，该喷射抽气泵以在所述旁通通路中流动的进气为驱动气体而进行动作，对在所述内燃机产生的窜气进行换气，其特征在于，
在所述内燃机的运行区从自然进气区转变为了增压区时，进行用于使所述驱动气体的流量增加的流量增加控制，并且在所述内燃机的温度低时，与不是温度低时相比，增大所述流量增加控制中的驱动气体流量的增加幅度。
3.根据权利要求1或2所述的窜气换气装置，
所述增压器是具备对绕过排气涡轮的排气的流量进行调节的排气旁通控制阀的涡轮增压器，
所述驱动气体的流量的增加通过减小所述排气旁通控制阀的开度来进行。
4.根据权利要求1或2所述的窜气换气装置，
所述增压器具备辅助其增压动作的辅助机构，
所述驱动气体的流量的增加通过增大所述辅助机构的增压动作的辅助量来进行。
5.根据权利要求1或2所述的窜气换气装置，
所述增压器是具备对喷吹于排气涡轮的排气的流势进行调整的可变喷嘴叶片的可变喷嘴涡轮增压器，
所述驱动气体的流量的增加通过减小所述可变喷嘴叶片的开度来进行。
6.根据权利要求1或2所述的窜气换气装置，
在所述旁通通路，设置有对在该旁通通路中流动的进气的流量进行调整的阀，
所述驱动气体的流量的增加通过增大所述阀的开度来进行。
7.根据权利要求6所述的窜气换气装置，
所述阀是感应于所述内燃机的温度而进行动作的温度感应式的阀。
8.根据权利要求1或2所述的窜气换气装置，其特征在于，
在所述流量增加控制时，减小所述内燃机的节气门开度。
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