JP2015102021A - Control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エゼクターを用いて過給域におけるブローバイガスの処理を行うエンジンを搭載した車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle equipped with an engine for processing blow-by gas in a supercharging region using an ejector.
従来、特許文献１に見られるように、過給域におけるブローバイガスの処理を、エゼクターを用いて行うエンジンが知られている。こうしたエンジンは、吸気通路における過給機の下流側から上流側へと吸気を循環させるための吸気循環路と、その吸気循環路に配置されたエゼクターと、クランクケースとエゼクターとを繋ぐ吸入路とを備える。 Conventionally, as can be seen in Patent Document 1, an engine that performs processing of blow-by gas in a supercharging region using an ejector is known. Such an engine includes an intake air circulation path for circulating intake air from the downstream side to the upstream side of the turbocharger in the intake passage, an ejector disposed in the intake air circulation path, and an intake path that connects the crankcase and the ejector. Is provided.
こうしたエンジンの過給域におけるブローバイガスの処理は、以下のように行われる。過給機の下流側の吸気通路内の圧力が上流側の圧力よりも高くなる過給域では、それらの圧力差のため、吸気循環路を通って過給機の下流側から上流側へと吸気が循環される。このときのエゼクターでは、その循環される吸気の流勢により負圧が発生し、その負圧により、クランクケース内のブローバイガスが吸入路を通じてエゼクターに吸引される。エゼクターに吸引されたブローバイガスは、吸気循環路を流れる吸気に合流し、その吸気と共に吸気通路内に導入される。そして、吸気通路内に導入されたブローバイガスは、吸気通路を通って燃焼室に送られて、そこで燃焼される。 The blow-by gas treatment in the supercharging region of the engine is performed as follows. In the supercharging region where the pressure in the intake passage on the downstream side of the turbocharger is higher than the pressure on the upstream side, due to the pressure difference between them, it passes from the downstream side of the supercharger to the upstream side through the intake circuit. Inhalation is circulated. In the ejector at this time, a negative pressure is generated by the flow of the circulated intake air, and the blow-by gas in the crankcase is sucked into the ejector through the suction path by the negative pressure. The blow-by gas sucked by the ejector merges with the intake air flowing through the intake air circulation path, and is introduced into the intake passage together with the intake air. The blow-by gas introduced into the intake passage is sent to the combustion chamber through the intake passage and burned there.
ところで、外気温やエンジンの運転状態によっては、吸気循環路を流れる吸気の温度が氷点下となることがある。そうした場合、吸気循環路に合流したブローバイガス中の水分が吸気によって冷却されて凍結し、吸気循環路に詰まりを発生させることがある。 By the way, depending on the outside air temperature and the operating state of the engine, the temperature of the intake air flowing through the intake circuit may be below freezing point. In such a case, the moisture in the blow-by gas that has joined the intake circuit may be cooled and frozen by the intake air, causing clogging in the intake circuit.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ブローバイガス中の水分の凍結による吸気循環路の詰まりを抑制することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a problem to be solved is to suppress clogging of an intake circuit due to freezing of moisture in blow-by gas.
上記課題を解決する車両の制御装置は、吸気通路における過給機の下流側から上流側に吸気を循環させるための吸気循環路に配置されたエゼクターを備え、そのエゼクターが吸気循環路の吸気の流勢によりクランクケース内のブローバイガスを吸引して吸気循環路の吸気に合流させるエンジンを搭載した車両に適用される。こうしたエンジンの過給域では、過給機の下流側と上流側の吸気通路内の圧力差により、吸気循環路を通って過給機の下流側から上流側へと吸気が循環される。そして、クランクケース内のブローバイガスが吸気循環路の吸気の流勢によりエゼクターに吸引され、吸気循環路の吸気に合流してその吸気と共に吸気通路に導入される。 A vehicle control device that solves the above problem includes an ejector disposed in an intake air circulation path for circulating intake air from a downstream side to an upstream side of a turbocharger in an intake passage, and the ejector It is applied to a vehicle equipped with an engine that draws blow-by gas in the crankcase by flow and merges it with intake air in the intake circuit. In such a supercharging region of the engine, intake air is circulated from the downstream side of the supercharger to the upstream side through the intake air circulation path due to a pressure difference in the intake passage on the downstream side and upstream side of the supercharger. The blow-by gas in the crankcase is sucked into the ejector by the flow of the intake air in the intake circuit, merges with the intake air in the intake circuit, and is introduced into the intake passage together with the intake air.
こうしたエンジンが、過給機の下流側と上流側の吸気通路内の圧力差が小さい状態で過給域運転されているときには、過給機での断熱圧縮による吸気の温度上昇が少なくなる。しかも、上記圧力差が小さいときには、吸気循環路を流れる吸気の流量が少なくなり、エゼクターを通じて合流したブローバイガス中の水分が吸気循環路に滞留するようになる。そのため、吸気温度が低く、かつ過給機の下流側と上流側の吸気通路内の圧力差が小さい状態でエンジンが過給域運転されているときには、吸気循環路の吸気に合流したブローバイガス中の水分が凍結する虞がある。 When such an engine is operated in a supercharging region in a state where the pressure difference between the intake passages on the downstream side and the upstream side of the supercharger is small, the temperature rise of the intake air due to adiabatic compression in the supercharger is reduced. In addition, when the pressure difference is small, the flow rate of the intake air flowing through the intake circuit is reduced, and the moisture in the blow-by gas that has joined through the ejector stays in the intake circuit. For this reason, when the engine is operating in the supercharging region with the intake air temperature being low and the pressure difference between the intake passages on the downstream side and upstream side of the turbocharger being small, the blow-by gas that has joined the intake air in the intake circuit There is a possibility that the moisture of the water freezes.
その点、上記車両の制御装置では、エンジンが過給域で運転されているときに、吸気通路に取り込まれた吸気の温度が規定値以下、かつ過給機の下流側と上流側の吸気通路内の圧力差が規定の閾値以下の場合、その圧力差が規定値よりも大きくなるようにトランスミッションの変速比が変更される。そしてその結果、過給機での断熱圧縮による吸気の温度上昇が多くなって吸気循環路を流れる吸気の温度が高められるとともに、吸気循環路の吸気流量が増大される。したがって、上記車両の制御装置では、ブローバイガス中の水分の凍結による吸気循環路の詰まりが好適に抑制される。 In that respect, in the vehicle control device, when the engine is operated in the supercharging region, the temperature of the intake air taken into the intake passage is equal to or lower than a specified value, and the intake passages on the downstream side and the upstream side of the turbocharger. When the internal pressure difference is equal to or less than a specified threshold, the transmission gear ratio is changed so that the pressure difference becomes larger than the specified value. As a result, the temperature rise of the intake air due to adiabatic compression in the turbocharger increases, the temperature of the intake air flowing through the intake air circulation path is increased, and the intake air flow rate in the intake air circulation path is increased. Therefore, in the vehicle control apparatus, clogging of the intake circuit due to freezing of moisture in the blow-by gas is preferably suppressed.
以下、車両の制御装置の一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の制御装置を採用する車両に搭載されたエンジン１０は、シリンダーブロック１１、シリンダーヘッド１２、ヘッドカバー１３、およびオイルパン１４を備える。シリンダーブロック１１の上部には、ピストン１５が往復動可能に配置されたシリンダー１６が設けられる。そして、シリンダー１６の壁面、ピストン１５の冠面、およびシリンダーヘッド１２の底面により、燃焼室１７が区画形成されている。一方、シリンダーブロック１１の下部には、エンジン出力軸であるクランクシャフト１８が配置されたクランクケース１９が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of a vehicle control device will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an engine 10 mounted on a vehicle that employs the control device of this embodiment includes a cylinder block 11, a cylinder head 12, a head cover 13, and an oil pan 14. A cylinder 16 in which a piston 15 is arranged so as to be able to reciprocate is provided on the upper part of the cylinder block 11. A combustion chamber 17 is defined by the wall surface of the cylinder 16, the crown surface of the piston 15, and the bottom surface of the cylinder head 12. On the other hand, the lower part of the cylinder block 11 is provided with a crankcase 19 in which a crankshaft 18 as an engine output shaft is arranged.
なお、クランクシャフト１８は、変速比（入力時と出力時の回転速度比）の切り替えを行うトランスミッション３９に接続されている。この車両では、トランスミッション３９として、変速比を段階的に切り替える多段式のトランスミッションが採用されている。 The crankshaft 18 is connected to a transmission 39 that switches a gear ratio (ratio of rotation speeds at the time of input and output). In this vehicle, a multi-stage transmission that switches the gear ratio stepwise is adopted as the transmission 39.
一方、燃焼室１７には、吸気を送るための吸気通路２０が接続されている。吸気通路２０には、その上流から順に、エアクリーナー２１、エアフローメーター２２、外気温センサー２３、過給機であるターボーチャージャーのコンプレッサー２４、過給圧センサー２５、吸気温センサー２６、インタークーラー２７、およびスロットル２８が設置されている。そして、吸気通路２０は、スロットル２８の下流において、吸気マニホールド２９、およびシリンダーヘッド１２に形成された吸気ポート３０を通って燃焼室１７に接続されている。 On the other hand, an intake passage 20 for sending intake air is connected to the combustion chamber 17. In the intake passage 20, an air cleaner 21, an air flow meter 22, an outside air temperature sensor 23, a turbocharger compressor 24, a supercharging pressure sensor 25, an intake air temperature sensor 26, an intercooler 27, A throttle 28 is installed. The intake passage 20 is connected downstream of the throttle 28 to the combustion chamber 17 through an intake manifold 29 and an intake port 30 formed in the cylinder head 12.
なお、エアクリーナー２１では、吸気通路２０に取り込まれた吸気の濾過が行われ、コンプレッサー２４では、吸気通路２０に取り込まれた吸気の加圧が行われる。また、インタークーラー２７では、コンプレッサー２４を通過した後の吸気の冷却が行われ、スロットル２８では、吸気流量を調整するための吸気の流路面積の増減が行われる。なお、コンプレッサー２４は、燃焼室１７から出された排気の流勢を利用して駆動される。 The air cleaner 21 filters the intake air taken into the intake passage 20, and the compressor 24 pressurizes the intake air taken into the intake passage 20. The intercooler 27 cools the intake air after passing through the compressor 24, and the throttle 28 increases or decreases the intake air flow passage area for adjusting the intake air flow rate. Note that the compressor 24 is driven by utilizing the flow of exhaust gas emitted from the combustion chamber 17.
一方、エアフローメーター２２によっては、吸気通路２０を流れる吸気の流量が検出され、外気温センサー２３によっては、吸気通路２０に取り込まれた時点の吸気の温度（以下、エアクリ吸気温と記載する）が検出される。また、過給圧センサー２５によっては、吸気通路２０におけるコンプレッサー２４の下流側の部分の圧力（以下、ダクト吸気圧と記載する）が検出される。そして、吸気温センサー２６によっては、コンプレッサー２４を通過した後の吸気の温度（以下、ダクト吸気温と記載する）が検出される。 On the other hand, the air flow meter 22 detects the flow rate of the intake air flowing through the intake passage 20, and the outside air temperature sensor 23 detects the intake air temperature (hereinafter referred to as the air chestnut intake air temperature) at the time of being taken into the intake passage 20. Detected. Further, depending on the supercharging pressure sensor 25, the pressure in the portion of the intake passage 20 on the downstream side of the compressor 24 (hereinafter referred to as duct intake pressure) is detected. The intake air temperature sensor 26 detects the temperature of the intake air after passing through the compressor 24 (hereinafter referred to as duct intake air temperature).
こうしたエンジン１０には、燃焼室１７からクランクケース１９に漏出した燃焼ガス、すなわちブローバイガスを処理するためのブローバイガス処理システムが設けられている。ブローバイガス処理システムは、クランクケース１９内のブローバイガスを、ヘッドカバー１３に設けられた、オイル分離器であるメインセパレーター３１に導くための吸引路３２を備える。吸引路３２は、シリンダーブロック１１およびシリンダーヘッド１２の内部を通って延伸され、その途中には、オイル分離器であるプリセパレーター３３が設けられている。 Such an engine 10 is provided with a blow-by gas processing system for processing combustion gas leaked from the combustion chamber 17 into the crankcase 19, that is, blow-by gas. The blow-by gas processing system includes a suction path 32 that guides the blow-by gas in the crankcase 19 to a main separator 31 that is provided in the head cover 13 and is an oil separator. The suction path 32 extends through the inside of the cylinder block 11 and the cylinder head 12, and a pre-separator 33 that is an oil separator is provided in the middle thereof.
メインセパレーター３１は、差圧弁であるＰＣＶ（positive crankcase ventilation）バルブ３４、およびＰＣＶ通路３５を介して吸気通路２０におけるスロットル２８の下流側の部分（このエンジン１０では、吸気マニホールド２９）に接続されている。ＰＣＶバルブ３４は、その吸気マニホールド２９側の圧力がメインセパレーター３１側の圧力よりも低くなったときに開弁して、メインセパレーター３１から吸気マニホールド２９へのブローバイガスの流入を許容する。 The main separator 31 is connected to a portion of the intake passage 20 downstream of the throttle 28 (in this engine 10, the intake manifold 29) via a PCV (positive crankcase ventilation) valve 34 that is a differential pressure valve and a PCV passage 35. Yes. The PCV valve 34 opens when the pressure on the intake manifold 29 side becomes lower than the pressure on the main separator 31 side, and allows the flow of blow-by gas from the main separator 31 to the intake manifold 29.
さらに、メインセパレーター３１には、エゼクター４０が接続されている。エゼクター４０は、吸気通路２０におけるコンプレッサー２４の下流側の部分とその上流側の部分とを繋ぐ吸気循環路３６の途中に設けられている。なお、エゼクター４０の詳細は、後述する。 Further, an ejector 40 is connected to the main separator 31. The ejector 40 is provided in the middle of the intake air circulation path 36 connecting the downstream portion of the compressor 24 in the intake passage 20 and the upstream portion thereof. Details of the ejector 40 will be described later.
また、ブローバイガス処理システムは、吸気をクランクケース１９に導入するための大気導入路３７を備える。大気導入路３７は、吸気通路２０におけるエアクリーナー２１とコンプレッサー２４の間の部分からシリンダーヘッド１２およびシリンダーブロック１１の内部を通ってクランクケース１９に繋がっている。なお、大気導入路３７の途中には、ヘッドカバー１３内に設置された、オイル分離器である大気側セパレーター３８が設けられている。 The blow-by gas processing system also includes an air introduction path 37 for introducing intake air into the crankcase 19. The air introduction path 37 is connected to the crankcase 19 from the portion between the air cleaner 21 and the compressor 24 in the intake passage 20 through the inside of the cylinder head 12 and the cylinder block 11. In the middle of the air introduction path 37, an air side separator 38, which is an oil separator, is provided in the head cover 13.
以上の如く構成されたブローバイガス処理システムを備えるエンジン１０、およびトランスミッション３９は、電子制御ユニット５０により制御されている。電子制御ユニット５０は、それらの制御のための演算処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、制御用のプログラムやデータが記憶された読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果やセンサーの検出結果などを一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を備える。 The engine 10 including the blow-by gas processing system configured as described above and the transmission 39 are controlled by the electronic control unit 50. The electronic control unit 50 includes a central processing unit (CPU) that performs arithmetic processing for the control, a read-only memory (ROM) that stores control programs and data, CPU calculation results and sensor detection results. And a random access memory (RAM) that temporarily stores data.
こうした電子制御ユニット５０には、上述のエアフローメーター２２、外気温センサー２３、過給圧センサー２５、吸気温センサー２６の検出結果が入力されている。さらに電子制御ユニット５０には、これらに加え、クランクシャフト１８の回転角（クランク角）を検出するクランク角センサー５１、シフトレバーの操作位置（シフトポジション）を検出するシフトポジションセンサー５２、車速を検出する車速センサー５３などのセンサーの検出信号も入力されている。 The electronic control unit 50 is input with detection results of the air flow meter 22, the outside air temperature sensor 23, the supercharging pressure sensor 25, and the intake air temperature sensor 26 described above. The electronic control unit 50 further includes a crank angle sensor 51 that detects the rotation angle (crank angle) of the crankshaft 18, a shift position sensor 52 that detects the operation position (shift position) of the shift lever, and a vehicle speed. A detection signal from a sensor such as a vehicle speed sensor 53 is also input.
ちなみに、電子制御ユニット５０は、クランク角センサー５１の検出結果からエンジン回転速度を演算するとともに、その演算したエンジン回転速度とエアフローメーター２２の検出結果からエンジン１０の充填効率を演算する。なお、充填効率が１００％以下となるエンジン１０の運転領域を自然吸気域と言い、充填効率が１００％を超えるエンジン１０の運転領域を過給域と言う。 Incidentally, the electronic control unit 50 calculates the engine rotation speed from the detection result of the crank angle sensor 51, and calculates the charging efficiency of the engine 10 from the calculated engine rotation speed and the detection result of the air flow meter 22. In addition, the operating region of the engine 10 in which the charging efficiency is 100% or less is referred to as a natural intake region, and the operating region of the engine 10 in which the charging efficiency exceeds 100% is referred to as a supercharging region.
また、電子制御ユニット５０は、充填効率、車速、シフトポジションなどに基づいてトランスミッション３９の変速段を決定する。そして、電子制御ユニット５０は、その決定した変速段に応じてトランスミッション３９に変速指令を出力することで、トランスミッション３９の変速制御を行う。 Further, the electronic control unit 50 determines the gear position of the transmission 39 based on the charging efficiency, the vehicle speed, the shift position, and the like. Then, the electronic control unit 50 performs a shift control of the transmission 39 by outputting a shift command to the transmission 39 according to the determined shift speed.
次に、上述したエゼクター４０の詳細な構成を説明する。なお、以下の説明では、吸気循環路３６におけるコンプレッサー２４の下流に接続される側を吸気流入側と言い、その上流に接続される側を吸気流出側と言う。 Next, a detailed configuration of the above-described ejector 40 will be described. In the following description, the side connected to the downstream side of the compressor 24 in the intake circuit 36 is referred to as an intake inflow side, and the side connected to the upstream side is referred to as an intake outflow side.
図２に示すように、エゼクター４０は、筒状に形成された外筒４１を有する。吸気循環路３６は、この外筒４１の内部を通って延伸されている。外筒４１の内部には、吸気循環路３６の駆動ガス入側から流入した吸気を噴射するためのノズル４２が設置されている。また、外筒４１の側部には、吸引口４３が開口されており、その吸引口４３を通じて、メインセパレーター３１の内部と外筒４１の内部とが連通されている。 As shown in FIG. 2, the ejector 40 has an outer cylinder 41 formed in a cylindrical shape. The intake air circulation path 36 extends through the inside of the outer cylinder 41. Inside the outer cylinder 41, a nozzle 42 for injecting intake air flowing from the drive gas inlet side of the intake air circulation path 36 is installed. A suction port 43 is opened at the side of the outer cylinder 41, and the inside of the main separator 31 and the inside of the outer cylinder 41 are communicated with each other through the suction port 43.
こうしたエゼクター４０に吸気循環路３６の吸気流入側から吸気が流入すると、その吸気はノズル４２から外筒４１の内部に噴射される。噴射された吸気は、ノズル４２の絞りによって高速低圧流となり、メインセパレーター３１の内部のブローバイガスを吸引口４３より外筒４１の内部に吸引する。そして、吸引されたブローバイガスは、ノズル４２から噴射された吸気と合流し、その吸気と共に、吸気循環路３６の吸気流出側に流出する。このようにエゼクター４０は、吸気循環路３６を通ってコンプレッサー２４の下流側から上流側へと吸気が循環されるときに、その吸気の流勢でクランクケース１９内のブローバイガスを吸引して吸気循環路３６に合流させる真空ポンプとして機能する。 When intake air flows into the ejector 40 from the intake air inflow side of the intake air circulation path 36, the intake air is injected from the nozzle 42 into the outer cylinder 41. The injected intake air becomes a high-speed and low-pressure flow due to the restriction of the nozzle 42, and the blow-by gas inside the main separator 31 is sucked into the outer cylinder 41 from the suction port 43. Then, the sucked-by blow-by gas merges with the intake air injected from the nozzle 42 and flows out to the intake air outflow side of the intake air circulation path 36 together with the intake air. Thus, when the intake air is circulated from the downstream side to the upstream side of the compressor 24 through the intake air circulation path 36, the ejector 40 sucks the blow-by gas in the crankcase 19 by the flow of the intake air, thereby It functions as a vacuum pump that joins the circulation path 36.
こうしたエゼクター４０を備えるブローバイガス処理システムは、以下の態様でブローバイガスを処理している。なお、上記エンジン１０では、大気導入路３７を通じて吸気通路２０におけるコンプレッサー２４の上流側の部分に連通されたクランクケース１９の内部は、大気圧となっている。 A blow-by gas processing system including such an ejector 40 processes blow-by gas in the following manner. In the engine 10, the inside of the crankcase 19 communicated with the upstream side of the compressor 24 in the intake passage 20 through the air introduction passage 37 is at atmospheric pressure.
エンジン１０の自然吸気域では、吸気通路２０におけるスロットル２８の下流側の部分の圧力（以下、インマニ吸気圧と記載する）が負圧となる。このときのＰＣＶバルブ３４は、その吸気マニホールド２９側の圧力（負圧）がそのメインセパレーター３１側の圧力（大気圧）よりも低くなることから開弁する。そしてその結果、吸引路３２およびＰＣＶ通路３５を通じて、クランクケース１９と吸気マニホールド２９とが連通され、それらの圧力差により、クランクケース１９内のブローバイガスが吸気マニホールド２９に吸引される。吸引されたブローバイガスは、吸気と共に燃焼室１７に送られて燃焼される。ちなみに、このときの吸気循環路３６には、コンプレッサー２４の上流側からその下流側へと吸気が流れるため、エゼクター４０は真空ポンプとして機能せず、吸気循環路３６側にはブローバイガスは流れない。 In the natural intake region of the engine 10, the pressure at the downstream side of the throttle 28 in the intake passage 20 (hereinafter referred to as intake manifold intake pressure) is a negative pressure. The PCV valve 34 at this time is opened because the pressure (negative pressure) on the intake manifold 29 side becomes lower than the pressure (atmospheric pressure) on the main separator 31 side. As a result, the crankcase 19 and the intake manifold 29 are communicated with each other through the suction passage 32 and the PCV passage 35, and blow-by gas in the crankcase 19 is sucked into the intake manifold 29 due to a pressure difference between them. The sucked-by blow-by gas is sent to the combustion chamber 17 together with the intake air and burned. Incidentally, since the intake air flows from the upstream side of the compressor 24 to the downstream side thereof in the intake circuit 36 at this time, the ejector 40 does not function as a vacuum pump, and no blow-by gas flows in the intake circuit 36 side. .
一方、エンジン１０の過給域では、インマニ吸気圧は正圧となってＰＣＶバルブ３４が閉弁される。一方、このときには、ダクト吸気圧が正圧となり、吸気循環路３６を通ってコンプレッサー２４の下流側から上流側へと吸気が循環される。そのため、エゼクター４０は真空ポンプとして機能して、クランクケース１９内のブローバイガスを吸引する。エゼクター４０により吸引されたブローバイガスは、吸気循環路３６を流れる吸気と共に、吸気通路２０におけるコンプレッサー２４の上流側の部分に流入する。そして、その流入したブローバイガスは、吸気通路２０の吸気の流れに乗って燃焼室１７に送られて燃焼される。 On the other hand, in the supercharging region of the engine 10, the intake manifold intake pressure becomes a positive pressure and the PCV valve 34 is closed. On the other hand, at this time, the duct intake pressure becomes positive pressure, and the intake air is circulated from the downstream side to the upstream side of the compressor 24 through the intake air circulation path 36. Therefore, the ejector 40 functions as a vacuum pump and sucks blow-by gas in the crankcase 19. The blow-by gas sucked by the ejector 40 flows into the upstream portion of the compressor 24 in the intake passage 20 together with the intake air flowing through the intake circuit 36. The blow-by gas that has flowed in is then sent to the combustion chamber 17 along the flow of intake air in the intake passage 20 and burned.
さて、こうしたブローバイガス処理システムでは、外気温やエンジンの運転状態によっては、エゼクター４０を通じて吸気循環路３６に合流したブローバイガス中の水分が凍結して、吸気循環路３６に詰まりを発生させる虞がある。そうした場合、過給域でのブローバイガスの処理が滞り、クランクケース１９内のブローバイガス濃度が高まるため、オイルパン１４に貯留されたエンジンオイルの劣化が促進される。 In such a blow-by gas processing system, depending on the outside air temperature and the operating state of the engine, moisture in the blow-by gas that has joined the intake circuit 36 through the ejector 40 may freeze and cause the intake circuit 36 to be clogged. is there. In such a case, the processing of blow-by gas in the supercharging region is delayed, and the blow-by gas concentration in the crankcase 19 is increased, so that deterioration of the engine oil stored in the oil pan 14 is promoted.
さらに、吸気循環路３６に詰まりが発生すると、大気導入路３７を通ってブローバイガスが吸気通路２０側に逆流し、大気導入路３７における吸気通路２０の接続部分においてそのブローバイガス中の水分が凍結して、大気導入路３７にも詰まりが発生することもある。そうした場合、過給域では、クランクケース１９が閉塞されてしまうため、その内圧が上昇してシール部からのオイル漏れが発生してしまう。 Further, when the intake circulation path 36 is clogged, the blow-by gas flows backward to the intake passage 20 side through the atmosphere introduction path 37, and the moisture in the blow-by gas is frozen at the connection portion of the intake passage 20 in the atmosphere introduction path 37. As a result, the air introduction path 37 may be clogged. In such a case, the crankcase 19 is closed in the supercharging region, so that the internal pressure rises and oil leakage from the seal portion occurs.
吸気循環路３６における水分の凍結は、吸気循環路３６を流れる吸気の温度が氷点下となるときに発生する。ただし、外気温、すなわち吸気通路２０に取り込まれた時点の吸気の温度が低くても、過給圧が十分高ければ、コンプレッサー２４での断熱圧縮により、吸気の温度が上昇するため、吸気循環路３６を流れる吸気の温度は高くなる。また、吸気循環路３６の吸気の流量が十分多ければ、その温度が低くても、吸気循環路３６に合流したブローバイガスは短時間で吸気循環路３６を抜けるため、水分の凍結は生じ難くなる。したがって、上記のような水分の凍結は、エンジン１０の過給域において、吸気温度が低く、かつコンプレッサー２４の下流側と上流側の吸気通路２０内の圧力差が小さい状態のときに発生することになる。車両の運用が想定される外気温範囲の最低値において、吸気循環路３６の凍結が発生するまで上記圧力差が小さくなるエンジン１０の運転領域は、例えば図３のハッチングで示された領域（以下、凍結領域と記載する）となる。 Freezing of moisture in the intake circuit 36 occurs when the temperature of the intake air flowing through the intake circuit 36 is below freezing point. However, even if the outside air temperature, that is, the intake air temperature when taken into the intake passage 20 is low, the intake air temperature rises due to adiabatic compression by the compressor 24 if the supercharging pressure is sufficiently high. The temperature of the intake air flowing through 36 increases. In addition, if the flow rate of the intake air in the intake circuit 36 is sufficiently large, even if the temperature is low, the blow-by gas that has joined the intake circuit 36 passes through the intake circuit 36 in a short time, so that moisture is hardly frozen. . Therefore, the water freezing as described above occurs when the intake air temperature is low and the pressure difference between the intake passage 20 on the downstream side and the upstream side of the compressor 24 is small in the supercharging region of the engine 10. become. The operating range of the engine 10 at which the pressure difference becomes small until the freezing of the intake air circulation path 36 occurs at the lowest value of the outside air temperature range in which the vehicle is expected to operate is, for example, an area indicated by hatching in FIG. , Described as a frozen region).
図３には、トランスミッション３９の各変速段（同図の例では、１速から５速の５つの変速段）におけるエンジン１０の動作線が併せ示されている。トランスミッション３９の変速段を切り替えれば、エンジン１０の動作点は変化する。そのため、エンジン１０が凍結領域内の動作点で運転されているときに、トランスミッション３９の変速段を切り替えれば、すなわちトランスミッション３９の変速比を変更させれば、エンジン１０の動作点を凍結領域の外に移すことができる。 FIG. 3 also shows operation lines of the engine 10 at each gear stage of the transmission 39 (in the example of FIG. 3, five gear stages from 1st speed to 5th speed). If the gear position of the transmission 39 is switched, the operating point of the engine 10 changes. Therefore, when the engine 10 is operated at an operating point in the freezing region, if the transmission gear 39 is switched, that is, the transmission gear ratio is changed, the operating point of the engine 10 is set outside the freezing region. Can be moved to.
例えば、凍結領域内に位置する、３速の動作線上の動作点Ｐ１でエンジン１０が運転されているときに、トランスミッション３９の変速段を５速に切り替えれば、エンジン１０の動作点は、凍結領域外の動作点Ｐ２に移る。また、凍結領域内に位置する、４速の動作線上の動作点Ｐ３でエンジン１０が運転されているときに、トランスミッション３９の変速段を４速に切り替えれば、エンジン１０の動作点は、凍結領域外の動作点Ｐ４に移る。 For example, when the engine 10 is being operated at the operating point P1 on the operating speed line 3 for the 3rd speed located in the freezing area, the operating point of the engine 10 is changed to the freezing area if the transmission gear 39 is switched to the 5th speed. Move to the outside operating point P2. Further, when the engine 10 is being operated at the operating point P3 on the operation line for the fourth speed located in the freezing region, if the gear position of the transmission 39 is switched to the fourth speed, the operating point of the engine 10 becomes the freezing region. Move to the outside operating point P4.
そこで、本実施形態の車両の制御装置では、吸気温度が低く、かつエンジン１０が凍結領域内の動作点で運転されている場合、エンジン１０の動作点が凍結領域から外れるように、すなわちコンプレッサー２４の下流側と上流側の吸気通路２０内の圧力差が十分大きくなるように、トランスミッション３９の変速比を変更するようにしている。 Therefore, in the vehicle control apparatus of the present embodiment, when the intake air temperature is low and the engine 10 is operated at an operating point in the freezing region, the operating point of the engine 10 deviates from the freezing region, that is, the compressor 24. The transmission gear ratio of the transmission 39 is changed so that the pressure difference in the intake passage 20 between the downstream side and the upstream side becomes sufficiently large.
図４に示される凍結回避制御ルーチンのフローチャートは、そうした凍結回避のための変速比の変更に係る電子制御ユニット５０の処理の手順を示している。同ルーチンの処理は、エンジン１０の運転中、規定の制御周期毎に電子制御ユニット５０によって実行される。 The flowchart of the freeze avoidance control routine shown in FIG. 4 shows the processing procedure of the electronic control unit 50 related to the change of the gear ratio for avoiding such freeze. The processing of this routine is executed by the electronic control unit 50 at regular control cycles during the operation of the engine 10.
さて、本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、エアクリ吸気温が規定値α以下であるか否かが判定される。ここで、エアクリ吸気温が規定値α以下であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に処理が進められ、規定値αを超えていれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、規定値αには、エンジン１０の過給域内のいずれの動作点においても、吸気循環路３６での凍結の発生を十分に抑制可能なエアクリ吸気温の下限値がその値として設定されている。 When the processing of this routine is started, it is first determined in step S100 whether or not the air chest intake temperature is equal to or lower than a specified value α. If the intake air temperature is equal to or less than the specified value α (YES), the process proceeds to step S101. If the intake air temperature exceeds the specified value α (NO), the process of this routine is terminated as it is. The prescribed value α is set to the lower limit value of the air intake air temperature that can sufficiently suppress the occurrence of freezing in the intake air circulation path 36 at any operating point in the supercharging region of the engine 10. Yes.
ステップＳ１０１に処理が進められると、そのステップＳ１０１において、エンジン１０の充填効率が１００％を超え、かつ規定の閾値β（＞１００％）以下であるか否かが判定される。ここで、充填効率が上記条件を満たしていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に処理が進められ、上記条件を満たしていなければ（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、閾値βには、エアクリ吸気温が想定範囲の下限にあるときにも、吸気循環路３６での凍結の発生を十分に抑制可能な充填効率の下限値が、すなわち上記凍結領域における充填効率の最大値がその値として設定されている。ちなみに、この判定において充填効率は、コンプレッサー２４の下流側と上流側の吸気通路２０内の圧力差の指標値として使用されている。 When the process proceeds to step S101, it is determined in step S101 whether or not the charging efficiency of the engine 10 exceeds 100% and is equal to or less than a specified threshold value β (> 100%). Here, if the filling efficiency satisfies the above condition (YES), the process proceeds to step S101, and if the above condition is not satisfied (NO), the process of this routine is terminated as it is. Note that the threshold value β is the lower limit value of the charging efficiency that can sufficiently suppress the occurrence of freezing in the intake air circulation path 36 even when the air chest intake temperature is at the lower limit of the assumed range, that is, the charging efficiency in the freezing region. The maximum value of is set as that value. Incidentally, in this determination, the charging efficiency is used as an index value of the pressure difference in the intake passage 20 on the downstream side and the upstream side of the compressor 24.
ステップＳ１０２に処理が進められると、そのステップＳ１０２において、エンジン１０の充填効率が上記閾値βよりも大きくなるようにトランスミッション３９の変速段が切り替えられる。そして、その後、今回の本ルーチンの処理が終了される。 When the process proceeds to step S102, the gear position of the transmission 39 is switched so that the charging efficiency of the engine 10 becomes larger than the threshold value β in step S102. Thereafter, the processing of this routine is terminated.
次に、電子制御ユニット５０が上記凍結回避制御ルーチンの処理を実行することで生じる作用を説明する。
エンジン１０が過給域で運転されているときに、エアクリ吸気温およびエンジン１０の充填効率が低い場合、吸気循環路３６を循環される吸気が低温となって、そのままの状態が継続されると、吸気循環路３６に凍結が発生する虞がある。上記凍結回避制御ルーチンの処理によれば、そうした場合、エンジン１０の充填効率が高められて、コンプレッサー２４の下流側と上流側の吸気通路２０内の圧力差が拡大されるように、トランスミッション３９の変速段の切り替え、すなわち変速比の変更が行われる。
Next, an operation that occurs when the electronic control unit 50 executes the process of the freeze avoidance control routine will be described.
When the engine 10 is operating in the supercharging region and the air-clean intake air temperature and the charging efficiency of the engine 10 are low, the intake air circulated through the intake air circulation path 36 becomes a low temperature and the state is continued as it is There is a risk of freezing in the intake air circulation path 36. According to the processing of the freeze avoidance control routine, in such a case, the charging efficiency of the engine 10 is increased, and the pressure difference in the intake passage 20 on the downstream side and the upstream side of the compressor 24 is increased. The shift speed is switched, that is, the gear ratio is changed.
上記圧力差が拡大されると、コンプレッサー２４の断熱圧縮による吸気の温度上昇が多くなり、その分、吸気循環路３６を循環される吸気の温度が高められる。そのため、吸気循環路３６を流れる吸気によるブローバイガス中の水分の冷却が抑えられる。また、吸気循環路３６を循環される吸気の流量が増え、吸気循環路３６に合流したブローバイガス中の水分がその吸気循環路３６内で滞留し難くなる。そのため、吸気循環路３６に合流したブローバイガス中の水分が、同吸気循環路３６を流れる吸気による冷却を受ける時間も短くなる。したがって、吸気循環路３６におけるブローバイガス中の水分の凍結が、ひいてはその凍結による吸気循環路３６の詰まりの発生が抑えられるようになる。 When the pressure difference is increased, the temperature of the intake air increases due to the adiabatic compression of the compressor 24, and the temperature of the intake air circulated through the intake circuit 36 is increased accordingly. For this reason, cooling of moisture in the blow-by gas by the intake air flowing through the intake air circulation path 36 is suppressed. In addition, the flow rate of the intake air circulated through the intake air circulation path 36 increases, and the moisture in the blow-by gas that has joined the intake air circulation path 36 is less likely to stay in the intake air circulation path 36. Therefore, the time during which the moisture in the blow-by gas that has joined the intake air circulation path 36 is cooled by the intake air flowing through the intake air circulation path 36 is also shortened. Therefore, freezing of moisture in the blow-by gas in the intake circuit 36 is suppressed, and as a result, occurrence of clogging of the intake circuit 36 due to the freezing is suppressed.
以上説明した本実施形態の車両の制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）エンジン１０が過給域で運転されているときに、エアクリ吸気温が規定値α以下、かつ充填効率が閾値β以下の場合、充填効率が閾値βよりも大きくなるようにトランスミッション３９の変速比を変更している。そのため、ブローバイガス中の水分の凍結による吸気循環路３６の詰まりを好適に抑制することができる。
According to the vehicle control apparatus of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) When the engine 10 is operated in the supercharged region, if the intake air temperature is equal to or lower than the specified value α and the charging efficiency is equal to or lower than the threshold value β, the transmission 39 is set so that the charging efficiency becomes higher than the threshold value β. The gear ratio is changed. Therefore, clogging of the intake circuit 36 due to freezing of moisture in the blowby gas can be suitably suppressed.
（２）凍結抑制のためのエンジン１０の動作点の移行を、トランスミッション３９の変速比の変更により行っているため、その動作点の移行に伴う車両の走行状態の変化を小さくすることができる。 (2) Since the transition of the operating point of the engine 10 for suppressing freezing is performed by changing the gear ratio of the transmission 39, the change in the running state of the vehicle accompanying the transition of the operating point can be reduced.
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・図４の凍結回避制御ルーチンのステップＳ１０１における判定に用いる閾値βを、エアクリ吸気温やダクト吸気温などの吸気温度に応じてその値が変化する可変値としても良い。吸気温度が低いほど、凍結抑制のため、許容可能な充填効率の下限値は大きくなる。そのため、閾値βをそうした可変値とすることで、ブローバイガス中の水分の凍結による吸気循環路３６の詰まりをより的確に抑制することが可能となる。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
The threshold value β used for the determination in step S101 of the freeze avoidance control routine of FIG. 4 may be a variable value whose value changes according to the intake air temperature such as the air chestnut intake air temperature or the duct intake air temperature. The lower the intake air temperature, the higher the lower limit of the allowable charging efficiency for freezing suppression. Therefore, by setting the threshold value β to such a variable value, it is possible to more accurately suppress clogging of the intake circuit 36 due to freezing of moisture in the blow-by gas.
・図４の凍結回避制御ルーチンのステップＳ１００における判定は、エアクリ吸気温を用いて行われていたが、吸気通路２０における他の部分の吸気温度（ダクト吸気温など）をその判定に用いるようにしても良い。 The determination in step S100 of the freeze avoidance control routine of FIG. 4 is performed using the air chest intake temperature, but the intake air temperature (duct intake air temperature, etc.) of other portions in the intake passage 20 is used for the determination. May be.
・図４の凍結回避制御ルーチンのステップＳ１０１における判定は、エンジン１０の充填効率を用いて行われていたが、コンプレッサー２４の下流側と上流側の吸気通路２０内の圧力差に相関を有する別の指標値（過給圧）などをその判定に用いるようにしても良い。 The determination in step S101 of the freeze avoidance control routine of FIG. 4 was performed using the charging efficiency of the engine 10, but is different from that having a correlation with the pressure difference in the intake passage 20 on the downstream side and the upstream side of the compressor 24. The index value (supercharging pressure) or the like may be used for the determination.
・トランスミッション３９として、変速比を連続的に変更可能な無段式のトランスミッションを採用しても良い。 As the transmission 39, a continuously variable transmission whose speed ratio can be continuously changed may be adopted.
１０…エンジン、１１…シリンダーブロック、１２…シリンダーヘッド、１３…ヘッドカバー、１４…オイルパン、１５…ピストン、１６…シリンダー、１７…燃焼室、１８…クランクシャフト、１９…クランクケース、２０…吸気通路、２１…エアクリーナー、２２…エアフローメーター、２３…外気温センサー、２４…コンプレッサー、２５…過給圧センサー、２６…吸気温センサー、２７…インタークーラー、２８…スロットル、２９…吸気マニホールド、３０…吸気ポート、３１…メインセパレーター、３２…吸引路、３３…プリセパレーター、３４…ＰＣＶバルブ、３５…ＰＣＶ通路、３６…吸気循環路、３７…大気導入路、３８…大気側セパレーター、３９…トランスミッション、４０…エゼクター、４１…外筒、４２…ノズル、４３…吸引口、５０…電子制御ユニット、５１…クランク角センサー、５２…シフトポジションセンサー、５３…車速センサー。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine, 11 ... Cylinder block, 12 ... Cylinder head, 13 ... Head cover, 14 ... Oil pan, 15 ... Piston, 16 ... Cylinder, 17 ... Combustion chamber, 18 ... Crankshaft, 19 ... Crankcase, 20 ... Intake passage , 21 ... Air cleaner, 22 ... Air flow meter, 23 ... Outside air temperature sensor, 24 ... Compressor, 25 ... Supercharging pressure sensor, 26 ... Intake air temperature sensor, 27 ... Intercooler, 28 ... Throttle, 29 ... Intake manifold, 30 ... Intake Port, 31 ... Main separator, 32 ... Suction passage, 33 ... Pre-separator, 34 ... PCV valve, 35 ... PCV passage, 36 ... Intake circulation passage, 37 ... Air introduction passage, 38 ... Air side separator, 39 ... Transmission, 40 ... Ejector, 41 ... Outer cylinder, 42 ... Nozzle 43 ... suction port 50 ... electronic control unit, 51 ... crank angle sensor, 52: shift position sensor, 53 ... vehicle speed sensor.
Claims (1)
前記エンジンが過給域で運転されているときに、吸気温度が規定値以下、かつ前記過給機の下流側と上流側の前記吸気通路内の圧力差が規定の閾値以下の場合、前記圧力差が前記閾値よりも大きくなるようにトランスミッションの変速比を変更する、
ことを特徴とする車両の制御装置。 An ejector disposed in the intake circuit for circulating intake air from the downstream side to the upstream side of the turbocharger in the intake passage, and the ejector draws blow-by gas in the crankcase by the flow of intake air in the intake circuit. In a vehicle control device equipped with an engine that sucks and merges with the intake air of the intake circuit,
When the engine is operating in a supercharging region, if the intake air temperature is not more than a specified value and the pressure difference between the intake passage on the downstream side and the upstream side of the supercharger is not more than a specified threshold value, the pressure Changing the transmission gear ratio so that the difference is greater than the threshold,
A control apparatus for a vehicle.
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