(57)【要約】【課題】降坂時の白煙の発生を防止すると共に加速性能の向上を図る。【解決手段】エンジンブレーキを作動させた車両の降坂時に燃料無噴射の状態が所定時間継続しているか否かを判定する判定工程と、前記燃料無噴射の状態が所定時間継続していると判定した時に吸気通路５に設けられた過給機１０又は圧縮機を電動又は内燃機関の動力により強制的に所定時間駆動させてシリンダ３内の温度を上昇させる昇温工程とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンブレーキを作動させた車両の降坂時に燃料無噴射の状態が所定時間継続しているか否かを判定する判定工程と、前記燃料無噴射の状態が所定時間継続していると判定した時に吸気通路に設けられた過給機又は圧縮機を電動又は内燃機関の動力により強制的に所定時間駆動させてシリンダ内の温度を上昇させる昇温工程とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御方法。
【請求項２】
前記シリンダ内の温度を上昇させてから、加速のため燃料を噴射する際の燃料噴射圧力を通常時の燃料噴射圧力よりも下げる減圧工程を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、降坂時の白煙の発生を防止する内燃機関の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
標高の高い山などにおいては、断続的に続く長距離（１〜１０ｋｍ）の下り坂がある。このような下り坂を車両で降坂する場合、車両は道路の傾斜によって加速されるため、アクセルを踏まなくてもエンジンブレーキの作動だけで制限速度内で運転することが可能である（なお、クラッチを切ったアイドル運転状態での運転は除く。）。この時のアクセル開度は０％、燃料噴射量は０ｍｍ3／stroke（噴射１回当たりの燃料噴射量）、車速は制限速度例えば１００ｋｍ／時である。この状態が数十秒以上続くことになる。
【０００３】
この場合、前記車両の内燃機関（エンジン）は、燃料をシリンダ内に噴射しておらず、外部の空気のみをシリンダ内に取り込み、吸気（給気）−圧縮−膨張−排気といった工程を経て吸い込んだ空気のみを排気として車外に放出する。
【０００４】
燃料が使用される通常の膨張行程では、燃焼により発生した熱エネルギの一部によりシリンダ内の壁面温度が上昇するが、空気のみを取り込む場合の膨張行程では、発生する熱量がないため、シリンダ内の壁面温度の上昇はほとんど見られない。
【０００５】
特に、標高が高いと外気温度が平地と比べて低くなるため、内燃機関のシリンダ内に取り込まれる空気の温度も低くなり、シリンダ内の壁面温度の低下は顕著となる。
【０００６】
ところで、このような降坂時に、下り坂の傾斜が緩やかになり、車両の速度が少し（１０〜２０ｋｍ／時程度）落ちる（例えば１００ｋｍ／時から８０ｋｍ／時になる）場合がある。このような場合、運転者は一定車速を維持しようとアクセルペダルを少しだけ踏み込む（例えばアクセル開度５％、燃料噴射量５ｍｍ3／stroke）ことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１９７７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記内燃機関においては、前述したように吸入空気によってシリンダ内の壁面が通常時よりも冷やされているため、アクセルペダルの踏み込みによりシリンダ内に噴射された燃料は燃焼（着火）しにくく、失火し易い。したがって、失火した燃料が白煙となって排気通路より大気中に放出されるという問題がある。また、失火により、運転者の意図した加速性能が得られないという問題もある。なお、関連する技術としては、冷間始動時に白煙の排出低減を図る技術がある（特許文献１参照）。
【０００９】
本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、降坂時の白煙の発生を防止できると共に加速性能の向上が図れる内燃機関の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の制御方法は、エンジンブレーキを作動させた車両の降坂時に燃料無噴射の状態が所定時間継続しているか否かを判定する判定工程と、前記燃料無噴射の状態が所定時間継続していると判定した時に吸気通路に設けられた過給機又は圧縮機を電動又は内燃機関の動力により強制的に所定時間駆動させてシリンダ内の温度を上昇させる昇温工程とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
この場合、前記シリンダ内の温度を上昇させてから、加速のため燃料を噴射する際の燃料噴射圧力を通常時の燃料噴射圧力よりも下げる減圧工程を更に備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、降坂時における白煙の発生を防止できる共に加速性能の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関を示す図である。
【図２】図１の内燃機関の制御装置による制御内容を示すフローチャートである。
【図３】エンジン回転速度と燃料噴射量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。
【００１５】
図１に示すように、車両の内燃機関（例えばディーゼルエンジン）１は、クランク軸２に取付けられた図示しないピストンを収容する複数のシリンダ３と、これらシリンダ３内に吸気マニホールド４を介して吸気を行う吸気通路５と、前記シリンダ３内から排気マニホールド６を介して排気を行う排気通路７とを備えている。前記吸気通路５には先端側からエアフィルタ８、低圧段過給機９の吸気コンプレッサ９ａ、可変容量型の高圧段過給機１０の吸気コンプレッサ１０ａ、吸気を冷却する吸気クーラ１１、インテークスロットル１２が順に設けられている。
【００１６】
前記排気通路７には、先端側から図示しないマフラ、排気浄化装置１３、低圧段過給機９の排気タービン９ｂ、高圧段過給機１０の排気タービン１０ｂが順に設けられている。低圧段過給機９は、吸気コンプレッサ９ａの出口圧力が設定圧力を超えると排気通路７における排気タービン９ｂの入口側と出口側をバイパスする通路１４を開放するウエストゲート弁１５を備えている。なお、高圧段過給機１０を選択的に使用可能とするために、吸気通路５にはバイパス管１６及び吸気切換弁１７が設けられると共に、排気通路７にも高圧段過給機１０の流量制御弁１８を有するバイパス管１９及び排気切換弁２０が設けられている。吸気切換弁１７、流量制御弁１８及び排気切換弁２０は後述の制御装置３５により制御される。
【００１７】
また、吸気マニホールド４と排気マニホールド６との間には排気の一部を吸気側に供給することにより燃焼を緩慢にさせて排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制するための排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）通路（ＥＧＲ通路）２１が設けられ、このＥＧＲ通路２１には排気を冷却するＥＧＲクーラ２２及びＥＧＲ通路２１を開閉するＥＧＲ弁２３が設けられている。
【００１８】
前記吸気通路５の先端側には外気温度を検出可能な温度センサを有する吸気流量センサ２４が設けられ、吸気通路５の基端側には吸気圧センサ２５が設けられている。また、内燃機関１には、大気圧力を検出する大気圧力センサ２６、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２７、内燃機関１のクランク軸２の回転速度を検出する回転速度センサ２８が設けられている。更に、前記高圧段過給機１０にはこれを強制的に駆動可能な電動機２９が取付けられている。この電動機２９は、同一軸上の排気タービン１０ａと吸気コンプレッサ１０ｂを回転させることができ、排気ガスの流速によらず任意の回転が得られるものである。これにより、前記高圧段過給機１０は電動ターボとされている。
【００１９】
そして、降坂時の白煙の発生を防止するために、前記内燃機関１の制御方法は、エンジンブレーキを作動させた車両の降坂時に燃料無噴射の状態が所定時間継続しているか否かを判定する判定工程と、前記燃料無噴射の状態が所定時間継続していると判定した時に吸気通路５に設けられた低圧段過給機１０を電動（電動機２９）により強制的に所定時間駆動させてシリンダ３内の温度を上昇させる昇温工程とを備えている。そして、この制御方法は制御装置３５によって実施されるようになっている。
【００２０】
この場合、前記シリンダ３内の温度を上昇させてから、加速のため燃料を噴射する際の燃料噴射圧力を、通常時の燃料噴射圧力よりも下げる減圧工程を更に備えていることが好ましい。
【００２１】
前記制御方法を更に具体的に説明すると、図２に示すように先ず降坂・無噴射の判定（Ｓ１）を行う。これは、シリンダ３内の壁面温度が低下していることの判定であり、車両が下り坂を降坂中であり、燃料が無噴射の状態であることで判定される。この判定は、燃料噴射量が設定値（例えば０ｍｍ3／stroke）以下、アクセル開度が設定値（例えば０％）以下、車両速度が設定値（例えば８０ｋｍ／時）以上、外気温度が設定値（例えば２０℃）以下、エンジン回転速度（回転数）が設定値（例えば１０００ｒｐｍ）以上であるか否かにより行われる。
【００２２】
前記降坂・無噴射の判定（Ｓ１）がＹＥＳであれば次の継続時間の判定（Ｓ２）を行い、ＮＯであれば通常制御（Ｓ７）へ移行する。前記継続時間の判定（Ｓ２）は、降坂・無噴射の継続時間が設定値（例えば１０秒）以上であるか否かにより行われる。
【００２３】
前記継続時間の判定（Ｓ２）がＹＥＳであれば、すなわちＳ１及びＳ２の条件成立でシリンダ内壁面温度が冷却されたと判断し、内燃機関１の制御すなわち降坂白煙防止制御を開始する（Ｓ３）。この降坂白煙防止制御は、電動機２９で過給機１０を強制的に駆動することにより吸気の圧縮熱でシリンダ３内の温度を上昇させるものである。この制御は、制御マップにより予め定められた電動機２９の回転数又はブースト圧に基いて制御される。
【００２４】
また、この制御中にシリンダ３内への燃料の噴射が行われるが、この場合、燃料噴射圧力を通常時よりも下げることが、更に失火を抑制ないし防止する上で好ましい。すなわち、燃料噴射圧力が通常時のように高いと、ピストン上部の燃焼室やシリンダの内壁面に付着する燃料量が増加して失火し易くなるからである。この場合、制御マップにより定められた補正量で燃料噴射圧力を減量補正する。
【００２５】
次に、前記降坂白煙防止制御の停止の判定である第１の判定（経過時間）（Ｓ４）及び第２の判定（加速大）（Ｓ５）を行う。第１の判定（Ｓ４）は、降坂白煙防止制御の継続時間（経過時間）が設定値（例えば２０秒）以上であるか否かにより行われる。第２の判定（Ｓ５）は、燃料噴射量が設定値（例えば１５ｍｍ3／stroke）以上であるか否かにより又はアクセル開度が設定値（例えば１５％）以上であるか否かにより行われる。
【００２６】
前記第１の判定がＹＥＳであれば前記降坂白煙防止制御を停止する（Ｓ６）が、第１の判定がＮＯであっても第２の判定がＹＥＳであれば前記降坂白煙防止制御を停止する（Ｓ６）。このように降坂白煙防止制御の停止は、再加速判断（アクセル開度及び燃料噴射量）（Ｓ５）と本ロジックの作動時間（Ｓ４）で判断され、降坂白煙防止制御の停止により内燃機関の制御は通常制御へ移行する（Ｓ７）。
【００２７】
図３はエンジン回転速度と燃料噴射量の関係を示す図で、３０は全負荷燃料ラインであり、その左側がアイドル運転領域３１であり、このアイドル運転領域３１よりも右側の領域の下方が降坂白煙防止制御領域３２であり、その上方が通常制御領域３３である。前記降坂白煙防止制御領域３２内で、電動機２９による過給運転及び燃料噴射圧力の低圧化が実施される。
【００２８】
以上の構成からなる内燃機関１の制御方法によれば、エンジンブレーキを作動させた車両の降坂時に燃料無噴射の状態が所定時間継続しているか否かを判定する判定工程と、前記燃料無噴射の状態が所定時間継続していると判定した時に吸気通路５に設けられた過給機１０の吸気コンプレッサ１０ｂを電動（電動機２９）により強制的に所定時間駆動させてシリンダ３内の温度を上昇させる昇温工程とを備えているため、降坂時の白煙の発生を防止することができると共に加速性能を向上させることができる。
【００２９】
また、前記シリンダ３内の温度を上昇させてから、加速のため燃料を噴射する際の燃料噴射圧力を通常時の燃料噴射圧力よりも下げる減圧工程を更に備えているため、燃料噴霧の速度が低下してシリンダ３の内壁面に付着する燃料量を低下させることができ、燃料の失火を抑制することができる。
【００３０】
また、過給機１０に電動機２９を設けているため、排気タービン１０ａにより電動機２９を駆動して発電させ、回生エネルギとしてバッテリの充電等に利用することができる。
【００３１】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。前記実施の形態では、電動機により過給機を強制的に駆動させてシリンダ内の温度を上昇させるようにしたが、内燃機関の動力（例えばクランク軸の回転）により過給機を強制的に駆動させてシリンダ内の温度を上昇させるようにしてもよい。また、過給機に電動機を設けるのではなく、吸気通路に電動コンプレッサ（圧縮機）を設けてもよく、或いは吸気通路に内燃機関により駆動されるコンプレッサを設けてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  内燃機関
３  シリンダ
５  吸気通路
１０  過給機
２９  電動機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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