(57)【要約】【課題】例えばコールドスタート時の低温噴射モードから通常噴射モードに切り換わる際にエンジン回転速度が一時的に大幅に落ち込み、状況によっては失火を引き起こすという問題を解消する。【解決手段】本願発明のエンジン装置は、エンジン１と、エンジン１に燃料を噴射する燃料噴射装置４９と、モータジェネレータ７４と、モータジェネレータ７４に繋がるバッテリ７６とを備える。燃料噴射装置４９は複数の噴射制御モードを実行可能である。燃料噴射装置４９での噴射制御モードの切換に伴ってバッテリ７６の電力でモータジェネレータ７４を電動機として駆動させ、モータジェネレータ７４の補助駆動力によってエンジン１の駆動力を補助するように構成する。【選択図】図１３
2015183547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置と、電動モータと、前記電動モータに繋がるバッテリとを備え、前記燃料噴射装置が複数の噴射制御モードを実行可能であるエンジン装置において、
前記燃料噴射装置での噴射制御モードの切換に伴って前記バッテリの電力で前記電動モータを駆動させ、前記電動モータの補助駆動力によって前記エンジンの駆動力を補助するように構成している、
エンジン装置。
【請求項２】
前記噴射制御モード切換時の前記エンジンの駆動変化と前記補助駆動力との関係を示す補助駆動力パターンに基づき、前記電動モータを駆動させる、
請求項１に記載のエンジン装置。
【請求項３】
バッテリ残量に対応した補正係数を用いて前記補助駆動力を補正し、前記補正した補助駆動力を出力するように前記電動モータを駆動させ、
前記補正係数は前記バッテリ残量に比例し、前記バッテリ残量が所定値以下であれば前記補正係数をゼロに設定する、
請求項２に記載のエンジン装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、例えば貨物輸送用コンテナ等に搭載するエンジン装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）は一般に、例えばコンプレッサやエンジン発電機、農作業機並びに建設機械といった多種多様な作業機に搭載される。この種のエンジンでは、エンジン回転速度や冷却水温度等に応じて各気筒への燃料噴射時期や燃料噴射量を調節し、エンジンから排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させたりエンジンの騒音振動を低減させたりする燃料噴射技術が採用されている（例えば特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−９０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種のエンジンでは、前述の燃料噴射技術を採用したとしても、駆動状態を左右する各種条件が通常（例えば暖気運転後の標準的な駆動状態）と異なる場合に失火する可能性があった。具体的には、コールドスタート時（低温始動時）や標高の高い高地での駆動時、又は低セタン価の燃料使用時に、燃焼状態が不安定になって失火し易くなる傾向にある。このような失火し易い状況では、排気エミッションの悪化、燃料消費量の悪化及び燃焼音の増大といった様々な不具合を招来するという問題があった。
【０００５】
特に、コールドスタート（低温始動）時の低温噴射モードから通常噴射モードに切り換わる際や、排気ガス浄化装置を再生させる再生噴射モードから通常噴射モードに切り換わる際には燃料噴射量が減量される。このため、エンジン回転速度は一時的に大幅に落ち込み、状況によっては失火を引き起こすおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、上記の現状に鑑みて改善を施したエンジン装置を提供することを技術的課題としている。
【０００７】
請求項１の発明は、エンジンと、前記エンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置と、電動モータと、前記電動モータに繋がるバッテリとを備え、前記燃料噴射装置が複数の噴射制御モードを実行可能であるエンジン装置において、前記燃料噴射装置での噴射制御モードの切換に伴って前記バッテリの電力で前記電動モータを駆動させ、前記電動モータの補助駆動力によって前記エンジンの駆動力を補助するように構成しているというものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のエンジン装置において、前記噴射制御モード切換時の前記エンジンの駆動変化と前記補助駆動力との関係を示す補助駆動力パターンに基づき、前記電動モータを駆動させるというものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２に記載のエンジン装置において、バッテリ残量に対応した補正係数を用いて前記補助駆動力を補正し、前記補正した補助駆動力を出力するように前記電動モータを駆動させ、前記補正係数は前記バッテリ残量に比例し、前記バッテリ残量
が所定値以下であれば前記補正係数をゼロに設定するというものである。
【発明の効果】
【００１０】
例えばコールドスタート時の低温噴射モードから通常噴射モードに切り換わる際や、排気ガス浄化装置を再生させる再生噴射モードから通常噴射モードに切り換わる際には燃料噴射量が減量されるため、エンジン回転速度は当然に低下する。これに対して本願発明を採用すると、エンジンと、前記エンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置と、電動モータと、前記電動モータに繋がるバッテリとを備え、前記燃料噴射装置が複数の噴射制御モードを実行可能であるエンジン装置において、前記燃料噴射装置での噴射制御モードの切換に伴って前記バッテリの電力で前記電動モータを駆動させ、前記電動モータの補助駆動力によって前記エンジンの駆動力を補助するように構成しているから、前記噴射制御モードの切換に連動して、前記エンジンの駆動力の低下分を前記電動モータの補助駆動力によって補填できる。従って、前記エンジンで駆動する駆動対象（例えばコンプレッサ等）の回転速度変動を防止でき、前記駆動対象を安定的に稼働できる。前記噴射制御モードの切換による前記エンジンの駆動状態の遷移をスムーズに行える。
【００１１】
請求項２の発明によると、前記噴射制御モード切換時の前記エンジンの駆動変化と前記補助駆動力との関係を示す補助駆動力パターンに基づき、前記電動モータを駆動させるから、前記噴射制御モードの切換の際に、前記補助駆動力パターンを用いて前記エンジンの駆動状態の遷移をより的確に実行できる。
【００１２】
請求項３の発明によると、バッテリ残量に対応した補正係数を用いて前記補助駆動力を補正し、前記補正した補助駆動力を出力するように前記電動モータを駆動させ、前記補正係数は前記バッテリ残量に比例し、前記バッテリ残量が所定値以下であれば前記補正係数をゼロに設定するから、前記バッテリ残量を考慮した上で、前記補助駆動力パターンを用いて前記エンジンの駆動状態の遷移を効率よく実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】コンテナに搭載したエンジンの正面図である。
【図２】コンテナに搭載したエンジンの側面図である。
【図３】エンジンの正面図である。
【図４】エンジンの背面図である。
【図５】エンジンの右側面図（吸気マニホールド設置側の側面図）である。
【図６】エンジンの左側面図（排気マニホールド設置側の側面図）である。
【図７】エンジンの平面図である。
【図８】ディーゼルエンジンの底面図である。
【図９】エンジンの燃料系統説明図である。
【図１０】動力配分機構及び切換クラッチ機構の関係を示す機能ブロック図である。
【図１１】出力特性マップの説明図である。
【図１２】電動モータの補助駆動力量を算出するマップの説明図であり、（ａ）は基準アシスト量マップ、（ｂ）はアシスト補正率マップである。
【図１３】アシスト制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。まずは、図１乃至図８を参照しながら、エンジン１（以下、単にエンジン１という）の全体構造について説明する。なお、以下の説明では、エンジン１の吸気マニホールド３設置側を単にエンジン１の右側と称し、同じくエンジン１の排気マニホールド６設置側を単にエンジン１の左側と称する。
【００１５】
図３乃至図６に示す如く、エンジン１のシリンダヘッド２の右側面には吸気マニホールド３が配置されている。シリンダヘッド２は、エンジン出力軸４（クランク軸）とピストン（図示省略）が内蔵されたシリンダブロック５に上載されている。シリンダヘッド２の左側面に排気マニホールド６が配置されている。シリンダブロック５の前面と後面からエンジン出力軸４の前端と後端を突出させている。
【００１６】
図４乃至図６に示す如く、シリンダブロック５の後面にフライホイルハウジング８を固着している。フライホイルハウジング８内にフライホイル９を設ける。エンジン出力軸４の後端側にフライホイル９を軸支させている。また、空気調和機器としての冷媒圧縮用のコンプレッサ７を備える。フライホイルハウジング８にコンプレッサ７を固着する。フライホイル９を介してエンジン１の動力をコンプレッサ７に伝達するように構成している。
【００１７】
更に、シリンダブロック５の下面にはオイルパン１１が配置されている。シリンダブロック５の平坦な底面積よりも、オイルパン１１の平坦な上面積を大きく形成している。すなわち、シリンダブロック５の左右側面よりも外側方にオイルパン１１の左右側部を突出し、シリンダブロック５の前面よりも前方にオイルパン１１の前部を突出し、オイルパン１１のオイル貯蔵容積を大きく形成し、オイルパン１１に多量のエンジンオイル（図示省略）を貯留して、エンジン１の長時間に亘る連続運転においてエンジンオイルが不足するのを防止するように構成している。
【００１８】
図４乃至図６に示すように、吸気マニホールド３には、再循環用の排気ガスを取込む排気ガス再循環装置１５（ＥＧＲ装置）を配置する。吸気マニホールド３にエアクリーナ１６を連結する。エアクリーナ１６にて除塵・浄化された外部空気は、吸気マニホールド３に送られ、４気筒エンジン１の各気筒に供給されるように構成している。
【００１９】
また、排気ガス再循環装置１５は、エンジン１の再循環排気ガス（排気マニホールド６からのＥＧＲガス）と新気（エアクリーナ１６からの外部空気）とを混合させて吸気マニホールド３に供給するＥＧＲ本体ケース１７と、排気マニホールド６に再循環用の排気ガス冷却手段としてのＥＧＲクーラ１８を介して接続する再循環排気ガス管１９と、前記再循環排気ガスの吸込み量を調節するＥＧＲバルブ２０とを有する。なお、ＥＧＲ本体ケース１７には、新気の吸込み量を調節する吸気スロットルバルブ（図示省略）が内蔵されている。
【００２０】
上記の構成により、再循環排気ガス管１９にＥＧＲバルブ２０を介してＥＧＲ本体ケース１７を連通させ、エンジン１から排気マニホールド６に排出した排気ガスの一部が吸気マニホールド３からエンジン１に還流されることによって、エンジン１の燃焼温度が下がり、エンジン１からの窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量が低減され、且つエンジン１の燃費が向上される。
【００２１】
なお、シリンダブロック５内とラジエータ（図示省略）に冷却水を循環させる冷却水ポンプ２１を備える。エンジン１の前面に冷却水ポンプ２１を配置する。エンジン出力軸４の前端部にＶベルト２２等を介して冷却水ポンプ２１を連結し、冷却水ポンプ２１を駆動する。一方、冷却水ポンプ２１には冷却水パイプ２３を介してＥＧＲクーラ１８を接続する。冷却水ポンプ２１から、ＥＧＲクーラ１８を介して、シリンダブロック５内に冷却水を送り込むように構成している。
【００２２】
図３、図４及び図６に示す如く、エンジン１の各気筒から排出された排気ガスを浄化するための排気ガス浄化装置３１（ディーゼル酸化触媒及びスートフィルタ）を備える。シリンダブロック５の側面とオイルパン１１の上面に隣接させて排気ガス浄化装置３１を配置している。すなわち、シリンダブロック５の側面とオイルパン１１の上面との連結部（
角隅部）に排気ガス浄化装置３１を設置している。オイルパン１１の上面左側（排気マニホールド５設置側）に、ブラケット体６９を介して排気ガス浄化装置３１を支持させている。エンジン１の各気筒から排気マニホールド６に排出された排気ガスは、排気ガス浄化装置３１等を経由して、排気管３２から外部に放出される。排気ガス浄化装置３１によって、エンジン１の排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、粒子状物質（ＰＭ）を低減するように構成している。
【００２３】
排気ガス浄化装置３１は耐熱金属材料製のＤＰＦケース３３を備える。ＤＰＦケース３３は平面視でエンジン出力軸４と平行に前後方向に長く延びた略円筒形状に構成している。ＤＰＦケース３３の前後両側（排気ガス移動方向一端側と同他端側）には、排気ガスを取入れる排気ガス入口管３４と、排気ガスを排出する排気ガス出口管３５とを設けている。
【００２４】
また、排気マニホールド６の後端部に排気継手体６ａをダイキャスト加工で一体的に形成する。排気継手体６ａに、ベローズ状伸縮管３６及びエルボ管３７を介して、排気ガス入口管３４を接続する。すなわち、排気継手体６ａの下面側から伸縮管３６を下向きに延設し、伸縮管３６の下端側からエルボ鋼管３７を前向きに延設し、エルボ鋼管３７の前端側に排気ガス入口管３４の後端側開口部を締結している。エンジン１の排気マニホールド６に排気ガス入口管３４を連通させ、エンジン１の排気ガスをＤＰＦケース３３内に導入するように構成している。
【００２５】
更に、ＤＰＦケース３３の前面側に排気ガス出口管３５の後端側を連結している。排気ガス出口管３５前端側の出口に、排気管３２を介して、消音器３８とテールパイプ３９を接続させる（図１参照）。実施形態の排気ガス浄化装置３１は、排気ガス中の粒子状物質等を捕集するためのものであり、ＤＰＦケース３３内に、例えば白金等のディーゼル酸化触媒とスートフィルタとを直列に並べて収容している。実施形態では、ＤＰＦケース３３内のうち排気上流側にディーゼル酸化触媒を配置し、排気下流側にスートフィルタを配置している。スートフィルタは、多孔質な（ろ過可能な）隔壁にて区画された多数のセルを有するハニカム構造になっている。上記の構成により、エンジン１からの排気ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）の含有量、排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ）が低減される。
【００２６】
なお、排気ガス出口管３５の出口には、排気管３２が金属製締結バンドにて着脱可能に連結される。図１に示す如く、例えば貨物輸送用のコンテナ５２の前側にエンジンルーム５６を形成した場合、メンテナンス用ドア５７と反対側にあるコンテナ５２外壁側に排気ガス浄化装置３１が配置される。また、エンジンルーム５６内にエンジン１を設置した後、コンテナ５２外壁と排気ガス浄化装置３１間の狭小空間で、排気ガス出口管３５の出口に排気管３２を連結させる作業を行う必要がある。しかし、ボルト締結用のスパナ等の工具を使用することなく、締結バンド２９で排気ガス出口管３５に排気管３２を簡単に連結できるから、前記狭小空間での排気管３２連結作業を円滑に実行できる。
【００２７】
次に、図５、図７及び図９を参照しながら、エンジン１の燃料系統構造を説明する。図５、図７及び図９に示す如く、エンジン１に設けた４気筒分の各インジェクタ４１に、コモンレール式燃料噴射装置４９（燃料ポンプ４２及びコモンレール４３）を介して、燃料タンク４８を接続する。各インジェクタ４１は、電磁開閉制御型の燃料噴射バルブ５０を有する。シリンダヘッド２の右側面にコモンレール４３を固着し、吸気マニホールド３の下方側に近接させてコモンレール４３を配置し、吸気マニホールド３及び排気ガス再循環装置１５に近接させてコモンレール４３を設けている。
【００２８】
図５、図７及び図９に示す如く、燃料ポンプ４２の吸入側には、燃料フィルタ４４及び
低圧管４５を介して燃料タンク４８が接続される。燃料タンク４８内の燃料が燃料フィルタ４４及び低圧管４５を介して燃料ポンプ４２に吸込まれる。一方、燃料ポンプ４２の吐出側には、高圧管４６を介してコモンレール４３が接続される。円筒状のコモンレール４３の長手方向の中間に高圧管４６を連結している。また、コモンレール４３には、４本の燃料噴射管４７を介して４気筒分の各インジェクタ４１がそれぞれ接続されている。円筒状のコモンレール４３の長手方向に４気筒分の燃料噴射管４７の端部をそれぞれ連結している。
【００２９】
上記の構成により、燃料タンク４８の燃料が燃料ポンプ４２によってコモンレール４３に圧送され、高圧の燃料がコモンレール４３に蓄えられる。各インジェクタ４１の燃料噴射バルブ５０がそれぞれ開閉制御されることによって、コモンレール４３内の高圧の燃料が各インジェクタ４１からエンジン１の各気筒に噴射される。すなわち、各インジェクタ４１の燃料噴射バルブ５０を電子制御することによって、各インジェクタ４１から供給される燃料の噴射圧力、噴射時期、噴射期間（噴射量）を高精度にコントロールできる。従って、エンジン１から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減できる。エンジン１の騒音振動を低減できる。
【００３０】
なお、燃料ポンプ４２はエンジン出力軸４で駆動される。燃料タンク４８に燃料戻り管６６を介して燃料ポンプ４２を接続する。円筒状のコモンレール４３の長手方向の端部に、コモンレール４３内の燃料の圧力を制限する戻り管コネクタ６７を介して、コモンレール戻り管６８を接続している。すなわち、燃料ポンプ４２及びコモンレール４３の余剰燃料は、燃料戻り管６６及びコモンレール戻り管６８を介して燃料タンク４８に回収される。
【００３１】
次に、図１及び図２を参照して、エンジン１の使用例を説明する。図１及び図２に示す如く、トラクタ（図示省略）で牽引するトレーラ車体５１に、冷凍貨物等を輸送する四角箱型の貨物輸送用のコンテナ５２を搭載する。トレーラ車体５１は、収納可能な前部支脚体５３と後車輪５４とで水平に支持され、一定場所に保管される一方、前部支脚体５３を収納して、トラクタの後部にトレーラ車体５１の前部を連結し、トラクタにてトレーラ車体５１を牽引するように構成している。
【００３２】
また、コンテナ５２の前面部に空気調和機器用の空調ハウジング５５を設ける。該コンテナ５２内の温度をコントロールする空気調和機器（図示省略）が空調ハウジング５５に内設される。空調ハウジング５５の下方にエンジンルーム５６を形成する。エンジン１と、前記空気調和機器の一部であるコンプレッサ７を、エンジンルーム５６内に設置する。エンジン１によってコンプレッサ７を作動し、コンプレッサ７で空気調和機器の冷媒を圧縮することにより、コンテナ５２内の温度を、冷凍貨物の保存に適した保冷温度（例えば−２０℃程度）に保持するように構成する。なお、図１に示す如く、燃料フィルタ４４は、エンジン１が設置される空調ハウジング５５の機枠５８側に燃料フィルタ４４を配置させ、エンジンルーム５６の上部に燃料フィルタ４４を支持させ、エンジン１の燃料ポンプ４２に燃料フィルタ４４を接続させるように構成している。
【００３３】
図１及び図２に示す如く、エンジンルーム５６の前面部にメンテナンス用ドア５７を開閉可能に設ける。ドア５７を開放作動させることによって、エンジンルーム５６の前面が前方に向けて開放されるように構成する。また、コンテナ５２の左側方向にエンジン１の正面を向け、コンテナ５２の正面に向かってエンジンルーム５６の右側にエンジン１を配置し、エンジンルーム５６の左側にコンプレッサ７を配置する。すなわち、前記エンジンルーム５６の前面開口に、エンジン１の右側面とコンプレッサ７の右側面を対向させるように構成する。
【００３４】
更に、図１及び図２に示す如く、エンジン１の右側には吸気マニホールド３を配置している。エンジン１の吸気マニホールド３設置側に、排気ガス再循環バルブとしてのＥＧＲバルブ２０とコモンレール４３とを配置すると共に、吸気マニホールド３設置側に隣接するエンジン１の側面に、再循環用排気ガスを冷却するＥＧＲクーラ１８を設け、エンジン１を収容したエンジンルーム５６のメンテナンス用ドア５７に、エンジン１の吸気マニホールド３設置側を対面させている。
【００３５】
また、エンジン１の吸気マニホールド３設置側において、オイルパン１１上面の給油口を閉塞するエンジンオイル用給油蓋６１と、エンジンオイル濾過用のオイルフィルタ６２と、エンジン１始動用のスタータ６３と、燃料ポンプ４２とを設ける。一方、エンジン１の上面に各インジェクタ４１を配置している。なお、オイルパン１１の側面のうち、吸気マニホールド３設置側の側面下部に、オイルパン１１内のオイルを抜取るためのドレンキャップ６４を設けている。
【００３６】
上記の構成により、トレーラ車体５１前部に居る作業者は、ＥＧＲバルブ２０、コモンレール４３及びＥＧＲクーラ１８の保守点検作業等をエンジンルーム５６の前面開口側から実行できる。一方、エンジンオイル用給油蓋６１を開閉する給油口へのエンジンオイル給油作業、オイルフィルタ６２の交換作業、スタータ６３、燃料ポンプ４２及び各インジェクタ４１等の保守点検作業も前記と同様に、エンジンルーム５６の前面開口側から実行できる。
【００３７】
次に、図１０を参照しながら、エンジン１からコンプレッサ７への動力伝達系統について説明する。エンジン１から突出したエンジン出力軸４にはフライホイル９を直結させている。フライホイル９には、動力継断用の主クラッチ１０を介して主動軸７０が連結されている。主動軸７０には、動力配分機構７１からなる動力配分機構７１を介して、主動軸７０と直列状に延びる駆動軸７２が動力伝達可能に連結されている。駆動軸７２はコンプレッサ７に動力伝達可能に連結している。コンプレッサ７は駆動軸７２の回転によって駆動するように構成されている。動力配分機構７１には、駆動力合成用の切換クラッチ機構７３を介して、電動モータとしてのモータジェネレータ７４が動力伝達可能に連結されている。モータジェネレータ７４は、インバータコンバータ７５を介して、蓄電手段としてのバッテリ７６に電気的に接続されている。バッテリ７６には残量検出器７９を接続している。残量検出器７９は、バッテリ残量ＳＣを経時的に検出しながら、検出結果をＥＣＵ１０１（詳細は後述する）に出力する。
【００３８】
なお、バッテリ７６には、コンバータ７８を介してエンジン１に設けたオルタネータ２４を電気的に接続している。バッテリ７６は、エンジン１の駆動によってオルタネータ２４から充電可能になっている。動力配分機構７１、切換クラッチ機構７３及びモータジェネレータ７４は、エンジン１のフライホイルハウジング８とコンプレッサ７とをつなぐ駆動ケース２５（図５〜図８参照）内に収容されている。
【００３９】
動力配分機構７１は基本的に、主動軸６０とポンプ軸６２とをつなぐ遊星ギヤ機構によって構成している。動力配分機構７１（遊星ギヤ機構）は、主動軸７０の先端側に固着されたサンギヤ８３と、サンギヤ８３に噛み合う複数の遊星ギヤ８４と、遊星ギヤ８４群に噛み合うリングギヤ８５と、遊星ギヤ８４群を同一円周上に回転可能に配置するキャリヤ８６とを備えている。リングギヤ８５は、その内周面の内歯を複数の遊星ギヤ８４に噛み合わせた状態で主動軸７０に同心状に配置され、且つ、キャリヤ８６の外側面から突出した駆動軸７２に回転可能に被嵌されている。また、主動軸７０のうち遊星ギヤ機構８１より上流側には、カウンタ発電ギヤ８２を固着している。
【００４０】
一方、モータジェネレータ７４から突出した入出力軸８７は、主動軸７０及び駆動軸７
２と平行状に延びていて、入出力軸８７に切換クラッチ機構７３が関連付けて設けられている。すなわち、入出力軸８７には、カウンタ発電ギヤ８２に噛み合う強制発電ギヤ８８と、リングギヤ８５の外周面に形成された外歯に噛み合うアシストギヤ８９とが回転可能に軸支されている。また、入出力軸８７には、クラッチシリンダ７７によって継断動作可能な強制発電クラッチ９０及びアシストクラッチ９１も設けられている。クラッチシリンダ７７のロッド側には、シフトアーム９２を介してクラッチシフタ９３が連結されている。クラッチシリンダ７７の駆動に基づくクラッチシフタ９３の動作で強制発電クラッチ９０又はアシストクラッチ９１を動力接続状態にすることによって、入出力軸８７に強制発電ギヤ８８又はアシストギヤ８９が一体回転するように連結される。
【００４１】
強制発電クラッチ９０を動力接続状態にした場合は、主動軸７０の回転動力が、カウンタ発電ギヤ８２及び強制発電ギヤ８８を介して入出力軸８７に分岐して伝達され、かかる入出力軸８７の回転動力によってモータジェネレータ７４が発電機として機能し、インバータコンバータ７５経由でバッテリ７６が充電される。動力配分機構７１ひいては駆動軸７２には、主動軸７０の回転動力（エンジン１の駆動力）が伝達される。この場合、エンジン１には、コンプレッサ７を駆動させる負荷と、モータジェネレータ７４の駆動にてバッテリ７６を充電する負荷とがかかることになる。
【００４２】
アシストクラッチ９１を動力接続状態にした場合は通常、エンジン１の駆動による主動軸７０の回転動力が動力配分機構７１を介して駆動軸７２に伝達される。ここで、コンプレッサ７の駆動負荷に対して主動軸７０の回転動力（エンジン負荷）が大きく、余分なエンジン負荷が存在する場合は、かかる余分な回転動力がサンギヤ８３及び遊星ギヤ８４群を介してリングギヤ８５に伝達され、リングギヤ８５からアシストギヤ８９を経由して入出力軸８７に伝達される。そして、入出力軸８７の回転動力によってモータジェネレータ７４が発電機として機能し、インバータコンバータ７５経由でバッテリ７６が充電されることになる。
【００４３】
また、アシストクラッチ９１を動力接続状態にし、バッテリ７６の電力を利用してモータジェネレータ７４を電動機として駆動させると、エンジン１の駆動による主動軸７０の回転動力とは別に、モータジェネレータ７４の駆動にて入出力軸８７が回転駆動し、入出力軸８７の回転動力がアシストギヤ８９からリングギヤ８５に伝達される。従って、動力配分機構７１に、主動軸７０の回転動力と入出力軸８７の回転動力とが伝達され、これらの合成動力が駆動軸７２に伝達される。例えばコールドスタート（低温始動）時の低温噴射モードから通常噴射モードへの切換の際（エンジン回転速度の急低下時）には、モータジェネレータ７４を電動機として駆動させ、駆動力の不足分が補填される（エンジン１をアシストする）。
【００４４】
アシストクラッチ９１を動力遮断状態（中立）にすれば、モータジェネレータ７４は動力の授受に寄与せず、動力配分機構７１ひいては駆動軸７２は、主動軸７０の回転動力（エンジン１の駆動力）だけで回転駆動する。エンジン１が駆動している間は、オルタネータ２４の発電機作用によってコンバータ７８経由で常時バッテリ７６が充電される。
【００４５】
次に、図９を参照しながら、コモンレール式燃料噴射装置４９を作動させる構造の詳細について説明する。図９に示す如く、エンジン１における各気筒の燃料噴射バルブ５０を作動させるＥＣＵ１０１を備えている。詳細は図示しないが、ＥＣＵ１０１は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵのほか、制御プログラムやデータを記憶させるＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の記憶手段、制御プログラムやデータを一時的に記憶させるＲＡＭ、入出力インターフェイス等を備えており、エンジン１又はその近傍に配置されている。
【００４６】
ＥＣＵ１０１の入力側には、少なくともコモンレール４３内の燃料圧力を検出するレー
ル圧センサ１０２と、燃料供給ポンプ４２を回転又は停止させる電磁クラッチ１０３と、エンジン１の回転速度（主動軸７０のカムシャフト位置）を検出するエンジン回転速度センサ１０４と、インジェクタ４１の燃料噴射回数（１行程の燃料噴射期間中の燃料噴射回数）を検出及び設定する噴射設定器１０５と、スロットルレバー又はアクセルペダルといったアクセル操作具（図示省略）の操作位置を検出するスロットル位置センサ１０６と、吸気マニホールド３の吸気温度を検出する吸気温度センサ１０８と、エンジン１の冷却水温度を検出する冷却水温度センサ１０９と、上流側排気圧センサ１１１ａ及び下流側排気圧センサ１１１ｂからなる差圧センサ１１１と、バッテリ残量ＳＣを検出する残量検出器７９とが接続されている。
【００４７】
ＥＣＵ１０１の出力側には、少なくとも４気筒分の各燃料噴射バルブ５０の電磁ソレノイドがそれぞれ接続されている。すなわち、ＥＣＵ１０１からの指令に基づき、コモンレール４３に蓄えた高圧燃料が燃料噴射圧力、噴射時期及び噴射期間等を制御しながら、１行程中に複数回に分けて燃料噴射バルブ５０から噴射されることによって、窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑えると共に、スートや二酸化炭素等の発生も低減した完全燃焼を実行し、燃費を向上させるように構成されている。ＥＣＵ１０１の出力側には、切換クラッチ機構７３のクラッチシリンダ７７に作動油を供給するための切換クラッチ電磁弁１１０、インバータコンバータ７５及びコンバータ７８も接続されている。
【００４８】
差圧センサ１１１は、詰まり推定部材の一例として、排気ガス浄化装置３１内の詰まり状態を推定するものであり、実施形態では、排気ガス浄化装置３１内のスートフィルタを挟んだ上流側及び下流側間の圧力差を検出する。差圧センサ１１１で検出した圧力差ΔＰから排気ガス浄化装置３１内の粒子状物質堆積量を推定し、当該推定結果が所定値（例えば８ｇ／ｌ）以上であれば、例えばコモンレール式燃料噴射装置４９でポスト噴射を実行し排気ガス浄化装置３１内に燃料を供給して燃焼させることによって、排気ガス浄化装置３１の再生制御が実行される。エンジン１の駆動状態（回転速度や負荷の状態）に拘らず、排気ガス温度を再生可能温度以上に上昇させて粒子状物質を酸化除去できる。排気ガス浄化装置３１の粒子状物質捕集能力を強制的に回復できる。実施形態では、排気ガス浄化装置３１の排気上流側に上流側排気圧センサ１１１ａを装着し、排気ガス浄化装置３１の排気下流側に下流側排気圧センサ１１１ｂを装着している。
【００４９】
ＥＣＵ１０１は、詰まり推定部材の一例として、エンジン７の駆動履歴（累積運転時間といってもよい）を随時計測する。エンジン７の駆動履歴が予め設定された所定値（例えば１００時間程度）を経過した場合に、例えばコモンレール式燃料噴射装置４９でポスト噴射を実行し排気ガス浄化装置３１内に燃料を供給して燃焼させることによって、排気ガス浄化装置３１の再生制御が実行される（再生噴射モード）。前記所定値は例えばＥＣＵ１０１に設けられた記憶手段（フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ）に予め記憶させている。このため、エンジン１の駆動履歴を目安にするという簡単な制御で、排気ガス浄化装置３１の粒子状物質捕集能力を回復できる。
【００５０】
コモンレール式燃料噴射装置４９は複数の噴射制御モードを実行可能である。実施形態の噴射制御モードとしては、コールドスタート（低温始動）時に燃料噴射量を増量させる低温噴射モードと、暖機運転完了後の通常噴射モードと、ポスト噴射によって排気ガス浄化装置３１内に燃料を供給して燃焼させ、排気ガス浄化装置３１を再生させる再生噴射モードとの３種類がある。これら各モードはＥＣＵ１０１の指令に基づき実行される。
【００５１】
ＥＣＵ１０１の記憶手段には、エンジン１の回転速度ＮとトルクＴ（負荷）との関係を示す出力特性マップＭ（図１１参照）を予め記憶させている。また、記憶手段には、噴射制御モード切換時のエンジン１の駆動変化とモータジェネレータ７４の補助駆動力との関係を示す補助駆動力パターンとして、基準アシスト量マップＭ１及びアシスト補正率マッ
プＭ２（図１２参照）も予め記憶させている。これら各マップＭ，Ｍ１，Ｍ２は実験等で求められる。基準アシスト量マップＭ１及びアシスト補正率マップＭ２は、コモンレール式燃料噴射装置４９での噴射制御モードの切換時に実行されるアシスト制御の際に用いられる。なお、基準アシスト量マップＭ１等の補助駆動力パターンとしては、実施形態のマップ形式に限らず、例えば関数表形式のものでもよい。
【００５２】
図１１に示す出力特性マップＭでは、回転速度Ｎを横軸に、トルクＴを縦軸に採っている。出力特性マップＭは、上向き凸に描かれた実線Ｔｍｘで囲まれた領域である。実線Ｔｍｘは、各回転速度Ｎに対する最大トルクを表したエンジン１固有の最大トルクカーブである。図１１に示すように、出力特性マップＭは、排気ガス温度が再生境界温度（約３００℃程度）の場合での回転速度ＮとトルクＴとの関係を表した境界ラインＢＬによって上下に分断される。境界ラインＢＬを挟んで上側の領域は、排気ガス浄化装置３１内に堆積した粒子状物質を酸化除去できる（酸化触媒５３の酸化作用が働く）再生可能領域であり、下側の領域は、粒子状物質が酸化除去されずに排気ガス浄化装置３１内に堆積する再生不能領域である。
【００５３】
実施形態では、エンジン回転速度Ｎを２種類の回転速度Ｎ＃１，Ｎ＃２だけに限定するように、ＥＣＵ１０１によってエンジン１の駆動が制御される。ＥＣＵ１０１には、エンジン１の回転速度Ｎを低速側の中間回転速度Ｎ＃１及び高速側の定格回転速度Ｎ＃２のうちいずれかに維持するように初期設定している。コンテナ５２で冷凍貨物を輸送する場合、コンテナ５２内の温度が保冷温度に降下するまでの間は、エンジン１を定格回転速度Ｎ＃２にて高速一定回転させ、コンテナ５２内の温度を短時間で保冷温度まで降下させる（コールドスタート時の低温噴射モード）。そして、コンテナ５２内の温度が保冷温度まで降下したとき、エンジン１を中間回転速度Ｎ＃１にて低速一定回転させ、貨物輸送用コンテナ５２内の温度を保冷温度に維持する（通常噴射モード）ように構成している。
【００５４】
ＥＣＵ１０１は基本的に、エンジン回転速度センサ１０４で検出される回転速度Ｎと各インジェクタ４１の噴射圧・噴射期間とからトルクＴを求めて、トルクＴと出力特性マップＭとを用いて目標燃料噴射量を演算し、演算結果に基づきコモンレール式燃料噴射装置４９を作動させるという燃料噴射制御を実行する。ここで、燃料噴射量は、各燃料噴射バルブ５０の開弁期間を調節して、各インジェクタ４１への噴射期間を変更することによって調節される。
【００５５】
また、ＥＣＵ１０１は、コモンレール式燃料噴射装置４９での噴射制御モードの切換時に、バッテリ７６の電力でモータジェネレータ７４を電動機として駆動させ、モータジェネレータ７４の補助駆動力によってエンジン１の駆動力を補助するアシスト制御を実行する。アシスト制御時におけるモータジェネレータ７４の補助駆動力量は、基準アシスト量マップＭ１及びアシスト補正率マップＭ２から求められる。
【００５６】
図１２（ａ）に示すように、基準アシスト量マップＭ１では、エンジン１の出力特性のうちエンジン負荷率ＬＦの目標値ＬＦｔと実測値ＬＦｉとの差ΔＬＦ（＝ＬＦｔ−ＬＦｉ、以後、負荷率差ΔＬＦという）を横軸に、モータジェネレータ７４の基準アシスト量Ａｔを縦軸に採っている。ここで、エンジン負荷率ＬＦは、任意のエンジン回転速度Ｎでの最大トルクＴ（最大エンジン負荷）に対する比率のことをいう。負荷率差ΔＬＦと基準アシスト量Ａｔとの関係は、原点を通り且つ正の傾きを持つ一次直線で表される。すなわち、負荷率差ΔＬＦと基準アシスト量Ａｔとは、負荷率差ΔＬＦが大きいほど基準アシスト量Ａｔが増大するという関係になっている。
【００５７】
なお、基準アシスト量マップＭ１の横軸は、負荷率差ΔＬＦに限らず、エンジン回転速度の目標値と実測値の差や、燃料噴射量の目標値と実測値との差等であってもよい。また
、基準アシスト量マップＭ１に替えて、エンジン負荷とエンジン回転速度との関係を示す負荷マップから、基準アシスト量Ａｔを算出するようにしてもよい。
【００５８】
図１２（ｂ）に示すアシスト補正率マップＭ２は、基準アシスト量Ａｔに乗ずるアシスト補正率α（補正係数）を求めるためのものである。アシスト制御に際してＥＣＵ１０１は、基準アシスト量Ａｔにアシスト補正率αを乗じて得られた補正アシスト量Ａｃ（＝α×Ａｔ）を出力するようにモータジェネレータ７４を電動機として駆動させる。図１２（ｂ）のアシスト補正率マップＭ２では、残量検出器７９で検出されるバッテリ残量ＳＣを横軸に、アシスト補正率αを縦軸に採っている。バッテリ残量ＳＣとアシスト補正率αとの関係は、切片が負の値で且つ正の傾きを持つ一次直線で表される。つまり、バッテリ残量ＳＣが閾値ＳＣｌ（所定値）以下であればアシスト補正率αがゼロとなるような正の傾きを持つ一次直線で表される。バッテリ残量ＳＣが多いほどアシスト補正率αが増大するという関係になっている。従って、バッテリ残量ＳＣが閾値ＳＣｌ以下であれば補正アシスト量Ａｃはゼロとなり、アシスト制御は実行されない。バッテリ残量ＳＣ（バッテリ７６の充電状態）に配慮しながらアシスト制御を実行でき、アシスト制御起因のバッテリ上がりを防止できる。
【００５９】
次に、図１３のフローチャートを参照しながら、コモンレール式燃料噴射装置４９での噴射制御モードの切換時に実行されるアシスト制御の態様について説明する。ＥＣＵ１０１は前述の通り、バッテリ７６の電力でモータジェネレータ７４を電動機として駆動させ、モータジェネレータ７４の補助駆動力によってエンジン１の駆動力を補助するアシスト制御を実行する。
【００６０】
この場合、図１３に示すように、ＥＣＵ１０１は、現在実行中の噴射制御モードが何であるか（低温、通常、再生噴射モードのいずれであるか）を判別する（Ｓ０１）。低温噴射モード又は再生噴射モードを実行中の場合に（Ｓ０１：低温又は再生）、その後通常噴射モードに切り換わったら（Ｓ０２：ＹＥＳ）、エンジン回転速度Ｎと各インジェクタ４１の噴射圧・噴射期間とを読み込み（Ｓ０３）、これらから目標トルクＴｔを求め（Ｓ０４）、エンジン回転速度Ｎ、目標トルクＴｔ及び出力特性マップＭとから、エンジン負荷率ＬＦの目標値ＬＦｔを算出する（Ｓ０５）。そして、燃料噴射直後のレール圧センサ１０２の検出値（コモンレール４３の圧力降下量）を読み込んで（Ｓ０６）、実測燃料噴射量ひいては実測トルクＴｉを求め（Ｓ０７）、エンジン回転速度Ｎ、実測トルクＴｉ及び出力特性マップＭとから、エンジン負荷率ＬＦの実測値ＬＦｉを算出する（Ｓ０８）。それから、目標値ＬＦｔと実測値ＬＦｉとから負荷率差ΔＬＦを算出する（Ｓ０９）。
【００６１】
次いで、基準アシスト量マップＭ１及びアシスト補正率マップＭ２と、残量検出器７９で検出したバッテリ残量ＳＣを読み込んで（Ｓ１０）、これら両マップＭ１，Ｍ２、負荷率ΔＬＦ及びバッテリ残量ＳＣから、基準アシスト量Ａｔとアシスト補正率αとを求め（Ｓ１１）、基準アシスト量Ａｔとアシスト補正率αとから補正アシスト量Ａｃ（＝α×Ａｔ）を算出する（Ｓ１２）。そして、クラッチシリンダ７７を作動させてアシストクラッチ９１を動力接続状態とし（Ｓ１３）、補正アシスト量Ａｃ（＝α×Ａｔ）を出力するようにモータジェネレータ７４を電動機として駆動させる（Ｓ１４）。このため、エンジン１の駆動力の低下分をモータジェネレータ７４の補助駆動力によって補填でき、通常噴射モードへの切換に伴うコンプレッサ７の回転速度の急激な低下を防止して、コンプレッサ７を安定的に稼働できる。その後、冷却水温度センサ１０９の検出値を読み込んで、エンジン１の冷却水温度が暖気運転完了を示す温度に達しているか、通常噴射モードに切り換わってから所定時間が経過していれば（Ｓ１５：ＹＥＳ）、クラッチシリンダ７７を作動させてアシストクラッチ９１を動力遮断状態とし、モータジェネレータ７４の駆動を停止させるのである（Ｓ１６）。
【００６２】
上記の記載並びに図１０〜図１３から明らかなように、エンジン１と、エンジン１に燃料を噴射する燃料噴射装置４９と、モータジェネレータ７４と、モータジェネレータ７４に繋がるバッテリ７６とを備え、燃料噴射装置４９が複数の噴射制御モードを実行可能であるエンジン装置において、燃料噴射装置４９での噴射制御モードの切換に伴ってバッテリ７６の電力でモータジェネレータ７４を（電動機として）駆動させ、モータジェネレータ７４の補助駆動力によってエンジン１の駆動力を補助するように構成しているから、噴射制御モードの切換に連動して、エンジン１の駆動力の低下分をモータジェネレータ７４の補助駆動力によって補填できる。従って、エンジン１で駆動する駆動対象（例えばコンプレッサ７等）の回転速度変動を防止でき、駆動対象（例えばコンプレッサ７等）を安定的に稼働できる。噴射制御モードの切換によるエンジン１の駆動状態の遷移をスムーズに行える。
【００６３】
また、噴射制御モード切換時のエンジン１の駆動変化と補助駆動力との関係を示す補助駆動力パターンである基準アシスト量マップＭ１及びアシスト補正率マップＭ２に基づき、モータジェネレータ７４を（電動機として）駆動させるから、噴射制御モードの切換の際に、基準アシスト量マップＭ１及びアシスト補正率マップＭ２を用いてエンジン１の駆動状態の遷移をより的確に実行できる。
【００６４】
更に、バッテリ残量ＳＣに対応した補正係数であるアシスト補正率αを用いて補助駆動力を補正し、前記補正した補助駆動力を出力するようにモータジェネレータ７４を（電動機として）駆動させ、アシスト補正率αはバッテリ残量ＳＣに比例し、バッテリ残量ＳＣが所定値ＳＣｌ以下であればアシスト補正率αをゼロに設定するから、バッテリ残量ＳＣを考慮した上で、基準アシスト量マップＭ１及びアシスト補正率マップＭ２を用いてエンジン１の駆動状態の遷移を効率よく実行できる。
【００６５】
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば実施形態の電動モータは発電機及び電動機として機能するモータジェネレータ７４を採用したが、単なる電動モータであってもよい。燃料噴射装置４９はコモンレール式に限らず、電子ガバナ式であってもよい。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１  エンジン
３  吸気マニホールド
５  シリンダブロック
６  排気マニホールド
１５  排気ガス再循環装置
３１  排気ガス浄化装置
４１  インジェクタ
４３  コモンレール
４９  コモンレール式燃料噴射装置
７１  動力配分機構
７３  切換クラッチ機構
７４  電動モータ
７６  バッテリ
７９  残量検出器
９０  アシストクラッチ
【図１】
2015183547.tif 000003
【図２】
2015183547.tif 000004
【図３】
2015183547.tif 000005
【図４】
2015183547.tif 000006
【図５】
2015183547.tif 000007
【図６】
2015183547.tif 000008
【図７】
2015183547.tif 000009
【図８】
2015183547.tif 000010
【図９】
2015183547.tif 000011
【図１０】
2015183547.tif 000012
【図１１】
2015183547.tif 000013
【図１２】
2015183547.tif 000014
【図１３】
2015183547.tif 000015