(57)【要約】【課題】エンジンブレーキ作動時の排気温度の低下及び排気浄化装置の温度の低下を抑制することができると共に燃費の向上が図れる車両を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン１の排気通路６に設けられた排気シャッターバルブ１０と、排気浄化装置１１とを備えた車両において、該車両がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを検出する検出手段１７と、該検出手段１７がエンジンブレーキ作動状態であることを検出した時に上記排気シャッターバルブ１０を閉じる制御手段１８とを備えている。上記排気シャッターバルブ１０が閉じられた時にブレーキ力を切換えるべくＥＧＲバルブ１３の開閉を切換える切換え手段２０を備えていることが好ましい。【選択図】図１
2008286020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ該排気通路を開閉する排気シャッターバルブと、上記排気通路の上記排気シャッターバルブよりも下流又は上流に設けられ排気ガスを浄化する排気浄化装置とを備えた車両において、該車両がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを検出する検出手段と、該検出手段がエンジンブレーキ作動状態であることを検出した時に上記排気シャッターバルブを閉じる制御手段とを備えたことを特徴とする車両。
【請求項２】
ディーゼルエンジンの排気通路から排気ガスの一部を取り出して再び吸気通路に戻すＥＧＲ通路に設けられ該ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブと、上記排気通路に設けられ該排気通路を開閉する排気シャッターバルブと、上記排気通路の上記排気シャッターバルブよりも下流又は上流に設けられ排気ガスを浄化する排気浄化装置とを備えた車両において、該車両がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを検出する検出手段と、該検出手段がエンジンブレーキ作動状態であることを検出した時に上記排気シャッターバルブを閉じる制御手段と、該制御手段により上記排気シャッターバルブが閉じられた時にブレーキ力を切換えるべく上記ＥＧＲバルブの開閉を切換える切換え手段とを備えたことを特徴とする車両。
【請求項３】
上記検出手段は、ニュートラルスイッチ、クラッチスイッチ及びアクセルスイッチを備えると共に、ニュートラルスイッチがギヤインを検出し、クラッチスイッチがクラッチ接続を検出し、アクセルスイッチがアクセルオフを検出した時にエンジンブレーキ状態であると判断する判断手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に係り、特にエンジンブレーキ作動時の排気温度の低下及び排気浄化装置の温度の低下を抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンを搭載した小型トラック以上の車両においては、エンジンブレーキやフットブレーキの他に、排気通路（排気管）を閉じることにより排気圧力を上昇させてエンジンブレーキの効果を高めるようにした補助ブレーキとして、排気ブレーキという装置を備えている（例えば特許文献１参照）。この排気ブレーキを発生させるための排気通路を閉じる機構として、上記排気通路には排気シャッターバルブが設けられている。
【０００３】
また、上記車両においては、上記排気通路から排気ガスの一部を取り出して再び吸気通路に戻す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）の発生を抑制する排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）装置が設けられたり、排気ガスを浄化する排気浄化装置が設けられたりしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５２６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記排気シャッターバルブを閉じて排気ブレーキを作動させた場合、エンジンの排気工程でポンピングロスを生じさせるため、エンジン回転数が８００〜２３００ｒｐｍ程度である場合に排気温度が８７〜３６０℃程度に上昇する傾向にある。これに対して、上記エンジンブレーキを作動させた場合、シリンダ内でポンピングロスを生じさせるため、エンジンブレーキで発生した熱がシリンダボディを経由して冷却水に伝達され、排気温度が低下してしまう。このため、上記車両においては、エンジンブレーキを作動させると、排気温度の低下により排気浄化装置の温度が低下してしまい、該排気浄化装置の浄化能力の低下を招き易く、また、この問題を解消するべく浄化に必要な温度まで排気浄化装置を昇温させるために、燃料を余計に消費する必要があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、エンジンブレーキ作動時の排気温度の低下及び排気浄化装置の温度の低下を抑制することができると共に燃費の向上が図れる車両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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のうち、請求項１に係る発明は、ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ該排気通路を開閉する排気シャッターバルブと、上記排気通路の上記排気シャッターバルブよりも下流又は上流に設けられ排気ガスを浄化する排気浄化装置とを備えた車両において、該車両がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを検出する検出手段と、該検出手段がエンジンブレーキ作動状態であることを検出した時に上記排気シャッターバルブを閉じる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、ディーゼルエンジンの排気通路から排気ガスの一部を取り出して再び吸気通路に戻すＥＧＲ通路に設けられ該ＥＧＲ通路を開閉するＥＧＲバルブと、上記排気通路に設けられ該排気通路を開閉する排気シャッターバルブと、上記排気通路の上記排気シャッターバルブよりも下流又は上流に設けられ排気ガスを浄化する排気浄化装置とを備えた車両において、該車両がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを検出する検出手段と、該検出手段がエンジンブレーキ作動状態であることを検出した時に上記排気シャッターバルブを閉じる制御手段と、該制御手段により上記排気シャッターバルブが閉じられた時にブレーキ力を切換えるべく上記ＥＧＲバルブの開閉を切換える切換え手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の車両において、上記検出手段は、ニュートラルスイッチ、クラッチスイッチ及びアクセルスイッチを備えると共に、ニュートラルスイッチがギヤインを検出し、クラッチスイッチがクラッチ接続を検出し、アクセルスイッチがアクセルオフを検出した時にエンジンブレーキ状態であると判断する判断手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のうち、請求項１に係る発明によれば、車両がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを検出する検出手段と、該検出手段がエンジンブレーキ作動状態であることを検出した時に排気シャッターバルブを閉じる制御手段とを備えているため、エンジンブレーキ作動時には排気ブレーキと同様に排気シャッターバルブが閉じられる結果、排気温度が上昇するようになり、エンジンブレーキ作動時の排気温度の低下及び排気浄化装置の温度の低下を抑制することができ、排気浄化装置の温度上昇に必要な燃料消費を抑制することができ、燃費の向上が図れる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、車両がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを検出する検出手段と、該検出手段がエンジンブレーキ作動状態であることを検出した時に排気シャッターバルブを閉じる制御手段と、該制御手段により上記排気シャッターバルブが閉じられた時にブレーキ力を切換えるべくＥＧＲバルブの開閉を切換える切換え手段とを備えているため、請求項１に係る発明と同様の効果が得られる他に、上記切換手段によりＥＧＲバルブの開閉を切換えてブレーキ力を切換えることができ、また、ＥＧＲの使用により排気温度を更に上昇させることができる。また、従来のエンジンブレーキよりもブレーキ力が増大し且つ従来の排気ブレーキよりもブレーキ力が減少するため、ギヤ比を小さくすることが可能となり、走行時のエンジン回転数を低く抑えることが可能となり、燃料消費を抑制することが可能となり、燃費の向上が図れる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、上記検出手段として、既存のスイッチを利用することができ、構造の簡素化及びコストの低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて詳述する。図１は本発明の実施の形態である車両の要部を概略的に示す図、図２は排気シャッターバルブの開閉制御及びＥＧＲバルブの開閉の切換えを行うための電気回路、図３は排気シャッターバルブの開閉制御及びＥＧＲバルブの開閉の切換えを行うためのフローチャートである。
【００１４】
図１において、１は車両例えばトラックのディーゼルエンジン（以下、単にエンジンともいう。）で、このエンジン１にはその吸気系及び排気系を含む吸排気システム２が設けられ、この吸排気システム２は、以下に述べるように構成されている。上記エンジン１のエンジン本体１ａには吸気系の一部を構成する吸気マニホールド３と、排気系の一部を構成する排気マニホールド４とが設けられている。吸気マニホールド３には吸気系の配管（吸気管）である吸気通路５が接続され、排気マニホールド４には排気系の配管（排気管）である排気通路６が接続されている。
【００１５】
吸気通路５には、吸気を加圧して供給する過給機７のコンプレッサ７ａと、その加圧された吸気を冷却するインタークーラ８とが下流から順に設けられている。排気通路６には、上記過給機７の排気タービン７ｂと、排気通路６を開閉する排気シャッターバルブ１０と、排気を浄化する排気浄化装置（排気後処理装置ともいう。）１１が上流から順に設けられている。上記過給機７は、排気タービン駆動式のもので、コンプレッサ７ａと排気タービン７ｂとからなっている。過給機７としては、多段例えば２段過給機であってもよい。上記車両としては、過給機が設けられていることが好ましいが、必ずしも過給機が設けられていなくてもよい。
【００１６】
また、上記エンジン１には、排気ガスの一部を排気通路例えば排気マニホールド４から取り出して再びエンジン１の吸気通路例えば吸気マニホールド３に戻すＥＧＲ通路１２が設けられている。このＥＧＲ通路１２の一端は排気マニホールド４に接続され、ＥＧＲ通路１２の他端は吸気マニホールド３に接続されている。ＥＧＲ通路１２には、該ＥＧＲ通路１２を開閉するＥＧＲバルブ１３と、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ１４とが上流側から順に設けられている。
【００１７】
上記ＥＧＲバルブ１３は、例えば電動式であり、電力供給によりＥＧＲバルブモータ１５（図２参照）が駆動されてバルブが開作動（開弁）され、電力供給停止によりスプリング力でバルブが閉作動（閉弁）されるようになっている。
【００１８】
上記排気シャッターバルブ１０は、例えばバキューム駆動式であり、ＶＳＶ（バキュームスイッチングバルブ）１６（図２参照）がオン（ＯＮ）されると、真空吸引力でダイヤフラムを介してバルブが閉作動（閉弁）され、ＶＳＶ１６がオフ（ＯＦＦ）されると、スプリング力でバルブが開作動（開弁）されるようになっている。なお、排気シャッターバルブ１０は、閉弁されても完全な全閉状態ではなく、バルブが若干開いているので、その隙間から排気ガスが少量流れており、これにより排気浄化装置１１の温度が維持されている。
【００１９】
上記排気浄化装置１１は、円筒状のケーシング内に触媒担体（酸化触媒や触媒付パティキュレートフィルタ）を設けて構成されている。触媒担体は、例えばコージュライト等のセラミックからなる多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各通路の入口と出口が交互に目封止され、各通路を区画する多孔質隔壁を透過した排気ガスのみが下流側に排出され、多孔質隔壁の内壁面にＰＭ（パティキュレートマター：粒子状物質）を捕集する。ＰＭは、捕集されて堆積するので、目詰りにより排気抵抗が増加しないように適宜焼却除去され、触媒担体の再生が図られている。上記排気浄化装置１１の浄化能力や再生能力を維持するために、排気ガスの温度を高く維持することが好ましい。
【００２０】
上記車両においては、図１ないし図２に示すように、該車両がエンジンブレーキ作動状態であるか否かを検出する検出手段１７と、該検出手段１７がエンジンブレーキ作動状態であることを検出した時に上記排気シャッターバルブ１０を閉じる制御手段（制御装置）１８と、該制御手段１８により上記排気シャッターバルブ１０が閉じられた時にブレーキ力を切換えるべく上記ＥＧＲバルブ１３の開閉を切換える切換え手段２０とを備えている。
【００２１】
上記検出手段１７は、ニュートラルスイッチ２１、クラッチスイッチ２２及びアクセルスイッチ２３を備えると共に、ニュートラルスイッチ２１がギヤイン（ギヤが入った状態）を検出し（ニュートラルＳＷ ＯＮ）、クラッチスイッチ２２がクラッチ接続（クラッチペダルを踏まない状態）を検出し（クラッチＳＷ ＯＮ）、アクセルスイッチ２３がアクセルオフ（アクセルペダルを踏まない状態）を検出した（アクセルＳＷ ＯＮ）時にエンジンブレーキ状態であると判断（判定）する判断（判定）手段を備えている。なお、制御手段１８である制御装置が、検出手段であるニュートラルスイッチ２１、クラッチスイッチ２２及びアクセルスイッチ２３を介してギヤイン状態、クラッチ接続状態及びアクセルオフ状態すなわちエンジンブレーキ状態を検出ないし判断するようになっていてもよい。
【００２２】
図２に示すように、電源ライン２４とアースライン２５の間には、上記ニュートラルスイッチ２１、上記クラッチスイッチ２２、上記アクセルスイッチ２３及び上記ＶＳＶ１６を直列に接続してなる排気シャッターバルブ制御ライン２６と、ＥＧＲバルブモータ１５及びリレースイッチ２７を直列に接続してなるＥＧＲバルブ開閉ライン２８とが並列に接続されている。クラッチスイッチ２２、アクセルスイッチ２３は、それぞれクラッチペダル、アクセルペダルを踏まない限り常時オン状態に付勢されている。上記ＶＳＶ１６は、ＶＳＶ本体１６ａと、通電により該ＶＳＶ本体１６ａをオンに、非通電により該ＶＳＶ本体１６ａをオフにするコイル１６ｂとからなっている。
【００２３】
上記シャッターバルブ開閉ライン２８の途中と上記アースライン２５との間には、上記切換え手段２０を構成する切換えスイッチ２０ａと、上記リレースイッチ２７とを直接に接続した切換えライン３０が接続されている。上記リレースイッチ２７は、常時オン状態に付勢されたスイッチ本体２７ａと、通電により該スイッチ本体２７ａをオフに、非通電により該スイッチ本体２７ａをオンにするコイル２７ｂとからなっている。上記切換えスイッチ２０ａは、手動で開か閉のいずれか一方に選択的に操作されるもので、図示例のように開（オフ）に操作されると、リレースイッチ２７のスイッチ本体２７ａが閉とされ、ＥＧＲバルブモータ１５に電力が供給されてＥＧＲバルブ１３が開（全開）になり、切換えスイッチ２０ａが閉（オン）に操作されると、リレースイッチ２７のスイッチ本体２７ａが開とされ、ＥＧＲバルブモータ１５に電力供給が停止されてＥＧＲバルブ１３が閉（全閉）になるように構成されている。
【００２４】
次に、以上の構成からなる車両の作用について図３のフローチャートを参照しながら説明する。車両がエンジンブレーキ作動状態であるか否かは、ニュートラルスイッチ２１、クラッチスイッチ２２及びアクセルスイッチ２３により検出（判断）される。ニュートラルスイッチ２１がギヤイン状態でオンとなり（Ｓ１）、クラッチスイッチ２２がクラッチ接続状態でオンとなり（Ｓ２）且つアクセルスイッチ２３がアクセルオフ状態でオンとなる（Ｓ３）ことにより、車両がエンジンブレーキ作動状態であると判断され（この判断は制御手段１８により行われてもよい）、制御手段１８より排気シャッターバルブ１０が閉じられる（Ｓ４）。これにより、エンジンブレーキ作動時には排気ブレーキと同様に排気シャッターバルブ１０が閉じられる結果、排気温度が上昇するようになり、エンジンブレーキ作動時の排気温度の低下及び排気浄化装置１１の温度の低下を抑制することができ、排気浄化装置１１の温度上昇に必要な燃料消費を抑制することができ、燃費の向上が図れる。
【００２５】
ただ、上記の状態では、エンジンブレーキと排気ブレーキとが一緒に作動している状態であるため、積載重量や下り坂の勾配によっては、エンジンブレーキが効きすぎる（ブレーキ力が強すぎる）場合がある。そこで、積載重量や下り坂の勾配等の状況に応じてブレーキ力を強又は弱に切換えるべく切替え手段２０の切換えスイッチ２０ａを切換えればよい。例えば、ブレーキ力を強くしたい場合には、切換えスイッチ２０ａをオンにし、ブレーキ力を弱くしたい場合には、切換えスイッチ２０ａをオフにすればよい。
【００２６】
上記切換えスイッチ２０ａがいずれかに切換えられるか或いは切換えられているかにより（Ｓ５）、例えば切換えスイッチ２０ａがオンにされている場合、リレースイッチ２７のスイッチ本体２７ａがオフになるため、ＥＧＲバルブモータ１５への電力供給が停止され（Ｓ６）、ＥＧＲバルブ１３が全閉にされる（Ｓ７）。これにより、エンジンブレーキと排気ブレーキとが一緒に作動する状態となり、ブレーキ力が増大する。
【００２７】
一方、切換えスイッチ２０ａがオフとされている場合には、リレースイッチ２７のスイッチ本体２７ａがオンになっているため、ＥＧＲバルブモータ１５への電力供給がなされ（Ｓ８）、ＥＧＲバルブ１３が全開にされる（Ｓ９）。これにより、排気通路６内の排気の一部がＥＧＲ通路１２を介して給気側に戻されるため、ブレーキ力が低減される。
【００２８】
このように上記切換手段２０によりＥＧＲバルブ１３の開閉を切換えてブレーキ力を切換えることができ、また、ＥＧＲの使用により排気温度を更に上昇させることができる。また、従来のエンジンブレーキよりもブレーキ力が増大し且つ従来の排気ブレーキよりもブレーキ力が減少するため、ギヤ比を小さくすることが可能となり、走行時のエンジン回転数を低く抑えることが可能となり、燃料消費を抑制することが可能となり、燃費の向上が図れる。
【００２９】
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。例えば、上記実施の形態では、排気浄化装置は排気通路における排気シャッターバルブの下流に設けられているが、排気シャッターバルブの上流に設けられていてもよい。
【００３０】
本発明は、エンジンブレーキ作動時の排気温度の低下及び排気浄化装置の温度の低下を抑制し、燃費の向上を図ることを課題としているため、ＥＧＲを備えていない車両にも適用することが可能である（請求項１）。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態である車両の要部を概略的に示す図である。
【図２】排気シャッターバルブの開閉制御及びＥＧＲバルブの開閉の切換えを行うための電気回路である。
【図３】排気シャッターバルブの開閉制御及びＥＧＲバルブの開閉の切換えを行うためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１  ディーゼルエンジン
５  吸気通路
６  排気通路
１０  排気シャッターバルブ
１１  排気浄化装置
１２  ＥＧＲ通路
１３  ＥＧＲバルブ
１７  検出手段
１８  制御手段
２０  切換え手段
【図１】
2008286020.tif 000003
【図２】
2008286020.tif 000004
【図３】
2008286020.tif 000005