(57)【要約】【課題】本発明は、ＤＰＦ強制再生に影響を与えずに、エンジンの吸・排気バルブを閉じた惰性走行の実施を可能とした車両の惰性走行支援装置を提供する。【解決手段】本発明は、クラッチ装置１１が接続されたまま、車両の加速要求および減速要求のないときに実施される、ディーゼルエンジン９の吸気バルブ２１と排気バルブ２２を閉じた惰性走行を、強制再生手段３７，３８の作動時には禁止するものとした。これにより、常にＤＰＦ強制再生は、吸気バルブ２１と排気バルブ２２を閉じた惰性走行モードに優先して行われる。これで、吸気バルブ２１と排気バルブ２２を閉じた惰性走行は、ＰＭ過堆積によるＤＰＦの損傷を避けて実施される。【選択図】図３
2012057524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両運転状態に応じて気筒の吸気バルブと排気バルブの開閉を制御する可変バルブ装置を備えたディーゼルエンジンと、このディーゼルエンジンの駆動力を車両の駆動輪に伝えるクラッチと、前記ディーゼルエンジンから排出された排ガス中のＰＭを捕集するＤＰＦを有してなる排気後処理装置と、前記ＤＰＦに堆積したＰＭを酸化により強制的に除去するＤＰＦ強制再生手段とを有した車両で、車両の前記クラッチが接続されている運転中、車両の加速要求および減速要求がないとき、前記ディーゼルエンジンの全気筒の吸気バルブと排気バルブを全閉させ、車両を吸・排気バルブが全閉のまま惰性走行させる制御部を有した車両の惰性走行支援装置であって、
前記制御部は、前記強制再生手段の作動時には前記惰性走行の実施を禁止させるものとした
ことを特徴とする車両の惰性走行支援装置。
【請求項２】
前記強制再生手段は、前記ＤＰＦの直上流に酸化触媒を有し、前記ＤＰＦに堆積したＰＭが上限値に達すると、未燃燃料を前記酸化触媒に与え、当該酸化触媒の酸化反応による発熱で前記ＤＰＦのＰＭを焼灼させるものであることを特徴とする請求項１に記載の車両の惰性走行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の運転中、加速要求や減速要求がないとき、エンジン全気筒の吸・排気バルブを全閉にして車両の惰性走行を支援する車両の惰性走行支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車（車両）では、燃費を抑制するため、走行中、クラッチを切らずにアクセルペダルをオフして、惰性走行を行うときがある。
こうした惰性走行は、アクセルペダルをオフして、エンジンの吸気バルブや排気バルブを開閉させながら惰性走行を行うときよりも、エンジンの吸気バルブと排気バルブを全閉にして空走させる方が、エンジンのポンピングロス（空気が出入りするときの抵抗）が生じない分、空走距離が伸ばせることが知られている。
【０００３】
そこで、特許文献１にも開示されているようにエンジンに装着されている吸気バルブ、排気バルブの開閉（開度）を車両運転状態に応じて制御する可変バルブ装置を用いて、車両のクラッチ装置が接続されたままの運転中、アクセルペダルをオフ（フットブレーキや補助ブレーキなどもオフ）するという、運転者の加速要求や減速要求が無いときだけ、エンジンの全気筒の吸・排気バルブを全閉にした惰性走行を行わせる技術が提案されている。この惰性走行を支援する惰性走行モードは、運転者に意図させない惰性走行でありながら空走距離が伸びる利点がある。むろん、この惰性走行のときは燃料の気筒への供給は停止している。特に同技術は、周囲の走行の流れを乱さない範囲で実施するのには優れ、燃料消費量の抑制が求められる長距離走行のトラックやバスなど、ディーゼルエンジンを搭載した貨物、旅客車両で注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−  ８５２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ディーゼルエンジンを搭載した車両は、排ガス規制の対応のため、ディーゼルエンジンから排出される排ガスを浄化する排気後処理装置が搭載されている。この排気後処理装置には、ディーゼルエンジンの排ガス中のＰＭ(particulate matter)を処理するために、当該ＰＭを捕集するＤＰＦ（Diesel particulate filter）を有した構造が用いられている。
【０００６】
こうした排気後処理装置には、ＤＰＦを繰り返し用いるため、ＤＰＦ中のＰＭを酸化により強制的に除去するＤＰＦ強制再生手段が設けられている。多くは、ＤＰＦの直上流に酸化触媒を設けた構造が用いられ、ＤＰＦの再生が求められるとき、ＨＣ（未燃燃料）を酸化触媒に与えて、酸化触媒の酸化反応がもたらす発熱でＤＰＦ中のＰＭを焼灼し（ＤＰＦ強制再生モード）、ＤＰＦ中のＰＭを強制的に処理している。
【０００７】
ところで、ＤＰＦ強制再生モードは、ＰＭ過堆積によるＤＰＦの損傷を防ぐため、ＤＰＦ中のＰＭ堆積量が一定量に達したら実施されるものとなっている。
ところが、ＤＰＦ強制再生中に吸・排気バルブを閉じた惰性走行モードが実施されると、吸・排気バルブが閉じているため、ＤＰＦ強制再生に必要な酸素の供給が止まる。このため、ＤＰＦ強制再生が継続できなくなり、ＰＭ過堆積が生じやすくなる。しかも、ＤＰＦ強制再生は、事前に酸化触媒の温度を上昇させる制御（燃料噴射時期の遅角など）が行われているため、中断させると、再びＰＭを焼灼させるのには時間がかかり、ＰＭ過堆積を強いてしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ＤＰＦ強制再生に影響を与えずに、エンジンの吸・排気バルブを閉じた惰性走行の実施を可能とした車両の惰性走行支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、クラッチ装置が接続されたまま、車両の加速要求および減速要求のないときに実施される、ディーゼルエンジンの吸気バルブと排気バルブを閉じた惰性走行は、強制再生手段の作動時には禁止されるものとした。
同構成によると、常にＤＰＦ強制再生は、吸気バルブと排気バルブを閉じた惰性走行モードに優先して行われる。これにより、吸気バルブと排気バルブを閉じた惰性走行は、ＰＭ過堆積によるＤＰＦの損傷を避けながら、周囲の走行の流れを乱さない範囲で行われる。
【００１０】
好ましくはＤＰＦ強制再生手段が、ＤＰＦの直上流に酸化触媒を有し、ＤＰＦに堆積したＰＭが上限値に達すると、未燃燃料を酸化触媒に与え、酸化触媒の酸化反応による発熱でＤＰＦのＰＭを焼灼させる構造だと、上昇した酸化触媒の温度は低下せずに、堆積したＰＭが酸化反応により効率良く焼き終えるので、禁止期間は短くてすむ。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＤＰＦ強制再生モードは、吸・排気バルブを閉じた惰性走行モードに優先して実施されるから、車両の吸・排気バルブを閉じた惰性走行は、ＰＭ過堆積によるＤＰＦの損傷を避けながら、周囲の走行の流れを乱さない範囲で行われる。
したがって、ＤＰＦ強制再生に影響を与えずに、吸・排気バルブを閉じた惰性走行を広範囲の領域で実施することができる。
特にＤＰＦ強制再生手段には、未燃燃料による酸化触媒の酸化反応の発熱でＰＭを焼灼させる構造を用いると、上昇した酸化触媒の温度は低下せずにすみ、堆積したＰＭが効率良く焼き終えるので、惰性走行が禁止する期間は短くてすむ。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の惰性走行支援装置を搭載した車両の側面図。
【図２】同惰性走行支援装置の概略的な構成を示す図。
【図３】同惰性走行支援装置の制御を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図１ないし図３に示す一実施形態にもとづいて説明する。
図１は本発明を適用した車両、例えばトラックの側面図を示し、図２は同トラックに搭載された惰性走行支援装置の概略的なブロック図を示している。図中１は、トラックの本体（以下、トラック本体という）を示している。
【００１４】
トラック本体１は、車両前後方向に延び、前後に前輪２（操舵輪）と後輪３（駆動輪）を有するシャシフレーム４、同シャシフレーム４のフロント側に設けたキャブ６、シャシフレーム４のリヤ側に設けた荷台７を有している。またシャシフレーム５のキャブ６直下のフロント部分には、レシプロ式多気筒のディーゼルエンジン９を組み合わせたパワーユニット１０が搭載されている。このパワーユニット１０は、ディーゼルエンジン９の出力部に、クラッチである例えばクラッチペダル（図示しない）のペダル操作で接・断が行われるクラッチ装置１１、変速機である例えばチェンジレバー（図示しない）のレバー操作で変速が行われるマニュアル式の変速機１２を順に接続して構成される。変速機１２の出力部は、伝達部材である例えばプロペラシャフト１３、ディファレンシャルギヤ（図示しない）を介して後輪３とつながり、ディーゼルエンジン９からの駆動力が後輪３に伝わるようにしている。またキャブ６内には、前輪２を操作するハンドル（図示しない）、ディーゼルエンジン９を操作するアクセルペダル１５、前・後輪２，３に制動力を与えるブレーキ装置（図示しない）を操作するブレーキペダル１６（フットブレーキ）が設けられていて、運転者（図示しない）によるハンドルやアクセルペダル１５やブレーキペダル１６の操作で、トラックの運転が行えるものとしている。
【００１５】
ディーゼルエンジン９は、図２に示されるように各気筒１９の吸・排気側の動弁系にそれぞれ可変バルブ装置２０ａ，２０ｂを搭載したエンジンが用いてある。すなわち、各気筒１９の吸気ポート２１ａ，排気ポート２２ａを開閉する各吸気バルブ２１、排気バルブ２２には、いずれもカムシャフトのカム（図示しない）の変位を用いて、全閉（開度０％）から全開（開度１００％）までの範囲でバルブリフト量を可変可能としたり、バルブ開閉タイミングを可変可能としたりするアクチュエータ２３ａ，２３ｂが設けられ、吸気バルブ２１、排気バルブ２２共、バルブ特性が変えられるようにしてある。なお、ここではアクチュエータ２３ａ，２３ｂは、例えば既に本出願人が出願している特開２００４−３４０１０６号公報や特開２００６−１４４７４３号公報に開示されているようなアームやリンクを多用したロッカアーム機構で、バルブリフト量やバルブ開閉タイミングを可変可能とした構造が用いてある。
【００１６】
ディーゼルエンジン９の各気筒１９には、図２に示されるように補助ブレーキ装置であるところの例えば第３バルブ２５を用いたパワータード２６が設けられている。パワータード２６は、吸・排気バルブ２１，２２以外のバルブとして、排気ポート２２ａから分かれたポート（図示しない）に第３バルブ２５を設け、この第３バルブ２５を、気筒１９内のピストン２７が圧縮行程のとき開弁させることで、エンジンブレーキ能力を増大させる装置である。このため、第３バルブ２５には、パワータードスイッチ（図示しない）がオンされると、第３バルブ２５を圧縮行程のとき開弁させるアクチュエータ２８（例えば油圧式など）が設けてある。なお、パワータードの例として第３バルブが存在せず、既存の排気バルブ２２のいずれかを排気カムの変位とは独立してエンジン圧縮行程のときに開弁させるものもある。
【００１７】
またディーゼルエンジン９の排気ポート２２ａの出口端からは、図１に示されるようにエキゾーストマニホールド３０を介して、排気管３１が車両後方へ延びている。この排気管３１の途中には、ディーゼルエンジン９から排出された排ガスを浄化する排気後処理装置３３が設けられている。排気後処理装置３３は、例えばマフラーを兼ねる収容ケース３５を排気管３１に介装し、この収容ケース３５内の下流側にＤＰＦ３６を設けて、排気ガス中のＰＭを補足する構造としてある。さらにＤＰＦ３６の直上流となる収容ケース３５内の上流側には、酸化触媒３７が設けられている。また収容ケース３５とディーゼルエンジン９の間には、ＨＣ噴霧ノズル３８が設けられ、上記酸化触媒３７と共に、ＤＰＦ３６に堆積したＰＭの強制的に除去するＤＰＦ強制再生手段を構成している。なお、酸化触媒３７は、排気ガス中の別の成分を除去する役割も果たす。すなわちＨＣ噴霧ノズル３８は、例えば燃料タンクから燃料を圧送する圧送経路（いずれも図示しない）と接続されていて、ＨＣとしての未燃燃料を酸化触媒３７の上流から噴霧できるようにしてある。これより、ＤＰＦ３６に堆積したＰＭは、排ガス中の酸素と噴霧された未燃燃料との酸化反応がもたらす酸化触媒３７の発熱を受けて焼灼され、ＤＰＦ３６が再生されるものとしている。なお、未燃燃料の供給は、ＨＣ噴霧ノズル３８を用いて、直接、ＨＣを供給するのではなく、気筒１９に燃料を噴射する燃料噴射ノズル４０からポスト噴射にて供給しても構わない（間接的）。
【００１８】
排気後処理装置３３の下流側の排気管３１の一部には、補助ブレーキであるところの排気ブレーキを構成するブレーキバルブ３９が設けられている。ブレーキバルブ３８は排気管３１内を閉塞するバルブで、このバルブを駆動するアクチュエータ（図示しない）は、ブレーキスイッチ（図示しない）に接続されている。つまり、ブレーキスイッチをオンすると、ブレーキバルブ３９が閉動作して排気管３１内をせき止め、エンジン回転を妨げるという制動効果が得られる構造となっている（排気ブレーキ）。
【００１９】
一方、図１，２に示されるように車載の各種センサやディーゼルエンジン９の各部や排気後処理装置３３の各部や補助ブレーキ（パワータード２６、排気ブレーキ）の各部は、例えばマイクロコンピュータなどで構成されるＥＣＵ４２に接続されている。
ＥＣＵ４２は、例えばディーゼルエンジン９の回転数センサ４３からのエンジン回転数信号、車速センサ（図示しない）からの車速信号、アクセルペダル１５に設けたアクセル開度センサ１５ａからのアクセル開度信号などで得られる車両の運転状態から、例えば予め設定された制御マップなどにしたがい、燃料噴射ノズル４０から噴射される燃料の噴射量や噴射タイミングを可変したり、可変バルブ装置２０ａ，２０ｂの制御により、吸・排気バルブ２１，２２のリフト量や開閉タイミングを可変したりする。またＥＣＵ４２は、例えば圧力差よりＰＭ堆積量が上限値に達することが検出される都度（圧力センサなどによる）、ＨＣ噴射ノズル３８からＨＣ（未燃燃料）を与え、酸化触媒３７の酸化反応により堆積したＰＭを燃やすモード、すなわち強制再生モードを実施するようにしてある。
【００２０】
またＥＣＵ４２には、クラッチをつないだままの走行中、加速要求および減速要求がないとき、空走距離の伸びる惰性走行を実施する機能が設定されている。これは、クラッチ装置１１の「接・断」を検出するクラッチセンサ１１ａが接状態を検出しているとき（エンジンと車輪とがつながったまま）、アクセル開度センサ１５ａで検出するアクセル開度が０％（アクセルオフ）、ブレーキペダル１６に設けたフットブレーキセンサ１６ａがブレーキ非作動を検出、パワータード２６が非作動（パワータードスイッチがオフのとき）、排気ブレーキが非作動（排気ブレーキスイッチがオフのとき）といった、加減速の要求がないときに、可変バルブ装置２０ａ，２０ｂで各気筒１９の吸気バルブ２１と排気バルブ２２を全閉にするといった機能で形成されている。この機能により車両は、走行中の加速要求および減速要求がないときには、休筒（燃料噴射ノズル４０から燃料噴射はない）のまま空走、すなわち惰性走行が行われるようにしている（惰性走行モード）。つまり、ＥＣＵ４２（本願の制御部に相当）、可変バルブ装置２０ａ，２０ｂなどから、惰性走行を支援する惰性走行支援装置４４を構成している。
【００２１】
さらにＥＣＵ４２には、排気後処理装置３３が強制再生モード作動時は、上記吸・排気バルブ２１，２２が閉じた惰性走行モードの実施を禁止する設定が加えられている。この設定により、ＤＰＦ３６のＰＭ過堆積を避けながら、車両の惰性走行が実施されるようにしている。
【００２２】
このＰＭ過堆積を避ける惰性走行の制御が図３のフローチャートに示されている。
すなわち、今、トラック（車両）は、運転者により、所望の変速段下で（クラッチ接続）、アクセルペダル１５を踏んで加速したり、あるいはブレーキペダル１６を踏んで減速したり、周囲の状況を見ながら走行しているとする。つまり、ディーゼルエンジン９は、運転状態に応じて、吸気バルブ２１や排気バルブ２２のリフト量や開閉タイミングを可変しながら稼動している。この走行中、パワータードスイッチや排気ブレーキスイッチ（いずれも図示しない）をオンして、パワータード２６や排気ブレーキを作動させ、大きなブレーキ力を確保するときもある。
【００２３】
このとき、補助ブレーキであるパワータードスイッチや排気ブレーキスイッチがオフされ、この補助ブレーキが非作動の状態から、運転者がアクセルペダル１５から離して、アクセル開度をオフ（０％）にしたとする。
このときの車両は、クラッチ装置１１が「接」のままであるが、アクセルやフットブレーキは非作動であり、またパワータードや排気ブレーキといった補助ブレーキも非作動であるから、加速要求や減速要求はない。
【００２４】
ここで、図３に示すフローチャートを参照して説明すると、クラッチ状態を示すステップＳ１は、クラッチが「接」の状態となり、フットブレーキ状態を示すステップＳ２は、フットブレーキを作動させるという減速要求がない非作動状態となり、パワータード２６や排気ブレーキを含めた補助ブレーキの状態を示すステップＳ３は，補助ブレーキを作動させるという減速要求がない非作動状態となり、アクセル開度状態を示すステップＳ４は、アクセルをオン（０％越え）にする加速要求がない０％のアクセル開度となる。
【００２５】
このとき、排気後処理装置３３は強制再生モードを作動していないとする。すると、ＤＰＦ強制再生モードは非作動状態なので、ステップＳ６へ至る。これにより車両は、ディーゼルエンジン９の吸気バルブ２１と排気バルブ２２を全閉にした惰性走行が実施され、惰性走行を支援する。つまり、空走距離が伸びる惰性走行が行われる。
【００２６】
ここで、ＤＰＦ３６で捕集している排気ガス中のＰＭ堆積量が上限値に達し、排気後処理装置３３がＤＰＦ強制再生モードを作動、すなわちＨＣ噴霧ノズル３８から未燃燃料（ＨＣ）が噴霧され、酸化触媒３７の酸化反応による発熱で、ＤＰＦ３６中のＰＭを焼灼するモードに入り、ＤＰＦ３６を強制的に再生しているとする。この強制再生モードは、事前に酸化触媒３７の温度を十分に上昇させることも含む（例えば燃料噴射ノズル４０でのポスト噴射などよる）。
【００２７】
ＥＣＵ４２は、この強制再生モードの作動を検出すると、ステップＳ５からステップＳ７へ進み、先の吸・排気バルブ２１，２２を閉じた惰性走行を実施させずに、そのまま運転状態に応じて吸気バルブ２１、排気バルブ２２を開閉させた惰性運転が行われる。これにより、排気後処理装置３３の酸化触媒３７には、酸化反応に必要な酸素が継続して供給されるから、強制再生モードは中断されずにすむ。
【００２８】
このようにＤＰＦ強制再生時に、吸・排気バルブ２１，２２を閉じた惰性走行を禁止すると、常にＤＰＦ強制再生モードは、吸・排気バルブ２１，２２を閉じた惰性走行モードに優先して実施されるから、ＰＭの過堆積の心配はなくなる。
それ故、吸・排気バルブ２１，２２を閉じた惰性走行は、ＰＭ過堆積によるＤＰＦ３６の損傷を避けながら、周囲の走行の流れを乱さない広範囲の領域で実施することができる。
【００２９】
特に排気後処理装置３３には、未燃燃料による酸化触媒３７の酸化反応の発熱でＰＭを焼灼させる構造を用いると、上昇した酸化触媒３７の温度は低下せずに、ＤＰＦ３７に堆積したＰＭを効率良く焼き終えるので、吸・排気バルブ２１，２２を閉じた惰性走行を禁止の期間は短くてすむ。
【００３０】
なお、本発明は上述した一実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々可変して実施しても構わない。例えば一実施形態ではマニュアル変速機を搭載した車両に本発明を適用したが、これに限らず、例えばエンジンとの間にクラッチの入切りが介在する自動変速機を搭載した車両に本発明を適用しても、一実施形態と同様の効果を奏する。また一実施形態では、トラック（貨物車両）に本発明を適用したが、これに限らず、他のディーゼルエンジンを搭載した車両に本発明を適用しても構わない。
【符号の説明】
【００３１】
９  ディーゼルエンジン
１１  クラッチ装置（クラッチ）
２０ａ，２０ｂ  可変バルブ装置
２１  吸気バルブ
２２  排気バルブ
３３  排気後処理装置
３６  ＤＰＦ
３７，３８  酸化触媒，ＨＣ噴霧ノズル（ＤＰＦ強制再生手段）
４２  ＥＣＵ（制御部）
【図１】
2012057524.tif 000003
【図２】
2012057524.tif 000004
【図３】
2012057524.tif 000005