(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気昇温が要求されるとき、排気通路内に未燃物と酸素とを供給する反応物供給制御手段と、
前記反応物供給手段により排気通路内に未燃物と酸素とが供給されるとき、排気通路内の排気流動を抑制する排気流動制御手段と、
排気の断熱圧縮度合いを検出する断熱圧縮度合検出手段と、
前記断熱圧縮度合検出手段により検出される排気の断熱圧縮度合いが低下するに従い、前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに前記排気流動制御手段による排気流動の抑制量を低減する制御量変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記断熱圧縮度合検出手段は、内燃機関の回転速度またはピストン速度に基づいて排気の断熱圧縮度合いを検出することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
車両に搭載された内燃機関の出力軸に接続され、変速モードを内燃機関の駆動力が常時流体継手を介して車輪に伝達され且つ内燃機関の運転状態に応じて変速制御される走行モードと内燃機関の駆動力が車輪に伝達されない非走行モードとに切換可能な自動変速機と、
排気昇温が要求されるとき、排気通路内に未燃物と酸素とを供給する反応物供給制御手段と、
前記反応物供給手段により排気通路内に未燃物と酸素とが供給されるとき、排気通路内の排気流動を抑制する排気流動制御手段と、
内燃機関がアイドル運転状態にあることを検出するアイドル検出手段と、
前記自動変速機が前記走行モードにあって且つ前記アイドル検出手段により内燃機関のアイドル運転状態が検出されると、前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに前記排気流動制御手段による排気流動の抑制量を低減する制御量変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
内燃機関の出力軸に接続され、負荷状態と無負荷状態とに切換可能な補機と、
排気昇温が要求されるとき、排気通路内に未燃物と酸素とを供給する反応物供給制御手段と、
前記反応物供給手段により排気通路内に未燃物と酸素とが供給されるとき、排気通路内の排気流動を抑制する排気流動制御手段と、
内燃機関がアイドル運転状態にあることを検出するアイドル検出手段と、
前記補機が負荷状態とされ且つ前記アイドル検出手段により内燃機関のアイドル運転状態が検出されると、前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに前記排気流動制御手段による排気流動の抑制量を低減する制御量変更手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは、排気昇温中において有害物質の排出量を低減する技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
内燃機関の排気中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ、Ｈ2等の未燃物の他、スモーク、ＮＯx等を含む）を低減させることを目的とした技術として、排気系（燃焼室から触媒コンバータを含む）内や触媒上での反応を利用した排気浄化技術が知られている。
【０００３】
その一つとして、排気ポートに２次エアを供給して有害物質の反応を促進させる２次エア技術がある。
さらに、主噴射（リーン空燃比設定）とは別に副噴射を行い、主噴射で残存した酸素と副噴射による未燃燃料を排気系内で反応させることにより有害物質を低減させる２段燃焼技術が知られている。
【０００４】
そして、これら２次エア技術や２段燃焼技術を排気圧の上昇、排ガス密度の増大、排気滞留時間の延長といった排気流動の抑制手段と組み合わせて排気系内での反応を促進させ、これにより排気昇温、触媒コンバータの早期活性化を図り、排ガスの浄化能力を増強させる技術が開発されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、排気流動の抑制による排気系内での反応促進効果は、排気の断熱圧縮による排気系内での反応確率の増大、つまり排気の断熱圧縮度合いに大きく関係しているものと考えられる。
このことから、例えば内燃機関の回転速度が低下し、ピストン速度が低下する場合のように、燃焼室から排出される排気圧が低くなり排気の断熱圧縮度合いが低下するような状況下では、排気流動の抑制を実施しても、排気系内での反応があまり促進されないという問題がある。
【０００６】
このように排気系内での反応があまり促進されないと、排気流動を抑制し２次エア技術や２段燃焼技術を実施した場合に、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質が排気系内で十分に反応しきれず、未だ触媒コンバータが不活性状態にあるときには、当該有害物質が触媒コンバータで浄化されることなくそのまま大気中に放出されるおそれがあり好ましいことではない。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、排気昇温制御中、排気の断熱圧縮度合いの低下に伴う有害物質の排出を防止可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明では、排気昇温が要求されるとき、排気通路内に未燃物と酸素とを供給する反応物供給制御手段と、前記反応物供給手段により排気通路内に未燃物と酸素とが供給されるとき、排気通路内の排気流動を抑制する排気流動制御手段と、排気の断熱圧縮度合いを検出する断熱圧縮度合検出手段と、前記断熱圧縮度合検出手段により検出される排気の断熱圧縮度合いが低下するに従い、前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに前記排気流動制御手段による排気流動の抑制量を低減する制御量変更手段とを備えることを特徴としている。
【０００９】
即ち、反応物供給制御手段によって排気通路内に未燃物と酸素とが供給され、排気流動制御手段によって排気通路内の排気流動が抑制されることにより排気昇温が行われるが、この排気昇温中、断熱圧縮度合検出手段からの排気の断熱圧縮度合いが低下するに従い、反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量が低減され、或いは反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動制御手段による排気流動の抑制量が低減される。従って、排気の断熱圧縮度合いが低下すると排気系内反応の促進効果が低下することになるが、このとき排気通路内への未燃物及び酸素の供給量が低減され、或いは排気通路内への未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動の抑制量が低減され、排気昇温中におけるＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出が防止される。
【００１０】
また、請求項２の発明では、前記断熱圧縮度合検出手段は、内燃機関の回転速度またはピストン速度に基づいて排気の断熱圧縮度合いを検出することを特徴としている。
即ち、内燃機関の回転速度またはピストン速度に基づいて排気の断熱圧縮度合いが容易且つ的確に検出され、排気昇温中、当該内燃機関の回転速度またはピストン速度に応じて反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量が低減され、或いは反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動制御手段による排気流動の抑制量が低減される。従って、内燃機関の回転速度またはピストン速度が低下すると排気系内反応の促進効果が低下することになるが、このとき排気通路内への未燃物及び酸素の供給量が低減され、或いは排気通路内への未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動の抑制量が低減され、排気昇温中におけるＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出が防止される。
【００１２】
また、請求項３の発明では、車両に搭載された内燃機関の出力軸に接続され、変速モードを内燃機関の駆動力が常時流体継手を介して車輪に伝達されるとともに内燃機関の運転状態に応じて変速制御される走行モードと内燃機関の駆動力が車輪に伝達されない非走行モードとに切換可能な自動変速機と、排気昇温が要求されるとき、排気通路内に未燃物と酸素とを供給する反応物供給制御手段と、前記反応物供給手段により排気通路内に未燃物と酸素とが供給されるとき、排気通路内の排気流動を抑制する排気流動制御手段と、内燃機関がアイドル運転状態にあることを検出するアイドル検出手段と、前記自動変速機が前記走行モードにあって且つ前記アイドル検出手段により内燃機関のアイドル運転状態が検出されると、前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに前記排気流動制御手段による排気流動の抑制量を低減する制御量変更手段とを備えることを特徴としている。
【００１３】
即ち、反応物供給制御手段によって排気通路内に未燃物と酸素とが供給され、排気流動制御手段によって排気通路内の排気流動が抑制されることにより排気昇温が行われるが、この排気昇温中、自動変速機が走行モードにあって且つアイドル検出手段により内燃機関のアイドル運転状態が検出された場合には、内燃機関の回転速度が低下して排気の断熱圧縮度合いが低下するような状況と判断でき、このとき反応物供給制御手段による排気通路内への未燃物及び酸素の供給量が低減され、或いは排気通路内への未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動制御手段により排気流動の抑制量が低減され、排気昇温中におけるＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出が防止される。
【００１４】
また、請求項４の発明では、内燃機関の出力軸に接続され、負荷状態と無負荷状態とに切換可能な補機と、排気昇温が要求されるとき、排気通路内に未燃物と酸素とを供給する反応物供給制御手段と、前記反応物供給手段により排気通路内に未燃物と酸素とが供給されるとき、排気通路内の排気流動を抑制する排気流動制御手段と、内燃機関がアイドル運転状態にあることを検出するアイドル検出手段と、前記補機が負荷状態とされ且つ前記アイドル検出手段により内燃機関のアイドル運転状態が検出されると、前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは前記反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに前記排気流動制御手段による排気流動の抑制量を低減する制御量変更手段とを備えることを特徴としている。
【００１５】
即ち、反応物供給制御手段によって排気通路内に未燃物と酸素とが供給され、排気流動制御手段によって排気通路内の排気流動が抑制されることにより排気昇温が行われるが、この排気昇温中、補機が負荷状態とされ且つアイドル検出手段により内燃機関のアイドル運転状態が検出された場合には、内燃機関の回転速度が低下して排気の断熱圧縮度合いが低下するような状況と判断でき、このとき反応物供給制御手段による排気通路内への未燃物及び酸素の供給量が低減され、或いは排気通路内への未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動制御手段により排気流動の抑制量が低減され、排気昇温中におけるＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出が防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図が示されており、以下、当該排気浄化装置の構成を説明する。
同図に示すように、内燃機関であるエンジン本体（以下、単にエンジンという）１としては、例えば、燃料噴射モードを切換えることで吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射）とともに圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射）を実施可能な筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンが採用される。この筒内噴射型のエンジン１は、容易にして理論空燃比（ストイキオ）での運転やリッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リーン空燃比での運転（リーン空燃比運転）が実現可能である。
【００１７】
同図に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃料を燃焼室内に直接噴射可能である。なお、燃料噴射弁６はいずれの行程においても燃料を噴射可能である。
点火プラグ４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。また、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。より詳しくは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとが設けられており、これにより、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或いは高燃圧で供給し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室内に向けて所望の燃圧で噴射可能である。
【００１８】
シリンダヘッド２には、吸気弁を介して各気筒毎に略直立方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。なお、吸気マニホールド１０には吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４が設けられている。
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に排気弁を介して排気ポートが形成されており、各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の一端がそれぞれ接続されている。排気マニホールド１２としては、ここでは、デュアル型エキゾーストマニホールドシステムが採用される。その他、排気マニホールド１２は、シングル型エキゾーストマニホールドシステムであっても、またクラムシェル型エキゾーストマニホールドシステムであってもよい。
【００１９】
また、各排気ポートには空気通路１７を介して２次エアポンプ１６が接続されており、当該２次エアポンプ１６が作動することで各排気ポートに反応物としての酸素を含む２次エアが供給可能とされている（反応物供給制御手段）。ここに、２次エアの供給手段は、２次エアポンプ１６からなる２次エアシステムに限られるものではなく、その他、例えばエンジン１の気筒間の排気圧差を利用して２次エアを供給する排気エアシステムであってもよい。
【００２０】
また、エンジン１には、クランク角センサ１９が設けられており、当該クランク角センサ１９からの情報に基づき、エンジン回転速度Ｎeを検出可能である。なお、当該筒内噴射型のエンジン１は既に公知のものであるため、その構成の詳細については説明を省略する。
排気マニホールド１２の他端には排気管（排気通路）２０が接続されており、排気管２０には、排気浄化触媒装置として三元触媒（触媒コンバータ）３０が介装されている。この三元触媒３０は、担体に活性貴金属として銅（Ｃｕ），コバルト（Ｃｏ），銀（Ａｇ），白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ）のいずれかを有している。
【００２１】
また、同図に示すように、排気管２０には、排気圧を検出する排気圧センサ２２、及び、Ｏ2センサ２４が配設されている。
さらに、排気管２０の三元触媒３０よりも下流の部分には、排気流動制御装置４０が介装されている。
排気流動制御装置４０は、排気流動を抑制することにより排ガス中の有害物質（ＨＣ、ＣＯ等の未燃物の他、ＮＯx、スモーク、Ｈ2等を含む）の低減を促進させることを目的とする装置であり、排気圧、排気密度及び排気流速（低減効果増強要因）の少なくともいずれか一つを変更することが可能に構成されている。具体的には、排気流動制御装置４０は排気管２０の流路面積を調節可能な密閉型開閉弁（排気流動制御手段）４２によって構成されている。
【００２２】
密閉型開閉弁４２としては種々の方式が考えられるが、ここでは、例えば、図２（ａ）に閉弁状態を示し、図２（ｂ）に開弁状態を示すように、排気管２０を貫通する軸４３回りに弁体４４を回転させることで排気管２０の流路面積を調節可能なバタフライ弁が採用される。バタフライ弁にはアクチュエータ４５が設けられており、バタフライ弁は当該アクチュエータ４５によって弁体４４が軸４３回りに回転させられて開閉作動する。
【００２３】
また、エンジン１の出力軸には、エンジン１の出力を流体継手（トルクコンバータ）及びギヤユニットを介して車輪に伝達する自動変速機（Ａ／Ｔ）５０が接続されている。このＡ／Ｔ５０としては、周知のものが適用され、セレクトレバー５２を操作することににより、Ｐ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジの各セレクトレンジに切換え可能である。
【００２４】
なお、当該Ａ／Ｔ５０では、Ｄレンジ或いはＲレンジ（走行モード）であるときには、ギヤユニットの掴み替えを行うべく設けられた摩擦係合要素（摩擦クラッチ）が接状態とされ、エンジン１の出力は流体継手を介して常時車輪に伝達され、一方Ｐレンジ或いはＮレンジ（非走行モード）では、摩擦係合要素（摩擦クラッチ）が断状態とされ、エンジン１の出力は車輪には伝達されない。つまり、Ｄレンジ或いはＲレンジであるときにはエンジン１に常に負荷がかかった状態とされ、Ｐレンジ或いはＮレンジではエンジン１は無負荷状態とされる。
【００２５】
また、エンジン１のクランクシャフトにはエアコンディショナ（エアコン）用のコンプレッサ（補機）５４が接続されている。詳しくは、コンプレッサ５４のプーリ５６とエンジン１のクランクシャフトのプーリ５８とにベルト５７が掛け回されており、これによりコンプレッサ５４がエンジン１の回転に同期して回転作動可能である。但し、コンプレッサ５４内には、コンプレッサ５４の作動を断接操作する電磁クラッチが設けられており、コンプレッサ５４は、電磁クラッチが接状態（負荷状態）であるときにのみ作動し、断状態（無負荷状態）であるときには作動しない。
【００２６】
ＥＣＵ６０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該ＥＣＵ６０により、エンジン１を含めた排気浄化装置の総合的な制御が行われる。
ＥＣＵ６０の入力側には、上述したクランク角センサ１９、排気圧センサ２２、Ｏ2センサ２４、セレクトレバー５２の他、エンジン１が所定のアイドル回転速度Ｎi以下となったことをオン状態で検出するアイドルスイッチ（アイドルＳＷ、アイドル検出手段）６２等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
【００２７】
一方、ＥＣＵ６０の出力側には、上述の燃料噴射弁６、点火コイル８、スロットル弁１４、２次エアポンプ１６、アクチュエータ４５、Ａ／Ｔ５０の摩擦係合要素、コンプレッサ５４の電磁クラッチ等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、排気流動制御量、ギヤユニット掴み替え情報、クラッチ接続情報等がそれぞれ出力され、これにより、各種出力デバイスが適切に作動制御される。
【００２８】
また、ＥＣＵ６０にはアイドルスピードコントローラが含まれており、アイドル回転速度Ｎiを２段階以上に切り換え可能である。
また、当該排気浄化装置では、燃料噴射弁６は、主燃焼用の主噴射の後、膨張行程後期以降に燃料を副噴射、即ち燃料を２段噴射して２段燃焼を行うことが可能に構成されている。この２段燃焼では、主噴射は圧縮行程で行われ、主燃焼の空燃比は酸素の多いリーン空燃比に設定される。
【００２９】
このように２段燃焼を行うと、排気系（燃焼室から三元触媒３０）内に主燃焼で残存した酸素と副噴射による未燃燃料（未燃物）とを同時に存在させることが可能である（反応物供給制御手段）。そして、これら残留酸素と未燃燃料とが排気系内で反応することで、三元触媒３０の早期昇温が実現される。
以下、このように構成された本発明に係る排気浄化装置の作用、即ち排気昇温制御の制御内容について説明する。
【００３０】
先ず、第１実施例について説明する。
図３を参照すると、本発明の第１実施例に係る排気昇温制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同図に沿って説明する。
ステップＳ１０では、三元触媒３０が不活性状態にあるか否かを判別する。即ち、三元触媒３０が不活性状態にあって、排気昇温を実施して三元触媒３０を昇温させる必要があるか否かを判別する。詳しくは、ここでは、例えばエンジン１の始動後所定期間（例えば、３０sec）が経過したか否かで判別する。なお、排気温度や触媒温度を検出するセンサを設け、排気温度や触媒温度が所定温度に達したか否かで判別するようにしてもよい。
【００３１】
ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）で三元触媒３０が活性状態にあり、排気昇温の必要がないと判定された場合には、当該ルーチンを抜ける。一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で排気昇温が必要と判定された場合には、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、エンジン回転速度Ｎeが所定の低回転速度Ｎe1（排気系システム毎の最適値が採用され、例えば、９００rpm）より低い状況か否かを判別する（断熱圧縮度合検出手段）。なお、所定の低回転速度Ｎe1に一定のヒステリシス（例えば、５０rpm程度）を設けるようにすれば、不要なハンチングを防止することができる。
【００３２】
ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）で、エンジン回転速度Ｎeが所定の低回転速度Ｎe1以上である場合には、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、排気流動制御を実施するとともに反応物供給制御を実行する。詳しくは、密閉型開閉弁４２を閉弁として排気流動の抑制を行うとともに、２段燃焼或いは２次エアの導入により、排気系内に未燃物（ＨＣ、ＣＯ等）や酸素等の反応物を供給する。なお、２段燃焼と２次エアは選択的にいずれか一方を実施してもよいし、また双方同時に並行して実施するようにしてもよい。
【００３３】
これにより、排気系内に酸素と未燃燃料（未燃物）とが供給されて排気系内での反応が生起されるとともに、この反応が排気流動の抑制、即ち排気圧の上昇や排気滞留等によって促進され、三元触媒３０の早期活性化が実現される。
一方、ステップＳ１２の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、エンジン回転速度Ｎeが所定の低回転速度Ｎe1より低い場合には、ステップＳ１４に進む。
【００３４】
ステップＳ１４では、排気流動制御の制御量を低減するとともに、反応物供給制御の制御量を低減する（制御量変更手段）。
即ち、エンジン回転速度Ｎeが所定の低回転速度Ｎe1よりも低いような場合には、エンジン１の燃焼室から排気系に排出される排気圧が低く、排気の断熱圧縮度合いが低い状況と考えられる。そして、このような排気の断熱圧縮度合いが低い状況では、排気流動の抑制を実施しても、排気系内での反応があまり促進されない。
【００３５】
そこで、このようにエンジン回転速度Ｎeが所定の低回転速度Ｎe1よりも低いような場合には、排気の断熱圧縮度合い、例えばエンジン回転速度Ｎeに応じて、排気流動制御による排気流動の抑制を緩和するとともに、２段燃焼における副噴射量を制限し、或いは、２次エアの導入量及び２次エアの導入に伴う燃焼空燃比のリッチ化を制限する。つまり、排気系内に供給する反応物の量を排気の断熱圧縮度合いに応じて少なく制限する。
【００３６】
これにより、排気の断熱圧縮度合いが低い状況下において、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質が排気系内で十分に反応しきれないといった不都合が生じなくなり、三元触媒３０が未だ活性していない状態にあっても、当該有害物質が浄化されずにそのまま三元触媒３０を通過してしまうことが抑制され、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出を好適に防止することができる。
【００３７】
なお、ここでは排気流動制御による排気流動の抑制を緩和するとともに、２段燃焼における副噴射量を制限し、或いは、２次エアの導入量及び２次エアの導入に伴う燃焼空燃比のリッチ化を制限するようにして、排気系内に供給する反応物の量を制限するようにしたが、排気流動制御を中止するとともに反応物供給制御を中止して、排気系内に反応物を供給しないようにしてもよい。このようにすれば、有害物質の大気中への放出をより一層好適に防止することができる。
【００３８】
次に、第２実施例について説明する。
図４に示すように、本発明の第２実施例に係る排気昇温制御では、上記実施例１における図３のステップＳ１２をステップＳ１２’に置き換えており、以下実施例１と異なる部分について説明する。
ステップＳ１２’では、アイドルＤレンジ状態であるか否かを判別する。即ち、エンジン１がアイドル運転状態であってエンジン回転速度Ｎeがアイドル回転速度Ｎiにあり、且つ、Ａ／Ｔ５０のセレクトレンジがＤレンジにあるか否かを判別する。具体的には、アイドルＳＷ６２がオンであり、且つ、セレクトレバー５２の操作位置がＤレンジ位置であるか否かで判別する。
【００３９】
ステップＳ１２’の判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には、図３のステップＳ１６に進み、排気流動制御を実施するとともに反応物供給制御を実行する。
判別結果が真（Ｙｅｓ）で、アイドルＤレンジ状態であると判定された場合には、エンジン回転速度Ｎeがアイドル回転速度Ｎiと低いことに加え、Ａ／Ｔ５０のセレクトレンジがＤレンジであって流体継手を介してエンジン１に負荷がかかっており、一方クリープ現象を防止すべくエンジン回転速度Ｎeを高く設定できず、排気の断熱圧縮度合いが低くなるような状況とみなすことができる。従って、この場合には、図３のステップＳ１４に進み、上記同様、排気流動制御の制御量を低減するとともに、反応物供給制御の制御量を低減する。
【００４０】
これにより、アイドルＤレンジ状態であって排気の断熱圧縮度合いが低くなるような状況下において、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質が排気系内で十分に反応しきれないといった不都合が生じなくなり、三元触媒３０が未だ活性していない状態にあっても、当該有害物質が浄化されずにそのまま三元触媒３０を通過してしまうことが抑制され、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出を好適に防止することができる。
【００４１】
次に、第３実施例について説明する。
図５に示すように、本発明の第３実施例に係る排気昇温制御では、上記実施例１における図３のステップＳ１２をステップＳ１２”に置き換えており、以下実施例１と異なる部分について説明する。
ステップＳ１２”では、アイドル補機作動状態であるか否かを判別する。即ち、エンジン１がアイドル運転状態にあり且つ補機が作動状態であるか否かを判別する。つまり、エンジン回転速度Ｎeがアイドル回転速度Ｎiにあり、且つ、コンプレッサ５４のクラッチが接状態にあり、コンプレッサ５４が作動状態にあるか否かを判別する。なお、クラッチが接状態か否かは車室内に設けられたエアコンスイッチ（エアコンＳＷ）がオン状態であるか否かによって判別するようにしてもよい。
【００４２】
ステップＳ１２”の判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には、図３のステップＳ１６に進み、排気流動制御を実施するとともに反応物供給制御を実行する。
一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で、エンジン１がアイドル運転状態にあり且つ補機が作動状態であると判定された場合には、エンジン回転速度Ｎeがアイドル回転速度Ｎiと低いことに加え、エンジン１に補機、即ちコンプレッサ５４の負荷がかかっており、排気の断熱圧縮度合いが低くなるような状況とみなすことができる。従って、この場合には、図３のステップＳ１４に進み、上記同様、排気流動制御の制御量を低減するとともに、反応物供給制御の制御量を低減する。
【００４３】
これにより、アイドル補機作動状態であって排気の断熱圧縮度合いが低くなるような状況下において、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質が排気系内で十分に反応しきれないといった不都合が生じなくなり、三元触媒３０が未だ活性していない状態にあっても、当該有害物質が浄化されずにそのまま三元触媒３０を通過してしまうことが抑制され、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出を好適に防止することができる。
【００４４】
次に、第４実施例について説明する。
図６に示すように、本発明の第４実施例に係る排気昇温制御では、上記実施例１における図３のステップＳ１２をステップＳ１２０に置き換えており、以下実施例１と異なる部分について説明する。
ステップＳ１２０では、アイドル低回転状態か否か、即ち、アイドルスピードコントローラによりアイドル回転速度Ｎiが低回転側に切り換えられたか否かを判別する。
【００４５】
ステップＳ１２０の判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には、図３のステップＳ１６に進み、排気流動制御を実施するとともに反応物供給制御を実行する。
一方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で、アイドルスピードコントローラによりアイドル回転速度Ｎiが低回転側に切り換えられたと判定された場合には、排気の断熱圧縮度合いが低くなるような状況とみなすことができる。従って、この場合には、図３のステップＳ１４に進み、上記同様、排気流動制御の制御量を低減するとともに、反応物供給制御の制御量を低減する。
【００４６】
これにより、アイドル回転速度Ｎiが低回転側に切り換えられて排気の断熱圧縮度合いが低くなるような状況下において、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質が排気系内で十分に反応しきれないといった不都合が生じなくなり、三元触媒３０が未だ活性していない状態にあっても、当該有害物質が浄化されずにそのまま三元触媒３０を通過してしまうことが抑制され、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出を好適に防止することができる。
【００４７】
以上で説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、排気の断熱圧縮度合いが低いことをエンジン回転速度Ｎeに基づいて判別するようにしたが、エンジン１のピストン速度を検出し、ピストン速度が所定値未満であるか否かを判別するようにしてもよい。この場合、判別値はピストン速度の平均値でも最大値でもよく、或いは所定期間におけるピストン速度の平均値でも最大値でもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、排気の断熱圧縮度合いをエンジン回転速度Ｎeから求めるようにしたが、排気の断熱圧縮度合いを求めることができるものであればその他の指標であってもよく、例えば、排気弁近傍圧を検出可能であれば、当該排気弁近傍圧から排気の断熱圧縮度合いを推定するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、エンジン１として筒内噴射型火花点火式ガソリンエンジンを用いるようにしたが、エンジン１はディーゼルエンジンであってもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、触媒として三元触媒３０を用いたが、触媒はリーンＮＯx触媒、ＨＣ吸着触媒等いかなるものでもよく、ＭＣＣ、ＦＣＣ、ＵＣＣのいずれであってもよい。
また、上記実施形態では、実施例３において、補機としてコンプレッサ５４を使用した例を示したが、これに限られず、エンジン１により作動させられて負荷となるものであれば補機は他の如何なるものであってもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、排気の断熱圧縮度合いが低い状況において、排気流動制御の制御量を低減するとともに反応物供給制御の制御量を低減するようにしたが、排気流動制御の制御量については変更せずに反応物供給制御の制御量のみを低減するようにしても、ＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出を十分に防止することは可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の内燃機関の排気浄化装置によれば、反応物供給制御手段によって排気通路内に未燃物と酸素とが供給され、排気流動制御手段によって排気通路内の排気流動が抑制されることにより排気昇温が行われるが、この排気昇温中、断熱圧縮度合検出手段からの排気の断熱圧縮度合いの低下に従い反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動の抑制量を低減するようにできる。従って、排気の断熱圧縮度合いが低下すると排気系内反応の促進効果が低下することになるが、このとき排気通路内への未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは排気通路内への未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動の抑制量を低減するようにでき、これにより排気昇温中におけるＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出を防止できる。
【００５２】
また、請求項２の内燃機関の排気浄化装置によれば、内燃機関の回転速度またはピストン速度に基づいて排気の断熱圧縮度合いを容易且つ的確に検出でき、排気昇温中、当該内燃機関の回転速度またはピストン速度の低下に従い反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは反応物供給制御手段による未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動の抑制量を低減するようにできる。従って、例えば内燃機関の回転速度またはピストン速度が低下すると排気系内反応の促進効果が低下することになるが、このとき排気通路内への未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは排気通路内への未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動の抑制量を低減するようにでき、これにより排気昇温中におけるＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出を防止できる。
【００５４】
また、請求項３の内燃機関の排気浄化装置によれば、反応物供給制御手段によって排気通路内に未燃物と酸素とが供給され、排気流動制御手段によって排気通路内の排気流動が抑制されることにより排気昇温が行われるが、この排気昇温中、自動変速機が走行モードにあって且つアイドル検出手段により内燃機関のアイドル運転状態が検出された場合には、内燃機関の回転速度が低下して排気の断熱圧縮度合いが低下するような状況と判断でき、このとき排気通路内への未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは排気通路内への未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動の抑制量を低減することにより、排気昇温中におけるＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出を防止できる。
【００５５】
また、請求項４の内燃機関の排気浄化装置によれば、反応物供給制御手段によって排気通路内に未燃物と酸素とが供給され、排気流動制御手段によって排気通路内の排気流動が抑制されることにより排気昇温が行われるが、この排気昇温中、補機が負荷状態とされ且つアイドル検出手段により内燃機関のアイドル運転状態が検出された場合には、内燃機関の回転速度が低下して排気の断熱圧縮度合いが低下するような状況と判断でき、このとき排気通路内への未燃物及び酸素の供給量を低減し、或いは排気通路内への未燃物及び酸素の供給量とともに排気流動の抑制量を低減することにより、排気昇温中におけるＨＣ、ＣＯ等の有害物質の大気中への放出を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成図である。
【図２】排気流動制御装置としてのバタフライ弁を示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係る排気昇温制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２に係る排気昇温制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。
【図５】本発明の実施例３に係る排気昇温制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。
【図６】本発明の実施例４に係る排気昇温制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。
【符号の説明】
１  エンジン本体
６  燃料噴射弁
１２  排気マニホールド
１６  ２次エアポンプ
１９  クランク角センサ
２０  排気管
３０  三元触媒
４０  排気流動制御装置
４２  密閉型開閉弁
５０  自動変速機（Ａ／Ｔ）
５２  セレクトレバー
５４  コンプレッサ（補機）
６０  ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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