(57)【要約】【課題】トルク段差を緩和できるエンジンのトルク段差緩和装置を提供する。【解決手段】点火時期が調整可能な点火手段１４と、燃焼室１１からの排気を流す排気通路３０に設置され、エンジン運転状態に応じて排気通路３０を通路抵抗の大きい通路３１と小さい通路３２とに切り換える弁機構３７と、スロットルバルブ２３よりも上流の吸気通路２１に設置される第１の吸気量検出手段２５と、スロットルバルブ２３よりも下流の吸気通路２１に設置される第２の吸気量検出手段２６と、通路抵抗の大きい通路３１から小さい通路３２への切換時に、第１の吸気量検出手段２５から求めた吸気量に基づいて制御する点火時期の通常制御から、第１及び第２の吸気量検出手段２５、２６とから求めた吸気量に基づいて点火時期を一時的に遅角してエンジン出力を低下させるトルク段差緩和制御Ｓ１０３〜Ｓ１０９に切り換える運転制御手段５０とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室に新気を流す吸気通路と、
前記燃焼室内の混合気に点火し、点火時期が調整可能な点火手段と、
前記燃焼室からの排気を流す排気通路に設置され、エンジン運転状態に応じて排気通路を通路抵抗の大きい通路と小さい通路とに切り換える弁機構と、
前記吸気通路に設置され、吸気量を制御するスロットルバルブと、
前記スロットルバルブよりも上流の吸気通路に設置され、吸気量を検出する第１の吸気量検出手段と、
前記スロットルバルブよりも下流の前記吸気通路に設置され、吸気量を検出する第２の吸気量検出手段と、
前記通路抵抗の大きい通路から小さい通路への切換時に、前記第１の吸気量検出手段から求めた吸気量に基づいて制御する点火時期の通常制御から、前記第１及び第２の吸気量検出手段とから求めた吸気量に基づいて点火時期を一時的に遅角してエンジン出力を低下させるトルク段差緩和制御に切り換える運転制御手段と、
を備えるエンジンのトルク段差緩和装置。
【請求項２】
前記運転制御手段は、前記トルク段差緩和制御時に、前記第２の吸気量検出手段によって検出された吸気量が前記第１の吸気量検出手段によって検出された吸気量よりも大きい場合に、その検出された吸気量の差に基づいて前記点火手段の点火時期を遅角してエンジン出力を低下させる、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのトルク段差緩和装置。
【請求項３】
前記運転制御手段は、前記トルク段差緩和制御時に、前記弁機構の開度に基づいて前記燃焼室内に残留する排気の残ガス量を推定し、その残ガス量に応じて前記スロットルバルブの開度を絞りエンジン出力を低下させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのトルク段差緩和装置。
【請求項４】
前記排気通路に設置され、排気通路内の排気圧力を検出する圧力検出手段を備え、
前記運転制御手段は、前記トルク段差緩和制御時に、前記圧力検出手段によって検出された排気圧力に基づいて前記燃焼室に残留する排気の残ガス量を推定し、その残ガス量に応じて前記スロットルバルブの開度を絞りエンジン出力を低下させる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのトルク段差緩和装置。
【請求項５】
前記運転制御手段は、前記第１及び第２の吸気量検出手段によって検出された吸気量の差の絶対値が所定値よりも小さくなった場合に、トルク段差緩和制御から通常制御に切り換える、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のエンジンのトルク段差緩和装置。
【請求項６】
前記第１の吸気量検出手段は、前記スロットルバルブよりも上流の吸気量を検出するエアフローメータである、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のエンジンのトルク段差緩和装置。
【請求項７】
前記第２の吸気量検出手段は、前記スロットルバルブよりも下流の吸気量を検出する圧力センサである、
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のエンジンのトルク段差緩和装置。
【請求項８】
メイン触媒コンバータが配置されるメイン排気通路と、前記メイン排気通路をバイパスしてバイパス触媒コンバータが配置されるバイパス排気通路とを運転状態に応じて切り換える排気通路切換式エンジンの制御装置において、
スロットルバルブよりも下流の吸気量を検出するスロットル下流吸気量検出手段と、
前記メイン排気通路と前記バイパス通路とが切り換えられたときに、前記スロットル下流吸気量検出手段によって検出される吸気量に基づいて余剰空気量を演算する余剰空気量演算手段とを備え、
前記演算された余剰空気量に基づいて点火時期を遅角することを特徴とする排気通路切換式エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのトルク段差緩和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のエンジンから流出した排気を浄化する床下触媒は、エンジンから離れた位置の排気通路に設置すると触媒の活性までに時間がかかり十分な浄化作用が得られない。また、床下触媒をエンジンに近い位置の排気通路に設置すると、熱劣化によって耐久性が低下するという問題がある。
【０００３】
特許文献１に記載の発明では、排気通路のメイン通路の下流側に床下触媒を設置し、メイン触媒よりも上流側のバイパス通路にバイパス触媒を設置する。床下触媒よりも上流側のメイン通路には、排気の流れがメイン通路又はバイパス通路を通るように切り換えることができる切換バルブを設ける。そのため、床下触媒が活性するまでの間は排気をバイパス通路に流し、早期に活性化するバイパス触媒によって排気を浄化することで、車両の排気の浄化効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開平５−３２１６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、床下触媒が活性した後に、排気がメイン通路に流れるように切換バルブが切り換えられると、排気は通路抵抗の小さいメイン通路を流れるので、排気ポートの排気圧力が低下する。この排気圧力の低下によって、吸気行程での吸気量が増え、トルクが一時的に増大（以下「トルク段差」という。）するために乗り心地が悪化するという問題が生じる。
【０００５】
そこで、本発明は、トルク段差を緩和することができるエンジンのトルク段差緩和装置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】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００７】
本発明のエンジンのトルク段差緩和装置は、エンジン（１）の燃焼室（１１）に新気を流す吸気通路（２１）と、燃焼室（１１）内の混合気に点火し、点火時期が調整可能な点火手段（１４）と、燃焼室（１１）からの排気を流す排気通路（３０）に設置され、エンジン運転状態に応じて排気通路（３０）を通路抵抗の大きい通路（３１）と小さい通路（３２）とに切り換える弁機構（３７）と、吸気通路（２１）に設置され、吸気量を制御するスロットルバルブ（２３）と、スロットルバルブ（２３）よりも上流の吸気通路（２１）に設置され、吸気量を検出する第１の吸気量検出手段（２５）と、スロットルバルブ（２３）よりも下流の吸気通路（２１）に設置され、吸気量を検出する第２の吸気量検出手段（２６）と、通路抵抗の大きい通路（３１）から小さい通路（３２）への切換時に、第１の吸気量検出手段（２５）から求めた吸気量に基づいて制御する点火時期の通常制御から、第１及び第２の吸気量検出手段（２５、２６）とから求めた吸気量に基づいて点火時期を一時的に遅角してエンジン出力を低下させるトルク段差緩和制御（ステップＳ１０３〜Ｓ１０９）に切り換える運転制御手段（５０）と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、通路抵抗の大きい通路から小さい通路への切換時に、エンジン出力を低下させるトルク段差緩和制御を行う。このトルク段差緩和制御では、第１の吸気量検出手段から求めた吸気量と第２の吸気量検出手段から求めた吸気量とによって、スロットルバルブでは制御できない余剰吸気の吸気量に応じて点火手段の点火時期を一時的に遅角するので、余剰吸気に起因するトルク段差を緩和することができる。
【０００９】
また、点火時期を遅角してトルク段差を緩和するため、空燃比を変化させることがなく、エミッションを悪化させることもない。
【００１０】
このように、トルク段差緩和制御によって、通路切換時のトルク段差を緩和させることができ、車両運転時の乗り心地の悪化を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、図面を参照にして本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、エンジンのトルク段差緩和装置の第１実施形態を示す図である。
【００１３】
エンジン１は、吸気を流す吸気ポート１２と排気を流す排気ポート１３とを形成するシリンダヘッド１０を備える。
【００１４】
シリンダヘッド１０は、図示しないピストンとシリンダブロックとによって、燃料を燃焼させる燃焼室１１を形成する。このシリンダヘッド１０には、燃焼室１１内に突出するように点火プラグ１４が設置される。この点火プラグ１４は、所定のタイミングで火花放電することによって燃焼室１１内の混合気に点火する。
【００１５】
シリンダヘッド１０に形成される吸気ポート１２には、外部から新気を取り込む吸気系２０の吸気通路２１が接続する。
【００１６】
吸気通路２１は、その途中にスロットルチャンバ２２とコレクタタンク２４とを備える。
【００１７】
スロットルチャンバ２２は、吸気通路の上流側に設けられる。このスロットルチャンバ２２には、吸気通路２１を流れる吸気量を制御するためのスロットルバルブ２３が設置される。このスロットルバルブ２３は、その開度を調整することで吸気量を制御する。
【００１８】
スロットルチャンバ２２の上流側の排気通路２１には、外部から取り込まれる新気の吸気量を検知するエアフローメータ２５が設置される。
【００１９】
コレクタタンク２４は、スロットルチャンバ２２の下流側に設置され、吸気通路２１の上流から流れてきた吸気を一時的に蓄える。このコレクタタンク２４には、コレクタタンク２４の内部の吸気圧を検出する吸気圧力センサ２６が設置される。
【００２０】
また、シリンダヘッド１０に形成される排気ポート１３には、燃焼室１１から排出される排気を流す排気通路３０のメイン通路３２が接続する。この排気通路３０は、バイパス通路３１及びメイン通路３２を備える。
【００２１】
バイパス通路３１は、メイン通路３２よりも小径の通路であって、メイン通路３２の上流側の分岐部３３で分岐して下流側の集合部３４で再びメイン通路３２に集合する。このバイパス通路３１は、バイパス触媒（バイパス触媒コンバータ）３５及び空燃比センサ３６を備える。
【００２２】
バイパス触媒３５は、早期に活性するようにエンジン１に近いバイパス通路３１の上流側に設置される。バイパス触媒３５は、後述する床下触媒３８よりも容量が小さい触媒であって、低温始動からの早期活性に優れた触媒である。
【００２３】
空燃比センサ３６は、バイパス触媒３５よりも上流側のバイパス通路３１に設置される。この空燃比センサ３６は、バイパス通路３１内を流れる排気中の酸素や未燃ガスの濃度等からエンジン１の空燃比を検知する。
【００２４】
一方、メイン通路３２は、切換バルブ３７と床下触媒（メイン触媒コンバータ）３８とを備える。メイン通路３２は、バイパス通路３１よりも大径の通路であるため、バイパス通路３１よりも排気の流れを阻害する通路抵抗が小さい。
【００２５】
切換バルブ３７は、メイン通路３２の分岐部３３と集合部３４との間に設置される。この切換バルブ３７は、車両の運転状況に応じてメイン通路３２を開閉する。これにより、燃焼室１１から排出される排気がバイパス通路３１又はメイン通路３２を流れるように切り換える。
【００２６】
床下触媒３８は、集合部３４よりも下流のメイン通路３２に設置される。この床下触媒３８は、バイパス触媒３５よりも容量が大きい三元触媒であって、メイン通路３２を流れる排気を浄化する。床下触媒３８の上流側のメイン通路３２には、空燃比センサ３９が設置される。この空燃比センサ３９は、バイパス通路３１に設置される空燃比センサ３６と同様に、メイン通路３２を流れる排気中の酸素や未燃ガスの濃度等からエンジン１の空燃比を検知する。
【００２７】
コントローラ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインタフェースを備える。
コントローラ５０には、エアフローセンサ２５、吸気圧力センサ２６や空燃比センサ３６、３９等の車両の運転状態を検出する各種センサの出力が入力する。そして、コントローラ５０は、これら出力に基づいてスロットルバルブ２３の開度を調整して吸気量を制御し、点火プラグ１４による点火時期を制御する。
【００２８】
上記したエンジン１のトルク段差緩和装置１００では、車両の運転状態に応じて切換バルブ３７を開閉する。これにより、燃焼室１１から排出される排気が流れる流路が切り換えられる。
【００２９】
図２は、燃焼室１１から排出される排気の流れを示す図である。図２（Ａ）は、切換バルブ３７が閉弁状態にあるときの排気の流れを示す。また、図２（Ｂ）は、切換バルブ３７が開弁状態にあるときの排気の流れを示す。
【００３０】
図２（Ａ）に示すように、エンジン１の始動直後など、エンジン温度や排気温度が低い場合には、切換バルブ３７は閉弁されており、メイン通路３２は遮断される。そのため、燃焼室１１から排出された排気は、その全量が分岐部３３からバイパス通路３１を通り、バイパス触媒３５で浄化される。バイパス触媒３５はエンジン１に近い位置に設置されているので、速やかに活性化し、早期に排気を浄化することができる。そして、バイパス触媒３５で浄化された排気は、バイパス通路３１の下流側へ流れ、集合部３４からメイン通路３２に流れ込み、外部に放出される。
【００３１】
一方、エンジン１が暖機されてエンジン温度や排気温度が十分に高くなった場合や運転者がアクセル操作によってトルクを要求する場合には、通路抵抗を低減して新気をエンジン１に多量に供給するため、図２（Ｂ）に示すように切換バルブ３７を開弁する。
【００３２】
メイン通路３２の切換バルブ３７が開弁すると、燃焼室１１から排出された排気のほとんどはメイン通路３２を流れる。排気の一部はバイパス通路３１にも流れ込むが、バイパス通路３１はメイン通路３２よりも通路断面積が小さいので、バイパス通路３１を流れる排気の排気流量はメイン通路３２よりも少なくなる。そのため、高温の排気がバイパス触媒３５を通過することによるバイパス触媒３５の熱劣化が抑制される。このように、メイン通路３２とバイパス通路３１を流れる排気は、床下触媒３８で浄化されて、外部に放出される。
【００３３】
上記の通り、切換バルブ３７がメイン通路３２を開弁すると、メイン通路３２がバイパス通路３１よりも大径で、通路抵抗がバイパス通路３１よりも小さいことから、排気ポート１３の排気圧力が急激に低下する。排気圧力が低下すると、燃焼室内に残留する排気の排気量（以下「残ガス量」という。）が低下し、トルクが一時的に上昇するトルク段差が生じる。
【００３４】
図３は、残ガス量の低下によるトルクの増加を示す図である。図３（Ａ）は、切換バルブ３７の開度と燃焼室１１の残ガス量との関係を示す。横軸は切換バルブ３７の開度を示す。切換バルブ３７の開度は、０％が全閉状態を示し、１００％が全開状態を示す。また、縦軸は燃焼室１１内の残ガス量を示す。
【００３５】
図３（Ａ）に示すように、切換バルブ３７が開弁すると、排気ポート１３の排気圧力が低下して排気流れがよくなるため、その開度に応じて燃焼室１１内の残ガス量は低下する。この残ガス量は、切換バルブ３７が０％（全閉）から２０％までは、切換バルブ３７の開度に比例して急激に低下する。
【００３６】
図３（Ｂ）は、切換バルブ３７とトルクとの関係を示す。横軸は切換バルブ３７の開度を示す。また、縦軸はトルクの増加量を示す。
【００３７】
上述のように、残ガス量が低下すると、燃焼室１１内に流入する吸気量が増加し、吸気の充填効率が高くなる。そのため、図３（Ｂ）に示すように、切換バルブ３７の開度に応じて発生するトルクも増加する。このトルクは、切換バルブ３７が０％（全閉）から２０％までは、切換バルブ３７の開度に比例して急激に増加する。
【００３８】
したがって、切換バルブ３７が開弁して燃焼室１１からの排気がメイン通路３２を流れる場合には、切換バルブ３７の開弁に起因してトルクが一時的に増加してトルク段差が発生して、車両の乗り心地が悪化するという問題が生じる。
【００３９】
そこで、本発明では、切換バルブ３７がメイン通路３２を開弁する場合に、車両の運転制御を通常運転制御からトルク段差緩和制御に切り換え、エンジン出力が低下するようにスロットルバルブ２３の開度を調整して吸気量を調整するとともに点火プラグ１４による点火時期を遅角して、トルク段差を抑制する。
【００４０】
ここで、コントローラ５０で行われる第１実施形態のトルク段差緩和装置１００の制御内容について、図４に基づいて説明する。
【００４１】
図４は、第１実施形態のトルク段差緩和装置１００の制御を示すフローチャートである。この制御はエンジン１の運転開始ともに実行され、一定周期のもとで実施される。
【００４２】
ステップＳ１０１では、コントローラ５０は通常運転制御を実施する。通常運転制御では、空燃比センサ３６、３９で検出した空燃比に基づいて燃焼室１１に流入する吸気量を制御する。この吸気量は、エアフローメータ２５で検出した吸気量に基づいてスロットルバルブ２３の開度を調整することで制御される。
【００４３】
なお、吸気量はエアフローメータ２５で検出されるものをベースとし、過渡時では吸気圧センサ２６の出力信号に基づいて補正して求められる。また、エンジン始動時の所定期間ではエアフローメータ２５が正確に吸気量を検出できないことから吸気圧センサ２６の出力信号を代用する。
【００４４】
ステップＳ１０２では、コントローラ５０は、切換バルブ３７が開弁されたか否かを判断する。切換バルブ３７が開弁した場合には、ステップＳ１０３に移行する。一方、切換バルブ３７がメイン通路３７を閉弁している場合には、通常運転制御のまま処理を終了する。
【００４５】
切換バルブ３７が開弁した場合には、ステップＳ１０３からステップＳ１０９において、トルク段差緩和制御を実行する。
【００４６】
ステップＳ１０３では、コントローラ５０は、燃焼室１１内に残留する排気の残ガス量を推定する。この残ガス量は、例えば、図３（Ａ）に示したよう切換バルブ３７の開度‐残ガス量特性等のマップをＲＯＭに予め格納しておき、このマップに基づいて推定する。そして、残ガス量を推定した後に、ステップＳ１０４に移る。
【００４７】
ステップＳ１０４では、コントローラ５０は、推定した残ガス量に基づいて吸気量を制御する。つまり、切換バルブ３７が開弁すると、燃焼室１１内の残ガス量が減少して流入する吸気量が増加するので、スロットルバルブ２３の開度を調整し、燃焼室１１内に流入する吸気量を低減してトルク段差の発生を抑制する。
【００４８】
しかしながら、スロットルバルブ２３で吸気量を低減しても、スロットルバルブ２３よりも下流のコレクタタンク２４に蓄えられた新気は余剰吸気（空気）として燃焼室１１内に流れ込むため、その余剰吸気に起因したトルク段差が生じる。
【００４９】
そこで、第１の実施形態では、ステップＳ１０５からステップＳ１０８において、その余剰吸気に起因して生じるトルク段差を抑制する。
【００５０】
ステップＳ１０５では、エアフローメータ２５の検出信号に基づいて算出される吸気量（Ｑ２）と、コレクタタンク２４に設置された吸気圧力センサ２６の検出信号に基づいて算出される吸気量（Ｑ１）とを比較する。ここで、エアフローメータ２５に基づく吸気量（Ｑ２）よりも吸気圧力センサ２６に基づく吸気量（Ｑ１）が大きい場合には、余剰吸気に起因するトルク段差を抑制するためステップＳ１０６に移る。
【００５１】
一方、吸気圧力センサ２６に基づく吸気量（Ｑ２）がエアフローメータ２５に基づく吸気量（Ｑ１）以下の場合には、燃焼室１１に余剰空気は流入しないため、ステップＳ１０９で通常運転制御に戻し処理を終了する。
【００５２】
ステップＳ１０６では、コントローラ５０は、エアフローメータ２５と吸気圧力センサ２６とに基づく吸気量（Ｑ１、Ｑ２）に基づいて燃焼室１１内に流入する余剰吸気の吸気量を算出する。つまり、余剰吸気量（ΔＱ）は、下記の（１）式に基づいて算出する。
ΔＱ＝Ｑ１−Ｑ２・・・（１）
ΔＱ：余剰吸気量
Ｑ１：吸気圧力センサ２６の検出信号に基づいて算出される吸気量
Ｑ２：エアフローメータ２５の検出信号に基づいて算出される吸気量
ステップＳ１０７では、コントローラ５０は、ステップＳ１０７で算出された余剰吸気量（ΔＱ）に基づいて点火プラグ１４による点火時期を制御し、ステップＳ１０８に移る。つまり、余剰空気に起因して生じるトルク段差を緩和するために、余剰空気量（ΔＱ）の算出値に基づいてエンジン出力を低下させるように点火時期を一時的に遅角して、トルクの増大を抑制する。
【００５３】
ステップＳ１０８では、（１）式で算出された余剰吸気量（ΔＱ）の絶対値｜ΔＱ｜と所定値ΔＱ０とを比較する。そして、｜ΔＱ｜＜ΔＱ０である場合には、燃焼室１１には余剰吸気がほとんど流入しないため、余剰吸気に起因するトルク段差はほとんど発生しないと判断し、ステップＳ１０９に移る。
【００５４】
ここで、｜ΔＱ｜がΔＱ０よりも大きい場合には、｜ΔＱ｜＜ΔＱ０の条件を満たすまでステップＳ１０５からステップＳ１０８の制御を繰返す。
【００５５】
そして、余剰吸気量（ΔＱ）の絶対値｜ΔＱ｜が所定値ΔＱ０よりも小さくなった場合には、ステップＳ１０９で、トルク段差緩和制御から通常運転制御に戻して、処理を終了する。
【００５６】
図５は、第１実施形態のトルク段差緩和装置１００の動作を示すタイムチャートである。実線は、第１実施形態のトルク段差緩和装置１００の動作を示す。破線は、通常運転制御のみでの動作を示す。
【００５７】
運転者がアクセルペダルを踏込むと（図５（Ａ））、そのアクセル開度に応じてトルクが徐々に増加する（図５（Ｂ））。そして、アクセル開度が所定値以上に開かれると（図５（Ａ））、時刻ｔ１において、切換バルブ３７がメイン通路３２を開弁するように切換バルブフラグが閉から開に出力される（図５（Ｃ））。コントローラ５０が切換バルブフラグを検出すると、時刻ｔ１から時刻ｔ３において切換バルブ３７が開弁される（図５（Ｄ））。
【００５８】
切換バルブ３７が開弁すると、その開度に応じて燃焼室１１内の残ガス量が低下する（図５（Ｅ））。残ガス量が低下すると燃焼室１１への吸気の流入が増加するので、通常運転制御のみの場合には、図５（Ｂ）の破線に示すように、急激にトルクが上昇してトルク段差が生じてしまう。
【００５９】
これに対して、第１実施形態では、切換バルブ３７が開弁すると、時刻ｔ１で通常運転制御からトルク段差緩和制御に切り換える。このトルク段差緩和制御では、切換バルブ３７の開度から残ガス量を推定し、スロットルバルブ２３の開度を通常運転制御時よりも絞るため（図５（Ｆ））、燃焼室１１内に流入する吸気量は通常運転制御時よりも減少する（図５（Ｇ））。
【００６０】
このように、スロットルバルブ２３で吸気量を調整しても、図５（Ｇ）の領域Ｂに示すように、コレクタタンク２４等に蓄えられた新気は余剰吸気として燃焼室１１内に流れ込むため、図５（Ｂ）の領域Ａに示すようにトルク段差が生じる。そのため、点火プラグ１４の点火時期を一時的に遅角して（図５（Ｈ））、エンジン出力を低下させ、スロットルバルブ２３では制御できない余剰吸気に起因したトルク段差を抑制する。
【００６１】
そして、エアフローメータ２５で検出される吸気量と、吸気圧力センサ２６で検出される吸気量が同一となった時刻ｔ２において、トルク段差緩和制御から通常運転制御に切り換える。
【００６２】
以上により、第１実施形態のトルク段差緩和装置１００は下記の効果を得ることができる。
【００６３】
第１実施形態では、切換バルブ３７が開弁された時にトルク段差緩和制御を行う。
【００６４】
トルク段差緩和制御では、切換バルブ３７の開度に基づいて残ガス量を推定する。そして、その残ガス量に基づいてスロットルバルブ２３の開度を制御し、エンジン出力が低下するように燃焼室１１内に流入する吸気量を制限するので、トルク段差を抑制することができる。
【００６５】
また、エアフローメータ２５と吸気圧力センサ２６とによって、スロットルバルブ２３では制御できない余剰吸気の吸気量を算出し、その余剰吸気量に応じてエンジン出力が低下するように点火プラグ１４の点火時期を遅角するので、余剰吸気に起因するトルク段差を緩和することができる。このように、余剰空気に起因するトルク段差は、点火時期を遅角してトルク段差を緩和するため、空燃比を変化させることがなく、エミッションを悪化させることもない。
【００６６】
したがって、第１実施形態では、トルク段差緩和制御によって、切換バルブ３７の開弁時のトルク段差を緩和さることができ、車両運転時の乗り心地の悪化が抑制することが可能となる。
【００６７】
（第２実施形態）
図６から図８にしたがって、トルク段差緩和装置１００の第２実施形態を説明する。
【００６８】
第２実施形態の構成は、第１実施形態と基本構成はほぼ同様であるが、トルク段差緩和制御時の残ガス量の推定の仕方において一部相違する。つまり、燃焼室１１から排気された排気の排気圧力に基づいて残ガス量を推定するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。
【００６９】
図６は、エンジン１のトルク段差緩和装置１００の第２実施形態を示す概略図である。
【００７０】
図６に示す通り、第２実施形態では、エンジン１の排気を流す排気通路３０において、分岐部３３よりも下流のメイン通路３２に排気の排気圧力を検出する排気圧力センサ４０を設置する。この排気圧力センサ４０は、燃焼室１１から排出された排気の排気圧力を検出してコントローラ５０に出力する。
【００７１】
ここで、コントローラ５０で行われる第２実施形態のトルク段差緩和装置１００の制御内容について、図７に基づいて説明する。
【００７２】
図７は、第２実施形態のトルク段差緩和装置１００の制御を示すフローチャートである。この制御はエンジン１の運転開始ともに実行され、一定周期のもとで実施される。なお、ステップＳ２０１、Ｓ２０２及びステップＳ２０４〜Ｓ２０９での制御は、第１実施形態のステップＳ１０１、Ｓ１０２及びステップＳ１０４〜Ｓ１０９と同様であるため、説明の便宜上省略する。
【００７３】
ステップＳ２０２において切換バルブ３７が開弁されたと判断されると、ステップＳ２０３からステップＳ２０９においてトルク段差緩和制御を実行する。そして、ステップ２０３では、排気圧力センサ４０で検出された排気圧力に基づいて、燃焼室１１内の残ガス量を推定する。
【００７４】
図８は、メイン通路３２での排気圧力と燃焼室１１内の残ガス量との関係を示す図である。
【００７５】
図８に示すように、排気圧力センサ４０で検出された排気圧力と燃焼室１１内の残ガス量とは比例関係にあり、メイン通路３２の排気圧力が高くなると、燃焼室１１からの排気の排出が悪化するので残ガス量は増大する。したがって、第２実施形態では、図８に示した排気圧力‐残ガス量特性等のマップをＲＯＭに予め格納しておき、このマップに基づいて残ガス量を推定する。
【００７６】
そして、ステップＳ２０５からステップＳ２０９において、第１実施形態と同様の処理を行って、トルク段差を緩和する。
【００７７】
以上により、第２実施形態のトルク段差緩和装置１００は下記の効果を得ることができる。
【００７８】
第２実施形態では、トルク段差緩和制御時に、排気圧力センサ４０によって排気圧力を直接検出することによって燃焼室１１内の残ガス量を推定するので、第１実施形態よりも正確に残ガス量を推定することができる。そして、この推定された残ガス量に基づいてスロットルバルブ２３を制御することで第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
本発明は上記した実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。
【００８０】
例えば、切換バルブ３７が開弁したときに、ステップＳ１０５又はステップＳ２０５でエアフローメータ２５と吸気圧力センサ２６とによって吸気量（Ｑ１、Ｑ２）を検出し、その吸気量に変化が無い場合には切換バルブ３７が故障したものとして、切換バルブ３７の故障を検出するようにしてもよい。
【００８１】
また、第１実施形態及び第２実施形態では、本発明を適用するシステムをエアフローメータ２５と吸気圧力センサ２６を備えるもので説明したが、これに限られるものではない。例えば、吸気圧力センサ２６（スロットル下流吸気量検出手段）のみを備えるシステムに適用してもよい。このようなシステムにおいて、アイドル運転による暖機運転が完了したときに切換バルブ３７が切り換えられると、排気圧力の急変に伴ってコレクタタンク内の吸気圧力が低下する。このときの吸気圧力の低下に基づいて、具体的には切換バルブ３７の切り換え前の吸気圧力と切り換え後の吸気圧力との偏差に基づいて余剰吸気量を算出し（余剰空気量演算手段）、エンジン１の余剰トルクを求める。そして、この余剰トルクに応じて点火プラグ１４の点火時期を遅角すればよい。なお、スロットルバルブ２３によりトルクを抑制する方法については第１実施形態、第２実施形態のいずれの実施形態の方法を用いてもよい。
【００８２】
また、本実施形態では点火時期を用いて余剰トルクを抑制したが、直噴エンジンのようにシリンダに直接インジェクタが配置されるシステムにあっては、燃料噴射量によって余剰トルクを抑制してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】エンジンのトルク段差緩和装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】燃焼室から排出される排気の流れを示す図である。
【図３】残ガス量の低下によるトルクの増加を示す図である。
【図４】第１実施形態のトルク段差緩和装置の制御を示すフローチャートである。
【図５】第１実施形態のトルク段差緩和装置の動作を示すタイムチャートである。
【図６】エンジンのトルク段差緩和装置の第２実施形態を示す概略図である。
【図７】第２実施形態のトルク段差緩和装置の制御を示すフローチャートである。
【図８】メイン通路での排気圧力と燃焼室内の残ガス量との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１００  トルク段差緩和装置
１  エンジン
１１  燃焼室
１２  吸気ポート
１３  排気ポート
１４  点火プラグ（点火手段）
２１  吸気通路
２３  スロットルバルブ
２４  コレクタタンク
２５  エアフローメータ（第１の吸気量検出手段）
２６  吸気圧力センサ（第２の吸気量検出手段）
３０  排気通路
３１  バイパス通路（通路抵抗の大きい通路）
３２  メイン通路（通路抵抗の小さい通路）
３５  バイパス触媒
３６、３９  空燃比センサ
３７  切換バルブ（弁機構）
３８  床下触媒
４０  排気圧力センサ（圧力検出手段）
５０  コントローラ（運転制御手段）
ステップＳ１０３〜Ｓ１０９、ステップＳ２０３〜Ｓ２０９  トルク段差緩和制御
【図３】
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【図８】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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