(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に介装され前記排気系の通路断面積を可変とする絞り弁と、
前記絞り弁の上流側の前記排気系に設けられ前記内燃機関から排出された排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、
変速機の変速位置もしくは変速比を検出して変速変更情報を検知する変速情報検出手段と、
排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき前記通路断面積を減少する側に前記絞り弁を制御する制御手段と、
前記制御手段の制御中に前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報に応じて前記絞り弁による通路断面積の減少度合いを補正する補正手段と
を備え、
前記補正手段には、
前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であるとき、前記通路断面積が増大するように前記絞り弁を制御する機能と、
前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、高変速段側への変速位置の変更もしくは小変速比側への変速比の変更であるとき、前記通路断面積が減少するように前記絞り弁を制御する機能と
が備えられている
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
内燃機関の排気系に介装され前記排気系の通路断面積を可変とする絞り弁と、
前記絞り弁の上流側の前記排気系に設けられ前記内燃機関から排出された排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、
変速機の変速位置もしくは変速比を検出して変速変更情報を検知する変速情報検出手段と、
排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき前記通路断面積を減少する側に前記絞り弁を制御する制御手段と、
前記制御手段の制御中に前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報に応じて前記絞り弁による通路断面積の減少度合いを補正する補正手段と
を備え、
前記内燃機関が搭載された車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサの出力、もしくは、前記内燃機関が搭載された車両のブレーキングの有無を検出するブレーキセンサの出力により、乗員の制動要求を検出する制動要求検出手段と、
前記車両の走行速度を検出する速度検出手段と
を備え、
前記制御手段には、前記速度検出手段により走行速度が設定速度以下であることが検出され、且つ、前記制動要求検出手段により乗員の制動要求があることが検出されたとき、前記変速情報検出手段により検知された変速変更情報に応じた前記通路断面積が増大するような前記絞り弁の制御を禁止する機能が備えられている
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
内燃機関の排気系に介装され前記排気系の通路断面積を可変とする絞り弁と、
前記絞り弁の上流側の前記排気系に設けられ前記内燃機関から排出された排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、
変速機の変速位置もしくは変速比を検出して変速変更情報を検知する変速情報検出手段と、
排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき前記通路断面積を減少する側に前記絞り弁を制御する制御手段と、
前記制御手段の制御中に前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報に応じて前記絞り弁による通路断面積の減少度合いを補正する補正手段と
を備え、
前記変速機が変速制御装置により制御される自動変速機で構成され、前記変速情報検出手段が前記変速制御装置の変速タイミングを変速変更情報として取得し、
前記制御手段には、前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であるとき、前記変速変更情報として取得した変速タイミングに応じて前記通路断面積が徐々に増大するように絞り弁を制御する機能が備えられている
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
内燃機関の排気系に介装され前記排気系の通路断面積を可変とする絞り弁と、
前記絞り弁の上流側の前記排気系に設けられ前記内燃機関から排出された排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、
変速機の変速位置もしくは変速比を検出して変速変更情報を検知する変速情報検出手段と、
排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき前記通路断面積を減少する側に前記絞り弁を制御する制御手段と、
前記制御手段の制御中に前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報に応じて前記絞り弁による通路断面積の減少度合いを補正する補正手段と
を備え、
前記内燃機関の膨張行程または排気行程に追加燃料を前記排気系に供給可能な燃料供給手段を備え、
前記制御手段には、
排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき、前記通路断面積を減少する側に前記絞り弁を制御すると共に前記燃料供給手段により前記追加燃料を供給する機能と、
前記燃料供給手段の作動中に、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であることが前記変速情報検出手段で検知されたとき、前記排気系への追加燃料を減量もしくは前記排気系への追加燃料の供給を停止するように前記燃料供給手段を制御する機能と
が備えられている
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
内燃機関の排気系に介装され前記排気系の通路断面積を可変とする絞り弁と、
前記絞り弁の上流側の前記排気系に設けられ前記内燃機関から排出された排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、
変速機の変速位置もしくは変速比を検出して変速変更情報を検知する変速情報検出手段と、
排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき前記通路断面積を減少する側に前記絞り弁を制御する制御手段と、
前記制御手段の制御中に前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報に応じて前記絞り弁による通路断面積の減少度合いを補正する補正手段と
を備え、
前記内燃機関の膨張行程または排気行程に追加燃料を前記排気系に供給可能な燃料供給手段を備え、
前記制御手段には、
排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき、前記通路断面積を減少する側に前記絞り弁を制御すると共に前記燃料供給手段により前記追加燃料を前記排気系に供給する機能と、
前記燃料供給手段の作動中に、高変速段側への変速位置の変更もしくは小変速比側への変速比の変更であることが前記変速情報検出手段で検知されたとき、追加燃料を増量するように前記燃料供給手段を制御する機能と
が備えられている
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
内燃機関の排気系に介装され前記排気系の通路断面積を可変とする絞り弁と、
前記絞り弁の上流側の前記排気系に設けられ前記内燃機関から排出された排気ガスを浄化する排気浄化触媒と、
変速機の変速位置もしくは変速比を検出して変速変更情報を検知する変速情報検出手段と、
前記内燃機関の膨張行程または排気行程に追加燃料を前記排気系に供給可能な燃料供給手段と、
排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき前記通路断面積を減少する側に前記絞り弁を制御すると共に前記燃料供給手段により追加燃料を供給するように制御する制御手段と、
前記制御手段の制御中に前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報に応じて前記燃料供給手段による追加燃料の供給量を補正する補正手段と
を備え、
前記補正手段には、
前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であるとき、前記追加燃料を減量もしくは停止するように前記燃料供給手段を制御する機能と、
前記変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、高変速段側への変速位置の変更もしくは小変速比側への変速比の変更であるとき、前記追加燃料を増量するように前記燃料供給手段を制御する機能と
が備えられている
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、変速時のトルクショックを抑制することができる内燃機関の排気浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両の走行状況に応じて変速制御装置により変速比を自動的に切り換える自動変速機（ＣＶＴを含む）を備えた車両では、変速時に点火時期を変更する等により内燃機関の出力を制御して変速時のトルクショックを抑制することが種々実施されている。マニュアル変速機を備えた車両においても内燃機関の出力を制御して変速時のトルクショックを抑制することが実施されている。一方、排気ガスの浄化を目的として触媒を早期活性化させるために、排気流量を絞って排気圧力を上昇させることが種々実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
変速時に内燃機関の出力を制御して変速時のトルクショックを抑制する場合、内燃機関の出力を変えているため、内燃機関の状態等により制御に制約が存在し、内燃機関の状態によっては十分にトルクショックを抑制することができない虞があった。また、排気流量を絞って排気圧力を上昇させて触媒を早期活性化させた場合、排気流量が絞られるため、内燃機関の出力を考慮する必要があった。排気圧力を上昇させて触媒を早期活性化させる技術と、出力を制御して変速時のトルクショックを抑制する技術に関しては、互いに目的が異なるため、同時に制御することは行われていないのが現状であった。
【０００４】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、変速時のトルクショックを抑制することができる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に係る本発明では、排気系の通路断面積を可変とする絞り弁を排気系に設け、絞り弁の上流側の排気系に排気ガスを浄化する排気浄化触媒を設け、変速情報検出手段により変速機の変速変更情報を検知し、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき制御手段により通路断面積を減少する側に絞り弁を制御し、変速変更情報に応じて絞り弁による通路断面積の減少度合いを補正手段により補正するようにし、排気系に排気ガスを滞留させつつ、変速機によるトルクショックが発生した場合でも、変速に対応してトルクショックを低減するように絞り弁の作動状態を変更することができるようにしたものである。
そして、請求項１に係る本発明では、変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であるとき、通路断面積が増大するように絞り弁を制御するようにし、絞り弁の通路断面積の増大によるトルク増大で変速機の低変速段への変速によるショックを打ち消すとともにトルク不足を防止できるようにしたものである。
また、請求項１に係る本発明では、変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、高変速段側への変速位置の変更もしくは小変速比側への変速比の変更であるとき、通路断面積が減少するように絞り弁を制御するようにし、絞り弁の通路断面積の減少によるトルク低下で変速機の高変速段への変速によるショックを打ち消すとともにトルク過多を防止できるようにしたものである。
【０００８】
また、請求項２に係る本発明では、車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサの出力、もしくは、車両のブレーキングの有無を検出するブレーキセンサの出力により、乗員の制動要求を検出する制動要求検出手段と、車両の走行速度を検出する速度検出手段とを備え、走行速度が設定速度以下で、且つ、乗員の制動要求があることが検出されたとき、変速変更情報に応じた通路断面積が増大するような絞り弁の制御を禁止するようにし、所定車速状態におけるアクセルオフまたはブレーキ操作では、乗員によるブレーキ力の確保の意思があるので、絞り弁の開側への制御を禁止してトルク増大を抑制することができるようにしたものである。
【０００９】
また、請求項３に係る本発明では、変速機が変速制御装置により制御される自動変速機で構成され、変速情報検出手段が変速制御装置の変速タイミングを変速変更情報として取得し、変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であるとき、変速タイミングに応じて通路断面積が徐々に増大するように絞り弁を制御するようにし、自動変速機の低変速段への変速によるショックを、絞り弁の通路断面積の増大により（トルク増大）打ち消すことができ、変速ショックの低減を抑制または停止することができるようにしたものである。
【００１０】
また、請求項４に係る本発明では、内燃機関の膨張行程または排気行程に追加燃料を排気系に供給可能な燃料供給手段を備え、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき、通路断面積を減少する側に絞り弁を制御すると共に燃料供給手段により追加燃料を供給し、燃料供給手段の作動中に、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であるとき、排気系への追加燃料を減量もしくは排気系への追加燃料の供給を停止するようにし、追加燃料の減量もしくは追加燃料の供給停止の分主燃焼のための燃料を増加できるようにし、変速機の低変速段への変速ショックを主燃焼のトルク増大により打ち消すとともにトルク不足を防止することができるようにしたものである。
【００１１】
また、請求項５に係る本発明では、内燃機関の膨張行程または排気行程に追加燃料を排気系に供給可能な燃料供給手段を備え、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき、通路断面積を減少する側に絞り弁を制御すると共に燃料供給手段により追加燃料を供給し、燃料供給手段の作動中に、高変速段側への変速位置の変更もしくは小変速比側への変速比の変更であるとき、排気系への追加燃料を増量するようにし、追加燃料の増量により主燃焼のための燃料を減少できるようにし、変速機の高変速段への変速ショックを主燃焼のトルク低下により打ち消すとともにトルク過多を防止することができるようにしたものである。
【００１２】
変速機がマニュアル変速機である場合、変速位置がニュートラル位置からニュートラル位置以外の変速段への変速が検出されたとき、通路断面積が増大するように絞り弁を制御することが好ましい。これにより、絞り弁の通路断面積の増大によるトルク増大によりニュートラル位置からニュートラル位置以外の変速段への変速によるトルクショックを打ち消すことができる。
【００１３】
また、変速機が自動変速機である場合、変速位置がニュートラル位置からドライブ位置もしくはリバース位置への変速が検出されたとき、通路断面積が増大するように絞り弁を制御することが好ましい。これにより、絞り弁の通路断面積の増大によるトルク増大によりニュートラル位置からドライブ位置もしくはリバース位置への変速によるトルクショックを打ち消すことができる。
【００１４】
上記目的を達成するため請求項６に係る本発明では、排気系の通路断面積を可変とする絞り弁を排気系に設け、絞り弁の上流側の排気系に排気ガスを浄化する排気浄化触媒を設け、変速情報検出手段により変速機の変速変更情報を検知し、燃料供給手段により内燃機関の膨張行程または排気行程に追加燃料を排気系に供給できるようにし、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき制御手段により通路断面積を減少する側に絞り弁を制御すると共に燃料供給手段により追加燃料を供給するように制御し、変速変更情報に応じて燃料供給手段による追加燃料の供給を補正手段により補正するようにし、排気系に排気ガスを滞留させつつ、変速機によるトルクショックが発生した場合でも、変速に対応してトルクショックを低減するように追加燃料の供給量を補正して主燃料の供給量を変更することができるようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係る排気浄化装置を備えた内燃機関の概略構成、図２には絞り弁の概略構成を示してある。
【００１６】
本実施形態例の排気浄化装置を備えた内燃機関として、多気筒型筒内噴射内燃機関を例に挙げて説明する。多気筒型筒内噴射内燃機関としては、例えば、燃料を直接燃焼室に噴射する筒内噴射直列４気筒ガソリンエンジン（筒内噴射エンジン）１が適用される。筒内噴射エンジン１は、例えば、燃焼モード（運転モード）を切り換えることで、吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射モード）または圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射モード）が実施可能となっている。そして、この筒内噴射エンジン１は、理論空燃比（ストイキ）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）が実現可能となっており、特に、圧縮行程噴射モードでは、吸気行程でのリーン空燃比運転よりも大きな空燃比となる超リーン空燃比での運転が可能となっている。
【００１７】
図１に示すように、筒内噴射エンジン１のシリンダヘッド２には各気筒毎に点火プラグ３が取り付けられると共に、各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が取り付けられている。燃焼室５内には燃料噴射弁４の噴射口が開口し、燃料噴射弁４から噴射される燃料が燃焼室５内に直接噴射されるようになっている。燃料噴射弁４は膨張行程または排気行程に追加燃料を排気系に供給可能な燃料供給手段となっている。筒内噴射エンジン１のシリンダ６にはピストン７が上下方向に摺動自在に支持され、ピストン７の頂面には半球状に窪んだキャビティ８が形成されている。キャビティ８及び後述する直立吸気ポートにより、図１では時計回りの逆タンブル流を発生させるようになっている。
【００１８】
シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立方向に吸気ポートが形成され、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド９の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド９にはドライブバイワイヤ（ＤＢＷ）方式の電動スロットル弁２１が接続され、スロットル弁２１にはスロットル開度θthを検出するスロットルポジションセンサ２２が設けられている。エンジン１には、クランク角を検出するクランク角センサ２３が設けられ、クランク角センサ２３はエンジン回転速度Neを検出可能となっている。
【００１９】
一方、シリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に排気ポートが形成され、各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。また、排気マニホールド１０には図示しないＥＧＲ装置が設けられている。排気マニホールド１０には排気管（排気通路）１１が接続され、排気管１１には排気浄化触媒としての三元触媒１２が設けられている。三元触媒１２は、担体に活性貴金属として、銅、コバルト、銀、白金、ロジウム、パラジウム等を有している。尚、排気浄化触媒としては、三元触媒１２の他にリーンNOx 触媒やHC吸蔵触媒等を用いることが可能であり、設置形態もMCC,FCC,UCC の全てに適用可能である。
【００２０】
また、三元触媒１２の上流側における排気管１１には排気圧を検出する排気圧センサ２４が設けられている。更に、三元触媒１２の下流側における排気管１１には絞り弁１５が設けられ、絞り弁１５の開閉により排気系の通路断面積が可変とされる。絞り弁１５は、排気ガス中の有害物質（HC,CO,H2等の未燃物の他、スモーク、NOx 等を含む）の低減を促進させるために設けられたものである。絞り弁１５を閉じて排気系の通路断面積を減少させると、絞り弁１５の上流側の排気系の排気圧が高められて排気密度が上昇し、排気流速が低下する。これにより、排気が滞留して未燃HC,CO,H2等が酸素と反応し易くなって排気浄化が促進され、三元触媒１２での反応が促進されて早期活性化が図られる。
【００２１】
絞り弁１５としては、図２(a) に全閉状態を示し、図２(b) に全開状態を示したように、排気管１１を貫通する軸１６回りに回転する円盤１７を備え、円盤１７の回転により排気管１１の通路断面積を可変にするバタフライ弁により構成される。円盤１７の開閉は、図示しないアクチュエータにより実施される。尚、絞り弁１５としては、一端が枢支されて開閉する弁や通路開口を開閉するポペット弁、ボール弁等が適用可能であり、また、必要に応じてリリーフ機能を付加したり、全閉時に最低流量が確保される機能を付加することも可能である。更に、バイパス路を設けて絞り弁１５の制御と並行してバイパス路の開閉制御を行うことも可能である。
【００２２】
図１に示すように、車両には制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）２６が設けられ、このＥＣＵ２６には、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備えられている。ＥＣＵ２６によって筒内噴射エンジン１を含めた本実施形態の排気浄化装置の総合的な制御が実施される。各種センサ類の検出情報はＥＣＵ２６に入力される。
【００２３】
一方、筒内噴射エンジン１を備えた車両には、変速機の変速位置もしくは変速比を検出して変速変更情報を検知する変速情報検出手段３１が備えられ、変速情報検出手段３１からの変速変更情報はＥＣＵ２６に入力される。また、車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサの出力、もしくは、車両のブレーキングの有無を検出するブレーキセンサの出力により、乗員の制動要求を検出する制動要求検出手段３２が備えられ、制動要求検出手段３２からの制動要求情報はＥＣＵ２６に入力される。更に、車両の走行速度を検出する速度検出手段３３が備えられ、速度検出手段３３からの車両の走行速度情報はＥＣＵ２６に入力される。
【００２４】
ＥＣＵ２６は各種センサ類の検出情報に基づいて、燃料噴射モードや燃料噴射量を始めとして点火時期等を決定し、また、排気管１１の通路断面積の減少状況を決定し、燃料噴射弁４や点火プラグ３等を駆動制御すると共に絞り弁１５の開閉状況を制御する。これにより、燃料噴射弁４から適正量の燃料が適正なタイミングで噴射され、点火プラグ３により適正なタイミングで火花点火が実施され、所定の通路断面積の減少状況になるように適正なタイミングで絞り弁１５が開閉操作される。
【００２５】
上述した排気浄化装置では、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき、排気管１１の通路断面積を減少する側に絞り弁１５が操作され、この絞り弁１５の操作中に変速情報検出手段３１からの変速変更情報に応じて絞り弁１５による通路断面積の減少度合いを補正するようになっている（補正手段）。このため、変速機の変速によるトルクショックが発生した場合でも、変速に対応してトルクショックを低減するように絞り弁１５の作動状態を変更させることができる。
【００２６】
具体的には、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更のときは、通路断面積を増して出力を確保して変速時のトルクショックを打ち消すとともにトルク不足を防止する。また、高変速段側への変速位置の変更もしくは小変速比側への変速比の変更のときは、通路断面積を減少させて出力を低減して変速時のトルクショックを打ち消すとともにトルク過多を防止する。また、制動要求検出手段３２からの制動要求情報が入力されたときは、低速時のアクセルオフによるエンジンブレーキまたはブレーキ操作によって乗員がブレーキ力を確保しようとしていることが推定されるため、絞り弁１５の開側への制御を禁止してトルク増大を抑制する。
【００２７】
上述した排気浄化装置では、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき、排気管１１の通路断面積を減少する側に絞り弁１５が操作されると共に膨張行程または排気行程に追加燃料が供給されるようになっている。そして、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更のときは、追加燃料を減量もしくは停止して主燃焼のための燃料を増加できるようにし、主燃焼によるトルク増大により出力を確保して変速時のトルクショックを打ち消すとともにトルク不足を防止する。また、高変速段側への変速位置の変更もしくは小変速比側への変速比の変更のときは、追加燃料を増量して主燃焼のための燃料を減少できるようにし、主燃焼によるトルク低下により出力を減少させて変速時のトルクショックを打ち消すとともにトルク過多を防止する。
【００２８】
例えば、絞り弁１５の開閉制御と追加燃料の増減制御の併用は、冷態始動時のような排気昇温の要求度合いが大きいときに実施される。排気昇温の要求度合いが比較的小さいときには、絞り弁１５の開閉制御のみが実施される。
【００２９】
尚、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき、排気管１１の通路断面積を減少する側に絞り弁１５が操作されると共に膨張行程または排気行程に追加燃料が供給されるようにし、この絞り弁１５の操作中に変速情報検出手段３１からの変速変更情報に応じて追加燃料の供給量を補正するようにすることも可能である（補正手段）。これにより、変速機の変速によるトルクショックが発生した場合でも、変速に対応してトルクショックを低減するように主燃料の供給量を変更させることができる。
【００３０】
図３乃至図７に基づいて排気浄化装置の作用を説明する。図３乃至図７には排気浄化装置の作用を説明するフローチャートを示してある。
【００３１】
図３に示すように、ステップＳ１で筒内噴射エンジン１及び車両の情報が読み込まれ、ステップＳ２で排気ガス昇温が必要か（排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が必要か）否かが判断される。ステップＳ２で排気ガス昇温が必要であると判断された場合、ステップＳ３で要求出力が設定出力以下であるか否か、即ち、高負荷ではない状態であるか否か判断される。ステップＳ３で要求出力が設定出力以下であると判断された場合、ステップＳ４で変速情報の有無が判断される。ステップＳ２で排気ガス昇温が必要でなはないと判断された場合、及び、ステップＳ３で要求出力が設定出力を越えると判断された場合、ステップＳ１の処理に戻る。
【００３２】
ステップＳ４で変速情報がありではない、即ち、変速が行われていないと判断された場合、ステップＳ５で排気昇温の要求度合いが大きいか否か、即ち、冷態始動時のような場合で排気昇温度合いが大きいか否かが判断される。ステップＳ５で排気昇温の要求度合いが大きいと判断された場合、ステップＳ６で追加燃料の噴射による排気昇温の処理を行うと共にステップＳ７で絞り弁１５を通路断面積が減少する側に制御する絞り弁の処理を実施する。ステップＳ５で排気昇温の要求度合いが大きくはないと判断された場合、ステップＳ７で絞り弁１５を通路断面積が減少する側に制御する絞り弁の処理のみを実施する。
【００３３】
ステップＳ４で変速情報がありと判断された場合、ステップＳ８で排気昇温の要求度合いが大きいか否か、即ち、冷態始動時のような場合で排気昇温度合いが大きいか否かが判断される。ステップＳ５で排気昇温の要求度合いが大きいと判断された場合、ステップＳ９で変速によるトルク変動を加味した追加燃料の噴射による排気昇温補正の処理を行うと共にステップＳ１０で変速によるトルク変動を加味した絞り弁１５を通路断面積が減少する側に制御する絞り弁補正の処理を実施する。
【００３４】
従って、変速機の変速によるトルクショックが発生した場合でも、変速に対応してトルクショックを低減するように絞り弁１５の作動状態を変更させることができる。
【００３５】
尚、ステップＳ４で変速情報がありと１回判断された場合、変速処理が終了するまでの間、ステップＳ９及びステップＳ１０の処理を続行する。ステップＳ４で変速情報がありではないとされてステップＳ５に移行したとき、変速終了の直後である場合には、トルクショックを低減する処理を終了した直後であるため、変速段に応じたステップＳ５の通常制御に徐々に移行することが好ましい。
【００３６】
図４、図５に基づいて変速情報がない場合における排気昇温（ステップＳ６）及び絞り弁（ステップＳ７）の処理を説明する。図４には排気昇温処理のフローチャート、図５には絞り弁処理のフローチャートを示してある。
【００３７】
追加燃料を膨張行程もしくは排気行程で噴射する排気昇温処理は、図４に示すように、ステップステップＳ１１で車両側の温度情報及び主燃焼の空燃比（主燃焼A/F ）に基づいて副燃焼の空燃比（副燃焼A/F ）を設定する。ここで、車両側の温度情報は、エンジン温度または触媒温度または排気温度のいずれかが選択される。温度情報と主燃焼A/F との関係はマップ等により記憶され、温度情報に応じて主燃焼A/F が読み込まれる。そして、トータルの空燃比と主燃焼A/F との関係に基づいて副燃焼A/F が設定される。
【００３８】
ステップＳ１１で副燃焼A/F が設定された後、設定された副燃焼A/F に基づいてステップＳ１２で膨張行程または排気行程で追加燃料が噴射される。これにより、追加燃料の燃焼で排気温度が上昇して三元触媒１２を活性化したり、または三元触媒１２に未燃燃料が送られて触媒上での反応で早期に活性化される。
【００３９】
絞り弁１５を通路断面積が減少する側に制御する絞り弁の処理は、図５に示すように、ステップＳ１３で車両側の温度情報及びエンジン運転状態（Ne, 負荷もしくは要求トルク）に基づいて絞り弁１５の開度を設定する。ここで、車両側の温度情報は、エンジン温度または触媒温度または排気温度のいずれかが選択される。温度情報とエンジン運転状態との関係はマップ等により記憶され、温度情報及びエンジン運転状態に応じて絞り開度が読み込まれる。
【００４０】
ステップＳ１３で絞り弁１５の開度が設定された後、設定された絞り弁１５の開度に基づいてステップＳ１４で絞り弁１５の開閉が制御される。これにより、排気系の通路断面積が減少し、絞り弁１５の上流側の排気系の排気圧が高められて排気密度が上昇し、排気流速が低下し、排気が滞留して未燃HC,CO,H2等が酸素と反応し易くなって排気浄化が促進され、三元触媒１２での反応が促進されて早期活性化が図られる。
【００４１】
図６、図７に基づいて変速情報があった場合における排気昇温補正（ステップＳ９）及び絞り弁補正（ステップＳ１０）の処理を説明する。図６には排気昇温補正処理のフローチャート、図７には絞り弁補正処理のフローチャートを示してある。
【００４２】
変速変更情報があったときの追加燃料を膨張行程もしくは排気行程で噴射する排気昇温補正処理は、図６に示すように、ステップＳ１５で高変速段側への変速位置の変更（変速）か否か（小変速比側への変速比の変更か否か）が判断される。
【００４３】
ステップＳ１５で高変速段側への変速（シフトアップ）であると判断された場合、車両側の温度情報及び主燃焼の空燃比（主燃焼A/F ）に基づいて設定された副燃焼の空燃比（副燃焼A/F ）を、ステップＳ１６でシフトアップ数に応じて小さく（追加燃料増量）補正すると共に主燃焼A/F を大きく（主燃料減少）補正する。ここで、車両側の温度情報は、エンジン温度または触媒温度または排気温度のいずれかが選択される。
【００４４】
これにより、高変速段側への変速であるとき、排気系への追加燃料が増量されるようになり、追加燃料の増量により主燃焼のための燃料を減少でき、変速機の高変速段への変速ショックを主燃焼のトルク低下により打ち消すことができる。さらに、高速段側へ変速される場合というのは、加速運転から定常運転への移行等トルクが低くてよい運転への移行がほとんどであるので、主燃焼のトルク低下により、トルク過多となってドライバビリティが悪化するのを防止できる。
【００４５】
尚、図８に示したように、吸気マニホールド９に燃料噴射弁４を設け、燃焼室５に混合気を導入するＭＰＩエンジン４１の場合、排気管１１に二次エア供給手段４２を設け、絞り弁１５を閉じ側へ制御し、排気系の通路断面積を減少して排気圧を高めるとともに、二次エア供給手段４２のバルブ４３を開いて二次エアを排気系に導入することも可能である。更に、燃焼室４の空燃比をリッチ（好ましくはA/F=10〜14）とすると、排気昇温に効果が大きい。これによって、排気が滞留して未燃HC,CO,H2等が二次エアで供給された酸素と反応しやすくなって、排気浄化が促進され、排温上昇により触媒の活性化も行われる。
【００４６】
ステップＳ１５で高変速段側への変速ではない、即ち、低変速段側への変速（シフトダウン）であると判断された場合、車両側の温度情報及び主燃焼の空燃比（主燃焼A/F ）に基づいて設定された副燃焼の空燃比（副燃焼A/F ）を、ステップＳ１７でシフトダウン数に応じて大きく（追加燃料減少）補正すると共に主燃焼A/F を小さく（主燃料増量）補正する。または、シフトダウン数に応じて追加燃料の供給を停止して主燃料の増量だけを実施する。ここで、車両側の温度情報は、エンジン温度または触媒温度または排気温度のいずれかが選択される。
【００４７】
これにより、低変速段側への変速であるとき、排気系への追加燃料が減少されるようになり、追加燃料の減少により主燃焼のための燃料を増量でき、変速機の低変速段への変速ショックを主燃焼のトルク増大により打ち消すことができる。さらに、低変速段側へ変速される場合というのは、定常運転あるいは減速運転から加速運転への移行（キックダウンも含む）など、高いトルクが必要な運転への移行がほとんどであるので、主燃焼のトルク増大により、トルク不足となってドライバビリティが悪化するのを防止できる。
【００４８】
変速変更情報があったときの絞り弁１５を通路断面積が減少する側に制御する絞り弁補正処理は、図７に示すように、ステップＳ１８で高変速段側への変速位置の変更（変速）か否か（小変速比側への変速比の変更か否か）が判断される。
【００４９】
ステップＳ１８で高変速段側への変速（シフトアップ）であると判断された場合、車両側の温度情報及びエンジン運転状態（Ne, 負荷もしくは要求トルク）に基づいて設定された絞り弁１５の開度を、ステップＳ１９でシフトアップ数に応じて小さく補正して通路断面積を減少させる。ここで、車両側の温度情報は、エンジン温度または触媒温度または排気温度のいずれかが選択される。
【００５０】
これにより、高変速段への変速によるショックを絞り弁１５の通路断面積の減少によるトルク低下により打ち消すことができる。さらに、高変速段へ変速されるばあいは、たいてい加速から定常運転への移行など、トルクが低くてよい運転の移行であるので、通路断面積の減少によるトルク低下により、トルク過多となってドライバビリティが悪化するのを防止できる。
【００５１】
ステップＳ１８で高変速段側への変速ではない、即ち、低変速段側への変速（シフトダウン）であると判断された場合、車両側の温度情報及びエンジン運転状態（Ne, 負荷もしくは要求トルク）に基づいて設定された絞り弁１５の開度を、ステップＳ２０でシフトダウン数に応じて大きく補正して通路断面積を増大させる。ここで、車両側の温度情報は、エンジン温度または触媒温度または排気温度のいずれかが選択される。
【００５２】
これにより、低変速段への変速によるショックを絞り弁１５の通路断面積の増大によるトルク増大により打ち消すことができる。さらに、低変速段へ変速される場合は、たいてい定常あるいは減速運転から加速運転への移行（キックダウン含む）など、高いトルクが必要な運転への移行であるので、通路断面積の増大によるトルク増大により、トルク不足となってドライバビリティが悪化するのを防止できる。
【００５３】
ここで、車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサの出力、もしくは、車両のブレーキングの有無を検出するブレーキセンサの出力により、乗員の制動要求を検出する制動要求検出手段３２の情報と、車両の走行速度を検出する速度検出手段３３との情報により、走行速度が設定速度以下で、且つ、乗員の制動要求があることが検出されたとき、絞り弁１５により通路断面積が増大する補正は禁止されるようになっている。この場合、所定車速状態におけるアクセルオフによるエンジンブレーキ（低変速段への変速によるエンジンブレーキ強化含む）またはブレーキ操作では、乗員によるブレーキ力の確保の意思があるので、絞り弁１５の開側への制御が禁止されてトルク増大を抑制することができる。
【００５４】
また、変速機が変速制御装置により制御される自動変速機で構成されている場合、予め変速タイミングが変速変更情報としてＥＣＵ２６で把握されている。このため、低変速段側への変速（シフトダウン）であるとき、変速タイミングに応じて同時に通路断面積が徐々に増大するように絞り弁１５を制御するようにしている。従って、自動変速機の低変速段への変速によるショックを、絞り弁１５の通路断面積の増大により（トルク増大）打ち消すことができ、変速ショックの低減を抑制または停止することができる。この場合、変速タイミングと絞り弁１５の開閉の協調は、動作を同時に行うことも含むし、変速でショックが生じる時期と絞り弁１５の開閉によりトルクが変化する時期とのタイミングを協調させることも含むものであり、変速機側を絞り弁１５の開閉に合わせて積極的に制御するものも含む。
【００５５】
変速機がマニュアル変速機である場合、変速位置がニュートラル位置からニュートラル位置以外の変速段への変速が検出されたとき、通路断面積が増大するように絞り弁１５を制御することが好ましい。これにより、絞り弁１５の通路断面積の増大によるトルク増大によりニュートラル位置からニュートラル位置以外の変速段への変速によるトルクショックを打ち消すことができる。
【００５６】
また、変速機が自動変速機である場合、変速位置がニュートラル位置からドライブ位置もしくはリバース位置への変速が検出されたとき、通路断面積が増大するように絞り弁１５を制御することが好ましい。これにより、絞り弁１５の通路断面積の増大によるトルク増大によりニュートラル位置からドライブ位置もしくはリバース位置への変速によるトルクショックを打ち消すことができる。
【００５７】
尚、上述した一実施形態例では、変速情報があった場合に、排気昇温補正及び絞り弁補正の両方を実施する旨説明したが、これに限定されるものではなく、排気昇温補正または絞り弁補正のいずれか一方の補正制御でもよい。また、自動変速機にはＣＶＴも含まれるものであり、ＣＶＴにおいてニュートラル位置からドライブ位置もしくはリバース位置への変速、あるいは、手動または自動の有段変速制御を行う場合には、上述と同様の制御を行うことができる。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明では、排気系の通路断面積を可変とする絞り弁を排気系に設け、絞り弁の上流側の排気系に排気ガスを浄化する排気浄化触媒を設け、変速情報検出手段により変速機の変速変更情報を検知し、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき制御手段により通路断面積を減少する側に絞り弁を制御し、変速変更情報に応じて絞り弁による通路断面積の減少度合いを補正手段により補正するようにしたので、排気系に排気ガスを滞留させつつ、変速機によるトルクショックが発生した場合でも、変速に対応してトルクショックを低減するように絞り弁の作動状態を変更することができる。この結果、変速時のトルクショックを低減することが可能になる。
そして、請求項１に係る本発明では、変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であるとき、通路断面積が増大するように絞り弁を制御するようにしたので、絞り弁の通路断面積の増大によるトルク増大で変速機の低変速段への変速によるショックを打ち消すとともにトルク不足を防止することができる。
また、請求項１に係る本発明では、変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、高変速段側への変速位置の変更もしくは小変速比側への変速比の変更であるとき、通路断面積が減少するように絞り弁を制御するようにしたので、絞り弁の通路断面積の減少によるトルク低下で変速機の高変速段への変速によるショックを打ち消すとともにトルク過多を防止することができる。
【００６１】
請求項２に係る本発明では、車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルセンサの出力、もしくは、車両のブレーキングの有無を検出するブレーキセンサの出力により、乗員の制動要求を検出する制動要求検出手段と、車両の走行速度を検出する速度検出手段とを備え、走行速度が設定速度以下で、且つ、乗員の制動要求があることが検出されたとき、変速変更情報に応じた通路断面積が増大するような絞り弁の制御を禁止するようにしたので、所定車速状態におけるアクセルオフまたはブレーキ操作では、乗員によるブレーキ力の確保の意思があるので、絞り弁の開側への制御を禁止してトルク増大を抑制することができる。
【００６２】
請求項３に係る本発明では、変速機が変速制御装置により制御される自動変速機で構成され、変速情報検出手段が変速制御装置の変速タイミングを変速変更情報として取得し、変速情報検出手段で検知された変速変更情報が、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であるとき、変速タイミングに応じて通路断面積が徐々に増大するように絞り弁を制御するようにしたので、自動変速機の低変速段への変速（制動力発生）による減速ショックを、絞り弁の通路断面積の増大により（トルク増大）打ち消すことができ、変速ショックの低減を抑制または停止することができる。
【００６３】
請求項４に係る本発明では、内燃機関の膨張行程または排気行程に追加燃料を排気系に供給可能な燃料供給手段を備え、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき、通路断面積を減少する側に絞り弁を制御すると共に燃料供給手段により追加燃料を供給し、燃料供給手段の作動中に、低変速段側への変速位置の変更もしくは大変速比側への変速比の変更であるとき、排気系への追加燃料を減量もしくは排気系への追加燃料の供給を停止するようにしたので、追加燃料の減量もしくは追加燃料の供給停止の分主燃焼のための燃料を増加できるようにし、変速機の低変速段への変速ショックを主燃焼のトルク増大により打ち消すとともにトルク不足を防止することができる。
【００６４】
請求項５に係る本発明では、内燃機関の膨張行程または排気行程に追加燃料を排気系に供給可能な燃料供給手段を備え、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき、通路断面積を減少する側に絞り弁を制御すると共に燃料供給手段により追加燃料を供給し、燃料供給手段の作動中に、高変速段側への変速位置の変更もしくは小変速比側への変速比の変更であるとき、排気系への追加燃料を増量するようにしたので、追加燃料の増量により主燃焼のための燃料を減少できるようにし、変速機の高変速段への変速ショックを主燃焼のトルク低下により打ち消すとともにトルク過多を防止することができる。
【００６５】
請求項６に係る本発明では、排気系の通路断面積を可変とする絞り弁を排気系に設け、絞り弁の上流側の排気系に排気ガスを浄化する排気浄化触媒を設け、変速情報検出手段により変速機の変速変更情報を検知し、燃料供給手段により内燃機関の膨張行程または排気行程に追加燃料を排気系に供給できるようにし、排気ガス昇温または排気ガス中の有害物質の低減が要求されたとき制御手段により通路断面積を減少する側に絞り弁を制御すると共に燃料供給手段により追加燃料を供給するように制御し、変速変更情報に応じて燃料供給手段による追加燃料の供給を補正手段により補正するようにしたので、排気系に排気ガスを滞留させつつ、変速機によるトルクショックが発生した場合でも、変速に対応してトルクショックを低減するように追加燃料の供給を補正して主燃料を変更することができる。この結果、変速時のトルクショックを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係る排気浄化装置を備えた内燃機関の概略構成図。
【図２】絞り弁の概略構成図。
【図３】排気浄化装置の作用を説明するフローチャート。
【図４】排気浄化装置の作用を説明するフローチャート。
【図５】排気浄化装置の作用を説明するフローチャート。
【図６】排気浄化装置の作用を説明するフローチャート。
【図７】排気浄化装置の作用を説明するフローチャート。
【図８】他の実施形態例に係る内燃機関の概略構成図。
【符号の説明】
１  筒内噴射エンジン
２  シリンダヘッド
４  燃料噴射弁
５  燃焼室
６  シリンダ
７  ピストン
９  吸気マニホールド
１０  排気マニホールド
１１  排気管
１２  三元触媒
１５  絞り弁
２６  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３１  変速情報検出手段
３２  制動要求検出手段
３３  速度検出手段
【図１】
0004507476.tif 000002
【図２】
0004507476.tif 000003
【図３】
0004507476.tif 000004
【図４】
0004507476.tif 000005
【図５】
0004507476.tif 000006
【図６】
0004507476.tif 000007
【図７】
0004507476.tif 000008
【図８】
0004507476.tif 000009