JP2007099079A - 排気浄化装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】触媒制御要求に応じた運転状態の切替えと自動変速機の変速との干渉によって生じる変速ショックを防止する。
【解決手段】触媒制御要求に応じて実施する燃焼モードの切替えるにあたり、ＡＴ変速（自動変速機の変速）中であるときには、燃焼モードの切替えを禁止する（ステップＳＴ１１〜ＳＴ１４）。また、ＡＴ変速を実行するにあたり、燃焼モードが切替中であるときにはＡＴ変速を禁止する（ステップＳＴ２１〜ＳＴ２４）。このように、触媒制御要求に応じた燃焼モードの切替えとＡＴ変速とを同時に行わないようにすることで、自動変速機のクラッチ制御時において推定トルクと実トルクとの偏差が大きくなることを防止することができる。これによって変速ショックを防止することが可能となり、良好なドライバビリティを得ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の排気ガスを触媒にて浄化する排気浄化装置の制御装置に関する。

ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、エンジンともいう）の排気ガスを浄化する排気浄化装置は、例えばＮＯｘ吸蔵還元型触媒と、排気ガス中に含まれるパティキュレート（以下、ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）という）を捕集するパティキュレートフィルタとを備えている。

ＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、排気ガスに多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸蔵し、排気ガスの酸素濃度が低く、かつ還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ₂もしくはＮＯに還元して放出する触媒である。また、ＰＭを捕集するパティキュレートフィルタ（以下、フィルタという）としては、例えば、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）や、ＤＰＮＲ（Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）触媒が用いられている。

以上のようなＮＯｘ吸蔵還元型触媒やフィルタを排気通路に備えた排気浄化装置においては、フィルタに堆積したＰＭを酸化・除去してフィルタを再生させるＰＭ再生制御、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＳＯｘを脱離させてＮＯｘ吸蔵還元型触媒をＳ被毒から回復させるＳ被毒再生制御、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元制御などの制御（以下、これらの制御を総称して触媒制御という）が行われている。

これら触媒制御のうち、ＰＭ再生制御は、例えばエンジンの燃焼状態を制御して触媒床温を高温化することにより、フィルタ上に堆積したＰＭの酸化（燃焼）を促進する制御である。また、Ｓ被毒再生制御は、例えばエンジンの燃焼状態を制御して触媒床温を高温化することにより、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒及びＤＰＮＲ触媒のＮＯｘ吸蔵還元型触媒から硫黄分を放出させる制御である。このような触媒制御において触媒床温を高温化する方法としては、例えば（１）吸入空気量を絞ることにより、空燃比（Ａ／Ｆ）を低くして排気温度を高くする方法、（２）ＥＧＲ量を増量する方法、（３）燃料噴射時期を遅角する方法などが採用されている。また、このような燃焼状態の切替制御のほか、パイロット噴射（主噴射の直前に行われる燃料噴射）にて触媒制御を行う場合もある。なお、ＮＯｘ還元制御では、例えば排気系に添加弁を設けて燃料（添加剤）をＮＯｘ吸蔵還元型触媒及びＤＰＮＲ触媒のＮＯｘ吸蔵還元型触媒に供給することにより、排気の空燃比を制御して触媒の周囲雰囲気を高温化や還元雰囲気にするという方法が採られている。

一方、ディーゼルエンジン等を搭載した車両において、エンジンが発生するトルク及び回転速度を車両の走行状態に応じて適切に車輪に伝達する変速機として、エンジンと車輪との間の変速比を自動的に最適設定する自動変速機が知られている。

車両に搭載される自動変速機としては、例えば、変速比を無段階に調整するベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）や遊星歯車式自動変速機がある。遊星歯車式自動変速機は、摩擦要素である、クラッチ要素、ブレーキ要素、及び、ワンウェイクラッチ要素等が、所定の状態に係合または解放されることによってギヤ段が決定される。

このような自動変速機においては、変速中（シフトアップ・シフトダウン）にトルクを推定して変速機内のクラッチ制御を行っているが、その変速中（シフト変更中）に、エンジンの燃焼状態が切り替わると（例えば成層燃焼→均質燃焼）、変速ショックが発生する場合があることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３４９６８８号公報

ところで、排気浄化装置においては、上記したように、ＰＭ再生制御やＳ被毒再生制御などの触媒制御を実行する際に、エンジン燃焼状態の切替制御を行っているが、その燃焼状態の切替え時、例えば、通常燃焼からＰＭ再生燃焼やＳ被毒再生燃焼に切替えたときにはトルク変化が生じる。このため、燃焼状態の切替え時に自動変速機の変速が実行されると、クラッチ制御時において推定トルクと実トルクとの偏差が大きくなってしまい、変速ショックが発生してドライバビリティが悪化する。

本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、ＰＭ再生制御やＳ被毒再生制御などの触媒制御の要求に応じた運転状態の切替えと自動変速機の変速との干渉によって生じる変速ショックを防止することが可能な排気浄化装置の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、自動変速機が連結された内燃機関の排気ガスを触媒にて浄化する排気浄化装置の制御装置であって、触媒制御要求に応じて前記内燃機関の運転状態を切替える制御手段を備え、前記内燃機関の運転状態の切替えと、前記自動変速機の変速とを同時に行わないように構成されていることによって特徴づけられる。

本発明において、触媒制御要求に応じて実施する運転状態の切替えの具体的な例としては、通常燃焼、ＰＭ再生燃焼、または、Ｓ被毒再生燃焼のうちのいずれか１つの燃焼状態から他の燃焼状態に切替える制御を挙げることができる。

本発明によれば、ＰＭ再生制御やＳ被毒再生制御などの触媒制御の要求に応じた運転状態の切替えと自動変速機の変速とを同時に行わないようにしている。具体的には、自動変速機の変速中には触媒制御要求に応じた運転状態の切替えを禁止し、また、触媒制御要求に応じた運転状態の切替中には自動変速機の変速を禁止するように構成している点に特徴があり、このような構成を採用することにより、自動変速機のクラッチ制御時において推定トルクと実トルクとの偏差が大きくなることを防止することができる。これによって変速ショックを防止することが可能となり、良好なドライバビリティを得ることができる。

ここで、排気浄化装置の触媒制御では、上記したようにパイロット噴射にて触媒浄化を促進する場合もある。このようなパイロット噴射を適用した触媒制御においては、パイロット噴射を実施しているときの運転状態と、実施していないときの運転状態とが異なり、パイロット噴射の有無の切替え（パイロット噴射を実施する運転状態と実施しない運転状態との切替え）時にトルク変化が発生する。従って、パイロット噴射の有無の切替え中に自動変速機の変速が実施されると、上記と同様な理由により変速ショックが生じる。このような点を考慮し、本発明では、パイロット噴射の有無の切替えと自動変速機の変速とを同時に行わないようにする。具体的には、パイロット噴射の有無の切替中は自動変速機の変速を禁止し、自動変速機の変速中にはパイロット噴射の有無の切替えを禁止する。

また、パイロット噴射を適用した触媒制御では、パイロット噴射の噴射回数を変更するという制御を行う場合もあり、そのパイロット噴射の噴射回数の変更中に変速が行われたときにも変速ショックが生じることがある。このような点を考慮し、本発明では、パイロット噴射の噴射回数の変更と自動変速機の変速とを同時に行わないようにする。具体的には、パイロット噴射の噴射回数の変更中は自動変速機の変速を禁止し、自動変速機の変速中にはパイロット噴射の噴射回数の変更を禁止する。

本発明によれば、触媒制御要求に応じた運転状態の切替えと自動変速機の変速とを同時に行わないようにしているので、運転状態の切替え時の変速ショックを防止することができ、良好なドライバビリティを得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１に示すように、この例では、車両に搭載されるエンジン１と、そのエンジン１にトルクコンバータ２を介して連結される自動変速機（ＡＴ）３を備えている。エンジン１はエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００によって制御され、トルクコンバータ２及び自動変速機３はそれぞれＥＣＴ＿ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ＿Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２００によって制御される。これらエンジン１、トルクコンバータ２、自動変速機３、エンジンＥＣＵ１００、及び、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００の各部について以下に説明する。

−エンジン−
エンジン１の概略構成を図２を参照して説明する。なお、図２にはエンジンの１気筒の構成のみを示している。

図２に示すエンジン１は、例えば筒内直噴４気筒ディーゼルエンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック１ａ内には上下方向に往復動するピストン１ｃが設けられている。ピストン１ｃはコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン１ｃの往復運動がコネクティングロッド１６によってクランクシャフト１５の回転へと変換される。

クランクシャフト１５にはシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の外周面には複数の突起（歯）１７ａ・・１７ａが等角度ごとに設けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはクランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）２５が配置されている。クランクポジションセンサ２５は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１５が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。

エンジン１のシリンダブロック１ａにはエンジン冷却水温を検出する水温センサ２１が配置されている。また、シリンダブロック１ａの上端にはシリンダヘッド１ｂが設けられており、このシリンダヘッド１ｂとピストン１ｃとの間に燃焼室１ｄが形成されている。

エンジン１のシリンダヘッド１ｂには、エンジン１の燃焼室１ｄ内に燃料を直接噴射するためのインジェクタ（燃料噴射弁）２０が設けられている。インジェクタ２０にはコモンレール（蓄圧室）３０が接続されており、インジェクタ２０の電磁弁が開いている間、コモンレール３０内の燃料がインジェクタ２０から燃焼室１ｄ内に噴射される。コモンレール３０にはレール圧センサ２４が配置されている。

コモンレール３０には燃料ポンプであるサプライポンプ４０が接続されている。サプライポンプ４０は、エンジン１のクランクシャフト１５の回転力よって駆動され、このサプライポンプ４０の駆動により、燃料タンク１０から燃料をコモンレール３０に供給し、インジェクタ２０を所定のタイミングで開弁することにより、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｄ内に燃料が噴射される。この噴射された燃料は燃焼室１ｄ内で燃焼され排気ガスとなって排気される。なお、インジェクタ２０の開弁タイミング（燃料噴射タイミング）はエンジンＥＣＵ１００によって制御される。

一方、エンジン１の燃焼室１ｄには吸気通路１１と排気通路１２が接続されている。吸気通路１１と燃焼室１ｄとの間に吸気バルブ１３が設けられており、この吸気バルブ１３を開閉駆動することにより、吸気通路１１と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。また、排気通路１２と燃焼室１ｄとの間に排気バルブ１４が設けられており、この排気バルブ１４を開閉駆動することにより、排気通路１２と燃焼室１ｄとが連通または遮断される。これら吸気バルブ１３及び排気バルブ１４の開閉駆動は、クランクシャフト１５の回転が伝達される吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの各回転によって行われる。

吸気通路１１には、エアクリーナ８０、吸入空気量を検出するエアフローメータ２２、吸気温センサ２３（エアフローメータ２２に内蔵）及び電子制御式のスロットルバルブ（吸気絞り弁）７０などが配置されている。また、排気通路１２には触媒装置９０などが配置されている。

触媒装置９０は、ＮＳＲ（ＮＯｘ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒９１とＤＰＮＲ触媒９２とを備えている。

ＮＳＲ触媒９１は、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒であって、例えば、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を担体とし、この担体上に例えばカリウム（Ｋ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）のようなアルカリ金属、バリウム（Ｂａ）、カルシウム（Ｃａ）のようなアルカリ土類、ランタン（Ｌａ）、イットリウム（Ｙ）のような希土類と、白金（Ｐｔ）のような貴金属とが担持された構成となっている。

ＮＳＲ触媒９１は、排気ガス中に多量の酸素が存在している状態においてはＮＯｘを吸蔵し、排気ガスの酸素濃度が低くかつ還元成分（例えば燃料の未燃成分（ＨＣ））が多量に存在している状態においてはＮＯｘをＮＯ₂もしくはＮＯに還元して放出する。ＮＯ₂やＮＯとして放出されたＮＯｘは、排気ガス中のＨＣやＣＯと速やかに反応することによってさらに還元されてＮ₂となる。また、ＨＣやＣＯは、ＮＯ₂やＮＯを還元することで、自身は酸化されてＨ₂ＯやＣＯ₂となる。

ＤＰＮＲ触媒９２は、例えば多孔質セラミック構造体にＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持させたものであり、排気ガス中のＰＭは多孔質の壁を通過する際に捕集される。また、排気ガスの空燃比がリーンの場合、排気ガス中のＮＯｘはＮＯｘ吸蔵還元型触媒に吸蔵され、空燃比がリッチになると吸蔵したＮＯｘは還元・放出される。さらに、ＤＰＮＲ触媒９２には、捕集したＰＭを酸化・燃焼する触媒（例えば白金等の貴金属を主成分とする酸化触媒）が担持されている。

エンジン１には、排気圧を利用して吸入空気を過給するターボチャージャ（過給機）５０が設けられている。ターボチャージャ５０は、排気通路１２に配置されたタービン５１と、吸気通路１１に配置されたコンプレッサ５２によって構成されており、排気通路１２に配置のタービン５１が排気のエネルギによって回転し、これに伴って吸気通路１１に配置のコンプレッサ５２が回転する。そして、コンプレッサ５２の回転により吸入空気が過給され、エンジン１の各気筒の燃焼室１ｄに過給空気が強制的に送り込まれる。ターボチャージャ５０は可変ノズル式ターボチャージャであって、タービン５１側に可変ノズルベーン機構５３が設けられており、この可変ノズルベーン機構５３の開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができる。可変ノズルベーン機構５３の開度は、エンジンＥＣＵ１００によって制御されるＤＣモータ等のアクチュエータ５４によって調整される。ターボチャージャ５０のコンプレッサ５２の下流側の吸気通路１１には、コンプレッサ５２にて圧縮されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラ５５が設けられている。

さらに、エンジン１にはＥＧＲ装置６０が設けられている。ＥＧＲ装置６０は、吸入空気に排気ガスの一部を導入する装置であって、吸気通路１１と排気通路１２とを連通するＥＧＲ通路６１、このＥＧＲ通路６１に設けられたＥＧＲバルブ６２等によって構成されており、ＥＧＲバルブ６２の開度を調整することにより、排気通路１２から吸気通路１１に導入されるＥＧＲ量（排気還流量）を調整することができる。なお、ＥＧＲバルブ６２の開度はエンジンＥＣＵ１００によって制御される。

以上のエンジン１の排気通路１２に配置された触媒装置９０などによって排気浄化装置が構成されており、さらに、インジェクタ２０、スロットルバルブ７０、ＥＧＲバルブ６２、及び、これらを制御するエンジンＥＣＵ１００などによって排気浄化装置の制御装置が構成されている。

−トルクコンバータ・自動変速機−
トルクコンバータ２は、流体式動力伝達装置であって、エンジン１のクランクシャフト１５に連結されるポンプ、自動変速機３の入力軸に連結されるタービン、トルク増幅機能を発現するステータ、及び、エンジン１のクランクシャフト１５と自動変速機３の入力軸とを直結状態にするロックアップクラッチなどを備えている。

自動変速機３は、遊星歯車式変速機であって、摩擦要素である、クラッチ要素、ブレーキ要素及びワンウェイクラッチ要素等が、所定の状態に係合または解放されることによってギヤ段（変速段）が設定される。自動変速機３の各ギヤ段はシフトレバーの操作等によって切り換えることができる。以上のトルクコンバータ２及び自動変速機３（油圧制御回路３１）はＥＣＴ＿ＥＣＵ２００によって制御される。

−ＥＣＵ−
エンジンＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びバックアップＲＡＭなどを備えている。ＲＯＭは、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵでの演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭは、エンジンの停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。

エンジンＥＣＵ１００には、図１に示すように、水温センサ２１、エアフローメータ２２、吸気温センサ２３、レール圧センサ２４、クランクポジションセンサ２５、アクセル開度センサ２６、及び、自動変速機３のシフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ２７などが接続されている。そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力に基づいて、インジェクタ２０、スロットルバルブ７０、サプライポンプ４０の電磁スピル弁、ターボチャージャ５０の可変ノズルベーン機構５３の開度を調整するアクチュエータ５４、及び、ＥＧＲバルブ６２などを制御してエンジン１の各種制御を実行する。さらに、エンジンＥＣＵ１００は下記の触媒制御を実行する。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００は、エンジンＥＣＵ１００との間でデータ信号のやりとりを行うようになっている。ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００は、エンジンＥＣＵ１００と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを備えている。そして、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００は、エンジンＥＣＵ１００からの各種センサ等の入力値や自動変速機３のシフトポジションの状態（位置）などに基づいて、予め定められた変速マップ（例えば、車速及びスロットル開度をパラメータとしてアップシフト線とダウンシフト線とを規定したマップ）を参照して自動変速機３に成立させるギヤ段を算出し、その算出結果に基づいて自動変速機３の油圧制御回路３１のソレノイドバルブやリニアソレノイドバルブに制御信号を出力することにより、適正なタイミングでクラッチ要素やブレーキ要素を係合または解放する。また、自動変速機３のシフトポジションの変更（ＡＴの変速要求）に応じて、自動変速機３の変速実行処理（ＡＴ変速実行処理）を行う。

−触媒制御−
エンジンＥＣＵ１００は、触媒装置９０のＤＰＮＲ触媒９２に堆積したＰＭを酸化させるＰＭ再生制御、ＮＳＲ触媒９１及びＤＰＮＲ触媒９２のＮＯｘ吸蔵還元触媒をＳ被毒から回復させるＳ被毒再生制御、及び、ＮＳＲ触媒９１及びＤＰＮＲ触媒９２のＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを還元するＮＯｘ還元制御などを実行する（以下、これらの制御を総称して触媒制御という）。これらの触媒制御について以下に説明する。

［ＰＭ再生制御］
まず、エンジンＥＣＵ１００は、ＤＰＮＲ触媒９２へのＰＭの堆積量を推定している。ＰＭ堆積量を推定する方法としては、例えば、エンジン１の運転状態（例えば、エンジン回転数、燃料噴射量など）に応じたＰＭ付着量を予め実験等により求めてマップ化しておき、このマップにより求められるＰＭ付着量を積算してＰＭの堆積量とする方法が挙げられる。また、車両走行距離もしくは走行時間に応じてＰＭの堆積量を推定する方法、あるいは、触媒装置９０にＤＰＮＲ触媒９２の上流側圧力と下流側圧力との差圧を検出する差圧センサを設け、そのセンサ出力に基づいてＤＰＮＲ触媒９２に捕集されたＰＭの堆積量を推定する方法などが挙げられる。

そして、エンジンＥＣＵ１００は、ＰＭ推定量が所定の基準値（限界堆積量）以上となったときにＤＰＮＲ触媒９２の再生時期であると判定して、エンジン１の燃焼状態を制御してＤＰＮＲ触媒９２の触媒床温を高温化する。この触媒床温の高温化により、ＤＰＮＲ触媒９２に堆積しているＰＭが酸化され、Ｈ₂ＯやＣＯ₂となって排出する。触媒床温を高温化する方法としては、（１）スロットルバルブ７０にて吸入空気量を絞り、空燃比（Ａ／Ｆ）を低くして排気温度を高くする方法、（２）ＥＧＲ量を増量する方法、（３）燃料噴射時期を遅角する方法などを挙げることができる。この例では、それら複数種の高温化法のうち、１つまたは２つ以上の方法を組み合わせて実行する。また、このようなエンジン１の燃焼状態切替のほか、パイロット噴射（主噴射の直前に行われる燃料噴射）にてＰＭ再生を行うようにしてもよい。なお、ＰＭ再生制御を実行するときのエンジン１の燃焼状態をＰＭ再生燃焼モードという。

［Ｓ被毒再生制御］
Ｓ被毒再生制御は、ＮＳＲ触媒９１及びＤＰＮＲ触媒９２のＮＯｘ吸蔵還元触媒がＳ被毒してＮＯｘ吸蔵能力が低下した場合に、エンジン１の燃焼状態を制御して触媒床温を高温化することにより、ＮＳＲ触媒９１及びＤＰＮＲ触媒９２のＮＯｘ吸蔵還元型触媒から硫黄分を放出させる制御である。Ｓ被毒再生時期の判定は、例えば、エンジン１の運転状態（例えば、エンジン回転数、燃料噴射量など）に応じたＳ被毒量を予め実験等により求めてマップ化しておき、このマップにより求められるＳ被毒量を積算してＳ被毒量を推定し、その推定量が所定の基準値以上となったときにＳ被毒再生時期であると判定する方法が挙げられる。

このようなＳ被毒再生制御において、触媒床温を高温化する方法としては、上記したＰＭ再生制御と同様に、（１）スロットルバルブ７０にて吸入空気量を絞り、空燃比（Ａ／Ｆ）を低くして排気温度を高くする方法、（２）ＥＧＲ量を増量する方法、（３）燃料噴射時期を遅角する方法などを挙げることができる。この例では、それら複数種の高温化法のうち、１つまたは２つ以上の方法を組み合わせて実行する。また、このようなエンジン１の燃焼状態切替のほか、パイロット噴射（主噴射の直前に行われる燃料噴射）にてＳ被毒再生を行うようにしてもよい。なお、Ｓ被毒再生制御を実行するときのエンジン１の燃焼状態をＳ被毒再生燃焼モードという。

［ＮＯｘ還元制御］
まず、ディーゼルエンジンにおいては、大部分の運転領域で排気の空燃比はリーン空燃比となっているため、通常の運転状態では、ＮＳＲ触媒９１及びＤＰＮＲ触媒９２の周囲雰囲気は高酸素濃度状態となっている。このため、排気ガス中のＮＯｘは、ＮＳＲ触媒９１及びＤＰＮＲ触媒９２のＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されるが、周囲雰囲気が低酸素濃度となるときは非常に少ないため、吸蔵されたＮＯｘが還元されにくく、ＮＯｘ吸蔵還元触媒のＮＯｘ吸蔵能力が飽和しやすい。そこで、この例では、例えば、排気系に添加弁を設けて燃料（添加剤）をＮＯｘ吸蔵還元型触媒及びＤＰＮＲ触媒のＮＯｘ吸蔵還元型触媒に供給することにより、排気の空燃比を制御して触媒の周囲雰囲気を高温化や還元雰囲気にすることで、ＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ₂、ＣＯ₂及びＨ₂Ｏに還元して放出する。

−変速ショック防止制御−
まず、この例では、ＰＭ再生制御及びＳ被毒再生制御を実行する際に、エンジン１の燃焼モードの切替制御を行っているが、その燃焼モード切替中に自動変速機３の変速（ＡＴ変速）を行うと変速ショックが生じる。また、自動変速機３の変速中に、触媒制御要求に応じた燃焼モードの切替えを実行した場合にも変速ショックが生じる。このような点を考慮して、この例では、触媒制御要求に応じた燃焼モードの切替えと、自動変速機３の変速（ＡＴ変速）とが干渉しないようにすることで、変速ショックの発生を防止している。

その具体的な例を、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、図３には、エンジンＥＣＵ１００が実行する燃焼切替実行制御と、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００が実行するＡＴ変速実行制御とを併記している。なお、これら燃焼切替実行制御ルーチン及びＡＴ変速実行制御ルーチンは所定時間周期で繰り返し実行される。

まず、エンジンＥＣＵ１００が実行する燃焼切替実行制御について説明する。

エンジンＥＣＵ１００は、ステップＳＴ１１において、燃焼モード切替要求があるか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合はこのルーチンを一旦終了する。ステップＳＴ１１の判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ１２に進む。

ここで、ステップＳＴ１１の判定において、エンジンＥＣＵ１００は、ＤＰＮＲ触媒９２に堆積したＰＭの推定量が所定の基準値以上となるか、あるいは、ＮＳＲ触媒９１及びＤＰＮＲ触媒９２のＮＯｘ吸蔵還元触媒がＳ被毒してＮＯｘ吸蔵能力が低下した状況となり、エンジン１の燃焼状態を通常燃焼モードからＰＭ再生燃焼モードまたはＳ被毒再生燃焼モードに切替えることが必要となったときに「燃焼モード切替要求有」と判定する。また、ＰＭ再生燃焼モードまたはＳ被毒再生燃焼モードから通常燃焼モードに戻すとき、あるいは、［Ｓ被毒再生燃焼モード→ＰＭ再生燃焼モード］または［ＰＭ再生燃焼モード→Ｓ被毒再生燃焼モード］の切替えが必要になったときにも「燃焼モード切替要求有」と判定する。

ステップＳＴ１２において、エンジンＥＣＵ１００は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００から「ＡＴ変速中フラグＯＮ」の信号が出力されているか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合つまり「ＡＴ変速中フラグクリア」である場合、ステップＳＴ１４に進み、「燃焼モード切替中フラグ」をＯＮとするとともに、その「燃焼モード切替中フラグＯＮ」の信号をＥＣＴ＿ＥＣＵ２００に出力する。次いで、エンジンＥＣＵ１００は、ステップＳＴ１５において、エンジン１の燃焼モードの切替え（例えば、通常燃焼モードからＰＭ再生燃焼状態またはＳ被毒再生燃焼状態への切替え、あるいは、通常燃焼モードへの復帰など）を実行し、この燃焼モード切替実行処理が終了した時点で「燃焼モード切替中フラグ」をクリアするとともに、「燃焼モード切替中フラグクリア」の信号をＥＣＴ＿ＥＣＵ２００に出力する（ステップＳＴ１６）。

一方、ステップＳＴ１２の判定結果が肯定判定である場合つまり「ＡＴ変速中フラグＯＮ」である場合、エンジンＥＣＵ１００は、「ＡＴ変速中フラグ」がクリアされるまで待機状態を維持し、「ＡＴ変速中フラグクリア」の信号がＥＣＴ＿ＥＣＵ２００から出力された時点（ステップＳＴ１３の判定結果が肯定判定となった時点）で、ステップＳＴ１４に進んで、そのステップＳＴ１４及びステップＳＴ１５〜ＳＴ１６の各処理を実行する。具体的には、図４のタイムチャートに示すように、燃焼モード切替要求があったときに、「ＡＴ変速中フラグＯＮ」である場合、燃焼モードの切替えを直ぐには実行せずに、ＡＴ変速が終了した時点（つまり「ＡＴ変速中フラグクリア」となった時点）で、燃焼モード切替処理を実行するという制御を行うことで、自動変速機３の変速中での燃焼モード切替を禁止する。

次に、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００が実行するＡＴ変速実行制御について説明する。

まず、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００は、ステップＳＴ２１において、シフトレバーの変更等によるＡＴ変速要求があるか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合、このルーチンを一旦終了する。ステップＳＴ２１の判定結果が肯定判定である場合はステップＳＴ２２に進む。

ステップＳＴ２２において、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００は、エンジンＥＣＵ１００から「燃焼モード切替中フラグＯＮ」の信号が出力されているか否かを判定し、その判定結果が否定判定である場合つまり「燃焼モード切替フラグクリア」である場合、ステップＳＴ２４に進み、「ＡＴ変速中フラグ」をＯＮとするとともに、その「ＡＴ変速中フラグＯＮ」の信号をエンジンＥＣＵ１００に出力する。次いで、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００は、ステップＳＴ２５において、自動変速機３の変速（ＡＴ変速）を実行し、このＡＴ変速実行処理が終了した時点で「ＡＴ変速中フラグ」をクリアするとともに、「ＡＴ変速中フラグクリア」の信号をエンジンＥＣＵ１００に出力する（ステップＳＴ２６）。

一方、ステップＳＴ２２の判定結果が肯定判定である場合つまり「燃焼モード切替中フラグＯＮ」である場合、ＥＣＴ＿ＥＣＵ２００は、「燃焼モード切替中フラグ」がクリアされるまで待機状態を維持し、「燃焼モード切替中フラグクリア」の信号がエンジンＥＣＵ１００から出力された時点（ステップＳＴ２３の判定結果が肯定判定となった時点）で、ステップＳＴ２４に進んで、そのステップＳＴ２４及びステップＳＴ２５〜ＳＴ２６の各処理を実行する。具体的には、図５のタイムチャートに示すように、ＡＴ変速要求があったときに、「燃焼モード切替中フラグＯＮ」である場合、ＡＴ変速を直ぐには実行せずに、燃焼モードの切替えが終了した時点（つまり「燃焼モード切替中フラグクリア」となった時点）で、ＡＴ変速処理を実行するという制御を行うことで、燃焼モード切替中でのＡＴ変速を禁止する。

以上のように、この例の燃焼切替・ＡＴ変速実行制御によれば、ＡＴ変速中には燃焼モードを切替えることを禁止し、また、燃焼モード切替中には自動変速機３の変速（ＡＴ変速）を禁止しているので、自動変速機３のクラッチ制御時において推定トルクと実トルクとの偏差が大きくなることを防止することができる。これによって変速ショックを防止することができ、良好なドライバビリティを得ることができる。

−他の実施形態−
以上の例では、エンジン１の燃焼モードの切替えによって触媒制御を行う例について説明したが、パイロット噴射にて触媒制御を行う場合、パイロット噴射の有無の切替え（パイロット噴射を実施する運転状態とパイロット噴射を実施していない運転状態の切替え）と、自動変速機の変速とを同時に実施しないようにしてもよい。また、パイロット噴射にて触媒制御を行う場合、パイロット噴射の噴射回数の変更と自動変速機の変速とを同時に実施しないようにしてもよい。

以上の例では、自動変速機として遊星歯車式の自動変速機を使用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ＣＶＴ（ベルト式無段変速機）を連結したエンジンの排気浄化装置の制御装置にも適用可能である。

以上の例では、触媒装置９０として、ＮＳＲ触媒９１とＤＰＮＲ触媒９２とを備えたものとしたが、ＮＳＲ触媒９１または酸化触媒とＤＰＦとを備えたものとしてもよい。

以上の例では、本発明の排気浄化装置の制御装置を筒内直噴４気筒ディーゼルエンジンに適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、例えば筒内直噴６気筒ディーゼルエンジンなど他の任意の気筒数のディーゼルエンジンにも適用できる。また、筒内直噴ディーゼルエンジンに限られることなく、他のタイプのディーゼルエンジンにも本発明を適用することは可能である。また、車両用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。

本発明の実施形態の概略構成図である。 本発明を適用するエンジンの一例を示す概略構成図である。 エンジンＥＣＵが実行する燃焼モード切替実行処理及びＥＣＴ＿ＥＣＵが実行するＡＴ変速実行処理の各内容を示すフローチャートを併記して示す図である。 ＡＴ変速中における燃焼モード切替実行処理のタイミングを示すタイミングチャートである。 燃焼モード切替中におけるＡＴ変速実行処理のタイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機
３１ 油圧制御回路
１０ 燃料タンク
２０ インジェクタ
３０ コモンレール
４０ サプライポンプ
６２ ＥＧＲバルブ
７０ スロットルバルブ（吸気絞り弁）
９０ 触媒装置
９１ ＮＳＲ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型触媒）
９２ ＤＰＮＲ触媒
１００ エンジンＥＣＵ
２００ ＥＣＴ＿ＥＣＵ

Claims (4)

1. 自動変速機が連結された内燃機関の排気ガスを触媒にて浄化する排気浄化装置の制御装置であって、触媒制御要求に応じて前記内燃機関の運転状態を切替える制御手段を備え、前記内燃機関の運転状態の切替えと、前記自動変速機の変速とを同時に行わないように構成されていることを特徴とする排気浄化装置の制御装置。
2. 前記内燃機関の運転状態の切替えは、通常燃焼、ＰＭ再生燃焼、または、Ｓ被毒再生燃焼のうちのいずれか１つの燃焼状態から他の燃焼状態への切替えであることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の制御装置。
3. 前記内燃機関の運転状態の切替えは、パイロット噴射を実施する運転状態と、パイロット噴射を実施しない運転状態との切替えであることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の制御装置。
4. 前記内燃機関の運転状態の切替えは、パイロット噴射の噴射回数の変更であることを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の制御装置。

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