JP2010274756A - エンジン及び無段変速機の協調制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＰＦの再生を良好に行うとともに、燃費の悪化を抑制したエンジン及び無段変速機の協調制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１０及び無段変速機２００の協調制御装置を、ＤＰＦ８０へのスート堆積量を推定するスート堆積量推定手段８１と、ＤＰＦの再生実行要否を判定する再生判定手段と、再生判定手段の出力に基づいてエンジンの運転状態を変化させるエンジン制御手段１００と、無段変速機の変速比を設定する変速制御手段２５０とを備え、エンジン制御手段は、再生判定手段による再生実行の判定に応じて、スートの着火を可能とする再生開始時制御、及び、着火後のスートの燃焼継続を可能とする再生継続時制御を順次実行し、変速制御手段は、再生開始時制御実行時には変速比を通常時に対して大きくするとともに、再生継続時制御実行時には変速比を通常時に対して大きくかつ再生開始時制御実行時に対して小さく設定する構成とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジン及び無段変速機の協調制御装置に関し、特に燃費の悪化を抑制しつつディーゼルパティキュレートフィルタの再生制御を行うものに関する。

自動車用のディーゼルエンジンには、燃焼時に発生するスート（煤）等の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）が設けられる。このようなＤＰＦにおいて、特にいわゆる目封じ型のフィルタエレメントを用いるクローズドタイプの場合には、ＰＭの堆積量が増加すると性能が著しく低下する。これに対し、エンジンの燃料噴射制御において排気バルブの開弁直前又は開弁時にポスト噴射を行うことによって、ＤＰＦ表面に堆積したＰＭを高温で燃焼（酸化）処理する再生制御を行うことが知られている。

ＤＰＦの再生制御を行うためには排ガス温度をＰＭの着火点以上の温度とすることが必要であり、運転領域によっては再生可能な状態を作り出すことが出来なかったり、作り出せたとしても燃費的に非常に効率が悪い燃焼状態になるといった課題があった。
ＤＰＦの再生制御に関する従来技術として、例えば特許文献１には、フィルタの再生処理タイミングとなった際に、自動変速機の変速比を変更してフィルタに堆積したＰＭが自着火可能な排気ガス温度となるようにエンジンの運転状態を変化させ、再生処理の終了時にもとの変速比に復帰させることが記載されている。

特開２００４−２１１６３８号公報

特許文献１に記載された従来技術においては、自動変速機の変速比を変更することによって、ＤＰＦの再生が可能な運転状態を作り出すことができるが、このような制御を行っている間は熱効率が低下した状態となっていることから、再生処理を終了するまでの期間にわたって車両の燃費性能が損なわれてしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生を良好に行うとともに、燃費の悪化を抑制したエンジン及び無段変速機の協調制御装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタを有するエンジン及び前記エンジンの出力を増減速する無段変速機を協調制御するエンジン及び無段変速機の協調制御装置であって、前記ディーゼルパティキュレートフィルタへのスート堆積量を推定するスート堆積量推定手段と、前記スート堆積量推定手段の出力に基づいて前記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生実行要否を判定する再生判定手段と、前記再生判定手段の判定結果に基づいて前記エンジンの運転状態を変化させるエンジン制御手段と、前記無段変速機の変速比を設定する変速制御手段とを備え、前記エンジン制御手段は、前記再生判定手段による再生実行の判定に応じて、前記スートの着火を可能とする再生開始時制御、及び、着火後の前記スートの燃焼継続を可能とする再生継続時制御を順次実行し、前記変速制御手段は、前記再生開始時制御実行時には前記変速比を通常時に対して大きくするとともに、前記再生継続時制御実行時には前記変速比を通常時に対して大きくかつ前記再生開始時制御実行時に対して小さく設定することを特徴とするエンジン及び無段変速機の協調制御装置である。

請求項２の発明は、前記エンジン制御手段は、前記再生開始時制御実行時には通常時に対して燃料のメイン噴射時期を遅延させかつ膨張行程中におけるアフター噴射量を増加させるとともに、前記再生継続時制御実行時には排気バルブ開弁直前又は開弁時に噴射されるポスト噴射量を増加し、前記変速制御手段は、前記再生開始時制御実行時には通常時に対してエンジン高回転側を使用する変速比パターンを選定し、前記再生継続時制御実行時には通常時に対してエンジン高回転側でありかつ前記再生開始時制御実行時に対してエンジン低回転側を使用する変速比パターンを選定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置である。
請求項３の発明は、前記再生判定手段による再生実行の判定に応じて、現在のドライバ要求トルク及びエンジン回転数に基づき前記再生開始時制御及び前記再生継続時制御の実行可否を判定するとともに、実行不可の判定時に前記再生開始時制御及び前記再生継続時制御の実行を禁止する再生可能運転領域判定手段を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置である。

請求項４の発明は、前記再生開始時制御を開始した後、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ内又はその後流側における排ガス温度上昇に基づいて前記再生継続時制御への移行可否を判定する制御移行判定手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置である。
請求項５の発明は、前記再生開始時制御を開始した後の経過時間に基づいて前記再生継続時制御への移行可否を判定する制御移行判定手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置である。
請求項６の発明は、前記制御移行判定手段は、前記スート堆積量の増加に応じて長く設定される最低再生開始時制御継続時間が設定されるとともに、前記再生開始時制御を開始した後の経過時間が前記最低再生開始時制御継続時間以下である場合には前記再生継続時制御への移行を禁止することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置である。

請求項７の発明は、前記エンジン制御手段及び前記変速制御手段は、通常時の制御から前記再生開始時制御へ移行する際に、前記エンジン及び前記無段変速機の制御状態を徐変させることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置である。
請求項８の発明は、前記再生継続時制御の実行中に前記スートの燃焼中断を検出する燃焼中断検出手段を備え、前記エンジン制御手段及び前記変速制御手段は、前記燃焼中断の検出に応じて前記再生継続時制御から前記再生開始時制御に移行し、その後前記再生継続時制御に復帰することを特徴とする請求項1から請求項７までのいずれか１項に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置である。

本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）エンジン制御手段がスートの着火を可能とする再生開始時制御を実行する際に、無段変速機の変速比を大きくしてエンジン回転数を高めることによって、排ガス温度を早期に上昇させ、早期にスートを着火させてディーゼルパティキュレートフィルタの再生を開始することができる。
一方、スートに着火すると自己着火により安定した燃焼を継続できるため、燃焼継続時制御を実行する際には無段変速機の変速比を再生開始時制御のときよりも小さくすることによって、エンジン回転数を低下させ、再生開始時制御に対して燃費の悪化を抑制することができる。
これによって、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生サイクルを短時間で効率的に回すことが可能となり、燃費も良好な走行が可能となる。
また、上述した従来技術のようにスートを着火可能とする運転状態（本発明の再生開始時制御に相当）を再生処理の終了まで継続する必要がなく、燃費を向上できる。
（２）再生開始時制御実行時には、メイン噴射時期の遅延及びアフター噴射量の増加を行いかつ変速比パターンの変更によってエンジン回転数を高めることによって、排ガス温度を高温として短時間でスートを着火させることができる。
また、再生継続時制御実行時には、ポスト噴射を行いかつエンジン回転数を再生開始時制御に対して低くすることによって、燃費の悪化を抑制しつつスートを安定させて燃焼させることができる。
（３）現在のドライバ要求トルク及びエンジン回転数に基づき再生開始時制御及び再生継続時制御の実行可否を判定することによって、例えばアイドリング時や下り坂走行時のように極めて負荷が低く、スートを燃焼させる運転状態を作り出すことが不可能であったり、可能であったとしてもきわめて効率が悪くなる場合には再生制御を禁止し、適切な運転状態のときにのみ再生制御を実行することができる。

（４）ディーゼルパティキュレートフィルタ内又はその後流側における排ガス温度上昇に基づいて再生開始時制御から再生継続時制御への移行可否を判定することによって、スートが十分に着火していない状態で再生継続時制御へ移行することを防止し、良好な再生処理を行うことができる。
（５）再生開始時制御を開始した後の経過時間に基づいて再生継続時制御への移行可否を判定することによって、簡素な構成により適切なタイミングで再生継続時制御へ移行させることができる。
（６）再生開始時制御を開始した後の経過時間がスート堆積量の増加に応じて長く設定される最低再生開始時制御継続時間以下である場合には再生継続時制御への移行を禁止することによって、スート堆積量の多少に関わらず確実に着火させてから再生継続時制御に移行させることができる。

（７）エンジン制御手段及び変速制御手段は、通常時の制御から再生開始時制御へ移行する際に、エンジン及び無段変速機の制御状態を徐変させることによって、車両性能や走行フィーリングが急変することがなく、ドライバに違和感を与えることを防止できる。
（８）エンジン制御手段及び変速制御手段は、スートの燃焼中断の検出に応じて再生継続時制御から再生開始時制御に移行し、その後再生継続時制御に復帰することによって、スートを再び着火させて良好な再生処理を行うことができる。

本発明を適用したエンジン及び無段変速機の協調制御装置の実施例を備えた車両におけるエンジン部のシステム構成を示す模式図である。 実施例の車両におけるトランスミッション部のシステム構成を示す模式図である。 実施例におけるエンジン及び無段変速機の協調制御の概略を示すフローチャートである。 実施例における再生開始可能判定線図である。 実施例のエンジンにおける燃料噴射パターンを示す図である。 実施例における燃料噴射マップの構成を示す図である。 実施例の通常制御、再生開始時制御、再生継続時制御における無段変速機の変速線図である。

本発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタの再生を良好に行うとともに、燃費の悪化を抑制したエンジン及び無段変速機の協調制御装置を提供する課題を、スートに着火させる再生開始時制御の実行時に通常時よりエンジン回転数を高くするとともに、スートを継続燃焼させる再生継続時制御の実行時にエンジン回転数を通常時より高くかつ再生開始時制御より低くするように変速比を制御することによって解決した。

以下、本発明を適用したエンジン及び無段変速機の協調制御装置の実施例について説明する。
図１は、エンジン部のシステム構成を示す模式図である。
エンジン１０は、ターボチャージャ２０、インテークシステム３０、エキゾーストシステム４０、燃料供給装置５０、ＥＧＲ装置６０、酸化触媒（ＤＯＣ）７０、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）８０、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ１００）等を備えて構成されている。

エンジン１０は、例えば、乗用車等の自動車の走行用動力源として用いられる４ストロークのディーゼルエンジンである。
エンジン１０は、クランクシャフト１１、ピストン１２、シリンダブロック１３、ヘッド１４、燃焼室１５、グロープラグ１６、グローコントローラ１７等を備えて構成されている。
クランクシャフト１１は、エンジン１０の出力軸である。
ピストン１２は、シリンダ内を往復運動し、コンロッドを介して燃焼圧力をクランクシャフト１１に伝達する部材である。
シリンダブロック１３は、ピストン１２が収容されるシリンダ部及びクランクシャフト１１が回転可能に支持されるクランクケース部を一体に形成したものである。
ヘッド１４は、シリンダブロック１３のピストン１２の冠側の端部に設けられ、吸気ポート、排気ポート及びこれらに設けられた吸気バルブ及び排気バルブを開閉する動弁駆動機構等を備えている。
燃焼室１５は、ピストン１２の冠面とヘッド１４のこれに対向する部分との間に形成されている。
グロープラグ１６は、先端部が燃焼室１５内に露出した状態でヘッド１４に設けられた予備加熱装置である。
グローコントローラ１７は、ＥＣＵ１００の制御に応じてグロープラグ１６への通電量を制御するものである。

ターボチャージャ２０は、エンジン１０の排ガス（既燃ガス）のエネルギを用いて、エンジン１０が吸入する燃焼用空気（新気）を圧縮するものである。
ターボチャージャ２０は、コンプレッサ２１、タービン２２、アクチュエータ２３、負圧制御弁２４等を備えている。
コンプレッサ２１は、燃焼用空気を圧縮する遠心型圧縮機である。
タービン２２は、コンプレッサ２１と同軸に設けられ、エンジン１０の排ガスによって駆動されるとともに、コンプレッサ２１を駆動するものである。タービン２２は、タービンホイールの周囲のノズルに設けられる可動式のべーンによってジオメトリを連続的に変更可能な可変ジオメトリ式のものである。
アクチュエータ２３は、タービン２２の可動ベーンを駆動する負圧式のアクチュエータである。
負圧制御弁２４は、図示しない負圧源からの負圧を、ＥＣＵ１００の制御に従ってアクチュエータ２３に導入する電磁弁である。

インテークシステム３０は、エンジン１０に燃焼用空気を導入するものである。
インテークシステム３０は、インテークダクト３１、エアクリーナ３２、エアフローメータ３３、インタークーラ３４、スロットルバルブ３５、アクチュエータ３６、インテークチャンバ３７、吸気圧センサ３８、インテークマニホールド３９等を備えて構成されている。

インテークダクト３１は、大気から燃焼用空気を導入し、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１を経由してエンジン１０に供給する空気流路である。
エアクリーナ３２は、空気を濾過して埃等を除去するフィルタエレメントを備えている。エアクリーナ３２を通過した空気はターボチャージャ２０のコンプレッサ２１に導入され、圧縮される。
エアフローメータ３３は、エアクリーナ３２の出口部に設けられ、空気流量を検出するセンサを備えている。また、エアフローメータ３３には、吸気温度を検出する吸気温度センサが内蔵されている。

インタークーラ３４は、ターボチャージャ２０のコンプレッサ２１を出た空気を、走行風との熱交換によって冷却する熱交換器である。
スロットルバルブ３５は、インタークーラ３４の下流側に設けられ、エンジン１０の吸入空気量を調節するものである。
アクチュエータ３６は、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じてスロットルバルブ３５を開閉駆動するものである。
インテークチャンバ３７は、スロットルバルブ３５を通過した空気が導入される空気室であって、インテークマニホールド３９を介してエンジン１０の吸気ポートに接続されている。
吸気圧センサ３８は、インテークチャンバ３７に設けられ、エンジン１０の吸気圧力と実質的に等しいインテークチャンバ３７内の圧力を検出するものである。
インテークマニホールド３９は、インテークチャンバ３７からエンジン１０の各気筒の吸気ポートに空気を導入する分岐管路である。

エキゾーストシステム４０は、エキゾーストマニホールド４１、エキゾーストパイプ４２等を備えて構成されている。
エキゾーストマニホールド４１は、エンジン１０の各気筒の排気ポートから排出される排ガスを集合させてターボチャージャ２０のタービン２２に導入する管路である。
エキゾーストパイプ４２は、タービン２２から出た排気を車外に排出する管路である。エキゾーストパイプ４２には、ＤＯＣ７０、ＤＰＦ８０等の排ガス後処理装置が設けられている。

燃料供給装置５０は、エンジン１０の燃焼室１５内に燃料を供給するものである。燃料供給装置５０は、サプライポンプ５１、吸入調量電磁弁５２、燃料温度センサ５３、コモンレール５４、燃圧センサ５５、インジェクタ５６等を備えたコモンレール式の高圧燃料噴射装置である。

サプライポンプ５１は、例えばインナカム式の圧送系を備え、燃料である軽油を加圧してコモンレール５４に供給するものである。
吸入調量電磁弁５２は、サプライポンプ５１の燃料の吸入量を調整するものであって、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて駆動される。
燃料温度センサ５３は、サプライポンプ５１における燃料の温度を検出するものである。

コモンレール５４は、サプライポンプ５１が吐出した高圧の燃料を貯留する蓄圧器である。
燃圧センサ５５は、コモンレール５４内の燃料の圧力（燃圧）を検出するものである。上述した吸入調量電磁弁５２は、燃圧センサ５５の出力を用いたフィードバック制御により、燃圧が例えばエンジン回転数及び負荷に応じて設定される所定の目標値となるようにその開度を調節される。
インジェクタ５６は、コモンレール５４から供給される燃料を各気筒の燃焼室１５内に噴射するものである。インジェクタ５６は、例えばピエゾ素子やソレノイド等のアクチュエータによって開閉される弁体を有し、ＥＣＵ１００からの噴射パルス信号に応じて開弁される。インジェクタ５６の噴射タイミング及び噴射量はＥＣＵ１００によって制御されている。

ＥＧＲ装置６０は、燃焼温度を抑制してＮＯｘの排出量を低減することを目的とし、エキゾーストマニホールド４１から抽出したエンジン１０の排ガスの一部を、インテークダクト３１内に還流させるものである。
ＥＧＲ装置６０は、ＥＧＲ通路６１、ＥＧＲ制御弁６２、ＥＧＲクーラ６３等を備えて構成されている。
ＥＧＲ通路６１は、エキゾーストマニホールド４１からインテークダクト３１に排ガスを導入する管路である。
ＥＧＲ制御弁６２は、ＥＣＵ１００の制御に応じてＥＧＲ通路６１の排ガス流量（ＥＧＲ量）を調節するものである。
ＥＧＲクーラ６３は、ＥＧＲ通路６１を流れる排ガスを走行風との熱交換によって冷却するものである。

ＤＯＣ７０は、エキゾーストパイプ４２に設けられ、排ガス中の主として炭化水素（ＨＣ）を酸化処理するものである。ＤＯＣ７０は、例えばコーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体の表面に、白金やパラジウム等の貴金属やアルミナ等の金属酸化物を担持させて形成されている。
ＤＯＣ７０には、入口部分の排ガス温度を検出する温度センサ７１が設けられている。

ＤＰＦ８０は、エキゾーストパイプ４２のＤＯＣ７０よりも下流側に設けられ、排ガスを濾過して粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタを備えている。ここで、ＰＭには、スート（煤）、有機溶剤可溶性成分（ＳＯＦ）、サルフェート（ＳＯ_４）等が含まれる。
フィルタは、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に形成し、ガス流路となる多数のセルを、入口側、出口側が互い違いとなるように端面に封をして形成されたいわゆるクローズドタイプ（ウォールフロータイプ）のものである。
ＤＰＦ８０は、入口圧力と出口圧力との間の差圧を検出する差圧センサ８１、及び、出口の排ガス温度を検出する温度センサ８２を備えている。
差圧センサ８１は、ＤＰＦ８０へのスート堆積量の増加に伴いより大きい差圧を検出することから、エンジン制御ユニット１００と協働して本発明におけるスート堆積量推定手段として機能する。

ＥＣＵ１００は、上述したエンジン１０及びその補機類を統括的に制御するものであって、ＣＰＵ等の情報処理装置、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置、入出力インターフェイス、及び、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、カウンタ、各種ロジック回路等の周辺回路を備えている。
ＥＣＵ１００には、上述した各種センサのほか、アクセルペダルセンサ１０１、大気圧センサ１０２の出力が入力される。
アクセルペダルセンサ１０１は、ドライバが操作するアクセルペダルのポジションを検出することによって、ドライバ要求トルクを検出する要求トルク検出手段である。
大気圧センサ１０２は、車両の周囲雰囲気における大気圧を検出するものである。

ＥＣＵ１００は、アクセルペダルセンサ１０１の出力に応じて設定される要求トルクに応じて、スロットルバルブ３５の開度、燃料供給装置５０の燃料噴射量及び時期、燃圧等を制御する。
また、ＥＣＵ１００は、後述するＤＰＦ再生制御を行う機能を備えている。

図２は、実施例の車両におけるトランスミッション部のシステム構成を示す模式図である。
トランスミッション２００は、エンジン１０の出力を増減速する例えばチェーン式の無段変速機（ＣＶＴ）である。
トランスミッション２００は、トルクコンバータ２１０、ドライブプーリ２２０、ドリブンプーリ２３０、ドライブチェーン２４０、トランスミッション制御ユニット２５０等を備えて構成されている。

トランスミッション２００は、エンジン１０の後部（フライホイール側）に接続されるケース部を備え、この内部にトルクコンバータ２１０、ドライブプーリ２２０、ドリブンプーリ２３０、ドライブチェーン２４０等の変速機構や、変速後の出力を前後輪のアクスルディファレンシャルに分配するＡＷＤトランスファ、さらに前輪側のディファレンシャル等を収容して構成されている。

トルクコンバータ２１０は、エンジン１０のクランクシャフト１１後端部に接続される流体継手であって、ロックアップ機構を備えている。
ドライブプーリ２２０、ドリブンプーリ２３０、ドライブベルト２４０は、協働してチェーン式無段変速機（ＣＶＴ）の変速機構部を構成するものである。
ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０は、回転中心軸が平行に配置された状態で隣接して設けられている。ドライブチェーン２４０は、ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０に架け渡され、これらの間で動力伝達を行う。
ドライブプーリ２２０は、トルクコンバータ２１０の出力側に接続されている。
ドリブンプーリ２３０は、ＡＷＤトランスファの入力側に接続されている。

ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０は、それぞれ軸方向に対向して配置された一対のテーパ面を備え、ドライブチェーン２４０はこれらのテーパ面によって挟持される。また、ドライブプーリ２２０及びドリブンプーリ２３０は、対向するテーパ面の間隔を変化させることによって、プーリの実効径を無段階に変化させ、変速比を連続的に変化させることができる。
トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）２５０は、エンジン回転数、アクセルペダルからの要求に基づくドライバ要求トルク等の運転状態に基づいて、ＣＶＴの変速比を設定する変速制御手段である。この変速比の設定については、後に詳しく説明する。
エンジン制御ユニット１００とトランスミッション制御ユニット２５０とは、例えばＣＡＮ通信システム等の車載ＬＡＮによって接続されて相互に通信し、エンジン１０及びトランスミッション２００の協調制御を行う。

次に、本実施例におけるＤＰＦ再生制御について説明する。
ＤＰＦ再生制御は、ＤＰＦ８０へのＰＭ堆積量が増加した際に、排ガス温度を向上させ、フィルタ上に堆積したスート等のＰＭを高温で燃焼（酸化）処理し、フィルタを再生する制御である。
ＰＭの推定堆積量は、例えば、ＤＰＦ８０の差圧センサ８１の出力に基づいて求めることができ、差圧が大きいほど堆積量が大きいと推定される。
また、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づくＰＭ排出量のマップを、予め実験又はシミュレーションによって作成しておき、このマップに基づいて順次求められるＰＭ排出量を積算してＰＭの推定堆積量を求めてもよい。

本実施例のＤＰＦ再生制御は、以下説明する再生開始時制御及び再生継続時制御を有し、これらの制御はエンジン１０及びその補機類とトランスミッション２００とを協調制御するものである。以下、詳しく説明する。
図３は、実施例における協調制御の概略を示すフローチャートである。以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ０１：運転状態確認・ＤＰＦ状態確認＞
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１０の運転状態を確認するとともに、ＤＰＦ８０の状態を確認する。
具体的には、エンジン１０の回転数、ドライバ要求トルク等を確認するとともに、ＤＰＦ８０の差圧センサ８１及び温度センサ８２の出力等を確認する。
その後、ステップＳ０２に進む。

＜ステップＳ０２：ＤＰＦ再生制御要否判定＞
エンジン制御ユニット１００は、ＤＰＦ８０の再生制御の要否を判定する。具体的には、前回の再生制御から所定期間が経過しており、かつ、差圧センサ８１が検出した差圧が所定の閾値以上である場合には再生制御が必要と判定し、ステップＳ０３に進む。一方、その他の場合には再生制御がまだ不要と判定し、ステップＳ０５に進む。
なお、このときエンジン制御ユニット１００は、本発明にいう再生判定手段として機能する。

＜ステップＳ０３：ＤＰＦ再生実施中判定＞
エンジン制御ユニット１００は、現在ＤＰＦ再生実施中であるか否かを判定する。具体的には、ＤＰＦ８０の温度センサ８２の出力等に基づいて、スートが燃焼中であることを検出した場合には、ＤＰＦ再生実施中であるものとしてステップＳ０７に進む。また、スートの燃焼が検出されない場合にはステップＳ０４に進む。

＜ステップＳ０４：ＤＰＦ再生開始可能判定＞
エンジン制御ユニット１００は、現在のエンジン１０の運転状態に基づいて、ＤＰＦの再生開始処理が可能であるか否かを判定する。このとき、エンジン制御手段１００は、本発明にいう再生可能運転領域判定手段として機能する。
図４は、再生開始可能判定線図であって、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸はドライバのアクセルペダル踏み込み量に基づく要求エンジントルクを示している。ＤＰＦ再生可能判定ラインは、所定の出力における等馬力線であって、現在のエンジン１０の運転状態がこのＤＰＦ再生可能判定ラインよりも低負荷・低回転側である場合（例えばアイドリング状態や下り坂連続走行等に相当する）には、後述する再生開始時制御を行ったとしてもＤＰＦ８０に堆積したスートを燃焼可能な状態とすることが不可能か、または極めて燃費効率が損なわれることから、ＤＰＦ再生不可能と判定し、ステップＳ０５に進む。一方、その他の場合にはステップＳ０６に進む。

＜ステップＳ０５：通常エンジン制御・通常ＣＶＴ制御実行＞
エンジン制御ユニット１００は、ＤＰＦ８０の再生処理を行わない通常の制御を実行する。
また、トランスミッション制御ユニット２５０も標準的な制御である通常制御を実行する。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ０６：再生開始時エンジン制御・再生開始時ＣＶＴ制御実行＞
エンジン制御ユニット１００は、ＤＰＦ８０に堆積したスートへの着火を行う再生開始時制御を実行する。
また、トランスミッション制御ユニット２５０は、トランスミッション（ＣＶＴ）の変速線図における変速ラインを通常制御に対して高回転側（変速比大）にシフトし、エンジン１０の回転数を通常制御に対して高くする再生開始時制御を実行する。
エンジン１０及びトランスミッション２００の再生開始時制御は、例えばＤＰＦ８０の温度センサ８２の出力に基づいて、スートの燃焼開始に伴う排ガス温度の上昇が検出されるまで継続される。また、エンジン制御手段１００は、再生開始時制御の最低実行時間（本発明にいう最低再生開始時制御継続時間）を設定し、再生開始時制御開始からの経過時間がこの最低実行時間に満たない場合には、温度センサ８２の出力にかかわらず再生開始時制御を維持する。この最低実行時間は、ＤＰＦ８０の差圧センサ８１の出力に基づいて推定されるスートの堆積量が多くなるのに応じて長くなるように設定される。エンジン制御手段１００及びトランスミッション制御手段２５０は、再生開始時制御の終了後、引き続いて後述する再生継続時制御を開始する。このとき、エンジン制御手段１００は、本発明にいう制御移行判定手段として機能する。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ０７：再生継続時エンジン制御・再生継続時ＣＶＴ制御実行＞
エンジン制御ユニット１００は、上述した再生開始時制御によって着火したスートの燃焼を継続させる再生開始時制御を実行する。
また、トランスミッション制御ユニット２５０は、トランスミッションの変速線図における変速ラインを、通常制御に対して高回転側（変速比大）でありかつ再生開始時制御に対して低回転側（変速比小）となるようにシフトし、エンジン１０の回転数を通常制御に対して高くかつ再生開始時制御に対して低くする再生継続時制御を実行する。
この再生継続時制御は、ＤＰＦ８０に堆積したスートが十分に低減されるまで行われ、例えば差圧センサ８１が検出した出入口間の差圧が所定の閾値以下となるまで行われる。また、再生継続時制御の途中で、例えば温度センサ８２の出力等に基づいてスートの失火が検出された場合には、再生継続時制御を中断し、再生開始時制御へ移行してスートの再着火を図る。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

以下、上述した通常制御、再生開始時制御、再生継続時制御についてより詳細に説明する。
図５は、エンジン１０における燃料の噴射パターンを示す図である。
実施例のエンジン１０においては、１回の燃焼サイクル内において、プレ噴射、メイン噴射、アフター噴射、ポスト噴射を順次実行する（但し、制御状態によっては一部が省略される場合もある）。
メイン噴射は、例えば圧縮上死点直前に噴射され、エンジン１０の出力発生に主に寄与するものである。
プレ噴射は、ＮＯｘ改善や騒音低減等を目的として、メイン噴射の直前に噴射され、メイン噴射に先立って燃焼を徐々に開始させるためのものである。
アフター噴射は、メイン噴射の燃え残った燃料を完全燃焼させるとともに、排ガス温度を高めて排ガス処理の効率を高めることを目的として、メイン噴射の直後に噴射されるものである。
ポスト噴射は、例えば排気バルブの開弁時又はその直前に噴射される。ポスト噴射によって噴射された燃料は、未燃のままエンジン１０から排出されてＤＯＣ７０等で燃焼し、ＤＰＦ８０でのスートの燃焼が可能となるように排ガス温度を高める。

表１はエンジン制御装置１００による通常制御、再生開始時制御、再生継続時制御における制御パラメータの代表例を示すものである。

表１に示すように、通常制御においては、アフター噴射量を０又は小さくし、ポスト噴射量を０、メイン噴射時期を通常値、スロットルバルブ３５の開度を全開、過給圧を通常値とすることによって、燃焼消費率及び出力を優先した制御としている。このとき、排ガス温度は再生開始時制御及び再生継続時制御に対して低くなり、ＤＰＦ８０におけるスートの燃焼は行われない。

再生開始時制御は、アフター噴射量を通常制御に対して大きくするとともにポスト噴射量を０又は小さくし、メイン噴射時期を通常制御に対して遅角させ、必要に応じてスロットルバルブ３５は中間位置まで閉じられる。また、過給圧は通常制御に対して必要に応じて低くされる。
これによって、通常制御に対して排ガス温度が高くなり、ＤＰＦ８０がスートの着火点以上の温度まで早期に昇温される。

再生継続時制御は、アフター噴射量を０又は小さくする一方ポスト噴射量を大きくする。また、メイン噴射時期は通常制御と再生開始時制御の間で必要に応じて遅角される。スロットルバルブ３５は必要に応じて中間位置まで閉じられ、過給圧は通常制御に対して必要に応じて低くされる。
これによって、再生開始時制御によって着火したＤＰＦ８０内のスートの継続燃焼が行われる。

図６は、エンジン制御ユニット１００が保持している燃料噴射マップの構成を示す図である。
エンジン制御ユニット１００は、メイン噴射、アフター噴射、ポスト噴射のそれぞれについて、エンジン回転数及び負荷を軸格子とする噴射量、噴射時期、噴射燃圧のマップを保持している。
エンジン制御ユニット１００は、このような燃料噴射マップを通常制御、再生開始時制御、再生継続時制御のそれぞれについて保持しており、各マップを切り換えることによって制御の移行を行う。

また、本実施例においては、上述したエンジン１０の通常制御、再生開始時制御、再生継続時制御と協調して、トランスミッション２００においても以下説明する通常制御、再生開始時制御、再生継続時制御が行われる。
図７は、通常制御、再生開始時制御、再生継続時制御におけるトランスミッション２００の変速線図である。
図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）は、それぞれ通常制御、再生開始時制御、再生継続時制御の変速線図を示している。各図において、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸はドライバ要求エンジントルクを示している。
各図において、最外側の太線で示す曲線はエンジン１０の最大出力線を示し、その内側に細線で示す曲線はエンジン１０の等燃費率線を示している。エンジン１０の燃費率は、内側の等燃費率線へ向かうほど良好となる。
トランスミッション制御ユニット２５０は、エンジン１０の回転数がドライバ要求エンジントルクと変速ラインとの交点から読みだされるエンジン回転数となるようにトランスミッション２００の変速比を制御する。

通常制御は、原則として最も燃料消費率の良好な変速ラインを通るようにトランスミッション２００の変速比を制御する。この通常制御においては、トルクの増加に応じてエンジン１０の回転数が高くなるように変速比を変化させる。すなわち、低トルクの領域においては、エンジン回転数を低下させてフリクションの低減を図り、燃費の向上を図るようになっている。

再生開始時制御は、通常制御に対して高回転高負荷（変速比大）の変速ラインを通るようにトランスミッション２００を制御することによって、排ガス温度を早期に上昇させ、ＤＰＦ８０の再生が可能な状態（例えば、ＤＰＦ８０内温度が約５００〜６００℃）を早期に作り出すものである。再生開始時制御においては、通常制御に対して、全域のトルクにわたってトランスミッション２００の変速比を大きくしてエンジン１０の回転数を高くするとともに、低トルクの領域においても、高トルクの領域に対するエンジン回転数の低下量が小さくなるように変速比を制御する。これによって、ドライバ要求トルクが低い領域では通常制御に対して高回転、低負荷となってエンジン１０のフリクションは大となり、燃費悪化につながるが、排ガス温度の昇温を優先し、燃費は若干犠牲にする。

再生継続時制御は、各トルク域におけるエンジン回転数が上述した通常制御と再生継続時制御との中間となるように変速比を制御する。これによって、安定したＤＰＦ８０の再生を行うとともに、再生開始時エンジン制御よりはエンジン１０のフリクションを低下させ、燃費率の高い運転を行うことができる。
なお、通常制御から再生開始時制御への移行、及び、再生開始時制御から再生継続時制御への移行時においては、エンジン１０の各制御パラメータ及びトランスミッション２００の変速ラインを、連続的に徐変させることでトルクショック等の発生を防止し、ドライバに違和感を与えることを防止している。

以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）エンジン制御ユニット１００がＤＰＦ８０に堆積したスートの着火を可能とする再生開始時制御を実行する際に、トランスミッション制御ユニット２５０がトランスミッション２００の変速比を大きくしてエンジン回転数を高めることによって、排ガス温度を早期に上昇させ、早期にスートを着火させてＤＰＦ８０の再生を開始することができる。
一方、スートに着火すると自己着火により安定した燃焼を継続できるため、再生継続時制御を実行する際にはエンジン回転数が再生開始時制御よりもエンジン回転数が低くなるように無段変速機の変速比を設定することによって、安定したスートの燃焼を行いつつ燃費の悪化を抑制することができる。
（２）再生開始時制御実行時には、メイン噴射時期の遅延及びアフター噴射量の増加を行いかつ変速線図における変速ラインのシフトによってエンジン回転数を通常制御に対して高めることによって、排ガス温度を高温として短時間でスートを着火させることができる。
また、再生継続時制御実行時には、ポスト噴射を行いかつエンジン回転数を再生開始時制御に対して低くすることによって、燃費の悪化を抑制しつつスートを安定させて燃焼させることができる。
（３）現在のドライバ要求トルク及びエンジン回転数に基づき再生開始時制御及び再生継続時制御の実行可否を判定することによって、例えばアイドリング時や下り坂走行時のように極めて負荷が低く、スートを燃焼させる運転状態を作り出すことが不可能であったり、きわめて効率が悪くなる場合には通常制御を継続し、適切な運転状態のときにのみ再生制御を実行することができる。

（４）ＤＰＦ８０の出口に設けられた温度センサ８２の出力に基づいて再生開始時制御から再生継続時制御への移行可否を判定することによって、スートが十分に着火していない状態で再生継続時制御へ移行することを防止し、良好な再生処理を行うことができる。
（５）再生開始時制御を開始した後の経過時間がスート堆積量の増加に応じて長く設定される最低実行時間以下である場合には再生継続時制御への移行を禁止することによって、スート堆積量の多少に関わらず確実に着火させてから再生継続時制御に移行させることができる。
（６）エンジン制御ユニット１００及びトランスミッション制御ユニット２５０は、通常時の制御から再生開始時制御へ移行する際に、エンジン１０及びトランスミッション２５０の制御状態を徐変させることによって、車両性能や走行フィーリングが急変することがなく、ドライバに違和感を与えることを防止できる。
（７）ＤＰＦ８０の出口に設けられた温度センサ８２の出力に基づいてスートの失火（燃焼中断）が検出された場合には、再生継続時制御から再生開始時制御に移行し、その後再生継続時制御に復帰することによって、スートを再び着火させて良好な再生処理を行うことができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン及び無段変速機の協調制御装置、エンジン、無段変速機等の構成は、上述した実施例のものに限定されず、適宜変更することができる。例えば、実施例の無段変速機はチェーン式のものであるが、これに限らず、例えばベルト式やトロイダル式のＣＶＴにも本発明を適用することができる。
（２）実施例では再生開始時制御を開始した後のＤＰＦ出口温度に基づいて再生継続時制御への移行可否を判定しているが、本発明はこれに限らず、例えば再生開始時制御を開始してからの経過時間に基づいて再生継続時制御への移行可否を判定してもよい。
（３）通常制御、再生開始時制御、再生継続時制御におけるパラメータの変化は、上述した実施例のパターンに限定されず、適宜変更することができる。

１０ エンジン １１ クランクシャフト
１２ ピストン １３ シリンダブロック
１４ ヘッド １５ 燃焼室
１６ グロープラグ １７ グローコントローラ
２０ ターボチャージャ ２１ コンプレッサ
２２ タービン ２３ アクチュエータ
２４ 負圧制御弁
３０ インテークシステム ３１ インテークダクト
３２ エアクリーナ ３３ エアフローメータ
３４ インタークーラ ３５ スロットルバルブ
３６ アクチュエータ ３７ インテークチャンバ
３８ 吸気圧センサ ３９ インテークマニホールド
４０ エキゾーストシステム ４１ エキゾーストマニホールド
４２ エキゾーストパイプ
５０ 燃料供給装置 ５１ サプライポンプ
５２ 吸入調量電磁弁 ５３ 燃料温度センサ
５４ コモンレール ５５ 燃圧センサ
５６ インジェクタ
６０ ＥＧＲ装置 ６１ ＥＧＲ通路
６２ ＥＧＲ制御弁 ６３ ＥＧＲクーラ
７０ 酸化触媒（ＤＯＣ） ７１ 温度センサ
８０ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
８１ 差圧センサ ８２ 温度センサ
１００ エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）
１０１ アクセルペダルセンサ １０２ 大気圧センサ
２００ トランスミッション ２１０ トルクコンバータ
２２０ ドライブプーリ ２３０ ドリブンプーリ
２４０ ドライブチェーン
２５０ トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）

Claims (8)

1. ディーゼルパティキュレートフィルタを有するエンジン及び前記エンジンの出力を増減速する無段変速機を協調制御するエンジン及び無段変速機の協調制御装置であって、
   前記ディーゼルパティキュレートフィルタへのスート堆積量を推定するスート堆積量推定手段と、
   前記スート堆積量推定手段の出力に基づいて前記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生実行要否を判定する再生判定手段と、
   前記再生判定手段の判定結果に基づいて前記エンジンの運転状態を変化させるエンジン制御手段と、
   前記無段変速機の変速比を設定する変速制御手段と
   を備え、
   前記エンジン制御手段は、前記再生判定手段による再生実行の判定に応じて、前記スートの着火を可能とする再生開始時制御、及び、着火後の前記スートの燃焼継続を可能とする再生継続時制御を順次実行し、
   前記変速制御手段は、前記再生開始時制御実行時には前記変速比を通常時に対して大きくするとともに、前記再生継続時制御実行時には前記変速比を通常時に対して大きくかつ前記再生開始時制御実行時に対して小さく設定すること
   を特徴とするエンジン及び無段変速機の協調制御装置。
2. 前記エンジン制御手段は、前記再生開始時制御実行時には通常時に対して燃料のメイン噴射時期を遅延させかつ膨張行程中におけるアフター噴射量を増加させるとともに、前記再生継続時制御実行時には排気バルブ開弁直前又は開弁時に噴射されるポスト噴射量を増加し、
   前記変速制御手段は、前記再生開始時制御実行時には通常時に対してエンジン高回転側を使用する変速比パターンを選定し、前記再生継続時制御実行時には通常時に対してエンジン高回転側でありかつ前記再生開始時制御実行時に対してエンジン低回転側を使用する変速比パターンを選定すること
   を特徴とする請求項１に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置。
3. 前記再生判定手段による再生実行の判定に応じて、現在のドライバ要求トルク及びエンジン回転数に基づき前記再生開始時制御及び前記再生継続時制御の実行可否を判定するとともに、実行不可の判定時に前記再生開始時制御及び前記再生継続時制御の実行を禁止する再生可能運転領域判定手段を備えること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置。
4. 前記再生開始時制御を開始した後、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ内又はその後流側における排ガス温度上昇に基づいて前記再生継続時制御への移行可否を判定する制御移行判定手段を備えること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置。
5. 前記再生開始時制御を開始した後の経過時間に基づいて前記再生継続時制御への移行可否を判定する制御移行判定手段を備えること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置。
6. 前記制御移行判定手段は、前記スート堆積量の増加に応じて長く設定される最低再生開始時制御継続時間が設定されるとともに、前記再生開始時制御を開始した後の経過時間が前記最低再生開始時制御継続時間以下である場合には前記再生継続時制御への移行を禁止すること
   を特徴とする請求項４又は請求項５に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置。
7. 前記エンジン制御手段及び前記変速制御手段は、通常時の制御から前記再生開始時制御へ移行する際に、前記エンジン及び前記無段変速機の制御状態を徐変させること
   を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置。
8. 前記再生継続時制御の実行中に前記スートの燃焼中断を検出する燃焼中断検出手段を備え、
   前記エンジン制御手段及び前記変速制御手段は、前記燃焼中断の検出に応じて前記再生継続時制御から前記再生開始時制御に移行し、その後前記再生継続時制御に復帰すること
   を特徴とする請求項1から請求項７までのいずれか１項に記載のエンジン及び無段変速機の協調制御装置。

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