ディーゼルエンジン制御装置
【課題】自動変速機のシフトダウン時にディーゼルエンジンの回転数上昇を迅速に実施すると共に、排気浄化触媒の触媒床温低下を防止する。
【解決手段】自動変速機のシフトダウン時には（Ｓ１０２でyes）、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８によりエンジン回転数ＮＥがシフトダウン状態に応じた目標エンジン回転数（吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ）になる。これと共に、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４により吸気量が増加してスモークが防止される。更にステップＳ１１６，Ｓ１１８により還元剤（ここでは燃料使用）を排気中に添加するので、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４による吸気量増加時に排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できる。
【解決手段】自動変速機のシフトダウン時には（Ｓ１０２でyes）、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８によりエンジン回転数ＮＥがシフトダウン状態に応じた目標エンジン回転数（吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ）になる。これと共に、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４により吸気量が増加してスモークが防止される。更にステップＳ１１６，Ｓ１１８により還元剤（ここでは燃料使用）を排気中に添加するので、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４による吸気量増加時に排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力を自動変速機を備えた動力伝達系を介して出力すると共に、吸気系に吸気量を調節する吸気量調節弁を備え、排気系に排気中に還元剤を添加する添加弁と該添加弁からの還元剤の供給を受ける排気浄化触媒とを備えたディーゼルエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機を備えたガソリンエンジンにおいて、減速時のシフトダウンを迅速に完了するために、予め吸気量を増大させることにより、シフト時の初期にエンジン出力を増大して早期にエンジン回転数が上昇するようにしている技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２４７８７４号公報（第３−４頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１では、ガソリンエンジンであるため減速時に吸気量を増大させることにより、燃焼室内への混合気の流入量を増大させて、この結果、エンジン出力を増大させている。
【０００４】
一方、ディーゼルエンジンにおいては燃焼室内への燃料噴射量を増大させることができるので、迅速にエンジン出力を増大させることができる。しかしディーゼルエンジンにおいては、減速時などで燃料噴射量が少なくあるいは燃料カットがなされている場合に、大量に吸気されると排気系に設けられている排気浄化触媒が低温化してエミッションの悪化を生じるおそれがある。このため減速時などでは、吸気系に設けた吸気量調節弁、いわゆるディーゼルスロットル弁を絞ることにより、吸気量を制限している。
【０００５】
ところがシフトダウン時に、要求される目標エンジン回転数に上昇するように燃料噴射量を制御する場合、ディーゼルスロットルが絞られていると、燃料噴射量の増加によりスモークを生じるおそれがある。このためディーゼルスロットルについても開度を大きくして、吸気量の増大を図る必要がある。
【０００６】
しかしこのような場合にも吸気量増大を実行すると、排気系での排気流量が増加して排気浄化触媒の触媒床温が低下する事態を招き、排気浄化が困難となるおそれがあった。
本発明は、自動変速機のシフトダウン時にディーゼルエンジンの回転数上昇を迅速に実施すると共に、排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できるディーゼルエンジン制御装置を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載のディーゼルエンジン制御装置は、動力を自動変速機を備えた動力伝達系を介して出力すると共に、吸気系に吸気量を調節する吸気量調節弁を備え、排気系に排気中に還元剤を添加する添加弁と該添加弁からの還元剤の供給を受ける排気浄化触媒とを備えたディーゼルエンジンの制御装置であって、前記自動変速機のシフトダウン時に、ディーゼルエンジンの回転数を、シフトダウン状態に応じて要求される目標エンジン回転数とするための必要燃料噴射量を設定して燃料噴射量を制御する吹上燃料噴射制御手段と、前記吹上燃料噴射制御手段にて設定した必要燃料噴射量に基づいて吹上時要求吸気量を設定して、ディーゼルエンジンの吸気量が前記吹上時要求吸気量となるように前記吸気量調節弁の開度を制御する吹上時吸気量制御手段と、前記吹上時吸気量制御手段による前記吸気量調節弁の開度制御時に、排気浄化触媒の触媒床温低下を抑制する還元剤を排気中に添加する還元剤添加手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
吹上燃料噴射制御手段と吹上時吸気量制御手段とにより、自動変速機のシフトダウン時にエンジン回転数がシフトダウン状態に応じた目標エンジン回転数になると共に、吸気量の増加によりスモークが防止される。
【０００９】
更に還元剤添加手段が、吹上時吸気量制御手段による吸気量調節弁の開度制御時に、排気浄化触媒の触媒床温低下を抑制する還元剤を排気中に添加するので、排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できる。
【００１０】
請求項２に記載のディーゼルエンジン制御装置は、請求項１に記載のディーゼルエンジン制御装置と、前記吹上時吸気量制御手段にて設定された吹上時要求吸気量と、前記還元剤添加手段による排気中への還元剤添加量との関係が、前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態か否かを判定する触媒床温低下判定手段と、前記触媒床温低下判定手段にて前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態にあると判定された場合には、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量を減少補正する吹上時要求吸気量減少手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
更に吹上時要求吸気量と還元剤添加量との関係から排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態にあると触媒床温低下判定手段にて判定された場合には、吹上時要求吸気量減少手段は吹上時要求吸気量を減少補正している。このため、触媒床温低下を、より確実に防止でき、排気浄化状態を良好に維持させることができる。
【００１２】
請求項３に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項２において、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記吸気系での吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、前記吹上時要求吸気量減少手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と、前記吸気量検出手段にて検出された吸気量とに基づいて、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量を減少補正することを特徴とする。
【００１３】
このように触媒床温と吸気量とに基づいて吹上時要求吸気量を減少補正することで、より確実にスモーク防止と触媒床温低下防止との両方の効果を生じさせることができる。
請求項４に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項２において、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段を備え、前記吹上時要求吸気量減少手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と前記還元剤添加手段にて前記添加弁から排気中へ添加された還元剤添加量とに基づいて前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こさない供給可能吸気量を設定し、該供給可能吸気量を、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量として設定することにより、前記減少補正することを特徴とする。
【００１４】
このように触媒床温と還元剤添加量とに基づいて排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こさない供給可能吸気量を設定している。この供給可能吸気量を、吹上時要求吸気量減少手段が吹上時要求吸気量として設定することで、吹上時吸気量制御手段にて設定される吹上時要求吸気量を減少補正することとしても良い。このことにより、より確実にスモーク防止と触媒床温低下防止との両方の効果を生じさせることができる。
【００１５】
請求項５に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項２〜４のいずれかにおいて、前記吹上時要求吸気量減少手段にて前記吹上時要求吸気量が減少補正された場合には、該減少補正に対応して前記吹上燃料噴射制御手段にて噴射量を制御するための前記必要燃料噴射量を減少させる吹上燃料減少手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
このように吹上燃料減少手段が、燃料噴射量側についても、吹上時要求吸気量の減少補正に対応して減少させているので、スモーク発生などのエミッション悪化を、より効果的に防止できる。
【００１７】
請求項６に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記吸気系での吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、前記還元剤添加手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と、前記吸気量検出手段にて検出された吸気量とに基づいて還元剤の添加量を設定することを特徴とする。
【００１８】
このようにして還元剤の添加量は、触媒床温と吸気量とから設定することで、触媒床温低下を防止する還元剤添加を実行することができる。
請求項７に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項６において、前記還元剤添加手段は、前記排気浄化触媒にて浄化可能な最大添加量を上限として、前記添加量を設定することを特徴とする。
【００１９】
更に、このように添加量としては単に触媒床温低下防止のみの観点からでなく、排気浄化触媒にて浄化可能な最大添加量を上限とすることで、より確実にスモーク防止と触媒床温低下防止との両方の効果を生じさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［実施の形態１］
図１は上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジン制御装置の機能を果たす制御システムの概略構成を表すブロック図である。
【００２１】
ディーゼルエンジン２は複数気筒、ここでは４気筒＃１，＃２，＃３，＃４からなる。ディーゼルエンジン２の吸気系について説明する。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は、吸気弁６にて開閉される吸気ポート８及び吸気マニホールド１０を介してサージタンク１２に連結されている。サージタンク１２は、吸気経路１４を介して、インタークーラ１６及び過給機、ここでは排気ターボチャージャ１８のコンプレッサ１８ａにおける出口側に連結されている。コンプレッサ１８ａの入口側はエアクリーナ２０に連結されている。サージタンク１２には、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称する）経路２２のＥＧＲガス供給口２２ａが開口している。サージタンク１２とインタークーラ１６との間にはディーゼルスロットル弁（以下、「Ｄスロットル」と称する）２４（吸気量調節弁に相当）が配置され、コンプレッサ１８ａとエアクリーナ２０との間には、吸入空気量センサ２６（吸気量検出手段に相当）及び吸気温センサ２８が配置されている。
【００２２】
ディーゼルエンジン２の排気系について説明する。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は、排気弁３０にて開閉される排気ポート３２及び排気マニホールド３４を介して排気ターボチャージャ１８の排気タービン１８ｂにおける入口側に連結され、排気タービン１８ｂの出口側は排気経路３６に接続されている。尚、排気タービン１８ｂは排気マニホールド３４において第４気筒＃４側から排気を導入している。
【００２３】
この排気経路３６には２つの排気浄化装置４０，４２が配置されている。上流側の第１排気浄化装置４０はＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）として構成されている。すなわち、内部に酸化触媒が担持されたフィルタ４０ａ，４０ｂを配置して、排気中の粒子状物質（以下「ＰＭ」と称する）を捕捉する。ＰＭが捕捉されて或程度蓄積すると高温の酸化雰囲気にて触媒により酸化されることによりＰＭは除去され浄化される。下流側の第２排気浄化装置４２は、酸化触媒４２ａが収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。これらフィルタ４０ａ，４０ｂ及び酸化触媒４２ａが排気浄化触媒に相当する。
【００２４】
尚、第１排気浄化装置４０内の２つのフィルタ４０ａ，４０ｂの間には第１排気温センサ４４が配置され、入口排気温Ｔｅｘｉｎを検出している。又、フィルタ４０ｂと酸化触媒４２ａとの間において、フィルタ４０ｂの直下には第２排気温センサ４６が配置され出口排気温Ｔｅｘｏｕｔを検出し、更に空燃比センサ４８が配置されて空燃比Ａ／Ｆを検出している。
【００２５】
フィルタ４０ｂの上流側と下流側には差圧センサ５０の配管がそれぞれ設けられている。差圧センサ５０は、第１排気浄化装置４０内でのフィルタ４０ａ，４０ｂの目詰まりの程度、すなわちＰＭの堆積度合を検出するために、フィルタ４０ｂの上下流での差圧ΔＰを検出している。
【００２６】
尚、排気マニホールド３４には、ＥＧＲ経路２２のＥＧＲガス吸入口２２ｂが開口している。このＥＧＲガス吸入口２２ｂは第１気筒＃１側で開口しており、排気タービン１８ｂが排気を導入している第４気筒＃４側とは反対側である。ＥＧＲ経路２２の途中には、ＥＧＲガス吸入口２２ｂ側から、ＥＧＲガスを改質するための鉄系ＥＧＲ触媒５２、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４、及びＥＧＲ弁５６が配置されている。
【００２７】
各気筒＃１〜＃４に配置されて、各燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５８は、燃料供給管５８ａを介してコモンレール６０に連結されている。このコモンレール６０内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ６２から燃料が供給される。そして燃料ポンプ６２からコモンレール６０内に供給された高圧燃料は、各燃料供給管５８ａを介して各燃料噴射弁５８に分配供給される。コモンレール６０には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ６４が取り付けられている。
【００２８】
更に燃料ポンプ６２からは別途、低圧燃料が燃料供給管６６を介して添加弁６８に供給されている。この添加弁６８は第４気筒＃４の排気ポート３２に設けられて、排気タービン１８ｂ側に向けて燃料を噴射することにより、排気中に還元剤としての燃料を添加するものである。この燃料添加によりＰＭ再生制御や後述する触媒床温低下防止が実行される。
【００２９】
ディーゼルエンジン２を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＧ−ＥＣＵ」と称する）７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。ＥＧ−ＥＣＵ７０は吸入空気量センサ２６、吸気温センサ２８、第１排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、空燃比センサ４８、差圧センサ５０、ＥＧＲ弁５６内のＥＧＲ開度センサ、燃料圧センサ６４及びＤスロットル開度センサ２４ａの各信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル７２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ７４、及びディーゼルエンジン２の冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。更にクランク軸７８におけるエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ８０、クランク軸７８の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ８２からの信号、その他、大気圧センサなどのセンサやスイッチ類から信号を読み込んでいる。
【００３０】
そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態、更に後述する変速用電子制御ユニット（以下「ＡＴ−ＥＣＵ」と称する）８４とのデータ通信の内容に基づいて、ＥＧ−ＥＣＵ７０は燃料噴射弁５８による燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行する。更にＥＧＲ弁５６の開度制御、モータ２４ｂによるスロットル開度制御、燃料ポンプ６２の吐出量制御、及び添加弁６８の開弁制御によるＰＭ再生制御・触媒床温制御といった処理を実行する。
【００３１】
ディーゼルエンジン２のクランク軸７８は自動変速機８６を介して駆動輪側に駆動力を出力している。自動変速機８６はＡＴ−ＥＣＵ８４により油圧制御装置８６ａが制御されて変速が実行される有段変速機である。ＡＴ−ＥＣＵ８４はＥＧ−ＥＣＵ７０と同様にデジタルコンピュータとしての構成と、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。変速制御のために、ＡＴ−ＥＣＵ８４は、シフトセンサ８８からのシフトポジション信号、トルクコンバータ８６ｂのタービン翼車の回転数ＮT を検出する入力軸回転数センサ９０からの回転信号、出力軸８６ｃの回転数ＮＯを検出する出力軸回転数センサ９２からの回転信号を検出している。更にＡＴ−ＥＣＵ８４は、ブレーキスイッチ９４、その他、油圧制御装置８６ａ内の油温（ＡＴ油温）を検出する油温センサなどのセンサ・スイッチ類や、ＥＧ−ＥＣＵ７０とのデータ通信によっても必要なデータや演算結果を得ている。
【００３２】
次にＥＧ−ＥＣＵ７０により実行されるディーゼルエンジン制御処理の内で、シフトダウン時に行われる触媒床温制御処理について図２のフローチャートに基づいて説明する。本処理は一定の時間毎に割り込み実行される処理である。尚、個々の処理に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００３３】
本処理が開始されると、まずＡＴ−ＥＣＵ８４がシフトダウンを実施する状態か否かが判定される（Ｓ１０２）。ここではＡＴ−ＥＣＵ８４側からシフトダウンのためのエンジン回転数上昇の要求があったか否かを判定する。シフトダウン実施時でなければ（Ｓ１０２でno）、このまま一旦本処理を出る。
【００３４】
ＡＴ−ＥＣＵ８４側からシフトダウンのためのエンジン回転数上昇要求があった場合には（Ｓ１０２でyes）、次に吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔが算出される（Ｓ１０４）。これはＡＴ−ＥＣＵ８４が検出している出力軸８６ｃの回転数ＮＯとシフトダウン後の変速比との関係から算出される。この吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔはＥＧ−ＥＣＵ７０が計算しなくてもＡＴ−ＥＣＵ８４が計算した値を読み込んでも良い。
【００３５】
次にこのようにして求めた吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔと、実際のエンジン回転数ＮＥ（トルクコンバータ８６ｂのタービン翼車の回転数ＮT でも良い）とに基づいて、図３に示すマップＭＡＰｑｕｐから吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを算出する（Ｓ１０６）。この吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐは現在のディーゼルエンジン２において吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔを達成するための燃料噴射量に相当する。
【００３６】
尚、更に高精度に算出するためにマップＭＡＰｑｕｐから得られた値に対して、冷却水温ＴＨＷ、ＡＴ油温、吸気温及び大気圧により補正したものを、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐとして算出しても良い。
【００３７】
次にこの吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８からの燃料噴射量として設定される（Ｓ１０８）。このことによりＥＧ−ＥＣＵ７０にて別途実行されている燃料噴射量制御により各燃焼室４内に燃料噴射が実行される。
【００３８】
次にこのようにして求めた吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐと、吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔとに基づいて、図４に示すマップＭＡＰｇａｕｐから吹上要求吸気量ＧＡｕｐを算出する（Ｓ１１０）。この吹上要求吸気量ＧＡｕｐは、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの燃料噴射を燃料噴射弁５８から実行しても、スモークが生じない吸気量として設定される。
【００３９】
尚、更に高精度に算出するためにマップＭＡＰｇａｕｐから得られた値に対して、吸気温及び大気圧により補正したものを、吹上要求吸気量ＧＡｕｐとして算出しても良い。
次にこのようにして求めた吹上要求吸気量ＧＡｕｐと実際のエンジン回転数ＮＥとに基づいて図５に示すマップＭＡＰｄｔａからＤスロットル開度Ｄｔａが算出される（Ｓ１１２）。このＤスロットル開度Ｄｔａは現在のディーゼルエンジン２において吹上要求吸気量ＧＡｕｐを実現するＤスロットル２４の開度（％）として設定される。
【００４０】
尚、更に高精度に算出するためにマップＭＡＰｄｔａから得られた値に対して、吸気温及び大気圧により補正したものを、Ｄスロットル開度Ｄｔａとして算出しても良い。
このように求められたＤスロットル開度Ｄｔａとなるように、Ｄスロットル２４のモータ２４ｂが駆動される（Ｓ１１４）。
【００４１】
そして吸入空気量センサ２６にて検出された吸気量ＧＡと、触媒床温Ｔｃａｔとに基づいて、図６に示すマップＭＡＰｑｃａｔから触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔを算出する（Ｓ１１６）。このマップＭＡＰｑｃａｔは、排気浄化装置４０，４２内の排気浄化触媒により浄化可能な最大添加量を限界として、触媒床温を低下させずに触媒活性状態を維持できる燃料添加量を触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔとして算出するものである。したがって触媒床温を活性状態に維持するために必要な添加量であっても、浄化可能な最大添加量よりも多量であれば、触媒床温を維持するために必要な添加量よりも少ない触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが設定されることになる。尚、本実施の形態のディーゼルエンジン２では、触媒床温を活性状態に維持するために必要な添加量は、浄化可能な最大添加量以内にあるものとする。したがってマップＭＡＰｑｃａｔにて求められた触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔは、いずれも触媒床温低下を十分に防止できる値となっている。
【００４２】
ここで触媒床温Ｔｃａｔはディーゼルエンジン２の運転状態と入口排気温Ｔｅｘｉｎあるいは出口排気温Ｔｅｘｏｕｔとに基づいて計算されている排気浄化装置４０内の触媒床温の推定値が用いられる。この触媒床温Ｔｃａｔの推定計算が触媒床温検出手段としての処理に相当する。尚、触媒床温Ｔｃａｔとしては、入口排気温Ｔｅｘｉｎあるいは出口排気温Ｔｅｘｏｕｔの値を用いても良い。この場合には第１排気温センサ４４あるいは第２排気温センサ４６が触媒床温検出手段に相当する。
【００４３】
この触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔの添加が添加弁６８から排気中になされる（Ｓ１１８）。こうして一旦本処理を出る。
シフトダウン時には（Ｓ１０２でyes）、上述した処理（Ｓ１０４〜Ｓ１１８）が繰り返されることにより、ディーゼルエンジン２の回転数上昇と排気浄化装置４０，４２内の排気浄化触媒の温度が活性状態に維持されることになる。
【００４４】
図７に本実施の形態による制御の一例を示す。ディーゼルエンジン２が減速時の燃料カット状態にある期間において、ＡＴ−ＥＣＵ８４がシフトダウンが必要と判定すると（ｔ０〜ｔ１）、燃料噴射弁５８からの燃料噴射と共にＤスロットル２４の開度も増加する。このことにより、燃料噴射量の増加によりエンジン回転数ＮＥを迅速に上昇させることができ、スモークの発生も防止できる。しかも、添加弁６８からは排気浄化触媒の床温低下を防止するための燃料添加が行われるので、触媒床温低下が防止され排気浄化触媒が不活性化するおそれはない。
【００４５】
上述した構成において、請求項との関係は、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８が吹上燃料噴射制御手段としての処理に、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４が吹上時吸気量制御手段としての処理に、ステップＳ１１６，Ｓ１１８が還元剤添加手段としての処理に相当する。
【００４６】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．自動変速機８６のシフトダウン時には（Ｓ１０２でyes）、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８によりエンジン回転数ＮＥがシフトダウン状態に応じた目標エンジン回転数（吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ）になる。これと共に、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４により吸気量が増加してスモークが防止される。
【００４７】
そして更にステップＳ１１６，Ｓ１１８により還元剤（ここでは燃料使用）を排気中に添加するので、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４による吸気量増加時に排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できる。
【００４８】
［実施の形態２］
図８のフローチャートに本実施の形態のシフトダウン時触媒床温制御処理を示す。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１，３〜６を参照して説明する。
【００４９】
シフトダウン時触媒床温制御処理（図８）が開始されると、まずシフトダウン実施か否かが判定される（Ｓ２０２）。本処理は前記図２のステップＳ１０２と同じである。したがってシフトダウン実施時でなければ（Ｓ２０２でno）、このまま一旦本処理を出る。
【００５０】
ＡＴ−ＥＣＵ８４側からシフトダウンのためのエンジン回転数上昇要求があった場合には（Ｓ２０２でyes）、次に前記図２のステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１１８が実行される（Ｓ２０４）。すなわち吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ（図２：Ｓ１０４）、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐ（図２：Ｓ１０６）、吹上要求吸気量ＧＡｕｐ（図２：Ｓ１１０）、Ｄスロットル開度Ｄｔａ（図２：Ｓ１１２）、触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔ（図２：Ｓ１１６）の各算出がなされる。そして燃料添加（図２：Ｓ１１８）が実行される。
【００５１】
尚、本実施の形態のディーゼルエンジン２では、触媒床温低下を防止して活性状態に維持するために必要な添加量は、浄化可能な最大添加量より多量となる部分も存在する。したがって本実施の形態にて用いられる前記図６に示したマップＭＡＰｑｃａｔでは、前記実施の形態１の場合と異なり、触媒床温低下を防止するために必要な添加量よりも少ない触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが設定される領域が存在する。
【００５２】
次にステップＳ２０４で求めた触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが、ステップＳ２０４にて求めた吹上要求吸気量ＧＡｕｐと前記実施の形態１にて説明したごとく求められている触媒床温Ｔｃａｔとに基づいて、図９に示すマップＭＡＰｃから算出された燃料添加量よりも少ないか否かが判定される（Ｓ２０６）。
【００５３】
この図９のマップＭＡＰｃは、排気浄化装置４０，４２内の排気浄化触媒における触媒床温低下を防止して活性状態に維持する燃料添加量を算出するものである。図６と異なるのは、排気浄化触媒により浄化可能な最大添加量を限界としていない点である。
【００５４】
したがってステップＳ２０６の判定は、触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが、実際に触媒床温低下を防止して活性状態に維持するのに不足か否かを判定していることになる。Ｑｃａｔ＜ＭＡＰｃ（ＧＡｕｐ，Ｔｃａｔ）ではない場合、すなわち添加量が不足ではない場合（Ｓ２０６でno）、Ｄスロットル開度補正係数ＫＤに１．０が設定される（Ｓ２１０）。
【００５５】
Ｑｃａｔ＜ＭＡＰｃ（ＧＡｕｐ，Ｔｃａｔ）である場合、すなわち燃料添加量が不足している場合（Ｓ２０６でyes）、Ｄスロットル開度補正係数ＫＤが、触媒床温Ｔｃａｔと実測されている吸気量ＧＡとに基づいて図１０に示すマップＭＡＰｋｄから求められる（Ｓ２０８）。ここで図１０に示すＭＡＰｋｄから算出される値の範囲は、０＜ＭＡＰｋｄ（Ｔｃａｔ，ＧＡ）＜１．０とされている。
【００５６】
ステップＳ２０８又はステップＳ２１０にてＤスロットル開度補正係数ＫＤが設定されると、次に式１によりステップＳ２０４にて求められているＤスロットル開度Ｄｔａが補正されて新たなＤスロットル開度Ｄｔａが算出される（Ｓ２１２）。
【００５７】
［式１］ Ｄｔａ ← Ｄｔａ × ＫＤ
このようにして補正されたＤスロットル開度Ｄｔａとなるように、Ｄスロットル２４のモータ２４ｂが駆動される（Ｓ２１４）。
【００５８】
次にＤスロットル開度補正係数ＫＤが１．０より小さいか否かが判定される（Ｓ２１６）。ここでＫＤ＜１．０でなければ（Ｓ２１６でno）、Ｄスロットル開度Ｄｔａは減少補正されない、すなわち実際の吸気量は吹上要求吸気量ＧＡｕｐにされることが判るので、ステップＳ２０４にて求められている吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８から噴射される燃料量として設定される（Ｓ２２０）。こうして一旦本処理を出る。
【００５９】
一方、ＫＤ＜１．０であれば（Ｓ２１６でyes）、Ｄスロットル開度Ｄｔａの減少補正に伴って、ステップＳ２０４にて求められている吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正がなされる（Ｓ２１８）。すなわちＤスロットル開度補正係数ＫＤ＜１．０であることによりＤスロットル開度ＤｔａがステップＳ２０４にて算出された値より小さくされ、これに伴って実際の吸気量は少なくなるので燃料噴射弁５８からの燃料噴射量も少なくする必要がある。このような予定している吸気量が低下することによるエミッション悪化を防止するために吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正を実行する。
【００６０】
この吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正としては、Ｄスロットル開度補正係数ＫＤによって吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを補正しても良く、実際の吸気量ＧＡとエンジン回転数ＮＥとに基づいて吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを算出しても良い。
【００６１】
ステップＳ２１８の次にはステップＳ２１８にて減少補正された吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８から噴射される燃料量として設定される（Ｓ２２０）。こうして一旦本処理を出る。
【００６２】
図１１に本実施の形態による制御の一例を示す。ディーゼルエンジン２が減速時の燃料カット状態にある期間においてＡＴ−ＥＣＵ８４がシフトダウンが必要と判定すると（ｔ１０〜ｔ１２）、燃料噴射弁５８からの燃料噴射と共にＤスロットル２４の開度も増加する。シフトダウン実施期間の初期においては、Ｄスロットル開度補正係数ＫＤ＜１．０であるが次第に上昇してＫＤ＝１．０となる（ｔ１１）。このことにより、燃料噴射量の増加によりエンジン回転数ＮＥを迅速に上昇させることができると共に、スモークの発生も防止できる。しかも、添加弁６８からは排気浄化触媒の床温低下を防止するための燃料添加が行われるので、触媒床温も低下が防止されて、不活性化するおそれはない。
【００６３】
上述した構成において、請求項との関係は、ステップＳ２０４，Ｓ２１０，Ｓ２１４，Ｓ２２０が、吹上燃料噴射制御手段、吹上時吸気量制御手段及び還元剤添加手段としての処理に相当する。ステップＳ２０６が触媒床温低下判定手段としての処理に、ステップＳ２０８，Ｓ２１２が吹上時要求吸気量減少手段としての処理に、ステップＳ２１６，Ｓ２１８が吹上燃料減少手段としての処理に相当する。
【００６４】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．自動変速機８６のシフトダウン時には（Ｓ２０２でyes）、ステップＳ２０４，Ｓ２１０，Ｓ２１４，Ｓ２２０によりエンジン回転数ＮＥがシフトダウン状態に応じた目標エンジン回転数（吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ）になり、これと共に吸気量が増加してスモークが防止される。更に還元剤（ここでは燃料）を排気中に添加するので吸気量増加時に排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できる。
【００６５】
更に触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔ自体が排気浄化の点から触媒床温維持に十分でなかった場合には、ステップＳ２０８，Ｓ２１２によりＤスロットル開度Ｄｔａが減少補正されることで、触媒床温低下を確実に防止でき、排気浄化状態を良好に維持させることができる。
【００６６】
（ロ）．更にＤスロットル開度Ｄｔａの減少補正に対応して、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐも減少させているので、スモーク発生などのエミッション悪化を、より効果的に防止できる。
【００６７】
［実施の形態３］
図１２のフローチャートに本実施の形態のシフトダウン時触媒床温制御処理を示す。他の構成は前記実施の形態２と同じであるので、図１，３〜６を参照して説明する。
【００６８】
シフトダウン時触媒床温制御処理（図１２）が開始されると、まずシフトダウン実施か否かが判定される（Ｓ３０２）。本処理は前記図２のステップＳ１０２と同じである。したがってシフトダウン実施時でなければ（Ｓ３０２でno）、このまま一旦本処理を出る。
【００６９】
ＡＴ−ＥＣＵ８４側からシフトダウンのためのエンジン回転数上昇要求があった場合には（Ｓ３０２でyes）、次に前記図２のステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１１８が実行される（Ｓ３０４）。すなわち前記実施の形態２の図８におけるステップＳ２０４にて説明したごとく、吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐ、吹上要求吸気量ＧＡｕｐ、Ｄスロットル開度Ｄｔａ及び触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔの算出と、燃料添加実行がなされる。
【００７０】
次にステップＳ３０４で求めた触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが実際に触媒床温低下を防止して活性状態に維持するのに不足か否かが判定される（Ｓ３０６）。この判定処理は前記図８のステップＳ２０６にて説明したごとくの判定処理である。
【００７１】
Ｑｃａｔ＜ＭＡＰｃ（ＧＡｕｐ，Ｔｃａｔ）ではない場合、すなわち燃料添加量が触媒床温低下防止のためには十分である場合は（Ｓ３０６でno）、ステップＳ３０４にて求めたＤスロットル開度Ｄｔａとなるように、Ｄスロットル２４のモータ２４ｂが駆動される（Ｓ３１４）。そしてステップＳ３０４にて求められている吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８から噴射される燃料量として設定されることになる（Ｓ３１６）。こうして一旦本処理を出る。
【００７２】
Ｑｃａｔ＜ＭＡＰｃ（ＧＡｕｐ，Ｔｃａｔ）である場合、すなわち燃料添加量が不足している場合は（Ｓ３０６でyes）、触媒床温低下を引き起こさない最大の吸気量である供給可能吸気量ＧＡｘが算出される（Ｓ３０８）。この供給可能吸気量ＧＡｘは、触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔと触媒床温Ｔｃａｔとに基づいて図１３に示すマップＭＡＰｇａｘから算出される。
【００７３】
そしてこの供給可能吸気量ＧＡｘが得られるＤスロットル開度Ｄｔａが、前記実施の形態１で説明したマップＭＡＰｄｔａ（図５）により、供給可能吸気量ＧＡｘとエンジン回転数ＮＥとに基づいて算出される（Ｓ３１０）。
【００７４】
次にステップＳ３０４にて求められている吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正がなされる（Ｓ３１２）。すなわちステップＳ３１０にて新たに求められたＤスロットル開度Ｄｔａは、吸気量ＧＡが供給可能吸気量ＧＡｘとなるようにステップＳ３０４にて算出された値より小さくされている。したがって燃料噴射弁５８からの燃料噴射量も少なくしてエミッション悪化を防止するために吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正を実行する。
【００７５】
この吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正としては、実際の吸気量ＧＡあるいは供給可能吸気量ＧＡｘとエンジン回転数ＮＥとに基づいて吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを算出して行うことができる。
【００７６】
そしてステップＳ３１０にて求めたＤスロットル開度Ｄｔａとなるように、Ｄスロットル２４のモータ２４ｂが駆動され（Ｓ３１４）、ステップＳ３１２にて減少補正された吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８にて噴射される燃料量として設定されることになる（Ｓ３１６）。こうして一旦本処理を出る。
【００７７】
このことにより前記実施の形態２の図１１にて説明したごとくに制御を実行することができる。
上述した構成において、請求項との関係は、ステップＳ３０４，Ｓ３１４，Ｓ３１６が吹上燃料噴射制御手段、吹上時吸気量制御手段及び還元剤添加手段としての処理に相当する。ステップＳ３０６が触媒床温低下判定手段としての処理に、ステップＳ３０８，Ｓ３１０が吹上時要求吸気量減少手段としての処理に、ステップＳ３１２が吹上燃料減少手段としての処理に相当する。
【００７８】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態２と同様な効果が得られる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態２，３では、Ｄスロットル開度Ｄｔａの減少補正に対応して吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐについても減少補正した。マップＭＡＰｇａｕｐによる吹上要求吸気量ＧＡｕｐの設定がスモークには十分に余裕もって大きめに設定されている場合には、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正（Ｓ２１８，Ｓ３１２）は実行しなくても良い。
【００７９】
（ｂ）．前記各実施の形態においては、前記図１に示したごとく第１排気浄化装置４０内にはフィルタ４０ａ，４０ｂとしてＤＰＦが配置されていた。このＤＰＦ以外に、ＰＭとＮＯｘとを同時浄化するＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx Reduction system）が配置されている場合にも本発明を適用でき、同様な効果を生じさせることができる。
【００８０】
（ｃ）．前記各実施の形態のごとくに、２つのフィルタ４０ａ，４０ｂの間、あるいは下流側のフィルタ４０ｂの直下に排気温センサ４４，４６を配置する以外に、上流側のフィルタ４０ａよりも上流側に排気温センサを配置して排気温度を検出し判定に用いても良い。
【００８１】
（ｄ）．吸気量と共に更に吸気温センサ２８にて検出される吸気温及び冷却水温センサ７６にて検出される冷却水温ＴＨＷも、各マップでの算出処理に反映させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施の形態１の車両用ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジン制御装置の機能を果たす制御システムの概略構成を表すブロック図。
【図２】実施の形態１のＥＣＵが実行するシフトダウン時触媒床温制御処理のフローチャート。
【図３】吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを求めるマップＭＡＰｑｕｐの構成説明図。
【図４】吹上要求吸気量ＧＡｕｐを求めるマップＭＡＰｇａｕｐの構成説明図。
【図５】Ｄスロットル開度Ｄｔａを求めるマップＭＡＰｄｔａの構成説明図。
【図６】触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔを求めるマップＭＡＰｑｃａｔの構成説明図。
【図７】実施の形態１における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態２のシフトダウン時触媒床温制御処理のフローチャート。
【図９】燃料添加量を求めるマップＭＡＰｃの構成説明図。
【図１０】Ｄスロットル開度補正係数ＫＤを求めるマップＭＡＰｋｄの構成説明図。
【図１１】実施の形態２における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１２】実施の形態３のシフトダウン時触媒床温制御処理のフローチャート。
【図１３】供給可能吸気量ＧＡｘを求めるマップＭＡＰｇａｘの構成説明図。
【符号の説明】
【００８３】
２…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、６…吸気弁、８…吸気ポート、１０…吸気マニホールド、１２…サージタンク、１４…吸気経路、１６…インタークーラ、１８…排気ターボチャージャ、１８ａ…コンプレッサ、１８ｂ…排気タービン、２０…エアクリーナ、２２…ＥＧＲ経路、２２ａ…ＥＧＲガス供給口、２２ｂ…ＥＧＲガス吸入口、２４…Ｄスロットル、２４ａ…Ｄスロットル開度センサ、２４ｂ…モータ、２６…吸入空気量センサ、２８…吸気温センサ、３０…排気弁、３２…排気ポート、３４…排気マニホールド、３６…排気経路、４０…第１排気浄化装置、４０ａ，４０ｂ…フィルタ、４２…第２排気浄化装置、４２ａ…酸化触媒、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…空燃比センサ、５０…差圧センサ、５２…鉄系ＥＧＲ触媒、５４…ＥＧＲクーラ、５６…ＥＧＲ弁、５８…燃料噴射弁、５８ａ…燃料供給管、６０…コモンレール、６２…燃料ポンプ、６４…燃料圧センサ、６６…燃料供給管、６８…添加弁、７０…ＥＧ−ＥＣＵ、７２…アクセルペダル、７４…アクセル開度センサ、７６…冷却水温センサ、７８…クランク軸、８０…エンジン回転数センサ、８２…気筒判別センサ、８４…ＡＴ−ＥＣＵ、８６…自動変速機、８６ａ…油圧制御装置、８６ｂ…トルクコンバータ、８６ｃ…出力軸、８８…シフトセンサ、９０…入力軸回転数センサ、９２…出力軸回転数センサ、９４…ブレーキスイッチ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力を自動変速機を備えた動力伝達系を介して出力すると共に、吸気系に吸気量を調節する吸気量調節弁を備え、排気系に排気中に還元剤を添加する添加弁と該添加弁からの還元剤の供給を受ける排気浄化触媒とを備えたディーゼルエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機を備えたガソリンエンジンにおいて、減速時のシフトダウンを迅速に完了するために、予め吸気量を増大させることにより、シフト時の初期にエンジン出力を増大して早期にエンジン回転数が上昇するようにしている技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２４７８７４号公報（第３−４頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１では、ガソリンエンジンであるため減速時に吸気量を増大させることにより、燃焼室内への混合気の流入量を増大させて、この結果、エンジン出力を増大させている。
【０００４】
一方、ディーゼルエンジンにおいては燃焼室内への燃料噴射量を増大させることができるので、迅速にエンジン出力を増大させることができる。しかしディーゼルエンジンにおいては、減速時などで燃料噴射量が少なくあるいは燃料カットがなされている場合に、大量に吸気されると排気系に設けられている排気浄化触媒が低温化してエミッションの悪化を生じるおそれがある。このため減速時などでは、吸気系に設けた吸気量調節弁、いわゆるディーゼルスロットル弁を絞ることにより、吸気量を制限している。
【０００５】
ところがシフトダウン時に、要求される目標エンジン回転数に上昇するように燃料噴射量を制御する場合、ディーゼルスロットルが絞られていると、燃料噴射量の増加によりスモークを生じるおそれがある。このためディーゼルスロットルについても開度を大きくして、吸気量の増大を図る必要がある。
【０００６】
しかしこのような場合にも吸気量増大を実行すると、排気系での排気流量が増加して排気浄化触媒の触媒床温が低下する事態を招き、排気浄化が困難となるおそれがあった。
本発明は、自動変速機のシフトダウン時にディーゼルエンジンの回転数上昇を迅速に実施すると共に、排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できるディーゼルエンジン制御装置を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載のディーゼルエンジン制御装置は、動力を自動変速機を備えた動力伝達系を介して出力すると共に、吸気系に吸気量を調節する吸気量調節弁を備え、排気系に排気中に還元剤を添加する添加弁と該添加弁からの還元剤の供給を受ける排気浄化触媒とを備えたディーゼルエンジンの制御装置であって、前記自動変速機のシフトダウン時に、ディーゼルエンジンの回転数を、シフトダウン状態に応じて要求される目標エンジン回転数とするための必要燃料噴射量を設定して燃料噴射量を制御する吹上燃料噴射制御手段と、前記吹上燃料噴射制御手段にて設定した必要燃料噴射量に基づいて吹上時要求吸気量を設定して、ディーゼルエンジンの吸気量が前記吹上時要求吸気量となるように前記吸気量調節弁の開度を制御する吹上時吸気量制御手段と、前記吹上時吸気量制御手段による前記吸気量調節弁の開度制御時に、排気浄化触媒の触媒床温低下を抑制する還元剤を排気中に添加する還元剤添加手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
吹上燃料噴射制御手段と吹上時吸気量制御手段とにより、自動変速機のシフトダウン時にエンジン回転数がシフトダウン状態に応じた目標エンジン回転数になると共に、吸気量の増加によりスモークが防止される。
【０００９】
更に還元剤添加手段が、吹上時吸気量制御手段による吸気量調節弁の開度制御時に、排気浄化触媒の触媒床温低下を抑制する還元剤を排気中に添加するので、排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できる。
【００１０】
請求項２に記載のディーゼルエンジン制御装置は、請求項１に記載のディーゼルエンジン制御装置と、前記吹上時吸気量制御手段にて設定された吹上時要求吸気量と、前記還元剤添加手段による排気中への還元剤添加量との関係が、前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態か否かを判定する触媒床温低下判定手段と、前記触媒床温低下判定手段にて前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態にあると判定された場合には、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量を減少補正する吹上時要求吸気量減少手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
更に吹上時要求吸気量と還元剤添加量との関係から排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態にあると触媒床温低下判定手段にて判定された場合には、吹上時要求吸気量減少手段は吹上時要求吸気量を減少補正している。このため、触媒床温低下を、より確実に防止でき、排気浄化状態を良好に維持させることができる。
【００１２】
請求項３に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項２において、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記吸気系での吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、前記吹上時要求吸気量減少手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と、前記吸気量検出手段にて検出された吸気量とに基づいて、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量を減少補正することを特徴とする。
【００１３】
このように触媒床温と吸気量とに基づいて吹上時要求吸気量を減少補正することで、より確実にスモーク防止と触媒床温低下防止との両方の効果を生じさせることができる。
請求項４に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項２において、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段を備え、前記吹上時要求吸気量減少手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と前記還元剤添加手段にて前記添加弁から排気中へ添加された還元剤添加量とに基づいて前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こさない供給可能吸気量を設定し、該供給可能吸気量を、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量として設定することにより、前記減少補正することを特徴とする。
【００１４】
このように触媒床温と還元剤添加量とに基づいて排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こさない供給可能吸気量を設定している。この供給可能吸気量を、吹上時要求吸気量減少手段が吹上時要求吸気量として設定することで、吹上時吸気量制御手段にて設定される吹上時要求吸気量を減少補正することとしても良い。このことにより、より確実にスモーク防止と触媒床温低下防止との両方の効果を生じさせることができる。
【００１５】
請求項５に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項２〜４のいずれかにおいて、前記吹上時要求吸気量減少手段にて前記吹上時要求吸気量が減少補正された場合には、該減少補正に対応して前記吹上燃料噴射制御手段にて噴射量を制御するための前記必要燃料噴射量を減少させる吹上燃料減少手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
このように吹上燃料減少手段が、燃料噴射量側についても、吹上時要求吸気量の減少補正に対応して減少させているので、スモーク発生などのエミッション悪化を、より効果的に防止できる。
【００１７】
請求項６に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記吸気系での吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、前記還元剤添加手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と、前記吸気量検出手段にて検出された吸気量とに基づいて還元剤の添加量を設定することを特徴とする。
【００１８】
このようにして還元剤の添加量は、触媒床温と吸気量とから設定することで、触媒床温低下を防止する還元剤添加を実行することができる。
請求項７に記載のディーゼルエンジン制御装置では、請求項６において、前記還元剤添加手段は、前記排気浄化触媒にて浄化可能な最大添加量を上限として、前記添加量を設定することを特徴とする。
【００１９】
更に、このように添加量としては単に触媒床温低下防止のみの観点からでなく、排気浄化触媒にて浄化可能な最大添加量を上限とすることで、より確実にスモーク防止と触媒床温低下防止との両方の効果を生じさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［実施の形態１］
図１は上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジン制御装置の機能を果たす制御システムの概略構成を表すブロック図である。
【００２１】
ディーゼルエンジン２は複数気筒、ここでは４気筒＃１，＃２，＃３，＃４からなる。ディーゼルエンジン２の吸気系について説明する。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は、吸気弁６にて開閉される吸気ポート８及び吸気マニホールド１０を介してサージタンク１２に連結されている。サージタンク１２は、吸気経路１４を介して、インタークーラ１６及び過給機、ここでは排気ターボチャージャ１８のコンプレッサ１８ａにおける出口側に連結されている。コンプレッサ１８ａの入口側はエアクリーナ２０に連結されている。サージタンク１２には、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称する）経路２２のＥＧＲガス供給口２２ａが開口している。サージタンク１２とインタークーラ１６との間にはディーゼルスロットル弁（以下、「Ｄスロットル」と称する）２４（吸気量調節弁に相当）が配置され、コンプレッサ１８ａとエアクリーナ２０との間には、吸入空気量センサ２６（吸気量検出手段に相当）及び吸気温センサ２８が配置されている。
【００２２】
ディーゼルエンジン２の排気系について説明する。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は、排気弁３０にて開閉される排気ポート３２及び排気マニホールド３４を介して排気ターボチャージャ１８の排気タービン１８ｂにおける入口側に連結され、排気タービン１８ｂの出口側は排気経路３６に接続されている。尚、排気タービン１８ｂは排気マニホールド３４において第４気筒＃４側から排気を導入している。
【００２３】
この排気経路３６には２つの排気浄化装置４０，４２が配置されている。上流側の第１排気浄化装置４０はＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）として構成されている。すなわち、内部に酸化触媒が担持されたフィルタ４０ａ，４０ｂを配置して、排気中の粒子状物質（以下「ＰＭ」と称する）を捕捉する。ＰＭが捕捉されて或程度蓄積すると高温の酸化雰囲気にて触媒により酸化されることによりＰＭは除去され浄化される。下流側の第２排気浄化装置４２は、酸化触媒４２ａが収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。これらフィルタ４０ａ，４０ｂ及び酸化触媒４２ａが排気浄化触媒に相当する。
【００２４】
尚、第１排気浄化装置４０内の２つのフィルタ４０ａ，４０ｂの間には第１排気温センサ４４が配置され、入口排気温Ｔｅｘｉｎを検出している。又、フィルタ４０ｂと酸化触媒４２ａとの間において、フィルタ４０ｂの直下には第２排気温センサ４６が配置され出口排気温Ｔｅｘｏｕｔを検出し、更に空燃比センサ４８が配置されて空燃比Ａ／Ｆを検出している。
【００２５】
フィルタ４０ｂの上流側と下流側には差圧センサ５０の配管がそれぞれ設けられている。差圧センサ５０は、第１排気浄化装置４０内でのフィルタ４０ａ，４０ｂの目詰まりの程度、すなわちＰＭの堆積度合を検出するために、フィルタ４０ｂの上下流での差圧ΔＰを検出している。
【００２６】
尚、排気マニホールド３４には、ＥＧＲ経路２２のＥＧＲガス吸入口２２ｂが開口している。このＥＧＲガス吸入口２２ｂは第１気筒＃１側で開口しており、排気タービン１８ｂが排気を導入している第４気筒＃４側とは反対側である。ＥＧＲ経路２２の途中には、ＥＧＲガス吸入口２２ｂ側から、ＥＧＲガスを改質するための鉄系ＥＧＲ触媒５２、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４、及びＥＧＲ弁５６が配置されている。
【００２７】
各気筒＃１〜＃４に配置されて、各燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５８は、燃料供給管５８ａを介してコモンレール６０に連結されている。このコモンレール６０内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ６２から燃料が供給される。そして燃料ポンプ６２からコモンレール６０内に供給された高圧燃料は、各燃料供給管５８ａを介して各燃料噴射弁５８に分配供給される。コモンレール６０には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ６４が取り付けられている。
【００２８】
更に燃料ポンプ６２からは別途、低圧燃料が燃料供給管６６を介して添加弁６８に供給されている。この添加弁６８は第４気筒＃４の排気ポート３２に設けられて、排気タービン１８ｂ側に向けて燃料を噴射することにより、排気中に還元剤としての燃料を添加するものである。この燃料添加によりＰＭ再生制御や後述する触媒床温低下防止が実行される。
【００２９】
ディーゼルエンジン２を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＧ−ＥＣＵ」と称する）７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。ＥＧ−ＥＣＵ７０は吸入空気量センサ２６、吸気温センサ２８、第１排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、空燃比センサ４８、差圧センサ５０、ＥＧＲ弁５６内のＥＧＲ開度センサ、燃料圧センサ６４及びＤスロットル開度センサ２４ａの各信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル７２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ７４、及びディーゼルエンジン２の冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。更にクランク軸７８におけるエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ８０、クランク軸７８の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ８２からの信号、その他、大気圧センサなどのセンサやスイッチ類から信号を読み込んでいる。
【００３０】
そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態、更に後述する変速用電子制御ユニット（以下「ＡＴ−ＥＣＵ」と称する）８４とのデータ通信の内容に基づいて、ＥＧ−ＥＣＵ７０は燃料噴射弁５８による燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行する。更にＥＧＲ弁５６の開度制御、モータ２４ｂによるスロットル開度制御、燃料ポンプ６２の吐出量制御、及び添加弁６８の開弁制御によるＰＭ再生制御・触媒床温制御といった処理を実行する。
【００３１】
ディーゼルエンジン２のクランク軸７８は自動変速機８６を介して駆動輪側に駆動力を出力している。自動変速機８６はＡＴ−ＥＣＵ８４により油圧制御装置８６ａが制御されて変速が実行される有段変速機である。ＡＴ−ＥＣＵ８４はＥＧ−ＥＣＵ７０と同様にデジタルコンピュータとしての構成と、各種装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。変速制御のために、ＡＴ−ＥＣＵ８４は、シフトセンサ８８からのシフトポジション信号、トルクコンバータ８６ｂのタービン翼車の回転数ＮT を検出する入力軸回転数センサ９０からの回転信号、出力軸８６ｃの回転数ＮＯを検出する出力軸回転数センサ９２からの回転信号を検出している。更にＡＴ−ＥＣＵ８４は、ブレーキスイッチ９４、その他、油圧制御装置８６ａ内の油温（ＡＴ油温）を検出する油温センサなどのセンサ・スイッチ類や、ＥＧ−ＥＣＵ７０とのデータ通信によっても必要なデータや演算結果を得ている。
【００３２】
次にＥＧ−ＥＣＵ７０により実行されるディーゼルエンジン制御処理の内で、シフトダウン時に行われる触媒床温制御処理について図２のフローチャートに基づいて説明する。本処理は一定の時間毎に割り込み実行される処理である。尚、個々の処理に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。
【００３３】
本処理が開始されると、まずＡＴ−ＥＣＵ８４がシフトダウンを実施する状態か否かが判定される（Ｓ１０２）。ここではＡＴ−ＥＣＵ８４側からシフトダウンのためのエンジン回転数上昇の要求があったか否かを判定する。シフトダウン実施時でなければ（Ｓ１０２でno）、このまま一旦本処理を出る。
【００３４】
ＡＴ−ＥＣＵ８４側からシフトダウンのためのエンジン回転数上昇要求があった場合には（Ｓ１０２でyes）、次に吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔが算出される（Ｓ１０４）。これはＡＴ−ＥＣＵ８４が検出している出力軸８６ｃの回転数ＮＯとシフトダウン後の変速比との関係から算出される。この吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔはＥＧ−ＥＣＵ７０が計算しなくてもＡＴ−ＥＣＵ８４が計算した値を読み込んでも良い。
【００３５】
次にこのようにして求めた吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔと、実際のエンジン回転数ＮＥ（トルクコンバータ８６ｂのタービン翼車の回転数ＮT でも良い）とに基づいて、図３に示すマップＭＡＰｑｕｐから吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを算出する（Ｓ１０６）。この吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐは現在のディーゼルエンジン２において吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔを達成するための燃料噴射量に相当する。
【００３６】
尚、更に高精度に算出するためにマップＭＡＰｑｕｐから得られた値に対して、冷却水温ＴＨＷ、ＡＴ油温、吸気温及び大気圧により補正したものを、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐとして算出しても良い。
【００３７】
次にこの吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８からの燃料噴射量として設定される（Ｓ１０８）。このことによりＥＧ−ＥＣＵ７０にて別途実行されている燃料噴射量制御により各燃焼室４内に燃料噴射が実行される。
【００３８】
次にこのようにして求めた吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐと、吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔとに基づいて、図４に示すマップＭＡＰｇａｕｐから吹上要求吸気量ＧＡｕｐを算出する（Ｓ１１０）。この吹上要求吸気量ＧＡｕｐは、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの燃料噴射を燃料噴射弁５８から実行しても、スモークが生じない吸気量として設定される。
【００３９】
尚、更に高精度に算出するためにマップＭＡＰｇａｕｐから得られた値に対して、吸気温及び大気圧により補正したものを、吹上要求吸気量ＧＡｕｐとして算出しても良い。
次にこのようにして求めた吹上要求吸気量ＧＡｕｐと実際のエンジン回転数ＮＥとに基づいて図５に示すマップＭＡＰｄｔａからＤスロットル開度Ｄｔａが算出される（Ｓ１１２）。このＤスロットル開度Ｄｔａは現在のディーゼルエンジン２において吹上要求吸気量ＧＡｕｐを実現するＤスロットル２４の開度（％）として設定される。
【００４０】
尚、更に高精度に算出するためにマップＭＡＰｄｔａから得られた値に対して、吸気温及び大気圧により補正したものを、Ｄスロットル開度Ｄｔａとして算出しても良い。
このように求められたＤスロットル開度Ｄｔａとなるように、Ｄスロットル２４のモータ２４ｂが駆動される（Ｓ１１４）。
【００４１】
そして吸入空気量センサ２６にて検出された吸気量ＧＡと、触媒床温Ｔｃａｔとに基づいて、図６に示すマップＭＡＰｑｃａｔから触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔを算出する（Ｓ１１６）。このマップＭＡＰｑｃａｔは、排気浄化装置４０，４２内の排気浄化触媒により浄化可能な最大添加量を限界として、触媒床温を低下させずに触媒活性状態を維持できる燃料添加量を触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔとして算出するものである。したがって触媒床温を活性状態に維持するために必要な添加量であっても、浄化可能な最大添加量よりも多量であれば、触媒床温を維持するために必要な添加量よりも少ない触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが設定されることになる。尚、本実施の形態のディーゼルエンジン２では、触媒床温を活性状態に維持するために必要な添加量は、浄化可能な最大添加量以内にあるものとする。したがってマップＭＡＰｑｃａｔにて求められた触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔは、いずれも触媒床温低下を十分に防止できる値となっている。
【００４２】
ここで触媒床温Ｔｃａｔはディーゼルエンジン２の運転状態と入口排気温Ｔｅｘｉｎあるいは出口排気温Ｔｅｘｏｕｔとに基づいて計算されている排気浄化装置４０内の触媒床温の推定値が用いられる。この触媒床温Ｔｃａｔの推定計算が触媒床温検出手段としての処理に相当する。尚、触媒床温Ｔｃａｔとしては、入口排気温Ｔｅｘｉｎあるいは出口排気温Ｔｅｘｏｕｔの値を用いても良い。この場合には第１排気温センサ４４あるいは第２排気温センサ４６が触媒床温検出手段に相当する。
【００４３】
この触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔの添加が添加弁６８から排気中になされる（Ｓ１１８）。こうして一旦本処理を出る。
シフトダウン時には（Ｓ１０２でyes）、上述した処理（Ｓ１０４〜Ｓ１１８）が繰り返されることにより、ディーゼルエンジン２の回転数上昇と排気浄化装置４０，４２内の排気浄化触媒の温度が活性状態に維持されることになる。
【００４４】
図７に本実施の形態による制御の一例を示す。ディーゼルエンジン２が減速時の燃料カット状態にある期間において、ＡＴ−ＥＣＵ８４がシフトダウンが必要と判定すると（ｔ０〜ｔ１）、燃料噴射弁５８からの燃料噴射と共にＤスロットル２４の開度も増加する。このことにより、燃料噴射量の増加によりエンジン回転数ＮＥを迅速に上昇させることができ、スモークの発生も防止できる。しかも、添加弁６８からは排気浄化触媒の床温低下を防止するための燃料添加が行われるので、触媒床温低下が防止され排気浄化触媒が不活性化するおそれはない。
【００４５】
上述した構成において、請求項との関係は、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８が吹上燃料噴射制御手段としての処理に、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４が吹上時吸気量制御手段としての処理に、ステップＳ１１６，Ｓ１１８が還元剤添加手段としての処理に相当する。
【００４６】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．自動変速機８６のシフトダウン時には（Ｓ１０２でyes）、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８によりエンジン回転数ＮＥがシフトダウン状態に応じた目標エンジン回転数（吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ）になる。これと共に、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４により吸気量が増加してスモークが防止される。
【００４７】
そして更にステップＳ１１６，Ｓ１１８により還元剤（ここでは燃料使用）を排気中に添加するので、ステップＳ１１０〜Ｓ１１４による吸気量増加時に排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できる。
【００４８】
［実施の形態２］
図８のフローチャートに本実施の形態のシフトダウン時触媒床温制御処理を示す。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１，３〜６を参照して説明する。
【００４９】
シフトダウン時触媒床温制御処理（図８）が開始されると、まずシフトダウン実施か否かが判定される（Ｓ２０２）。本処理は前記図２のステップＳ１０２と同じである。したがってシフトダウン実施時でなければ（Ｓ２０２でno）、このまま一旦本処理を出る。
【００５０】
ＡＴ−ＥＣＵ８４側からシフトダウンのためのエンジン回転数上昇要求があった場合には（Ｓ２０２でyes）、次に前記図２のステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１１８が実行される（Ｓ２０４）。すなわち吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ（図２：Ｓ１０４）、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐ（図２：Ｓ１０６）、吹上要求吸気量ＧＡｕｐ（図２：Ｓ１１０）、Ｄスロットル開度Ｄｔａ（図２：Ｓ１１２）、触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔ（図２：Ｓ１１６）の各算出がなされる。そして燃料添加（図２：Ｓ１１８）が実行される。
【００５１】
尚、本実施の形態のディーゼルエンジン２では、触媒床温低下を防止して活性状態に維持するために必要な添加量は、浄化可能な最大添加量より多量となる部分も存在する。したがって本実施の形態にて用いられる前記図６に示したマップＭＡＰｑｃａｔでは、前記実施の形態１の場合と異なり、触媒床温低下を防止するために必要な添加量よりも少ない触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが設定される領域が存在する。
【００５２】
次にステップＳ２０４で求めた触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが、ステップＳ２０４にて求めた吹上要求吸気量ＧＡｕｐと前記実施の形態１にて説明したごとく求められている触媒床温Ｔｃａｔとに基づいて、図９に示すマップＭＡＰｃから算出された燃料添加量よりも少ないか否かが判定される（Ｓ２０６）。
【００５３】
この図９のマップＭＡＰｃは、排気浄化装置４０，４２内の排気浄化触媒における触媒床温低下を防止して活性状態に維持する燃料添加量を算出するものである。図６と異なるのは、排気浄化触媒により浄化可能な最大添加量を限界としていない点である。
【００５４】
したがってステップＳ２０６の判定は、触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが、実際に触媒床温低下を防止して活性状態に維持するのに不足か否かを判定していることになる。Ｑｃａｔ＜ＭＡＰｃ（ＧＡｕｐ，Ｔｃａｔ）ではない場合、すなわち添加量が不足ではない場合（Ｓ２０６でno）、Ｄスロットル開度補正係数ＫＤに１．０が設定される（Ｓ２１０）。
【００５５】
Ｑｃａｔ＜ＭＡＰｃ（ＧＡｕｐ，Ｔｃａｔ）である場合、すなわち燃料添加量が不足している場合（Ｓ２０６でyes）、Ｄスロットル開度補正係数ＫＤが、触媒床温Ｔｃａｔと実測されている吸気量ＧＡとに基づいて図１０に示すマップＭＡＰｋｄから求められる（Ｓ２０８）。ここで図１０に示すＭＡＰｋｄから算出される値の範囲は、０＜ＭＡＰｋｄ（Ｔｃａｔ，ＧＡ）＜１．０とされている。
【００５６】
ステップＳ２０８又はステップＳ２１０にてＤスロットル開度補正係数ＫＤが設定されると、次に式１によりステップＳ２０４にて求められているＤスロットル開度Ｄｔａが補正されて新たなＤスロットル開度Ｄｔａが算出される（Ｓ２１２）。
【００５７】
［式１］ Ｄｔａ ← Ｄｔａ × ＫＤ
このようにして補正されたＤスロットル開度Ｄｔａとなるように、Ｄスロットル２４のモータ２４ｂが駆動される（Ｓ２１４）。
【００５８】
次にＤスロットル開度補正係数ＫＤが１．０より小さいか否かが判定される（Ｓ２１６）。ここでＫＤ＜１．０でなければ（Ｓ２１６でno）、Ｄスロットル開度Ｄｔａは減少補正されない、すなわち実際の吸気量は吹上要求吸気量ＧＡｕｐにされることが判るので、ステップＳ２０４にて求められている吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８から噴射される燃料量として設定される（Ｓ２２０）。こうして一旦本処理を出る。
【００５９】
一方、ＫＤ＜１．０であれば（Ｓ２１６でyes）、Ｄスロットル開度Ｄｔａの減少補正に伴って、ステップＳ２０４にて求められている吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正がなされる（Ｓ２１８）。すなわちＤスロットル開度補正係数ＫＤ＜１．０であることによりＤスロットル開度ＤｔａがステップＳ２０４にて算出された値より小さくされ、これに伴って実際の吸気量は少なくなるので燃料噴射弁５８からの燃料噴射量も少なくする必要がある。このような予定している吸気量が低下することによるエミッション悪化を防止するために吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正を実行する。
【００６０】
この吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正としては、Ｄスロットル開度補正係数ＫＤによって吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを補正しても良く、実際の吸気量ＧＡとエンジン回転数ＮＥとに基づいて吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを算出しても良い。
【００６１】
ステップＳ２１８の次にはステップＳ２１８にて減少補正された吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８から噴射される燃料量として設定される（Ｓ２２０）。こうして一旦本処理を出る。
【００６２】
図１１に本実施の形態による制御の一例を示す。ディーゼルエンジン２が減速時の燃料カット状態にある期間においてＡＴ−ＥＣＵ８４がシフトダウンが必要と判定すると（ｔ１０〜ｔ１２）、燃料噴射弁５８からの燃料噴射と共にＤスロットル２４の開度も増加する。シフトダウン実施期間の初期においては、Ｄスロットル開度補正係数ＫＤ＜１．０であるが次第に上昇してＫＤ＝１．０となる（ｔ１１）。このことにより、燃料噴射量の増加によりエンジン回転数ＮＥを迅速に上昇させることができると共に、スモークの発生も防止できる。しかも、添加弁６８からは排気浄化触媒の床温低下を防止するための燃料添加が行われるので、触媒床温も低下が防止されて、不活性化するおそれはない。
【００６３】
上述した構成において、請求項との関係は、ステップＳ２０４，Ｓ２１０，Ｓ２１４，Ｓ２２０が、吹上燃料噴射制御手段、吹上時吸気量制御手段及び還元剤添加手段としての処理に相当する。ステップＳ２０６が触媒床温低下判定手段としての処理に、ステップＳ２０８，Ｓ２１２が吹上時要求吸気量減少手段としての処理に、ステップＳ２１６，Ｓ２１８が吹上燃料減少手段としての処理に相当する。
【００６４】
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．自動変速機８６のシフトダウン時には（Ｓ２０２でyes）、ステップＳ２０４，Ｓ２１０，Ｓ２１４，Ｓ２２０によりエンジン回転数ＮＥがシフトダウン状態に応じた目標エンジン回転数（吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ）になり、これと共に吸気量が増加してスモークが防止される。更に還元剤（ここでは燃料）を排気中に添加するので吸気量増加時に排気浄化触媒の触媒床温低下を防止できる。
【００６５】
更に触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔ自体が排気浄化の点から触媒床温維持に十分でなかった場合には、ステップＳ２０８，Ｓ２１２によりＤスロットル開度Ｄｔａが減少補正されることで、触媒床温低下を確実に防止でき、排気浄化状態を良好に維持させることができる。
【００６６】
（ロ）．更にＤスロットル開度Ｄｔａの減少補正に対応して、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐも減少させているので、スモーク発生などのエミッション悪化を、より効果的に防止できる。
【００６７】
［実施の形態３］
図１２のフローチャートに本実施の形態のシフトダウン時触媒床温制御処理を示す。他の構成は前記実施の形態２と同じであるので、図１，３〜６を参照して説明する。
【００６８】
シフトダウン時触媒床温制御処理（図１２）が開始されると、まずシフトダウン実施か否かが判定される（Ｓ３０２）。本処理は前記図２のステップＳ１０２と同じである。したがってシフトダウン実施時でなければ（Ｓ３０２でno）、このまま一旦本処理を出る。
【００６９】
ＡＴ−ＥＣＵ８４側からシフトダウンのためのエンジン回転数上昇要求があった場合には（Ｓ３０２でyes）、次に前記図２のステップＳ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１１０，Ｓ１１２，Ｓ１１６，Ｓ１１８が実行される（Ｓ３０４）。すなわち前記実施の形態２の図８におけるステップＳ２０４にて説明したごとく、吹上目標エンジン回転数ＮＥｕｐｔ、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐ、吹上要求吸気量ＧＡｕｐ、Ｄスロットル開度Ｄｔａ及び触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔの算出と、燃料添加実行がなされる。
【００７０】
次にステップＳ３０４で求めた触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔが実際に触媒床温低下を防止して活性状態に維持するのに不足か否かが判定される（Ｓ３０６）。この判定処理は前記図８のステップＳ２０６にて説明したごとくの判定処理である。
【００７１】
Ｑｃａｔ＜ＭＡＰｃ（ＧＡｕｐ，Ｔｃａｔ）ではない場合、すなわち燃料添加量が触媒床温低下防止のためには十分である場合は（Ｓ３０６でno）、ステップＳ３０４にて求めたＤスロットル開度Ｄｔａとなるように、Ｄスロットル２４のモータ２４ｂが駆動される（Ｓ３１４）。そしてステップＳ３０４にて求められている吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８から噴射される燃料量として設定されることになる（Ｓ３１６）。こうして一旦本処理を出る。
【００７２】
Ｑｃａｔ＜ＭＡＰｃ（ＧＡｕｐ，Ｔｃａｔ）である場合、すなわち燃料添加量が不足している場合は（Ｓ３０６でyes）、触媒床温低下を引き起こさない最大の吸気量である供給可能吸気量ＧＡｘが算出される（Ｓ３０８）。この供給可能吸気量ＧＡｘは、触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔと触媒床温Ｔｃａｔとに基づいて図１３に示すマップＭＡＰｇａｘから算出される。
【００７３】
そしてこの供給可能吸気量ＧＡｘが得られるＤスロットル開度Ｄｔａが、前記実施の形態１で説明したマップＭＡＰｄｔａ（図５）により、供給可能吸気量ＧＡｘとエンジン回転数ＮＥとに基づいて算出される（Ｓ３１０）。
【００７４】
次にステップＳ３０４にて求められている吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正がなされる（Ｓ３１２）。すなわちステップＳ３１０にて新たに求められたＤスロットル開度Ｄｔａは、吸気量ＧＡが供給可能吸気量ＧＡｘとなるようにステップＳ３０４にて算出された値より小さくされている。したがって燃料噴射弁５８からの燃料噴射量も少なくしてエミッション悪化を防止するために吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正を実行する。
【００７５】
この吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正としては、実際の吸気量ＧＡあるいは供給可能吸気量ＧＡｘとエンジン回転数ＮＥとに基づいて吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを算出して行うことができる。
【００７６】
そしてステップＳ３１０にて求めたＤスロットル開度Ｄｔａとなるように、Ｄスロットル２４のモータ２４ｂが駆動され（Ｓ３１４）、ステップＳ３１２にて減少補正された吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐが燃料噴射弁５８にて噴射される燃料量として設定されることになる（Ｓ３１６）。こうして一旦本処理を出る。
【００７７】
このことにより前記実施の形態２の図１１にて説明したごとくに制御を実行することができる。
上述した構成において、請求項との関係は、ステップＳ３０４，Ｓ３１４，Ｓ３１６が吹上燃料噴射制御手段、吹上時吸気量制御手段及び還元剤添加手段としての処理に相当する。ステップＳ３０６が触媒床温低下判定手段としての処理に、ステップＳ３０８，Ｓ３１０が吹上時要求吸気量減少手段としての処理に、ステップＳ３１２が吹上燃料減少手段としての処理に相当する。
【００７８】
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．前記実施の形態２と同様な効果が得られる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態２，３では、Ｄスロットル開度Ｄｔａの減少補正に対応して吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐについても減少補正した。マップＭＡＰｇａｕｐによる吹上要求吸気量ＧＡｕｐの設定がスモークには十分に余裕もって大きめに設定されている場合には、吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐの減少補正（Ｓ２１８，Ｓ３１２）は実行しなくても良い。
【００７９】
（ｂ）．前記各実施の形態においては、前記図１に示したごとく第１排気浄化装置４０内にはフィルタ４０ａ，４０ｂとしてＤＰＦが配置されていた。このＤＰＦ以外に、ＰＭとＮＯｘとを同時浄化するＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx Reduction system）が配置されている場合にも本発明を適用でき、同様な効果を生じさせることができる。
【００８０】
（ｃ）．前記各実施の形態のごとくに、２つのフィルタ４０ａ，４０ｂの間、あるいは下流側のフィルタ４０ｂの直下に排気温センサ４４，４６を配置する以外に、上流側のフィルタ４０ａよりも上流側に排気温センサを配置して排気温度を検出し判定に用いても良い。
【００８１】
（ｄ）．吸気量と共に更に吸気温センサ２８にて検出される吸気温及び冷却水温センサ７６にて検出される冷却水温ＴＨＷも、各マップでの算出処理に反映させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施の形態１の車両用ディーゼルエンジン及びディーゼルエンジン制御装置の機能を果たす制御システムの概略構成を表すブロック図。
【図２】実施の形態１のＥＣＵが実行するシフトダウン時触媒床温制御処理のフローチャート。
【図３】吹上要求燃料噴射量Ｑｕｐを求めるマップＭＡＰｑｕｐの構成説明図。
【図４】吹上要求吸気量ＧＡｕｐを求めるマップＭＡＰｇａｕｐの構成説明図。
【図５】Ｄスロットル開度Ｄｔａを求めるマップＭＡＰｄｔａの構成説明図。
【図６】触媒床温上昇燃料添加量Ｑｃａｔを求めるマップＭＡＰｑｃａｔの構成説明図。
【図７】実施の形態１における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図８】実施の形態２のシフトダウン時触媒床温制御処理のフローチャート。
【図９】燃料添加量を求めるマップＭＡＰｃの構成説明図。
【図１０】Ｄスロットル開度補正係数ＫＤを求めるマップＭＡＰｋｄの構成説明図。
【図１１】実施の形態２における制御の一例を示すタイミングチャート。
【図１２】実施の形態３のシフトダウン時触媒床温制御処理のフローチャート。
【図１３】供給可能吸気量ＧＡｘを求めるマップＭＡＰｇａｘの構成説明図。
【符号の説明】
【００８３】
２…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、６…吸気弁、８…吸気ポート、１０…吸気マニホールド、１２…サージタンク、１４…吸気経路、１６…インタークーラ、１８…排気ターボチャージャ、１８ａ…コンプレッサ、１８ｂ…排気タービン、２０…エアクリーナ、２２…ＥＧＲ経路、２２ａ…ＥＧＲガス供給口、２２ｂ…ＥＧＲガス吸入口、２４…Ｄスロットル、２４ａ…Ｄスロットル開度センサ、２４ｂ…モータ、２６…吸入空気量センサ、２８…吸気温センサ、３０…排気弁、３２…排気ポート、３４…排気マニホールド、３６…排気経路、４０…第１排気浄化装置、４０ａ，４０ｂ…フィルタ、４２…第２排気浄化装置、４２ａ…酸化触媒、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…空燃比センサ、５０…差圧センサ、５２…鉄系ＥＧＲ触媒、５４…ＥＧＲクーラ、５６…ＥＧＲ弁、５８…燃料噴射弁、５８ａ…燃料供給管、６０…コモンレール、６２…燃料ポンプ、６４…燃料圧センサ、６６…燃料供給管、６８…添加弁、７０…ＥＧ−ＥＣＵ、７２…アクセルペダル、７４…アクセル開度センサ、７６…冷却水温センサ、７８…クランク軸、８０…エンジン回転数センサ、８２…気筒判別センサ、８４…ＡＴ−ＥＣＵ、８６…自動変速機、８６ａ…油圧制御装置、８６ｂ…トルクコンバータ、８６ｃ…出力軸、８８…シフトセンサ、９０…入力軸回転数センサ、９２…出力軸回転数センサ、９４…ブレーキスイッチ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力を自動変速機を備えた動力伝達系を介して出力すると共に、吸気系に吸気量を調節する吸気量調節弁を備え、排気系に排気中に還元剤を添加する添加弁と該添加弁からの還元剤の供給を受ける排気浄化触媒とを備えたディーゼルエンジンの制御装置であって、
前記自動変速機のシフトダウン時に、ディーゼルエンジンの回転数を、シフトダウン状態に応じて要求される目標エンジン回転数とするための必要燃料噴射量を設定して燃料噴射量を制御する吹上燃料噴射制御手段と、
前記吹上燃料噴射制御手段にて設定した必要燃料噴射量に基づいて吹上時要求吸気量を設定して、ディーゼルエンジンの吸気量が前記吹上時要求吸気量となるように前記吸気量調節弁の開度を制御する吹上時吸気量制御手段と、
前記吹上時吸気量制御手段による前記吸気量調節弁の開度制御時に、排気浄化触媒の触媒床温低下を抑制する還元剤を排気中に添加する還元剤添加手段と、
を備えたことを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディーゼルエンジン制御装置と、
前記吹上時吸気量制御手段にて設定された吹上時要求吸気量と、前記還元剤添加手段による排気中への還元剤添加量との関係が、前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態か否かを判定する触媒床温低下判定手段と、
前記触媒床温低下判定手段にて前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態にあると判定された場合には、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量を減少補正する吹上時要求吸気量減少手段と、
を備えたことを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記吸気系での吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、前記吹上時要求吸気量減少手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と、前記吸気量検出手段にて検出された吸気量とに基づいて、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量を減少補正することを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項４】
請求項２において、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段を備え、前記吹上時要求吸気量減少手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と前記還元剤添加手段にて前記添加弁から排気中へ添加された還元剤添加量とに基づいて前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こさない供給可能吸気量を設定し、該供給可能吸気量を、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量として設定することにより、前記減少補正することを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかにおいて、前記吹上時要求吸気量減少手段にて前記吹上時要求吸気量が減少補正された場合には、該減少補正に対応して前記吹上燃料噴射制御手段にて噴射量を制御するための前記必要燃料噴射量を減少させる吹上燃料減少手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記吸気系での吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、前記還元剤添加手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と、前記吸気量検出手段にて検出された吸気量とに基づいて還元剤の添加量を設定することを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項７】
請求項６において、前記還元剤添加手段は、前記排気浄化触媒にて浄化可能な最大添加量を上限として、前記添加量を設定することを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項１】
動力を自動変速機を備えた動力伝達系を介して出力すると共に、吸気系に吸気量を調節する吸気量調節弁を備え、排気系に排気中に還元剤を添加する添加弁と該添加弁からの還元剤の供給を受ける排気浄化触媒とを備えたディーゼルエンジンの制御装置であって、
前記自動変速機のシフトダウン時に、ディーゼルエンジンの回転数を、シフトダウン状態に応じて要求される目標エンジン回転数とするための必要燃料噴射量を設定して燃料噴射量を制御する吹上燃料噴射制御手段と、
前記吹上燃料噴射制御手段にて設定した必要燃料噴射量に基づいて吹上時要求吸気量を設定して、ディーゼルエンジンの吸気量が前記吹上時要求吸気量となるように前記吸気量調節弁の開度を制御する吹上時吸気量制御手段と、
前記吹上時吸気量制御手段による前記吸気量調節弁の開度制御時に、排気浄化触媒の触媒床温低下を抑制する還元剤を排気中に添加する還元剤添加手段と、
を備えたことを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディーゼルエンジン制御装置と、
前記吹上時吸気量制御手段にて設定された吹上時要求吸気量と、前記還元剤添加手段による排気中への還元剤添加量との関係が、前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態か否かを判定する触媒床温低下判定手段と、
前記触媒床温低下判定手段にて前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こす状態にあると判定された場合には、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量を減少補正する吹上時要求吸気量減少手段と、
を備えたことを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記吸気系での吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、前記吹上時要求吸気量減少手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と、前記吸気量検出手段にて検出された吸気量とに基づいて、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量を減少補正することを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項４】
請求項２において、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段を備え、前記吹上時要求吸気量減少手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と前記還元剤添加手段にて前記添加弁から排気中へ添加された還元剤添加量とに基づいて前記排気浄化触媒の触媒床温低下を引き起こさない供給可能吸気量を設定し、該供給可能吸気量を、前記吹上時吸気量制御手段にて設定される前記吹上時要求吸気量として設定することにより、前記減少補正することを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかにおいて、前記吹上時要求吸気量減少手段にて前記吹上時要求吸気量が減少補正された場合には、該減少補正に対応して前記吹上燃料噴射制御手段にて噴射量を制御するための前記必要燃料噴射量を減少させる吹上燃料減少手段を設けたことを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒の触媒床温を検出する触媒床温検出手段と、前記吸気系での吸気量を検出する吸気量検出手段とを備え、前記還元剤添加手段は、前記触媒床温検出手段にて検出された触媒床温と、前記吸気量検出手段にて検出された吸気量とに基づいて還元剤の添加量を設定することを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【請求項７】
請求項６において、前記還元剤添加手段は、前記排気浄化触媒にて浄化可能な最大添加量を上限として、前記添加量を設定することを特徴とするディーゼルエンジン制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２０８７４２（Ｐ２００８−２０８７４２Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４４３９９（Ｐ２００７−４４３９９）
【出願日】平成１９年２月２３日（２００７．２．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２３日（２００７．２．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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