JP2004301007A - Exhaust emission control device for engine mounted on vehicle - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent torque shock in changing speed of a stepped transmission while improving regeneration efficiency of a trap means by additionally injecting fuel so as to allow regeneration of the trap means for a predetermined period during changing the speed, in an exhaust emission control device in which an oxidation catalyst and the trap means are disposed to an exhaust passage. <P>SOLUTION: The oxidation catalyst 28a and a filter 28b arranged downstream of the oxidation catalyst to trap particulate are disposed to the exhaust passage 26 of the engine 1. To regenerate the filter 28b, an injector 5 provided in a combustion chamber of the engine 1 additionally injects the fuel at least once between an expansion stroke and an exhaust stroke. A vehicle mounting the engine 1 thereon further has the stepped transmission 44. In changing the speed of the transmission 44, execution of main injection is suppressed and execution of the additional injection for the regeneration of the filter is continued. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されたエンジンの排気浄化装置に関するものであり、特に、エンジンの排気通路に排気中の微粒子を捕捉可能な捕捉手段を配置するとともに、車両には、更に手動変速機や自動変速機のような有段変速機構を設けた技術に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複数に変速段を有する有段変速機構を搭載している車両においては、エンジンの出力を、有段変速機構により複数の変速段に切換えて駆動輪に伝達しているが、このような有段変速機構による変速時には、自動変速機の摩擦係合要素の係合状態を切換える変速動作や、手動変速機におけるドライバーのクラッチ操作に伴いトルクショックが発生するといった問題がある。そこで、エンジン側にて圧縮行程上死点付近でトルクが発生するように燃料の主噴射制御を行う場合には、このトルクショックを防止するために、上記の様な変速時の所定期間において、燃料噴射を禁止させたり、あるいは燃料噴射量を減量させて、トルクショックの発生を防止している。
【０００３】
一方、一般的に、エンジンの排気通路には触媒が配置されており、排気物質の浄化等を図っているが、このような触媒は、エンジンの運転状態により触媒温度が所定温度以下に低下すると、触媒の機能である触媒反応が抑制されることになり、この結果、エミッションが悪化するなどの問題が発生する。
このような問題は、上述のような変速機構による変速中にも発生している。つまり、変速中は、燃料噴射を禁止したり、燃料噴射量を減量させるため、これによって排気ガス温度が低下し、こうした低温の排気ガスが触媒内を通過することによる触媒温度の低下が、エミッションを悪化させている。
このような主噴射制御を行うエンジンにおける問題の解決策として、下記特許文献１には、排気通路に可変容量過給機のノズルを設けたエンジンにおいて、変速時に可変容量過給機のノズルを閉じて触媒に流入する排気ガスの流量を減量させることにより、変速時における触媒温度の低下を防止する技術を開示している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−０８２１３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ディーゼルエンジンやリーンバーンを実行可能な直噴ガソリンエンジンの排気通路に、排気ガスを通過させながらカーボン粒子等の微粒子を捕捉するパティキュレートフィルタ等の捕捉手段を配置することで、エンジンからの排気ガス中に含まれる微粒子を捕捉しこれを低減している。この場合、捕捉手段に捕捉された微粒子を高温化して焼却除去し、これにより捕捉手段を再生処理することが知られている。
この再生処理として、具体的には、捕捉手段の上流に酸化触媒を配置し、当該酸化触媒の温度を昇温させることにより酸化触媒の活性度を高め、高い活性度の酸化触媒の反応熱を利用して下流の捕捉手段に流入する排気ガス温度を昇温させ、捕捉手段の昇温を図ることが提案されている。
また、こうした酸化触媒の温度を昇温させる手段としては、エンジンの燃焼室に指向して配置した燃料噴射弁から燃焼室に直接燃料を噴射する所謂、直噴エンジンにおいては、燃料噴射弁から、膨張行程や排気行程の期間の内、少なくとも１回燃料を噴射する、所謂、追加噴射制御を実行することも提案されている。
【０００６】
そこで、車両に、上述のように酸化触媒、捕捉手段、及びこれを再生処理させるための追加噴射制御を設けたエンジンと、このエンジンから入力した駆動力を、変速段を変えて駆動輪に伝達する上記有段変速機構とを搭載することが考えられる。しかしながら、こうした車両においては、従来、上述の有段変速機の変速時と主噴射制御とに関する技術について開示するものはあっても、有段変速機の変速時における追加噴射制御について、再生処理性能の向上と変速によるトルクショック防止との両立を図る技術を開示したり、示唆するものはなかった。
【０００７】
本発明は、以上のような課題に勘案してなされたもので、その目的は、エンジンの排気通路に酸化触媒とその下流に排気ガス中の微粒子を捕捉する捕捉手段を配置し、追加噴射制御により捕捉手段の再生処理を実行するとともに、こうしたエンジンの出力を複数の変速段を有する動力伝達状態切換手段を介して駆動輪に伝達する車両において、捕捉手段の再生効率を向上させつつ、変速時のトルクショックを防止することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の請求項１記載の発明においては、エンジンの排気通路に配置された酸化触媒と、該酸化触媒下流に配置され、排気中の微粒子を捕捉可能な捕捉手段と、エンジンの燃焼室内に対し直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、圧縮行程上死点付近にある時にエンジン出力を発生する燃焼が行われるように、該燃料噴射弁による燃料噴射を制御する主噴射制御を実行するとともに、上記酸化触媒を昇温させて、上記捕捉手段を高温化して捕捉された微粒子の焼却除去を行うことで該捕捉手段の再生処理が可能となるように、膨張行程及び排気行程の期間中における所定時期に、該燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する追加噴射制御を実行する噴射制御手段とを備えた車両に搭載されたエンジンの排気浄化装置において、車両には、エンジンの出力軸から駆動輪までの動力伝達経路中に設けられ、動力伝達の遮断あるいは接続を実行して、エンジンから該駆動輪への動力伝達状態を切換える動力伝達状態切換手段が更に搭載されるとともに、上記噴射制御手段は、上記動力伝達状態切換手段による動力伝達状態切換えの所定期間において、上記主噴射制御を抑制するとともに、上記追加噴射制御を実行することを特徴としている。
【０００９】
変速段の切換え時、つまり変速時は、圧縮行程上死点付近でのトルクを発生させる燃焼（主燃焼）を抑制したり停止することで、エンジン出力を一時的に低下させて、トルクショックを防止する必要があるが、排気通路の酸化触媒にこのような燃焼の抑制により温度が低下した排気ガスが短時間でも流入すると酸化触媒の活性度が大きく低下する。特に、本出願の発明者らの研究によると、捕捉手段を再生処理するためには捕捉手段を極めて高温に維持する必要があるが、このように捕捉手段を極めて高温に維持している場合に、変速により低温の排気ガスが酸化触媒や捕捉手段内に流入すると、これら酸化触媒や捕捉手段の温度が著しく急激に低下して大きく再生処理性能を低下させてしまい、変速が終了して主燃焼の抑制を解除しても、暫らくは再生性能は悪化した状態が続き、十分な再生処理が行えないことが判明した。
更に、このような追加噴射は、膨張行程から排気行程までの間で噴射するので、噴射に伴うトルクショックは全く発生しないか、発生したとしても微少である。
そこで、請求項１に係る発明では、捕捉手段の再生処理中における変速時の所定期間は、トルクショック低減のために主噴射制御を抑制する一方で、追加噴射制御は実行することとした。したがって、こうした再生処理中における短時間の変速時であっても、追加噴射制御を継続的に実行するので、酸化触媒や捕捉手段の急激な温度低下を抑制でき、再生性能が悪化するのを確実に防止できると同時にトルクショックの低減も可能となる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１において、上記噴射制御手段は、上記追加噴射制御として、上記主噴射制御により燃料噴射が行われた後の圧縮行程上死点付近から膨張行程中期までの所定時期において、少なくとも１回、燃料噴射を実行することを特徴としている。
【００１１】
このような構成により、追加噴射制御を、圧縮行程上死点付近から膨張行程中期までの所定時期で、少なくとも１回噴射を実行する。これにより、噴射された燃料の一部は、圧縮行程上死点付近で行われる主噴射による燃焼の影響を受けて、引き続き燃焼して酸化触媒に供給される排気ガス温度を昇温させるため、この排気ガスと接触する酸化触媒を昇温させて活性度を増大させることができる。また、この時噴射された燃料の残りは、未燃燃料として酸化触媒に供給されることになり、上述のように活性度が増大された状態では、酸化触媒に未燃燃料が流入することで酸化触媒上の触媒反応が促進されて、酸化触媒下流の捕捉手段に、触媒反応に起因する高温の排気ガスを供給することになる。この結果捕捉手段は極めて高い温度に昇温されて、捕捉された微粒子の焼却除去性能が向上する。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１において、上記噴射制御手段は、上記追加噴射制御として、膨張行程中期の所定時期において、少なくとも１回、燃料噴射を実行することを特徴としている。
このような構成により、追加噴射制御を、膨張行程中期の所定時期で、少なくとも１回噴射を実行する。このように、膨張行程中期で燃料噴射された場合、噴射された燃料の大半は未燃燃料として酸化触媒に供給されることになる。よって、高い活性度の酸化触媒に未燃燃料が流入することで、酸化触媒上の触媒反応が促進されて、酸化触媒下流の捕捉手段に、触媒反応に起因する高温の排気ガスを供給することになり、この結果捕捉手段は極めて高い温度に昇温されて、捕捉された微粒子の焼却除去が促進される。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項２、あるいは請求項３において、上記動力伝達状態切換手段は、上記エンジンの出力軸と車両に設けられた手動変速機との間の動力伝達を切断するクラッチであって、上記噴射制御手段は、上記手動変速機による変速開始直前の変速段が、低速側にある程、上記追加噴射制御の噴射量を減量するか、あるいは噴射時期を遅角側に設定するか、少なくとも一方を実行することを特徴としている。
手動変速機の場合、変速の際にクラッチを遮断動作や接続動作させるが、特にクラッチを遮断した後、クラッチの接続開始直後にエンジン出力が大きいと、こうしたエンジン出力がクラッチの動作によって駆動輪に大きな出力変化となって伝達されることになり、トルクショックが発生する。このトルクショックは、手動変速機による変速後の変速段が、低速段であるほど大きい。
一方、捕捉手段を高温化するために追加噴射される燃料はかなり増量して噴射されるため、例えば、主噴射制御による主燃焼が抑制されたり停止されたとしても、追加噴射された燃料の一部は燃焼してしまい、小規模ながらエンジン出力を発生してしまう。具体的には、追加噴射された燃料の一部を積極的に燃焼させるために、主噴射制御を、燃料噴射量を減少させて実行した場合には、追加噴射された燃料の一部は確実に燃焼されて、小規模なエンジン出力が発生されることになる。また、主噴射制御による燃料噴射を実行しなくても、追加噴射を、燃焼室内が高温となる膨張行程初期に設定した場合には、追加噴射された燃料は着火して燃焼され、小規模なエンジン出力が発生されることになる。
つまり、上述のように、手動変速機による変速後の変速段が低速段となる場合においては、高速段となる場合よりもトルクショックが発生し易い状況であるため、追加噴射に起因する小規模なエンジン出力であっても、大きなトルクショックとして発生してしまう。
そこで、請求項４に係る本発明においては、変速開始直前の変速段が、低速段側にある時ほど、追加噴射制御の噴射量を減量するか、あるいは追加噴射の噴射時期を遅角するか、少なくとも一方を実行する。
この場合、手動変速機では、変速段は乗員の判断により決定されるため、変速後の変速段を確実に決定することは困難であが、一般的に、変速開始直前の変速段が所定の低速段にある時には、乗員による変速操作後の変速段は、所定の低速段に隣接する低速段に設定される可能性が高い。
そこで、手動変速機での変速時には、変速開始直前の変速段が低速段にある時ほど、比較的大きなトルクショックが発生する可能性が高いと判断して、追加噴射制御の噴射量を減量するか、あるいは噴射時期を遅角側に設定するか、少なくとも一方を実行することにより、変速段が低速段に変速された時におけるトルクショックを高い確率で防止できる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項２、あるいは請求項３において、上記動力伝達状態切換手段は、上記エンジンの出力が入力される自動変速機を構成する摩擦係合要素であって、上記噴射制御手段は、上記自動変速機による低速段から高速段へのシフトアップ変速における変速開始直前の変速段が、高速側にある時よりも低速段にある時ほど、あるいは、シフトアップ変速において変速前後のエンジン回転数差が大きいほど、上記追加噴射制御の噴射量を減量するか、あるいは噴射時期を遅角側に設定するか、少なくとも一方を実行することを特徴としている。
自動変速機の場合、車両の運転状態に応じて自動変速機を構成する摩擦係合要素の係合状態を切換えることにより自動的に変速段が変更されているが、このような変速中には変速に伴うトルクショックが発生する。特に、シフトアップ変速時は、変速によるエンジン回転数の変化によってトルクショックが発生するので、シフトダウン変速に比べて変速に伴うトルクショックの発生期間が比較的長い。従って、トルクショックは、自動変速機によるシフトアップ変速開始直前の変速段が低速側にある時ほど大きく、また、シフトアップ変速時に、変速前後の回転数差が大きい時も、例えば、飛び越し変速する変速段が多い程、トルクショックは大きくなる。
一方、捕捉手段を高温化するために追加噴射される燃料はかなり増量して噴射されるため、例えば、主噴射制御による主燃焼が抑制されたり停止されたとしても、追加噴射された燃料の一部は燃焼してしまい、小規模ながらエンジン出力を発生してしまう。具体的には、追加噴射された燃料の一部を積極的に燃焼させるために、主噴射制御を、燃料噴射量を減少させて実行した場合には、追加噴射された燃料の一部は確実に燃焼されて、小規模なエンジン出力が発生されることになる。また、主噴射制御による燃料噴射を実行しなくても、追加噴射を、燃焼室内が高温となる膨張行程初期に設定した場合には、追加噴射された燃料は着火して燃焼され、小規模なエンジン出力が発生されることになる。
つまり、上述のように、自動変速機によるシフトアップ変速開始直前の変速段が低速段となる場合や、あるいは、変速前後のエンジン回転数差が大きい場合においては、それぞれ、シフトアップ変速開始直前の変速段が高速段となる場合や、あるいは変速前後のエンジン回転数差が小さい場合に対して、トルクショックが発生し易い状況であり、追加噴射に起因する小規模なエンジン出力であっても、大きなトルクショックとして発生してしまう。
そこで、請求項４に係る本発明においては、シフトアップ変速における変速開始直前の変速段が低速段にある時ほど、あるいは、シフトアップ変速において変速前後のエンジン回転数差が大きいほど、上記追加噴射制御の噴射量を減量するか、あるいは噴射時期を遅角側に設定するか、少なくとも一方を実行する。
これにより、シフトアップ変速における変速開始直前の変速段が低速段にある時や、あるいは、シフトアップ変速において変速前後のエンジン回転数差が大きい時におけるトルクショックを確実に防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態を図面に基づいて説明する。
（全体構成）
図１は本発明の実施形態に係る車両（図示せず）に搭載されたエンジンの排気浄化装置Ａの一例を示し、１は、ディーゼルエンジンである。このエンジン１は複数の気筒（シリンダ）２，２，…（１つのみ図示する）を有し、その各気筒２内に往復動可能にピストン３が嵌挿されていて、このピストン３により気筒２内に燃焼室４が区画されている。また、燃焼室４の天井部にはインジェクタ５（燃料噴射弁）が配設されていて、その先端部の噴口から高圧の燃料を燃焼室４に直接、噴射するようになっている。
【００１７】
一方、各気筒２毎のインジェクタ５の基端部は、それぞれ分岐管６ａ，６ａ，…（１つのみ図示する）により共通の燃料分配管６（コモンレール）に接続されている。このコモンレール６は、燃料供給管８により高圧供給ポンプ９に接続されていて、該高圧供給ポンプ９から供給される燃料を前記インジェクタ５，５，…に任意のタイミングで供給できるように高圧の状態で蓄えるものであり、その内部の燃圧（コモンレール圧力）を検出するための燃圧センサ７が配設されている。
【００１８】
前記高圧供給ポンプ９は、図示しない燃料供給系に接続されるとともに、歯付ベルト等によりクランク軸１０に駆動連結されていて、燃料をコモンレール６に圧送するとともに、その燃料の一部を電磁弁を介して燃料供給系に戻すことにより、コモンレール６への燃料の供給量を調節するようになっている。この電磁弁の開度が前記燃圧センサ７による検出値に応じてＥＣＵ４０（後述）により制御されることによって、燃圧がエンジン１の運転状態に対応する所定値に制御される。
また、エンジン１の上部には、図示しないが、吸気弁及び排気弁をそれぞれ開閉させる動弁機構が配設されており、一方、エンジン１の下部には、クランク軸１０の回転角度を検出するクランク角センサ１１と、冷却水の温度を検出するエンジン水温センサ１３とが設けられている。前記クランク角センサ１１は、詳細は図示しないが、クランク軸端に設けた被検出用プレートとその外周に相対向するように配置した電磁ピックアップとからなり、前記被検出用プレートの外周部全周に亘って等間隔に形成された突起部が通過する度に、パルス信号を出力するものである。
【００１９】
エンジン１の一側（図の右側）の側面には、各気筒２の燃焼室４に対しエアクリーナ１５で濾過した空気（新気）を供給するための吸気通路１６が接続されている。この吸気通路１６の下流端部にはサージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７から分岐した各通路がそれぞれ吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４に連通しているとともに、サージタンク１７には吸気の圧力状態を検出する吸気圧センサ１８が設けられている。
【００２０】
また、前記吸気通路１６には、上流側から下流側に向かって順に、外部からエンジン１に吸入される空気の流量を検出するホットフィルム式エアフローセンサ１９と、後述のタービン２７により駆動されて吸気を圧縮するコンプレッサ２０と、このコンプレッサ２０により圧縮した吸気を冷却するインタークーラ２１と、バタフライバルブからなる吸気絞り弁２２とが設けられている。この吸気絞り弁２２は、弁軸がステッピングモータ２３により回動されて、全閉から全開までの間の任意の状態とされるものであり、全閉状態でも吸気絞り弁２２と吸気通路１６の周壁との間には空気が流入するだけの間隙が残るように構成されている。
【００２１】
一方、エンジン１の反対側（図の左側）の側面には、各気筒２の燃焼室４からそれぞれ燃焼ガス（排気）を排出するように、排気通路２６が接続されている。この排気通路２６の上流端部は各気筒２毎に分岐して、それぞれ排気ポートにより燃焼室４に連通する排気マニホルドであり、該排気マニホルドよりも下流の排気通路２６には上流側から下流側に向かって順に、排気中の酸素濃度を検出するリニアＯ２センサ２９と、排気流を受けて回転されるタービン２７と、排気中の有害成分（ＨＣ、ＣＯ等）を酸化可能な酸化触媒２８ａと、その下流には燃焼室から排出されるカーボンなどの微粒子を捕捉可能なフィルタ２８ｂが配設されている。
【００２２】
酸化触媒２８ａは、多孔質のセラミック製ハニカム担体のセル表面にＰｔなどの貴金属を担持する触媒層をコートした一般的なものであるが、特に酸化性能が優れるよう触媒成分が調整されている。また、フィルタ２８ｂは多孔質のセラミックス製で、ハニカムの隣合うセルの内一方のセルが上流端部で、他方のセルが下流端部で目封じされた一般的なディーゼル・パティキュレート・フィルタで、そのセル表面にはＰｔなどの貴金属を担持した触媒層をコートさせている。この触媒金属の反応熱により昇温性能の向上を図っている。
尚、フィルタ２８ｂには、触媒金属を担持させなくても良いし、反対に、触媒層に貴金属に加えて更にＮＯｘ吸収能力を併合させるためアルカリ金属やアルカリ土類金属などを含有させてもよい。
また、これらの酸化触媒２８ａとフィルタ２８ｂとは離間してそれぞれ上流下流に配置されるが、その距離は酸化触媒２８ａ内で主に酸化反応により発生する温度が流通する排気ガスを介してフィルタ２８ｂに伝達することが可能な程度に維持される。
【００２３】
前記タービン２７と吸気通路１６のコンプレッサ２０とからなるターボ過給機３０は、可動式のフラップ３１，３１，…によりタービン２７への排気の通路断面積を変化させるようにした可変ターボ（以下ＶＧＴという）であり、前記フラップ３１，３１，…は各々、図示しないリンク機構を介してダイヤフラム３２に駆動連結されていて、そのダイヤフラム３２に作用する負圧の大きさが負圧制御用の電磁弁３３により調節されることで、該フラップ３１，３１，…の回動位置が調節されるようになっている。
【００２４】
前記排気通路２６には、タービン２７よりも排気上流側の部位に臨んで開口するように、排気の一部を吸気側に還流させるための排気還流通路（以下ＥＧＲ通路という）３４の上流端が接続されている。このＥＧＲ通路３４の下流端は吸気絞り弁２２及びサージタンク１７の間の吸気通路１６に接続されていて、排気通路２６から取り出された排気の一部を吸気通路１６に還流させるようになっている。また、ＥＧＲ通路３４の途中には、その内部を流通する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ３７と、開度調節可能な排気還流量調節弁（以下ＥＧＲ弁という）３５とが配置されている。このＥＧＲ弁３５は負圧応動式のものであり、前記ＶＧＴ３０のフラップ３１，３１，…と同様に、ダイヤフラムへの負圧の大きさが電磁弁３６によって調節されることにより、ＥＧＲ通路３４の断面積をリニアに調節して、吸気通路１６に還流される排気の流量を調節するものである。尚、前記ＥＧＲクーラ３７はなくてもよい。
【００２５】
そして、前記各インジェクタ５、高圧供給ポンプ９、吸気絞り弁２２、ＶＧＴ３０、ＥＧＲ弁３５等は、いずれもコントロールユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ：以下ＥＣＵという）４０からの制御信号を受けて作動する。一方、このＥＣＵ４０には、前記燃圧センサ７、クランク角センサ１１、エンジン水温センサ１３、吸気圧センサ１８、エアフローセンサ１９、リニアＯ２センサ２９等からの出力信号がそれぞれ入力され、さらに、図示しないアクセルペダルの踏み操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ３９からの出力信号が入力される。
【００２６】
なお、酸化触媒２８ａの上流には、酸化触媒２８ａの温度や、あるいはフィルタ２８ｂの温度を推定するための排気ガス温度センサ４１が配置されている。一方フィルタ２８ｂの上流側の排気通路２６内、好ましくはフィルタ２８ｂと酸化触媒２８ａとの間には、フィルタ２８ｂの上流側排気圧力を検出するためのフィルタ上流圧力センサ４２が配置され、フィルタ２８ｂの下流側の排気通路２６にはフィルタ下流圧力センサ４３が配置されている。そして、ＥＣＵ４０には、更にこれら排気ガス温度センサ４１の出力信号、フィルタ上流圧力センサ４２の出力信号、及びフィルタ下流圧力センサ４３の出力信号が入力される。
【００２７】
（変速・伝達機構）
次に、図２を参照して、本実施形態の手動変速機構（ＭＴ）及び伝達機構について説明する。
車両に搭載された変速機４４は、所謂、手動変速機であって、エンジン１のクランク軸１０（出力軸）からのエンジン出力を入力し、この入力された駆動力を複数のクラッチ４５（１つのクラッチのみ図示する）と複数の歯車機構（図示せず）とにより変速してドライブシャフト４６に出力しており、ドライブシャフト４６に伝達された駆動力は、最終的に駆動輪４７に伝達されて、車両の走行を可能としている。
【００２８】
変速機４４は、乗員が、車室内に設けられたクラッチペダル４５ａを操作すると、クラッチ４５の動作によって、エンジン１のクランク軸１０と駆動輪４７との連結が遮断され、この遮断状態で、乗員が、車室内に設けれら変速レバー４４ａを所望する変速段に設定した後、クラッチペダル４５ａの操作を解除することにより、変速段の切換操作が行われる構成となっている。
また、クラッチペダル４５ａには、クラッチペダルの操作状態を検出するクラッチペダルセンサ４５ｂが設けられており、当該センサ４５ｂは、クラッチペダルの操作状態をＥＣＵ４０に出力する。また、変速レバー４４ａには、現在の変速段を検出する変速段センサ４４ｂが設けられており、当該センサ４４ｂは、現在の変速段（変速レバー４４ａの設定位置）をＥＣＵ４０に出力する。
【００２９】
（燃料噴射制御）
次に、本実施形態の燃料噴射制御について説明する。
ＥＣＵ４０は、入力されたアクセル開度センサ３９から入力された信号からアクセル開度量（エンジン負荷）を算出し、クランク角センサ１１から入力された信号からエンジン回転数を算出し、これらを噴射制御部（図示せず）に出力して、基本的にこれらエンジン負荷及びエンジン回転数に基づいて主噴射Ｍおよびフィルタ２８ｂ再生用の追加噴射としての膨張行程初期噴射Ｆ１及び膨張行程中期噴射Ｆ２が制御される。
【００３０】
図２のＳ１に示すように主噴射Ｍは、各気筒毎、圧縮行程上死点付近でインジェクタ５により行われる燃料噴射で、この噴射により噴射された燃料は、ピストン位置が上昇して燃焼室内の圧力が極めて高圧の状態で噴射されるので、圧縮行程上死点付近で自己着火して主燃焼が行われることとなる。また、この主噴射Ｍによる噴射量は、乗員等による要求出力が得られるように、この出力に相当するトルク（要求トルク）に基づいて予め設定されている。なお、図２のＳ１からＳ４は、インジェクタ５の針弁（図示せず）の作動状態を示す説明図である。
具体的には、ＥＣＵ４０には、エンジン回転数が高回転である程、且つアクセル開度量が大きい程、主噴射量を増量するよう設定した主噴射量マップ（図示せず）、及びエンジン回転数とアクセル開度量に基づいて主噴射Ｍの実行時期を設定した主噴射時期マップ（図示せず）が記憶されており、エンジン回転数及びアクセル開度量に基づいて、主噴射量、及び噴射時期が設定される。
【００３１】
なお、主噴射Ｍの形態は、このような１回の噴射に限らず、圧縮行程上死点より少し前に一時的に行う所謂パイロット噴射と圧縮行程上死点付近での主噴射との組み合わせや、圧縮行程上死点付近で実行される主噴射Ｍ自体を微少な休止間隔（略１ｍｓ以下）を挟んで多段に分割噴射するものであってもよい。
【００３２】
ディーゼルエンジンの運転中は、排気ガス中に微粒子が含まれるため、これを捕捉するためにフィルタ２８ｂが配置される。ところで、通常のディーゼル燃焼では、フィルタ２８ｂの温度は１５０℃から３００℃までの比較的低温となるが、３００℃前後の場合には、フィルタ上流に酸化触媒２８ａが配置されることで、酸化触媒２８ａでＮＯから変換生成されたＮＯ_２と捕集された微粒子とが反応して、微粒子を焼却除去することが可能である。しかしながら、略３００℃以下の低温では捕捉された微粒子は焼却され難く、次第にフィルタ２８ｂに堆積して行く。
【００３３】
このように低温時にフィルタ２８ｂ内に捕捉され堆積した微粒子を略完全に焼却除去する際には、５００℃以上の高温を数分間維持する必要がある。そのため、はフィルタ２８ｂの排気上流の近接した位置に配置される酸化触媒２８ａを利用する。更に、フィルタ２８ｂ自体にも酸化触媒金属を塗布している。そして、フィルタ上流圧力センサ４２とフィルタ下流圧力センサ４３との検出信号から、フィルタ２８ｂの上流と下流との排気圧力差を求め、この差が所定値以上となった時には、フィルタ２８ｂに捕捉された微粒子が多くなり、これら微粒子の強制的な焼却除去が必要であると判断する。そして、インジェクタ５は、これら酸化触媒２８ａやフィルタ２８ｂに向けて主噴射とは別の追加噴射を実行して、フィルタ２８ｂの再生処理を行っている。
なお、微粒子の焼却除去を実行するには、かなりな高温を継続的に維持する必要があるため、低回転、あるいは低負荷領域、及び中回転、中負荷領域では、追加噴射量は必然的に主噴射量よりも１．５から４倍ほど多くなるよう設定される。
【００３４】
また、本実施形態においては、このような追加噴射制御中は、ＥＧＲ弁３５を実質的に閉弁して排気還流されないようにするとともに、ターボ過給機３０のフラップ３１は実質的に閉成しており、これによりインジェクタ５から、酸化触媒２８ａに対して、高温の排気ガスや未燃燃料が効率良く供給されるようにしている。
【００３５】
本実施形態のおいては、追加噴射として、図３のＳ１に示すように、主噴射Ｍの噴射完了後の膨張行程初期から膨張行程中期までの期間中で、膨張行程初期噴射Ｆ１と膨張行程中期噴射Ｆ２とを実行する。
【００３６】
膨張行程初期噴射Ｆ１は、膨張行程の比較的初期で、具体的には圧縮行程上死点後（ＡＴＤＣ）１０°から３５°の間ぐらいで、運転状態に応じた所定の許容範囲期間内における所定時期に噴射時期が設定される。なお、許容範囲期間は、エンジン回転数が高回転程、あるいはエンジン負荷が高負荷程、その領域が遅角側に設定される。
このような膨張行程初期噴射Ｆ１により、インジェクタ５から噴射される燃料の多くは、圧縮行程上死点付近で発生する主燃焼中に噴射されることになるため、主燃焼による燃焼期間が延長されたり、あるいは促進され、燃焼室内温度が昇温して、燃焼室４から排出され酸化触媒２８ａに流入する排気ガスの温度を昇温させることができる。酸化触媒２８ａでは、こうした高温の排気ガスと接触することで、酸化触媒２８ａ自体が高温化して、酸化触媒２８ａの触媒機能の活性度が向上する。なお、インジェクタ５から噴射された燃料の残りは、未燃燃料として酸化触媒２８ａなどに供給される。
【００３７】
また、膨張行程初期噴射Ｆ１に関し、エンジンの運転状態に基づいた再生処理中の基本的な噴射時期、及び噴射量は、それぞれＥＣＵ４０に記憶されたマップ（図示せず）により制御される。噴射時期のマップは、エンジン回転数が高回転程、あるいはエンジン負荷が高負荷程、主燃焼期間が遅角側に延長されるのでこれに合わせて、高負荷程、高回転程、噴射時期が遅角側に設定されている。また、噴射量マップは、エンジン回転数が高回転程あるいはエンジン負荷が高負荷程、主燃焼による排気ガス温度の昇温効果が大きくなるため、これにより追加噴射制御を抑制して燃費の向上を図ることを目的として、高負荷程、高回転程、噴射量が減少するよう設定される。
【００３８】
膨張行程中期噴射Ｆ２は、膨張行程初期噴射Ｆ１実行後の膨張行程中期に噴射されるもので、具体的には、圧縮行程上死点後（ＡＴＤＣ）３０°から１２０°の間で、運転状態に応じた所定の許容範囲期間内の所定時期に噴射時期が設定される。なお、許容範囲期間は、エンジン回転数が高回転程、あるいはエンジン負荷が高負荷程、その領域が遅角側に設定される。
このような膨張行程中期噴射Ｆ２によって、インジェクタ５により噴射された燃料は、上述の主燃焼や、膨張行程初期噴射Ｆ１に起因する燃焼の影響を積極的に受けることが避けられるため、噴射された燃料の一部は燃焼するものの、燃料の多くは燃焼されることなく、気化して排気ガスに混合し、未燃燃料として排気通路２６を介して酸化触媒２８ａに供給されることになる。この時、酸化触媒２８ａの活性度が高ければ、酸化触媒２８ａ内で、未燃燃料が反応して排気ガス温度を昇温させ、酸化触媒２８ａの直ぐ下流のフィルタ２８ｂに高温の排気ガスを供給して、フィルタ２８ｂを昇温させ、フィルタ２８ｂに捕捉された微粒子を焼却除去することが可能となる。
【００３９】
また、膨張行程中期噴射Ｆ２に関し、エンジンの運転状態に基づいた再生処理中の基本的な噴射時期、及び噴射量は、それぞれＥＣＵ４０に記憶されたマップ（図示せず）により制御される。噴射時期のマップは、エンジン回転数が高回転程、あるいはエンジン負荷が高負荷程、主燃焼期間及び膨張行程初期噴射Ｆ１に起因する燃焼期間が遅角側に延長されるため、これに合わせて膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射時期は、高回転程、高負荷程、遅角側に設定されている。また、噴射量マップは、エンジン回転数が高回転程あるいはエンジン負荷が高負荷程、主燃焼による排気ガス温度の昇温効果が大きくなるため、これにより追加噴射制御を抑制して燃費の向上を図ることを目的として、噴射量が、高回転程、高負荷程、減少するよう設定される。
【００４０】
（変速時における燃料噴射制御）
図４に示すように、車両走行中、乗員によりアクセルペダルが戻されると略同時にクラッチペダル４５ａが踏込み操作されると、クラッチペダルセンサ４５ｂからトルクダウン信号がＥＣＵ４０に出力される。このトルクダウン信号は、クラッチペダルセンサ４５ｂにより、乗員のクラッチペダル４５ａの踏込み解除（操作解除）を検出するまで、継続的に出力される。このトルクダウン信号が出力される、所謂、トルクダウン期間中において、主噴射Ｍの燃料の噴射量は、「０」にならない程度で、大幅に減量させる（図３の「Ｍｈ」参照）。 そして、トルクダウンが終了した時は、通常の噴射制御を再開する。
【００４１】
このような主噴射の大幅減量により、変速時のクラッチ４５の遮断や接続に伴うトルクショックを大きく低減するとともに、少量ではあるが主噴射Ｍが噴射されるため、後述の膨張行程初期噴射Ｆ１による排気ガスの昇温化が可能となる。なお、この時の主噴射Ｍの噴射量は、変速段センサ４４ｂにより検出されるクラッチペダル４５ａが踏込み操作される直前の変速段に応じて、この変速段が高速段よりも低速段である程、噴射量を更に減量して、変速によるトルクショックを防止してもよい。
【００４２】
これに対して、膨張行程初期噴射Ｆ１と膨張行程中期噴射Ｆ２とは、図４に示すようにトルクダウン信号を入力しても、このトルクダウン中は噴射量を、乗員の変速要求によりアクセル開度が大きく低減される直前の噴射量と略同じとするか、あるいは、主噴射量Ｍほど大幅減量しない程度に少し減量させ、噴射を継続して実行する。尚、この時の減量度合は、乗員が変速を要求してアクセル開度量を大きく低減する直前の膨張行程初期噴射Ｆ１の噴射量に対する、トルクダウン中における膨張行程初期噴射Ｆ１の噴射量の割合をＲＦ１とし、また、同様にアクセル開度量を大きく低減する直前の膨張行程中期初期噴射Ｆ２の噴射量に対する、トルクダウン中における膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射量の割合をＲＦ２、また、アクセル開度量を大きく低減する直前の主噴射Ｍの噴射量に対する、トルクダウン中における主噴射Ｍの噴射量の割合をＲＭとした場合、ＲＭ＜ＲＦ１、ＲＭ＜ＲＦ１となるように設定する。
【００４３】
更に、この場合、クラッチペダル４５ａが踏込み操作される直前の変速段が、高速段（例えば、全５段変速式の変速機４４の場合、３速、４速、５速）であれば、変速終了の変速段が高速段となる可能性が高いと推定して、ＥＣＵ４０は、膨張行程初期噴射Ｆ１や膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射量を、全く減量されないか、あるいは微量分だけ減量させる。一方、クラッチペダル４５ａが踏込み操作される直前の変速段が、低速段（例えば、全５段変速式の変速機４４の場合、１速、２速、場合によっては３速）であれば、変速終了後の変速段が低速段となる可能性が高いと推定して、ＥＣＵ４０は、膨張行程初期噴射Ｆ１や膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射量を、少量であるが、高速段間の変速よりも比較的多く減量される。
また、この場合、高速段内（３速、４速、５速）や低速段内（１速、２速）においても、クラッチペダル４５ａが踏込み操作される直前の変速段が、高速段よりも低速段であれば、変速終了後の変速段も低速段となる可能性が高いと推定して、膨張行程初期噴射Ｆ１や膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射量を大きく減量するよう設定されている。
なお、こうした減量は、上述のフィルタ２８ｂでの再生処理を阻害しない程度で行われる。
【００４４】
このような実施形態により、以下のような不具合を防止できる。つまり、フィルタ２８ｂの再生処理中に変速が行われた場合において、変速トルクダウン中に主噴射Ｍに合わせて追加噴射も抑制してしまうと、追加噴射の抑制によって低温となった多くの排気ガス流量が酸化触媒２８ａやフィルタ２８ｂに大量に流入することになる。これを受けて、一時的に酸化触媒２８ａやフィルタ２８ｂの温度が急低下してしまい、変速終了後も長時間に亘ってフィルタ２８ｂの再生性能が悪化するといった不具合が生じるが、本実施形態では、変速トルクダウン中も追加噴射を継続実行して、これを防止する。
詳細には、膨張行程初期噴射Ｆ１により、上述のように酸化触媒２８ａの活性度を維持、向上させることができ、この高い活性度を持つ酸化触媒２８ａに対して、膨張行程中期噴射Ｆ２により多量の未燃燃料を供給することで、酸化触媒２８ａでの触媒反応の反応熱を利用してフィルタ２８ｂの温度を極めて高い温度まで昇温化することが可能となり、フィルタ２８ｂの再生性能を向上できる。
【００４５】
また、変速開始直前の変速段が低速段であると判断した場合は、この直前の時の変速段が高速段であると判断したときよりも、膨張行程初期噴射Ｆ１及び膨張行程中期噴射Ｆ２における変速トルクダウン時の噴射量を、僅かではあるが多目に減少する。これにより、変速終了時に、変速段が低い状態でクラッチ４５が接続されることよって大きなトルクショックが発生して、走行フィーリングが悪化することを防止できる。
【００４６】
この点について、以下、具体的に説明すると、手動変速機の場合、一時的に手動変速機のクラッチを遮断動作や接続動作させることで変速を実行するが、特にクラッチを遮断した後、クラッチの接続開始直後にエンジン出力が大きいと、このエンジン出力がクラッチの動作によって駆動輪に大きな出力変化となって伝達されることになり、トルクショックが発生する。このトルクショックは、手動変速機による変速後の変速段が、低速段であるほど大きい。
一方、フィルタ２８ｂを高温化するために追加噴射される燃料はかなり増量して噴射されるため、主噴射制御による主燃焼が減量されていても、追加噴射された燃料の一部は燃焼してしまい、小規模ながらエンジン出力を発生してしまう。従って、上述のように、変速終了後の変速段が低速段となる場合においては、高速段となる場合よりもトルクショックが発生し易い状況であるため、追加噴射に起因するエンジン出力が小規模あっても、大きなトルクショックとして発生してしまう。
【００４７】
ところで、手動変速機では、変速段は乗員の判断により決定されるため、変速終了後の変速段を確実に決定することは困難であが、一般的に、変速開始直前の変速段が所定の低速段にある時には、乗員による変速操作後の変速段は、所定の低速段に隣接する低速段に設定される可能性が高いと考えられる。
そこで、手動変速機での変速時には、変速開始直前の変速段が低速段にある時ほど、変速終了後の変速段も低速段側であり、比較的大きなトルクショックが発生する可能性が高いと判断して、追加噴射制御の噴射量を減量することで、変速段が低速段に変速された時におけるトルクショックを高い確率で防止する。
【００４８】
次に、ＥＣＵ４０にて実行される燃料噴射制御の制御フローチャートについて、図５を参照して説明する。
図５の制御フローチャートにおいて、例えばクランク角の所定角度毎にスタートした後、ステップＳＡ１にて、フィルタ上流圧力センサ４２とフィルタ下流圧力センサ４３とからの出力信号から、フィルタ２８ｂの上流の排気圧力と下流の排気圧力との差圧を算出し、この差圧からフィルタ２８ｂに捕捉された微粒子の捕捉量を判定する。これは具体的には、差圧が大きいほど、捕捉量は多いと判断することで行われる。次に、ステップＳＡ２に進み、捕捉量が第２判定値より以上か否かを判断し、第２判定値より大きければステップＳＡ３に進むとともに、ステップＳＡ３において、捕捉量が第１判定値（＞第２判定値）以上であれば、再生処理が必要であると判断してステップＳＡ４に進む。一方ステップＳＡ３で、捕捉量が第１判定値以下であれば、ステップＳＡ５に進み、この時再生処理を実行中であればステップＳＡ４に進み、実行中でなければステップＳＡ６に進む。なお、ステップＳＡ２で、捕捉量が第２判定値以下の場合も、ステップＳＡ６に進み、つまり、ステップＳＡ２、ＳＡ３、ＳＡ５によって、再生処理の実行に対するハンチング防止機構を形成している。
【００４９】
ステップＳＡ４では、変速機４４による変速中でクラッチペダルセンサ４５ｂによる変速トルクダウン信号を入力しているか否かを判断し、入力していれば、次のステップＳＡ７で変速形態を読込んでトルクダウンレベルを判定する。このトルクダウンレベルとは、クラッチペダル４５ａが踏込まれる直前（変速操作開始直前）の変速段が低速段程、変速トルクショックが大きくなる可能性が高いと判断して、トルクダウン量を大きくするよう設定されたレベルであり、次のステップＳＡ８では、このトルクダウンレベルに基づいて、主噴射Ｍ、膨張行程初期噴射Ｆ１、膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射量、噴射時期を上述のように設定する（図３のＳ１、及び図４参照）。これにより、主噴射Ｍの噴射量は大きく減量されるとともに、膨張行程初期噴射Ｆ１及び膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射量は、変速操作開始直前における変速段が低速段側の時ほど、フィルタ２８ｂの再生処理が実行できる範囲内で、大きく減量設定される。
ステップＳＡ４で、変速トルクダウン中ではないと判断されたときは、ステップＳＡ９に進み、上述の通常運転における主噴射Ｍの噴射時期マップと噴射量マップとに基づいて、主噴射Ｍの噴射時期と噴射量とを設定して、ステップＳＡ１０にて、フィルタ２８ｂの再生処理を実行するため、膨張行程初期噴射Ｆ１と膨張行程中期噴射Ｆ２のそれぞれ基本的な噴射時期、基本的な噴射量とを設定する。（図３のＳ１参照）
【００５０】
ステップＳＡ６にて、非再生処理中で、更に変速トルクダウン中であるか否かを判断し、変速トルクダウン中であるときには、ステップＳＡ１１に進んでステップＳＡ７同様変速形態を読込み、トルクダウンレベルを判定してステップＳＡ１２に進み、この時、主噴射Ｍは、トルクダウンレベルに応じたトルクダウンが行われる様に噴射量を設定するとともに、再生中ではないので膨張行程初期噴射Ｆ１、膨張行程中期噴射Ｆ２は非実行とする。また、ステップＳＡ６で変速トルクダウン中ではないと判断したときは、ステップＳＡ１３に進んで、ステップＳＡ９と同様に、通常運転における主噴射Ｍの噴射時期と噴射量とを設定する。
ステップＳＡ８、ＳＡ１０、ＳＡ１２、ＳＡ１３にて、それぞれ主噴射Ｍ、膨張行程初期噴射Ｆ１、膨張行程中期噴射Ｆ２を設定した後は、ステップＳＡ１４に進んで、各噴射を実行した後、ステップＳＡ１にリターンする。
【００５１】
（第１の実施形態の効果）
このような実施形態により、フィルタ２８ｂの再生処理中に変速が行われた場合でも、変速トルクダウン中に追加噴射を実行するので、追加噴射が抑制された場合に発生する一時的な酸化触媒２８ａやフィルタ２８ｂの温度の急低下や、変速終了後の長時間に亘るフィルタ２８ｂの再生性能の悪化を確実に防止できる。
また、変速トルクダウン中において、変速終了後の変速段が、高速段よりも低速段の方が、膨張行程初期噴射Ｆ１、膨張行程初期噴射Ｆ２の変速のトルクダウン時の噴射量が僅ではあるが多目に減少される頻度が高いので、これにより、低速段間の変速におけるトルクショックを低減し、例えば走行フィーリング悪化などを抑制できる
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、変速機４４を手動変速機としたが、第２の実施形態ではこれに代えて、変速機４４を、複数の変速段を有し、エンジン１の回転速度を自動的に変速して駆動輪に伝達する自動変速機とした。そして、この自動変速機によるシフトアップ変速時において、第１の実施形態のような主噴射Ｍの噴射制御、膨張行程初期噴射Ｆ１の噴射制御、及び膨張行程中期噴射制御Ｆ２とを実行する。
【００５３】
具体的に説明すると、自動変速機のコントローラ（図示せず）は、車速センサ（図示せず）から車両の速度（車速）の信号を入力するとともに、アクセル開度センサ３９からアクセル開度の信号を入力する。コントローラは変速段の切換を決定する変速マップを記憶しており、車速とアクセル開度（アクセルペダルとエンジンのスロットルバルブとが機械的にリンクしている場合には、スロットルバルブ開度で代用可能）と変速マップとに基づいて、現在の運転状態に最適な変速段を決定する。コントローラは、この決定された変速段に基づいて、変速段の切換が必要であると判断したときには、自動変速機の所定のクラッチや所定のブレーキの遮断あるいは接続を実行して、変速段を決定された変速段に移行させる。
このような変速には、変速段を高速段に移行させるシフトアップ変速及び変速段を低速段に移行させるシフトダウン変速があるが、こうした変速の際には、変速機のコントローラは、ＥＣＵ４０に対してトルクダウン信号を出力し、これによりＥＣＵ４０では、シフトアップ変速動作中の所定期間（例えば、変速に伴うエンジン回転変化の発生直後からエンジン回転が変速終了回転に所定値以内まで近づくまでの間）、あるいはシフトダウン変速動作中の所定期間（例えば、エンジン回転が、予測された変速終了回転に所定値以内まで近づいてから所定時間が経過するまでの間）、においてトルクダウンを行う。
この場合、特に、シフトアップ変速の場合は、変速ショックを防止するためのトルクダウン信号が比較的長時間出力されており、この間に膨張行程初期噴射Ｆ１や、膨張行程中期噴射Ｆ２を中止若しくは大幅に抑制すると、酸化触媒２８ａやフィルタ２８ｂの高温化が阻害されることになる。
そこで、シフトアップ変速のトルクダウン信号出力中において、主噴射量Ｍの燃料噴射量は、図４と同様に、「０」ではないものの大幅に減量させるとともに、膨張行程初期噴射Ｆ１と膨張行程中期噴射Ｆ２とは、トルクダウン信号の入力直前の噴射量と略同じとするか、あるいは、主噴射量Ｍほど大幅には減量させず（つまり、第１の実施形態と同様に、ＲＭ＜ＲＦ１、ＲＭ＜ＲＦ１）、噴射を実質的に継続する。従って、酸化触媒２８ａやフィルタ２８ｂの高温化が可能となる。
【００５４】
更に、このシフトアップ変速においては、変速機のコントローラから変速形態を読込み、変速動作開始直前の変速段、及び変速マップ等により決定された変速終了時の変速段に基づき、変速開始直前の変速段が、高速側にある時よりも低速段にある時ほど、膨張行程初期噴射Ｆ１及び膨張行程中期噴射Ｆ２を減量する。また、シフトアップ変速の変速前後のエンジン回転数差が大きいほど、または、飛び越す変速段が多いほど、膨張行程初期噴射Ｆ１及び膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射量を減量する。
【００５５】
この理由を、以下、詳細に説明する。
つまり、自動変速機の場合、車両の運転状態に応じて自動変速機を構成する摩擦係合要素の係合状態を切換えることにより自動的に変速段が変更されているが、このような変速中には変速に伴うトルクショックが発生する。特に、シフトアップ変速時は、変速によるエンジン回転数の変化によってトルクショックが発生するので、シフトダウン変速に比べて変速に伴うトルクショックの発生期間が比較的長い。従って、トルクショックは、自動変速機によるシフトアップ変速開始直前の変速段が低速側にある時ほど大きく、また、シフトアップ変速時に、変速前後の回転数差が大きい時も、例えば、飛び越し変速する変速段が多い程、トルクショックは大きくなる。
一方、第１の実施形態と同様に、フィルタ２８ｂを高温化するために追加噴射される燃料はかなり増量して噴射されるため、例えば、主噴射制御による主燃焼が減量されても、小規模ながらエンジン出力を発生してしまう。
【００５６】
つまり、シフトアップ変速開始直前の変速段が低速段となる場合や、あるいは、変速前後のエンジン回転数差が大きい場合においては、トルクショックが発生し易い状況であり、追加噴射に起因するエンジン出力が小規模であっても、大きなトルクショックとして発生してしまう。
そこで、シフトアップ変速における変速開始直前の変速段が低速段にある時ほど、あるいは、シフトアップ変速において変速前後のエンジン回転数差が大きいほど、上記追加噴射制御の噴射量を減量し、これによりトルクショックを確実に防止する。
【００５７】
このような第２実施形態における構成により、第１の実施形態と同様に、時小津変速機のシフトアップ変速における、酸化触媒２８ａやフィルタ２８ｂの温度の急低下や、変速終了後の長時間に亘るフィルタ２８ｂの再生性能悪化を確実に防止できる。また、同時に、シフトアップ変速における変速開始直前の変速段が低速段にある時や、あるいは、シフトアップ変速において変速前後のエンジン回転数差が大きい時におけるトルクショックを抑制して、例えば走行フィーリングの悪化などを防止できる。
【００５８】
（他の実施形態）
なお、本発明の実施形態においては、再生処理中に変速トルクダウンが実行されたときには、膨張行程初期噴射Ｆ１の噴射量と膨張行程中期噴射Ｆ２との噴射量を双方減量したが、どちらか一方のみ減量してもよい。
また、膨張行程初期噴射Ｆ１と膨張行程中期噴射Ｆ２との噴射量減量に代えて、あるいは併用して、図３のＳ２に示すように、膨張行程初期噴射Ｆ１の噴射時期あるいは、膨張行程中期噴射Ｆ２の噴射時期の内、少なくとも一方を遅角側に設定しても良い。この場合、膨張行程初期噴射Ｆ１の遅角量Ｒ１は、この時に噴射された燃料の一部が主噴射に起因する主燃焼による影響を受けて燃焼する程度に遅角設定される。これにより、上述の実施形態と同様に、変速トルクダウン中であってもフィルタ２８ｂの再生処理が可能となる。
更に、この遅角量Ｒ１を、変速直前の変速段が低速段で行われたり、自動変速機でスキップする変速段数が多い場合には小さくし、変速直前の変速段が高速段で行われたり、自動変速機でスキップする変速段数が少ない場合には大きくすることで、上述の実施形態と同様に変速直前の変速段を低速段で行ったり、自動変速機でスキップする変速段数が多い場合における、変速トルクダウン中のトルクショックを低減可能である。
【００５９】
また、図３のＳ３、Ｓ４に示すように、再生処理中における変速トルクダウン中は、主噴射Ｍを禁止してもよい。この場合、膨張行程初期噴射Ｆ１は、膨張行程の極めて初期（例えばＡＴＤＣ ５°〜１５°）に設定すると、燃焼室内４が高温、高圧であるために主噴射Ｍによる主燃焼がなくても燃焼して、排気ガス温度を昇温させて、結果的にフィルタ２８ｂの再生処理を実行することが可能である。この場合にも、変速形態に応じて、変速直前の変速段が低速段で行われたり、若しくは自動変速機でスキップする変速段数が多い場合には、変速直前の変速段が高速段で行われたり、若しくは自動変速機でスキップする変速段数が少ない場合低速段間で行われる場合よりも、遅角量Ｒ２を大きく設定することで、上述のように前者における変速トルクダウン中におけるトルクショックを低減できる。
【００６０】
更には、膨張行程初期噴射Ｆ１、膨張行程中期噴射Ｆ２とも、程度の差はあるが、それぞれ単独で酸化触媒２８ａに流入する排気ガス温度の昇温や未燃燃料の供給が可能であるため、以上のような実施形態においては、これらの噴射の一方の膨張行程噴射を実行して再生処理を行う場合にも適応可能である。
また、追加噴射を、膨張行程から排気行程の間で少なくとも１回行うエンジンに対しても適応可能である。
また、エンジン１は、直噴ガソリンエンジンであっても構わない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、捕捉手段の再生処理中における変速時においても、追加噴射制御を実行して捕捉手段による再生処理を実行するので、短時間の変速時であっても再生処理を継続的に実行で、再生性能が悪化するのを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの排気浄化装置を示す全体構成図。
【図２】本発明の実施形態に係る手動変速機と伝達機構とを示す構成図。
【図３】インジェクタ５による噴射動作の様子を模式的に示す説明図。
【図４】インジェクタ５による噴射量の変化を模式的に示すタイミングチャート図。
【図５】燃料噴射制御の制御手順を示すフローチャート図。
【符号の説明】
２：気筒（シリンダ）
４：燃焼室
５：インジェクタ（燃料噴射弁）
２８ａ：酸化触媒
２８ｂ：フィルタ
４４：変速機（動力伝達状態切換手段）
４５：クラッチ
Ｍ：主噴射
Ｆ１：膨張行程初期噴射
Ｆ２：膨張行程中期噴射[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an engine mounted on a vehicle, and particularly, arranges a capturing unit capable of capturing fine particles in exhaust gas in an exhaust passage of the engine, and further includes a manual transmission and the like in the vehicle. It belongs to a technology provided with a stepped transmission mechanism such as an automatic transmission.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a vehicle equipped with a stepped speed change mechanism having a plurality of speed steps, the output of the engine is switched to a plurality of speed steps by the stepped speed change mechanism and transmitted to the drive wheels. At the time of gear shifting by the stepped transmission mechanism, there is a problem that a gear shift operation for switching an engagement state of a friction engagement element of the automatic transmission or a torque shock occurs with a clutch operation of a driver in a manual transmission. Therefore, in the case where the main injection control of the fuel is performed so that the torque is generated near the top dead center of the compression stroke on the engine side, in order to prevent the torque shock, during the above-described predetermined period during the shift, The occurrence of torque shock is prevented by prohibiting fuel injection or reducing the amount of fuel injection.
[0003]
On the other hand, in general, a catalyst is arranged in an exhaust passage of an engine to purify exhaust gas and the like. However, such a catalyst is used when the catalyst temperature falls below a predetermined temperature due to the operation state of the engine. In addition, the catalytic reaction, which is a function of the catalyst, is suppressed, and as a result, problems such as deterioration of emission occur.
Such a problem also occurs during the speed change by the speed change mechanism as described above. In other words, during the shift, the fuel injection is prohibited or the fuel injection amount is reduced, thereby lowering the exhaust gas temperature. The decrease in the catalyst temperature due to the passage of such low-temperature exhaust gas through the catalyst is considered as an emission. Is getting worse.
As a solution to the problem in the engine that performs such main injection control, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses that in an engine in which a variable capacity supercharger nozzle is provided in an exhaust passage, the variable capacity supercharger nozzle is closed during gear shifting. A technique is disclosed in which the flow rate of exhaust gas flowing into the catalyst is reduced to prevent a decrease in catalyst temperature during shifting.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001/082134 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the exhaust passage of a diesel engine or a direct-injection gasoline engine capable of performing lean burn, a trapping means such as a particulate filter for trapping fine particles such as carbon particles while passing exhaust gas is arranged, so that the engine can receive the gas from the engine. The fine particles contained in the exhaust gas are captured and reduced. In this case, it is known that the fine particles trapped by the trapping means are heated to a high temperature to be incinerated and removed, thereby regenerating the trapping means.
As this regeneration treatment, specifically, an oxidation catalyst is arranged upstream of the trapping means, and the temperature of the oxidation catalyst is raised to increase the activity of the oxidation catalyst. It has been proposed to raise the temperature of the exhaust gas flowing into the downstream capture means by utilizing the temperature to increase the temperature of the capture means.
Further, as means for raising the temperature of the oxidation catalyst, in a so-called direct injection engine in which fuel is directly injected into a combustion chamber from a fuel injection valve arranged to face a combustion chamber of an engine, from a fuel injection valve, It has also been proposed to execute a so-called additional injection control in which fuel is injected at least once during the expansion stroke and the exhaust stroke.
[0006]
Therefore, an engine provided with an oxidation catalyst, a trapping means, and an additional injection control for regenerating the same as described above, and a driving force input from the engine are transmitted to driving wheels at different gear stages. It is conceivable to mount the above-described stepped transmission mechanism. However, in such a vehicle, although there is conventionally disclosed a technology relating to the above-described stepped transmission and the main injection control, the regeneration processing performance of the additional injection control during the stepped transmission is changed. There is no disclosure or suggestion of a technique for achieving both improvement in gear and prevention of torque shock by shifting.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to dispose an oxidation catalyst in an exhaust passage of an engine and a catching means for catching fine particles in exhaust gas downstream of the oxidation catalyst, and perform additional injection control. In the vehicle that executes the regeneration processing of the capturing means and transmits the output of the engine to the drive wheels via the power transmission state switching means having a plurality of gears, the regeneration efficiency of the capturing means is improved while shifting. To prevent torque shock.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the invention according to claim 1 of the present invention, an oxidation catalyst disposed in an exhaust passage of an engine, and disposed downstream of the oxidation catalyst, capable of capturing fine particles in exhaust gas. Control means for injecting fuel directly into the combustion chamber of the engine, and controlling fuel injection by the fuel injection valve so as to generate engine output when near the top dead center of the compression stroke. While performing the main injection control, the temperature of the oxidation catalyst is raised, and the temperature of the trapping means is raised to incinerate and remove the trapped fine particles so that the trapping means can be regenerated. An exhaust control device for performing an additional injection control for controlling fuel injection from the fuel injection valve at a predetermined time during a stroke and an exhaust stroke. In a vehicle, a power transmission state switch is provided in a power transmission path from an output shaft of an engine to a driving wheel to cut off or connect the power transmission to switch a power transmission state from the engine to the driving wheel. Means is further mounted, and the injection control means suppresses the main injection control and executes the additional injection control during a predetermined period of power transmission state switching by the power transmission state switching means. I have.
[0009]
At the time of shifting gears, that is, at the time of shifting, the engine output is temporarily reduced by suppressing or stopping combustion (main combustion) that generates torque near the top dead center of the compression stroke, thereby reducing torque shock. Although it is necessary to prevent this, if the exhaust gas whose temperature has been reduced due to the suppression of such combustion flows into the oxidation catalyst in the exhaust passage even for a short time, the activity of the oxidation catalyst is greatly reduced. In particular, according to the study of the inventors of the present application, in order to regenerate the capturing means, it is necessary to maintain the capturing means at an extremely high temperature. When the low-temperature exhaust gas flows into the oxidation catalyst or the trapping means due to the shift, the temperature of the oxidation catalyst or the trapping means drops sharply and greatly reduces the regeneration processing performance. It has been found that even if the suppression of the control is released, the reproduction performance continues to be deteriorated for a while, and sufficient reproduction processing cannot be performed.
Furthermore, since such additional injection is performed during the period from the expansion stroke to the exhaust stroke, torque shock associated with the injection is not generated at all, or at all is slight.
Therefore, in the invention according to claim 1, during the predetermined period during the shift during the regeneration processing of the capturing means, the main injection control is suppressed to reduce the torque shock, while the additional injection control is executed. Therefore, even during a short shift during the regeneration process, the additional injection control is continuously executed, so that a rapid temperature drop of the oxidation catalyst and the trapping unit can be suppressed, and the regeneration performance is surely deteriorated. At the same time, torque shock can be reduced.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the injection control means includes, as the additional injection control, a time period from near a top dead center of a compression stroke after fuel injection is performed by the main injection control to a middle stage of an expansion stroke. The fuel injection is performed at least once at a predetermined time.
[0011]
With such a configuration, the additional injection control is performed at least once at a predetermined time from the vicinity of the top dead center of the compression stroke to the middle stage of the expansion stroke. Thereby, a part of the injected fuel is affected by the combustion by the main injection performed near the top dead center of the compression stroke, and is continuously burned to raise the temperature of the exhaust gas supplied to the oxidation catalyst. The activity can be increased by raising the temperature of the oxidation catalyst in contact with the exhaust gas. In addition, the remainder of the fuel injected at this time is supplied to the oxidation catalyst as unburned fuel. In the state where the activity is increased as described above, the unburned fuel flows into the oxidation catalyst. The catalytic reaction on the oxidation catalyst is promoted, and high-temperature exhaust gas resulting from the catalytic reaction is supplied to the capturing means downstream of the oxidation catalyst. As a result, the temperature of the capturing means is raised to a very high temperature, and the performance of incineration and removal of the captured fine particles is improved.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the injection control means executes the fuel injection at least once at a predetermined timing in the middle stage of the expansion stroke as the additional injection control.
With such a configuration, the additional injection control is executed at least once at a predetermined timing in the middle stage of the expansion stroke. Thus, when fuel is injected in the middle stage of the expansion stroke, most of the injected fuel is supplied to the oxidation catalyst as unburned fuel. Therefore, when the unburned fuel flows into the high-activity oxidation catalyst, the catalytic reaction on the oxidation catalyst is promoted, and high-temperature exhaust gas resulting from the catalytic reaction is supplied to the capturing means downstream of the oxidation catalyst. As a result, the temperature of the capturing means is raised to an extremely high temperature, and the incineration and removal of the captured fine particles are promoted.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the power transmission state switching means disconnects power transmission between an output shaft of the engine and a manual transmission provided in a vehicle. The injection control means may reduce the injection amount of the additional injection control or set the injection timing to the retard side as the shift stage immediately before the start of shifting by the manual transmission is on the lower speed side. Or at least one of them is executed.
In the case of a manual transmission, the clutch is disengaged or engaged during gear shifting, but if the engine output is large immediately after the clutch is disengaged and immediately after the clutch engagement is started, such engine output is applied to the drive wheels by the operation of the clutch. This is transmitted as a large output change, and a torque shock occurs. This torque shock increases as the shift speed after shifting by the manual transmission is lower.
On the other hand, since the fuel additionally injected to raise the temperature of the trapping means is injected in a considerably large amount, even if, for example, the main combustion is suppressed or stopped by the main injection control, one of the fuel additionally injected is reduced. The part burns and generates engine output on a small scale. Specifically, if the main injection control is performed with a reduced fuel injection amount in order to actively burn a part of the additionally injected fuel, a part of the additionally injected fuel is surely And a small engine output is generated. Further, even if the fuel injection by the main injection control is not performed, if the additional injection is set at an early stage of the expansion stroke in which the temperature in the combustion chamber becomes high, the additional injected fuel is ignited and burned, and a small-scale Engine power will be generated.
That is, as described above, when the shift speed after the shift by the manual transmission is the low speed stage, the torque shock is more likely to occur than when the shift speed is the high speed stage. Even a large engine output will be generated as a large torque shock.
Therefore, in the present invention according to claim 4, when the gear position immediately before the start of the gear shift is on the lower gear side, the injection amount of the additional injection control is reduced or the injection timing of the additional injection is retarded. Perform at least one.
In this case, in the manual transmission, the shift speed is determined by the occupant, so it is difficult to reliably determine the shift speed after the shift, but in general, the shift speed immediately before the start of the shift is a predetermined shift speed. When the vehicle is in the low gear, the gear after the gear change operation by the occupant is likely to be set to a low gear adjacent to the predetermined low gear.
Therefore, at the time of shifting with the manual transmission, it is determined that a relatively large torque shock is more likely to occur when the shift speed immediately before the start of shifting is at a lower speed, and the injection amount of the additional injection control is reduced. By setting the injection timing to the retard side or performing at least one of them, it is possible to prevent the torque shock when the shift speed is shifted to the low speed stage with a high probability.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the power transmission state switching means is a friction engagement element constituting an automatic transmission to which the output of the engine is input, and The control means controls the automatic transmission such that the speed immediately before the start of the shift in the shift-up shift from the low-speed stage to the high-speed stage is lower than the higher-speed side, or before and after the shift-up in the shift-up shift. As the engine rotational speed difference becomes larger, at least one of reducing the injection amount of the additional injection control or setting the injection timing to the retard side is performed.
In the case of an automatic transmission, the gear position is automatically changed by switching the engagement state of the friction engagement elements constituting the automatic transmission according to the driving state of the vehicle. A torque shock occurs with shifting. In particular, during a shift-up shift, a torque shock occurs due to a change in the engine speed due to the shift, so that the period of occurrence of the torque shock associated with the shift is relatively longer than that of the downshift. Therefore, the torque shock is greater when the gear position immediately before the start of the upshift by the automatic transmission is on the lower speed side. Also, when the speed difference between before and after the shift is large during the upshift, for example, a jump shift is performed. The greater the speed, the greater the torque shock.
On the other hand, since the fuel additionally injected to raise the temperature of the trapping means is injected in a considerably large amount, even if, for example, the main combustion is suppressed or stopped by the main injection control, one of the fuel additionally injected is reduced. The part burns and generates engine output on a small scale. Specifically, if the main injection control is performed with a reduced fuel injection amount in order to actively burn a part of the additionally injected fuel, a part of the additionally injected fuel is surely And a small engine output is generated. Further, even if the fuel injection by the main injection control is not performed, if the additional injection is set at an early stage of the expansion stroke in which the temperature in the combustion chamber becomes high, the additional injected fuel is ignited and burned, and a small-scale Engine power will be generated.
That is, as described above, when the shift speed immediately before the start of the upshift by the automatic transmission is a low speed stage, or when the difference between the engine speeds before and after the shift is large, respectively, It is a situation where torque shock is likely to occur when the shift stage is a high speed stage or when the difference in engine speed before and after the shift is small, and even if the engine output is small due to additional injection, It occurs as a large torque shock.
Therefore, in the present invention according to claim 4, the additional injection is performed as the shift speed immediately before the start of the shift in the upshift is lower, or as the difference between the engine speeds before and after the shift in the upshift is larger. At least one of the control injection amount is reduced or the injection timing is set to the retard side.
As a result, torque shock can be reliably prevented when the shift speed immediately before the start of the shift in the upshift is a low speed, or when the engine speed difference before and after the shift is large in the upshift.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0016]
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(overall structure)
FIG. 1 shows an example of an engine exhaust purification device A mounted on a vehicle (not shown) according to an embodiment of the present invention, and 1 is a diesel engine. The engine 1 has a plurality of cylinders (cylinders) 2, 2,... (Only one is shown), and a piston 3 is inserted into each of the cylinders 2 so as to be able to reciprocate. 2 has a combustion chamber 4 defined therein. An injector 5 (fuel injection valve) is provided on the ceiling of the combustion chamber 4, and high-pressure fuel is directly injected into the combustion chamber 4 from an injection port at the tip thereof.
[0017]
On the other hand, the base end of the injector 5 for each cylinder 2 is connected to a common fuel distribution pipe 6 (common rail) by branch pipes 6a, 6a,. The common rail 6 is connected to a high-pressure supply pump 9 by a fuel supply pipe 8, and has a high-pressure state so that fuel supplied from the high-pressure supply pump 9 can be supplied to the injectors 5, 5,. A fuel pressure sensor 7 for detecting the internal fuel pressure (common rail pressure) is provided.
[0018]
The high-pressure supply pump 9 is connected to a fuel supply system (not shown), and is drivingly connected to a crankshaft 10 by a toothed belt or the like. The fuel supply to the common rail 6 is adjusted by returning the fuel to the fuel supply system via the common rail 6. The opening of the solenoid valve is controlled by an ECU 40 (described later) in accordance with the value detected by the fuel pressure sensor 7, so that the fuel pressure is controlled to a predetermined value corresponding to the operating state of the engine 1.
Although not shown, a valve operating mechanism that opens and closes an intake valve and an exhaust valve is disposed at an upper portion of the engine 1, while a rotation angle of the crankshaft 10 is detected at a lower portion of the engine 1. A crank angle sensor 11 and an engine water temperature sensor 13 for detecting a temperature of cooling water are provided. Although not shown in detail, the crank angle sensor 11 includes a plate to be detected provided at the end of the crankshaft and an electromagnetic pickup disposed so as to face the outer periphery thereof. A pulse signal is output each time the projections formed at equal intervals pass through.
[0019]
An intake passage 16 for supplying air (fresh air) filtered by an air cleaner 15 to the combustion chamber 4 of each cylinder 2 is connected to a side surface on one side (right side in the figure) of the engine 1. A surge tank 17 is provided at a downstream end of the intake passage 16. Each of the passages branched from the surge tank 17 communicates with the combustion chamber 4 of each cylinder 2 through an intake port. An intake pressure sensor 18 for detecting a pressure state of intake air is provided.
[0020]
A hot film type air flow sensor 19 for detecting a flow rate of air taken into the engine 1 from the outside and an intake air driven by a turbine 27 described later are arranged in the intake passage 16 in order from the upstream side to the downstream side. , An intercooler 21 for cooling the intake air compressed by the compressor 20, and an intake throttle valve 22 composed of a butterfly valve. The intake throttle valve 22 is set in an arbitrary state between a fully closed state and a fully opened state when the valve shaft is rotated by a stepping motor 23. Even when the intake throttle valve 22 is fully closed, the intake throttle valve 22 and the intake passage 16 are closed. It is configured such that a gap enough for air to flow is left between the peripheral wall and the peripheral wall.
[0021]
On the other hand, an exhaust passage 26 is connected to a side surface on the opposite side (left side in the figure) of the engine 1 so as to discharge combustion gas (exhaust gas) from the combustion chamber 4 of each cylinder 2. The upstream end of the exhaust passage 26 is an exhaust manifold that branches off for each cylinder 2 and communicates with the combustion chamber 4 through an exhaust port, and the exhaust passage 26 downstream of the exhaust manifold has an upstream side to a downstream side. , A linear O2 sensor 29 that detects the oxygen concentration in the exhaust, a turbine 27 that is rotated by receiving the exhaust flow, and an oxidation catalyst 28a that can oxidize harmful components (HC, CO, etc.) in the exhaust. A filter 28b, which can capture fine particles such as carbon discharged from the combustion chamber, is provided downstream of the filter 28b.
[0022]
The oxidation catalyst 28a is a general one in which a catalyst layer supporting a noble metal such as Pt is coated on the cell surface of a porous ceramic honeycomb carrier, and the catalyst components are particularly adjusted to have excellent oxidation performance. The filter 28b is made of porous ceramics, and is a general diesel particulate filter in which one of the cells adjacent to the honeycomb is plugged at the upstream end and the other cell is plugged at the downstream end. The surface of the cell is coated with a catalyst layer supporting a noble metal such as Pt. The temperature rise performance is improved by the reaction heat of the catalyst metal.
The filter 28b does not have to carry a catalyst metal. Conversely, the catalyst layer may contain an alkali metal or an alkaline earth metal in order to further combine the NOx absorption ability in addition to the noble metal in the catalyst layer. .
The oxidation catalyst 28a and the filter 28b are separated from each other and arranged upstream and downstream. The distance between the oxidation catalyst 28a and the filter 28b is determined by the temperature of the oxidation catalyst 28a. To the extent that it can be communicated to.
[0023]
The turbocharger 30 including the turbine 27 and the compressor 20 in the intake passage 16 is a variable turbocharger (hereinafter referred to as VGT) in which the cross-sectional area of the exhaust passage to the turbine 27 is changed by movable flaps 31, 31,. Are respectively connected to the diaphragm 32 via a link mechanism (not shown), and the magnitude of the negative pressure acting on the diaphragm 32 is controlled by a solenoid valve for controlling the negative pressure. The rotation position of the flaps 31, 31,... Is adjusted by the adjustment by 33.
[0024]
In the exhaust passage 26, an upstream end of an exhaust gas recirculation passage (hereinafter, referred to as an EGR passage) 34 for recirculating a part of the exhaust gas to the intake side so as to open toward a portion of the exhaust gas upstream of the turbine 27 is provided. It is connected. The downstream end of the EGR passage 34 is connected to the intake passage 16 between the intake throttle valve 22 and the surge tank 17, and a part of the exhaust gas extracted from the exhaust passage 26 is recirculated to the intake passage 16. I have. Further, an EGR cooler 37 for cooling the exhaust flowing through the inside of the EGR passage 34 and an exhaust gas recirculation amount control valve (hereinafter, referred to as an EGR valve) 35 whose opening can be adjusted are arranged in the middle of the EGR passage 34. The EGR valve 35 is of a negative pressure responsive type. Like the flaps 31, 31,... Of the VGT 30, the magnitude of the negative pressure applied to the diaphragm is adjusted by the electromagnetic valve 36, so that the EGR passage 34 The cross-sectional area is adjusted linearly to adjust the flow rate of the exhaust gas recirculated to the intake passage 16. Note that the EGR cooler 37 may not be provided.
[0025]
Each of the injectors 5, the high-pressure supply pump 9, the intake throttle valve 22, the VGT 30, the EGR valve 35, and the like are all operated upon receiving a control signal from a control unit (Electronic Control Unit: hereinafter referred to as ECU) 40. On the other hand, the ECU 40 receives output signals from the fuel pressure sensor 7, the crank angle sensor 11, the engine water temperature sensor 13, the intake pressure sensor 18, the air flow sensor 19, the linear O2 sensor 29, and the like. An output signal from an accelerator opening sensor 39 for detecting a pedal operation amount (accelerator opening) is input.
[0026]
An exhaust gas temperature sensor 41 for estimating the temperature of the oxidation catalyst 28a or the temperature of the filter 28b is arranged upstream of the oxidation catalyst 28a. On the other hand, a filter upstream pressure sensor 42 for detecting an exhaust pressure on the upstream side of the filter 28b is disposed in the exhaust passage 26 on the upstream side of the filter 28b, preferably between the filter 28b and the oxidation catalyst 28a. A filter downstream pressure sensor 43 is disposed in the exhaust passage 26 on the downstream side. The output signal of the exhaust gas temperature sensor 41, the output signal of the filter upstream pressure sensor 42, and the output signal of the filter downstream pressure sensor 43 are further input to the ECU 40.
[0027]
(Transmission and transmission mechanism)
Next, a manual transmission mechanism (MT) and a transmission mechanism of the present embodiment will be described with reference to FIG.
The transmission 44 mounted on the vehicle is a so-called manual transmission, which receives an engine output from the crankshaft 10 (output shaft) of the engine 1 and transmits the input driving force to a plurality of clutches 45 (1). Only one clutch is illustrated) and a plurality of gear mechanisms (not shown) change the speed and output to the drive shaft 46. The driving force transmitted to the drive shaft 46 is finally transmitted to the drive wheels 47. This allows the vehicle to run.
[0028]
When the occupant operates a clutch pedal 45a provided in the passenger compartment, the transmission 44 disconnects the connection between the crankshaft 10 of the engine 1 and the drive wheels 47 by the operation of the clutch 45. However, after the shift lever 44a provided in the vehicle compartment is set to a desired shift speed, the operation of the clutch pedal 45a is released to perform the shift speed switching operation.
The clutch pedal 45a is provided with a clutch pedal sensor 45b for detecting the operation state of the clutch pedal, and the sensor 45b outputs the operation state of the clutch pedal to the ECU 40. The shift lever 44a is provided with a shift speed sensor 44b that detects the current shift speed. The sensor 44b outputs the current shift speed (the set position of the shift lever 44a) to the ECU 40.
[0029]
(Fuel injection control)
Next, the fuel injection control according to the present embodiment will be described.
The ECU 40 calculates an accelerator opening amount (engine load) from a signal input from the input accelerator opening sensor 39, calculates an engine speed from a signal input from the crank angle sensor 11, and calculates these by an injection control unit. (Not shown), the main injection M and the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2 as additional injections for regeneration of the filter 28b are basically controlled based on the engine load and the engine speed. You.
[0030]
As shown in S1 of FIG. 2, the main injection M is a fuel injection performed by the injector 5 near the top dead center of the compression stroke for each cylinder, and the fuel injected by this injection raises the piston position and the combustion chamber Is injected at an extremely high pressure, so that self-ignition occurs near the top dead center of the compression stroke and main combustion is performed. The injection amount of the main injection M is set in advance based on a torque (required torque) corresponding to the output so that a required output by an occupant or the like is obtained. In addition, S1 to S4 in FIG. 2 are explanatory diagrams showing the operation state of the needle valve (not shown) of the injector 5.
Specifically, the ECU 40 stores a main injection amount map (not shown) in which the main injection amount is set to increase as the engine rotation speed increases and the accelerator opening increases, and the engine rotation speed. And a main injection timing map (not shown) in which the execution timing of the main injection M is set based on the accelerator opening amount, and the main injection amount and the injection timing are determined based on the engine speed and the accelerator opening amount. Is set.
[0031]
The form of the main injection M is not limited to such a single injection, but may be a combination of a so-called pilot injection that is performed temporarily shortly before the compression stroke top dead center and a main injection near the compression stroke top dead center. Alternatively, the main injection M itself executed near the top dead center of the compression stroke may be divided into multiple injections with a small pause interval (about 1 ms or less).
[0032]
During operation of the diesel engine, fine particles are contained in the exhaust gas. Therefore, a filter 28b is disposed to capture the fine particles. By the way, in normal diesel combustion, the temperature of the filter 28b is relatively low from 150 ° C. to 300 ° C., but when the temperature is around 300 ° C., the oxidation catalyst 28a is disposed upstream of the filter, so that the oxidation catalyst 28a NO converted and generated from NO at 28a ₂ And the collected fine particles react with each other, so that the fine particles can be incinerated and removed. However, at a low temperature of about 300 ° C. or lower, the trapped fine particles are hardly incinerated, and gradually accumulate on the filter 28b.
[0033]
When almost completely incinerating and removing the fine particles captured and accumulated in the filter 28b at a low temperature, it is necessary to maintain a high temperature of 500 ° C. or more for several minutes. Therefore, the oxidation catalyst 28a disposed at a position near the exhaust gas upstream of the filter 28b is used. Further, the oxidation catalyst metal is applied to the filter 28b itself. Then, from the detection signals of the filter upstream pressure sensor 42 and the filter downstream pressure sensor 43, an exhaust pressure difference between the upstream and downstream of the filter 28b is obtained. When this difference becomes a predetermined value or more, the exhaust pressure is captured by the filter 28b. The number of fine particles increases, and it is determined that forced incineration of these fine particles is necessary. Then, the injector 5 performs an additional injection different from the main injection toward the oxidation catalyst 28a and the filter 28b to perform a regeneration process of the filter 28b.
In order to perform incineration and removal of fine particles, it is necessary to continuously maintain a considerably high temperature. Therefore, in a low rotation or low load region, and a medium rotation and a medium load region, the additional injection amount is inevitably increased. It is set to be 1.5 to 4 times larger than the main injection amount.
[0034]
Further, in the present embodiment, during such additional injection control, the EGR valve 35 is substantially closed to prevent exhaust gas recirculation, and the flap 31 of the turbocharger 30 is substantially closed. As a result, high-temperature exhaust gas and unburned fuel are efficiently supplied from the injector 5 to the oxidation catalyst 28a.
[0035]
In the present embodiment, as the additional injection, as shown in S1 of FIG. 3, during the period from the initial stage of the expansion stroke after the completion of the injection of the main injection M to the middle stage of the expansion stroke, the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke The middle injection F2 is executed.
[0036]
The expansion stroke initial injection F1 is relatively early in the expansion stroke, specifically, about 10 ° to 35 ° after the top dead center (ATDC) of the compression stroke, within a predetermined allowable range period according to the operating state. The injection timing is set at a predetermined timing. Note that, during the allowable range period, as the engine speed increases or the engine load increases, the region is set to the retard side.
Due to such an expansion stroke initial injection F1, most of the fuel injected from the injector 5 is injected during the main combustion occurring near the top dead center of the compression stroke, so that the combustion period of the main combustion is extended. As a result, the temperature of the exhaust gas discharged from the combustion chamber 4 and flowing into the oxidation catalyst 28a can be increased. In the oxidation catalyst 28a, by contact with such high-temperature exhaust gas, the temperature of the oxidation catalyst 28a itself increases, and the activity of the oxidation catalyst 28a in the catalytic function is improved. The remainder of the fuel injected from the injector 5 is supplied as unburned fuel to the oxidation catalyst 28a and the like.
[0037]
In addition, regarding the initial injection F1 of the expansion stroke, the basic injection timing and the injection amount during the regeneration process based on the operating state of the engine are respectively controlled by a map (not shown) stored in the ECU 40. The injection timing map shows that the higher the engine speed, the higher the engine load, the higher the load, the longer the main combustion period is on the retard side. It is set to the retard side. In addition, the injection amount map shows that the higher the engine speed or the higher the engine load, the greater the effect of increasing the exhaust gas temperature due to the main combustion, thereby suppressing additional injection control and improving fuel economy. For the purpose of setting, the injection amount is set to decrease as the load increases and as the rotation speed increases.
[0038]
The expansion stroke middle injection F2 is injected in the middle of the expansion stroke after the execution of the expansion stroke initial injection F1. Specifically, the operation state is between 30 ° and 120 ° after the top dead center (ATDC) of the compression stroke. The injection timing is set at a predetermined time within a predetermined allowable range period according to the above. Note that, during the allowable range period, as the engine speed increases or the engine load increases, the region is set to the retard side.
The fuel injected by the injector 5 is prevented from being positively affected by the main combustion and the combustion caused by the expansion stroke initial injection F1 by the expansion stroke middle injection F2, so that the fuel is injected. Although a part of the fuel burns, most of the fuel is vaporized without being burned, mixed with the exhaust gas, and supplied to the oxidation catalyst 28a through the exhaust passage 26 as unburned fuel. At this time, if the activity of the oxidation catalyst 28a is high, the unburned fuel reacts in the oxidation catalyst 28a to raise the temperature of the exhaust gas, and the high-temperature exhaust gas is supplied to the filter 28b immediately downstream of the oxidation catalyst 28a. Then, the temperature of the filter 28b is raised, and the fine particles captured by the filter 28b can be incinerated and removed.
[0039]
The basic injection timing and the injection amount during the regeneration process based on the operating state of the engine with respect to the mid-expansion stroke injection F2 are each controlled by a map (not shown) stored in the ECU 40. In the map of the injection timing, the higher the engine speed or the higher the engine load, the longer the main combustion period and the combustion period caused by the expansion stroke initial injection F1 are extended to the retard side. The injection timing of the expansion stroke middle injection F2 is set to a higher rotation speed, a higher load, and a retard side. In addition, the injection amount map shows that the higher the engine speed or the higher the engine load, the greater the effect of increasing the exhaust gas temperature due to the main combustion, thereby suppressing additional injection control and improving fuel economy. For the purpose of achieving, the injection amount is set to decrease as the rotation speed and the load increase.
[0040]
(Fuel injection control during gear shifting)
As shown in FIG. 4, when the driver depresses the clutch pedal 45a substantially simultaneously with the release of the accelerator pedal by the occupant, a torque down signal is output from the clutch pedal sensor 45b to the ECU 40. This torque down signal is continuously output until the clutch pedal sensor 45b detects that the occupant has released the depression (operation release) of the clutch pedal 45a. During the so-called torque-down period in which the torque-down signal is output, the fuel injection amount of the main injection M is greatly reduced to a level that does not become “0” (see “Mh” in FIG. 3). Then, when the torque reduction is completed, the normal injection control is restarted.
[0041]
Such a large decrease in the main injection greatly reduces the torque shock caused by the disconnection and connection of the clutch 45 at the time of shifting, and the main injection M is injected though a small amount. The temperature of the exhaust gas can be increased. Note that the injection amount of the main injection M at this time depends on the shift speed immediately before the clutch pedal 45a is depressed by the shift speed sensor 44b, and this injection speed is lower than the higher speed. Alternatively, the injection amount may be further reduced to prevent torque shock due to shifting.
[0042]
On the other hand, in the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2, even if a torque down signal is input as shown in FIG. The injection amount is set to be substantially the same as the injection amount immediately before the degree is greatly reduced, or the injection amount is reduced slightly so as not to decrease as much as the main injection amount M, and the injection is continuously performed. The degree of reduction at this time is defined as the ratio of the injection amount of the expansion stroke initial injection F1 during the torque reduction to the injection amount of the expansion stroke initial injection F1 immediately before the occupant requests a shift and greatly reduces the accelerator opening amount. RF1 is the ratio of the injection amount of the expansion stroke middle injection F2 during the torque down to the injection amount of the expansion stroke middle initial injection F2 immediately before the accelerator opening amount is greatly reduced, and RF2 is the accelerator opening amount. Assuming that the ratio of the injection amount of the main injection M during the torque down to the injection amount of the main injection M immediately before the large reduction is RM, RM <RF1 and RM <RF1 are set.
[0043]
Further, in this case, if the gear immediately before the clutch pedal 45a is depressed is a high gear (for example, the third gear, the fourth gear, and the fifth gear in the case of the all-five-gear transmission 44), the gear is changed. The ECU 40 estimates that there is a high possibility that the end shift stage will be a high speed stage, and the ECU 40 reduces the injection amount of the expansion stroke initial injection F1 or the expansion stroke middle injection F2 at all or by a small amount. On the other hand, if the gear immediately before the clutch pedal 45a is depressed is a low gear (for example, the first gear, the second gear, and in some cases, the third gear in the case of the all-five-gear transmission 44), the gear change is performed. The ECU 40 estimates that there is a high possibility that the shift stage after the end will be a low-speed stage, and the ECU 40 sets the injection amount of the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle-stage injection F2 to a small amount, but to be smaller than the shift speed between the high speed stages. Relatively much weight loss.
In this case, also in the high gear (third gear, fourth gear, fifth gear) and the low gear (first gear, second gear), the gear immediately before the clutch pedal 45a is depressed is higher than the high gear. In the case of a low-speed stage, it is estimated that there is a high possibility that the shift stage after the shift is also a low-speed stage, and the injection amount of the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2 is set to be greatly reduced.
It is to be noted that such a reduction is performed to such an extent that the above-mentioned regeneration processing by the filter 28b is not hindered.
[0044]
According to such an embodiment, the following problems can be prevented. In other words, when the shift is performed during the regeneration process of the filter 28b, if the additional injection is also suppressed in accordance with the main injection M during the shift torque reduction, the exhaust gas having a low temperature due to the suppression of the additional injection is reduced. The flow rate will flow into the oxidation catalyst 28a and the filter 28b in large quantities. In response to this, the temperature of the oxidation catalyst 28a and the temperature of the filter 28b suddenly drop sharply, causing a problem that the regeneration performance of the filter 28b deteriorates for a long time even after the shift is completed. Further, the additional injection is continuously executed even during the shift torque reduction to prevent this.
Specifically, the activity of the oxidation catalyst 28a can be maintained and improved by the expansion stroke initial injection F1 as described above, and the oxidation catalyst 28a having this high activity can be increased in amount by the expansion stroke middle injection F2. By supplying the unburned fuel, the temperature of the filter 28b can be raised to an extremely high temperature by utilizing the reaction heat of the catalytic reaction in the oxidation catalyst 28a, and the regeneration performance of the filter 28b can be improved. .
[0045]
In addition, when it is determined that the shift stage immediately before the start of the shift is the low speed stage, the initial stage of the expansion stroke initial injection F1 and the middle stage injection F2 of the expansion stroke is higher than when the immediately preceding shift stage is determined to be the high speed stage. The injection amount at the time of the shift torque reduction is slightly increased, though slightly. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of a large torque shock due to the connection of the clutch 45 in a state where the shift speed is low at the end of the shift, thereby preventing the traveling feeling from deteriorating.
[0046]
This point will be specifically described below. In the case of a manual transmission, shifting is performed by temporarily disengaging or connecting the clutch of the manual transmission. If the engine output is large immediately after the connection is started, the engine output is transmitted to the drive wheels as a large output change by the operation of the clutch, and a torque shock occurs. This torque shock increases as the shift speed after shifting by the manual transmission is lower.
On the other hand, the fuel additionally injected to raise the temperature of the filter 28b is considerably increased and injected. Therefore, even if the main combustion is reduced by the main injection control, a part of the additionally injected fuel is burned. In other words, the engine output is generated although it is small. Therefore, as described above, when the shift stage after the shift end is the low-speed stage, the torque shock is more likely to occur than when the shift stage is the high-speed stage, so that the engine output due to the additional injection is small. Even if it occurs, it will be generated as a large torque shock.
[0047]
In a manual transmission, the gear position is determined by the occupant. Therefore, it is difficult to reliably determine the gear position after the end of the gear shift. When the vehicle is in the low gear, it is highly likely that the gear after the shift operation by the occupant is set to a low gear adjacent to the predetermined low gear.
Therefore, when shifting with a manual transmission, the lower the shift speed immediately before the start of the shift is, the lower the shift speed is after the shift is completed, and there is a high possibility that a relatively large torque shock will occur. By judging and reducing the injection amount of the additional injection control, torque shock when the shift speed is shifted to the low speed is prevented with a high probability.
[0048]
Next, a control flowchart of the fuel injection control executed by the ECU 40 will be described with reference to FIG.
In the control flowchart of FIG. 5, for example, after starting at every predetermined crank angle, in step SA1, the output pressure from the filter upstream pressure sensor 42 and the filter downstream pressure sensor 43 is used to determine the exhaust pressure upstream of the filter 28b. A differential pressure from the downstream exhaust pressure is calculated, and the trapped amount of the fine particles trapped by the filter 28b is determined from the differential pressure. Specifically, this is performed by determining that the larger the differential pressure is, the larger the captured amount is. Next, the process proceeds to step SA2 to determine whether or not the amount of capture is greater than or equal to the second determination value. If the capture amount is greater than the second determination value, the process proceeds to step SA3. If it is equal to or more than the (second determination value), it is determined that the reproduction process is necessary, and the process proceeds to Step SA4. On the other hand, if the captured amount is equal to or less than the first determination value in step SA3, the process proceeds to step SA5. At this time, if the reproduction process is being executed, the process proceeds to step SA4. If not, the process proceeds to step SA6. It should be noted that also in step SA2, when the captured amount is equal to or smaller than the second determination value, the process proceeds to step SA6, that is, a hunting prevention mechanism for executing the reproduction process is formed by steps SA2, SA3, and SA5.
[0049]
In step SA4, it is determined whether or not a shift torque down signal by the clutch pedal sensor 45b has been input during the shift by the transmission 44. If so, the shift mode is read in the next step SA7 and the torque down level is read. Is determined. This torque down level means that the lower the gear speed immediately before the clutch pedal 45a is depressed (immediately before the start of the gear shifting operation), the greater the possibility that the gear shifting torque shock will increase. In the next step SA8, based on this torque down level, the injection amount and the injection timing of the main injection M, the expansion stroke initial injection F1, and the expansion stroke middle injection F2 are set as described above. (See S1 in FIG. 3 and FIG. 4). As a result, the injection amount of the main injection M is greatly reduced, and the injection amounts of the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2 are determined by the filter 28b as the shift stage immediately before the start of the shift operation is closer to the lower speed stage. The amount is greatly reduced within a range in which the reproduction process can be performed.
When it is determined in step SA4 that the shift torque is not being reduced, the process proceeds to step SA9, and the injection timing of the main injection M is determined based on the injection timing map and the injection amount map of the main injection M in the normal operation described above. The injection amount is set, and in step SA10, the basic injection timing and the basic injection amount of the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2 are set in order to execute the regeneration process of the filter 28b. I do. (See S1 in FIG. 3)
[0050]
In step SA6, it is determined whether or not the shift torque is being reduced during the non-regeneration process. If the shift torque is being reduced, the process proceeds to step SA11 to read the shift mode as in step SA7, and to set the torque reduction level. The determination proceeds to step SA12, at which time the injection amount of the main injection M is set so that the torque is reduced according to the torque down level, and since the regeneration is not in progress, the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle The injection F2 is not executed. If it is determined in step SA6 that the shift torque is not being reduced, the process proceeds to step SA13, and similarly to step SA9, the injection timing and injection amount of the main injection M in the normal operation are set.
After setting the main injection M, the expansion stroke initial injection F1, and the expansion stroke middle injection F2 in steps SA8, SA10, SA12, and SA13, respectively, the process proceeds to step SA14, executes each injection, and returns to step SA1. I do.
[0051]
(Effects of the First Embodiment)
According to such an embodiment, even when the shift is performed during the regeneration process of the filter 28b, the additional injection is executed during the shift torque reduction, so the temporary oxidation catalyst 28a generated when the additional injection is suppressed is performed. In addition, it is possible to reliably prevent the temperature of the filter 28b from suddenly decreasing and the deterioration of the regeneration performance of the filter 28b for a long time after the shift is completed.
Further, during the shift torque reduction, the injection amount at the time of the torque reduction of the shift of the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke initial injection F2 is smaller in the low speed stage than in the high speed stage after the shift is completed. Is frequently reduced, so that the torque shock in the shift between the low gears can be reduced, and for example, it is possible to suppress the deterioration of the running feeling and the like.
[0052]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described.
In the first embodiment, the transmission 44 is a manual transmission. However, in the second embodiment, instead of this, the transmission 44 has a plurality of gears and automatically controls the rotation speed of the engine 1. The transmission is an automatic transmission that transmits gears to drive wheels. Then, at the time of upshifting by the automatic transmission, the injection control of the main injection M, the injection control of the expansion stroke initial injection F1, and the expansion stroke middle injection control F2 as in the first embodiment are executed.
[0053]
More specifically, a controller (not shown) of the automatic transmission inputs a signal of a vehicle speed (vehicle speed) from a vehicle speed sensor (not shown) and a signal of an accelerator opening from an accelerator opening sensor 39. Enter The controller stores a shift map that determines the shift speed. The vehicle speed and the accelerator opening (when the accelerator pedal and the throttle valve of the engine are mechanically linked, the throttle valve opening can be substituted. ) And the shift map to determine the optimal gear position for the current operating state. When the controller determines that it is necessary to switch the gear based on the determined gear, the controller executes disconnection or connection of a predetermined clutch or a predetermined brake of the automatic transmission to determine the gear. Shift to the changed gear stage.
Such shifts include an upshift that shifts the shift stage to a high speed stage and a downshift shift that shifts the shift stage to a low speed stage. In such a shift, the controller of the transmission transmits to the ECU 40 The ECU 40 outputs a torque-down signal to the ECU 40 for a predetermined period of time during the upshift operation (for example, from immediately after the engine rotation change accompanying the shift until the engine rotation approaches the shift end rotation within a predetermined value). Alternatively, the torque is reduced during a predetermined period during the downshift operation (for example, from when the engine rotation approaches the predicted shift end rotation to within a predetermined value until a predetermined time elapses).
In this case, especially in the case of a shift-up shift, a torque-down signal for preventing a shift shock is output for a relatively long time, during which the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2 are stopped or greatly reduced. When this is suppressed, the temperature rise of the oxidation catalyst 28a and the filter 28b is hindered.
Therefore, during the output of the torque down signal of the upshift, the fuel injection amount of the main injection amount M is not "0" as in FIG. 4, but is greatly reduced, and the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle The injection F2 is set to be substantially the same as the injection amount immediately before the input of the torque down signal, or is not reduced as much as the main injection amount M (that is, as in the first embodiment, RM <RF1, RM <RF1), the injection is substantially continued. Therefore, the temperature of the oxidation catalyst 28a and the filter 28b can be increased.
[0054]
Further, in the shift-up shift, the shift mode is read from the controller of the transmission, and based on the shift stage immediately before the start of the shift operation and the shift stage at the end of the shift determined by a shift map or the like, the shift stage immediately before the start of the shift is determined. However, the amount of the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2 decreases as the vehicle speed is lower than when the vehicle speed is higher. In addition, as the difference between the engine speeds before and after the shift-up shift becomes larger or as the number of shift stages is increased, the injection amount of the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2 is reduced.
[0055]
The reason will be described in detail below.
In other words, in the case of an automatic transmission, the gear position is automatically changed by switching the engagement state of the friction engagement elements constituting the automatic transmission in accordance with the driving state of the vehicle. , A torque shock occurs with the shift. In particular, during a shift-up shift, a torque shock occurs due to a change in the engine speed due to the shift, so that the period of occurrence of the torque shock associated with the shift is relatively longer than that of the downshift. Therefore, the torque shock is greater when the gear position immediately before the start of the upshift by the automatic transmission is on the lower speed side. Also, when the speed difference between before and after the shift is large during the upshift, for example, a jump shift is performed. The greater the speed, the greater the torque shock.
On the other hand, similarly to the first embodiment, the fuel additionally injected to raise the temperature of the filter 28b is injected with a considerably large amount. While generating the engine output.
[0056]
In other words, when the gear immediately before the start of the upshift is a low gear, or when there is a large difference in engine speed between before and after the gear shift, a torque shock is likely to occur. However, even if the size is small, a large torque shock occurs.
Therefore, the injection amount of the additional injection control is reduced as the shift speed immediately before the shift start in the shift-up shift is lower, or as the engine speed difference before and after the shift in the shift-up shift is larger, Prevent torque shock.
[0057]
According to the configuration of the second embodiment, similarly to the first embodiment, in the shift-up shift of the Tokiozu transmission, the temperature of the oxidation catalyst 28a and the filter 28b suddenly decreases, and a long time after the shift is completed. Thus, it is possible to reliably prevent the deterioration of the regeneration performance of the filter 28b. At the same time, torque shock is suppressed when the shift stage immediately before the start of the shift in the upshift is a low speed stage, or when the difference between the engine speeds before and after the shift is large in the upshift, for example, to provide a driving feeling. Deterioration can be prevented.
[0058]
(Other embodiments)
In the embodiment of the present invention, when the shift torque is reduced during the regeneration process, both the injection amount of the expansion stroke initial injection F1 and the injection amount of the expansion stroke middle injection F2 are reduced. Only the weight may be reduced.
Further, instead of or in combination with the reduction of the injection amount of the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2, as shown in S2 of FIG. 3, the injection timing of the expansion stroke initial injection F1 or the expansion stroke middle injection At least one of the injection timings of F2 may be set to the retard side. In this case, the retard amount R1 of the expansion stroke initial injection F1 is set such that a part of the fuel injected at this time is affected by the main combustion caused by the main injection and burns. Thus, the regeneration process of the filter 28b can be performed even during the shift torque reduction as in the above-described embodiment.
Further, the retardation amount R1 is reduced when the shift stage immediately before the shift is performed at a low speed stage or when the number of shift stages to be skipped by the automatic transmission is large, and the shift stage immediately before the shift is performed at a high speed stage. When the number of gears to be skipped by the automatic transmission is small, the speed is increased when the number of gears to be skipped by the automatic transmission is large, as in the above-described embodiment. Thus, it is possible to reduce the torque shock during the shift torque reduction.
[0059]
Further, as shown in S3 and S4 in FIG. 3, the main injection M may be prohibited during the shift torque reduction during the regeneration process. In this case, if the expansion stroke initial injection F1 is set very early in the expansion stroke (for example, ATDC 5 ° to 15 °), the combustion chamber 4 is at a high temperature and high pressure, so that even if there is no main combustion by the main injection M, the combustion is performed. Then, it is possible to raise the temperature of the exhaust gas and, as a result, to execute the regeneration processing of the filter 28b. Also in this case, depending on the shift mode, if the shift speed immediately before the shift is performed at a low speed, or if the number of shift speeds to be skipped by the automatic transmission is large, the shift immediately before the shift is performed at the high speed. Or when the number of shift speeds to be skipped by the automatic transmission is small, the torque shock during the shift torque reduction in the former is reduced by setting the retard amount R2 to be larger than in the case where the shift is performed between the low speeds. it can.
[0060]
Furthermore, although the expansion stroke initial injection F1 and the expansion stroke middle injection F2 are different in degree, the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 28a can be increased independently and the supply of unburned fuel can be performed independently. The embodiment as described above is also applicable to the case where the regeneration process is performed by executing one of the expansion stroke injections of these injections.
The present invention is also applicable to an engine in which the additional injection is performed at least once between the expansion stroke and the exhaust stroke.
Further, the engine 1 may be a direct injection gasoline engine.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, even during a shift during the regeneration process of the capturing device, the additional injection control is executed and the regeneration process by the capturing device is performed. By continuously executing the processing, it is possible to reliably prevent the reproduction performance from deteriorating.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an exhaust gas purification device for an engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a manual transmission and a transmission mechanism according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing an injection operation by an injector 5.
FIG. 4 is a timing chart schematically showing a change in an injection amount by an injector 5;
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of fuel injection control.
[Explanation of symbols]
2: Cylinder
4: Combustion chamber
5: Injector (fuel injection valve)
28a: oxidation catalyst
28b: Filter
44: Transmission (power transmission state switching means)
45: Clutch
M: Main injection
F1: Expansion stroke initial injection
F2: Middle stroke of expansion stroke

Claims (5)

エンジンの排気通路に配置された酸化触媒と、
該酸化触媒下流に配置され、排気中の微粒子を捕捉可能な捕捉手段と、
エンジンの燃焼室内に対し直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、
圧縮行程上死点付近にある時にエンジン出力を発生する燃焼が行われるように、該燃料噴射弁による燃料噴射を制御する主噴射制御を実行するとともに、上記酸化触媒を昇温させて、上記捕捉手段を高温化して捕捉された微粒子の焼却除去を行うことで該捕捉手段の再生処理が可能となるように、膨張行程及び排気行程の期間中における所定時期に、該燃料噴射弁からの燃料噴射を制御する追加噴射制御を実行する噴射制御手段とを備えた車両に搭載されたエンジンの排気浄化装置において、
車両には、エンジンの出力軸から駆動輪までの動力伝達経路中に設けられ、動力伝達の遮断あるいは接続を実行して、エンジンから該駆動輪への動力伝達状態を切換える動力伝達状態切換手段が更に搭載されるとともに、
上記噴射制御手段は、上記動力伝達状態切換手段による動力伝達状態切換えの所定期間において、上記主噴射制御を抑制するとともに、上記追加噴射制御を実行することを特徴とする車両に搭載されたエンジンの排気浄化装置。An oxidation catalyst arranged in an exhaust passage of the engine;
Capturing means disposed downstream of the oxidation catalyst and capable of capturing fine particles in exhaust gas;
A fuel injection valve that injects fuel directly into the combustion chamber of the engine;
The main injection control for controlling the fuel injection by the fuel injection valve is performed so that the combustion that generates the engine output is performed when the compression stroke is near the top dead center, and the temperature of the oxidation catalyst is raised to perform the capture. The fuel injection from the fuel injection valve is performed at a predetermined time during the expansion stroke and the exhaust stroke so that the trapping means can be regenerated by incinerating and removing the trapped fine particles by raising the temperature of the means. And an injection control means for performing additional injection control to control the exhaust gas purification device of an engine mounted on a vehicle including:
The vehicle includes a power transmission state switching unit that is provided in a power transmission path from an output shaft of the engine to the driving wheels and that cuts off or connects the power transmission and switches a power transmission state from the engine to the driving wheels. In addition to being installed,
The injection control means suppresses the main injection control during a predetermined period of power transmission state switching by the power transmission state switching means, and executes the additional injection control. Exhaust gas purification device. 上記噴射制御手段は、上記追加噴射制御として、上記主噴射制御により燃料噴射が行われた後の圧縮行程上死点付近から膨張行程中期までの所定時期において、少なくとも１回、燃料噴射を実行することを特徴とする請求項１記載の車両に搭載されたエンジンの排気浄化装置。The injection control means executes the fuel injection at least once as the additional injection control at a predetermined timing from near the top dead center of the compression stroke to the middle stage of the expansion stroke after the fuel injection is performed by the main injection control. The exhaust gas purifying apparatus for an engine mounted on a vehicle according to claim 1, wherein: 上記噴射制御手段は、上記追加噴射制御として、膨張行程中期の所定時期において、少なくとも１回、燃料噴射を実行することを特徴とする請求項１記載の車両に搭載されたエンジンの排気浄化装置。2. The exhaust gas purifying apparatus for an engine mounted on a vehicle according to claim 1, wherein the injection control means executes the fuel injection at least once at a predetermined timing in the middle stage of the expansion stroke as the additional injection control. 上記動力伝達状態切換手段は、上記エンジンの出力軸と車両に設けられた手動変速機との間の動力伝達を切断するクラッチであって、
上記噴射制御手段は、上記手動変速機による変速開始直前の変速段が、高速段側にある時よりも低速段側にある時ほど、上記追加噴射制御の噴射量を減量するか若しくは噴射時期を遅角側に設定するか、少なくとも一方を実行することを特徴とする請求項２、あるいは請求項３記載の車両に搭載されたエンジンの排気浄化装置。The power transmission state switching means is a clutch that disconnects power transmission between an output shaft of the engine and a manual transmission provided in a vehicle,
The injection control means reduces the injection amount of the additional injection control or adjusts the injection timing as the shift stage immediately before the start of shifting by the manual transmission is on the lower speed side than on the higher speed side. 4. The exhaust gas purifying apparatus for an engine mounted on a vehicle according to claim 2, wherein the retarding side is set or at least one of the steps is executed. 上記動力伝達状態切換手段は、上記エンジンの出力が入力される自動変速機を構成する摩擦係合要素であって、
上記噴射制御手段は、上記自動変速機による低速段から高速段へのシフトアップ変速において、変速開始直前の変速段が、高速側にある時よりも低速段にある時ほど、あるいは、シフトアップ変速において、変速前後のエンジン回転数差が大きいほど、上記追加噴射制御の噴射量を減量するか若しくは噴射時期を遅角側に設定するか、少なくとも一方を実行することを特徴とする請求項２、あるいは請求項３記載の車両に搭載されたエンジンの排気浄化装置。The power transmission state switching means is a friction engagement element constituting an automatic transmission to which the output of the engine is input,
In the shift-up shift from the low gear to the high gear by the automatic transmission, the injection control means may be configured such that, as the gear immediately before the start of the gear shift is at a lower gear than at a higher gear, or The method according to claim 2, wherein as the difference between the engine speeds before and after the shift is larger, the injection amount of the additional injection control is reduced or the injection timing is set to a retard side, and at least one of the two is executed. Alternatively, an exhaust gas purification device for an engine mounted on a vehicle according to claim 3.

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