JPH07166901A - 自動変速機付内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮＯ_X 吸収剤再生のためのリッチ空燃比切換
に連続して自動変速機の変速操作が実施されることによ
るドライバビリティの悪化を防止する。 【構成】 機関１の排気通路１７にＮＯ_X 吸収剤１８を
配置して、通常は機関をリーン空燃比で運転してＮＯ_X
吸収剤に排気中のＮＯ_X を吸収させるとともに、ＮＯ_X
吸収量増大時には機関空燃比をリッチ空燃比に切り換え
てＮＯ_X 吸収剤の再生を行う。機関の制御を行う電子制
御回路３０を設け、スロットル開度と車両走行速度とに
基づいて自動変速機４０の変速操作を行うとともに、ス
ロットル開度と車両走行速度の変化率から、将来所定の
時間内に変速操作が実施されるか否かを予測し、変速操
作が予測される場合には、予測成立時から少なくとも実
際に変速操作が実施されるまでの間、ＮＯ_X 吸収剤再生
のためのリッチ空燃比への切換を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機付内燃機関
の制御装置に関し、詳細には、流入する排気の空燃比が
リーンのときに排気中のＮＯ_X を吸収し排気酸素濃度が
低下したときに吸収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤
を用いた排気浄化装置を有する自動変速機付内燃機関の
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のＮＯ_X 吸収剤を用いた内燃機関
の排気浄化装置としては、国際公開公報第ＷＯ９３−７
３６３号に記載されたものがある。上記国際公開公報の
排気浄化装置では、流入する排気の空燃比がリーンのと
きに排気中のＮＯ_X を吸収し、流入する排気中の酸素濃
度が低下したときに吸収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸
収剤を内燃機関の排気通路に備えている。上記機関で
は、通常はリーン空燃比で運転して上記ＮＯ_X 吸収剤に
排気中のＮＯ_X を吸収させ、リーン空燃比運転が続き、
ＮＯ_X 吸収剤の吸収したＮＯ_X 量が所定量を越えた場合
には、機関の空燃比を短時間リーン空燃比からリッチ又
は理論空燃比に切り換えて排気中の酸素濃度を低下さ
せ、ＮＯ_X 吸収剤から吸収したＮＯ_X を放出させるとと
もに、この放出されたＮＯ_X を排気中の未燃ＨＣ、ＣＯ
等の成分により還元浄化するようにしている（本明細書
では、上記ＮＯ_X 吸収剤からのＮＯ_X の放出と還元、浄
化の操作を「ＮＯ_X 吸収剤の再生操作」と呼ぶ）。

【０００３】すなわち、上記機関では、ＮＯ_X 吸収剤の
吸収したＮＯ_X 量がある程度増大したときに、機関の運
転空燃比をリーン空燃比から短時間リッチ空燃比に切り
換えてＮＯ_X 吸収剤の再生を行うことによりＮＯ_X 吸収
剤のＮＯ_X 吸収量が飽和することを防止して常にＮＯ_X
吸収剤の排気浄化能力を高く維持している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ＷＯ９
３−７３６３号公報に記載されたような排気浄化装置を
自動変速機付内燃機関に適用した場合には、自動変速機
の変速タイミングとＮＯ _X 吸収剤再生のためのリッチ空
燃比運転への切換のタイミングとの関係から問題が生じ
ることがある。

【０００５】すなわち、上記装置では、ＮＯ_X 吸収剤再
生のためにリーン空燃比からリッチ空燃比への空燃比の
切換が行われると、機関の出力トルクは空燃比のリッチ
化に伴って増大することになる。また、ＮＯ_X 吸収剤の
再生操作は、ＮＯ_X 吸収剤が吸収したＮＯ_X 量が所定値
以上になった場合には自動変速機の変速操作の有無とは
無関係に実行されるため、ＮＯ_X 吸収剤の再生のための
空燃比切換と自動変速機の変速操作とが短い時間間隔で
連続して行われる場合が生じる。

【０００６】このような場合には、リッチ空燃比への切
換によるトルク変動と変速操作によるトルク変動とが短
い間隔で連続して生じることになるため、運転者が体感
するトルクショックは大きくなりドライバビリティ（い
わゆる乗り心地）が悪化する問題が生じる。ところで、
上記ＮＯ_X 吸収剤の再生操作のためのリッチ空燃比への
切換による機関出力トルクの変動を対象にしたものでは
ないが、特開平４−７６２１６号公報には、吸気通路に
吸気制御弁（スワールコントロールバルブ）を設けた自
動変速機付内燃機関において自動変速機の変速中に上記
吸気制御弁の開閉動作を禁止するようにした制御装置が
開示されている。吸気制御弁を備えた機関では、吸気制
御弁が開弁されると機関出力トルクは増大し、吸気制御
弁が閉弁されると機関出力トルクは減少する。上記特開
平４−７６２１６号公報の装置は、吸気制御弁の開閉動
作による機関出力トルクの変動と自動変速機の変速操作
に伴う駆動トルク変動とが同時に生じることを防止する
ことにより、これらのトルク変動が加算されて大きなト
ルク変動が生じるのを防止することを目的としたもので
ある。

【０００７】上記の特開平４−７６２１６号公報の装置
によれば、２つのトルク変動が重なって１つの比較的大
きいトルク変動が生じることが防止される。ところが、
現実の運転に置いては、比較的大きい１つのトルク変動
が生じた場合よりも、むしろ比較的小さい２つのトルク
変動が短い時間間隔で連続して生じた場合の方が運転者
に与える不快感は大きく、ドライバビリティの悪化の程
度が大きくなる。従って、上記公報の装置と同様な制御
を行って、単に自動変速機の変速操作時にＮＯ_X 吸収剤
再生のためのリッチ空燃比運転を禁止したのでは、ＮＯ
_X 吸収剤再生のためのリッチ空燃比への切換と変速操作
とが連続して行われることを防止することはできず、ト
ルク変動が連続することによるドライバビリティの悪化
を防止することは困難である。

【０００８】また、自動変速機の変速操作実行を検出し
て、その後の一定時間ＮＯ_X 吸収剤再生のためのリッチ
空燃比への切換を禁止するようにすれば、変速操作によ
るトルク変動の後に連続して空燃比切換によるトルク変
動が生じることは防止可能である。しかし、上記とは逆
に、ＮＯ_X 吸収剤の再生のためのリッチ空燃比運転が実
施された後に一定時間変速操作の実施を禁止するように
することは運転上許されない。従って、従来ＮＯ_X 吸収
剤再生のためのリッチ空燃比への切換に連続して変速操
作が実施されることによるドライバビリティの悪化を防
止することは困難であった。

【０００９】本発明は、上記に鑑み、自動変速機の変速
操作に先立つ所定の期間ＮＯ_X 吸収剤再生のためのリッ
チ空燃比運転への切換を禁止することにより、空燃比切
換に伴うトルク変動と変速操作に伴うトルク変動とが連
続して生じることを防止し、ドライバビリティの悪化を
防止可能な自動変速機付内燃機関の制御装置を提供する
ことを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、内燃機
関の排気通路に配置された、排気の空燃比がリーンのと
きに排気中のＮＯ_X を吸収し排気中の酸素濃度が低下し
たときに吸収したＮＯ _X を放出するＮＯ_X 吸収剤と、前
記内燃機関の空燃比を制御し、所定の条件下で内燃機関
の空燃比をリーン空燃比からリッチ空燃比に切換えるこ
とにより、前記ＮＯ_X 吸収剤から吸収したＮＯ_X を放出
させる空燃比切換手段と、前記内燃機関に接続された自
動変速機と、車両走行状態に応じて前記自動変速機の変
速操作を制御する変速制御手段とを備えた自動変速機付
内燃機関の制御装置において、車両走行状態の時間的変
化と現在の車両走行状態とに基づいて、現在から所定時
間内に前記変速制御手段による変速操作が実行されるか
否かを予測する変速予測手段と、前記変速操作実行が予
測されてから少なくとも変速操作が実行されるまでの期
間前記空燃比切換手段によるリッチ空燃比運転への切換
を禁止する禁止手段とを備えたことを特徴とする自動変
速機付内燃機関の制御装置が提供される。

【００１１】

【作用】変速制御手段は車両走行状態に応じて自動変速
機の変速操作を制御する。従って、この車両走行状態が
現在から所定時間経過した後にどのようになっているか
を推定すれば、上記所定時間経過後に変速機がどの変速
段で運転されているか（変速状態）を推定することがで
きる。また、所定時間経過後の変速状態が現在の変速状
態と異なっていれば、この所定時間内に変速操作が実行
されることが予測される。

【００１２】本発明では、変速予測手段は車両走行状態
の時間的変化と現在の車両走行状態とに基づいて所定時
間経過後の将来の車両走行状態を推定するとともに、そ
の将来の車両走行状態に応じた変速状態と現在の変速状
態とを比較することにより、上記所定時間内に変速操作
の実行が予測されるか否かを判断する。また、禁止手段
は、予測手段により所定時間内に変速操作が実行される
ことが予測された場合には、変速操作が予測された時点
から、少なくとも実際に変速操作が実行されるまでの
間、空燃比切換手段によるリッチ空燃比への切換を禁止
する。このため、実際に変速操作が行われる前の所定時
間内にはリッチ空燃比への切換が行われることがなくな
り、リッチ空燃比への切換後に連続して変速操作が行わ
れることが防止される。

【００１３】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明を適用した自動変速機付内燃
機関の全体図である。図１において１はリーン空燃比の
燃焼を行うガソリンエンジン等の内燃機関、３は機関１
の燃焼室、６は機関の吸気ポート、８は排気ポートを示
す。各吸気ポート６は吸気枝管９を介してサージタンク
１０に接続されるとともに、各枝管９にはそれぞれの吸
気ポート６に燃料を噴射する燃料噴射弁１１が配置され
ている。

【００１４】また、サージタンク１０は吸気通路１２を
介してエアクリーナ１３に接続され、吸気通路１２内に
は運転者のアクセルペダル（図示せず）の操作に応じた
開度をとるスロットル弁１４が配置されている。また、
サージタンク１０にはサージタンク１０内の絶対圧力に
比例した出力電圧を発生する吸気圧センサ１５が設けら
れている。

【００１５】一方、機関１の排気ポート８は排気マニホ
ルド１６を介して排気通路１７に接続されており、排気
通路１７には後述するＮＯ_X 吸収剤１８を内蔵したケー
シング１９が接続されている。また、図１に４０で示し
たのは機関１の出力軸（図示せず）に接続された自動変
速機である。自動変速機４０は、トルクコンバータ４１
と変速機４２とを備え、変速機４２の出力軸は図示しな
いディフアレンシャルギヤを介して車両の駆動輪に接続
されている。

【００１６】変速機４２は遊星歯車列と摩擦要素とを備
えた公知の形式のものであり、制御油圧の切換により摩
擦要素（ブレーキ、クラッチ等）の係合状態を切り換え
て、遊星歯車列の各要素の固定、接続を行うことにより
変速操作を行う。トルクコンバータ４１は、機関出力軸
に直結されたポンプと、このポンプ吐出流体により駆動
されるタービンとを備えた公知の形式のものであり、タ
ービン出力軸（以下コンバータ出力軸）は変速機４２の
入力軸に直結されている。トルクコンバータ４１は、機
関出力軸から入力するトルクを増幅してコンバータ出力
軸に出力する公知のトルク増幅作用を有する。自動変速
機４０には、コンバータ出力軸の回転数（すなわち変速
機４２入力軸回転数）に応じた周波数のパルス信号を出
力するコンバータ出力軸回転数センサ２２、変速機４２
の出力軸の回転数に応じた周波数のパルス信号を出力す
る変速機出力軸回転数センサ２３がそれぞれ設けられて
いる。

【００１７】図１に３０で示すのは、機関１の電子制御
回路である。電子制御回路３０はＲＯＭ（リードオンリ
メモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３
３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３
５、出力ポート３６をそれぞれ双方向性バス３１で接続
した、公知の構成のディジタルコンピュータからなり、
機関１の燃料噴射量制御、点火時期制御等の基本制御を
行うほか、本実施例ではＮＯ_X 吸収剤１８の再生のため
に機関運転空燃比をリッチ空燃比に切り換える空燃比切
換手段、車両走行状態に応じて自動変速機４０の変速操
作を行う変速制御手段、変速操作を予測する変速予測手
段及び、上記ＮＯ_X 吸収剤再生のためのリッチ空燃比へ
の切換を禁止する禁止手段等の請求項１に記載した各手
段としての役割を果たしている。

【００１８】上記目的のため、制御回路３０の入力ポー
ト３５には、吸気圧センサ１５から吸気圧力に応じた電
圧信号と、スロットル開度センサ２０からスロットル弁
１４の開度を表す電圧信号、また、車速センサ２４から
車両走行速度を表す電圧信号がそれぞれＡＤ変換器３７
を介して入力されている他、機関のディストリビュータ
（図示せず）に設けられた機関回転数センサ２１から機
関回転数を表すパルス信号が、また上述のコンバータ出
力軸回転数センサ２２と変速機出力軸回転数センサ２３
とからのパルス信号がそれぞれ入力されている。

【００１９】一方、制御回路３０の出力ポート３６は、
それぞれ対応する駆動回路３８を介して燃料噴射弁１１
と点火プラグ４とに接続され、燃料噴射弁１１からの燃
料噴射と機関の点火時期とを制御している他、自動変速
機４０の制御油圧を切り換える制御弁に接続され、自動
変速機の変速制御を行っている。ケーシング１９に内蔵
されたＮＯ_X 吸収剤１８は、例えばアルミナ等の担体を
使用し、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮ
a 、リチウムＬi 、セシウムＣs のようなアルカリ金
属、バリウムＢa , カルシウムＣa のようなアルカリ土
類、ランタンＬa 、イットリウムＹのような希土類から
選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐt のような貴金属と
が担持された構成とされる。このＮＯ_X 吸収剤１８は流
入する排気の空燃比がリーンの場合にはＮＯ_X を吸収
し、酸素濃度が低下するとＮＯ_X を放出するＮＯ_X の吸
放出作用を行う。

【００２０】なお、上述の排気空燃比とは、ここではＮ
Ｏ_X 吸収剤１８の上流側の排気通路や機関燃焼室、吸気
通路等にそれぞれ供給された空気量の合計と燃料の合計
との比を意味するものとする。従って、ＮＯ_X 吸収剤１
８の上流側排気通路に燃料または空気が供給されない場
合には、排気空燃比は機関の空燃比（機関燃焼室内の燃
焼における空燃比）と等しくなる。

【００２１】本実施例ではリーン空燃比の燃焼を行う機
関が使用されているため、通常運転時の排気空燃比はリ
ーンであり、ＮＯ_X 吸収剤１８は排気中のＮＯ_X の吸収
を行う。また、機関の空燃比がリーン空燃比からリッチ
又は理論空燃比に切り換えられて排気中の酸素濃度が低
下すると、ＮＯ_X 吸収剤１８は吸収したＮＯ_X の放出を
行う。

【００２２】この吸放出作用の詳細なメカニズムについ
ては明らかでない部分もある。しかし、この吸放出作用
は図２に示すようなメカニズムで行われているものと考
えられる。次にこのメカニズムについて担体上に白金Ｐ
t およびバリウムＢa を担持させた場合を例にとって説
明するが、他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類、
希土類を用いても同様なメカニズムとなる。

【００２３】すなわち、流入排気がかなりリーンになる
と流入排気中の酸素濃度が大巾に増大し、図２(A) に示
されるようにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^- またはＯ^2-の形で
白金Ｐt の表面に付着する。一方、流入排気中のＮＯは
白金Ｐt の表面上でこのＯ₂ ^- またはＯ^2-と反応し、Ｎ
Ｏ₂ となる（２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂ ) 。次いで生成さ
れたＮＯ₂ の一部は白金Ｐｔ上で酸化されつつ吸収剤内
に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しながら、図２
(A) に示されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^- の形で吸収剤
内に拡散する。このようにしてＮＯ_X がＮＯ_X 吸収剤１
８内に吸収される。

【００２４】従って、流入排気中の酸素濃度が高い限り
白金Ｐt の表面でＮＯ₂ が生成され、吸収剤のＮＯ_X 吸
収能力が飽和しない限りＮＯ₂ が吸収剤内に吸収されて
硝酸イオンＮＯ₃ ^- が生成される。これに対して機関１
の空燃比がリッチ又は理論空燃比に切り換えられると、
流入排気中の酸素濃度が低下してＮＯ₂ の生成量が減少
する。これにより反応は逆方向（ＮＯ₃ ^- →ＮＯ₂ ）に
進み、吸収剤内の硝酸イオンＮＯ₃ ^- がＮＯ₂ の形で吸
収剤から放出される。一方、流入排気中に未燃ＨＣ、Ｃ
Ｏ等の成分が存在すると、これらの成分は白金Ｐt 上の
酸素Ｏ₂ ^- またはＯ^2-と反応して酸化され、白金Ｐt 上
の酸素を消費する。また、ＮＯ_X 吸収剤１８から放出さ
れたＮＯ₂ は図２(B) に示すようにＨＣ、ＣＯと反応し
て還元される。このようにして白金Ｐt の表面上にＮＯ
₂ が存在しなくなると吸収剤から次から次へとＮＯ₂ が
放出される。

【００２５】すなわち、流入排気中のＨＣ、ＣＯは、ま
ず白金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-とただちに反応して酸
化され、次いで白金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-が消費さ
れてもまだＨＣ、ＣＯが残っていればこのＨＣ、ＣＯに
よって吸収剤から放出されたＮＯ_X 、および排気ととも
に流入するＮＯ_X が還元される。本実施例では、上記を
利用して通常のリーン空燃比運転時にはＮＯ_X 吸収剤に
排気中のＮＯ_X を吸収させるとともに、ＮＯ_X 吸収剤の
吸収したＮＯ_X 量が増大した時には短時間機関空燃比を
リッチまたは理論空燃比に切り換えてＮＯ_X 吸収剤から
のＮＯ_X の放出と還元浄化とを行っている。すなわち、
機関空燃比がリッチまたは理論空燃比に切り換えられる
と、排気中の酸素濃度が急激に低下するとともに、機関
から排出される未燃ＨＣ、ＣＯの量が大幅に増大する。
従って、機関空燃比をリッチまたは理論空燃比に切り換
えることにより排気中の酸素濃度を低下させるとともに
未燃ＨＣ、ＣＯの量を増大させることにより短時間でＮ
Ｏ_X吸収剤１８の再生が行われることになる。

【００２６】次に、本実施例の機関の空燃比制御につい
て説明する。本実施例では、前述の国際公開公報第ＷＯ
９３−７３６３号に記載されたものと同様の空燃比制御
を行う。以下、この空燃比制御について簡単に説明す
る。本実施例では、燃料噴射弁１１からの燃料噴射量、
すなわち燃料噴射時の燃料噴射弁１１の開弁時間（燃料
噴射時間）ＴＡＵは、制御回路３０により、例えばＴＡ
Ｕ＝ＴＰ×Ｋとして算出される。

【００２７】ここで、ＴＰは機関燃焼室内に供給される
混合気の空燃比を理論空燃比にするために必要とされる
燃料噴射時間、すなわち基本燃料噴射時間を示し、吸気
圧センサ１５により検出されたサージタンク１０内絶対
圧ＰＭと機関回転数Ｎとの関数として、予め実験等によ
り求められ、図３に示すような数値テーブルの形で制御
回路３０のＲＯＭ３２に格納されている。

【００２８】また、Ｋは機関空燃比を制御するための補
正係数であり、Ｋ＝１．０に設定すると機関空燃比は理
論空燃比になる。また、Ｋ＞１．０に設定すれば機関空
燃比は理論空燃比より小さく（すなわちリッチ空燃比
に）なり、Ｋ＜１．０に設定すると機関空燃比は理論空
燃比より大きく（すなわちリーン空燃比に）なる。補正
係数Ｋの値は、サージタンク１０内の絶対圧ＰＭと機関
回転数Ｎとの関数として、例えば図４に示すような形で
与えられている。すなわち、図４に示すように、本実施
例ではＰＭが比較的低い領域（機関低中負荷運転領域）
では補正係数Ｋは１．０より小さく設定され、機関はリ
ーン空燃比で運転される。また、ＰＭが比較的高い領域
（機関高負荷運転領域）では補正係数Ｋの値は１．０と
され、機関は理論空燃比で運転される。また、更にＰＭ
が高い領域（機関全負荷運転領域）では、補正係数Ｋの
値は１．０より大きく設定され機関はリッチ空燃比で運
転されることになる。車両用機関等では、通常低中負荷
運転が行われる頻度が最も高いため、これらの機関は運
転中の大部分の期間リーン空燃比で運転されることにな
る。

【００２９】前述のように、ＮＯ_X 吸収剤は機関がリー
ン空燃比で運転されている時には排気中のＮＯ_X を吸収
し、機関がリッチまたは理論空燃比で運転されている時
には吸収したＮＯ_X を放出する。従って、リッチまたは
理論空燃比の運転が適度に行われれば、ＮＯ_X 吸収剤の
ＮＯ_X 吸収量はある程度のレベル以上には増大せず、特
別な再生操作を行う必要はない。しかし、機関運転状況
によってリーン空燃比での運転が長時間継続するような
場合があると、ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量が増大し、
ＮＯ_X 吸収能力が飽和してしまう恐れがある。

【００３０】そこで、本実施例では電子制御回路３０は
ＮＯ_X 吸収剤１８が吸収したＮＯ_X量を推定し、推定し
たＮＯ_X 吸収量が所定量以上になった時には、図４の領
域にかかわらず、短時間（例えば０．５秒から１秒程度
の時間）補正係数Ｋの値を１．０以上に強制的に設定し
て機関をリッチまたは理論空燃比で運転し、ＮＯ_X 吸収
剤の再生操作を行うことによりＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸
収能力が飽和することを防止している。

【００３１】次に、上記ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量の
推定方法の一実施例について説明する。本実施例では電
子制御回路３０は、一定時間毎に機関の運転状態に応じ
て、ＮＯ_X 吸収剤１８のＮＯ_X 吸収量を表す吸収量カウ
ンタの加算、減算を行うことにより、この吸収量カウン
タの値からＮＯ_X 吸収剤１８のＮＯ_X 吸収量を推定して
いる。すなわち、機関がリーン空燃比で運転されている
ときにはＮＯ_X 吸収剤１８は排気中のＮＯ_X の吸収を行
い、ＮＯ_X 吸収剤１８のＮＯ_X 吸収量は増大する。この
とき単位時間当たりにＮＯ_X 吸収剤１８が吸収するＮＯ
_X 量は機関から単位時間に排出されるＮＯ_X の量に比例
すると考えられる。一方、機関から単位時間に排出され
るＮＯ_X の量は機関負荷条件により決定され、例えば機
関負荷（機関吸気圧力）が高いほど、また機関回転数が
高い程大きくなる。そこで、本実施例では予め実測など
により機関のＮＯ_X 排出量を機関負荷と回転数との関数
として求め、このＮＯ_X 排出量に一定の係数を乗じた値
を単位時間当たりのＮＯ_X吸収剤のＮＯ_X 吸収量とし
て、図３と同様の形式の数値テーブルの形で電子制御回
路３０のＲＯＭ３２に格納してある。機関がリーン空燃
比で運転されている時には、電子制御回路３０は一定時
間毎に、機関負荷（吸気圧力）と機関回転数とから上記
数値テーブルを用いて単位時間当たりのＮＯ_X 吸収量を
算出して前述のＮＯ_X 吸収量カウンタの値に加算する。

【００３２】また、機関がリッチまたは理論空燃比で運
転されているときには、ＮＯ_X 吸収剤１８は吸収したＮ
Ｏ_X を放出するため、ＮＯ_X 吸収剤１８のＮＯ_X 吸収量
は減少する。そこで、本実施例では、電子制御回路３０
は機関がリッチまたは理論空燃比で運転されている時に
は、一定時間毎に上記ＮＯ_X 吸収量カウンタの値から単
位時間当たりのＮＯ_X 放出量に相当する一定値を減算す
る操作を行う。

【００３３】これにより、上述のＮＯ_X 吸収量カウンタ
の値は常にＮＯ_X 吸収剤１８のＮＯ _X 吸収量に対応した
値になるため、ＮＯ_X 吸収量カウンタの値からＮＯ_X 吸
収剤１８のＮＯ_X 吸収量を推定することが可能となる。
図５は、電子制御回路３０により一定時間毎に実行され
る上記ＮＯ_X 吸収量推定ルーチンのフローチャートを示
す。

【００３４】図５においてルーチンがスタートすると、
ステップ５０１では機関吸気圧力ＰＭと機関回転数Ｎと
が、それぞれ吸気圧力センサ１５と回転数センサ２１と
から入力され、ステップ５０３では前述の空燃比補正係
数Ｋの値から、現在リーン空燃比運転が行われているか
否かが判断される。ステップ５０３で現在リーン空燃比
運転が行われている場合（Ｋ＜１．０の場合）には、ス
テップ５０５に進み、吸気圧力ＰＭと機関回転数Ｎとを
用いてＲＯＭ３２に格納された数値テーブルから、単位
時間当たりのＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量αが算出さ
れ、次いでステップ５０７ではＮＯ_X 吸収量カウンタＣ
の値に上記吸収量αが加算される。

【００３５】また、ステップ５０３で現在リッチまたは
理論空燃比運転が行われている場合（Ｋ≧１．０の場
合）にはステップ５０９に進み、ＮＯ_X 吸収量カウンタ
Ｃの値から単位時間当たりのＮＯ_X 放出量に対応する一
定値βが減算される。なお、本実施例では単位時間当た
りのＮＯ_X 吸収剤からのＮＯ_X 放出量βは一定値として
いるが、機関空燃比（Ｋ）、機関負荷状態（ＰＭ、Ｎ）
に応じてβの値を変更するようにしてもよい。

【００３６】次いで、上記ステップ終了後、ステップ５
１１では上記ＮＯ_X 吸収量カウンタＣの値が所定値Ｃ₀
以上か否かが判断され、Ｃ＜Ｃ₀ の場合にはそのままル
ーチンを終了する。また、Ｃ≧Ｃ₀ であった場合にはス
テップ５１３に進み、ＮＯ_X吸収剤再生操作開始フラグ
Ｆがセット（＝１）される。ここで、Ｃ₀ の値は、例え
ばＮＯ_X 吸収剤１８の吸収可能な最大ＮＯ_X 量の７０パ
ーセント程度に相当する値に設定されており、ＮＯ_X 吸
収剤のＮＯ_X 吸収量がこの値以上になってフラグＦがセ
ットされると、別途電子制御回路３０により実行される
燃料噴射ルーチンでは、図４により定まるＫの値にかか
わらず一定の時間（例えば０．５から１秒程度の時間）
機関空燃比がリッチ空燃比に切り換えられ、ＮＯ_X 吸収
剤１８の再生が行われる。また、上記一定時間経過後
は、ＮＯ _X 吸収量カウンタＣの値はゼロにもどされ、フ
ラグＦはリセット（＝０）される。なお、図５のフロー
チャートにおいて、ステップ５１１、５１３は請求項１
に記載した空燃比切換手段に相当するものである。

【００３７】次に、本実施例の自動変速機の変速操作に
ついて説明する。本実施例では、自動変速機４０の変速
操作は、車両走行速度とスロットル弁開度等の車両走行
条件に基づいて行われる。すなわち、電子制御回路３０
は、それぞれ車速センサ２４とスロットル開度センサ２
０とから車両走行速度とスロットル弁開度とを入力し、
これらの値に基づいて変速操作を行う。

【００３８】図６は車両走行速度、スロットル弁開度と
変速操作との関係の一例を示すシフト特性図である。図
６は４段の変速段を有する自動変速機のシフト特性を示
し、図６縦軸はスロットル開度ＴＡ、横軸は車両走行速
度ＳＰをそれぞれ示している。また、図６中の数字は変
速段を示し、図の実線は低速段から高速段への変速（シ
フトアップ）、点線は高速段から低速段への変速（シフ
トダウン）のタイミングをそれぞれ示している。

【００３９】例えば、図６においてＡ点（スロットル開
度ＴＡ₁ 、走行速度ＳＰ₁ ）で３速運転が行われていた
状態から、アクセル開度が増加したことにより運転状態
が図６のＢ点に移行して３速→２速への変速線を通過し
た場合、電子制御回路３０は自動変速機の３速から２速
へのシフトダウン操作を行う。また、アクセル開度が変
化しない場合でも、車両走行速度が低下して図６、Ａ点
からＣ点に移行して上記変速線を通過したような場合に
も３速→２速への変速操作が行われる。

【００４０】前述のように、ＮＯ_X 吸収剤の再生のため
のリッチ空燃比への切換は、ＮＯ_X吸収剤の吸収したＮ
Ｏ_X 量が増大すると変速操作の有無とは無関係に実施さ
れるため、ＮＯ_X 吸収剤の再生のためのリッチ空燃比へ
の切換と自動変速機の変速操作とが短時間で連続して行
われる場合が生じ、ドライバビリティが悪化する問題が
生じる。また、ＮＯ_X 吸収剤の再生のためのリッチ空燃
比への切換が実施された後、一定の時間自動変速機の変
速操作を禁止するようにすれば、空燃比切換に連続して
変速操作が実行されることは防止することは可能であ
る。しかし、運転上変速操作はＮＯ_X 吸収剤再生操作よ
り優先されるべきものであるため、上記とは逆にＮＯ_X
吸収剤再生操作があった場合にその後一定時間変速操作
を禁止するような制御を行うことは望ましくない。

【００４１】そこで、本発明による実施例では、図６の
Ａ点でのスロットル開度ＴＡと走行速度ＳＰの変化率と
から、所定時間後のスロットル開度と走行速度とを予測
し、予測された車両走行条件に基づいて上記所定時間内
に変速操作が行われるか否かを判断する。すなわち、図
６、Ａ点におけるスロットル開度と走行速度との変化率
（単位時間当たりの変化量）がそれぞれΔＴＡ₁ 、ΔＳ
Ｐ₁ であったとすると、例えば時間ｔ経過後のスロット
ル開度ＴＡ′と走行速度ＳＰ′とは近似的に、Ａ点にお
ける現在のスロットル開度（ＴＡ₁ ）と走行速度（ＳＰ
₁ ）とを用いて、

【００４２】ＴＡ′＝ＴＡ₁ ＋ΔＴＡ₁ ×ｔ ＳＰ′＝ＳＰ₁ ＋ΔＳＰ₁ ×ｔ として予測することができる。

【００４３】また、上記によるスロットル開度と走行速
度との予測値ＴＡ′、ＳＰ′が、例えば図６でＡ点と３
速→２速の変速線を隔てたＤ点に該当する場合には、時
間ｔ経過後には車両走行状態はＤ点に移行しているた
め、この時間ｔの間に車両走行状態は３速→２速の変速
線を通過して自動変速機の変速操作が実施されると考え
られる。

【００４４】そこで、本発明による実施例では、上記の
ように現在から所定時間（ｔ）が経過するまでの間に変
速操作の実施が予測される場合には、この予測が成立し
た時点から実際に変速操作が実施されるまでの期間ＮＯ
_X 吸収剤の再生のためのリッチ空燃比への切換を禁止す
るようにしている。これにより、実際の変速操作に先立
つ所定の期間リッチ空燃比への切換が行われることがな
いため、変速操作に先立って空燃比切換操作が実施され
ることが防止され、トルク変動の連続によるドライバビ
リティの悪化が生じない。

【００４５】図７は、上記変速操作予測に基づく空燃比
切換禁止操作を示すフローチャートの一例である。本ル
ーチンは、前述の電子制御回路３０により一定時間毎に
実行される。図７においてルーチンがスタートすると、
ステップ７０１では、前述のスロットル開度センサ２０
と車速センサ２４とから現在のスロットル開度ＴＡと車
両走行速度ＳＰとがそれぞれ読み込まれる。

【００４６】次いで、ステップ７０３では、前回ルーチ
ン実行時のスロットル開度と車両走行速度、それぞれＴ
Ａ_OLD 、ＳＰ_OLD と現在のスロットル開度と車両走行速
度、それぞれＴＡ、ＳＰとからスロットル開度と車両走
行速度の変化率ΔＴＡ、ΔＳＰとが計算される。また、
この計算後、ステップ７０５ではＴＡ_OLD 、ＳＰ_OLDの
値は現在の値を用いてそれぞれ更新され、次回のルーチ
ン実行に備えられる。

【００４７】また、ステップ７０７では上記ＴＡ、ΔＴ
Ａ及び、ＳＰ、ΔＳＰの値を用いて現在から時間ｔ経過
後のスロットル開度ＴＡ′と車両走行速度ＳＰ′とが計
算される。ここで、ステップ７０７の計算に用いる係数
ｎは、時間ｔを本ルーチン実行間隔ｓで割った値（ｎ＝
ｔ／ｓ）である。次いで、ステップ７０９では、上記に
より求めた時間ｔ経過後のスロットル開度ＴＡ′と車両
走行速度ＳＰ′とから、図６の変速線図を用いて時間ｔ
経過後の変速状態（どの変速段で運転されているか）が
求められ、ステップ７１１では、時間ｔ経過後の変速状
態と現在の変速状態とを比較することにより、時間ｔの
間に変速操作が予測されるか否かが判定される。

【００４８】ステップ７１１で現在の変速状態と時間ｔ
経過後の変速状態とが同じ場合には現在から時間ｔが経
過する間には変速動作が実施されないと考えられるた
め、ステップ７１３に進みフラグＦＸがリセット（＝
０）される。また、ステップ７１１で上記両方の変速状
態が異なる場合には、すなわち時間ｔが経過する間に変
速操作が実行されることが予測されるため、ステップ７
１５に進みフラグＦＸがセット（＝１）される。

【００４９】ステップ７１５でフラグＦＸがセットされ
ると、電子制御回路３０は前述の図５のフローチャート
で設定されるフラグＦの値にかかわらず、ＮＯ_X 吸収剤
１８の再生のためのリッチ空燃比運転を新たに開始する
ことを禁止する。これにより、変速操作の実行が予測さ
れた時点からＮＯ_X 吸収剤１８再生のためのリッチ空燃
比への切換が行われることがなくなり、変速操作に先立
って空燃比切換が行われることが防止される。

【００５０】なお、図７のフローチャートにおいて、ス
テップ７０１から７０９は、請求項１に記載した変速予
測手段に、またステップ７１１から７１５は禁止手段に
それぞれ相当するものである。また、変速操作が予測さ
れた後、実際に変速操作が行われると、更に車両走行状
態の変化から次の変速操作が予測されない限りステップ
７０９で予測される変速状態と現在の変速状態とは等し
くなるため、フラグＦＸはリセットされる（ステップ７
１１、７１３）。これにより、ＮＯ_X 吸収剤の再生のた
めのリッチ空燃比切換は図５のフローチャートで設定さ
れるフラグＦＸの値に応じて実行されるようになるが、
この場合変速操作実行後も所定時間ＮＯ_X 吸収剤再生の
ためのリッチ空燃比への切換を禁止するようにすれば、
変速操作に続いて空燃比切換が行われることによりトル
ク変動が連続することを防止することができる。

【００５１】なお、上記実施例では変速が予測されると
きにＮＯ_X 吸収剤の再生のためのリッチ空燃比への新た
な切換を禁止するのみで、予測成立時に既にリッチ空燃
比運転が実施されていた場合には実施中のリッチ空燃比
運転を中止することはしていないため、予測成立後にＮ
Ｏ_X 吸収剤再生が終了してリッチ空燃比からリーン空燃
比への切換が実施される場合があり、この場合、リーン
空燃比への切換時のトルク変動と変速操作によるトルク
変動とが連続して生じる場合が考えられる。しかし、前
述のようにＮＯ_X 吸収剤の再生のためのリッチ空燃比運
転実行時間は比較的短時間（例えば０．５から１秒程
度）であるため、上記の変速操作予測時間ｔを比較的長
く長く設定すれば、予測成立後のＮＯ_X 吸収剤再生終了
によるリーン空燃比切換と実際の変速操作との間に十分
な間隔を設けることが出来るため、ドライバビリティの
悪化は生じない。また、上記予測時間ｔを長く設定する
と、それに応じて予測精度が悪化することが考えられる
ため、時間ｔは比較的短い時間に設定して、その代わり
に予測成立時には実施中のリッチ空燃比運転を強制的に
終了させるようにしても良い。

【００５２】更に、上記実施例では、前回ルーチン実行
時と今回ルーチン実行時との２組のスロットル開度と走
行速度とのデータから１次式を用いた外挿により時間ｔ
経過後のスロットル開度と走行速度とを予測している
が、他の外挿方法を用いるようにしても良い。例えば、
過去２回のルーチン実行時と今回ルーチン実行時との３
組のデータに基づいて２次式を用いた外挿を行うように
することも可能である。また、実験結果などから求めた
実験式を用いて外挿を行っても良い。

【００５３】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、将来の
変速操作の実行を予測して、変速操作が予測される時に
は、予測成立時から少なくとも実際の変速操作が実施さ
れるまでの期間ＮＯ_X 吸収剤再生のためのリッチ空燃比
への切換を禁止することにより、空燃比切換によるトル
ク変動と変速操作によるトルク変動とが連続して生じる
ことによるドライバビリティの悪化を防止することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す自動変速機付内燃機関の
全体図である。

【図２】図１の実施例の排気浄化装置に使用するＮＯ_X
吸収剤の、ＮＯ_X 吸放出作用を説明する図である。

【図３】基本燃料噴射量決定に使用する数値テーブルの
形式を示す図である。

【図４】燃料噴射量補正係数の設定例を示す図である。

【図５】ＮＯ_X 吸収剤のＮＯ_X 吸収量推定方法の一例を
示すフローチャートである。

【図６】自動変速機の変速線図の一例を示す図である。

【図７】ＮＯ_X 吸収剤再生のためのリッチ空燃比への切
換の禁止制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関 １７…排気通路 １８…ＮＯ_X 吸収剤 ３０…電子制御回路 ４０…自動変速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｒ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｇ 45/00 ３１４ Ｍ Ｆ１６Ｈ 61/00

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に配置された、排気
   の空燃比がリーンのときに排気中のＮＯ_X を吸収し排気
   中の酸素濃度が低下したときに吸収したＮＯ _X を放出す
   るＮＯ_X 吸収剤と、 前記内燃機関の空燃比を制御し、所定の条件下で内燃機
   関の空燃比をリーン空燃比からリッチ空燃比に切換える
   ことにより、前記ＮＯ_X 吸収剤から吸収したＮＯ_X を放
   出させる空燃比切換手段と、 前記内燃機関に接続された自動変速機と、車両走行状態
   に応じて前記自動変速機の変速操作を制御する変速制御
   手段とを備えた自動変速機付内燃機関の制御装置におい
   て、 車両走行状態の時間的変化と現在の車両走行状態とに基
   づいて、現在から所定時間内に前記変速制御手段による
   変速操作が実行されるか否かを予測する変速予測手段
   と、 前記変速操作実行が予測されてから少なくとも変速操作
   が実行されるまでの期間前記空燃比切換手段によるリッ
   チ空燃比運転への切換を禁止する禁止手段とを備えたこ
   とを特徴とする自動変速機付内燃機関の制御装置。