JP2002180943A

JP2002180943A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2002180943A
Application number: JP2000377896A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Miyashita; 茂樹宮下; Mitsuo Hara; 光雄原
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2002-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】触媒装置の暖機完了以前におけるアイドル運
転時において、目標回転数を正確に実現すると共に触媒
装置の良好な暖機を可能とする内燃機関の制御装置を提
供することである。【解決手段】機関排気系に配置された触媒装置の暖機
完了以前におけるアイドル運転時において、触媒装置暖
機のための目標吸気量を気筒内へ導入するための吸気量
制御手段（ステップ１０５）と、アイドル運転時におい
て、吸気量制御手段により実際に気筒内へ導入された吸
気量に対して目標回転数が実現されるように触媒装置暖
機のための点火時期を制御する点火時期制御手段（ステ
ップ１０３）とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】機関始動後において、アイドル運転を安
定化させることが必要である。特開平１１−２８０５３
１号公報には、燃料性状によってアイドル回転が不安定
となることを防止するために、目標回転数が実現される
ように点火時期を制御し、点火時期が進角側に制御され
れば燃料噴射量を増加させて点火時期を基準値へ戻し、
点火時期が遅角側に制御されれば燃料噴射量を減少させ
て点火時期を基準値へ戻すことが記載されている。

【０００３】ところで、機関始動直後でも大気中への有
害物質放出量を低減することが望まれており、そのため
には、機関排気系に設けられている触媒装置を早期に機
能させなければならない。触媒装置を機能させるために
は、触媒を活性化温度へ昇温するための暖機が必要であ
り、この暖機制御として、機関始動直後のアイドル運転
から点火時期を遅角して排気ガス温度を高めることが考
えられる。

【０００４】この暖機制御を前述の従来技術に適用すれ
ば、点火時期の基準値を遅角側に設定することとなる。
こうして、アイドル運転時に目標回転数が維持されたま
まで点火時期の遅角が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、触媒装
置を良好に暖機するためには、点火時期の遅角によって
高温とされた排気ガス量を制御して触媒装置へ流入させ
ることが必要であるが、前述の従来技術では、吸入空気
量を制御するためのスロットル弁開度は固定されてお
り、排気ガス量の不足によって触媒装置の暖機が遅れた
り、又は、暖機後にも多量の排気ガスが流入して触媒装
置を過剰に暖機したりすることがあり、前述の従来技術
において、単に、点火時期の基準値を遅角側としただけ
では触媒装置を良好に暖機することができない。

【０００６】また、アイドルスピード制御機構を使用す
る等して、吸気量を制御してアイドル回転を目標回転数
に維持することも一般的であり、この技術において、点
火時期を遅角側に固定しても、この点火時期に対して目
標回転数を維持するように吸気量が制御されるだけであ
り、やはり、触媒装置を良好に暖機するような排気ガス
量の制御は実施されない。また、吸気量制御は応答遅れ
が大きく、アイドル回転を目標回転数に維持することも
難しい。

【０００７】従って、本発明の目的は、触媒装置の暖機
完了以前におけるアイドル運転時において、目標回転数
を正確に実現すると共に触媒装置の良好な暖機を可能と
する内燃機関の制御装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による請求項１に
記載の内燃機関の制御装置は、機関排気系に配置された
触媒装置の暖機完了以前におけるアイドル運転時におい
て、触媒装置暖機のための目標吸気量を気筒内へ導入す
るための吸気量制御手段と、前記アイドル運転時におい
て、前記吸気量制御手段により実際に気筒内へ導入され
た吸気量に対して目標回転数が実現されるように前記触
媒装置暖機のための点火時期を制御する点火時期制御手
段とを具備することを特徴とする。

【０００９】また、本発明による請求項２に記載の内燃
機関の制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の制御装
置において、前記吸気量制御手段は機関吸気系に配置さ
れた弁の開度を制御するものであり、前記点火時期制御
手段によって制御された点火時期が意図するより進角側
である時には、前記吸気量制御手段は前記弁の開度を増
加することを特徴とする。

【００１０】また、本発明による請求項３に記載の内燃
機関の制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の制御装
置において、前記吸気量制御手段は機関吸気系に配置さ
れた弁の開度を制御するものであり、前記点火時期制御
手段によって制御された点火時期が意図するより遅角側
である時には、前記吸気量制御手段は前記弁の開度を減
少することを特徴とする。

【００１１】また、本発明による請求項４に記載の内燃
機関の制御装置は、請求項１に記載の内燃機関の制御装
置において、前記内燃機関は、圧縮行程燃料噴射による
成層燃焼を実現可能な筒内噴射式火花点火内燃機関であ
り、前記アイドル運転中に前記成層燃焼が実施される場
合には、前記圧縮行程燃料噴射における噴射終了時期
が、前記点火時期制御手段により制御された前記点火時
期に応じて、良好な前記成層燃焼を実現するために制御
されることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明による制御装置が取
り付けられた筒内噴射式火花点火内燃機関の気筒内概略
縦断面図であり、図２は図１のピストン平面図である。
これらの図において、１は気筒上部略中心に配置された
点火プラグであり、２は気筒上部周囲から気筒内へ直接
的に燃料を噴射するための燃料噴射弁である。また、３
はピストンであり、その頂面には凹状のキャビティ４が
形成されている。燃料噴射弁２は、燃料のベーパを防止
するために、気筒内において吸気流により比較的低温度
となる吸気ポート側に配置されている。

【００１３】また、燃料噴射弁２は、スリット状の噴孔
を有し、燃料を厚さの薄い扇状に噴射するものである。
成層燃焼を実施するためには、図１に示すように、圧縮
行程後半において燃料をピストン３の頂面に形成された
キャビティ４内へ噴射する。噴射直後の燃料は液状であ
るが、キャビティ４の底壁４ａに沿って進行して幅方向
に拡がる際に底壁４ａの広範囲部分から熱吸収するため
に気化し易い。こうして気化しつつある燃料は、対向側
壁４ｂによって上方向に偏向させられる。

【００１４】図２に示すように、対向側壁４ｂは、平面
視において円弧形状を有している。それにより、キャビ
ティ４の底壁４ａ上を進行して気化しつつある燃料は、
対向側壁４ｂの円弧形状によって中央部へ集合し、点火
プラグ１近傍において一塊の可燃混合気となる。こうし
て、この可燃混合気を着火燃焼させることにより成層燃
焼が実現可能である。

【００１５】本筒内噴射式火花点火内燃機関は、このよ
うな成層燃焼だけでなく、吸気行程で燃料を噴射するこ
とにより、点火時点において気筒内に均質混合気を形成
し、この均質混合気を着火燃焼させる均質燃焼も実現可
能である。このような均質燃焼は、燃料噴射期間が圧縮
行程後半に限られる成層燃焼とは異なり、多量の燃料噴
射が可能となるために、主には高回転高負荷時に実施さ
れる。

【００１６】図１に示すように、各気筒の燃料噴射弁１
は、成層燃焼時において、圧縮行程後半の高圧となった
気筒内への燃料噴射を可能とするために、高圧の燃料を
蓄える蓄圧室５へ燃料配管５ａを介して接続されてい
る。この蓄圧室５内の燃料の昇圧には、一般的に、機関
駆動式の高圧ポンプが使用される。高圧ポンプは、例え
ば、連続する二気筒の燃料噴射毎に噴射で使用された分
の燃料を蓄圧室５へ調量して圧送するか、又は、連続す
る二気筒の燃料噴射毎に所定量の燃料を蓄圧室５へ圧送
して必要以上の燃料を蓄圧室５に設けられたリリーフ弁
（図示せず）によって燃料タンクへ戻すようになってお
り、いずれにしても、高圧ポンプが良好に作動すれば、
蓄圧室５内は設定高燃料圧力近傍に維持される。６は蓄
圧室５内の燃料圧力を監視するための圧力センサであ
る。

【００１７】蓄圧室５内の燃料圧力は、機関運転中にお
いて前述のように設定高燃料圧力近傍に維持されるが、
機関停止によって高圧ポンプが停止すると、高圧ポンプ
を介しての燃料漏れ等によって、徐々に低下して、遂に
は大気圧となる。それにより、本実施形態の筒内噴射式
火花点火内燃機関は、機関始動開始時において、高圧ポ
ンプと直列に配置された電気駆動式の低圧ポンプによっ
て大気圧から僅かに昇圧された蓄圧室５内の燃料圧力で
は圧縮行程での燃料噴射は無理であるとして、均質燃焼
での機関始動を行うようになっている。もちろん、アキ
ュームレータ式又はピストン式増圧機構を有して、機関
始動時に蓄圧室５内の燃料圧力を十分に昇圧可能である
場合には、機関始動を成層燃焼によって行うことも可能
である。

【００１８】本筒内噴射式火花内燃機関を含めて一般的
な内燃機関では、機関排気系に排気ガス中の有害物質を
浄化するための触媒装置、例えば、三元触媒装置又は有
害物質であるＮＯ_Xを吸蔵して還元浄化するＮＯ_X吸蔵還
元触媒装置が配置されている。このような触媒装置は、
機関始動後において早期に活性化温度に昇温されて排気
ガス中の有害物質を浄化することが望まれている。

【００１９】図３は、本発明による制御装置によって実
施される機関始動時の制御を示すフローチャートであ
る。先ず、ステップ１０１において実行許可フラグの操
作が行われ、次いでステップ１０２では目標回転数の算
出が行われ、次いでステップ１０３では目標点火時期の
算出が行われ、次いでステップ１０４では噴射終了時期
の算出が行われ、次いでステップ１０５では目標吸気量
の算出が行われ、最後にステップ１０６では目標吸気量
の補正が行われ、このような流れが所定時間毎に繰り返
される。

【００２０】実行許可フラグの操作は図４に示すサブル
ーチンに従って実施される。本サブルーチンは、先ず、
ステップ２０１では、現在が設定期間内であるか否かが
判断される。この設定期間は、機関始動完了から後述の
暖機制御によって触媒装置の暖機が遅くとも完了するま
での期間である。この判断が否定される時には、触媒装
置の暖機は完了しているとして、ステップ２０７におい
て実行許可フラグＦは０とされ、前述のフローチャート
へ戻る。

【００２１】一方、ステップ２０１における判断が肯定
される時には、ステップ２０２において、後述の暖機制
御で制御される制御部の異常が発生しているか否かが判
断され、この判断が肯定される時には、暖機制御は困難
であるとしてステップ２０７において実行許可フラグＦ
は０とされ、前述のフローチャートへ戻る。また、ステ
ップ２０２における判断が肯定される時には、ステップ
２０３において、車両が走行状態であるか否かが判断さ
れる。この判断が肯定される時には、暖機制御よりも走
行性能を優先しなければならないために、ステップ２０
７において実行許可フラグＦは０とされ、前述のフロー
チャートへ戻る。

【００２２】ステップ２０３における判断が肯定される
時にはステップ２０４に進み、機関始動完了後に高圧ポ
ンプが比較的良好に作動する等して、蓄圧室５内の燃料
圧力が高まって圧縮行程噴射が可能であるか否かが判断
される。この判断が否定される時には、吸気行程噴射に
よる均質燃焼を実施しなければならず、成層燃焼のよう
に暖機制御のための大幅な点火時期の遅角は可能でない
として、やはり、ステップ２０７において実行許可フラ
グＦは０とされ、前述のフローチャートへ戻る。

【００２３】一方、ステップ２０４における判断が肯定
される時には、圧縮行程噴射による成層燃焼が実施され
ており、前述したように点火プラグ近傍に着火性の良好
な可燃混合気が形成されるために、大幅な点火時期の遅
角によっても着火性は確保される。次いで、ステップ２
０５において、後述の暖機制御が開始してからの積算吸
気量が目標積算吸気量より少ないか否かが判断される。
積算吸気量は、すなわち、触媒装置へ流入した積算排気
ガス量であり、暖機制御が開始してからの積算吸気量が
目標積算吸気量に達すれば、触媒装置の暖機は完了して
いることとなる。目標積算吸気量は、固定値としても良
いが、冷却水温等によって推定される暖機開始以前の触
媒装置の温度に基づいて、暖機までに必要な上昇温度幅
が大きいほど多くするようにしても良い。こうして、ス
テップ２０５における判断が否定される時には、ステッ
プ２０７において実行許可フラグＦは０とされて前述の
フローチャートへ戻るが、肯定される時には、暖機制御
が可能な状態で触媒装置の暖機は完了していないことと
なり、ステップ２０６へ進み、実行許可フラグＦは１と
され、前述のフローチャートへ戻る。

【００２４】図３に示すフローチャートでは、次いで、
触媒暖機制御に対する実行許可フラグに関係なく、目標
回転数の算出が行われるが、これは、例えば、機関始動
開始からの経過時間に対してマップから読み取られる。
図５は、特定冷却水温度（機関温度）における機関始動
時のアイドル回転数制御を示すタイムチャートであり、
各気筒の完爆によって回転数がＮ１となれば機関始動完
了であり、始動時燃料増量に伴うその後の吹き上がりの
後、アイドル回転は第一目標回転数Ｎ３に制御される。
この第一目標回転数Ｎ３は、始動直後の燃焼安定化と機
関暖機とを考慮して比較的高く設定される。その後、ア
イドル回転は、機関暖機が終了したとして第二目標回転
数Ｎ４に下げられる。前述のマップには、このようなア
イドル回転制御のための第一目標回転数Ｎ３及び第二目
標回転数Ｎ４が冷却水温毎に（例えば、冷却水温が高い
ほど第一目標回転数Ｎ３を第二目標回転数Ｎ４へ近づけ
るように）機関始動完了からの時間に対して設定されて
いる。

【００２５】次いで、図３に示すフローチャートでは、
図６に示すサブルーチンによって目標点火時期の算出が
行われる。本サブルーチンでは、先ず、ステップ３０１
において、実行許可フラグＦが１であるか否かが判断さ
れる。この判断が否定される時、すなわち、触媒暖機制
御が実施不可能又は不必要である時には、そのまま終了
し、点火時期に対しては通常のＭＢＴ制御等が実施され
る。

【００２６】ステップ３０１における判断が肯定される
時には、ステップ３０２に進み、最大トルクを発生する
ＭＢＴより遅角側とされた基準点火時期ａ１が、現在の
目標回転数Ｎｔに対して機関負荷を考慮して算出又はマ
ップを使用して決定される。次いで、ステップ３０３で
は、現在の目標回転数Ｎｔと、回転センサにより検出さ
れる現在の実回転数Ｎとの偏差ΔＮが算出され、ステッ
プ３０４及び３０５では、それぞれ、この偏差ΔＮに基
づき比例項ａ２及び積分項ａ３が算出される。ステップ
３０６では、基準点火時期ａ１に比例項ａ２と積分項ａ
３とが加算されて目標点火時期Ａが決定される。

【００２７】ステップ３０７では、目標点火時期が過剰
に遅角されて失火が発生する等を防止するために、決定
された目標点火時期Ａが最遅角点火時期Ａ１より小さい
か否かが判断され、この判断が肯定される時にはステッ
プ３０８において目標点火時期Ａは最遅角点火時期Ａ１
とされる。一方、ステップ３０７における判断が否定さ
れる時には、目標点火時期が過剰に進角されることを防
止するために、ステップ３０９において、目標点火時期
Ａが最適点火時期Ａ２（ＭＢＴ）より大きいか否かが判
断され、この判断が肯定される時にはステップ３１０に
おいて目標点火時期Ａは最適点火時期Ａ２とされる。実
行許可フラグＦが１であって、本サブルーチンが実施さ
れている時には、成層燃焼が実施されており、点火プラ
グ近傍に着火性の良好な可燃混合気が形成されるため
に、大幅な点火時期の遅角が可能である。しかしなが
ら、排気行程後半まで点火時期を遅角することはでき
ず、実回転数Ｎと機関負荷とにより定まる現在の運転状
態毎に最遅角点火時期Ａ１が定められている。また、最
適点火時期Ａ２も現在の運転状態に基づき定められてお
り、この最適点火時期Ａ２より点火時期を早めても機関
出力は向上しないし、点火時期を早め過ぎれば反って機
関出力が低下する。すなわち、実回転数Ｎが目標回転数
Ｎｔを下回っている場合に、点火時期を最適点火時期Ａ
２より早めても意味がない。

【００２８】次いで、図３のフローチャートのステップ
１０４では、噴射終了時期の算出のために、図７に示す
サブルーチンが実施される。先ず、ステップ４０１で
は、実行許可フラグＦが１であるか否かが判断される。
この判断が否定される時には、触媒暖機制御は不可能又
は不必要であるとして、そのまま終了する。しかしなが
ら、この判断が肯定される時には、ステップ４０２にお
いて、前述のサブルーチンで決定された目標点火時期Ａ
が最適点火時期Ａ２になっているか否かが判断され、こ
の時には、点火時期の遅角は実施されていないために、
成層燃焼時の圧縮行程燃料噴射における噴射終了時期Ｉ
は、設定時期Ｉ０に固定される。

【００２９】一方、ステップ４０２における判断が否定
される時には、点火時期の遅角が実施されているため
に、この時の点火時期に適合して燃料噴射が終了するよ
うに、インターバルｉが算出又はマップから決定され
る。良好な成層燃焼を実現するためには、噴射燃料がほ
ぼ全て気化していることが重要であり、そのためには、
噴射終了から点火までにある程度の時間が必要である。
しかしながら、この時間が長すぎると、混合気が点火プ
ラグ近傍から分散してしまって着火が困難となる。この
ように、燃料気化と分散防止とを両立するための噴射終
了から点火までの最適時間が存在する。この最適時間
は、燃料噴射量が多いほど燃料気化のために長くするこ
とが好ましく、この時には、長くされた時間によって混
合気が多少分散してもそれほど希薄とはならず、着火性
は確保される。前述のインターバルｉは、この最適時間
をクランク角度で表すものであり、当然に実回転数Ｎに
よって変化することに加えて、運転状態による燃料噴射
量によっても変化するために、実回転数Ｎと機関負荷と
に基づき算出される。ステップ４０５では、目標点火時
期Ａにこうして算出されたインターバルｉが加算されて
噴射終了時期Ｉが決定される。

【００３０】こうして決定される噴射終了時期Ｉではあ
るが、過剰に遅角すると、噴射末期の燃料がピストン頂
面に形成されたキャビティ４内へ噴射されないこととな
るために、ステップ４０６では、ステップ４０５におい
て決定された噴射終了時期Ｉが最遅角噴射終了時期Ｉ１
より小さいか否かが判断され、この判断が肯定される時
には、ステップ４０７において噴射終了時期Ｉを最遅角
噴射終了時期Ｉ１とする。一方、噴射終了時期Ｉが過剰
に進角されると、噴射初期の燃料がピストン頂面に形成
されたキャビティ４内へ噴射されないこととなるため
に、ステップ４０８では、噴射終了時期Ｉが最進角噴射
終了時期Ｉ２より大きいか否かが判断され、この判断が
肯定される時には、ステップ４０９において噴射終了時
期Ｉを最進角噴射終了時期Ｉ２とする。これらの最遅角
噴射終了時期Ｉ１及び最進角噴射終了時期Ｉ２は、噴射
燃料速度（燃料圧力）、燃料噴射量、及び機関回転数を
考慮して定めるようにしても良い。本実施形態におい
て、点火時期は目標回転数を維持するために比較的大き
く変動することがあるが、このような点火時期に応じて
噴射終了時期が制御されることにより、常に良好な成層
燃焼を実現可能である。

【００３１】次いで、図３に示すフローチャートでは、
ステップ１０５において実行許可フラグＦが１である時
に目標吸気量Ｇｔが算出又はマップから決定される。こ
の目標吸気量Ｇｔは、前述の触媒暖機における目標積算
吸気量が燃焼悪化等を伴うことなく最短時間で実現され
るように、マップにおいては機関始動からの経過時間に
対して設定されている。

【００３２】こうして、目標吸気量Ｇｔが定まれば、こ
の目標吸気量Ｇｔを気筒内へ導入するためのスロットル
弁開度が定まり、この開度にスロットル弁を制御して、
決定された噴射終了時期Ｉに基づき圧縮行程で燃料を噴
射し、決定された目標点火時期Ａでの点火が実施され
る。

【００３３】このような流れを繰り返すことによって、
触媒装置を良好に暖機するための吸気量制御が実現され
ると共に、この吸気量制御に対して主に点火時期が遅角
側で制御されることにより、暖機完了以前のアイドル運
転において目標回転数を良好に維持することができる。
触媒暖機のための点火時期の遅角は、一方で、機関出力
を低下させるために、燃料消費率を悪化させることとな
るが、吸気量制御、すなわち、触媒装置へ流入させる排
気ガス量制御によって、触媒装置の過剰暖機による燃料
消費率の悪化を防止すると共に、触媒装置を早期に暖機
させることが可能となる。

【００３４】さらに、図３に示すフローチャートのステ
ップ１０６では、図８に示すサブルーチンによって目標
空気量の補正が実施される。先ず、ステップ５０１で
は、実行許可フラグＦが１であるか否かが判断される。
この判断が否定される時には、触媒暖機制御は実施不可
能又は不必要であるために、特に、目標空気量Ｇｔは算
出されてはおらず、そのまま終了する。しかしながら、
この判断が肯定される時には、ステップ５０２において
目標点火時期Ａが最適点火時期Ａ２近傍の点火時期Ａ３
より大きいか否かが判断される。

【００３５】この判断が肯定される時には、触媒装置暖
機のために点火時期が十分に遅角されていないこととな
り、ステップ５０３に進み、目標吸気量Ｇｔは所定量ｇ
だけ増加させられる。ステップ５０７では、この新たな
目標吸気量Ｇｔが、機関回転数及び機関負荷により定ま
る現在の運転状態において、燃焼を悪化させない最大吸
気量Ｇｔ１を上回っているか否かが判断され、この判断
が肯定される時だけは、ステップ５０８において新たな
目標吸気量Ｇｔは最大吸気量Ｇｔ１とされる。こうし
て、目標吸気量Ｇｔが増加させられると、それに伴っ
て、スロットル弁開度が増加させられて実際に気筒内へ
導入される吸気量が増加すると共に、燃料噴射量が増加
させられ、機関回転数Ｎが上昇して目標回転数Ｎｔを上
回ることとなる。それにより、前述した図６に示す目標
点火時期の算出のためのサブルーチンにおいて、次回算
出される目標点火時期Ａは遅角側とされ、触媒装置の早
期暖機実現に有利となる。

【００３６】一方、ステップ５０２における判断が否定
される時には、ステップ５０４において、目標点火時期
Ａが最遅角点火時期Ａ１近傍の点火時期Ａ４より小さい
か否かが判断される。この判断が肯定される時には、ス
テップ５０５において、実回転数Ｎが目標回転数Ｎｔを
ある程度（α）上回っているか否かが判断される。この
判断が肯定される時には、既に点火時期は比較的大幅に
遅角されており、回転数の低減に点火時期をさらに遅角
することは困難である可能性が高く、ステップ５０６に
おいて、目標吸気量Ｇｔは、所定量ｇだけ減少させられ
る。もちろん、この所定量ｇは目標吸気量増加のための
所定量と同じである必要はない。ステップ５０９では、
この新たな目標吸気量Ｇｔが、現在の運転状態におい
て、燃焼を悪化させない最小吸気量Ｇｔ２を下回ってい
るか否かが判断され、この判断が肯定される時だけは、
ステップ５１０において新たな目標吸気量Ｇｔは最小吸
気量Ｇｔ２とされる。こうして、目標吸気量Ｇｔが減少
させられると、それに伴って、スロットル弁開度が減少
させられて実際に気筒内へ導入される吸気量が減少する
と共に、燃料噴射量が減少させられ、点火時期を遅角す
ることなく機関回転数Ｎが目標回転数Ｎｔへ近づくよう
に低下する。

【００３７】このように、目標点火時期に基づき、目標
吸気量及び燃料噴射量を変化させることにより、前述し
たように、触媒暖機のために点火時期を主に遅角側で制
御することができる。また、燃料性状の違い等の外乱要
因に対しても点火時期が進角側で制御されて触媒暖機が
不良となることが防止される。さらに、目標吸気量を実
現するために必要な実際のスロットル弁開度が設定開度
からずれていて、目標吸気量が実際に気筒内へ供給され
ていない場合にも、目標吸気量が補正されてスロットル
弁開度が新たに制御されることにより、必要な吸気量が
実際に気筒内へ導入されるようになる。もちろん、スロ
ットル弁を駆動するアクチュエータの作動誤差も同様に
吸収される。

【００３８】また、エアフローメータを設ける等して、
目標吸気量が実際に気筒内へ供給されるように、スロッ
トル弁開度をフィードバック制御することも可能である
が、エアフローメータの故障時又は誤差増大時等に、前
述の目標吸気量の補正は有効となる。

【００３９】前述した実行許可フラグＦの操作のための
サブルーチン（図４）において、成層燃焼開始から前述
の触媒暖機制御を実施するようにしたが、均質燃焼時に
おいても大幅でなければ点火時期の遅角は可能であり、
噴射終了時期の算出は不要であるが、前述同様な目標点
火時期の算出、目標吸気量の算出、及び目標吸気量の補
正を均質燃焼に適合させて実施し、触媒暖機制御を実施
するようにしても良い。

【００４０】また、実際の点火時期に応じて排気ガス温
度が変化するために、制御された点火時期に応じて目標
積算吸気量を変化させても良く、例えば、点火時期が進
角側とされて排気ガス温度がそれほど高くない運転が長
期間行われるほど、目標積算吸気量を多くするようにし
ても良い。本実施形態において、点火時期及び燃料の噴
射終了時期は、クランク角度で表わされている。クラン
ク角度は、小さいほどより遅角側であることを意味し、
すなわち、二つのクランク角度を比較した場合におい
て、小さい方のクランク角度は大きい方のクランク角度
に比較して遅角側であることを意味している。

【００４１】

【発明の効果】本発明による内燃機関の制御装置によれ
ば、機関排気系に配置された触媒装置の暖機完了以前に
おけるアイドル運転時において、触媒装置暖機のための
目標吸気量を気筒内へ導入するための吸気量制御手段
と、アイドル運転時において、吸気量制御手段により実
際に気筒内へ導入された吸気量に対して目標回転数が実
現されるように触媒装置暖機のための点火時期を制御す
る点火時期制御手段とを具備している。それにより、ア
イドル運転時において、吸気量制御手段により触媒装置
の暖機を良好にすることを意図して気筒内へ導入させた
目標吸気量に対して、点火時期制御手段が、目標回転数
を正確に実現すると共に点火時期を遅角させて排気ガス
温度を高めるために、目標回転数を維持して触媒装置の
良好な暖機が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による筒内噴射式火花点火内燃機関の概
略気筒内縦断面図である。

【図２】図１の筒内噴射式火花点火内燃機関のピストン
頂面図である。

【図３】機関始動時の制御を示すフローチャートであ
る。

【図４】機関始動時の制御における実行許可フラグの操
作のためのサブルーチンである。

【図５】機関始動時の回転数変化を示すタイムチャート
である。

【図６】機関始動時の制御における目標点火時期の算出
のためのサブルーチンである。

【図７】機関始動時の制御における噴射終了時期の算出
のためのサブルーチンである。

【図８】機関始動時の制御における目標吸気量の補正の
ためのサブルーチンである。

【符号の説明】１…点火プラグ２…燃料噴射弁３…ピストン４…キャビティ５…蓄圧室

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１Ｆ０２Ｄ 41/08 ３１０ 41/08 ３１０ 43/00 ３０１Ｂ 43/00 ３０１３０１Ｋ 45/00 ３２２Ｃ 45/00 ３２２Ｆ０２Ｐ 5/15 ＥＫ (72)発明者原光雄愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3G022 AA07 CA02 CA03 EA01 FA04 FA06 GA05 GA06 GA08 3G023 AA01 AA03 AA04 AA05 AA08 AA18 AB01 AB03 AC04 AC05 AD02 AD12 AG01 3G084 AA04 BA03 BA05 BA15 BA17 CA03 DA10 EB08 EB12 EB16 EC03 FA00 FA07 FA10 FA33 3G091 AA02 AA17 AA24 AB03 AB06 BA03 BA14 BA15 BA19 CB02 CB03 CB05 CB07 DA01 DA02 DB04 DB06 DB07 DB10 EA00 EA01 EA16 FA02 FA04 FA06 FA12 FC07 3G301 HA01 HA04 HA16 JA21 JA26 KA05 KA07 LA03 LB04 MA14 MA20 NA07 NC02 ND03 ND06 NE11 NE12 NE14 NE15 PA01Z PA11A PA11Z PB03A PB05A PB08Z PE01A PE01Z PE08Z PE09A

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関排気系に配置された触媒装置の暖機
完了以前におけるアイドル運転時において、触媒装置暖
機のための目標吸気量を気筒内へ導入するための吸気量
制御手段と、前記アイドル運転時において、前記吸気量
制御手段により実際に気筒内へ導入された吸気量に対し
て目標回転数が実現されるように前記触媒装置暖機のた
めの点火時期を制御する点火時期制御手段とを具備する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】前記吸気量制御手段は機関吸気系に配置
された弁の開度を制御するものであり、前記点火時期制
御手段によって制御された点火時期が意図するより進角
側である時には、前記吸気量制御手段は前記弁の開度を
増加することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
制御装置。
【請求項３】前記吸気量制御手段は機関吸気系に配置
された弁の開度を制御するものであり、前記点火時期制
御手段によって制御された点火時期が意図するより遅角
側である時には、前記吸気量制御手段は前記弁の開度を
減少することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
制御装置。
【請求項４】前記内燃機関は、圧縮行程燃料噴射によ
る成層燃焼を実現可能な筒内噴射式火花点火内燃機関で
あり、前記アイドル運転中に前記成層燃焼が実施される
場合には、前記圧縮行程燃料噴射における噴射終了時期
が、前記点火時期制御手段により制御された前記点火時
期に応じて、良好な前記成層燃焼を実現するために制御
されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制
御装置。