JP2003027987A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内燃機関の始動時に、三元触媒が早期に活性
化され、かつ排ガス中のHC、CO、NOx等の成分の内燃機
関からの排出悪化を少なくする内燃機関の制御装置を提
供する。 【解決手段】 排気側に三元触媒とＨＣ吸着材とを備え
た内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の始動
時、前記三元触媒の活性化を早めるべく、リッチとリー
ンとに交互に空燃比制御を行う。
化され、かつ排ガス中のHC、CO、NOx等の成分の内燃機
関からの排出悪化を少なくする内燃機関の制御装置を提
供する。 【解決手段】 排気側に三元触媒とＨＣ吸着材とを備え
た内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の始動
時、前記三元触媒の活性化を早めるべく、リッチとリー
ンとに交互に空燃比制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、特に、内燃機関の始動時における三元触媒の
早期活性化と炭化水素の吸着・浄化の効率化とを行う内
燃機関の制御装置に関する。
置に関し、特に、内燃機関の始動時における三元触媒の
早期活性化と炭化水素の吸着・浄化の効率化とを行う内
燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車を取り巻く環境は、世界規
模での省エネルギーへの取り組みや、環境保護の要求が
益々強くなり、燃費規制及び排ガス規制等が強化の一途
を辿っている。自動車用内燃機関においても、前記排ガ
ス規制をクリアするために、排気管に内燃機関から排出
される排気ガス中のHCやCOを酸化し、NOxを還元する機
能をもつ三元触媒が設けられているのが一般的である。
前記三元触媒は、通常、所定温度以上においては、排ガ
ス中のHC、CO、NOxの浄化機能を発揮するが、所定温度
以下では、該排ガス中のHC、CO、NOxを十分に浄化する
ことができない。
模での省エネルギーへの取り組みや、環境保護の要求が
益々強くなり、燃費規制及び排ガス規制等が強化の一途
を辿っている。自動車用内燃機関においても、前記排ガ
ス規制をクリアするために、排気管に内燃機関から排出
される排気ガス中のHCやCOを酸化し、NOxを還元する機
能をもつ三元触媒が設けられているのが一般的である。
前記三元触媒は、通常、所定温度以上においては、排ガ
ス中のHC、CO、NOxの浄化機能を発揮するが、所定温度
以下では、該排ガス中のHC、CO、NOxを十分に浄化する
ことができない。
【０００３】一般に、内燃機関は、始動時は低温であ
り、図７に示されるように、三元触媒が所定温度以上と
なるまでの期間は、排ガスの浄化性能（図７はＨＣの例
である）は、著しく低いので、排ガス中のHC、CO、NOx
の低減にあたっては、始動時の三元触媒の早期活性化が
重要であり、その手法が数多く提案されている。そし
て、特開平５−３３７０５公報に所載の技術は、前記三
元触媒にリッチな排気とリーンな排気を交互に供給する
ことで、リッチ排気中のＣＯ、ＨＣとリーン排気中のO2
とを反応させ、その反応熱により触媒を暖機するもので
ある。
り、図７に示されるように、三元触媒が所定温度以上と
なるまでの期間は、排ガスの浄化性能（図７はＨＣの例
である）は、著しく低いので、排ガス中のHC、CO、NOx
の低減にあたっては、始動時の三元触媒の早期活性化が
重要であり、その手法が数多く提案されている。そし
て、特開平５−３３７０５公報に所載の技術は、前記三
元触媒にリッチな排気とリーンな排気を交互に供給する
ことで、リッチ排気中のＣＯ、ＨＣとリーン排気中のO2
とを反応させ、その反応熱により触媒を暖機するもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記技術
は、リッチな排気とリーンな排気を交互に供給すること
で、リッチ排気中のＣＯ、ＨＣとリーン排気中のO2とを
反応燃焼させるものであるが、ＨＣ、ＣＯが必ずしもす
べては燃焼せず、触媒を介して外部に排出され、触媒を
暖機するという目的は図れるものの、ＨＣ、ＣＯは悪化
するという問題があった。特に、近年の排ガスの規制強
化により、始動時のＨＣ悪化は、大きな問題となってい
る。
は、リッチな排気とリーンな排気を交互に供給すること
で、リッチ排気中のＣＯ、ＨＣとリーン排気中のO2とを
反応燃焼させるものであるが、ＨＣ、ＣＯが必ずしもす
べては燃焼せず、触媒を介して外部に排出され、触媒を
暖機するという目的は図れるものの、ＨＣ、ＣＯは悪化
するという問題があった。特に、近年の排ガスの規制強
化により、始動時のＨＣ悪化は、大きな問題となってい
る。
【０００５】本発明は、前記課題に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、内燃機関の始動時
に、三元触媒が早期に活性化され、かつ排ガス中のHC、
CO、NOx等の成分の内燃機関からの排出悪化を少なくす
る内燃機関の制御装置を提供することにある。
であって、その目的とするところは、内燃機関の始動時
に、三元触媒が早期に活性化され、かつ排ガス中のHC、
CO、NOx等の成分の内燃機関からの排出悪化を少なくす
る内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関の制御装置は、排気側に三元触媒
とＨＣ吸着材とを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の始動時、前記三元触媒の活性化を早める
べく、リッチとリーンとに交互に空燃比制御を行うこと
を特徴としている（図１）。
に、本発明の内燃機関の制御装置は、排気側に三元触媒
とＨＣ吸着材とを備えた内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の始動時、前記三元触媒の活性化を早める
べく、リッチとリーンとに交互に空燃比制御を行うこと
を特徴としている（図１）。
【０００７】前記の如く構成された本発明の内燃機関の
制御装置は、三元触媒にリッチな排気とリーン排気を交
互に供給することで、リッチ排気中のＣＯ、ＨＣとリー
ン排気中のＯ２の反応熱で三元触媒の昇温を図り、更
に、下流にＨＣ吸着材を設けて、リッチな排気とリーン
な排気を供給することで、三元触媒下流から排出される
ＨＣを、ＨＣ吸着材で吸着し、排気ガスの悪化をさせ
ず、三元触媒の早期活性化を実現することができる。
制御装置は、三元触媒にリッチな排気とリーン排気を交
互に供給することで、リッチ排気中のＣＯ、ＨＣとリー
ン排気中のＯ２の反応熱で三元触媒の昇温を図り、更
に、下流にＨＣ吸着材を設けて、リッチな排気とリーン
な排気を供給することで、三元触媒下流から排出される
ＨＣを、ＨＣ吸着材で吸着し、排気ガスの悪化をさせ
ず、三元触媒の早期活性化を実現することができる。
【０００８】また、本発明の他の実施態様の内燃機関の
制御装置は、排気側に三元触媒を備えた内燃機関の制御
装置であって、前記三元触媒内の水分の蒸発が完了した
ことを直接的もしくは間接的に検出する手段を備え、前
記三元触媒内の水分蒸発完了の検出後に、該三元触媒の
活性化を早めるべく、リッチとリーンとに交互に空燃比
制御を行うことを特徴とし（図２）、前記内燃機関の始
動直後から前記三元触媒内の水分が蒸発するまでの期間
は、点火時期を遅角させることを特徴としている。
制御装置は、排気側に三元触媒を備えた内燃機関の制御
装置であって、前記三元触媒内の水分の蒸発が完了した
ことを直接的もしくは間接的に検出する手段を備え、前
記三元触媒内の水分蒸発完了の検出後に、該三元触媒の
活性化を早めるべく、リッチとリーンとに交互に空燃比
制御を行うことを特徴とし（図２）、前記内燃機関の始
動直後から前記三元触媒内の水分が蒸発するまでの期間
は、点火時期を遅角させることを特徴としている。
【０００９】前記の如く構成された本発明の内燃機関の
制御装置は、三元触媒へのリッチ・リーン排気の供給
は、該三元触媒内の貴金属を昇温させるためであり、該
貴金属は部分的に活性化していれば、その部分でさらに
反応が進み、その反応熱により連続的に触媒内の貴金属
の活性化を進める作用がある。三元触媒内に水分がない
と、反応熱を貴金属に効率よく供給することができるの
で、リッチ・リーン排気の供給は三元触媒内の水が蒸発
した後に行うと、排気を悪化させることなく、三元触媒
の早期活性化が可能となる。また、水を蒸発させる時間
が短いほど活性時間が短縮されるので、始動直後から点
火時期をリタードさせることで、排温の上昇を図り、触
媒内の水分を速やかに蒸発させ、早期にリッチ・リーン
排気の供給制御を実現させるものである。
制御装置は、三元触媒へのリッチ・リーン排気の供給
は、該三元触媒内の貴金属を昇温させるためであり、該
貴金属は部分的に活性化していれば、その部分でさらに
反応が進み、その反応熱により連続的に触媒内の貴金属
の活性化を進める作用がある。三元触媒内に水分がない
と、反応熱を貴金属に効率よく供給することができるの
で、リッチ・リーン排気の供給は三元触媒内の水が蒸発
した後に行うと、排気を悪化させることなく、三元触媒
の早期活性化が可能となる。また、水を蒸発させる時間
が短いほど活性時間が短縮されるので、始動直後から点
火時期をリタードさせることで、排温の上昇を図り、触
媒内の水分を速やかに蒸発させ、早期にリッチ・リーン
排気の供給制御を実現させるものである。
【００１０】更に、本発明の更に他の実施態様の内燃機
関の制御装置は、排気側に三元触媒を備えた内燃機関の
制御装置であって、前記三元触媒の温度を直接的もしく
は間接的に検出する手段を備え、前記三元触媒の温度が
所定の範囲の値の時、該三元触媒の活性化を早めるべ
く、リッチとリーンとに交互に空燃比制御を行うことを
特徴としている（図３）。
関の制御装置は、排気側に三元触媒を備えた内燃機関の
制御装置であって、前記三元触媒の温度を直接的もしく
は間接的に検出する手段を備え、前記三元触媒の温度が
所定の範囲の値の時、該三元触媒の活性化を早めるべ
く、リッチとリーンとに交互に空燃比制御を行うことを
特徴としている（図３）。
【００１１】前記の如く構成された本発明の内燃機関の
制御装置は、触媒の温度を直接的もしくは間接的に検出
することで、触媒内の水分が蒸発したことを推定すると
共に、触媒の温度の所定の範囲の値の設定に基づいて、
精度良く、リッチ・リーン排気の供給制御を行うことが
できる。
制御装置は、触媒の温度を直接的もしくは間接的に検出
することで、触媒内の水分が蒸発したことを推定すると
共に、触媒の温度の所定の範囲の値の設定に基づいて、
精度良く、リッチ・リーン排気の供給制御を行うことが
できる。
【００１２】更にまた、本発明の更に他の実施態様の内
燃機関の制御装置は、排気側に三元触媒を備えた内燃機
関の制御装置であって、該制御装置は、内燃機関の運転
状態を検出する手段を備え、該運転状態に基づいて、該
三元触媒の活性化を早めるべく、リッチとリーンとに交
互に空燃比制御を行うことを特徴としている（図４）。
燃機関の制御装置は、排気側に三元触媒を備えた内燃機
関の制御装置であって、該制御装置は、内燃機関の運転
状態を検出する手段を備え、該運転状態に基づいて、該
三元触媒の活性化を早めるべく、リッチとリーンとに交
互に空燃比制御を行うことを特徴としている（図４）。
【００１３】前記の如く構成された本発明の内燃機関の
制御装置は、内燃機関の運転状態、例えば、始動後時
間、水温、始動後総空気流量などの検出に基づいて、触
媒の温度を推定して触媒内の水分が蒸発したことを推定
することで、より精度良く、リッチ・リーン排気の供給
制御を行うことができる。
制御装置は、内燃機関の運転状態、例えば、始動後時
間、水温、始動後総空気流量などの検出に基づいて、触
媒の温度を推定して触媒内の水分が蒸発したことを推定
することで、より精度良く、リッチ・リーン排気の供給
制御を行うことができる。
【００１４】更にまた、本発明の更に他の実施態様の内
燃機関の制御装置は、排気側に三元触媒とＨＣ吸着材と
をその順序に備えた内燃機関の制御装置であって、前記
ＨＣ吸着材の温度を直接的もしくは間接的に検出する手
段を備え、該ＨＣ吸着材の温度を変更するべく、リッチ
とリーンとに交互に空燃比制御を行うことを特徴とし、
前記ＨＣ吸着材温度が所定範囲内の時、リッチとリーン
とに交互に空燃比制御を行うことを特徴としている（図
５）。
燃機関の制御装置は、排気側に三元触媒とＨＣ吸着材と
をその順序に備えた内燃機関の制御装置であって、前記
ＨＣ吸着材の温度を直接的もしくは間接的に検出する手
段を備え、該ＨＣ吸着材の温度を変更するべく、リッチ
とリーンとに交互に空燃比制御を行うことを特徴とし、
前記ＨＣ吸着材温度が所定範囲内の時、リッチとリーン
とに交互に空燃比制御を行うことを特徴としている（図
５）。
【００１５】前記の如く構成された本発明の内燃機関の
制御装置は、ＨＣ吸着材が所定温度以下でＨＣを吸着
し、所定温度以上で吸着性能を持たずに吸着ＨＣが脱離
する特性を持ち、一般にＨＣ脱離温度＜三元活性温度の
関係があってその温度差が大きく、ＨＣ吸着材における
吸着、脱離、浄化の各フェーズが最適となる温度上昇特
性が存在することに着目し、リッチ・リーン排気の供給
を適宜の制御で行うことにより、前記三元触媒の温度を
調節し、もってＨＣ吸着材の温度上昇特性が最適となる
ような制御を行うことができる。
制御装置は、ＨＣ吸着材が所定温度以下でＨＣを吸着
し、所定温度以上で吸着性能を持たずに吸着ＨＣが脱離
する特性を持ち、一般にＨＣ脱離温度＜三元活性温度の
関係があってその温度差が大きく、ＨＣ吸着材における
吸着、脱離、浄化の各フェーズが最適となる温度上昇特
性が存在することに着目し、リッチ・リーン排気の供給
を適宜の制御で行うことにより、前記三元触媒の温度を
調節し、もってＨＣ吸着材の温度上昇特性が最適となる
ような制御を行うことができる。
【００１６】更にまた、本発明の更に他の実施態様の内
燃機関の制御装置は、排気側に三元触媒とＨＣ吸着材と
を同一担体に有する触媒を備えた内燃機関の制御装置で
あって、前記ＨＣ吸着材の温度を変更するべく、リッチ
とリーンとに交互に空燃比制御を行うことを特徴として
いる（図６）。
燃機関の制御装置は、排気側に三元触媒とＨＣ吸着材と
を同一担体に有する触媒を備えた内燃機関の制御装置で
あって、前記ＨＣ吸着材の温度を変更するべく、リッチ
とリーンとに交互に空燃比制御を行うことを特徴として
いる（図６）。
【００１７】前記の如く構成された本発明の内燃機関の
制御装置は、同一担体された触媒にリッチ排気とリーン
排気を交互に供給することで、リッチ排気中のＣＯ、Ｈ
Ｃとリーン排気中のＯ２の反応熱で三元触媒の昇温を図
ると共に、リッチな排気とリーンな排気を供給すること
で該三元触媒から排出されるＨＣを、ＨＣ吸着材で吸着
し、排気ガスの悪化をさせず、三元触媒の早期活性化を
実現することができる。ただし、触媒の下流の設定温度
は、三元触媒内の水分の蒸発が完了する温度に設定する
のではなく、ＨＣ吸着触媒内の吸着ＨＣが脱離し始める
温度に設定するのが望ましい。
制御装置は、同一担体された触媒にリッチ排気とリーン
排気を交互に供給することで、リッチ排気中のＣＯ、Ｈ
Ｃとリーン排気中のＯ２の反応熱で三元触媒の昇温を図
ると共に、リッチな排気とリーンな排気を供給すること
で該三元触媒から排出されるＨＣを、ＨＣ吸着材で吸着
し、排気ガスの悪化をさせず、三元触媒の早期活性化を
実現することができる。ただし、触媒の下流の設定温度
は、三元触媒内の水分の蒸発が完了する温度に設定する
のではなく、ＨＣ吸着触媒内の吸着ＨＣが脱離し始める
温度に設定するのが望ましい。
【００１８】
【発明の実施形態】以下、図面に基づき本発明の内燃機
関の制御装置のいくつかの実施形態を詳細に説明する。
関の制御装置のいくつかの実施形態を詳細に説明する。
【００１９】［第一実施形態］図８は、本発明の内燃機
関の制御装置の第一の実施形態の内燃機関の全体のシス
テムを示したものである。内燃機関１は、多気筒の内燃
機関で構成され、吸気系は、外部からの空気がエアクリ
ーナ１９を通過し、吸気マニホールド６を経てシリンダ
９内の燃焼室９ａ内に流入し、流入空気量は、スロット
ル３により主に調節されるが、アイドル時はバイパス用
空気通路４に設けられたISCバルブ５によって空気量を
調節し、内燃機関回転数を制御する。吸気マニホールド
６には各気筒毎の燃料噴射弁７が取り付けられていると
共に、各気筒のシリンダ９には、点火プラグ８が取り付
けられる一方、吸気弁２９と排気弁３０が配置されてい
る。
関の制御装置の第一の実施形態の内燃機関の全体のシス
テムを示したものである。内燃機関１は、多気筒の内燃
機関で構成され、吸気系は、外部からの空気がエアクリ
ーナ１９を通過し、吸気マニホールド６を経てシリンダ
９内の燃焼室９ａ内に流入し、流入空気量は、スロット
ル３により主に調節されるが、アイドル時はバイパス用
空気通路４に設けられたISCバルブ５によって空気量を
調節し、内燃機関回転数を制御する。吸気マニホールド
６には各気筒毎の燃料噴射弁７が取り付けられていると
共に、各気筒のシリンダ９には、点火プラグ８が取り付
けられる一方、吸気弁２９と排気弁３０が配置されてい
る。
【００２０】また、排気系は、各気筒のシリンダ９に排
気マニホールド１０が接続されており、該排気マニホー
ルド１０に三元触媒１１とＨＣ吸着触媒１８がその順序
で配置されている。吸気系の吸気マニホールド６には、
エアフロセンサ２が配置され、該エアフロセンサ２は、
吸入空気量を検出し、クランク角センサ１５では、クラ
ンク軸の回転角１度毎に信号を出力し、電子スロットル
３に取り付けられたスロットル開度センサ１７では、電
子スロットル３の開度が検出され、水温センサ１４では
内燃機関の冷却水温度が検出される。
気マニホールド１０が接続されており、該排気マニホー
ルド１０に三元触媒１１とＨＣ吸着触媒１８がその順序
で配置されている。吸気系の吸気マニホールド６には、
エアフロセンサ２が配置され、該エアフロセンサ２は、
吸入空気量を検出し、クランク角センサ１５では、クラ
ンク軸の回転角１度毎に信号を出力し、電子スロットル
３に取り付けられたスロットル開度センサ１７では、電
子スロットル３の開度が検出され、水温センサ１４では
内燃機関の冷却水温度が検出される。
【００２１】そして、エアフロセンサ２、スロットル３
に取り付けられた開度センサ１７、クランク角センサ１
５、水温センサ１４のそれぞれの信号は、コントロール
ユニット１６に送られ、これらセンサ出力から内燃機関
１の運転状態を得て、燃料の基本噴射量、点火時期の主
要な操作量が最適に演算される。コントロールユニット
１６内で演算された燃料噴射量は、開弁パルス信号に変
換され、各気筒毎の吸気管に取り付けられている燃料噴
射弁７に送られる。このため、燃料噴射量は気筒毎に制
御可能である。
に取り付けられた開度センサ１７、クランク角センサ１
５、水温センサ１４のそれぞれの信号は、コントロール
ユニット１６に送られ、これらセンサ出力から内燃機関
１の運転状態を得て、燃料の基本噴射量、点火時期の主
要な操作量が最適に演算される。コントロールユニット
１６内で演算された燃料噴射量は、開弁パルス信号に変
換され、各気筒毎の吸気管に取り付けられている燃料噴
射弁７に送られる。このため、燃料噴射量は気筒毎に制
御可能である。
【００２２】また、コントロールユニット１６では、所
定の点火時期が演算され、該点火時期で点火されるよう
に、駆動信号が点火プラグ８に送られる。燃料噴射弁７
で噴射された燃料は、吸気マニホールド６からの空気と
混合されて、内燃機関１の燃焼室９ａ内に流入し、混合
気を形成する。該混合気は、点火プラグ８で発生される
火花により爆発し、その際発生するエネルギーが内燃機
関１の動力源となる。
定の点火時期が演算され、該点火時期で点火されるよう
に、駆動信号が点火プラグ８に送られる。燃料噴射弁７
で噴射された燃料は、吸気マニホールド６からの空気と
混合されて、内燃機関１の燃焼室９ａ内に流入し、混合
気を形成する。該混合気は、点火プラグ８で発生される
火花により爆発し、その際発生するエネルギーが内燃機
関１の動力源となる。
【００２３】爆発後の排気ガスは、排気マニホールド１
０を経て、三元触媒１１に送り込まれ、ＨＣ、ＣＯ、Ｎ
Ｏｘを浄化し、ＨＣ吸着触媒１８は、冷機時はHCを吸着
し、所定温度以上でHC を脱離する。ＨＣ吸着触媒１８
は、内部に三元性能も有しており、脱離ＨＣを浄化する
機能を持つ。
０を経て、三元触媒１１に送り込まれ、ＨＣ、ＣＯ、Ｎ
Ｏｘを浄化し、ＨＣ吸着触媒１８は、冷機時はHCを吸着
し、所定温度以上でHC を脱離する。ＨＣ吸着触媒１８
は、内部に三元性能も有しており、脱離ＨＣを浄化する
機能を持つ。
【００２４】A/Fセンサ１２は内燃機関１のシリンダ９
と三元触媒１１との間に取り付けられており、排気ガス
中に含まれる酸素濃度に対して線形の出力特性を持って
いる。排気ガス中の酸素濃度と空燃比の関係は、ほぼ線
形になっており、酸素濃度を検出するA/Fセンサ１２に
より空燃比を求めることが可能となる。また、三元触媒
１１の下流には、温度センサ１３が取り付けられてお
り、三元触媒１１の下流の温度を検出可能にしている。
コントロールユニット１６では、A/Fセンサ１２の信号
から三元触媒１１の上流の空燃比を算出し、三元触媒１
１でもっとも浄化効率の高い空燃比となるように、内燃
機関１に供給される燃料量を制御する。
と三元触媒１１との間に取り付けられており、排気ガス
中に含まれる酸素濃度に対して線形の出力特性を持って
いる。排気ガス中の酸素濃度と空燃比の関係は、ほぼ線
形になっており、酸素濃度を検出するA/Fセンサ１２に
より空燃比を求めることが可能となる。また、三元触媒
１１の下流には、温度センサ１３が取り付けられてお
り、三元触媒１１の下流の温度を検出可能にしている。
コントロールユニット１６では、A/Fセンサ１２の信号
から三元触媒１１の上流の空燃比を算出し、三元触媒１
１でもっとも浄化効率の高い空燃比となるように、内燃
機関１に供給される燃料量を制御する。
【００２５】図９は、図８のコントロールユニットＥＣ
Ｕ（制御装置）１６の内部を示したものである。ＥＣＵ
１６内には、エアフロセンサ２、A/Fセンサ１２、温度
センサ１３、水温センサ１４、内燃機関回転数センサ１
５、スロットル弁開度センサ１７の各センサ出力値が入
力され、入力回路２３にてノイズ除去等の信号処理を行
った後、入出力ポート２４に送られる。入出力ポート２
４の値はRAM２２に保管され、CPU２０内で演算処理され
る。演算処理の内容を記述した制御プログラムはROM２
１に予め書き込まれている。制御プログラムに従って演
算された各アクチュエータ作動量を示す値は、RAM２２
に保管された後、入出力ポート２４に送られる。点火プ
ラグ８の作動信号は、点火出力回路２５内の一次側コイ
ルの通流時はONとなり、非通流時はOFFとなるON・OFF信
号がセットされる。点火時期はONからOFFになる時であ
る。入出力ポート２４にセットされた点火プラグ用の信
号は、点火出力回路２５で燃焼に必要な十分なエネルギ
ーに増幅されて点火プラグ８に供給される。燃料噴射弁
７の駆動信号は、開弁時ON、閉弁時OFFとなるON・OFF信
号がセットされ、燃料噴射弁駆動回路２６で燃料噴射弁
７を開くに十分なエネルギーに増幅され燃料噴射弁７に
送られる。
Ｕ（制御装置）１６の内部を示したものである。ＥＣＵ
１６内には、エアフロセンサ２、A/Fセンサ１２、温度
センサ１３、水温センサ１４、内燃機関回転数センサ１
５、スロットル弁開度センサ１７の各センサ出力値が入
力され、入力回路２３にてノイズ除去等の信号処理を行
った後、入出力ポート２４に送られる。入出力ポート２
４の値はRAM２２に保管され、CPU２０内で演算処理され
る。演算処理の内容を記述した制御プログラムはROM２
１に予め書き込まれている。制御プログラムに従って演
算された各アクチュエータ作動量を示す値は、RAM２２
に保管された後、入出力ポート２４に送られる。点火プ
ラグ８の作動信号は、点火出力回路２５内の一次側コイ
ルの通流時はONとなり、非通流時はOFFとなるON・OFF信
号がセットされる。点火時期はONからOFFになる時であ
る。入出力ポート２４にセットされた点火プラグ用の信
号は、点火出力回路２５で燃焼に必要な十分なエネルギ
ーに増幅されて点火プラグ８に供給される。燃料噴射弁
７の駆動信号は、開弁時ON、閉弁時OFFとなるON・OFF信
号がセットされ、燃料噴射弁駆動回路２６で燃料噴射弁
７を開くに十分なエネルギーに増幅され燃料噴射弁７に
送られる。
【００２６】図１０は、図９の本実施形態のコントロー
ルユニット（制御装置）１６の制御全体を示した制御ブ
ロック図である。該制御装置１６は、基本燃料噴射量演
算部３１、空燃比補正項演算部３２、１番気筒空燃比補
正量演算部３３ａ、２番気筒空燃比補正量演算部３３
ｂ、３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃ、４番気筒空燃
比補正量演算部３３ｄ、リッチ・リーン制御許可判定部
３４からなる。
ルユニット（制御装置）１６の制御全体を示した制御ブ
ロック図である。該制御装置１６は、基本燃料噴射量演
算部３１、空燃比補正項演算部３２、１番気筒空燃比補
正量演算部３３ａ、２番気筒空燃比補正量演算部３３
ｂ、３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃ、４番気筒空燃
比補正量演算部３３ｄ、リッチ・リーン制御許可判定部
３４からなる。
【００２７】制御装置１６は、リッチ・リーン制御不許
可時には、全気筒の空燃比が理論空燃比となるように、
各気筒の燃料噴射量が演算され、リッチ・リーン制御許
可時には、三元触媒１１の入り口にリッチ排気とリーン
排気を供給し、三元触媒１１の早期活性化を図るべく、
各気筒の空燃比を所定量変化させる。以下、前記制御装
置１６の各演算部の詳細な説明を行う。
可時には、全気筒の空燃比が理論空燃比となるように、
各気筒の燃料噴射量が演算され、リッチ・リーン制御許
可時には、三元触媒１１の入り口にリッチ排気とリーン
排気を供給し、三元触媒１１の早期活性化を図るべく、
各気筒の空燃比を所定量変化させる。以下、前記制御装
置１６の各演算部の詳細な説明を行う。
【００２８】１． 基本燃料噴射量演算部３１
図１１は、基本燃料噴射量演算部３１を示したものであ
り、該基本燃料噴射量演算部３１は、内燃機関１の流入
空気量に基づいて任意の運転条件において目標トルクと
目標空燃比を同時に実現するための燃料噴射量を演算す
るものである。具体的には図１１に示されるように、基
本燃料噴射量Tpを演算する。ここにKは定数であり、流
入空気量に対して常に理論空燃比を実現するよう調節さ
せる値である。またCylは、内燃機関１の気筒数を表
し、本実施形態では気筒数は４である。
り、該基本燃料噴射量演算部３１は、内燃機関１の流入
空気量に基づいて任意の運転条件において目標トルクと
目標空燃比を同時に実現するための燃料噴射量を演算す
るものである。具体的には図１１に示されるように、基
本燃料噴射量Tpを演算する。ここにKは定数であり、流
入空気量に対して常に理論空燃比を実現するよう調節さ
せる値である。またCylは、内燃機関１の気筒数を表
し、本実施形態では気筒数は４である。
【００２９】２．空燃比補正項演算部３２
図１２は、空燃比補正項演算部３２を示しており、該空
燃比補正項演算部３２ここでは、A/Fセンサ１２で検出
される空燃比に基づいて、任意の運転条件において内燃
機関１の空燃比が理論空燃比となるようF/B制御する。
具体的には、図１２に示されるように、目標空燃比Tabf
とA/Fセンサ検出空燃比Rabfとの偏差Dltabfから、空燃
比補正項Lalphaを、PID制御により演算する。空燃比補
正項Lalphaは前述の基本燃料噴射量Tpに乗ぜられ、常
時、内燃機関１の空燃比を理論空燃比となるよう保つた
めのものである。
燃比補正項演算部３２ここでは、A/Fセンサ１２で検出
される空燃比に基づいて、任意の運転条件において内燃
機関１の空燃比が理論空燃比となるようF/B制御する。
具体的には、図１２に示されるように、目標空燃比Tabf
とA/Fセンサ検出空燃比Rabfとの偏差Dltabfから、空燃
比補正項Lalphaを、PID制御により演算する。空燃比補
正項Lalphaは前述の基本燃料噴射量Tpに乗ぜられ、常
時、内燃機関１の空燃比を理論空燃比となるよう保つた
めのものである。
【００３０】３．リッチ・リーン制御許可判定部３４
図１３は、リッチ・リーン制御許可判定部３４を示して
おり、該リッチ・リーン制御許可判定部３４では、リッ
チ・リーン制御の許可判定を行う。具体的には図１３に
示されるように、Tcn≧TcnL、Tcn≦TcnH、及び、Ne≦Ne
RLのとき、リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1とし、
リッチ・リーン制御を許可する。それ以外のときはリッ
チ・リーン制御を禁止し、FpRL=0とする。ここに、Tc
n：三元触媒下流温度、Ne：内燃機関回転数である。
おり、該リッチ・リーン制御許可判定部３４では、リッ
チ・リーン制御の許可判定を行う。具体的には図１３に
示されるように、Tcn≧TcnL、Tcn≦TcnH、及び、Ne≦Ne
RLのとき、リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1とし、
リッチ・リーン制御を許可する。それ以外のときはリッ
チ・リーン制御を禁止し、FpRL=0とする。ここに、Tc
n：三元触媒下流温度、Ne：内燃機関回転数である。
【００３１】TcnLは、三元触媒内の水分の蒸発が完了す
る温度に設定するのが望ましく、センサの位置などにも
よるが、一般的に５０℃〜１００℃となる。また、TcnH
は三元触媒の活性温度に設定するのが望ましく、触媒性
能にもよるが、２５０℃〜４００℃となる。TcnL、TcnH
の値は、いずれも実機性能に応じて決めるのがよい。ま
た、本実施形態では、触媒下流の排気温度を検出する方
式としているが、温度を直接計測せずに、他の内燃機関
の運転条件から推定する方式が種々提案されており、そ
れらを用いることも可能であることを付言しておく。
る温度に設定するのが望ましく、センサの位置などにも
よるが、一般的に５０℃〜１００℃となる。また、TcnH
は三元触媒の活性温度に設定するのが望ましく、触媒性
能にもよるが、２５０℃〜４００℃となる。TcnL、TcnH
の値は、いずれも実機性能に応じて決めるのがよい。ま
た、本実施形態では、触媒下流の排気温度を検出する方
式としているが、温度を直接計測せずに、他の内燃機関
の運転条件から推定する方式が種々提案されており、そ
れらを用いることも可能であることを付言しておく。
【００３２】４．１番気筒空燃比補正量演算部３３ａ
図１４は、１番気筒空燃比補正量演算部３３ａを示して
おり、１番気筒空燃比補正量演算部３３ａでは、１番気
筒の空燃比補正量の演算を行う。リッチ・リーン制御許
可フラグFpRL=0のときは、１番気筒空燃比補正量Chos1
は０とし、前述の基本燃料噴射量Tpおよび空燃比補正項
Lalphaにより理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算される。リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のと
きは、三元触媒１１の入り口でリッチ・リーン排気を供
給すべく１番気筒の空燃比を所定量Kchos1だけ変化させ
る。具体的には、図１４に示される処理にて行う。即
ち、リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のときは、１
番気筒当量比変化量Chos1=Kchos1とし、FpRL=0のとき
は、Chos1=0とする。なお、Kchos1の値は、内燃機関１
および三元触媒１１の特性に応じて、三元触媒温度上昇
度と排気との性能から設定するのが好ましい。
おり、１番気筒空燃比補正量演算部３３ａでは、１番気
筒の空燃比補正量の演算を行う。リッチ・リーン制御許
可フラグFpRL=0のときは、１番気筒空燃比補正量Chos1
は０とし、前述の基本燃料噴射量Tpおよび空燃比補正項
Lalphaにより理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算される。リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のと
きは、三元触媒１１の入り口でリッチ・リーン排気を供
給すべく１番気筒の空燃比を所定量Kchos1だけ変化させ
る。具体的には、図１４に示される処理にて行う。即
ち、リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のときは、１
番気筒当量比変化量Chos1=Kchos1とし、FpRL=0のとき
は、Chos1=0とする。なお、Kchos1の値は、内燃機関１
および三元触媒１１の特性に応じて、三元触媒温度上昇
度と排気との性能から設定するのが好ましい。
【００３３】５．２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂ
図１５は、２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂを示して
おり、２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂでは、２番気
筒の空燃比補正量の演算を行う。リッチ・リーン制御許
可フラグFpRL=0のときは、１番気筒空燃比補正量Chos2
は０とし、前述の基本燃料噴射量Tpおよび空燃比補正項
Lalphaにより理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算される。リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のと
きは、三元触媒１１の入り口でリッチ・リーン排気を供
給すべく１番気筒の空燃比を所定量Kchos2だけ変化させ
る。具体的には、図１５に示される処理にて行う。即
ち、リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のときは、２
番気筒当量比変化量Chos2=Kchos2とし、FpRL=0のときは
Chos2=0とする。なお、Kchos2の値は、内燃機関１およ
び三元触媒１１の特性に応じて、三元触媒温度上昇度と
排気との性能から設定するのが好ましい。
おり、２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂでは、２番気
筒の空燃比補正量の演算を行う。リッチ・リーン制御許
可フラグFpRL=0のときは、１番気筒空燃比補正量Chos2
は０とし、前述の基本燃料噴射量Tpおよび空燃比補正項
Lalphaにより理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算される。リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のと
きは、三元触媒１１の入り口でリッチ・リーン排気を供
給すべく１番気筒の空燃比を所定量Kchos2だけ変化させ
る。具体的には、図１５に示される処理にて行う。即
ち、リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のときは、２
番気筒当量比変化量Chos2=Kchos2とし、FpRL=0のときは
Chos2=0とする。なお、Kchos2の値は、内燃機関１およ
び三元触媒１１の特性に応じて、三元触媒温度上昇度と
排気との性能から設定するのが好ましい。
【００３４】６．３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃ
図１６は、３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃを示して
おり、３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃでは、３番気
筒の空燃比補正量の演算を行う。リッチ・リーン制御許
可フラグFpRL=0のときは、３番気筒空燃比補正量Chos3
は０とし、前述の基本燃料噴射量Tpおよび空燃比補正項
Lalphaにより理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算される。リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のと
きは、三元触媒の入り口でリッチ・リーン排気を供給す
べく３番気筒の空燃比を所定量Kchos3だけ変化させる。
具体的には、図１６に示される処理にて行う。即ち、リ
ッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のときは、３番気筒
当量比変化量Chos3=Kchos3とし、FpRL=0のときはChos3=
0とする。なお、Kchos3の値は内燃機関１および三元触
媒１１の特性に応じて、三元触媒温度上昇度と排気との
性能から設定するのが好ましい。
おり、３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃでは、３番気
筒の空燃比補正量の演算を行う。リッチ・リーン制御許
可フラグFpRL=0のときは、３番気筒空燃比補正量Chos3
は０とし、前述の基本燃料噴射量Tpおよび空燃比補正項
Lalphaにより理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算される。リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のと
きは、三元触媒の入り口でリッチ・リーン排気を供給す
べく３番気筒の空燃比を所定量Kchos3だけ変化させる。
具体的には、図１６に示される処理にて行う。即ち、リ
ッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のときは、３番気筒
当量比変化量Chos3=Kchos3とし、FpRL=0のときはChos3=
0とする。なお、Kchos3の値は内燃機関１および三元触
媒１１の特性に応じて、三元触媒温度上昇度と排気との
性能から設定するのが好ましい。
【００３５】７．４番気筒空燃比補正量演算部３３ｄ
図１６は、４番気筒空燃比補正量演算部３３ｄを示して
おり、４番気筒空燃比補正量演算部３３ｄでは、４番気
筒の空燃比補正量の演算を行う。リッチ・リーン制御許
可フラグFpRL=0のときは、４番気筒空燃比補正量Chos4
は０とし、前述の基本燃料噴射量Tpおよび空燃比補正項
Lalphaにより理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算される。リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のと
きは、三元触媒の入り口でリッチ・リーン排気を供給す
べく４番気筒の空燃比を所定量Kchos4だけ変化させる。
具体的には、図１７に示される処理にて行う。即ち、リ
ッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のときは、４番気筒
当量比変化量Chos4=Kchos4とし、FpRL=0のときはChos4=
0とする。なお、Kchos4の値は内燃機関１および三元触
媒１１の特性に応じて、三元触媒温度上昇度と排気との
性能から設定するのが好ましい。
おり、４番気筒空燃比補正量演算部３３ｄでは、４番気
筒の空燃比補正量の演算を行う。リッチ・リーン制御許
可フラグFpRL=0のときは、４番気筒空燃比補正量Chos4
は０とし、前述の基本燃料噴射量Tpおよび空燃比補正項
Lalphaにより理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算される。リッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のと
きは、三元触媒の入り口でリッチ・リーン排気を供給す
べく４番気筒の空燃比を所定量Kchos4だけ変化させる。
具体的には、図１７に示される処理にて行う。即ち、リ
ッチ・リーン制御許可フラグFpRL=1のときは、４番気筒
当量比変化量Chos4=Kchos4とし、FpRL=0のときはChos4=
0とする。なお、Kchos4の値は内燃機関１および三元触
媒１１の特性に応じて、三元触媒温度上昇度と排気との
性能から設定するのが好ましい。
【００３６】［第二実施形態］図１８は、本発明の内燃
機関の制御装置の第二の実施形態の内燃機関の全体のシ
ステムを示したものである。本第二の実施形態は、温度
センサ１３が配置されていないこと以外は、第一の実施
形態と同じであるので、他の構成の説明は、省略する。
機関の制御装置の第二の実施形態の内燃機関の全体のシ
ステムを示したものである。本第二の実施形態は、温度
センサ１３が配置されていないこと以外は、第一の実施
形態と同じであるので、他の構成の説明は、省略する。
【００３７】図１９は、コントロールユニット（制御装
置）１６の内部構造を示したものである。温度センサ１
３の入力端子がないこと以外は、第一の実施形態と同じ
であるので、他の構成の説明は、省略する。図１９の本
実施形態のコントロールユニット（制御装置）１６の制
御全体を示した制御ブロック図は、図１０の第一の実施
形態の制御ブロック図とリッチ・リーン制御許可判定部
３４の入力信号が異なる以外は同じであるので、図示は
省略して図１０を参照することとする。
置）１６の内部構造を示したものである。温度センサ１
３の入力端子がないこと以外は、第一の実施形態と同じ
であるので、他の構成の説明は、省略する。図１９の本
実施形態のコントロールユニット（制御装置）１６の制
御全体を示した制御ブロック図は、図１０の第一の実施
形態の制御ブロック図とリッチ・リーン制御許可判定部
３４の入力信号が異なる以外は同じであるので、図示は
省略して図１０を参照することとする。
【００３８】本実施形態のコントロールユニット（制御
装置）１６は、基本燃料噴射量演算部３１、空燃比補正
項演算部３２、１番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、２
番気筒空燃比補正量演算部３３ｂ、３番気筒空燃比補正
量演算部３３ｃ、４番気筒空燃比補正量演算部３３ｄ、
リッチ・リーン制御許可判定部３４からなっている。該
制御装置１６は、リッチ・リーン制御不許可時は、全気
筒の空燃比が理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算され、リッチ・リーン制御許可時は、三元触媒１１
の入り口にリッチ排気とリーン排気を供給し、三元触媒
１１の早期活性化を図るべく、各気筒の空燃比を所定量
変化させる。以下、制御装置１６の各演算部の詳細な説
明を行う。
装置）１６は、基本燃料噴射量演算部３１、空燃比補正
項演算部３２、１番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、２
番気筒空燃比補正量演算部３３ｂ、３番気筒空燃比補正
量演算部３３ｃ、４番気筒空燃比補正量演算部３３ｄ、
リッチ・リーン制御許可判定部３４からなっている。該
制御装置１６は、リッチ・リーン制御不許可時は、全気
筒の空燃比が理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が
演算され、リッチ・リーン制御許可時は、三元触媒１１
の入り口にリッチ排気とリーン排気を供給し、三元触媒
１１の早期活性化を図るべく、各気筒の空燃比を所定量
変化させる。以下、制御装置１６の各演算部の詳細な説
明を行う。
【００３９】１．基本燃料噴射量演算部３１、及び
２．空燃比補正項演算部３２ 基本燃料噴射量演算部３１と空燃比補正項演算部３２
は、第一の実施形態（図１１及び図１２）と同じもので
あるので、説明は省略する。 ３．リッチ・リーン制御許可判定部３４ 図２０は、リッチ・リーン制御許可判定部３４を示して
おり、該リッチ・リーン制御許可判定部３４では、リッ
チ・リーン制御の許可判定を行う。具体的には図２０に
示されるように、始動時水温≦KTws、流入空気量積算値
≦QAsum、始動後時間TaftL以上、始動後時間TaftH以
下、及び、Ne≦NeRLのとき、リッチ・リーン制御許可フ
ラグFpRL=1とし、リッチ・リーン制御を許可する。それ
以外のときは、リッチ・リーン制御を禁止し、FpRL=0と
する。ここに、Ne：内燃機関回転数である。第一の実施
形態で示したように、リッチ・リーン制御は、三元触媒
１１内の水分が蒸発した後から、三元触媒１１の活性化
まで行うのが望ましく、前記各パラメータは、その条件
に適合するよう決めるのがよい。
２．空燃比補正項演算部３２ 基本燃料噴射量演算部３１と空燃比補正項演算部３２
は、第一の実施形態（図１１及び図１２）と同じもので
あるので、説明は省略する。 ３．リッチ・リーン制御許可判定部３４ 図２０は、リッチ・リーン制御許可判定部３４を示して
おり、該リッチ・リーン制御許可判定部３４では、リッ
チ・リーン制御の許可判定を行う。具体的には図２０に
示されるように、始動時水温≦KTws、流入空気量積算値
≦QAsum、始動後時間TaftL以上、始動後時間TaftH以
下、及び、Ne≦NeRLのとき、リッチ・リーン制御許可フ
ラグFpRL=1とし、リッチ・リーン制御を許可する。それ
以外のときは、リッチ・リーン制御を禁止し、FpRL=0と
する。ここに、Ne：内燃機関回転数である。第一の実施
形態で示したように、リッチ・リーン制御は、三元触媒
１１内の水分が蒸発した後から、三元触媒１１の活性化
まで行うのが望ましく、前記各パラメータは、その条件
に適合するよう決めるのがよい。
【００４０】４．１番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、
５．２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂ、６．３番気筒
空燃比補正量演算部３３ｃ、７．４番気筒空燃比補正量
演算部３３ｄ １〜４番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、３３ｂ、３３
ｃ、３３ｄは、第一の実施形態（図１４〜図１７）と同
じものであるので、説明は省略する。
５．２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂ、６．３番気筒
空燃比補正量演算部３３ｃ、７．４番気筒空燃比補正量
演算部３３ｄ １〜４番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、３３ｂ、３３
ｃ、３３ｄは、第一の実施形態（図１４〜図１７）と同
じものであるので、説明は省略する。
【００４１】［第三実施形態］図２１は、本発明の内燃
機関の制御装置の第三の実施形態の内燃機関の全体のシ
ステムを示したものである。本第三の実施形態は、ＨＣ
吸着触媒１８の下流に温度センサ２７を取り付けた以外
は、第一の実施形態と同じであるので、他の構成の説明
は、省略する。図２２は、コントロールユニット（制御
装置）１６の内部構造を示したものである。温度センサ
２７の入力端子が追加された以外は、第一の実施形態と
同じであるので、他の構成の説明は、省略する。
機関の制御装置の第三の実施形態の内燃機関の全体のシ
ステムを示したものである。本第三の実施形態は、ＨＣ
吸着触媒１８の下流に温度センサ２７を取り付けた以外
は、第一の実施形態と同じであるので、他の構成の説明
は、省略する。図２２は、コントロールユニット（制御
装置）１６の内部構造を示したものである。温度センサ
２７の入力端子が追加された以外は、第一の実施形態と
同じであるので、他の構成の説明は、省略する。
【００４２】図２３は、図２２の本実施形態のコントロ
ールユニット（制御装置）１６の制御全体を示した制御
ブロック図である。該制御装置１６は、基本燃料噴射量
演算部３１、空燃比補正項演算部３２、１番気筒空燃比
補正量演算部３３ａ、２番気筒空燃比補正量演算部３３
ｂ、３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃ、４番気筒空燃
比補正量演算部３３ｄ、リッチ・リーン制御許可判定部
３４からなる。
ールユニット（制御装置）１６の制御全体を示した制御
ブロック図である。該制御装置１６は、基本燃料噴射量
演算部３１、空燃比補正項演算部３２、１番気筒空燃比
補正量演算部３３ａ、２番気筒空燃比補正量演算部３３
ｂ、３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃ、４番気筒空燃
比補正量演算部３３ｄ、リッチ・リーン制御許可判定部
３４からなる。
【００４３】制御装置１６は、リッチ・リーン制御不許
可時には、全気筒の空燃比が理論空燃比となるように、
各気筒の燃料噴射量が演算され、リッチ・リーン制御許
可時には、三元触媒１１の入り口にリッチ排気とリーン
排気を供給し、三元触媒１１の早期に活性化するよう
に、または、ＨＣ吸着触媒１８の温度上昇特性が最適化
するように、図るものである。以下、前記制御装置１６
の各演算部の詳細な説明を行う。
可時には、全気筒の空燃比が理論空燃比となるように、
各気筒の燃料噴射量が演算され、リッチ・リーン制御許
可時には、三元触媒１１の入り口にリッチ排気とリーン
排気を供給し、三元触媒１１の早期に活性化するよう
に、または、ＨＣ吸着触媒１８の温度上昇特性が最適化
するように、図るものである。以下、前記制御装置１６
の各演算部の詳細な説明を行う。
【００４４】１．基本燃料噴射量演算部３１、及び
２．空燃比補正項演算部３２ 基本燃料噴射量演算部３１と空燃比補正項演算部３２
は、第一の実施形態（図１１及び図１２）と同じもので
あるので、説明は省略する。 ３．リッチ・リーン制御許可判定部３４図２４は、リッ
チ・リーン制御許可判定部３４を示しており、該リッチ
・リーン制御許可判定部３４では、リッチ・リーン制御
の許可判定を行う。リッチ・リーン制御は、三元触媒１
１の昇温とＨＣ吸着触媒１８の昇温の二つの目的で行う
ことから、許可条件も、三元触媒昇温制御とＨＣ吸着触
媒昇温制御とに、大きく２つに分けられる。
２．空燃比補正項演算部３２ 基本燃料噴射量演算部３１と空燃比補正項演算部３２
は、第一の実施形態（図１１及び図１２）と同じもので
あるので、説明は省略する。 ３．リッチ・リーン制御許可判定部３４図２４は、リッ
チ・リーン制御許可判定部３４を示しており、該リッチ
・リーン制御許可判定部３４では、リッチ・リーン制御
の許可判定を行う。リッチ・リーン制御は、三元触媒１
１の昇温とＨＣ吸着触媒１８の昇温の二つの目的で行う
ことから、許可条件も、三元触媒昇温制御とＨＣ吸着触
媒昇温制御とに、大きく２つに分けられる。
【００４５】具体的には、図２４に示されるように、Tc
n≧TcnL、Tcn≦TcnH、及び、Ne≦NeRLのとき、三元触媒
昇温制御許可フラグFpCAT=1とする。それ以外のときはF
pCAT=0とする。Tcn：三元触媒下流温度、Ne：内燃機関
回転数である。また、Tcn2≧Tcn2LかつTcn2≦Tcn2Hのと
き、ＨＣ吸着触媒昇温制御許可フラグFpHC=1とする。そ
れ以外のときはFpHC=0とする。Tcn2：ＨＣ吸着触媒下流
温度である。TcnLは、三元触媒内の水分の蒸発が完了す
る温度に設定するのが望ましく、センサの位置などにも
よるが、一般的に５０℃〜１００℃となる。
n≧TcnL、Tcn≦TcnH、及び、Ne≦NeRLのとき、三元触媒
昇温制御許可フラグFpCAT=1とする。それ以外のときはF
pCAT=0とする。Tcn：三元触媒下流温度、Ne：内燃機関
回転数である。また、Tcn2≧Tcn2LかつTcn2≦Tcn2Hのと
き、ＨＣ吸着触媒昇温制御許可フラグFpHC=1とする。そ
れ以外のときはFpHC=0とする。Tcn2：ＨＣ吸着触媒下流
温度である。TcnLは、三元触媒内の水分の蒸発が完了す
る温度に設定するのが望ましく、センサの位置などにも
よるが、一般的に５０℃〜１００℃となる。
【００４６】また、TcnHは三元触媒の活性温度に設定す
るのが望ましく、触媒性能にもよるが、２５０℃〜４０
０℃となる。Tcn2Lは、ＨＣ吸着触媒内の吸着ＨＣが脱
離し始める温度に設定するのが望ましく、センサの位置
などにもよるが、一般的に１００℃から２００℃とな
る。また、Tcn2Hは、ＨＣ吸着触媒１８内の三元触媒の
活性温度に設定するのが望ましく、触媒性能にもよる
が、２５０℃〜４００℃となる。TcnL、TcnH、Tcn2L、T
cn2Hの値は、いずれも実機性能に応じて決めるのがよ
い。
るのが望ましく、触媒性能にもよるが、２５０℃〜４０
０℃となる。Tcn2Lは、ＨＣ吸着触媒内の吸着ＨＣが脱
離し始める温度に設定するのが望ましく、センサの位置
などにもよるが、一般的に１００℃から２００℃とな
る。また、Tcn2Hは、ＨＣ吸着触媒１８内の三元触媒の
活性温度に設定するのが望ましく、触媒性能にもよる
が、２５０℃〜４００℃となる。TcnL、TcnH、Tcn2L、T
cn2Hの値は、いずれも実機性能に応じて決めるのがよ
い。
【００４７】４．１番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、
５．２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂ、６．３番気筒
空燃比補正量演算部３３ｃ、７．４番気筒空燃比補正量
演算部３３ｄ １〜４番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、３３ｂ、３３
ｃ、３３ｄは、第一の実施形態（図１４〜図１７）と同
じものであるので、説明は省略する。
５．２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂ、６．３番気筒
空燃比補正量演算部３３ｃ、７．４番気筒空燃比補正量
演算部３３ｄ １〜４番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、３３ｂ、３３
ｃ、３３ｄは、第一の実施形態（図１４〜図１７）と同
じものであるので、説明は省略する。
【００４８】本実施形態では、ＨＣ吸着触媒１８内の吸
着ＨＣが脱離し始めると、最速でＨＣ吸着触媒１８内の
三元性能が活性化する温度まで昇温する仕様としている
が、実際には、最適な温度上昇カーブにそって、温度セ
ンサ２７の出力に基づいて、Ｆ／Ｂ制御するのもよい。
この場合、リッチ・リーン制御をＯＮ・ＯＦＦを繰り返
すことで、ＨＣ吸着触媒１８の温度を調節する。
着ＨＣが脱離し始めると、最速でＨＣ吸着触媒１８内の
三元性能が活性化する温度まで昇温する仕様としている
が、実際には、最適な温度上昇カーブにそって、温度セ
ンサ２７の出力に基づいて、Ｆ／Ｂ制御するのもよい。
この場合、リッチ・リーン制御をＯＮ・ＯＦＦを繰り返
すことで、ＨＣ吸着触媒１８の温度を調節する。
【００４９】［第四実施形態］図２５は、本発明の内燃
機関の制御装置の第四の実施形態の内燃機関の全体のシ
ステムを示したものである。触媒２８は、ＨＣ吸着材と
三元触媒を同じ担体に担持している触媒である。該触媒
２８以外の構成は、第一の実施形態と同じであるので、
他の構成の説明は、省略する。
機関の制御装置の第四の実施形態の内燃機関の全体のシ
ステムを示したものである。触媒２８は、ＨＣ吸着材と
三元触媒を同じ担体に担持している触媒である。該触媒
２８以外の構成は、第一の実施形態と同じであるので、
他の構成の説明は、省略する。
【００５０】本実施の形態の内燃機関の制御装置での制
御は、第一の実施形態と同じである。ただし、触媒の下
流の設定温度TcnLは、三元触媒内の水分の蒸発が完了す
る温度に設定するのではなく、ＨＣ吸着触媒内の吸着Ｈ
Ｃが脱離し始める温度に設定するのが望ましく、センサ
の位置などにもよるが、一般的に１００℃から２００℃
となる。また、第一実施形態と同様に、実際には最適な
温度上昇カーブにそって、温度センサ１３の出力に基づ
いて、Ｆ／Ｂ制御するのもよい。この場合、リッチ・リ
ーン制御をＯＮ・ＯＦＦを繰り返すことで、ＨＣ吸着触
媒の温度を調節する。
御は、第一の実施形態と同じである。ただし、触媒の下
流の設定温度TcnLは、三元触媒内の水分の蒸発が完了す
る温度に設定するのではなく、ＨＣ吸着触媒内の吸着Ｈ
Ｃが脱離し始める温度に設定するのが望ましく、センサ
の位置などにもよるが、一般的に１００℃から２００℃
となる。また、第一実施形態と同様に、実際には最適な
温度上昇カーブにそって、温度センサ１３の出力に基づ
いて、Ｆ／Ｂ制御するのもよい。この場合、リッチ・リ
ーン制御をＯＮ・ＯＦＦを繰り返すことで、ＨＣ吸着触
媒の温度を調節する。
【００５１】［第五実施形態］図２６は、本発明の内燃
機関の制御装置の第五の実施形態の内燃機関のコントロ
ールユニット（制御装置）１６の制御全体を示した制御
ブロック図である。該制御装置１６は、基本燃料噴射量
演算部３１、空燃比補正項演算部３２、１番気筒空燃比
補正量演算部３３ａ、２番気筒空燃比補正量演算部３３
ｂ、３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃ、４番気筒空燃
比補正量演算部３３ｄ、リッチ・リーン制御許可判定部
３４、点火時期演算部３５からなる。制御装置１６は、
点火時期演算部３５を備えた以外は、第一の実施形態と
同じものであるので、説明は省略する。
機関の制御装置の第五の実施形態の内燃機関のコントロ
ールユニット（制御装置）１６の制御全体を示した制御
ブロック図である。該制御装置１６は、基本燃料噴射量
演算部３１、空燃比補正項演算部３２、１番気筒空燃比
補正量演算部３３ａ、２番気筒空燃比補正量演算部３３
ｂ、３番気筒空燃比補正量演算部３３ｃ、４番気筒空燃
比補正量演算部３３ｄ、リッチ・リーン制御許可判定部
３４、点火時期演算部３５からなる。制御装置１６は、
点火時期演算部３５を備えた以外は、第一の実施形態と
同じものであるので、説明は省略する。
【００５２】本実施形態の内燃機関の制御装置１６は、
三元触媒１１内の水分を早期に蒸発させることと、リッ
チ・リーン制御の効果を上げることを目的として、内燃
機関１の始動時は、点火時期にリタードをかける。ま
た、リッチ・リーン制御不許可時は、全気筒の空燃比が
理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が演算される。
リッチ・リーン制御許可時は、三元触媒１１の入り口に
リッチ排気とリーン排気を供給し、三元触媒１１の早期
活性化を図るべく、各気筒の空燃比を所定量変化させ
る。以下、前記制御装置１６の各演算部の詳細な説明を
行う。
三元触媒１１内の水分を早期に蒸発させることと、リッ
チ・リーン制御の効果を上げることを目的として、内燃
機関１の始動時は、点火時期にリタードをかける。ま
た、リッチ・リーン制御不許可時は、全気筒の空燃比が
理論空燃比となるよう各気筒燃料噴射量が演算される。
リッチ・リーン制御許可時は、三元触媒１１の入り口に
リッチ排気とリーン排気を供給し、三元触媒１１の早期
活性化を図るべく、各気筒の空燃比を所定量変化させ
る。以下、前記制御装置１６の各演算部の詳細な説明を
行う。
【００５３】１．基本燃料噴射量演算部３１、２．空燃
比補正項演算部３２、３．リッチ・リーン制御許可判定
部３４、４．１番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、５．
２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂ、６．３番気筒空燃
比補正量演算部３３ｃ、 ７． ４番気筒空燃比補正量演算部３３ｄ 基本燃料噴射量演算部３１、空燃比補正項演算部３２、
リッチ・ リーン制御許可判定部３４、及び、１〜４番
気筒空燃比補正量演算部３３ａ、３ｂ、３３ｃ、３３ｄ
は、第一の実施形態（図１１〜図１７）と同じものであ
るので、説明は省略する。
比補正項演算部３２、３．リッチ・リーン制御許可判定
部３４、４．１番気筒空燃比補正量演算部３３ａ、５．
２番気筒空燃比補正量演算部３３ｂ、６．３番気筒空燃
比補正量演算部３３ｃ、 ７． ４番気筒空燃比補正量演算部３３ｄ 基本燃料噴射量演算部３１、空燃比補正項演算部３２、
リッチ・ リーン制御許可判定部３４、及び、１〜４番
気筒空燃比補正量演算部３３ａ、３ｂ、３３ｃ、３３ｄ
は、第一の実施形態（図１１〜図１７）と同じものであ
るので、説明は省略する。
【００５４】８．点火時期演算部
図２７は、点火時期演算部３５を示しており、該点火時
期演算部３５では、リッチ・リーン制御の許可判定を行
う。図２７に示されるように、最終点火時期ADVfは、AD
Vf = ADVb−ADVRTDで演算される。ここに、ADVb：基
本点火時期、ADVRTD：点火時期リタード量である。基本
点火時期ADVbは、基本燃料噴射量Tpと内燃機関回転数Ne
から基本点火時期MapADVbを参照して得られる。
期演算部３５では、リッチ・リーン制御の許可判定を行
う。図２７に示されるように、最終点火時期ADVfは、AD
Vf = ADVb−ADVRTDで演算される。ここに、ADVb：基
本点火時期、ADVRTD：点火時期リタード量である。基本
点火時期ADVbは、基本燃料噴射量Tpと内燃機関回転数Ne
から基本点火時期MapADVbを参照して得られる。
【００５５】点火時期リタード量ADVRTDは、点火時期リ
タード制御許可フラグFpRTD=1のとき、ADRTD=KADVRTDで
あり、FpRTD=0のとき、ADVRTD=0である。点火時期リタ
ード制御許可フラグFpRTDは、三元触媒下流温度Tcnが、
Tcn≧TcnL3、Tcn≦TcnH3、Ne≧NeRTDのとき、FpRTD=1と
し、リタードを行う。それ以外のときは、FpRTD=0と
し、リタードを行わない。
タード制御許可フラグFpRTD=1のとき、ADRTD=KADVRTDで
あり、FpRTD=0のとき、ADVRTD=0である。点火時期リタ
ード制御許可フラグFpRTDは、三元触媒下流温度Tcnが、
Tcn≧TcnL3、Tcn≦TcnH3、Ne≧NeRTDのとき、FpRTD=1と
し、リタードを行う。それ以外のときは、FpRTD=0と
し、リタードを行わない。
【００５６】本実施形態の制御は、三元触媒１１内の水
分を速やかに蒸発させることを目的の一つとしているの
で、TcnL3は、少なくとも５０℃以下に設定するのが望
ましい。TcnH3は、三元触媒の活性化温度を最大値とし
て、リッチ・リーン制御とで最大限の効果が得られるよ
う設定するのが望ましい。リタード量KADVRTDは、内燃
機関の安定性から決まるリタード限界に設定するのが望
ましく、内燃機関の性能によって決める。また、基本点
火時期マップMapADVbは、いわゆるMBTとなるように内燃
機関の性能に応じて決める。以上、本発明の五つの実施
形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限
定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発
明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更
ができるものである。
分を速やかに蒸発させることを目的の一つとしているの
で、TcnL3は、少なくとも５０℃以下に設定するのが望
ましい。TcnH3は、三元触媒の活性化温度を最大値とし
て、リッチ・リーン制御とで最大限の効果が得られるよ
う設定するのが望ましい。リタード量KADVRTDは、内燃
機関の安定性から決まるリタード限界に設定するのが望
ましく、内燃機関の性能によって決める。また、基本点
火時期マップMapADVbは、いわゆるMBTとなるように内燃
機関の性能に応じて決める。以上、本発明の五つの実施
形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限
定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発
明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更
ができるものである。
【００５７】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の内燃機関の制御装置は、始動時に排気の悪化がな
く、三元触媒の早期活性化が実現するので、排気ガスか
らのHC、CO、NOx等の大幅な低減が可能である。
明の内燃機関の制御装置は、始動時に排気の悪化がな
く、三元触媒の早期活性化が実現するので、排気ガスか
らのHC、CO、NOx等の大幅な低減が可能である。
【００５８】
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載の内燃機関の制御装置を表した
図。
図。
【図２】請求項２に記載の内燃機関の制御装置を表した
図。
図。
【図３】請求項４に記載の内燃機関の制御装置を表した
図。
図。
【図４】請求項５に記載の内燃機関の制御装置を表した
図。
図。
【図５】請求項６に記載の内燃機関の制御装置を表した
図。
図。
【図６】請求項８に記載の内燃機関の制御装置を表した
図。
図。
【図７】車両走行中の三元触媒温度と三元触媒後のＨＣ
排出特性を示したグラフ。
排出特性を示したグラフ。
【図８】本発明の内燃機関の制御装置の第一の実施形態
の内燃機関システムの全体構成図。
の内燃機関システムの全体構成図。
【図９】図８の内燃機関の制御装置制御部分（コントロ
ールユニット）の内部構成を示した図。
ールユニット）の内部構成を示した図。
【図１０】図８の内燃機関の制御装置の全体の制御ブロ
ック図。
ック図。
【図１１】図１０の制御ブロック図における基本燃料演
算部の制御ブロック図。
算部の制御ブロック図。
【図１２】図１０の制御ブロック図における空燃比補正
項演算部の制御ブロック図。
項演算部の制御ブロック図。
【図１３】図１０の制御ブロック図におけるリッチ・リ
ーン制御許可判定部の制御ブロック図。
ーン制御許可判定部の制御ブロック図。
【図１４】図１０の制御ブロック図における１番気筒空
燃比補正量演算部の制御ブロック図。
燃比補正量演算部の制御ブロック図。
【図１５】図１０の制御ブロック図における２番気筒空
燃比補正量演算部の制御ブロック図。
燃比補正量演算部の制御ブロック図。
【０１００】
【図１６】図１０の制御ブロック図における３番気筒空
燃比補正量演算部の制御ブロック図。
燃比補正量演算部の制御ブロック図。
【図１７】図１０の制御ブロック図における４番気筒空
燃比補正量演算部の制御ブロック図。
燃比補正量演算部の制御ブロック図。
【図１８】本発明の内燃機関の制御装置の第二の実施形
態の内燃機関システムの全体構成図。
態の内燃機関システムの全体構成図。
【図１９】図１８の内燃機関の制御装置制御部分（コン
トロールユニット）の内部構成を示した図。
トロールユニット）の内部構成を示した図。
【図２０】図１８の内燃機関の制御装置のリッチ・リー
ン制御許可判定部の制御ブロック図。
ン制御許可判定部の制御ブロック図。
【図２１】本発明の内燃機関の制御装置の第三の実施形
態の内燃機関システムの全体構成図。
態の内燃機関システムの全体構成図。
【図２２】図２１の内燃機関の制御装置制御部分（コン
トロールユニット）の内部構成を示した図。
トロールユニット）の内部構成を示した図。
【図２３】図２１の内燃機関の制御装置の全体の制御ブ
ロック図。
ロック図。
【図２４】図２３の制御ブロック図におけるリッチ・リ
ーン制御許可判定部の制御ブロック図。
ーン制御許可判定部の制御ブロック図。
【図２５】本発明の内燃機関の制御装置の第四の実施形
態の内燃機関システムの全体構成図。
態の内燃機関システムの全体構成図。
【図２６】本発明の内燃機関の制御装置の第五の実施形
態の全体の制御ブロック図。
態の全体の制御ブロック図。
【図２７】図２６の制御ブロック図における点火時期演
算部のブロック図。
算部のブロック図。
１ 内燃機関
２ エアフロセンサ
３ スロットル
４ ＩＳＣ用バイパス管
５ ＩＳＣバルブ
６ 吸気マニホールド
７ 燃料噴射弁
８ 点火プラグ
９ シリンダ
１０ 排気マニホールド
１１ 三元触媒
１２ A/Fセンサ
１３ 温度センサ
１４ 水温センサ
１５ 内燃機関回転数センサ
１６ コントロールユニット（制御装置）
１７ スロットル開度センサ
１８ ＨＣ吸着材を担持した触媒
１９ エアクリーナ
２８ 触媒（三元触媒とＨＣ吸着材とを同一担体に担
持した触媒） ３１ 基本燃料噴射量演算部 ３２ 空燃比補正項演算部 ３３ａ １番気筒空燃比補正量演算部 ３３ｂ ２番気筒空燃比補正量演算部 ３３ｃ ３番気筒空燃比補正量演算部 ３３ｄ ４番気筒空燃比補正量演算部 ３４ リッチ・リーン制御許可判定部 ３５ 点火時期演算部
持した触媒） ３１ 基本燃料噴射量演算部 ３２ 空燃比補正項演算部 ３３ａ １番気筒空燃比補正量演算部 ３３ｂ ２番気筒空燃比補正量演算部 ３３ｃ ３番気筒空燃比補正量演算部 ３３ｄ ４番気筒空燃比補正量演算部 ３４ リッチ・リーン制御許可判定部 ３５ 点火時期演算部
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３０５
43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ
３０１Ｅ
３０１Ｔ
45/00 ３１４ 45/00 ３１４Ｒ
(72)発明者 永野 正美
茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株
式会社日立製作所自動車機器グループ内
Ｆターム(参考） 3G084 BA09 BA13 BA24 CA01 DA05
DA10 EB11 FA07 FA10 FA20
FA26 FA27 FA38
3G091 AA17 AB03 AB10 BA03 CB02
DA01 DA02 DC01 EA05 EA07
EA16 EA18 EA34 EA37 FA01
FA04 FB02 FB10 FB12 FC07
3G301 HA01 JA21 KA01 LB01 LC01
MA01 MA11 ND01 NE01 NE06
NE13 NE15 PA01Z PA11Z
PD01A PD01Z PD12A PD12Z
PE01Z PE03Z PE08Z
Claims (8)
- 【請求項１】排気側に三元触媒とＨＣ吸着材とを備えた
内燃機関の制御装置であって、 該制御装置は、前記内燃機関の始動時、前記三元触媒の
活性化を早めるべく、リッチとリーンとに交互に空燃比
制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項２】排気側に三元触媒を備えた内燃機関の制御
装置であって、 該制御装置は、前記三元触媒内の水分の蒸発が完了した
ことを直接的もしくは間接的に検出する手段を備え、前
記三元触媒内の水分蒸発完了を検出後に、該三元触媒の
活性化を早めるべく、リッチとリーンとに交互に空燃比
制御を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項３】前記内燃機関の始動直後から前記三元触媒
内の水分が蒸発するまでの期間は、点火時期を遅角させ
ることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装
置。 - 【請求項４】排気側に三元触媒を備えた内燃機関の制御
装置であって、 該制御装置は、前記三元触媒の温度を直接的もしくは間
接的に検出する手段を備え、前記三元触媒の温度が所定
の範囲の値の時、該三元触媒の活性化を早めるべく、リ
ッチとリーンとに交互に空燃比制御を行うことを特徴と
する内燃機関の制御装置。 - 【請求項５】排気側に三元触媒を備えた内燃機関の制御
装置であって、 該制御装置は、内燃機関の運転状態を検出する手段を備
え、該運転状態に基づいて、該三元触媒の活性化を早め
るべく、リッチとリーンとに交互に空燃比制御を行うこ
とを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項６】排気側に三元触媒とＨＣ吸着材とをその順
序に備えた内燃機関の制御装置であって、 該制御装置は、、前記ＨＣ吸着材の温度を直接的もしく
は間接的に検出する手段を備え、該ＨＣ吸着材の温度を
変更するべく、リッチとリーンとに交互に空燃比制御を
行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 【請求項７】前記ＨＣ吸着材温度が所定範囲内の時、リ
ッチとリーンとに交互に空燃比制御を行うことを特徴と
する請求項６に記載の内燃機関の制御装置。 - 【請求項８】排気側に三元触媒とＨＣ吸着材とを同一担
体に有する触媒を備えた内燃機関の制御装置であって、 該制御装置は、前記ＨＣ吸着材の温度を変更するべく、
リッチとリーンとに交互に空燃比制御を行うことを特徴
とする内燃機関の制御装置。
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