JP2003293801A - パワートレインの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの冷間始動時において、排気ガス浄
化触媒の暖機を促進することができる一方逆火の発生を
有効に防止することができ、さらにはエンジンの安定性
を良好に保持することができる手段を提供する。 【解決手段】 パワートレインのコントロールユニット
は、冷間アイドル運転時には、エンジンの点火時期を燃
焼変動小領域までリタードさせて排気ガス浄化触媒の暖
機を促進する。その際、コントロールユニットは、ＩＳ
Ｇにエンジンに対してトルクアシストを行わせ、エンジ
ンの安定性を確保する。また、コントロールユニット
は、点火時期リタード量が大きいとき、あるいはエンジ
ン温度が高いときには、開弁オーバーラップを小さくし
て逆火の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変バルブタイミ
ング機構を備えたエンジンの冷間始動時におけるアイド
ル運転時（冷間アイドル運転時）に、逆火を防止しつつ
点火時期をリタードさせることにより排気ガス浄化触媒
の暖機ないし昇温を促進するようにしたパワートレイン
の制御装置に関するものであり、さらにはエンジンに対
してトルクアシストを行ってエンジンの安定性を確保す
るようにしたパワートレインの制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用のエンジンから排出さ
れた排気ガスには、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＣＯ（一酸
化炭素）、ＨＣ（炭化水素）等の大気汚染物質が含まれ
ているので、これらを浄化するために、排気通路には排
気ガス浄化触媒を用いた触媒コンバータが介設される。
しかしながら、排気ガス浄化触媒は、その温度が活性化
温度に達しないと排気ガス浄化力を十分には発揮するこ
とができない。このため、エンジンの冷間始動時には、
大気汚染物質の排出量を低減するために、排気ガス浄化
触媒を迅速に高める（暖機する）必要がある。

【０００３】そこで、冷間始動時には点火時期を通常値
よりも大幅にリタードさせることにより排気ガス温度を
高め、排気ガス浄化触媒の昇温を促進するようにしたエ
ンジンの制御装置が提案されている（例えば、特開２０
００−３８９５１号公報参照）。すなわち、点火時期を
リタードさせれば、燃料の燃焼によって生じた熱の力学
的エネルギへの変換率が低下し、その分、排気ガス中に
残留する熱が増えて排気ガス温度が高くなるからであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、吸気
弁の開閉タイミングもしくは排気弁の開閉タイミング、
又は両方の開閉タイミング（以下、「バルブタイミン
グ」と総称する。）を変化させることができる可変バル
ブタイミング機構（以下、「ＶＶＴ」という。）を備え
たエンジンが広く用いられている。そして、ＶＶＴを備
えたエンジンでは、エンジンの運転状態に応じてバルブ
タイミングを変化させることにより、吸気弁と排気弁と
の開弁オーバーラップ量を運転状態に応じた最適なもの
となるようにしている。しかしながら、ＶＶＴを備えた
エンジンにおいて、冷間始動時等のアイドル時に排気ガ
ス浄化触媒の暖機を促進するために点火時期をリタード
させたとき、あるいはエンジン温度が高いときに開弁オ
ーバーラップを大きくすると、逆火が発生しやすくなる
といった問題がある。

【０００５】さらに、一般にエンジンでは、点火時期を
リタードさせると燃焼安定性が低下して燃焼変動が大き
くなり、エンジンの安定性が悪くなる（振動が大きくな
り、ショック大となる）。また、エンジンの冷間始動時
におけるアイドル時には、燃料が気化・霧化しにくいの
で、燃焼安定性が悪くなる。このため、エンジンの冷間
始動時等において排気ガス浄化触媒の昇温を促進するた
めに点火時期を通常時よりも大幅にリタードさせると、
エンジンの安定性が非常に悪くなるといった問題があ
る。

【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するため
になされたものであって、ＶＶＴを備えたエンジンの冷
間始動時等において、排気ガス浄化触媒の暖機ないしは
昇温を有効に促進してエンジンのエミッション性能を有
効に高めることができる一方逆火の発生を有効に防止す
ることができ、さらにはエンジンの安定性を良好に保持
することができる手段を提供することを解決すべき課題
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明の第１の態様にかかるパワートレイン
の制御装置は、（ｉ）エンジンの排気ガスを浄化する排
気ガス浄化触媒（例えば、三元触媒）を備えたパワート
レインの制御装置において、（ii）エンジン始動後の所
定期間内における冷間アイドル運転時に、点火時期をリ
タードさせる点火時期制御手段と、（iii）該冷間アイ
ドル運転時において、点火時期制御手段により点火時期
がリタードさせられているときの吸気弁と排気弁との開
弁オーバーラップ量を、点火時期制御手段により点火時
期がリタードさせられていないときの開弁オーバーラッ
プ量に比べて、小さい値に設定する開弁オーバーラップ
量制御手段とを備えていることを特徴とするものであ
る。

【０００８】このパワートレインの制御装置によれば、
冷間アイドル運転時には、点火時期がリタードさせられ
るので、排気ガス温度が高められ、ひいては排気ガス浄
化触媒の暖機が促進される。また、一般に冷間アイドル
運転時には、点火時期のリタードにより逆火が生じやす
くなるが、このパワートレインの制御装置では、冷間ア
イドル運転時には開弁オーバーラップ量が通常時よりも
小さい値に設定（制限）されるので、逆火の発生が防止
される。よって、冷間アイドル時には、点火時期のリタ
ードによるエミッションの低減と、逆火の発生の防止と
を両立させることができる。

【０００９】本発明の第２の態様にかかるパワートレイ
ンの制御装置は、（ｉ）エンジンの排気ガスを浄化する
排気ガス浄化触媒（例えば、三元触媒）と、エンジンに
トルクを付与してトルクアシストを行うエンジン駆動手
段（例えば、ＩＳＧ：Integrated Starter Generator）
とを備えたパワートレインの制御装置において、（ii）
エンジン始動後の所定期間内における冷間アイドル運転
時に、エンジン駆動手段にエンジンのトルクアシストを
実行させるトルクアシスト制御手段と、（iii）該冷間
アイドル運転時に点火時期をリタードさせる点火時期制
御手段と、（iv）エンジンの吸気弁と排気弁との開弁オ
ーバーラップ量を制御する開弁オーバーラップ量制御手
段と、（ｖ）排気ガス浄化用触媒の温度又はこれに対応
する温度を検出する温度検出手段とを備えていて、（v
i）点火時期制御手段が、上記温度が所定温度以下であ
るときの上記点火時期のリタード量を、上記温度が所定
温度より高いときの上記点火時期のリタード量に比べて
大きい値に設定し、（vii）かつ、オーバーラップ量制
御手段が、上記冷間アイドル運転時において、上記温度
が所定温度以下であるときの吸気弁と排気弁との開弁オ
ーバーラップ量を、上記温度が所定温度より高いときの
オーバーラップ量に比べて、小さい値に設定するように
なっていることを特徴とするものである。

【００１０】このパワートレインの制御装置によれば、
冷間アイドル運転時には、点火時期制御手段によって点
火時期がリタードされるので、排気ガス温度が高めら
れ、ひいては排気ガス浄化触媒の暖機が促進される。そ
の際、エンジン駆動手段によって、エンジンに対してト
ルクアシストが行われるので、エンジンの安定性が良好
に保持される。すなわち、点火時期を大きくリタードす
ることにより、エンジンの燃焼安定性は悪化するもの
の、エンジン駆動手段によるトルクアシストによって、
エンジンの燃焼変動が抑えられ、安定性が保持されるの
である。したがって、エンジンの安定性を良好に保持し
つつ、排気ガス浄化触媒の暖機を有効に促進することが
でき、エンジンのエミッション性能を有効に高めること
ができる。

【００１１】また、一般に冷間アイドル運転時には、点
火時期を大きくリタードすることにより逆火が生じやす
くなるが、このパワートレインの制御装置では、冷間ア
イドル運転時には開弁オーバーラップ量が通常時よりも
小さい値に制限されるので、逆火の発生が防止される。
よって、冷間アイドル時には、点火時期のリタードによ
るエミッションの低減と、逆火の発生の防止とを両立さ
せることができる。

【００１２】ところで、本願発明者の知見によれば、エ
ンジン駆動手段を備えたエンジンにおいては、点火時期
を通常値（例えば、ＭＢＴ）よりもある程度リタード側
の領域に設定すると燃焼変動が大きくなる（以下、この
領域を「燃焼変動大領域」という。）。しかしながら、
同じ充填効率ｃｅの下では、この燃焼変動大領域よりリ
タード側の領域では、再び、燃焼変動の絶対値が小さく
なり、エンジンの安定性が良好となる（以下、この領域
を「燃焼変動小領域」という。）。したがって、冷間ア
イドル時には、点火時期を、この燃焼変動小領域までリ
タードさせるのが好ましい。そして、エンジンがこのよ
うな状態から非アイドル運転状態に移行したときには、
点火時期が燃焼変動大領域をジャンプしてアドバンスさ
せられるので、点火時期が、燃焼変動の絶対値が大きく
燃焼安定性が低い領域にとどまるのを回避することがで
きる。

【００１３】本発明の第１の態様又は第２の態様にかか
るパワートレインの制御装置においては、エンジンの燃
焼室の温度又はこれに対応する温度（以下、単に「燃焼
室温度」という。）を検出する燃焼室内温度検出手段が
設けられ、開弁オーバーラップ量制御手段が、点火時期
制御手段が冷間アイドル運転時において点火時期をリタ
ードさせているときの開弁オーバーラップ量の上限値
を、燃焼室温度が高いときほど、小さい値に設定するよ
うになっているのが好ましい。一般に、エンジンの燃焼
室温度が高いときには、点火時期のリタードにより逆火
が生じやすくなる。しかしながら、このようにすれば、
冷間アイドル運転時には開弁オーバーラップ量が通常時
よりも小さい値に制限されるので、逆火の発生がより有
効に防止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を具体
的に説明する。図１に示すように、パワートレインを構
成するエンジン１は、吸気弁２が開かれたときに、吸気
ポート３から燃焼室４内に混合気を吸入するようになっ
ている。そして、この燃焼室４内の混合気は、ピストン
５によって圧縮され、所定のタイミングで、点火コイル
６によって起動される点火プラグ（図示せず）により点
火されて燃焼する。燃焼ガスすなわち排気ガスは、排気
弁７が開かれたときに排気ポート８に排出される。な
お、点火コイル６は、点火時期を、所定の範囲内で自在
にアドバンス（進角）又はリタード（遅角）させること
ができる。

【００１５】このような過程が繰り返され、ピストン５
は往復運動をする。このピストン５の往復運動は、コネ
クチングロッド（図示せず）によりクランク軸９の回転
運動に変換され、このクランク軸９の回転力がエンジン
１の出力トルクとなる。なお、吸気弁２の開閉タイミン
グは、吸気側ＶＶＴ機構１０（可変バルブタイミング機
構）により変化させられる。また、排気弁７の開閉タイ
ミングは、排気側ＶＶＴ機構１１（可変バルブタイミン
グ機構）により変化させられる。したがって、エンジン
１の運転状態に応じて、吸気弁３と排気弁７との開弁オ
ーバーラップ量を自在に変更することができる。なお、
吸気側又は排気側の一方は、ＶＶＴ機構でなく、普通の
カム動弁機構であってもよい。

【００１６】吸気ポート３には、吸気通路１２を介して
燃料燃焼用のエアが供給される。そして、吸気通路１２
には、エアの流れ方向にみて上流側から順に、エア中の
ダストを除去するエアクリーナ１３と、吸入空気量を検
出するエアフローセンサ１４と、アクセルペダル（図示
せず）と連動して開閉されるスロットル弁１５と、エア
の流れを安定化させるサージタンク１６と、吸気通路１
２内ないしは吸気ポート３内のエア中に燃料（例えば、
ガソリン）を噴射して混合気を生成するインジェクタ１
７とが設けられている。また、吸気通路１２には、スロ
ットル弁１５を迂回するＩＳＣ通路１８（バイパスエア
通路）が設けられ、このＩＳＣ通路１８にはＩＳＣバル
ブ１９が介設されている。アイドル時には、このＩＳＣ
通路１８を介してエアが供給される。また、ＩＳＣバル
ブ１９の開度を増減することにより、アイドル回転数を
制御することができる。

【００１７】他方、排気ポート８内の排気ガスは、排気
通路２０を介して外部（大気中）に排出される。この排
気通路２０には、排気ガスを浄化する排気ガス浄化触媒
を用いた触媒コンバータ２１が介設されている。ここ
で、排気ガス浄化触媒としては、例えば、ＮＯｘ、Ｈ
Ｃ、ＣＯ等を浄化する三元触媒等が用いられる。この排
気ガス浄化触媒は、その温度が活性化温度（例えば、３
６０〜４００℃）以上になると十分な浄化力を発揮する
が、その温度が活性化温度より低いと、十分な浄化力は
得られない。

【００１８】このパワートレインには、コンピュータか
らなるコントロールユニットＣが設けられている。コン
トロールユニットＣは、エンジン１、あるいは後で説明
するＩＳＧ２５等の総合的な制御装置であって、各種制
御情報に基づいて種々制御を行うようになっている。具
体的には、コントロールユニットＣには、エアフローセ
ンサ１４によって検出される吸入空気量、スロットルセ
ンサ２２によって検出されるスロットル開度、クランク
センサ２３によって検出されるクランク角、水温センサ
２４によって検出されるエンジン水温等の各種制御情報
が入力される。そして、コントロールユニットＣは、こ
れらの制御情報に基づいて、インジェクタ１７の燃料噴
射量及び噴射タイミングの制御、点火コイル６（点火プ
ラグ）の制御すなわち点火時期制御、ＩＳＧバルブ１９
の開閉制御すなわちバイパス空気量の制御、ＩＳＧ２５
の制御すなわちトルクアシスト量の制御、ＶＶＴ機構１
０、１１の制御すなわちバルブタイミング制御ないしは
開弁オーバーラップ量制御等を行う。

【００１９】図２（ａ）に示すように、このパワートレ
インには、エンジン１にトルクを付与してトルクアシス
トを行うＩＳＧ２５が設けられている。このＩＳＧ２５
は、スタータとオルタネータとが一体化されてなるモー
タないし発電機であり、ベルト２６を介してクランク軸
９と一体回転するようになっている。このＩＳＧ２５に
対しては、３６Ｖバッテリ２７と、１２Ｖバッテリ２８
と、インバータ２９と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０とが
設けられている。なお、このエンジン１では、普通のス
タータ３１もギヤ機構３２を介してクランク軸９に連結
されている。クランク軸のトルクは、トルクコンバータ
３３（又はクラッチ）を介して、油圧式の自動変速機
（図示せず）に伝達される。この自動変速機にはオイル
ポンプ３４が付設されている。なお、図２（ｂ）に示す
ように、ＩＳＧ２５を、ベルト２６を介してクランク軸
９に連結するのではなく、直接クランク軸９と連結して
もよい。

【００２０】前記のとおり、コントロールユニットＣは
このパワートレインの各種制御を行うようになってい
る。しかし、コントロールユニットＣによるパワートレ
インの通常の制御は一般に知られており、またかかる通
常の制御は本願発明の要旨とするところでもないのでそ
の説明を省略し、以下では本願発明の要旨にかかる、冷
間始動時等におけるアイドル運転時、すなわち冷間アイ
ドル運転時に、エンジン１の燃焼安定を保持しつつ排気
ガス浄化触媒２１の暖機ないし昇温を促進するための、
点火時期及びアシストトルクの制御（以下、「冷間始動
アイドル制御」という。）を説明する。なお、ここで
「冷間始動」とは、エンジン１が常温の未暖機状態から
始動される場合を意味し、寒冷状態からの始動に限定さ
れるものではない。

【００２１】まず、この冷間始動アイドル制御の概要を
説明する。図３に示すように、ＩＳＧ２５によってトル
クアシストが行われているエンジン１においては、最大
トルクを得ることができるＭＢＴ（ラインＧ１）よりも
リタード側に、燃焼変動が大きくなりエンジンの安定性
が悪くなる燃焼変動大領域Ｒ３が存在する。そして、こ
の燃焼変動大領域Ｒ３よりリタード側には、燃焼変動が
小さくなりエンジンの安定性が良好となる燃焼変動小領
域Ｒ２が存在する。この燃焼変動小領域Ｒ２よりリター
ド側には、失火が生じやすい失火領域Ｒ１が存在する。
なお、図３中において、ラインＧ２はエンジンの発生ト
ルクが０の状態を示している。

【００２２】そこで、この冷間始動アイドル制御におい
ては、冷間アイドル時には、エンジン１に対してＩＳＧ
２５によりトルクアシストを行いつつ、点火時期を、エ
ンジンの燃焼変動が大きい燃焼変動大領域Ｒ３を避け
て、燃焼変動が小さい燃焼変動小領域Ｒ２内の所定の時
期（冷間アイドル用点火時期）に設定するようにしてい
る。ここで、冷間アイドル用点火時期は、燃焼変動小領
域Ｒ２内においてアドバンス側に設定される。点火時期
を不必要にリタードさせると、このパワートレインを搭
載した車両の発進時における点火時期の変化量（アドバ
ンス量）が大きくなり、トルクショックの増加を招くか
らである。また、点火時期を過剰にリタードさせると、
点火時期が失火領域Ｒ１に入ってしまうおそれもある。

【００２３】図３から明らかなとおり、燃焼変動大領域
Ｒ３と燃焼変動小領域Ｒ２との境界は、充填効率ｃｅが
大きいときほどリタード側に移行する。したがって、冷
間アイドル用点火時期は、充填効率ｃｅが大きいときほ
どリタード側に設定する必要がある。

【００２４】コントロールユニットによってこのような
冷間始動アイドル制御が行われるので、冷間アイドル時
には、エンジン１の安定性を良好に保持しつつ、点火時
期のリタードにより排気ガス温度を高めることができ
る。これにより、排気ガス浄化触媒の暖機を促進するこ
とができる。よって、エンジンの安定性を良好に保持し
つつ、排気ガス浄化触媒の暖機を有効に促進することが
でき、エンジン１のエミッション性能を有効に高めるこ
とができる。

【００２５】さらに、このコントロールユニットＣによ
る冷間始動アイドル制御においては、触媒温度が所定の
基準温度以下であるときの冷間アイドル運転時における
点火時期のリタード量を、触媒温度が基準温度より高い
ときの点火時期のリタード量に比べて大きい値に設定す
る。かつ、冷間アイドル運転時において、触媒温度が基
準温度以下であるときの吸気弁２と排気弁７との開弁オ
ーバーラップ量を、触媒温度が基準温度より高いときの
オーバーラップ量に比べて、小さい値に設定する。さら
に、冷間アイドル運転時において点火時期をリタードさ
せているときの開弁オーバーラップ量を、エンジン温度
（燃焼室温度）が高いときほど、小さい値に設定する。

【００２６】このため、このように、冷間アイドル運転
時には開弁オーバーラップ量が通常時よりも小さい値に
制限されるので、冷間アイドル運転時に点火時期をリタ
ードさせても、逆火が生じない。また、エンジン温度が
高いときには、冷間アイドル運転時には開弁オーバーラ
ップ量が通常時よりも小さい値に制限されるので、逆火
の発生がより有効に防止される。

【００２７】以下、図４に示すフローチャートを参照し
つつ、コントロールユニットＣによる冷間始動アイドル
制御の具体的な制御方法を説明する。図４に示すよう
に、この冷間始動アイドル制御では、まずステップＳ
１、Ｓ２で、それぞれ、アイドル運転時であるか否か
と、触媒温度が基準温度（所定値）以下であるか否かと
が判定される。なお、ステップＳ２における基準温度
（所定値）は、排気ガス浄化触媒の性状に応じて、例え
ば３６０〜４００℃の範囲内の適当な値に設定される。

【００２８】そして、アイドル運転時であり、かつ触媒
温度が所定値以下であれば（ステップＳ１、Ｓ３がとも
にＹＥＳ）、ステップＳ３で、点火時期リタードが所定
の大きい値に設定される。例えば、点火時期が、燃焼変
動小領域Ｒ２内においてリタード量が比較的大きい所定
値までリタードされる。続いてステップＳ６で、エンジ
ン温度（燃焼室温度）が所定値以下であるか否かが判定
される。

【００２９】ここで、エンジン温度が所定値以下であれ
ば（ＹＥＳ）、逆火（バックファイア）は生じにくいの
で、ステップＳ７で開弁オーバーラップ量が所定の大き
い値に設定される。具体的には、エンジン温度が低いと
きほど、開弁オーバーラップ量が大きい値となるよう、
吸気弁２及び排気弁７の開閉タイミング（バルブタイミ
ング）が制御される。他方、エンジン温度が上記所定値
を超えていれば（ＮＯ）、逆火が生じやすいので、ステ
ップＳ８で、開弁オーバーラップ量が所定の小さい値に
設定（制御）される。この後、ステップＳ１に復帰す
る。

【００３０】前記のステップＳ２で、触媒温度が基準温
度（所定値）を超えていると判定された場合は（Ｎ
Ｏ）、ステップＳ４で、点火時期リタードが所定の小さ
い値に設定（制限）される。この場合は、排気ガス浄化
触媒は活性化温度に達しているので、さほど排気ガス温
度を高める必要はない。そこで、例えば、点火時期が、
燃焼変動小領域Ｒ２内においてリタード量が比較的小さ
い所定値までリタードされる。この場合は、点火時期の
リタード量が小さく、逆火は生じないので、ステップＳ
９で、開弁オーバーラップ量が通常の値に設定（制御）
される。この後、ステップＳ１に復帰する。なお、ステ
ップＳ４で、点火時期リタードを解除するようにしても
よい。

【００３１】また、前記のステップＳ１で、アイドル運
転時ではないと判定された場合は（ＮＯ）、ステップＳ
５で、点火時期のリタードが解除される。この場合、点
火時期は、例えばＭＢＴに設定される。なお、点火時期
をまずＭＢＴよりはリタード側の所定値（燃焼変動大領
域Ｒ３よりアドバンス側の燃焼変動が小さい領域）まで
ジャンプさせ、この後徐々にＭＢＴに接近させるように
してもよい。このようにすれば、点火時期が燃焼変動大
領域Ｒ３にとどまるのを回避することができ、かつトル
クショックの発生を防止することができる。続いて、ス
テップＳ９で、開弁オーバーラップ量が通常の値に設定
（制御）される。この後、ステップＳ１に復帰する。

【００３２】前記のとおり、この冷間始動アイドル制御
では、触媒温度が基準温度以下のときには冷間アイドル
運転時の点火リタード量を大きくする一方、触媒温度が
基準温度より高いときには冷間アイドル運転時の点火リ
タード量を小さくしている。なお、このとき、点火リタ
ード量が大きいほど、吸気弁と排気弁の開弁タイミング
のオーバーラップ量を小さくしている。また、エンジン
温度が所定値以下のときには開弁オーバーラップ量を大
きくする一方、エンジン温度が所定値より高いときには
開弁オーバーラップ量を小さくしている。以下、このよ
うにする理由を説明する。

【００３３】図５（ａ）に示すように、触媒温度が低い
ときほど、必要排ガス熱量を大きくする（排気ガス温度
を高くする）必要がある。すなわち、排気ガス浄化触媒
は、触媒温度が低いときほど活性化を促進するために排
ガス熱量を大きくする必要がある。また、図５（ｂ）に
示すように、排ガス熱量は充填効率ｃｅによって決ま
り、充填効率ｃｅが多いときほど大きくなる。したがっ
て、触媒温度が低いときほど、充填効率ｃｅを大きくす
る必要がある。

【００３４】そして、図６（ａ）に示すように、ＩＳＧ
２５によるトルクアシストがない場合は、充填効率ｃｅ
に対して点火時期（点火リタード）は一意的に決まる。
他方、図６（ｂ）に示すように、ＩＳＧ２５によるトル
クアシストがある場合は、充填効率ｃｅに対して点火時
期（点火リタード）は、アシストトルクに応じてある範
囲で選択することができる。つまり、点火時期には選択
の幅がある。

【００３５】このように、ＩＳＧ２５によるトルクアシ
ストがある場合は、点火時期には選択の幅があるので、
点火時期リタードを大きくする方が、エミッション性能
は良くなる。しかし、点火時期の選択可能な領域は、燃
焼変動が大きい領域と失火限界領域とにはさまれている
ので、充填効率ｃｅを増やす方向に、点火時期のリター
ド量を大きくする必要がある。

【００３６】よって、図７に示すように、冷間アイドル
運転時において、ＩＳＧ２５によるトルクアシストがあ
る場合は、触媒温度が低いときに点火時期のリタード量
を大きくして充填効率ｃｅを増やすことにより、排ガス
熱量を確保してエミッション性能を高めることができ、
かつ燃焼変動を抑えることによりエンジンの安定性を高
めることができる。このような事実に鑑み、触媒温度が
基準温度以下のときには冷間アイドル運転時の点火リタ
ード量を大きくする一方、基準温度より高いときには点
火リタード量を小さくしている。

【００３７】図８に示すように、ＩＳＧ２５によるトル
クアシストがない場合は、吸気弁と排気弁の開弁オーバ
ーラップ量が大きいときほど、エミッションは良くな
り、燃焼変動は大きくなり、吹き返しガス熱量は大きく
なる。しかし、エンジンの安定性の限界から、上記開弁
オーバーラップ量は、所定の上限値以下に制限される。
他方、図９に示すように、ＩＳＧ２５によるトルクアシ
ストがある場合は、開弁オーバーラップ量が大きいとき
ほど、エミッションは良くなり、吹き返しガス熱量は大
きくなるが、燃焼変動はトルクアシストにより改善され
るため、上記開弁オーバーラップの拡大が可能となる
（上記所定の上限値を大きくできる）。また、図１０に
示すように、逆火（バックファイア）が生じる開弁オー
バーラップ量の限界値（バックファイア限界バルブオー
バーラップ）は、エンジン温度が低いときほど大きくな
る。

【００３８】図１１中のラインＨは、図８〜図１０に示
す結果に基づいて作成した、エンジン温度に対する開弁
オーバーラップ量（バルブ）の適正値を示している。図
１１から明らかなとおり、エンジン温度が低いときほ
ど、開弁オーバーラップ量の適正値は大きくなってい
る。このような事実に鑑み、エンジン温度が所定値以下
のときには開弁オーバーラップ量を大きくする一方、所
定値より高いときには開弁オーバーラップ量を小さくし
ている。

【００３９】以上、この冷間始動アイドル制御によれ
ば、冷間アイドル運転時には、エンジン１の安定性を良
好に保持しつつ、点火時期のリタードにより、排気ガス
温度を高めることができ、ひいては排気ガス浄化触媒の
暖機を促進することができる。また、冷間アイドル運転
時に点火時期をリタードさせても逆火が生じない。さら
に、エンジン温度が高いときに、逆火が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明にかかるパワートレインを構成するエ
ンジンのシステム構成図である。

【図２】 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ、図１に示すエ
ンジンに対してトルクアシストを行うＩＳＧ等の構成を
示す図である。

【図３】 ＩＳＧによってトルクアシストが行われてい
る場合における、燃焼変動等の、点火時期と充填効率と
に対する変化特性を示す図である。

【図４】 冷間始動アイドル制御の制御方法を示すフロ
ーチャートである。

【図５】 （ａ）は必要排ガス熱量と触媒温度との関係
を示すグラフであり、（ｂ）は排ガス熱量と充填効率と
の関係を示すグラフである。

【図６】 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ、ＩＳＧによる
トルクアシストがない場合と、ある場合とにおける、エ
ミッション、点火時期リタード量及びアシストトルク
の、充填効率に対する変化特性を示すグラフである。

【図７】 トルクアシスト、充填効率び点火時期リター
ド量の、触媒温度に対する変化特性を示すグラフであ
る。

【図８】 ＩＳＧによるトルクアシストがない場合にお
ける、エミッション、燃焼変動及び吹き返しガス熱量
の、開弁オーバーラップ量に対する変化特性を示すグラ
フである。

【図９】 ＩＳＧによるトルクアシストがある場合にお
ける、エミッション、燃焼変動及び吹き返しガス熱量
の、開弁オーバーラップ量に対する変化特性を示すグラ
フである。

【図１０】 バックファイア限界バルブオーバーラップ
のエンジン温度に対する変化特性を示すグラフである。

【図１１】 エンジン温度に対する開弁オーバーラップ
量の適正値を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｃ…コントロールユニット、１…エンジン、２…吸気
弁、３…吸気ポート、４…燃焼室、５…ピストン、６…
点火コイル、７…排気弁、８…排気ポート、９…クラン
ク軸、１０…吸気側ＶＶＴ機構、１１…排気側ＶＶＴ機
構、１２…吸気通路、１３…エアクリーナ、１４…エア
フローセンサ、１５…スロットル弁、１６…サージタン
ク、１７…インジェクタ、１８…ＩＳＣ通路、１９…Ｉ
ＳＣバルブ、２０…排気通路、２１…触媒コンバータ
（排気ガス浄化触媒）、２２…スロットルセンサ、２３
…クランクセンサ、２４…水温センサ、２５…ＩＳＧ、
２６…ベルト、２７…３６Ｖバッテリ、２８…１２Ｖバ
ッテリ、２９…インバータ、３０…ＤＣ／ＤＣコンバー
タ。

───────────────────────────────────────────────────── 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 43/00 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｚ Ｆターム(参考） 3G084 BA17 BA23 BA24 BA34 CA01 CA02 CA03 DA00 DA10 FA07 FA10 FA20 FA22 FA38 3G092 AA01 AA05 AA11 AB02 BA09 DA01 DA02 DA08 DA12 DC04 DC15 EA02 EA04 FA15 FA19 FA31 GA01 GA02 GA04 HA01Z HA06Z HC03Z HD02Z HE01Z HE03Z HE08Z HF05X 3G301 HA01 HA19 JA21 KA01 KA05 KA07 LA01 LA07 LB02 NE06 NE12 PA01Z PA11Z PC05Z PD12Z PE01Z PE03Z PE08Z PE09Z PE10Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス
   浄化触媒を備えたパワートレインの制御装置において、 エンジン始動後の所定期間内における冷間アイドル運転
   時に、点火時期をリタードさせる点火時期制御手段と、 上記冷間アイドル運転時において、点火時期制御手段に
   より点火時期がリタードさせられているときの吸気弁と
   排気弁との開弁オーバーラップ量を、点火時期制御手段
   により点火時期がリタードさせられていないときの開弁
   オーバーラップ量に比べて、小さい値に設定する開弁オ
   ーバーラップ量制御手段とを備えていることを特徴とす
   るパワートレインの制御装置。
2. 【請求項２】 エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス
   浄化触媒と、エンジンにトルクを付与してトルクアシス
   トを行うエンジン駆動手段とを備えたパワートレインの
   制御装置において、 エンジン始動後の所定期間内における冷間アイドル運転
   時に、エンジン駆動手段にエンジンのトルクアシストを
   実行させるトルクアシスト制御手段と、 上記冷間アイドル運転時に点火時期をリタードさせる点
   火時期制御手段と、 エンジンの吸気弁と排気弁との開弁オーバーラップ量を
   制御する開弁オーバーラップ量制御手段と、 排気ガス浄化用触媒の温度又はこれに対応する温度を検
   出する温度検出手段とを備えていて、 点火時期制御手段が、上記温度が所定温度以下であると
   きの上記点火時期のリタード量を、上記温度が所定温度
   より高いときの上記点火時期のリタード量に比べて大き
   い値に設定し、 かつ、オーバーラップ量制御手段が、上記冷間アイドル
   運転時において、上記温度が所定温度以下であるときの
   吸気弁と排気弁との開弁オーバーラップ量を、上記温度
   が所定温度より高いときのオーバーラップ量に比べて、
   小さい値に設定するようになっていることを特徴とする
   パワートレインの制御装置。
3. 【請求項３】 エンジンの燃焼室の温度又はこれに対応
   する温度を検出する燃焼室内温度検出手段を備えてい
   て、 開弁オーバーラップ量制御手段が、点火時期制御手段が
   上記冷間アイドル運転時において点火時期をリタードさ
   せているときの開弁オーバーラップ量の上限値を、上記
   温度が高いときほど、小さい値に設定するようになって
   いることを特徴とする請求項１又は２に記載のパワート
   レインの制御装置。