JP2003293820A - 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等において、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
を促進することができ、かつ非アイドル状態への移行時
にＩＳＣバルブの応答遅れに起因するトルクショックを
防止することができる手段を提供する。 【解決手段】 コントロールユニットは、冷間始動後所
定期間内においてアイドル時には、エンジンの点火時期
（点火リタード）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、ＩＳＧ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、非アイドル運転状態となってか
ら所定時間だけ遅延して、点火時期を非アイドル運転時
に対応する値に変更し、かつ、上記所定時間内は、トル
クアシスト量をスロットル開度に応じて増大補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの冷間始
動時等におけるアイドル時に、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を促進する一方、
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
定性を確保し、かつＩＳＣバルブの応答遅れないしは空
燃比の切り替えの応答遅れに起因するトルクショックの
発生を防止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等に
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、冷間始動時等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、特開平
１１−１０７８３８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、普通のエン
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。

【０００５】また、エンジンには、普通、アイドル回転
数を制御するために、スロットル弁をバイパスするＩＳ
Ｃ通路と、該ＩＳＣ通路を流れるエアの量（バイパス空
気量）を調整するＩＳＣバルブとが設けられる。そし
て、このようなエンジンにおいて、排気ガス浄化触媒の
暖機を促進するために、冷間始動時等におけるアイドル
時に点火時期をリタードさせていた場合、エンジンが非
アイドル運転状態になると、点火時期の上記リタードは
停止され、かつＩＳＣバルブが閉止される。しかしなが
ら、その際、ＩＳＣバルブの応答遅れに起因してトルク
ショックが発生し、該パワートレインの商品性が低下す
るといった問題もある。なお、アイドル時には空燃比を
リーンに設定するリーンバーンエンジンにおいては、空
燃比の切り替えの応答遅れに起因して、同様の問題が生
じる。

【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、エンジンの冷間始動時等にお
いて、エンジンの安定性を良好に保持しつつ、排気ガス
浄化触媒の暖機ないしは昇温を有効に促進することがで
き、かつＩＳＣバルブの応答遅れ、あるいは空燃比の切
り替えの応答遅れに起因するトルクショックの発生を防
止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アイドル運転時（以下、「冷間
アイドル時」という。）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）冷間アイドル時に、点火時期をリタード
させる（以下、「冷間アイドルリタード」という。）点
火時期制御手段と、（iv）アイドル運転時に、エンジン
回転数が目標回転数となるように吸気量を調整する空気
量調整手段（例えば、ＩＳＣ通路及びＩＳＣバルブ）と
を備えていて、（ｖ）空気量調整手段が、非アイドル運
転状態となったときに、その制御量を非アイドル運転状
態に対応する値に変更し、（vi）点火時期制御手段が、
非アイドル運転状態となってから所定時間（以下、「変
更遅延時間」という。）だけ遅延して、点火時期を非ア
イドル運転時に対応する値に変更し、（vii）かつ、ト
ルクアシスト手段が、変更遅延時間内は、トルクアシス
ト量をスロットル開度に応じて増大補正するようになっ
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。

【０００９】また、冷間アイドル時にエンジンが非アイ
ドル運転状態となり、空気量調整手段の制御値が変更さ
れたときには、変更遅延時間だけ遅れて冷間アイドルリ
タードが停止される。すなわち、応答性の悪い空気量調
整手段の動作の完了時を見越して、冷間アイドルリター
ドが停止される。このため、エンジンに空気量調整手段
が設けられているのにもかかわらず、冷間アイドル状態
から非アイドル状態に移行する際に、トルクショックが
生じない。

【００１０】さらに、変更遅延時間内は、トルクアシス
ト量がスロットル開度に応じて増大補正されるので、冷
間アイドルリタードの停止が遅れたことに起因するエン
ジンの出力トルクの不足分が、アシストトルクによって
補填される。これにより、該パワートレインを搭載した
車両の、発進性を高めることができる。

【００１１】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。）。

【００１２】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るのが好ましい。こ
のようにすれば、点火時期が、燃焼変動が大きい領域に
とどまるのを回避することができる。

【００１３】上記パワートレインの制御装置において
は、点火時期制御手段が、冷間アイドル時に、点火時期
を、充填効率ｃｅに応じて所定量以上リタードした値に
設定するようになっているのが好ましい。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、燃焼変動大領域と燃焼変動小領域との境界は、
エンジンの充填効率ｃｅが高いときほどリタード側に移
行する。したがって、冷間アイドル時においては、点火
時期（冷間アイドルリタード）を、エンジンの充填効率
が高いときほどリタード側に設定する必要があるからで
ある。

【００１４】上記パワートレインの制御装置において、
排気ガス浄化触媒の温度又はこれに対応する温度（以
下、単に「触媒温度」という。）を検出する温度検出手
段が設けられている場合は、点火時期制御手段が、触媒
温度が所定温度（以下、「基準」という。）以下のとき
の上記アイドル時のリタード量を、触媒温度が基準温度
より高いときのリタード量より大きい値に設定し、点火
時期制御手段による上記点火時期の変更の遅延と、トル
クアシスト手段による上記アシストトルク量の増大補正
とが、触媒温度が基準温度以下のときに限り実行される
ようになっているのが好ましい。

【００１５】触媒温度が高いときには、冷間アイドルリ
タード量は比較的小さい。このため、冷間アイドル時に
おける点火時期と非アイドル時における点火時期との差
は小さく、トルクショックは生じにくい。したがって、
この場合は、冷間アイドル状態から非アイドル運転状態
への移行時に、空気量調整手段の制御量の変更の完了を
待つ必要性は低い。よって、点火時期の変更の遅延、及
びアシストトルク量の増大補正は、触媒温度が基準温度
以下のときに限り実行するのが好ましい。

【００１６】本発明にかかるもう１つのパワートレイン
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、（ii）冷間アイドル時に、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）冷間アイドル時
に、点火時期をリタードさせる点火時期制御手段と、
（iv）アイドル運転時に空燃比を理論空燃比よりもリー
ン側に設定し、非アイドル運転時には空燃比をほぼ理論
空燃比に設定する空燃比制御手段とを備えていて、
（ｖ）点火時期制御手段が、非アイドル運転状態となっ
て空燃比制御手段が空燃比をリーンな状態からほぼ理論
空燃比に切り替える際に、所定の変更遅延時間だけ遅延
して、点火時期を非アイドル運転時に対応する値に変更
し、（vi）かつ、トルクアシスト手段が、変更遅延時間
内は、トルクアシスト量をスロットル開度に応じて増大
補正するようになっていることを特徴とするものであ
る。

【００１７】このパワートレインの制御装置によれば、
冷間アイドル時には、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、燃焼変動の絶対値が抑えられ、
エンジンの安定性が良好に保持される。

【００１８】また、冷間アイドル時にエンジンが非アイ
ドル運転状態となり、空燃比が変更されたときには、変
更遅延時間だけ遅れて冷間アイドルリタードが停止され
る。すなわち、応答性の悪い空燃比制御手段の動作の完
了時を見越して、冷間アイドルリタードが停止される。
このため、冷間アイドル状態から非アイドル状態に移行
する際に、トルクショックが生じない。さらに、変更遅
延時間内は、トルクアシスト量がスロットル開度に応じ
て増大補正されるので、冷間アイドルリタードの停止が
遅れたことに起因するエンジンの出力トルクの不足分
が、アシストトルクによって補填される。これにより、
該パワートレインを搭載した車両の、発進性を高めるこ
とができる。

【００１９】

【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。

【００２０】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。なお、吸気側又は排気
側のＶＶＴ機構は、普通のカム動弁機構であってもよ
い。

【００２１】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。なお、エンジン１は、筒内噴射
方式であってもよい。

【００２２】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。

【００２３】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等を行
う。

【００２４】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。

【００２５】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時、すなわち冷間アイドル
時に、エンジン１の安定性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、
アシストトルク及びバイパス空気量の制御（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。

【００２６】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。

【００２７】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、応答性の低下あるいはトルクシ
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。

【００２８】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
多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が多いときほどリ
タード側に設定する必要がある。

【００２９】また、この冷間始動アイドル制御では、エ
ンジン１が冷間アイドル状態から非アイドル運転状態と
なったときにはＩＳＣバルブ１９の制御量が非アイドル
運転状態に対応する値に変更される。そして、その際、
非アイドル運転状態となってから所定の変更遅延時間だ
け遅れて、点火時期が非アイドル運転時に対応する値に
変更される。ここで、変更遅延時間内は、トルクアシス
ト量がスロットル開度に応じて増大補正される。

【００３０】このように、この冷間始動アイドル制御で
は、冷間アイドル時にエンジン１が非アイドル運転状態
となり、ＩＳＣバルブ１９の制御値が変更されたときに
は、変更遅延時間だけ遅れて冷間アイドルリタードが停
止される。すなわち、応答性の悪いＩＳＣバルブ１９の
動作の完了時を見越して、冷間アイドルリタードが停止
される。これにより、冷間アイドル状態から非アイドル
状態に移行する際にトルクショックが生じるのが防止さ
れる。

【００３１】また、変更遅延時間内は、トルクアシスト
量がスロットル開度に応じて増大補正されるので、冷間
アイドルリタードの停止が遅れたことに起因するエンジ
ン１の出力トルクの不足分が、アシストトルクによって
補填される。これにより、該パワートレインを搭載した
車両の発進性が高められる。

【００３２】以下、図４及び図５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及び
図５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Ｓ１〜Ｓ３で、それぞれ、エンジン始動後所
定時間内であるか否かと、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Ｓ１における所定時間
は、例えば３０〜９０秒の範囲内の適当な値に設定され
る。また、ステップＳ３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。

【００３３】そして、エンジン始動後所定時間内であ
り、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がすべてＹＥＳ）、ステ
ップＳ４〜Ｓ８で、点火時期が燃焼変動小領域Ｒ２内の
冷間アイドル用点火時期までリタードされ（以下、「冷
間リタード」という。）、かつエンジン１に対してトル
クアシストが行われる。

【００３４】具体的には、まずステップＳ４で充填効率
ｃｅが演算される。続いて、ステップＳ５で、充填効率
ｃｅに応じて目標点火時期（リタード量）が、予め設定
されたマップから索引（検索）される。このマップにお
いては、充填効率ｃｅが高いときほど点火時期がリター
ド側に設定される（リタード量が大きくなる）。かくし
て、この目標点火時期が実現されるように、点火コイル
６が制御される。なお、ステップＳ５において、充填効
率ｃｅが高いときほど点火時期がリタード側に設定され
るが、これは、エンジン１がＩＳＧ２５によってトルク
アシストされるので、充填効率ｃｅと点火時期（点火リ
タード量）とを広い範囲で自在に選択することができる
からである。

【００３５】次に、ステップＳ６で、アイドル回転数を
維持するのに必要なエンジンの要求トルクが演算され
る。続いて、ステップＳ７で、エンジン１の出力トルク
が演算される。そして、ステップＳ８で、ＩＳＧ２５に
よるトルクアシスト量が演算される。ここで、エンジン
１の要求トルクと出力トルクの差がトルクアシスト量で
ある。かくして、このトルクアシスト量が実現されるよ
う、ＩＳＧ２５の出力が、その電流を増減するなどして
制御される。この後、ステップＳ１に復帰する。

【００３６】ステップＳ１〜Ｓ３で、エンジン始動後所
定時間内でないと判定され、アイドル運転時でないと判
定され、又は触媒温度が基準温度（所定値）以下でない
と判定された場合は（ステップＳ１〜Ｓ３のいずれかが
ＮＯ）、ステップＳ９で、この制御ルーチンの前回処理
時に、ステップＳ１〜Ｓ３の条件がすべて成立していた
か否か、すなわちステップＳ１〜Ｓ３がすべてＹＥＳで
あったか否かが判定される。

【００３７】ステップＳ１〜Ｓ３の条件がすべて成立し
ている場合は（ＹＥＳ）、ステップＳ１１でカウンタCr
etdlyに初期値がセットされる。このカウンタCretdly
は、ステップＳ１〜Ｓ８を繰り返し実行している冷間ア
イドル状態から離脱した後の経過時間をカウントするた
めのカウンタ（タイマ）である。このカウンタCretdly
がカウントを継続している間は、冷間アイドルリタード
の停止が遅延され、かつトルクアシスト量がスロットル
開度に応じて増大補正される。つまり、カウンタCretdl
yがカウントアップするまでの時間は、変更遅延時間を
示すことになる。

【００３８】他方、ステップＳ９で、この制御ルーチン
の前回処理時に、ステップＳ１〜Ｓ３の条件がすべて成
立していたのではないと判定された場合（ＮＯ）、すな
わちステップＳ１３〜Ｓ１７が一旦実行された後は、ス
テップＳ１０で、カウンタCretdlyが１だけデクリメン
トされる。

【００３９】そして、ステップＳ１２で、カウンタCret
dlyが０であるか否かが判定される。カウンタCretdlyが
０でなければ（ＮＯ）、ステップＳ１３〜Ｓ１７で、冷
間アイドルリタードの停止が変更遅延時間だけ遅延さ
れ、かつトルクアシスト量がスロットル開度に応じて増
大補正される。

【００４０】具体的には、まずステップＳ１３で、冷間
アイドルリタード量（点火時期リタード量）が保持され
る。続いて、ステップＳ１４でスロットル開度が演算さ
れる。そして、ステップＳ１５で、エンジンの要求トル
クが演算される。続いて、ステップＳ１６で、エンジン
１の出力トルクが演算される。さらに、ステップＳ１７
で、ＩＳＧ２５によるトルクアシスト量が演算される。
ここで、エンジン１の要求トルクと出力トルクの差がト
ルクアシスト量である。かくして、このトルクアシスト
量が実現されるよう、ＩＳＧ２５の出力が、その電流を
増減するなどして制御される。この後、ステップＳ１に
復帰する。

【００４１】他方、ステップＳ１２で、カウンタCretdl
yが０であると判定された場合は（ＹＥＳ）、ステップ
Ｓ１８〜Ｓ２５で、点火時期が、まずＭＢＴよりはリタ
ード側の所定値までジャンプさせられ、この後ＭＢＴに
徐々に近づけられる。具体的には、まず、ステップＳ１
８で、この制御ルーチンの前回処理時に、ステップＳ１
２の条件が成立していたか否か、すなわちステップＳ１
２がＹＥＳであったか否かが判定される。

【００４２】ステップＳ１２の条件が成立している場合
は（ＹＥＳ）、ステップＳ１９〜Ｓ２３が１回だけ実行
され、点火時期がＭＢＴよりはリタード側の所定値まで
ジャンプさせられる。なお、この所定値は、燃焼変動大
領域Ｒ３よりアドバンス側のエンジンの安定性が良好な
領域に設定される。

【００４３】具体的には、ステップＳ１９で、充填効率
ｃｅが演算される。続いて、ステップＳ２０で、点火時
期がＭＢＴよりリタード側の所定値までジャンプさせら
れる。これにより、点火時期は、燃焼変動大領域Ｒ３を
飛び越してアドバンスする。したがって、点火時期が燃
焼変動大領域Ｒ３にとどまるのが回避される。次に、ス
テップＳ２１で、アイドル回転数を維持するのに必要な
エンジンの要求トルクが演算される。続いて、ステップ
Ｓ２２で、エンジン１の出力トルクが演算される。そし
て、ステップＳ２３で、ＩＳＧ２５によるトルクアシス
ト量が演算される。かくして、このトルクアシスト量が
実現されるよう、ＩＳＧ２５の出力が制御される。この
後、ステップＳ１に復帰する。

【００４４】ステップＳ１８で、この制御ルーチンの前
回処理時に、ステップＳ１２の条件が成立していたので
はないと判定された場合、すなわちステップＳ１９〜Ｓ
２３がすでに１回実行された後は、ステップＳ２４、Ｓ
２５で、点火時期が徐々にＭＢＴに近づけられる。具体
的には、ステップＳ２４で点火時期がＭＢＴに向けて徐
々にアドバンス（進角）される。続いて、ステップＳ２
５で、ＩＳＧ２５によるトルクアシストが０に向けて徐
々に減算される。

【００４５】このように、点火時期をアドバンス側にジ
ャンプさせる際に、まずＭＢＴよりリタード側のところ
にジャンプさせ、この後点火時期をＭＢＴに徐々に接近
させるようにしているので、点火時期が急変せず、トル
クショックが発生しない。また、点火時期のアドバンス
と並行してＩＳＧ２５によるトルクアシストの度合いを
低下させるようにしているので、点火時期のアドバンス
によるトルクの増加が、トルクアシストの低下によるト
ルクの減少によって打ち消され、トルクショックの発生
がより有効に防止される。この後、ステップＳ１に復帰
する。

【００４６】以下、このような冷間始動アイドル制御が
行われた場合における各部の動作状態ないしは制御状態
を説明する。図６に、冷間アイドルリタードから非アイ
ドル運転状態への移行時におけるスロットル開度ＴＶ
Ｏ、トルク予測値、バイパス空気量（ＩＳＣエア量）、
点火時期、エンジントルク及びＩＳＧ２５によるトルク
アシスト量の経時変化の一例を示す。

【００４７】図６に示すように、アイドル状態からスロ
ットル開度ＴＶＯが開かれ始め、エンジン１が非アイド
ル状態に移行した場合、ＩＳＣバルブ１９の制御量が変
更され（閉じられ）、バイパス空気量は、アイドル流量
からベース流量に絞り込まれることになる。しかしなが
ら、ＩＳＣバルブ１９の応答遅れにより、バイパス空気
量は、非アイドル運転状態に移行した時点からある程度
遅れてベース流量まで低下する。このため、非アイドル
運転状態に移行した時点で、直ちに点火時期を冷間アイ
ドルリタード状態から通常状態に戻すと、エンジン１の
発生トルクの予測がつかず、トルクショックが発生する
ことになる。

【００４８】図８（ａ）、（ｂ）に、それぞれ、エンジ
ン発生トルクの、点火時期及び充填効率ｃｅに対する依
存性の一例を示す。図８（ａ）、（ｂ）から明らかなと
おり、点火時期のリタード量（遅角）が大きい場合は、
燃焼ガス（排気ガス）は仕事をしないので、充填効率ｃ
ｅの多少にかかわらず、ほぼエンジン抵抗に対応する負
の一定値に近づく。すなわち、充填効率ｃｅの変化に対
する発生トルクの変化が小さくなる。

【００４９】そこで、このような事実に鑑み、この冷間
始動アイドル制御では、図６に示すように、冷間アイド
ル状態から非アイドル運転状態に移行する際に、バイパ
ス空気量がベース流量に安定するまでの期間Ｐは、点火
時期を冷間アイドルリタード状態に保持してトルク変化
を小さくするようにしている。そして、不足するトルク
は、ＩＳＧ２５によるトルクアシストで補うようにして
いる。そして、バイパス空気量がベース流量に安定した
後、点火時期を、まずＭＢＴよりリタード側のところに
ジャンプさせ、この後点火時期をＭＢＴに徐々に接近さ
せるようにしている。また、これと同じタイミングでＩ
ＳＧ２５によるトルクアシストをまず急低下（ジャン
プ）させ、この後アシストトルクを徐々に低下させ、ア
シストトルクをエンジンの発生トルクに切り替えるよう
にしている。

【００５０】なお、エンジン１が、アイドル時には空燃
比（Ａ／Ｆ）を理論空燃比よりもリーン側に設定してリ
ーンバーンを行い、非アイドル時には空燃比をほぼ理論
空燃比に設定するようにしている場合は、冷間アイドル
時の排気ガスエミッションが非常に良好となる（低くな
る）。したがって、本発明にかかる冷間始動アイドル制
御は、リーン燃焼を行うエンジンに対しても極めて有効
なものである。

【００５１】図９に、冷間始動アイドル時の触媒前の排
気ガスの空燃比に対するエミッションの依存性を示す。
図９から明らかなとおり、アイドル時において、空燃比
がリーンなときには、排気エミッションは非常に良好と
なっている。

【００５２】しかしながら、リーンバーンでは、冷間ア
イドル状態から非アイドル運転状態へ移行する際に、空
燃比の切り替えに応答遅れが生じる。したがって、エン
ジン１がこのようなリーンバーンエンジンである場合、
コントロールユニットＣは、冷間アイドル状態から非ア
イドル運転状態に移行してから、空燃比の切り替えが完
了するまでの時間（以下、「空燃比切替時間」とい
う。）だけ遅延して、点火時期を非アイドル運転時に対
応する値に変更し、かつ、空燃比切替時間内は、トルク
アシスト量をスロットル開度に応じて増大補正するのが
好ましい。

【００５３】図７に、空燃比切替時間内は、点火時期の
変更を遅延させるとともにトルクアシスト増大補正を行
った場合における、スロットル開度ＴＶＯ、トルク予測
値、空燃比（Ａ／Ｆ）、点火時期、エンジントルク及び
ＩＳＧ２５によるトルクアシスト量の経時変化の一例を
示す。図７から明らかなとおり、この場合、各種動作状
態ないし制御状態は、空燃比（Ａ／Ｆ）を切り替える点
を除けば、図６の場合と同様である。

【００５４】以上、この冷間始動アイドル制御を行うこ
とにより、エンジン１の冷間始動時等において、エンジ
ン１の安定性を良好に保持しつつ、排気ガス浄化触媒の
暖機ないしは昇温を有効に促進することができ、かつＩ
ＳＣバルブ１９の応答遅れ、あるいは空燃比の切り替え
の応答遅れに起因するトルクショックの発生を防止する
ことができる。

【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】 冷間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６】 ＩＳＣを備えたエンジンを用いた場合におい
て、アイドル状態から非アイドル状態に移行して、冷間
リタードから通常運転状態に復帰する際の、各種状態の
経時変化を示すグラフである。

【図７】 リーンバーンを行うエンジンを用いた場合に
おいて、アイドル状態から非アイドル状態に移行して、
冷間リタードから通常運転状態に復帰する際の、各種状
態の経時変化を示すグラフである。

【図８】 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ、エンジン発生
トルクの、点火時期及び充填効率ｃｅに対する依存性を
示すグラフである。

【図９】 アイドル時における空燃比に対する排ガスエ
ミッションの空燃比に対する排ガスエミッションの依存
性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 41/16 Ｆ０２Ｄ 41/16 Ｐ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ ３０１Ｌ Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｄ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ Ｆターム(参考） 3G022 CA02 DA02 EA07 GA05 GA06 GA08 GA09 GA10 3G084 AA03 BA06 BA09 BA17 CA01 CA03 DA10 EB12 FA00 FA32 3G091 AA02 AA17 AA24 AB03 BA03 CB02 CB05 CB08 DA07 DC03 EA30 FA01 FA12 FB10 FC07 3G093 AA01 BA20 CA01 CA04 DA01 EA03 EA04 EA07 EA13 FA07 FB03 FB04 3G301 HA01 HA04 HA06 JA21 KA01 KA07 LA04 MA01 ND02 NE12 NE15 NE23 PD12Z PF12A

Claims (4)

【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、 エンジン始動後の上記所定期間内におけるアイドル運転
   時に、点火時期をリタードさせる点火時期制御手段と、 アイドル運転時に、エンジン回転数が目標回転数となる
   ように吸気量を調整する空気量調整手段とを備えてい
   て、 空気量調整手段が、非アイドル運転状態となったとき
   に、その制御量を非アイドル運転状態に対応する値に変
   更し、 点火時期制御手段が、非アイドル運転状態となってから
   所定時間だけ遅延して、点火時期を非アイドル運転時に
   対応する値に変更し、 かつ、トルクアシスト手段が、上記所定時間内は、トル
   クアシスト量をスロットル開度に応じて増大補正するよ
   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。
2. 【請求項２】 点火時期制御手段が、エンジン始動後の
   上記所定期間内におけるアイドル運転時に、点火時期
   を、充填効率に応じて所定量以上リタードした値に設定
   するようになっていることを特徴とする請求項１に記載
   のパワートレインの制御装置。
3. 【請求項３】 排気ガス浄化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が設けられていて、 点火時期制御手段が、上記温度が所定温度以下のときの
   上記アイドル時のリタード量を、上記温度が上記所定温
   度より高いときのリタード量より大きい値に設定し、 点火時期制御手段による上記点火時期の変更の遅延と、
   トルクアシスト手段による上記アシストトルク量の増大
   補正とが、上記温度が上記所定温度以下のときに限り実
   行されるようになっていることを特徴とする請求項２に
   記載のパワートレインの制御装置。
4. 【請求項４】 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、 エンジン始動後の上記所定期間内におけるアイドル運転
   時に、点火時期をリタードさせる点火時期制御手段と、 アイドル運転時には空燃比を理論空燃比よりもリーン側
   に設定し、非アイドル運転時には空燃比をほぼ理論空燃
   比に設定する空燃比制御手段とを備えていて、 点火時期制御手段が、非アイドル運転状態となって空燃
   比制御手段が空燃比をリーンな状態からほぼ理論空燃比
   に切り替える際に、所定時間だけ遅延して、点火時期を
   非アイドル運転時に対応する値に変更し、 かつ、トルクアシスト手段が、上記所定時間内は、トル
   クアシスト量をスロットル開度に応じて増大補正するよ
   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。