JP2006220085A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エコラン車におけるエンジン再始動時に空燃比フィードバックをできるだけ早期にかつ正確に開始することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】 エンジンＥＣＵは、エコランエンジン停止条件が成立するとエンジン停止制御を実行し、エコランエンジン再始動条件が成立するとエンジン始動制御を実行する時に、Ａ／Ｆセンサからのリッチ信号出力を検知しないとＡ／Ｆリーン状態時間ΔＴを検出して、Ａ／Ｆリーン状態時間ΔＴに対応させた遅延時間を算出し、ＤＥＬＡＹタイマがタイムアップするまではＡ／Ｆフィードバック制御を禁止して、ＤＥＬＡＹタイマがタイムアップすると、Ａ／Ｆフィードバック制御を開始する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内線機関の排気系に設けられた三元触媒コンバータを最適に機能させるように空燃比を制御する装置に関し、特に、アイドリング時において予め定められた条件を満足するとエンジンを一時的に停止する車両に搭載された内燃機関の空燃比を制御する装置に関する。

一般的に内燃機関の排気系には、排気ガス中の有害成分を浄化するための触媒コンバータが設けられている。この触媒コンバータとして、三元触媒コンバータが広く使用されており、これは排気ガス中の有害三成分である一酸化炭素（ＣＯ）および未燃焼の炭化水素（ＨＣ）を酸化するとともに酸化窒素（ＮＯｘ）を還元して、無害な二酸化炭素（ＣＯ₂）、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）、および窒素（Ｎ₂）に変換させるものである。

この三元触媒コンバータによる浄化特性は、燃焼室内に形成される混合気の空燃比に依存し、それが理論空燃比近傍である時に三元触媒コンバータは最も有効に機能する。これは、空燃比がリーンであり排気ガス中の酸素量が多いと、酸化作用が活発となるが還元作用が不活発となり、また空燃比がリッチであり排気ガス中の酸素量が少ないと、逆に還元作用が活発となるが酸化作用が不活発となり、前述の有害三成分を全て良好に浄化させることができないためである。したがって、三元触媒コンバータを有する内燃機関には、その排気通路に出力リニア型酸素センサが設けられ、それにより測定される酸素濃度を使用して燃焼室内の混合気の空燃比を理論空燃比（ストイキオメトリック・エア・フューエル・レシオ：以下、ストイキと記載する場合がある）にするように、フィードバック制御されている。

また、地球温暖化の防止や省資源化の観点から、交差点等において赤信号で車両が停車するとエンジンを自動的に停止させて、再び走行を始めようと運転者が操作すると（たとえばアクセルペダルを踏んだり、あるいはブレーキペダルの踏み込みを止めたり、シフトレバーを前進走行ポジションに切り替えるなどの操作を行なうと）、エンジンが再始動するアイドリングストップシステム（エコノミーランニングシステム、エンジンオートマチックストップアンドスタートシステムとも呼ばれる。以下、エコランシステムと記載する場合もある。）が実用化されている。このシステムにおいては、エンジンの再始動時には、車両に搭載された二次電池の電力を用いてモータジェネレータやスタータモータなどの電動機によりクランクシャフトを回転させてエンジンを再始動させる。

このようなエコランシステムにおいては、種々のセンサ信号やスイッチ信号を検知して、予め定められたエコラン開始条件が満足されるとエンジンを停止して、再びエンジンを再始動するように制御する必要がある。このようなエンジンの停止と再始動とを繰り返すエコラン車に搭載されてるエンジンにおいても、燃焼室内の混合気を理論空燃比にフィードバック制御されている。

さらに、詳しくは、三元触媒コンバータの手前に設けられた酸素センサからの出力に基づいたフィードバック制御により混合気の空燃比がストイキ近傍に制御される。この酸素センサとして一般的なセンサ（たとえばジルコニア酸素センサ）は、一般に排気ガス中の酸素量が微小になると出力電圧値がステップ状に変化するものであり、酸素センサの出力電圧値は、ストイキ空燃比を境に、空燃比がストイキよりもリーン側では微小となり、空燃比がストイキよりもリッチ側では所定値以上に大きくなる。

そのために、空燃比のフィードバック制御では、酸素センサの出力電圧値が所定値以上になったら空燃比がストイキよりもリッチ側であるとして空燃比が増加するように目標空燃比を補正し、酸素センサの出力電圧値が所定値未満になったら空燃比がストイキよりもリーン側であるとして空燃比が減少するように目標空燃比を補正して、燃料噴射量等を制御する。

このように、空燃比のフィードバック制御においては、酸素センサによる検知が必須であり、酸素センサが活性状態にあって確実に反応しなくては正確なフィードバック制御を行なうことはできない。酸素センサが活性状態にあれば、空燃比がリッチになると反応する（出力電圧が発生する）ため、酸素センサが一定以上の反応を示せば、すなわち酸素センサの出力電圧が所定値以上になれば、酸素センサは活性状態にあると判定して、酸素センサが一定以上の反応を示さなければ、すなわち酸素センサの出力電圧が所定値未満ならば、酸素センサは不活性状態にあると判定することができる。

そこで、エンジンが始動（および再始動）したら、このような活性判定を行なって酸素センサが活性状態にある（すなわち、酸素センサの出力電圧が所定値以上になる）ことが確認されるまでは、フィードバック制御を禁止して、オープンループ制御で空燃比をストイキ近傍になるように制御される場合がある。

このように、オープンループ制御の場合、空燃比をストイキ近傍にしようと制御するものの、フィードバック制御のように実際の空燃比を検知して、それと目標空燃比との差分値に基づいて制御を行なうものではない。すなわち、オープンループ制御においては、フィードバック制御用の補正係数は補正がない状態に保持されるため、たとえばベース空燃比の実際値がリーン側にずれている場合、酸素センサの出力が０のままとなって酸素センサが不活性状態であると判定され続けることがある。この場合、フィードバック制御が禁止された状態が継続される。したがって、オープンループ制御を脱しても、なかなかフィードバック制御の禁止が解除されずに、ストイキよりもややリーンな運転状態（もちろん、リーンモードよりもストイキに近い運転状態）が続き、エミッションの悪化を招く。エンジンの停止と再始動とを繰り返すエコラン車においては、再始動時に毎回このようなエミッションの悪化を引き起こす可能性がある。

特開２００２−７０６３４号公報（特許文献１）は、このような問題点を解決するエンジンの制御装置を開示する。この制御装置は、排ガス成分を検知して燃焼混合気の空燃比を検知する空燃比センサを備え、空燃比を理論空燃比よりも希薄側に制御して燃焼を行なう希薄燃焼モードと、空燃比センサの検知結果に基づくフィードバック制御により空燃比を理論空燃比近傍に制御して燃焼を行なうフィードバックモードと、オープンループ制御により空燃比を理論空燃比近傍または理論空燃比よりも濃厚側に制御して燃焼を行なうオープンループモードとの、各燃焼モードを備える希薄燃焼エンジンの制御装置であって、空燃比センサが活性状態にあるか否かを判定する活性状態判定手段と、エンジンの運転状態を検知する運転状態検知手段と、運転状態検知手段の検知結果から燃焼モードを設定し、エンジンが特定の運転状態にあるときには、活性状態判定手段の判定結果に応じて、空燃比センサの活性時にはフィードバックモードを選択し、空燃比センサの不活性時にはオープンループモードを選択し得る燃焼モード選択手段と、所定の条件下でエンジンを自動的に停止および再始動させる自動停止・再始動手段とを備え、活性状態判定手段は、常時は空燃比センサの出力に基づいて空燃比センサが活性状態にあるか否かを判定し、自動停止・再始動手段によりエンジンが自動的に再始動された直後には空燃比センサの出力に関らず空燃比センサが活性状態にあると擬似判定するとともに、燃焼モード選択手段は、エンジンが自動的に再始動された直後には活性状態判定手段による擬似判定の結果に基づいてエンジンが特定の運転状態になったらフィードバックモードを選択する。

この希薄燃焼エンジンの制御装置によると、常時は空燃比センサの出力に基づいて空燃比センサが活性状態にあるか否かを判定するが、自動停止・再始動手段によりエンジンが自動的に再始動された直後には空燃比センサの出力に関らず空燃比センサが活性状態にあると擬似判定し、このような判定結果（擬似判定も含む）に基づいて、エンジンが特定の運転状態にあるときには、空燃比センサが活性状態であればフィードバックモードを選択し、空燃比センサが不活性状態であればオープンループモードを選択する。したがって、エンジンの再始動の直後からフィードバックモードを選択できるようになり、エンジンの再始動の直後から、空燃比を理論空燃比の近傍にフィードバック制御しながら、エンジン出力と燃費とをバランスさせるとともに、排ガス浄化を促進することができるようになる。
特開２００２−７０６３４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された制御装置によると、自動停止・再始動手段によりエンジンが自動的に再始動された直後には空燃比センサの出力に関らず空燃比センサが活性状態にあると擬似判定してフィードバック制御するため、以下のような問題点を生じる。すなわち、エコラン車においてエンジン停止時においては燃料噴射が停止された状態でエンジンが被駆動の状態になるので、燃焼室に吸入された空気がそのまま排気系に排出される。このため、排気系に設けられた酸素センサに、噴射された燃料が混合されていない空気が触れる（超リーン状態）。これにより酸素センサが不活性化して、その後のエンジン再始動時においても不活性状態である。このように実際には酸素センサが不活性状態であるにも関わらず擬似活性状態であると判定してフィードバック制御を実行したところで正確なフィードバック制御を実現することができない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エコラン車などの、エンジンの一時停止後の再始動時に空燃比フィードバック制御を、できるだけ早期にかつ正確に開始することができる、内燃機関の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、車両の状態が予め定められた条件を満足すると内燃機関を一時的に停止する車両に搭載された内燃機関を制御する。この制御装置は、内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検知するための検知手段と、検知された空燃比に基づいて、空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御するための制御手段と、内燃機関の一時的な停止後であって、内燃機関の再始動時において、検知手段が正常でない状態である時間を計測するための計測手段と、計測された時間に基づいて、制御手段によるフィードバック制御の開始を許可するための許可手段とを含む。

第１の発明によると、エンジンを一時的に停止する時においては車両が停止する前に燃料噴射が停止されているので、吸気された空気がそのまま排気される状態になり、排気の空燃比が超リーンな状態になり、検知手段（たとえば空燃比センサ、酸素センサ）が不活性状態になる（たとえばリーンの上限値に張り付く等）。再始動時において、検知手段が不活性であるにも関わらず空燃比のフィードバック制御を実行すると制御が不安定になる。検知手段が完全に活性化してその検知した値に十分な信頼性が確認できるまでフィードバック制御の実行を遅らせると、それまではオープンループ制御になるので理論空燃比にならないでエミッションが悪化する。計測手段により検知手段が正常でない状態である時間を計測して、たとえばこの時間が長いほど検知手段が正常に戻るまでに時間がかかるとして、フィードバック制御の開始を許可するタイミングを遅らせる。このようにすると、検知手段がほぼ正常に動作するときからフィードバック制御を実行できるので、制御が不安定になったり、フィードバック制御の開始遅れを最小限にできる。その結果、エコラン車などの、エンジンの一時停止後の再始動時に空燃比フィードバック制御を、できるだけ早期にかつ正確に開始することができる、内燃機関の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、許可手段は、正常でない状態である時間が長いほど、フィードバック制御の開始を遅らせて許可するための手段を含む。

第２の発明によると、検知手段が正常でない時間が長いほど検知手段が正常に戻るまでに時間がかかるとして、フィードバック制御の開始を許可するタイミングを遅らせる。このようにすると、検知手段がほぼ正常に動作するときからフィードバック制御を実行できる。

第３の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、許可手段は、検知手段が正常でない状態であること以外のフィードバック制御開始条件が成立してから、正常でない状態である時間に対応して予め定められた時間が経過するとフィードバック制御の開始を許可するための手段を含む。

第３の発明によると、検知手段が正常でない状態であること以外のフィードバック制御開始条件が成立しても、フィードバック制御を許可しないで、フィードバック制御の開始を許可するタイミングを遅らせる。このようにすると、検知手段がほぼ正常に動作するときからフィードバック制御を実行できる。

第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、許可手段は、検知手段が正常な状態になってから、正常でない状態である時間に対応して予め定められた時間が経過すると、フィードバック制御の開始を許可するための手段を含む。

第４の発明によると、検知手段が正常な状態になっても（たとえばリーンの上限値に張り付いた状態でなくなっても）、検知手段の信頼性が悪い場合もあるので、検知手段により検知される空燃比が張り付いた状態でなくなっても即時にフィードバック制御を許可しないで、フィードバック制御の開始を許可するタイミングを遅らせる。このようにすると、検知手段がほぼ正常に動作するときからフィードバック制御を実行できる。

第５の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第３または４の発明の構成に加えて、正常でない状態である時間が長いほど、予め定められた時間は長く設定される。

第５の発明によると、計測された時間が長いほど検知手段が正常に戻るまでに時間がかかるとして、フィードバック制御の開始を許可するタイミングをより遅くまで遅らせる。

第６の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、正常でない状態とは、検知手段が不活性な状態である。

第６の発明によると、検知手段である空燃比センサや酸素センサがリーン側の限界値に張り付いて活性化されていない状態（不活性状態）である場合に、空燃比のフィードバック制御の開始を遅らせて、不活性状態に起因するフィードバック制御が不安定になることを回避することができる。

第７の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、正常でない状態とは、検知手段が不活性状態であってリーン上限値を継続して検知している状態である。

第７の発明によると、検知手段である空燃比センサや酸素センサが、活性化しないでリーン側の限界値に張り付いて活性化されていない状態である場合に、空燃比のフィードバック制御の開始を遅らせて、不活性状態に起因するフィードバック制御が不安定になることを回避することができる。

第８の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、正常でない状態とは、検知手段がリーン上限値を継続して検知していないが、検知手段により検知された値の信頼性が低い状態である。

第８の発明によると、検知手段である空燃比センサや酸素センサが、一応リーン側の限界値に張り付いていないが、十分な信頼性がない場合に、空燃比のフィードバック制御の開始を遅らせて、検知手段が正常でないことに起因するフィードバック制御が不安定になることを回避することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の制御ブロックについて説明する。なお、以下の説明では、この制御装置は、エコランシステムが搭載される車両に適用されるとして説明するが、本発明が適用される車両は、ハイブリッド車等のように、エンジンの停止と再始動とを比較的頻繁に行なう車両であればよい。

このエコランシステムにおける制御対象であるハードウェア系として、エンジン１００と、エンジン１００を始動および再始動（イグニッションスイッチによるエンジン１００の作動開始を始動、エコランによる一時停止後のエンジン１００の作動開始を再始動という）するためにエンジン１００をクランキングするスタータ２００と、エンジン１００のクランクシャフトプーリとベルトで接続されたオルタネータ３００と、ライト、オーディオ、エアコンディショナのコンプレッサ等の補機負荷４００と、スタータ２００や補機負荷４００に電力を供給するバッテリ（二次電池）５００とを含む。なお、スタータ２００ではなくモータジェネレータであってもよいし、バッテリはエンジン１００停止時の電力供給のためのバッテリをさらに搭載していてもよい。

このようなハードウェア系を制御する制御系として、エコランシステムは、ＡＢＳ（Antilock braking System）＿ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００と、エコランＥＣＵ２０００と、エンジンＥＣＵ３０００とを含む。

ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０００には、Ｇセンサ１１００からの信号（車両の傾きや加速度を表わす物理量の信号）、ブレーキマスタ圧センサ１２００からの信号（車両の制動装置の効き具合を表わす物理量の信号）、車速センサ１３００からの信号（車両の速度を表わす物理量の信号）がそれぞれ入力される。

エコランＥＣＵ２０００には、ブレーキランプ信号と連動したブレーキが作動状態であることを示すブレーキ信号、変速機のシフトポジションを示すシフト信号、バッテリ５００の温度を示すバッテリ温度信号がそれぞれ入力される。

エンジンＥＣＵ３０００には、アクセルペダルが踏まれていることを検知するアクセルスイッチ３１００からの信号、ステアリングが操作されていることを検知するＥＰＳ（Electric Power Steering）センサ３２００からの信号、エンジン１００の回転数（ＮＥ）を検知するＮＥセンサ３３００からの信号、エンジン１００を冷却する冷却水の水温を検知する冷却水センサ３４００から信号、排気系の三元触媒コンバータの手前に設けられ、排気ガスの空燃比を検知するＡ／Ｆセンサ（空燃比センサ）３５００からの空燃比信号がそれぞれ入力される。

排気系には、三元触媒コンバータが設けられ、その上流側にＡ／Ｆセンサ３５００が設けられる。Ａ／Ｆセンサ３５００は、エキゾーストマニホールドから三元触媒コンバータに到達した（三元触媒コンバータに入る前の）排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検知する。酸素の濃度を検知することにより、排気ガス中に含まれる燃料と空気との比、いわゆる空燃比を検知することができる。

このようなＡ／Ｆセンサ３５００は、排気ガス中の酸素濃度に応じた電流を発生させる。この電流は、たとえば電圧に変換されて空燃比信号としてエンジンＥＣＵ３０００に入力される。このようなＡ／Ｆセンサ３５００は、空燃比がリーンのときには、たとえば０．１Ｖ程度の電圧を発生し、空燃比がリッチのときには０．９Ｖ程度の電圧を発生するものである。これらの値に基づいて空燃比に換算した値と、空燃比の目標値とを比較して、エンジンＥＣＵ３０００による空燃比のフィードバック制御が行なわれる。なお、エンジンＥＣＵ３０００においては、空燃比の上限を１８程度に設定している。

また、ＡＢＳ＿ＥＣＵ１０００からエコランＥＣＵ２０００にセンサ信号が送信され、エコランＥＣＵ２０００からエンジンＥＣＵ３０００にエンジン１００の再始動指令信号および停止指令信号が送信され、エンジンＥＣＵ３０００からエコランＥＣＵ２０００にセンサ信号が送信される。エンジンＥＣＵ３０００は、エコランＥＣＵ２０００から受信したエンジン１００の再始動指令信号に基づいてスタータ２００に再始動信号を送信して、スタータ２００がエンジン１００をクランキングしてエンジン１００が再始動する。

このようなエコランシステムにおけるエンジン１００の停止条件としては、たとえば、アクセル開度が０であること、シフト操作後１秒以上経過していること、車速が０ｋｍ／ｈであること、エンジン回転数が１０００ｒｐｍいかであること、登坂・傾斜判定が８゜以下であること、エンジン冷却水温が６５℃〜１０５℃であること、バッテリ温度が０℃〜５５℃であること、ブレーキマスタ圧が十分な制動力を確保できる以上あること、停止直前にステアリング操作していないこと等々の全ての条件を満足することである。なお、これらの条件の種類および条件における数値は一例である。

本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３０００においては、エンジンの一時停止後の再始動時に空燃比フィードバック制御を、できるだけ早期にかつ正確に開始することが特徴である。これは、エンジン１００の停止時に、Ａ／Ｆセンサ３５００に、燃料成分を含まずかつ燃焼されていない空気（インテークマニホールドから吸気弁を介して燃焼室に吸入されて燃焼室で燃料が噴射されないで排気弁およびエキゾーストマニホールドを介してそのまま排出された空気）が触れる。このため、Ａ／Ｆセンサ３５００はリーンの上限値（たとえば１８）を維持した状態になる（不活性状態）。この不活性状態がエンジン１００の再始動直後も継続している。

このため、エンジン１００の再始動直後から空燃比のフィードバック制御を実行すると、超リーンであるため、目標空燃比との偏差が大きく、フィードバック制御における操作量である燃料噴射量を大きく増大させてしまう。これにより、リッチな状態になり過ぎて大きなオーバシュートが発生して過リッチな状態になる。Ａ／Ｆセンサ３５００が活性化して、このような過リッチな状態を検知できれば目標空燃比との偏差が逆側に大きく、フィードバック制御における操作量である燃料噴射量を大きく減少させてしまう。これにより、再びリーンな状態になり過ぎて大きなアンダーシュートが発生して制御が不安定になる。一方、Ａ／Ｆセンサ３５００の不活性状態が継続していると、このような過リッチな状態を検知できないので、目標空燃比との偏差が大きいままであると判断して、フィードバック制御における操作量である燃料噴射量が大きい状態を維持する。これにより、過リッチの状態が継続する。いずれにしてもフィードバック制御が安定しない。

さらに、たとえば、エンジン１００の再始動後にＡ／Ｆセンサ３５００からの空燃比信号が１８から１４程度にまで下がり活性化した時点で、空燃比のフィードバック制御を実行することも考えられる。このようにすると、Ａ／Ｆセンサ３５００の信頼性（特に応答性）の観点から、Ａ／Ｆセンサ３５００により検知された空燃比信号が真の値からずれている場合もあり、空燃比のフィードバック制御が不安定になる可能性がある。

そこで、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３０００においては、エンジン１００の再始動後であって、フィードバック制御開始の条件が成立しても、Ａ／Ｆセンサ３５００がＡ／Ｆ上限値である１８に張り付いている時間を計測しておいて、その時間に応じて、フィードバック開始タイミングを遅延させる。以下、このような制御について詳しく説明する。

図２を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３０００により実行されるプログラム制御構造について説明する。ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ３０００は、エコランエンジン停止条件が成立したか否かを判断する。この判断は、エコランＥＣＵ２０００からエンジンＥＣＵ３０００に入力されるエンジン１００の停止指令信号に基づいて行なわれる。エコランエンジン停止条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻され、エコランエンジン停止条件が成立するまで待つ。

Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ３０００は、エンジン停止制御を実行する。このとき、エンジンＥＣＵ３０００は、エンジン１００の燃料噴射弁に対して燃料噴射の停止を指示する。その後、エンジン１００の燃焼室内において燃料が噴射されない状態で車両が停止するまでは、エンジン１００に吸気された空気が排気系に流れる。そのため、Ａ／Ｆセンサ３５００からの空燃比信号は、リーン上限値である（たとえば１８）に張り付いた状態となる。

Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ３０００は、エコランエンジン再始動条件が成立したか否かを判断する。この判断は、エコランＥＣＵ２０００からエンジンＥＣＵ３０００に入力されたエンジン１００の再始動指令信号に基づいて行なわれる。エコランエンジン再始動条件が成立すると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１２０へ戻され、エコランエンジン再始動条件が成立するまで待つ。

Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ３０００はエンジン１００の始動制御を実行する。すなわち、エンジンＥＣＵ３０００は、スタータ２００に対して始動指令信号を出力し、スタータ２００によりエンジン１００のクランクシャフトがクランキングされ、エンジン１００が始動される。

Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ３０００は、Ａ／Ｆセンサ３５００からのリッチ信号を検知したか否かを判断する。このとき、たとえば、Ａ／Ｆセンサ３５００から、エンジンＥＣＵ３０００に入力された空燃比信号がリーン上限値である１８に張り付いた状態からストイキ近傍まで空燃比信号が低下するとリッチ信号を出力したと検知する。Ａ／Ｆセンサ３５００からのリッチ信号出力を検知すると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、処理はＳ１５０へ移される。

Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ３０００は、Ａ／Ｆリーン状態時間ΔＴを検知する。これは、エンジンＥＣＵ３０００がエコランＥＣＵ２０００からエンジン１００の再始動指令信号を受信してから計測を開始し、Ａ／Ｆセンサ３５００からエンジンＥＣＵ３０００に入力される空燃比信号がリーン上限値に張り付いている時間を検知することになる。

Ｓ１６０にて、エンジンＥＣＵ３０００は、Ａ／Ｆリーン状態時間ΔＴに対応させた遅延時間Ｔ（ＤＥＬＡＹ）を算出する。Ｓ１７０にて、エンジンＥＣＵ３０００は、Ａ／Ｆフィードバック開始条件が成立したか否かを判断する。Ａ／Ｆフィードバック開始条件が成立すると（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、処理はＳ１８０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１７０にてＮＯ）、処理はＳ１７０へ戻され、Ａ／Ｆフィードバック開始条件が成立するまで待つ。

Ｓ１８０にて、エンジンＥＣＵ３０００は、ＤＥＬＡＹタイマをスタートさせる。なお、このタイマの設定値は遅延時間Ｔ（ＤＥＬＡＹ）である。

Ｓ１９０にて、エンジンＥＣＵ３０００は、遅延時間Ｔ（ＤＥＬＡＹ）が設定されたＤＥＬＡＹタイマがタイムアップしたか否かを判断する。タイムアップすると（Ｓ１９０にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１９０にてＮＯ）、処理はＳ１９０へ戻され、ＤＥＬＡＹタイマがタイムアップするまで待つ。

Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ３０００は、Ａ／Ｆフィードバック制御を開始する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ３０００を搭載した車両の動作について説明する。

車両が赤信号などで停車してエコランエンジン停止条件が成立すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジン１００を停止する制御が実行される（Ｓ１１０）。このとき、エンジン１００における燃料噴射が停止してから車両が停止してエンジン１００も停止する。

赤信号が青信号となり、たとえば運転者がブレーキペダルを放すと、エコランエンジン再始動条件が成立する（Ｓ１２０にてＹＥＳ）。このときエンジン始動制御が実行される（Ｓ１３０）。Ａ／Ｆセンサ３５００からのリッチ信号出力が検知されないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、Ａ／Ｆリーン状態時間ΔＴが検知される（Ｓ１５０）。

このような状態を図３を用いて説明する。時刻Ｔ（０）において、エコランエンジン停止条件が成立し（Ｓ１００にてＹＥＳ）、燃料噴射指令がＨｉ状態からＬｏ状態になり燃料噴射が停止される。エンジン回転数ＮＥがアイドル回転数近傍から次第に低下するとともに、Ａ／Ｆセンサ３５００の値がリーン上限値である１８に張り付く。時刻Ｔ（１）においてエンジンが完全に停止する。この状態で車両もエンジン１００も停止している。

時刻Ｔ（２）においてエコランエンジン再始動条件が成立し（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、燃料噴射指令がＬｏ状態からＨｉ状態になりエンジン１００の燃料噴射弁により燃料が噴射されるとともに、スタータ２００によりエンジン１００のクランクシャフトがクランキングされ、エンジン１００が始動しエンジン回転数ＮＥが次第に上昇する。このとき、Ａ／Ｆセンサ３５００から入力される空燃比信号がリーン上限値である１８に張り付いている時間が計測される（Ｓ１５０）。

これを図３のΔＴ（Ａ）、ΔＴ（Ｂ）、ΔＴ（Ｃ）で示す。このようなΔＴ（Ａ）、ΔＴ（Ｂ）、ΔＴ（Ｃ）に対応させた遅延時間Ｔ（ＤＥＬＡＹ）が算出される（Ｓ１６０）。このとき、Ａ／Ｆリーン状態時間ΔＴが大きければ大きいほど、遅延時間Ｔ（ＤＥＬＡＹ）が大きくなるように設定される。

Ａ／Ｆフィードバック開始条件が成立すると（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、図３に示すＦＢ（フィードバック）フラグが立上がる。このタイミングで、ＤＥＬＡＹタイマがスタートされ（Ｓ１８０）、ＤＥＬＡＹタイマの設定時間であるＴ（ＤＥＬＡＹ）だけ時間が経過すると、ＤＥＬＡＹタイマがタイムアップして（Ｓ１９０にてＹＥＳ）、Ａ／Ｆフィードバック制御が開始される（Ｓ２００）。

このとき、図３に示すように、遅延以外のＦＢ開始条件が成立するとＦＢフラグが立ち上がり、この時間からＡ／Ｆリーン状態時間ΔＴ（Ａ）〜ΔＴ（Ｃ）に対応させて算出された遅延時間であるＴ（ＤＥＬＡＹ）だけ経過した後、ＦＢスタートフラグが立上がり、Ａ／Ｆフィードバック制御が開始される。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエコラン車においては、エンジンの再始動時において、空燃比センサの不活性状態に応じてディレータイマを設けフィードバックを開始させるタイミングを遅延させている。そのため、空燃比センサが活性化し真の空燃比がＥＣＵに送信される状態になってからフィードバックが開始される。そのため、空燃比のフィードバック制御が不安定になることを早期に回避することができる。

なお、前述の実施の形態においては、Ａ／Ｆリーン状態時間ΔＴをリーン上限値（１８）に張り付いている時間を計測するようにしたが、図３のＡ／Ｆリーン状態時間ΔＴ（Ｄ）、ΔＴ（Ｅ）、ΔＴ（Ｆ）のように、たとえばＡ／Ｆが１４．５に低下するまでの時間を用いるようにしてもよい。このＡ／Ｆリーン状態時間ΔＴ（Ｄ）、ΔＴ（Ｅ）、ΔＴ（Ｆ）に対応させて遅延時間Ｔ（ＤＥＬＡＹ）が算出される点は前述の実施の形態と同じである。すなわち、Ａ／Ｆリーン状態時間ΔＴ（Ｄ）、ΔＴ（Ｅ）、ΔＴ（Ｆ）が長いほど。遅延時間Ｔ（ＤＥＬＡＹ）が長くなるように設定される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の制御ブロック図である。 図１のＥＣＵで実行される空燃比制御プログラムの制御構造を示すフローチャートである。 空燃比センサの出力の時間変化を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１００ エンジン、２００ スタータ、３００ オルタネータ、４００ 補機負荷、５００ バッテリ、１０００ ＡＢＳ＿ＥＣＵ、２０００ エコランＥＣＵ、３０００ エンジンＥＣＵ、３５００ Ａ／Ｆセンサ。

Claims (8)

1. 車両の状態が予め定められた条件を満足すると内燃機関を一時的に停止する車両に搭載された内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の排気系に設けられ、排気の空燃比を検知するための検知手段と、
   前記検知された空燃比に基づいて、空燃比が目標空燃比になるようにフィードバック制御するための制御手段と、
   前記内燃機関の一時的な停止後であって、前記内燃機関の再始動時において、前記検知手段が正常でない状態である時間を計測するための計測手段と、
   前記計測された時間に基づいて、前記制御手段によるフィードバック制御の開始を許可するための許可手段とを含む、内燃機関の制御装置。
2. 前記許可手段は、前記正常でない状態である時間が長いほど、前記フィードバック制御の開始を遅らせて許可するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記許可手段は、前記検知手段が正常でない状態であること以外のフィードバック制御開始条件が成立してから、前記正常でない状態である時間に対応して予め定められた時間が経過すると前記フィードバック制御の開始を許可するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記許可手段は、前記検知手段が正常な状態になってから、前記正常でない状態である時間に対応して予め定められた時間が経過すると、前記フィードバック制御の開始を許可するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記正常でない状態である時間が長いほど、前記予め定められた時間は長い、請求項３または４に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記正常でない状態とは、前記検知手段が不活性な状態である、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記正常でない状態とは、前記検知手段が不活性状態であってリーン上限値を継続して検知している状態である、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記正常でない状態とは、前記検知手段がリーン上限値を継続して検知していないが、前記検知手段により検知された値の信頼性が低い状態である、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。

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