JP2007056845A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 触媒の暖機のために点火時期を遅角したり燃焼噴射時期を変更したりした場合に、必要以上にエンジン回転数が低下することを抑制する。
【解決手段】 エンジンＥＣＵは、触媒の暖機制御における点火時期の遅角制御および燃料噴射時期の変更を行なうためのディレー時間を、暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が低い場合は高い場合に比べて長くなるように算出するステップ（Ｓ５００）と、大気圧が低い場合は高い場合に比べてディレー時間を長くするように補正するステップ（Ｓ７００）と、補正されたディレー時間を用いて、触媒２００の暖機制御の実行を開始するステップ（Ｓ８００）とを含むプログラムを実行する。暖機制御においては、スロットル開度が大きくなるようにスロットルバルブが制御された後、ディレー時間が経過すると、点火時期の遅角制御が開始されるとともに、燃料噴射時期が変更される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に、エンジンに吸入される空気量を増量させる制御の実行に遅れて、点火時期を変更したり燃料噴射時期を変更したりする技術に関する。

従来より、エンジン始動後のアイドリング時においては、排気ガス浄化用の触媒を暖機するために、点火時期が遅角される。その際、点火時期の遅角により低下するエンジンの出力を補うために、エンジンに吸入される空気量が増量される。

特開２０００−１７９４３９号公報（特許文献１）に記載の内燃機関の制御装置は、排ガスを触媒装置を介して放出する内燃機関の始動後のアイドリング運転時に、内燃機関の吸入空気量を通常のアイドリング運転時の吸入空気量よりも増量させる吸入空気量制御部と、その吸入空気量の増量開始後に内燃機関の回転数を所定の目標回転数に収束させるように内燃機関の点火時期の指令値をフィードバック制御処理により生成し、その生成した点火時期の指令値に基づき内燃機関の点火時期を操作する点火時期制御部と、フィードバック制御処理のフィードバックゲインを点火時期制御部が操作している点火時期に応じて可変的に設定する設定部とを含む。点火時期が遅角側である程、フィードバックゲインを小さくするようにフィードバックゲインが設定される。

この公報に記載の内燃機関の制御装置によれば、吸入空気量制御部による内燃機関の吸入空気量の増量中に点火時期制御部によって、内燃機関の点火時期を操作することで、吸入空気量の増量によって上昇傾向となる内燃機関の回転数（実回転数）がアイドリング運転に適した所定の目標回転数にフィードバック制御される。このとき、点火時期制御部が操作している点火時期に応じてフィードバック制御処理のフィードバックゲイン、すなわち、内燃機関の実際の回転数と目標回転数との偏差に対する点火時期の指令値の変化の割合を可変的に設定することで、内燃機関の回転数を目標回転数に収束制御するための点火時期の指令値を点火時期の操作状況に適したものとすることが可能となる。これにより、点火時期の操作状況によらずに内燃機関の回転数の目標回転数への収束制御の安定性や速応性を確保することが可能となる。より具体的には、点火時期が遅角側である程、フィードバックゲインを小さくするようにフィードバックゲインが設定される。すなわち、操作している点火時期が遅角側である程、前述の如く、点火時期の変化に対する内燃機関の回転数の変化の割合が大きくなる傾向があるので、点火時期が遅角側に比較的大きく操作されている状況では、フィードバックゲインを小さくする。これにより、点火時期が遅角側に比較的大きく操作されている状況では、内燃機関の回転数（実回転数）と目標回転数との偏差が変化したとき、それに対して点火時期制御部がフィードバック制御処理により生成する点火時期の指令値の変化が小さめに抑制される。この結果、内燃機関の回転数が目標空燃比に向かって急激に変化するような事態を避けつつ内燃機関の回転数を円滑に目標回転数に収束させることができ、その収束制御の安定性を確保することができる。また、逆に、操作している点火時期が進角寄りのものとなっている状況では、フィードバックゲインが大きめなものとなるため、内燃機関の回転数（実回転数）と目標回転数との偏差が変化したときに点火時期制御部がフィードバック制御処理により生成する点火時期の指令値の変化は大きめになる。この結果、内燃機関の回転数を目標空燃比に向かって速やかに変化させることができ、回転数の目標回転数への収束制御の速応性を確保することができる。
特開２０００−１７９４３９号公報

ところで、吸入空気量の応答性は高くないため、特開２０００−１７９４３９号公報に記載の内燃機関の制御装置のように、アイドリング運転時の吸入空気量を増量させても、実際の吸入空気量は速やかには増量されない。そのため、吸入空気量の増量後、直ちに点火時期が遅角された場合等には、遅角による出力低下を補うだけの空気量が吸入されていないために内燃機関の出力が不足し、内燃機関の回転数が必要以上に低下し得るという問題点があった。しかしながら、特開２０００−１７９４３９号公報に記載の内燃機関の制御装置においては、このような問題を何等考慮していない。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジン（内燃機関）の回転数が必要以上に低下することを抑制することができるエンジンの制御装置を提供することである。

第１の発明に係るエンジンの制御装置は、エンジンに吸入される空気量を調整するための調整手段と、調整手段を制御して、エンジンに吸入される空気量を増量するための増量手段と、エンジンに吸入される空気量を検知するための手段と、エンジン回転数および大気圧のうちの少なくともいずれか一方を検知するための手段と、エンジン回転数および大気圧のうちの少なくともいずれか一方とエンジンに吸入される空気量とに基づいた遅延時間を設定するための設定手段と、増量手段により前記調整手段が制御された後、設定手段により設定された遅延時間が経過してからエンジンにおける点火時期の変更および燃料噴射時期の変更のうちの少なくともいずれか一方を行なうように、エンジンを制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によれば、調整手段により、エンジンに吸入される空気量が調整される。たとえば触媒を暖機する際に、エンジンに吸入される空気量を増量するように調整手段が制御される。ところで、空気量の応答性は高くなく、エンジンに吸入される空気量を増量するように調整手段が制御されてからエンジンに吸入される空気量が実際に増量されるまでには遅れがある。したがって、エンジンに吸入される空気量が増量するように調整手段が制御された後、直ちに点火時期が遅角されると、遅角による出力低下を補うだけの空気量が増量されていないために出力が不足し、エンジンの回転数が必要以上に低下し得る。また、たとえば筒内に燃料を直接噴射するエンジンにおいて、エンジンに吸入される空気量が増量するように調整手段が制御された後、直ちに燃料噴射時期が吸気行程から圧縮行程に変更されたり、吸気工程および圧縮工程に変更されたりして成層燃焼もしくは弱成層燃焼を行なうと、吸気工程において燃料を噴射して均質燃焼を行なう場合に比べてエンジンの出力が低下し得る。この場合も、燃料噴射時期の変更による出力低下を補うだけの空気量が増量されていないために出力が不足し、エンジンの回転数が必要以上に低下し得る。そこで、調整手段が制御されたタイミングよりも遅いタイミングで、点火時期を遅角したり、燃料噴射時期を変更したりする必要がある。ここで、エンジンに吸入される空気量が増量するように調整手段が制御されてから、吸入空気量が実際に増量されるまでの時間は、調整手段を制御する前における吸入空気量が大きい場合は小さい場合に比べて短くなる。すなわち、調整手段が制御されてから、吸入空気量が実際に所望の値まで増量されるまでの時間は、調整手段を制御する前における吸入空気量の影響を受ける。また、吸入空気量はエンジン回転数や大気圧の影響を受ける。たとえば、エンジン回転数が低い場合は高い場合に比べて、吸入空気量が小さいといえる。大気圧が低い場合は高い場合に比べて、空気の密度が低いため、吸入空気量が小さいといえる。そこで、エンジン回転数および大気圧のうちの少なくともいずれか一方とエンジンに吸入される空気量とに基づいた遅延時間が設定される。吸入空気量を増量するように調整手段が制御された後、遅延時間が経過してからエンジンにおける点火時期が変更（たとえば遅角）されたり、燃料噴射時期が変更されたりする。これにより、点火時期や燃料噴射時期を変更するタイミングを、エンジンに吸入される空気量が実際に増量されたタイミングに精度よく合わせることができる。そのため、点火時期や燃料噴射時期を変更した際に、エンジンの出力が不足することを抑制することができる。その結果、エンジンの回転数が必要以上に低下することを抑制することができるエンジンの制御装置を提供することができる。

第２の発明に係るエンジンの制御装置においては、第１の発明の構成に加え、設定手段は、エンジン回転数が低い場合は高い場合に比べて、遅延時間を長くするように設定するための手段を含む。

第２の発明によれば、エンジン回転数が低い場合は高い場合に比べて、実際にエンジンに吸入される空気量が小さく、空気量が増量するように調整手段が制御された後、空気量が実際に増量されるまでの時間が長いといえるので、遅延時間が長くなるように設定される。これにより、点火時期や燃料噴射時期を変更するタイミングを、エンジンに吸入される空気量が実際に増量されたタイミングに精度よく合わせることができる。そのため、点火時期や燃料噴射時期を変更した際に、エンジンの出力が不足することを抑制することができる。その結果、エンジンの回転数が必要以上に低下することを抑制することができる。

第３の発明に係るエンジンの制御装置においては、第１の発明の構成に加え、設定手段は、大気圧が低い場合は高い場合に比べて、遅延時間を長くするように設定するための手段を含む。

第３の発明によれば、大気圧が低い場合は高い場合に比べて空気の密度が低く、実際にエンジンに吸入される空気量が小さいといえる。したがって、空気量が増量するように調整手段が制御された後、空気量が実際に増量されるまでの時間が長いといえるので、大気圧が低い場合は高い場合に比べて、遅延時間が長くなるように設定される。これにより、点火時期や燃料噴射時期を変更するタイミングを、エンジンに吸入される空気量が実際に増量されたタイミングに精度よく合わせることができる。そのため、点火時期や燃料噴射時期を変更した際に、エンジンの出力が不足することを抑制することができる。その結果、エンジンの回転数が必要以上に低下することを抑制することができる。

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一である。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に、本発明の制御装置で制御される直噴エンジンの全体構成図を示す。エンジン本体１０は、シリンダブロック１００の上方にシリンダヘッド１１０が覆着されてなり、シリンダブロック１００に形成されたシリンダ１００Ａ内にピストン１２０が摺動自在に保持されている。シリンダ１００Ａ内におけるピストン１２０の上下往復動がクランク軸１３０の回転運動に変換され、トランスミッション３００等へと伝達されるようになっている。クランク軸１３０は、エンジン始動時にはフライホイール１４０を介してスタータ３０と接続される。フライホイール１４０とトランスミッション３００との間には、クラッチ３１０が設けられる。

本実施の形態において、トランスミッション３００は、運転者の手動操作により変速されるマニュアルトランスミッションである。クラッチ３１０は、運転者の操作により係合されたり解放されたりする。

ピストン１２０の上方にはシリンダブロック１００、シリンダヘッド１１０を室壁として燃焼室１０００が形成され、燃焼室１０００において燃料と空気との混合気の燃焼が行なわれ、その爆発力によりピストン１２０を上下往復動せしめる。混合気への点火はシリンダヘッド１１０を貫通し燃焼室１０００内に突出して設けられた点火プラグ１５０により行なわれる。

混合気を構成する空気の供給は、シリンダヘッド１１０およびこれと接続された吸気管内部に形成された吸気通路１０１０により行なわれる。また、燃焼室１０００からの排気は排気通路１０２０により行なわれる。シリンダヘッド１１０には、吸気通路１０１０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える吸気バルブ１６０、排気通路１０２０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える排気バルブ１７０が取り付けられている。

吸気管内にはフラップ状のスロットルバルブ１９０が設けられ、その開度に応じて吸気通路１０１０内の空気流を調整する。すなわち、スロットルバルブ１９０により、エンジンの吸入空気量が調整される。スロットルバルブ１９０は、電磁式のスロットルバルブであり、アクチュエータにより作動される。なお、スロットルバルブ１９０に加えて、アイドル時の吸入空気量を調整するためのバルブを別途設けるようにしてもよい。また、スロットルバルブ１９０の開度を調整することの代わりにもしくは加えて、吸気バルブ１６０のリフト量を調整することにより吸入空気量を調整するようにしてもよい。

排気通路１０２０の下流側には、触媒２００が設けられる。触媒２００は三元触媒である。触媒２００により、燃焼後の混合気、すなわち排気ガスが浄化される。触媒２００により浄化された排気ガスが、車外に排出される。

混合気を構成する燃料の供給は、電磁式のインジェクタ２１０により行なわれる。インジェクタ２１０はシリンダヘッド１１０を貫通して設けられ、先端ノズル部から燃焼室１０００内（筒内）に燃料を噴射するようになっている。

本実施の形態においては、通常時には、吸気行程において燃料が噴射され、均質燃料が行なわれる。なお、インジェクタ２１０の代わりにあるいは加えて、吸気ポート内もしくは吸気通路１０１０内に燃料を噴射するインジェクタを設けるようにしてもよい。

インジェクタ２１０への燃料供給は、燃料タンク２５０から吸い上げた燃料を低圧ポンプ２４０および高圧ポンプ２３０により２段階に昇圧して供給される。高圧ポンプ２３０はエンジン本体１０のクランク軸１３０からベルト等を介して伝達される動力で駆動される。一方、低圧ポンプ２４０は電動駆動のもので、始動時には、インジェクタ２１０も低圧ポンプ２４０から燃料が供給される。

また、点火プラグ１５０、スロットルバルブ１９０、インジェクタ２１０等のエンジン各部を制御するエンジンコントロールコンピュータ（以下、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）と記載する）６０が設けられている。エンジンＥＣＵ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＲＯＭ(Read Only Memory)等からなる一般的な構成のもので、各種センサからの検知信号等に基づいて、点火プラグ１５０を作動せしめ、スロットルバルブ１９０に制御信号を出力してスロットルバルブ１９０の開度（スロットル開度）を調整し、インジェクタ２１０に、制御信号により通電し所定のタイミングで所定時間、インジェクタ２１０のノズルを開く。

エンジンＥＣＵ６０に入力するセンサには、エアフローメータ５１０、クランク角センサ５２０、Ａ／Ｆセンサ５３０、スロットル開度センサ５４０、アクセル開度センサ５５０、車速センサ５６０、冷却水温センサ５８０、大気圧センサ５９０等がある。

エアフローメータ５１０は、吸気通路１０１０内を流通する空気流量を測定する。クランク角センサ５２０は、エンジン回転数ＮＥを検知するためのパルス信号を出力する。Ａ／Ｆセンサ５３０は、排気通路１０２０内の空燃比を測定する。スロットル開度センサ５４０は、スロットルバルブ１９０の開度を検知する。アクセル開度センサ５５０は、アクセルペダル４２０の開度（踏込み量）を検知する。車速センサ５６０は、車速（車輪の回転）を検知するためのパルス信号を出力する。冷却水温センサは、エンジン温度を代表するエンジン冷却水温を検知する。大気圧センサ５９０は、車外の大気圧を検知する。

また、エンジンＥＣＵ６０には、始動時に運転者がキーを操作すると、そのイグニッション（ＩＧ）オン信号およびスタータオン信号が入力される。クラッチペダル４３０のストローク量が最大になった場合は、ニュートラルスタートスイッチ５７０がオンになり、エンジンＥＣＵ６０にオン信号が入力される。

エンジンＥＣＵ６０は、エアフローメータ５１０等によって検知された吸入空気量に基づいて燃料噴射量を制御する。このとき、エンジンＥＣＵ６０は、各センサからの信号に基づいて、最適な燃焼状態になるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた噴射量と噴射時期とを制御する。このエンジン本体１０においては、燃料を筒内に直接噴射するため、噴射時期制御と噴射量制御とを同時に行なう。また、エンジンＥＣＵ６０は、クランク角センサ５２０やカムポジションセンサ等によって検知された信号（ノッキングセンサ等も含む）に基づいて、最適な点火時期になるように点火時期制御が行なわれる。このような制御により、エンジン本体１０の高出力化および低エミッション化の両立を実現している。

また、エンジンＥＣＵ６０は、たとえばエンジン始動直後において、触媒２００が活性化していない場合には、触媒２００の暖機制御を実行する。触媒２００の暖機制御は、アイドル時において実行される。触媒２００の暖機制御においては、通常時に比べてスロットル開度が大きくされる。触媒２００の暖機制御時におけるスロットル開度は、実験やシミュレーション等により予め定められる。スロットル開度が大きくされることにより、エンジンに吸入される空気量が増量される。

また、点火時期が遅角されるとともに、燃料噴射時期が吸気工程から圧縮工程に変更されたり、吸気工程および圧縮工程に変更されたりして、成層燃焼もしくは弱成層燃焼が行なわれる。

エンジンに吸入される空気量を増量するように（スロットル開度が大きくなるように）スロットルバルブ１９０が制御された後、予め定められるディレー時間が経過すると、点火時期の遅角制御が開始されるとともに、燃料噴射時期が変更される。なお、点火時期の遅角制御の開始と燃料噴射時期の変更とを異なるタイミングで行なうようにしてもよい。

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ＥＣＵ６０により実行されるプログラムの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ＥＣＵ６０は、クランク角センサ５２０から送信されたパルス信号に基づいて、エンジン回転数ＮＥを検知する。検知されたエンジン回転数ＮＥは、後述するＳ３００においてＮＥ（Ｂ）として用いられる。

Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ６０は、触媒２００の暖機制御実行条件が成立したか否かを判別する。暖機制御実行条件には、たとえばアイドル時であるという条件、エンジン回転数ＮＥが予め定められた回転数よりも低いという条件、触媒２００が活性化していないという条件などが含まれる。暖機制御実行条件が成立すると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ３００に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ３００にて、触媒２００の暖機制御の実行前後における吸入空気量の差ΔＱを算出する。ΔＱは、
ΔＱ＝Ｑ（Ａ）−Ｑ（Ｂ）＋ΔＱ（ＮＥ）…（１）
に基づいて算出される。（１）式におけるＱ（Ａ）は、触媒２００の暖機制御実行中におけるスロットル開度に対応した吸入空気量を示す。Ｑ（Ｂ）は、暖機制御の実行前（暖機制御実行条件の成立時点）において、ＩＳＣ（Idle Speed Control）制御により定められるスロットル開度に対応した吸入空気量を、なまし処理した吸入空気量を示す。なお、なまし処理をしていない吸入空気量をＱ（Ｂ）に用いるようにしてもよい。Ｑ（Ａ）およびＱ（Ｂ）はスロットル開度から算出される。

ΔＱ（ＮＥ）は、触媒２００の暖機制御実行前におけるエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）に基づいて算出される空気量補正値を示す。エンジン回転数ＮＥ（Ｂ）には、たとえば暖機制御実行前（暖機制御実行条件成立前）であって、アイドル時（アクセル開度が「０」のとき）におけるエンジン回転数ＮＥの最大値が用いられる。

ＩＳＣ制御におけるエンジン目標回転数をＮＥ（ＩＳＣ）とおくと、ΔＱ（ＮＥ）は、暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）とＩＳＣ制御におけるエンジン目標回転数ＮＥ（ＩＳＣ）との差（ＮＥ（Ｂ）−ＮＥ（ＩＳＣ））をパラメータとしたマップを用いて算出される。

暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が高い場合、実際の吸入空気量は、ＩＳＣ制御により定められるスロットル開度に対応した吸入空気量よりも大きいといえる。したがって、暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が高い場合は低い場合に比べて、触媒２００の暖機制御の実行前後における吸入空気量の差が小さいと考えられる。言い換えると、暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が低い場合は高い場合に比べて、触媒２００の暖機制御の実行前後における吸入空気量の差が大きいと考えられる。

そのため、空気量補正値ΔＱ（ＮＥ）は、暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が低い場合は高い場合に比べて（エンジン回転数ＮＥ（Ｂ）とＩＳＣ制御のエンジン目標回転数をＮＥ（ＩＳＣ）との差が小さい場合は大きい場合に比べて）、大きくなるように算出される（ΔＱが大きくなるように算出される）。

触媒２００の暖機制御実行中におけるスロットル開度に対応した吸入空気量Ｑ（Ａ）やＩＳＣ制御におけるエンジン目標回転数をＮＥ（ＩＳＣ）は、予め定められた値である。そのため、触媒２００の暖機制御の実行前であっても、算出触媒２００の暖機制御の実行前後における吸入空気量の差ΔＱを算出することが可能である。

Ｓ４００にて、エンジンＥＣＵ６０は、冷却水温センサ５８０から送信された信号に基づいて、エンジン冷却水温を検知する。

Ｓ５００にて、エンジンＥＣＵは、暖機制御実行前後の吸入空気量の差ΔＱおよびエンジン冷却水温に基づいて、触媒２００の暖機制御における点火時期の遅角制御および燃料噴射時期の変更を行なうためのディレー時間を算出する。ディレー時間は、実験やシミュレーションに基づいて予め作成されたマップなどを用いて算出される。

ディレー時間は、暖機制御実行前後の吸入空気量の差ΔＱが大きい場合は小さい場合に比べて長くなるように算出される。そのため、ディレー時間は、暖機制御の実行前においてＩＳＣ制御により定められるスロットル開度に対応した吸入空気量Ｑ（Ｂ）が小さい場合は大きい場合に比べて長くなるように算出されることになる。同様に、ディレー時間は、触媒２００の暖機制御実行前におけるエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が低い場合は高い場合に比べて（ΔＱ（ＮＥ）が大きい場合は小さい場合に比べて）長くなるように算出されることになる。さらに、ディレー時間は、エンジン冷却水温が低い場合は高い場合に比べて長くなるように算出される。

Ｓ６００にて、エンジンＥＣＵ６０は、大気圧センサ５９０から送信された信号に基づいて、車外の大気圧を検知する。なお、大気圧を推定するようにしてもよい。Ｓ７００にて、エンジンＥＣＵ６０は、大気圧に基づいて、ディレー時間を補正する。ディレー時間は、大気圧が低い場合は高い場合に比べて長くなるように補正される。たとえば、大気圧が低い場合は高い場合に比べて、大きい補正係数が算出され、この補正係数を算出されたディレー時間に乗算することにより、ディレー時間が補正される。

Ｓ８００にて、エンジンＥＣＵ６０は、補正されたディレー時間を用いて、触媒２００の暖機制御の実行を開始する。

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ＥＣＵ６０の動作について説明する。

エンジンが始動されると、クランク角センサ５２０から送信されたパルス信号に基づいて、エンジン回転数ＮＥが検知される（Ｓ１００）。また、触媒２００の暖機制御実行条件が成立したか否かが判別される（Ｓ２００）。

本実施の形態における暖機制御においては、通常時に比べてスロットル開度が大きくなるようにスロットルバルブ１９０が制御される。また、点火時期の遅角制御が開始されるとともに、燃料噴射時期が変更される。

ところで、空気量の応答性は高くなく、スロットル開度が大きくなるように（吸入空気量が増量されるように）スロットルバルブ１９０が制御されてから吸入空気量が実際に増量されるまでには遅れがある。吸入空気量が実際に増量される前に点火時期が遅角されたり、燃料噴射時期が変更されたりすると、吸入空気量が小さい状態で出力が低下して、エンジンの回転数が必要以上に低下し得る。

したがって、本実施の形態における暖機制御においては、吸入空気量が実際に増量されたタイミングに合わせて点火時期を遅角し、燃料噴射時期を変更するために、図３に示すように、スロットル開度が大きくなるようにスロットルバルブ１９０が制御された後、ディレー時間が経過すると、点火時期の遅角制御が開始されるとともに、燃料噴射時期が変更される。

ここで、暖機制御の実行が開始され、スロットル開度が大きくなるようにスロットルバルブ１９０が制御された後、吸入空気量が実際に増量されるまでの時間は、暖機制御の実行前における吸入空気量の影響を受け、吸入空気量が大きい場合は小さい場合に比べて短くなる。したがって、暖機制御の実行前後における吸入空気量の差を考慮して、ディレー時間を設定する必要がある。

そのため、暖機制御実行条件が成立すると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、触媒２００の暖機制御の実行前後における吸入空気量の差ΔＱが算出される（Ｓ３００）。ΔＱは、触媒２００の暖機制御時におけるスロットル開度に対応した吸入空気量Ｑ（Ａ）と、暖機制御の実行前（暖機制御実行条件の成立時点）において、ＩＳＣ制御により定められるスロットル開度に対応した吸入空気量Ｑ（Ｂ）との差に基づいて算出される。

このとき、たとえばレーシング（エンジンの空吹き）などにより、図４に示すように、暖機制御実行条件の成立前（暖機制御実行開始前）においてエンジン回転数ＮＥが高い状態にあった場合、実際の吸入空気量は、レーシングからアイドルに移行する時点のエンジン回転数ＮＥの影響を強く受ける。この場合、実際の吸入空気量は、ＩＳＣ制御により定められるスロットル開度に対応した吸入空気量よりも大きいといえる。言い換えると、エンジン回転数ＮＥが低い場合は高い場合に比べて、実際の吸入空気量が小さいといえる。すなわち、実際の吸入空気量は、スロットル開度の他、エンジン回転数ＮＥの影響も受け得る。

したがって、暖機制御の実行前後におけるスロットル開度から求められる吸入急気量の差（Ｑ（Ａ）−Ｑ（Ｂ））に、暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）に基づいて算出される空気量補正値ΔＱ（ＮＥ）を加えて補正することにより、ΔＱが算出される（Ｓ３００）。

このようにして算出されたΔＱとエンジン冷却水温とに基づいて、ディレー時間が算出される（Ｓ５００）。ここで、上述したように、ディレー時間は、触媒２００の暖機制御実行前におけるエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が低い場合は高い場合に比べて（ΔＱ（ＮＥ）が大きい場合は小さい場合に比べて）長くなるように算出される。

このため、図５に示すように、暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が低い場合は高い場合に比べて、ディレー時間を長くすることができる。逆にいえば、暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が高い場合は低い場合に比べて、ディレー時間を短くすることができる。

さらに、吸入空気量は大気圧の影響を受ける。大気圧が低い場合は高い場合に比べて、空気の密度が低いため、吸入空気量が小さいといえる。そこで、大気圧が低い場合は高い場合に比べて、ディレー時間が長くなるように補正される（Ｓ７００）。これにより、図６に示すように、大気圧が低い場合は高い場合に比べて、ディレー時間を長くすることができる。

このようなディレー時間を用いて、触媒２００の暖機制御の実行が開始される（Ｓ８００）。これにより、点火時期を遅角するタイミングや燃料噴射時期を変更するタイミングを、エンジンに吸入される空気量が実際に増量されたタイミングに精度よく合わせることができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵによれば、暖機制御実行前のエンジン回転数ＮＥ（Ｂ）が低い場合は高い場合に比べて、点火時期の遅角制御および燃料噴射時期の変更を行なうためのディレー時間が短くなるように算出される。また、大気圧が低い場合は高い場合に比べてディレー時間が長くなるように算出される。これにより、点火時期を遅角するタイミングや燃料噴射時期を変更するタイミングを、エンジンに吸入される空気量が実際に増量されたタイミングに精度よく合わせることができる。

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。

本発明の実施の形態に係る制御装置で制御されるエンジンの全体構成図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 触媒の暖機制御において、スロットル開度とエンジン回転数の推移を示すタイミングチャート（その１）である。 触媒の暖機制御において、スロットル開度とエンジン回転数の推移を示すタイミングチャート（その２）である。 触媒の暖機制御において、スロットル開度とエンジン回転数の推移を示すタイミングチャート（その３）である。 触媒の暖機制御において、スロットル開度とエンジン回転数の推移を示すタイミングチャート（その４）である。

符号の説明

１０ エンジン本体、６０ エンジンＥＣＵ、１００ シリンダブロック、１１０ シリンダヘッド、１５０ 点火プラグ、１９０ スロットルバルブ、２００ 触媒、２１０ インジェクタ、５１０ エアフローメータ、５２０ クランク角センサ、５３０ Ａ／Ｆセンサセンサ、５４０ スロットル開度センサ、５５０ アクセル開度センサ、５６０ 車速センサ、５８０ 冷却水温センサ、５９０ 大気圧センサ。

Claims (3)

1. エンジンに吸入される空気量を調整するための調整手段と、
   前記調整手段を制御して、前記エンジンに吸入される空気量を増量するための増量手段と、
   前記エンジンに吸入される空気量を検知するための手段と、
   エンジン回転数および大気圧のうちの少なくともいずれか一方を検知するための手段と、
   エンジン回転数および大気圧のうちの少なくともいずれか一方と前記エンジンに吸入される空気量とに基づいた遅延時間を設定するための設定手段と、
   前記増量手段により前記調整手段が制御された後、前記設定手段により設定された遅延時間が経過してから前記エンジンにおける点火時期の変更および燃料噴射時期の変更のうちの少なくともいずれか一方を行なうように、前記エンジンを制御するための制御手段とを含む、エンジンの制御装置。
2. 前記設定手段は、エンジン回転数が低い場合は高い場合に比べて、前記遅延時間を長くするように設定するための手段を含む、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. 前記補正手段は、大気圧が低い場合は高い場合に比べて、前記遅延時間を長くするように設定するための手段を含む、請求項１に記載のエンジンの制御装置。

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