JP2891002B2 - 内燃機関の排気浄化装置における暖機制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の排気浄化装
置に係り、詳しくは内燃機関からの排気ガスを浄化する
ための触媒を活性化させるべく、その温度を上昇させる
内燃機関の排気浄化装置における暖機制御方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、排気ガスを浄化するための触媒を
搭載した車両が軽負荷で定常走行状態を継続したときに
は、排気ガスによるエネルギーが不足してその触媒の温
度が低下することが知られている。そして、触媒温度が
低下した場合には、触媒が活性化されにくくなり、排気
ガスの浄化率が低下してしまうという問題が生じる。

【０００３】そこで、上記の不具合を解消するための方
策として、例えば特開昭６１−７２８７６号公報に提案
された技術が知られている。この技術では、車両の軽負
荷定常走行状態が継続したときには、点火時期が遅角さ
れるようになっている。そして、この遅角により排気ガ
ス中の未燃焼成分が多くなるとともに、触媒を収容する
触媒コンバータ内でこの未燃焼成分が再燃焼される。そ
のため、触媒温度が上昇し、排気ガスの浄化率の低下が
防止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、軽負荷定常走行中において単に点火時期が画一
的に遅角制御されるだけであった。このため、上記技術
では、真の触媒温度を捉えて、その触媒温度を適正に制
御することが行われていなかった。換言すれば、触媒温
度を低下させる軽負荷定常走行状態がどの程度継続した
のかが考慮されていなかった。このため、例えば軽負荷
定常走行状態が短時間しか行われていない場合に上記の
点火時期の遅角が画一的に行われたとすると、それまで
に触媒温度はほとんど低下していないにもかかわらず、
少なくとも一定時間だけは遅角制御が行われる。その結
果、触媒温度が過度に上昇してしまうおそれがあった。
一方、軽負荷定常走行状態が長時間行われた場合には、
それとは逆に触媒温度が充分に上昇しないおそれがあっ
た。これらのことから、上記技術では、触媒温度を適正
値に制御することが困難であった。

【０００５】また、エンジンのトルクという観点からみ
ても、上記技術は好ましい方策とはいえなかった。すな
わち、軽負荷定常走行中において、トルクはただでさえ
低くなっている。そして、その最中に点火時期が遅角制
御されることにより、エンジンのトルクはより一層低下
することとなってしまっていた。

【０００６】さらに、上記従来技術では、軽負荷定常走
行中においてのみ点火時期が遅角制御されるようになっ
ているため、例えば燃料カット等、その他の触媒温度の
低下を来す要因に対しては何らの方策も考慮されていな
かった。すなわち、燃料カットが行われた場合にも触媒
温度は低下するのであるが、該燃料カット中には燃料噴
射が行われないため、遅角制御を実行することは不可能
であった。その結果、排気ガスの浄化率が低下してしま
うという問題が依然としてあった。

【０００７】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、内燃機関からの排気ガスを
浄化するための触媒の温度を上昇させる排気浄化装置の
暖機制御方法において、触媒温度を低下させる様々な要
因に対しても、内燃機関のトルクを著しい低下状態に陥
らせることなく、触媒温度を適正値に制御して排気ガス
の浄化率の向上を図ることの可能な内燃機関の排気浄化
装置における暖機制御方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明においては、内燃機関の運転状態を検出
し、その検出結果に基づいて現在の運転状態が内燃機関
からの排気ガスを浄化するための触媒の温度低下を来す
運転状態にあるか否かを判断して、その判断結果に基づ
き、触媒の温度を上昇させる内燃機関の排気浄化装置に
おける暖機制御方法であって、内燃機関の運転状態の検
出結果に基づき、触媒の温度低下を来す運転状態が完了
したものと判断したとき、その判断結果に基づきそれま
での触媒の温度低下を来す運転状態の履歴を認識すると
ともに、その履歴に応じて触媒の温度上昇度合いを制御
するようにしたことをその要旨としている。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、内燃機関の運転状態の検
出結果に基づいて現在の運転状態が内燃機関からの排気
ガスを浄化するための触媒の温度低下を来す運転状態に
あるか否かが判断される。そして、触媒の温度低下を来
す運転状態が完了したものと判断されたとき、その判断
結果に基づきそれまでの触媒の温度低下を来す運転状態
の履歴が認識され、その履歴に応じて触媒の温度上昇度
合いが制御される。

【００１０】このため、触媒の温度低下を来す運転状態
が完了するまでの触媒温度の低下度合いが確実に把握さ
れる。また、触媒の温度低下を来す運転状態が完了した
ときに、触媒温度が上昇制御されることから、その上昇
制御される際には触媒の温度低下を来す運転状態、すな
わちエンジンのトルクが比較的低い状態とはなっていな
い。従って、触媒温度が上昇制御されたとしても、エン
ジンのトルクは著しい低下状態とはならない。さらに、
触媒温度は、触媒の温度低下を来す要因に基づいて制御
されるのではなく、触媒の温度低下を来す運転状態の履
歴の認識に基づいて制御されることから、触媒の温度低
下を来す要因が特に限定されることはなく、その運転状
態の完了後には触媒の温度は上昇され得る。

【００１１】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明における内燃機関の排気
浄化装置における暖機制御方法を具体化した第１実施例
を図１〜６に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１は、この実施例において、車両に搭載
されたエンジンの内燃機関の排気浄化装置を示す概略構
成図である。同図に示すように、内燃機関としてのエン
ジン１により、吸気通路２を介して図示しないエアクリ
ーナから外気が取り込まれる。また、その外気の取り込
みと同時に、エンジン１により、その吸気ポート３の近
傍にて各気筒（この実施例では４気筒）毎に設けられた
燃料噴射ノズル４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄから噴射される
燃料が取り込まれる。そして、その燃料と外気との混合
気が燃焼室５にて爆発・燃焼されて駆動力が得られた
後、その排気ガスは排気通路６から外部へ排出される。

【００１３】吸気通路２の途中には、図示しないアクセ
ルペダルの操作に連動して開閉されるスロットルバルブ
７が配設されている。そして、このスロットルバルブ７
が開閉されることにより、吸気通路２への吸入空気量が
調節される。また、そのスロットルバルブ７の下流側に
は、吸入空気の脈動を平滑化させるサージタンク８が配
設されている。

【００１４】スロットルバルブ７の近傍には、その開度
を検出するスロットルセンサ２１が配設されている。ま
た、スロットルバルブ７の上流側には、吸入空気量Ｑを
検出するための周知のエアフロメータ２２が配設されて
いる。さらに、その近傍には、吸入空気の温度（吸気温
度ＴＨＡ）を検出する吸気温センサ２３が配設されてい
る。一方、排気通路６の途中には、排気中の酸素濃度Ｏ
Ｘを検出する酸素センサ２４が配設されている。また、
エンジン１には、その冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）
を検出する水温センサ２５が配設されている。

【００１５】エンジン１の各気筒毎に設けられた点火プ
ラグ９には、ディストリビュータ１０にて分配された点
火信号が印加される。ディストリビュータ１０はイグナ
イタ１１から出力される高電圧をエンジンのクランク角
に同期して各点火プラグ９に分配するものであり、各点
火プラグ９の点火タイミングはイグナイタ１１からの高
電圧出力タイミングにより決定される。つまり、イグナ
イタ１１はエンジン１の運転状態に応じた点火時期に点
火信号を発生させるための装置である。

【００１６】ディストリビュータ１０には、同ディスト
リビュータ１０のロータ１０ａの回転からエンジン１の
回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する回転数センサ
２６、同じくロータ１０ａの回転に応じてエンジン１の
クランク角の変化を所定の割合で検出する気筒判別セン
サ２７がそれぞれ設けられている。この実施例では、１
行程に対してエンジン１が２回転するものとして、気筒
判別センサ２７は「３０°ＣＡ」の割合でクランク角を
検出するようになっている。

【００１７】また、排気通路６の途中には、触媒を備え
た触媒コンバータ１２が設けられており、この触媒コン
バータ１２にて、排気ガスが浄化されるようになってい
る。そして、上記した各燃料噴射ノズル４Ａ〜４Ｄ及び
イグナイタ１１は電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」と
いう）４０に電気的に接続され、同ＥＣＵ４０の作動に
よってそれぞれの駆動タイミングが制御される。また、
このＥＣＵ４０には上記のスロットルセンサ２１、エア
フロメータ２２、吸気温センサ２３、酸素センサ２４、
水温センサ２５、回転数センサ２６、気筒判別センサ２
７がそれぞれ接続されている。そして、ＥＣＵ４０はこ
れらエアフロメータ２２及び各センサ２１，２３〜２７
からの出力信号に基づき、燃料噴射ノズル４Ａ〜４Ｄ及
びイグナイタ１１を好適に制御する。

【００１８】次に、ＥＣＵ４０の構成について図２のブ
ロック図に従って説明する。ＥＣＵ４０は中央処理制御
装置（ＣＰＵ）４１、所定の制御プログラム等を予め記
憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）４２、ＣＰＵ４１
の演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）４３、予め記憶されたデータを保存するバッ
クアップＲＡＭ４４等を備えている。そして、ＥＣＵ４
０はこれら各部と、外部入力回路４５、外部出力回路４
６等とをバス４７によって接続した論理演算回路として
構成されている。

【００１９】外部入力回路４５には、前述したスロット
ルセンサ２１、エアフロメータ２２、吸気温センサ２
３、酸素センサ２４、水温センサ２５、回転数センサ２
６、気筒判別センサ２７等がそれぞれ接続されている。
そして、ＣＰＵ４１はこれら入力値に基づいて、外部出
力回路４６に接続された燃料噴射ノズル４Ａ〜４Ｄ及び
イグナイタ１１を好適に制御する。なお、ＣＰＵ４１は
公知のカウンタ機能を有している。

【００２０】次に、前述したＥＣＵ４０にて実行される
暖機制御処理について図３〜５のフローチャートに従っ
て、図６のタイミングチャートを参照しつつ説明する。
図３〜５に示すフローチャートは、ＥＣＵ４０により実
行される各処理のうち、燃料カットが行われることによ
り触媒コンバータ１２の暖機制御を行うに際し、イグナ
イタ１１の駆動タイミングを制御して点火時期を遅角さ
せるための「遅角量算出ルーチン」を示すもので、所定
時間毎の定時割り込みで実行される。ここで、燃料カッ
トとは、スロットルバルブ７が全閉の減速時等に行わ
れ、燃料噴射ノズル４Ａ〜４Ｄへの通電が停止されるこ
とをいう。この燃料カットが行われることにより、エン
ジン１から排出される排気ガスの量が激減するため、一
般に触媒コンバータ１２の触媒温度は低下する。

【００２１】処理がこのルーチンに移行すると、まずス
テップ１０１において、回転数センサ２６及びエアフロ
メータ２２からの検出信号に基づきエンジン回転数Ｎ
Ｅ、１回転当たりの吸入空気量ＱＮ（１分間の吸入空気
量Ｑをエンジン回転数ＮＥで除算した値）等を読み込
む。

【００２２】次に、ステップ１０２においては、燃料カ
ットフラグＦを読み込む。この燃料カットフラグＦは、
別途のルーチンで設定されたものであり、燃料カットが
行われた場合には「１」に、そうでない場合には「０」
に設定される。

【００２３】続くステップ１０３において、今回のルー
チンで読み込まれた燃料カットフラグＦが「１」である
か否かを判断する。そして、燃料カットフラグＦが
「１」でない場合には、現在燃料カットが行われていな
いものと判断する。すなわち、現在の運転状態が、少な
くとも燃料カットによって触媒温度の低下を来す運転状
態にはないものと判断してステップ１０４へ移行する。

【００２４】ステップ１０４においては、遅角制御カウ
ント値ＣＳＲＴＤが「０」よりも大きいか否かを判断す
る。この遅角制御カウント値ＣＳＲＴＤは、後述するカ
ウント方法によりカウントアップ又はカウントダウンさ
れるものであって、常に正又は「０」の値をとる。ま
た、この値が「０」よりも大きいとき、すなわち「０」
でないときに点火時期の遅角制御が実行されるようにな
っている。そして、遅角制御カウント値ＣＳＲＴＤが
「０」よりも大きくない、すなわち「０」の場合にはス
テップ１０５へ移行する。

【００２５】ステップ１０５においては、触媒温度推定
カウント値ＣＳＦＣをカウントアップさせるためのカウ
ントアップ値ＣＵＰを算出する。ここで、触媒温度推定
カウント値ＣＳＦＣは、触媒温度を推定するためのパラ
メータであり、常に正又は「０」の値をとる。また、こ
のカウント値ＣＳＦＣが「０」となったときには、触媒
の温度が暖機を要する温度（非活性温度）にまで低下し
たものと推定されるようになっている。さらに、この処
理におけるカウントアップ値ＣＵＰは、前述したエンジ
ン回転数ＮＥ、１回転当たりの吸入空気量ＱＮ等に基づ
き、図示しないマップを参照して算出される。

【００２６】また、ステップ１０６においては、触媒温
度推定カウント値ＣＳＦＣの上限たる触媒温度推定カウ
ント上限値ＣＭＡＸを算出する。この処理における触媒
温度推定カウント上限値ＣＭＡＸは、前記カウントアッ
プ値ＣＵＰと同様、エンジン回転数ＮＥ、１回転当たり
の吸入空気量ＱＮ等に基づき、図示しないマップを参照
して算出される。但し、上記カウントアップ値ＣＵＰ及
び触媒温度推定カウント上限値ＣＭＡＸは、共にエンジ
ン１が高回転、高負荷であるほど大きい値に設定され
る。

【００２７】次に、ステップ１０７においては、現在の
触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣがその上限値ＣＭＡＸ
よりも大きいか否かを判断する。そして、触媒温度推定
カウント値ＣＳＦＣがその上限値ＣＭＡＸよりも大きく
ない場合には、ステップ１０８において、その触媒温度
推定カウント値ＣＳＦＣに今回のルーチンで算出された
カウントアップ値ＣＵＰを加算する。そして、その値を
新たに触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣとして設定す
る。

【００２８】次に、ステップ１１１において、点火時期
の遅角量ＡＲＴＤを「０」に設定し、その後の処理を一
旦終了する。以上の一連の処理における運転状態等は、
図６のタイミングチャートの時刻ｔ１の状態等に相当す
る。すなわち、時刻ｔ１においては、１回転当たりの吸
入空気量ＱＮは燃料カット境界ラインよりも多く、燃料
カットは行われない。そのため、燃料カットフラグＦは
「０」に設定される。そして、触媒温度推定カウント値
ＣＳＦＣは「０」よりも大きく、かつ、その上限値ＣＭ
ＡＸよりも大きくない。このため、触媒温度推定カウン
ト値ＣＳＦＣにはカウントアップ値ＣＵＰが加算され
る。また、遅角制御カウント値ＣＳＲＴＤは「０」であ
るので、遅角制御は実行されない。

【００２９】一方、前記ステップ１０７において、触媒
温度推定カウント値ＣＳＦＣがその上限値ＣＭＡＸより
も大きい場合には、ステップ１０９へ移行する。そし
て、ステップ１０９において、触媒温度推定カウント値
ＣＳＦＣをカウントダウンさせるためのカウントダウン
値ＣＤＯＷＮを算出する。この処理におけるカウントダ
ウン値ＣＤＯＷＮも、前記したカウントアップ値ＣＵＰ
と同様に、エンジン回転数ＮＥ、１回転当たりの吸入空
気量ＱＮ等に基づき図示しないマップを参照して算出さ
れる。

【００３０】そして、続くステップ１１０において、触
媒温度推定カウント値ＣＳＦＣから今回のルーチンで算
出されたカウントダウン値ＣＤＯＷＮを減算し、その値
を新たに触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣとして設定す
る。つまり、燃料カットが行われていない場合には、上
記ステップ１０８又はステップ１１０の処理により、触
媒温度推定カウント値ＣＳＦＣはその上限値ＣＭＡＸに
収束されるのである（但し、上限値ＣＭＡＸは変動す
る）。そして、ステップ１１１へ移行し、点火時期の遅
角量ＡＲＴＤを「０」に設定し、その後の処理を一旦終
了する。

【００３１】これらの一連の処理における運転状態等
は、図６のタイミングチャートの時刻ｔ２〜ｔ５の状態
等に相当する。すなわち、時刻ｔ２〜ｔ５においては、
１回転当たりの吸入空気量ＱＮは燃料カット境界ライン
よりも多く、燃料カットは行われていない。そのため、
燃料カットフラグＦは「０」に設定される。そして、触
媒温度推定カウント値ＣＳＦＣは「０」よりも大きく、
かつ、その上限値ＣＭＡＸよりも大きい。ここで、上限
値ＣＭＡＸは１回転当たりの吸入空気量ＱＮに応じて変
化する。このため、１回転当たりの吸入空気量ＱＮが同
図のような減少挙動を示した場合には、上限値ＣＭＡＸ
も減少し、触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣはその上限
値ＣＭＡＸよりも大きくなる。従って、触媒温度推定カ
ウント値ＣＳＦＣからカウントダウン値ＣＤＯＷＮが減
算される。しかし、依然として遅角制御カウント値ＣＳ
ＲＴＤは「０」であるので、遅角制御は実行されない。

【００３２】さて、前記ステップ１０３において、燃料
カットフラグＦが「１」の場合には、現在燃料カットが
行われているものと判断する。すなわち、現在の運転状
態が、少なくとも燃料カットによって触媒温度の低下を
来す運転状態にあるものと判断し、ステップ１１２へ移
行する。ステップ１１２においては、触媒温度推定カウ
ント値ＣＳＦＣをカウントダウンさせるためのカウント
ダウン値ＣＤＯＷＮを算出する。この処理におけるカウ
ントダウン値ＣＤＯＷＮも、エンジン回転数ＮＥ、１回
転当たりの吸入空気量ＱＮ等に基づき図示しないマップ
を参照して算出される。但し、このマップは、前述した
燃料カットが行われていないときにおけるカウントダウ
ン値ＣＤＯＷＮ算出用のマップと異なっていてもよい。

【００３３】次に、ステップ１１３においては、現在の
触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣから今回のルーチンで
算出されたカウントダウン値ＣＤＯＷＮを減算し、その
値を新たに触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣとして設定
する。

【００３４】続くステップ１１４において、触媒温度推
定カウント値ＣＳＦＣが「０」よりも大きいか否かを判
断する。そして、触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣが
「０」よりも大きい場合には、現在燃料カット中ではあ
るが、触媒の温度は非活性温度までは低下していないも
のとして、その後の処理を一旦終了する。

【００３５】これらの一連の処理における運転状態等
は、図６のタイミングチャートの時刻ｔ６から時刻ｔ７
の直前までの状態等に相当する。すなわち、時刻ｔ６か
ら時刻ｔ７の直前までにおいては、１回転当たりの吸入
空気量ＱＮは燃料カット境界ラインよりも少なく、燃料
カットが行われる。このため、燃料カットフラグＦは
「１」に設定される。そして、この燃料カットが継続さ
れることにより触媒温度は低下していくのだから触媒温
度推定カウント値ＣＳＦＣはさらにカウントダウンされ
ていく。但し、現時点では、触媒温度推定カウント値Ｃ
ＳＦＣは依然として「０」よりも大きい。従って、触媒
温度は現在低下しつつあるものの、未だ非活性温度まで
は低下していないものとして遅角制御カウント値ＣＳＲ
ＴＤは「０」のままに設定され、遅角制御は実行されな
い。

【００３６】また、ステップ１１４において、触媒温度
推定カウント値ＣＳＦＣが「０」よりも大きくない、す
なわち「０」の場合には、燃料カットが継続された結
果、触媒温度が非活性温度以下よりも低くなってしまっ
たものとして、ステップ１１５へ移行する。ステップ１
１５においては、遅角制御カウント値ＣＳＲＴＤをカウ
ントアップするためのカウントアップ値αを算出する。
このカウントアップ値αも、エンジン回転数ＮＥ、１回
転当たりの吸入空気量ＱＮ等に基づき図示しないマップ
を参照して算出される。

【００３７】次のステップ１１６においては、遅角制御
カウント値ＣＳＲＴＤに今回のルーチンで算出されたカ
ウントアップ値αを加算し、その値を新たに遅角制御カ
ウント値ＣＳＲＴＤとして設定する。そして、その後の
処理を一旦終了する。

【００３８】これらの一連の処理における運転状態等
は、図６のタイミングチャートの時刻ｔ７から時刻ｔ８
の直前までの状態等に相当する。すなわち、時刻ｔ７か
ら時刻ｔ８の直前までにおいては、１回転当たりの吸入
空気量ＱＮは燃料カット境界ラインよりも少なく、燃料
カットが行われている。このため、燃料カットフラグＦ
は「１」に設定される。このとき、触媒温度推定カウン
ト値ＣＳＦＣは既に「０」となっており、この燃料カッ
トが行われている限り、触媒温度推定カウント値ＣＳＦ
Ｃは「０」に保持される。そして、触媒温度推定カウン
ト値ＣＳＦＣが「０」ということから、現時点では、触
媒温度は非活性温度以下まで低下してしまっており、さ
らにその温度は低下しつつあるものと認識される。この
ため、それまで「０」であった遅角制御カウント値ＣＳ
ＲＴＤがその時間の経過に伴ってカウントアップされて
いき、後述の遅角制御される時間が延長されるようにな
っている。但し、この時点では、未だ燃料カットが継続
中であるため、遅角制御は実行されない。

【００３９】また、ステップ１０４において、遅角制御
カウント値ＣＳＲＴＤが「０」よりも大きい場合には、
燃料カットが完了して、しかも、触媒温度が非活性温度
以下まで低下してしまっており、今後遅角制御を実行す
る必要があるものとしてステップ１１７へ移行する。ス
テップ１１７においては、点火時期の遅角量ＡＲＴＤを
算出する。この遅角量ＡＲＴＤはエンジン回転数ＮＥ、
１回転当たりの吸入空気量ＱＮ及び遅角制御カウント値
ＣＳＲＴＤ等に基づき図示しないマップを参照して算出
される。但し、一般的には遅角制御カウント値ＣＳＲＴ
Ｄが大きければ大きいほど遅角量ＡＲＴＤは大きい値に
設定される。そして、今回のルーチンで算出された遅角
量ＡＲＴＤは別途のルーチンにおいて遅角制御に用いら
れる制御量として使用される。

【００４０】続いて、ステップ１１８においては、遅角
制御カウント値ＣＳＲＴＤをカウントダウンするための
カウントダウン値βを算出する。このカウントダウン値
βも、エンジン回転数ＮＥ、１回転当たりの吸入空気量
ＱＮ等に基づき図示しないマップを参照して算出され
る。

【００４１】そして、ステップ１１９において、遅角制
御カウント値ＣＳＲＴＤから今回のルーチンで算出され
たカウントダウン値βを減算し、その値を新たに遅角制
御カウント値ＣＳＲＴＤとして設定する。そして、その
後の処理を一旦終了する。

【００４２】これらの一連の処理における運転状態等
は、図６のタイミングチャートの時刻ｔ８から時刻ｔ９
の直前までの状態等に相当する。すなわち、時刻ｔ８か
ら時刻ｔ９の直前までにおいては、１回転当たりの吸入
空気量ＱＮは燃料カット境界ラインよりも多く、燃料カ
ットが完了している。このため、燃料カットフラグＦは
「０」に設定される。このとき、触媒温度推定カウント
値ＣＳＦＣは未だ「０」となっている。そして、触媒温
度推定カウント値ＣＳＦＣが「０」ということから、現
時点では、触媒温度は未だ非活性温度以下となっている
ものと認識される。このため、上記のカウントダウン処
理が繰り返されて遅角制御カウント値ＣＳＲＴＤが
「０」となるまでは、点火時間の遅角量ＡＲＴＤが算出
され、その値等に基づいて遅角制御が実行されるのであ
る。ここで、遅角制御カウント値ＣＳＲＴＤが大きいほ
ど、遅角量ＡＲＴＤが大きくなるよう設定されるので、
燃料カットの完了後には、速やかに触媒温度が上昇され
る。そして、その遅角処理の実行の繰り返しに伴って遅
角制御カウント値ＣＳＲＴＤがカウントダウンされてい
く。

【００４３】そして、時刻ｔ９以降においては、遅角制
御カウント値ＣＳＲＴＤが「０」に復帰する。この時点
で、前記フローチャートのステップ１０１〜ステップ１
１１までの処理が再度実行されることとなり、触媒温度
推定カウント値ＣＳＦＣが「０」よりも大きい値とな
る。これにより、触媒温度が非活性温度以上になったも
のと認識され、遅角制御は実行されなくなる。すなわ
ち、上記処理では、触媒温度を非活性温度以上とするた
めに必要な時間に相当する遅角制御カウント値ＣＳＲＴ
Ｄに応じた時間分だけ、遅角制御が行われることとな
る。

【００４４】以上、説明したように、この実施例の暖機
制御方法によれば、燃料カットフラグＦが「１」から
「０」となったとき、すなわち、燃料カットが完了した
と判断したとき、その判断結果に基づき、触媒温度が非
活性温度以上になるために必要な時間に相当する遅角制
御カウント値ＣＳＲＴＤを認識するようにした。そし
て、その遅角制御カウント値ＣＳＲＴＤに応じて遅角量
ＡＲＴＤ及び遅角時間を制御するようにした。このた
め、燃料カットが完了するまでの触媒温度の低下度合い
が確実に把握される。すなわち、燃料カット時間が短
く、触媒温度がさほど低下していない場合には、遅角制
御カウント値ＣＳＲＴＤは小さくなり、遅角量ＡＲＴＤ
は小さく、遅角時間は短くなるよう制御される。また、
逆に、燃料カット時間が長く、触媒温度が大きく低下し
た場合には、遅角制御カウント値ＣＳＲＴＤは大きくな
り、遅角量ＡＲＴＤは大きく、遅角時間は長くなるよう
制御される。その結果、燃料カットによる触媒温度の低
下度合いに応じて、触媒温度を適正値に制御することが
でき、ひいては排気ガスの浄化率の向上を図ることがで
きる。

【００４５】また、この実施例によれば、燃料カットが
完了した直後に、点火時期を遅角制御して触媒温度を上
昇するようにしている。そのため、遅角制御を実行する
際には燃料カット状態、すなわちエンジン１のトルクが
比較的低い状態とはなっていない。従って、遅角制御に
よってエンジン１のトルクが著しい低下状態に陥ってし
まうのを未然に防止することができる。

【００４６】さらに、この実施例においては、触媒温度
を、燃料カットという触媒の温度低下を来す要因に基づ
いて制御するのではなく、燃料カットに伴う運転状態の
履歴に相当する遅角制御カウント値ＣＳＲＴＤに基づい
て制御するようにした。このため、触媒の温度低下を来
す要因が燃料カットであったとしても、その燃料カット
の完了後には触媒の温度を確実に上昇させることができ
る。

【００４７】（第２実施例）次に、この発明における内
燃機関の排気浄化装置における暖機制御方法を具体化し
た第２実施例を図７〜１１に基づいて詳細に説明する。
なお、この実施例において、前記第１実施例と同じ部材
については同一の符号を付して説明を省略し、異なる点
を中心に説明する。

【００４８】図７に示すように、この実施例では、排気
通路６の途中の触媒コンバータ１２よりも上流側におい
て、電気ヒータ付触媒１３が設けられている点で前述し
た第１実施例とは大きく異なっている。この電気ヒータ
付触媒１３は、触媒に電気ヒータを一体に設けたもので
ある。そして、エンジン１の冷間始動時等において、バ
ッテリ電源ＶＢと電気ヒータ付触媒１３との間に介在さ
れたヒータスイッチ１４が「オン」されることにより、
電気ヒータが通電されて加熱される。この加熱により、
触媒温度が上昇し、触媒自体の活性化が早められて、排
気の浄化が一層早められるようになっている。

【００４９】また、電気ヒータ付触媒１３とヒータスイ
ッチ１４との間には、電流制御回路１５が設けられてい
る。この電流制御回路１５により、バッテリ電源ＶＢか
ら電気ヒータ付触媒１３へ供給される電流量が調整され
るようになっている。

【００５０】そして、この実施例では、上記した各燃料
噴射ノズル４Ａ〜４Ｄ及びイグナイタ１１の外に、上記
のヒータスイッチ１４及び電流制御回路１５がＥＣＵ４
０に電気的に接続され、同ＥＣＵ４０の作動によってそ
れぞれの駆動タイミングが制御される。すなわち、ＥＣ
Ｕ４０は、エアフロメータ２２及び各センサ２１，２３
〜２７からの出力信号に基づき、燃料噴射ノズル４Ａ〜
４Ｄ、イグナイタ１１、ヒータスイッチ１４及び電流制
御回路１５を好適に制御するのである。

【００５１】次に、前述したＥＣＵ４０にて実行される
暖機制御処理について図８〜１０のフローチャートに従
って、図１１のタイミングチャートを参照しつつ説明す
る。図８〜１０に示すフローチャートは、ＥＣＵ４０に
より実行される各処理のうち、燃料カットが行われた場
合に、電気ヒータ付触媒１３への通電量等を制御して電
気ヒータ付触媒１３の暖機制御を行う際の「通電量算出
ルーチン」を示すもので、所定時間毎の定時割り込みで
実行される。

【００５２】処理がこのルーチンに移行すると、まずス
テップ２０１〜ステップ２０３においては、前記第１実
施例におけるステップ１０１〜ステップ１０３と同様の
処理を行う。

【００５３】そして、ステップ２０４において、通電制
御カウント値ＣＳＨＴが「０」よりも大きいか否かを判
断する。この通電制御カウント値ＣＳＨＴは、後述する
カウント方法によりカウントアップ又はカウントダウン
されるものであって、常に正又は「０」の値をとる。ま
た、この値が正のとき、すなわち「０」でないときにヒ
ータスイッチ１４が「オン」されてバッテリ電源ＶＢか
らの電流が電気ヒータ付触媒１３に供給されて、同触媒
１３が加熱されるようになっている。そして、通電制御
カウント値ＣＳＨＴが「０」よりも大きくない、すなわ
ち「０」の場合にはステップ２０５へ移行する。

【００５４】ステップ２０５〜ステップ２１０までは、
前記第１実施例におけるステップ１０５〜ステップ１１
０までの処理と同様の処理を行う。すなわち、カウント
アップ値ＣＵＰ又はカウントダウン値ＣＤＯＷＮを算出
し、触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣをその上限値ＣＭ
ＡＸに収束させる。

【００５５】次に、ステップ２１１においては、バッテ
リ電源ＶＢから電気ヒータ付触媒１３へ供給される電流
量（通電量）ＩＨＣを「０」に設定し、その後の処理を
一旦終了する。

【００５６】以上の一連の処理における運転状態等は、
図１１のタイミングチャートの時刻ｔ１１又はｔ１２〜
ｔ１５の状態等に相当する。すなわち、時刻ｔ１１又は
ｔ１２〜ｔ１５においては、１回転当たりの吸入空気量
ＱＮは燃料カット境界ラインよりも多く、燃料カットは
行われない。そのため、燃料カットフラグＦは「０」に
設定される。そして、触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣ
は「０」よりも大きい。このため、触媒温度推定カウン
ト値ＣＳＦＣは、その上限値ＣＭＡＸとの比較結果に応
じてカウントアップ値ＣＵＰが加算されるか、又は、カ
ウントダウン値ＣＤＯＷＮが減算される。また、通電制
御カウント値ＣＳＨＴは「０」であるので、ヒータスイ
ッチ１４は「オフ」されたままであり、通電制御は実行
されない。

【００５７】さて、前記ステップ２０３において、燃料
カットフラグＦが「１」の場合には、現在燃料カットが
行われているものと判断し、ステップ２１２へ移行す
る。ステップ２１２及び次のステップ２１３において
は、前記第１実施例のステップ１１２及びステップ１１
３と同様の処理を行う。すなわち、燃料カットが行われ
ている場合のカウントダウン値ＣＤＯＷＮを算出し、現
在の触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣからそのカウント
ダウン値ＣＤＯＷＮを減算し、その値を新たに触媒温度
推定カウント値ＣＳＦＣとして設定する。

【００５８】続くステップ２１４においては、触媒温度
推定カウント値ＣＳＦＣが「０」よりも大きいか否かを
判断する。そして、触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣが
「０」よりも大きい場合には、現在燃料カット中ではあ
るが、触媒の温度は非活性温度までは低下していないも
のとして、その後の処理を一旦終了する。

【００５９】これらの一連の処理における運転状態等
は、図１１のタイミングチャートの時刻ｔ１６から時刻
ｔ１７の直前までの状態等に相当する。すなわち、時刻
ｔ１６から時刻ｔ１７の直前までにおいては、１回転当
たりの吸入空気量ＱＮは燃料カット境界ラインよりも少
なく、燃料カットが行われる。このため、燃料カットフ
ラグＦは「１」に設定される。そして、この燃料カット
が継続されることにより触媒温度は低下していくのだか
ら触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣはさらにカウントダ
ウンされていく。但し、現時点では、触媒温度推定カウ
ント値ＣＳＦＣは依然として「０」よりも大きい。従っ
て、触媒温度は低下しつつあるものの、未だ非活性温度
までは低下していないものとして通電制御カウント値Ｃ
ＳＨＴは「０」のままに設定され、ヒータスイッチ１４
は「オフ」されたままであり、通電制御は実行されな
い。

【００６０】また、ステップ２１４において、触媒温度
推定カウント値ＣＳＦＣが「０」よりも大きくない、す
なわち「０」の場合には、燃料カットが継続された結
果、触媒温度が非活性温度以下よりも低くなってしまっ
たものとして、ステップ２１５へ移行する。ステップ２
１５においては、通電制御カウント値ＣＳＨＴをカウン
トアップするためのカウントアップ値γを算出する。こ
のカウントアップ値γは、エンジン回転数ＮＥ、１回転
当たりの吸入空気量ＱＮ等に基づき図示しないマップを
参照して算出される。

【００６１】次のステップ２１６においては、通電制御
カウント値ＣＳＨＴに今回のルーチンで算出されたカウ
ントアップ値γを加算し、その値を新たに通電制御カウ
ント値ＣＳＨＴとして設定する。そして、その後の処理
を一旦終了する。

【００６２】これらの一連の処理における運転状態等
は、図１１のタイミングチャートの時刻ｔ１７から時刻
ｔ１８の直前までの状態等に相当する。すなわち、時刻
ｔ１７から時刻ｔ１８の直前までにおいては、１回転当
たりの吸入空気量ＱＮは燃料カット境界ラインよりも少
なく、燃料カットが行われている。このため、燃料カッ
トフラグＦは「１」に設定される。このとき、触媒温度
推定カウント値ＣＳＦＣは既に「０」となっており、こ
の燃料カットが行われている限り、触媒温度推定カウン
ト値ＣＳＦＣは「０」に保持される。そして、触媒温度
推定カウント値ＣＳＦＣが「０」ということから、現時
点では、触媒温度は非活性温度以下まで低下してしまっ
ており、さらにその温度は低下しつつあるものと認識さ
れる。このため、それまで「０」であった通電制御カウ
ント値ＣＳＨＴがその時間の経過に伴ってカウントアッ
プされていき、後述の通電制御される時間が延長される
ようになっている。但し、この時点では、未だ燃料カッ
トが継続中であるため、ヒータスイッチ１４は「オフ」
されたままであり、通電制御は実行されない。

【００６３】また、ステップ２０４において、通電制御
カウント値ＣＳＨＴが「０」よりも大きい場合には、燃
料カットが完了して、しかも、触媒温度が非活性温度以
下まで低下してしまっており、今後ヒータスイッチ１４
を「オン」して通電制御を実行する必要があるものとし
てステップ２１７へ移行する。ステップ２１７において
は、バッテリ電源ＶＢから電気ヒータ付触媒１３への通
電量ＩＨＣを算出する。この通電量ＩＨＣはエンジン回
転数ＮＥ、１回転当たりの吸入空気量ＱＮ及び通電制御
カウント値ＣＳＨＴ等に基づき図示しないマップを参照
して算出される。但し、一般的には通電制御カウント値
ＣＳＨＴが大きければ大きいほど通電量ＩＨＣは大きい
値に設定される。そして、今回のルーチンで算出された
通電量ＩＨＣは別途の通電制御ルーチンにおいて通電制
御に用いられる制御量として使用される。すなわち、通
電量ＩＨＣに基づいて、電流制御回路１５が適宜に制御
されて、バッテリ電源ＶＢから電気ヒータ付触媒１３へ
供給される電流量が調整されるのである。

【００６４】続いて、ステップ２１８においては、通電
制御カウント値ＣＳＨＴをカウントダウンするためのカ
ウントダウン値δを算出する。このカウントダウン値δ
も、エンジン回転数ＮＥ、１回転当たりの吸入空気量Ｑ
Ｎ等に基づき図示しないマップを参照して算出される。

【００６５】そして、ステップ２１９において、通電制
御カウント値ＣＳＨＴから今回のルーチンで算出された
カウントダウン値δを算出し、その値を新たに通電制御
カウント値ＣＳＨＴとして設定する。そして、その後の
処理を一旦終了する。

【００６６】これらの一連の処理における運転状態等
は、図１１のタイミングチャートの時刻ｔ１８から時刻
ｔ１９の直前までの状態等に相当する。すなわち、時刻
ｔ１８から時刻ｔ１９の直前までにおいては、１回転当
たりの吸入空気量ＱＮは燃料カット境界ラインよりも多
く、燃料カットが完了している。このため、燃料カット
フラグＦは「０」に設定される。このとき、触媒温度推
定カウント値ＣＳＦＣは未だ「０」となっている。そし
て、触媒温度推定カウント値ＣＳＦＣが「０」というこ
とから、現時点では、触媒温度は未だ非活性温度以下と
なっているものと認識される。このため、上記のカウン
トダウン処理が繰り返されることにより、通電制御カウ
ント値ＣＳＨＴが「０」となるまでは、通電量ＩＨＣが
算出され、その値等に基づいて通電制御が実行されるの
である。ここで、通電制御カウント値ＣＳＨＴが大きい
ほど、通電量ＩＨＣが大きくなるよう設定されるので、
燃料カットの完了後には、速やかに触媒温度が上昇され
る。そして、その遅角制御処理の繰り返しに伴って通電
制御カウント値ＣＳＨＴがカウントダウンされていく。

【００６７】そして、時刻ｔ１９以降においては、通電
制御カウント値ＣＳＨＴが「０」に復帰する。この時点
で、前記フローチャートのステップ２０１〜ステップ２
１１までの処理が再度実行されることとなり、触媒温度
推定カウント値ＣＳＦＣが「０」よりも大きい値とな
る。このため、触媒温度が非活性温度以上になったもの
と認識され、通電制御は実行されなくなる。すなわち、
上記処理では、触媒温度を非活性温度以上とするために
必要な時間に相当する通電制御カウント値ＣＳＨＴに応
じた時間分だけ、通電制御が行われることとなる。

【００６８】以上、説明したように、この実施例の暖機
制御方法によれば、燃料カットが完了したと判断したと
き、その判断結果に基づき、触媒温度が非活性温度以上
になるために必要な時間に相当する通電制御カウント値
ＣＳＨＴを認識するようにした。そして、その通電制御
カウント値ＣＳＨＴに応じて通電量ＩＨＣ及び通電時間
を制御するようにした。従って、この実施例においても
前記第１実施例と同様の効果を奏する。

【００６９】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記第１及び第２実施例では、燃料カットが行わ
れたか否かを触媒温度の低下を来す運転状態にあるか否
かの判断条件としたが、定常軽負荷走行にあるか否かを
上記判断条件としてもよいし、また、これらの触媒温度
の低下を来す要因を組み合わせて判断するようにしても
よい。さらに、その他の触媒温度の低下を来す要因も組
み合わせて判断するようにしてもよい。

【００７０】（２）前記第１実施例では、遅角制御カウ
ント値ＣＳＲＴＤに応じて遅角量ＡＲＴＤ及び遅角時間
を共に制御するようにしたが、遅角制御を行うに際し、
遅角量ＡＲＴＤを一定として遅角時間のみを制御するよ
うにしてもよい。 （３）前記第２実施例では、通電制御カウント値ＣＳＨ
Ｔに応じて通電量ＩＨＣ及び通電時間を制御するように
したが、通電制御を行うに際し、通電量ＩＨＣを一定と
して通電時間のみを制御するようにしてもよい。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、内燃機関からの排気ガスを浄化するための触媒の温
度を上昇させる排気浄化装置の暖機制御方法において、
触媒の温度低下を来す運転状態が完了したものと判断し
たとき、その判断結果に基づきそれまでの触媒の温度低
下を来す運転状態の履歴を認識するとともに、その履歴
に応じて触媒の温度上昇度合いを制御するようにした。
そのため、触媒温度を低下させる様々な要因に対して
も、内燃機関のトルクを著しい低下状態に陥らせること
なく、触媒温度を適正値に制御して排気ガスの浄化率の
向上を図ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した第１実施例における車両
に搭載されたエンジンの排気浄化装置を示す概略構成図
である。

【図２】第１実施例においてＥＣＵの電気的構成を示す
ブロック図である。

【図３】第１実施例においてＥＣＵにより実行される
「遅角量算出ルーチン」の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図４】第１実施例においてＥＣＵにより実行される
「遅角量算出ルーチン」の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図５】第１実施例においてＥＣＵにより実行される
「遅角量算出ルーチン」の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図６】第１実施例において時間に伴って変化する運転
状態等を説明するタイミングチャートである。

【図７】この発明を具体化した第２実施例における車両
に搭載されたエンジンの排気浄化装置を示す概略構成図
である。

【図８】第２実施例においてＥＣＵにより実行される
「通電量算出ルーチン」の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図９】第２実施例においてＥＣＵにより実行される
「通電量算出ルーチン」の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図１０】第２実施例においてＥＣＵにより実行される
「通電量算出ルーチン」の処理動作を示すフローチャー
トである。

【図１１】第２実施例において時間に伴って変化する運
転状態等を説明するタイミングチャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、１２…触媒コンバー
タ、１３…電気ヒータ付触媒、４０…ＥＣＵ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の運転状態を検出し、その検出
   結果に基づいて現在の運転状態が前記内燃機関からの排
   気ガスを浄化するための触媒の温度低下を来す運転状態
   にあるか否かを判断して、その判断結果に基づき、前記
   触媒の温度を上昇させる内燃機関の排気浄化装置におけ
   る暖機制御方法であって、 前記内燃機関の運転状態の検出結果に基づき、前記触媒
   の温度低下を来す運転状態が完了したものと判断したと
   き、その判断結果に基づきそれまでの前記触媒の温度低
   下を来す運転状態の履歴を認識するとともに、その履歴
   に応じて前記触媒の温度上昇度合いを制御するようにし
   たことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置における暖
   機制御方法。