JP3846349B2 - パワートレインの制御装置 - Google Patents

Description

【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ＩＳＣ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基本的な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、上記の基本的な特徴により、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。
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は、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、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。
【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１２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１７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、ＨＣ、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、３６０〜４００℃）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１０、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ＩＳＧ２５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Cretdly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Cretdly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Cretdly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Cretdly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か否か、すなわちステップＳ１２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〜Ｓ２３がすでに１回実行された後は、ステップＳ２４、Ｓ２５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Ｓ２５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ＴＶＯ、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ｃｅ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ＩＳＧ２５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ＩＳＣ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…ＩＳＣ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。

Claims (2)

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おり、
   さらに、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おり、
   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、
   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パワートレインの制御装置。
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。

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