JP4872656B2 - エンジンの制御方法及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン（内燃機関）の制御方法及び制御装置、特に冷間始動時の制御に関する。

冷間状態でのクランキングによる完爆後、エンジン回転速度が吹き上がるまでの期間は点火時期を始動用の点火時期とし、エンジン回転速度が吹き上がった後には触媒の活性化を促進させるため、圧縮上死点後の所定クランク角位置まで点火時期をステップ的に遅角させるものがある（特許文献１参照）。
特開平８−２３２６４５号公報

ところで、特許文献１の技術では、圧縮上死点後の所定クランク角位置まで点火時期をステップ的に遅角させるのに先立ち、ＩＳＣ開度を大きくするなどして吸入空気量を増加させ、点火時期をステップ的に遅角させるタイミングの後ではさらに吸入空気量を増加させるのが好ましいことを提案し、これによってエンジンの吹き上がりが円滑化ないしは迅速化されるとしている。

しかしながら、エンジンの吹き上がりを円滑化ないしは迅速化させるためとはいえ、エンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度を超えてまで吹き上がらせることは燃料消費の面からみると、却って燃料を無駄に消費させていることになる。従って、燃費向上の観点からは、冷間始動時といえども、完爆後、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度へとオーバーシュートすることなく収束させることのほうが好ましい。

そこで、クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングで点火時期を始動用の点火時期から触媒暖機促進用の点火時期へとステップ的に遅角すると共に、燃費向上の観点より、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に達したタイミングでエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室に供給されるように、スロットル弁位置から燃焼室までの吸入空気量の応答遅れを考慮して、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するタイミングよりも所定期間前のタイミングよりスロットル弁を開き始める構成を考えた。

そしてこの構成で実験してみたところ、もくろみ通りにエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後に、このアイドル時の目標回転速度を超えてエンジン回転速度が吹き上がることはなくなったのであるが、実際の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーン化し、これに起因して、アイドル時の目標回転速度からの回転落ちが生じたりＨＣが増加してしまうことが新たに判明した。

そこでクランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングで点火時期を始動用の点火時期から触媒暖機促進用の点火時期へとステップ的に遅角し、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングでエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室に供給されるように、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するタイミングよりも所定期間前にスロットル弁を開き始め、前記スロットル弁を開き始めるタイミングを起点とし、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後に吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を一時的に増量することで、冷間始動時に触媒の暖機促進を図りながら完爆後のエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に向かって速やかに収束させると共に、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後にも実際の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーン化することのないエンジンの制御方法や制御装置とすることが考えられる。

このものにおいて、吸気温条件の相違を考慮していないのでは、例えば、燃料噴射弁からの燃料噴射量の増量分を標準温度の条件で設定している場合に、実際の吸気温が標準温度でない環境に置かれたときに、実際の吸気温が標準温度であるときより吸気ポート壁の壁流燃料量が変化する。吸気ポート壁の壁流燃料が増加したときには燃焼室内燃料が不足して空燃比が理論空燃比より外れてリーン化し、燃焼状態が不安定になることから、クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した直後に不安定な回転速度に伴う不快な振動が生じたり、ＨＣが増加したり、はなはだしい場合にはエンジンストールに至ってしまう可能性がある。一方、吸気ポート壁の壁流燃料が減少したときには燃焼室内燃料が多くなり、空燃比が理論空燃比よりリッチ化し、無駄に燃料を消費させていることになり、燃費が悪くなる。

そこで本発明は、冷間始動時に触媒の暖機促進を図りながら完爆後のエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に向かって速やかに収束させると共に、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後にも実際の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーン化することがなく、さらに実際の吸気温が標準温度より低い環境に置かれたときに始動直後のエンジンストールや不快な振動、ＨＣの増加を防止し、また、実際の吸気温が標準より高い環境に置かれたときに燃費を向上させ得るエンジンの制御方法や制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、活性状態になって初めて機能する触媒を排気通路に、燃料を噴射する燃料噴射弁を吸気通路（例えば吸気ポート）にそれぞれ備えるエンジンにおいて、クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングで点火時期を始動用の点火時期から触媒暖機促進用の点火時期へとステップ的に遅角し、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングでエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室に供給されるように、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するタイミングよりも所定期間前にスロットル弁を開き始め、前記スロットル弁を開き始めるタイミングを起点とし、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後に吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増量すると共に、前記増量後の燃料噴射量を標準温度条件に設定している場合に、標準温度より外れた吸気温条件であるときには、その標準温度より外れた吸気温に基づいて前記増量後の燃料噴射量を補正するかまたは標準温度より外れた始動時水温条件であるときには、その標準温度より外れた始動時水温に基づいて前記増量後の燃料噴射量を補正するように構成する。

本発明によれば、始動からのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングで点火時期を始動用の点火時期から触媒暖機促進用の点火時期へとステップ的に遅角し、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングでエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室に供給されるように、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するタイミングよりも所定期間前にスロットル弁を開き始めるので、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後の吹き上がりを抑制しながら早期に排気温度を上昇させることが可能となり、無駄な燃料消費を抑制しつつ触媒活性時間を短くすることができる。

この場合に、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後も暫くのあいだ吸気圧や吸気ポートの吸気流速がなおも小さくなる側に変化し続けることがあり、この場合には、吸気圧や吸気ポートの吸気流速の変化に伴って吸気ポート壁の燃料壁流量が減少し、その分燃焼室に供給される燃料量が不足し、燃焼室内の混合気の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーンとなり、ＨＣの増加やエンジンの回転落ちを招くことになるのであるが、本発明によれば、スロットル弁を開き始めるタイミングを起点とし、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後に吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、燃料噴射弁からの燃料噴射量を増量するので、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後に吸気圧や吸気ポートの吸気流速がなおも小さくなる側に変化し続けることがあっても、燃焼室内の混合気の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーンとなることを防止できる。この結果、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後におけるＨＣの増加やアイドル時の目標回転速度からの回転落ちを抑制できる。

また、吸気温条件（始動時水温条件）の相違によって吸気ポート壁の壁流燃料量が異なり、標準温度より低い吸気温条件（始動時水温条件）のときには吸気ポート壁の壁流燃料量が標準温度条件のときより増加し、燃焼室内燃料が不足して空燃比が理論空燃比よりもリーン側へと外れ、この逆に標準温度より高い吸気温条件（始動時水温条件）のときには吸気ポート壁の壁流燃料量が標準温度条件のときより減少し、燃焼室内燃料が多すぎて空燃比が理論空燃比よりもリッチ側へと外れるのであるが、本発明によれば、前記増量後の燃料噴射量を標準温度に設定している場合に標準温度より低温側に外れた吸気温条件（始動時水温条件）であるときに、その標準温度より低温側に外れた吸気温（始動時水温）に基づいて、前記増量後の燃料噴射量を増加側に補正するので、標準温度より低温側に外れた吸気温条件（始動時水温条件）における吸気ポート壁の壁流燃料量の増加に合わせた増量後の燃料噴射量の設定が可能となり、標準温度より低温側に外れた吸気温条件（始動時水温条件）においても、空燃比が適正化され、始動直後のエンジンストールや不快な振動、ＨＣの増加を防止できる。

一方、標準温度より高温側に外れた吸気温条件（始動時水温条件）であるときには、その標準温度より高温側に外れた吸気温（始動時水温）に基づいて、前記増量後の燃料噴射量を減少側に補正するので、標準温度より高温側に外れた吸気温条件（始動時水温条件）における吸気ポート壁の壁流燃料量の減少に合わせた増量後の燃料噴射量の設定が可能となり、標準温度より高温側に外れた吸気温条件（始動時水温条件）においても、空燃比が適正化され、燃料の無駄な消費を回避できる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。図１はエンジンの制御方法の実施に直接使用するエンジンの制御装置の概略構成を示している。

スロットル弁２３により調量される空気は、吸気コレクタ２に蓄えられた後、吸気マニホールド３を介して各気筒の燃焼室５に導入される。燃料は各気筒の吸気ポート４に配置された燃料噴射弁２１より、所定のタイミングで吸気ポート内に向けて間欠的に噴射供給される。吸気ポート４に噴射された燃料は、空気と混合して混合気を作り、この混合気は吸気弁１５を閉じることで燃焼室５内に閉じこめられ、ピストン６の上昇によって圧縮され、点火プラグ１４により着火されて燃焼する。この燃焼によるガス圧がピストン６を押し下げる仕事を行い、このピストン６の往復運動はクランクシャフト７の回転運動へと変換される。燃焼後のガス（排気）は排気弁１６が開いたとき排気通路８へと排出される。

排気通路８のうちマニホールドの集合部に第１触媒９（スタートアップ触媒）を、また車両の床下位置に第２触媒１０を備えている。これら２つの触媒９、１０は、例えばいずれも三元触媒で、三元触媒は排気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲にあるとき、排気に含まれるＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを同時に効率よく除去できる。このため、エアフローメータ３２からの吸入空気量の信号、クランク角センサ（ポジションセンサ３３とフェーズセンサ３４）からの信号が入力されるエンジンコントローラ３１ではこれらの信号に基づいて燃料噴射弁２１からの基本燃料噴射量を定めると共に、第１触媒９の上流に設けたＯ₂センサ３５からの信号に基づいて空燃比をフィードバック制御する。

一方、冷間始動時には触媒を早期に活性化すると共に、Ｏ₂センサ３５をも早期に活性化して空燃比のフィードバック制御を実行させるため、Ｏ₂センサ３５を始動直後よりヒータ（図示しない）によって加熱し、Ｏ₂センサ３５の信号をみて、Ｏ₂センサ３５が活性化したタイミングで空燃比のフィードバック制御を開始している。

なお、触媒９、１０の構成はこれに限られるものでない。例えば、エンジン暖機完了後の燃費向上のため、低負荷側の運転領域において理論空燃比よりもリーンの空燃比で運転を行うようにしているものでは、リーン運転時に多く発生するＮＯｘを吸収するため、第２触媒１０をＮＯｘトラップ触媒で構成し、このＮＯｘトラップ触媒に三元触媒機能を持たせているが、こうした構成のものでもかまわない。

上記のスロットル弁２３はスロットルモータ２４により駆動される。運転者が要求するトルクはアクセルペダル４１の踏み込み量（アクセル開度）に現れるので、エンジンコントローラ３１ではアクセルセンサ４２からの信号に基づいて目標トルクを定め、この目標トルクを実現するための目標空気量を定め、この目標空気量が得られるようにスロットル弁駆動装置（図示しない）ではスロットルモータ２４を介してスロットル弁２３の開度を制御する。

また、上記吸気弁１５の弁リフト量を連続的に可変制御する多節リンク状の機構で構成される可変バルブリフト機構２６と、クランクシャフト７と吸気弁用カムシャフト２５との回転位相差を連続的に可変制御して、吸気弁１５の開閉タイミングを進遅角する可変バルブタイミング機構２７とを備えている。

さて、冷間状態でのクランキングからのエンジン回転速度が良好に吹き上がるようにすると共に、排気通路８に設けている特に第１触媒９を早期に暖機するため点火時期を遅角させている。この様子を図２を参照しながら４気筒エンジンの場合で具体的に説明する。

まず、現状の制御から説明する。現状では、図２の最上段に一点鎖線で示したように、始動のためスタータスイッチをＯＦＦよりＯＮへと切換えたｔ０のタイミングより、エンジン回転速度は３つの気筒で初回の爆発に対応して変動し、４番目の気筒の爆発でエンジン回転速度が急激に上昇し、ｔ２のタイミングでアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴを横切って吹き上がっている（一点鎖線参照）。そして、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達したｔ２のタイミングからは、図２の第５段目に一点鎖線で示したようにアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴを維持できる吸入空気が燃焼室５に導入されるようにスロットル弁開度が所定開度ＴＶＯ１へとステップ的に開かれている。

また、燃料噴射量は、冷間始動当初は噴射燃料の全てが燃焼室５に吸入されるのではなく、噴射燃料量の一部が吸気ポート４壁や吸気弁１５傘裏部に付着し、吸気ポート壁を液状で流れる、いわゆる燃料壁流の形成に使われるため、燃焼室５への燃料供給遅れが発生する。このため、図２の第４段目に一点鎖線で示したように始動当初で吸気ポート壁の燃料壁流として多くが奪われるあいだは余分に燃料を噴射供給しており、燃料壁流の形成に多くが奪われなくなるタイミングより徐々に燃料噴射量を減少させている。

一方、点火時期は現状では、図２の第２段目に一点鎖線で示したように、ｔ０のタイミングより始動用の点火時期である第１点火時期ＡＤＶ１に設定され、ｔ２のタイミングからは第１触媒９の暖機促進を図るため大きく遅角させた第２点火時期ＡＤＶ２へと徐々に切換えられている。

ここで、クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するｔ２のタイミングを境にして前と後に分けると、ｔ２の後には、燃費向上の観点からはエンジン回転速度Ｎｅが吹き上がることなくアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴへと速やかに落ち着くことが望ましい。これは、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴを超えて吹き上がるとそれだけ燃料消費が増してしまうためである。

また、ｔ２の後には実際の空燃比は理論空燃比に落ち着くことが望ましい。これは、暖機完了後の第１触媒９は理論空燃比を中心とする狭い範囲にあるときだけ有害三成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を同時に浄化できるためである。

そこで、クランキングからのエンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに達したｔ２のタイミングで、図２の第２段目に実線で示したように点火時期を第１点火時期ＡＤＶ１から第２点火時期ＡＤＶ２へとステップ的に遅角すると共に、燃費向上の観点より、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達したｔ２のタイミングでエンジン回転速度Ｎｅをアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室５に供給されるように、スロットル弁位置から燃焼室５までの吸入空気量の応答遅れを考慮して、図２の第５段目に実線で示したようにエンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達するｔ２のタイミングよりも所定期間前のｔ１のタイミングよりスロットル弁２３を開き始める構成を考えた。

そしてこの構成で実験してみたところ、もくろみ通りにエンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達した後に、このアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴを超えてエンジン回転速度度が吹き上がることはなくなったのであるが、図２の第６段目に一点鎖線で示したように、実際の空燃比は、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達するｔ２のタイミングで理論空燃比（ストイキ）となっているものの、その後に燃焼安定限界ラインを超えてリーンとなり、この過度のリーン化によって、図２の第７段目の一点鎖線に示したようにＨＣが増加することが新たに判明した。

この原因は、主に吸気ポート４壁の燃料壁流にあると見当をつけて実験してみたところ、図２の第３段目に示したように、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達するｔ２のタイミングの後も吸気圧が低下し続けていた。すなわち、吸気ポート壁の燃料壁流量は燃料壁流が流れる部位の圧力（つまり吸気圧）や燃料壁流が流れる部位の吸気流速（吸気ポート４の吸気流速）に依存し、吸気圧が小さくなるほど小さくなる（これは吸気圧が小さくなるほど燃料の気化特性が良くなることによる）特質を、また吸気ポート４の吸気流速が大きくなるほど小さくなる（これは吸気ポート４の吸気流速が大きくなるほど燃料の気化特性が良くなることによる）特質を有するので、吸気圧や吸気ポートの吸気流速が変化している途中にあるｔ２のタイミングでの燃料壁流量よりも、吸気圧や吸気ポートの吸気流速が所定値に落ち付くｔ３のタイミングでの燃料壁流量のほうが小さくなる。燃焼室５に流入する燃料量にはこの燃料壁流量も含まれるので、ｔ２よりｔ３の期間で燃料壁流量が減り続けることは、燃焼室５に流入する燃料量も、この燃料壁流量の減少に合わせて減り続けることを意味し、従って、ｔ２のタイミングで混合気の空燃比が理論空燃比となっていても、燃料壁流量の減少に合わせて実際の空燃比がリーン側へと向かい、燃焼安定限界を超えてリーン化したものと思われる。

そこで本発明は、次の３つの操作を実行する。

〔１〕エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達するｔ２のタイミングからは特に第１触媒９の暖機促進を図りながらエンジン回転速度Ｎｅのアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴを超えての吹き上がりを抑制するために、図２の第２段目に実線で示したように、点火時期をｔ２で第１点火時期（始動用の点火時期）ＡＤＶ１から第２点火時期（触媒暖機促進用の点火時期）ＡＤＶ２へとステップ的に遅角する。こうした点火時期制御は気筒別に実行する。ここで、アイドル時とは、運転者がアクセルペダル４１を踏み込んでいない状態をいう。アイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴは適合値である。

〔２〕ｔ２のタイミングよりエンジン回転速度Ｎｅをアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに保持させるには、アイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴを保持させるに必要な吸入空気量を燃焼室５に供給することであり、その燃焼室５への空気供給がｔ２のタイミングで完了している必要がある。この場合に、現状のエンジンで吸入空気量を制御するのは、吸気コレクタ２上流の吸気通路に設けられているスロットル弁２３であり、従ってスロットル弁位置から燃焼室５までの吸入空気量の応答遅れを考慮して、図２の第５段目に実線で示したように、ｔ２よりも所定期間前のｔ１のタイミングよりスロットル弁２３を所定値ＴＶＯ１に向けて開き始め、ｔ２のタイミングで所定値ＴＶＯ１に落ち着くようにする。

〔３〕ｔ２での点火時期のステップ遅角によりエンジン回転速度Ｎｅはアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに落ち着くものの、その直後の吸気圧や吸気ポートの吸気流速の変化に伴う燃料壁流量の減少により空燃比の過度のリーン化が生じ、ＨＣが増大してしまう（あるいはエンジン回転Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴから却って低下してしまう）ので、このＨＣの増加を防ぐため、図２の第４段目に実線で示したように、スロットル弁２３を開き始めるｔ１のタイミングを起点とし、吸気圧や吸気ポートの吸気流速の変化が収まるｔ３までのあいだ、燃焼室５への燃料壁流量の減少分を補うように燃料噴射量を一時的に増量する。

ここで、現状の燃料噴射制御を前提として、上記〔３〕の操作を実行するため、始動後増量補正係数ＫＡＳを用いる。これについて図３により詳述すると、図３の最上段は図２の最上段と同じである。また、図３の第２段目には上記〔１〕の操作による点火時期の動きを、第４段目には上記〔２〕の操作によるスロットル弁開度の動きを改めて示している。

まず現状では、図３の第３段目に一点鎖線で示したように、スタータスイッチ３６をＯＦＦよりＯＮに切換えるｔ０のタイミングより始動後増量補正係数ＫＡＳとして初期値ＫＡＳ０（図では０．３）を設定し、その後にエンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達したｔ５のタイミングより所定の速度でゼロに向かって減少させている。これに対して本実施形態では、図３の第３段目に実線で示したように、ｔ２のタイミングまで初期値ＫＡＳ０を保持させ、ｔ２のタイミングより所定の速度でゼロに向かって減少させる。すなわち、始動後増量補正係数ＫＡＳを初期値ＫＡＳ０から減少させるタイミングをｔ５よりｔ２まで遅らせる。これによって図３の第３段目にハッチングで示した面積部分が燃料増量分となり、空燃比の燃焼安定限界を超える過度のリーン化を防止できることとなる。

このように、始動後増量補正係数ＫＡＳを初期値ＫＡＳ０から減少させるタイミングをｔ５よりｔ２まで遅らせた（燃料噴射弁からの燃料噴射量を一時的に増量した）ときに得られる実際の空燃比が、理論空燃比となることを確認している。すなわち、燃料噴射弁２１からの燃料噴射量を一時的に増量したときに得られる実際の空燃比が、理論空燃比となるように、始動後増量補正係数ＫＡＳ（燃料噴射弁２１からの燃料噴射量の増量分）を設定している。

ここでは、始動後増量補正係数ＫＡＳをｔ５よりｔ２の間で一定（初期値ＫＡＳ０）とし、その後に直線的に減少させているが、これに限られるものでない。要は、スロットル弁２３を開き始めるｔ５のタイミングを起点とし、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達したタイミングの後に吸気圧や吸気ポートの吸気流速の変化が落ち着く（吸気圧や吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になる）ｔ３のタイミングまでのあいだで、燃料噴射弁２１からの燃料噴射量が一時的に増量されるように始動後増量補正係数ＫＡＳを変化させればよい。

また、始動後増量補正係数ＫＡＳを初期値ＫＡＳ０から減少させるタイミングをｔ５よりｔ２まで遅らせることにより、燃料噴射弁からの燃料噴射量を一時的に増量しているが、これに限られるものでない。例えば、始動後増量補正係数ＫＡＳとは別に新たに増量補正係数を導入し、この増量補正係数によって、スロットル弁２３を開き始めるｔ５のタイミングを起点とし、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに達したタイミングの後に吸気圧や吸気ポートの吸気流速の変化が落ち着くｔ３までのあいだ、燃料噴射弁２１からの燃料噴射量を一時的に増量するようにしてもかまわない。

また、図３ではエンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達したｔ５のタイミングを、スロットル弁２３を開き始めるタイミングとしているが、これに限定されるものでもない。

また、上記のように、Ｏ₂センサ３５が活性化したタイミングで空燃比のフィードバック制御を開始するのであるが、空燃比のフィードバック制御を開始するタイミングが、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達したタイミングの後に吸気圧や吸気ポートの吸気流速の変化が落ち着くｔ３のタイミングよりも前にくるようであれば、上記〔３〕の操作を中止して現状の操作に戻すことが好ましい。これは、空燃比のフィードバック制御により実際の空燃比が理論空燃比を中心とした所定のウインドウの幅内に収められ、これによって過度のリーン化を防止できるためである。

エンジンコントローラ３１により実行されるこの制御を以下のフローチャートにより詳述する。

図４は完爆フラグと目標回転到達フラグを設定するためのもので、一定時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に実行する。

図４において、ステップ１ではエンジン回転速度Ｎｅを読み込む。エンジン回転速度Ｎｅはクランク角センサ（３３、３４）の信号に基づいて算出されている。

ステップ２では完爆フラグをみる。この完爆フラグはイグニッションスイッチ（図示しない）のＯＦＦよりＯＮへの切換時にゼロに初期設定されるフラグである。このため、当初は完爆フラグ＝０であることよりステップ２からステップ３に進み、エンジン回転速度Ｎｅと完爆回転速度Ｎ０（例えば１０００ｒｐｍ）を比較する。完爆回転速度Ｎ０は適合値である。エンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達していなければそのまま今回の処理を終了する。

ステップ３でエンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達したとき（Ｎｅ≧Ｎ０）にはステップ４に進み、完爆回転速度Ｎ０に到達したことを示すため完爆フラグ＝１とする。

ステップ５ではタイマを起動する（タイマ値ＴＩＭＥ＝０）。このタイマはエンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達したときからの経過時間を計測するためのものである。

上記の完爆フラグ＝１により、次回からはステップ２よりステップ６に進むことになり、ステップ６でタイマ値ＴＩＭＥと所定値ＤＴを比較する。所定値ＤＴは、エンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達したタイミングからアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達するタイミングまでの時間間隔で、予め適合しておく（図３参照）。タイマを起動した当初はタイマ値ＴＩＭＥが所定値ＤＴ未満にあるので、ステップ７に進み、タイマ値ＴＩＭＥを制御周期（１００ｍｓ）の分だけインクリメントする。

ステップ７でのタイマ値ＴＩＭＥのインクリメントを何度か繰り返すと、やがてタイマ値ＴＩＭＥが所定値ＤＴ以上となる。このときにはステップ６よりステップ８に進み、アイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達したことを示すため目標回転到達フラグ（イグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時にゼロに初期設定）＝１とする。

図５は点火時期指令値及びスロットル弁目標開度を算出するするためのもので、一定時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に、図４のフローに続けて実行する。

図５において、ステップ２１ではイグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時であるか否かをみる。イグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時であるときにはステップ２２に進み、水温センサ３７により検出される冷却水温ＴＷを始動時水温ＴＷＩＮＴとして取り込み、この始動時水温ＴＷＩＮＴに応じて第１点火時期ＡＤＶ１を算出し、この算出した第１点火時期ＡＤＶ１をステップ２３で点火時期指令値ＡＤＶに移す。第１点火時期ＡＤＶ１は始動に最適な点火時期で、大きく進角側にある。

ステップ２４ではスロットル弁目標開度ｔＴＶＯに初期値（例えばゼロ）を入れる。

イグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時のあと、つまりイグニッションスイッチのＯＮ状態になると、ステップ２１よりステップ２５、２６に進む。ステップ２５、２６では完爆フラグと目標回転到達フラグ（いずれのフラグも図４により設定されている）をみる。完爆フラグ＝０であるときにはステップ２７に進みイグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時に算出した第１点火時期ＡＤＶ１を維持する。このときもステップ２４の操作を実行する。

完爆フラグ＝１かつ目標回転到達フラグ＝０であるときにはステップ２６よりステップ２８に進み、イグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時に算出した第１点火時期ＡＤＶ１を維持する。

ステップ２９ではスロットル弁目標開度ｔＴＶＯを次式により算出する。

ｔＴＶＯ＝ｔＴＶＯ（前回）＋ΔＴＶＯ …（１）
ただし、ΔＴＶＯ ：一定値、
ｔＴＶＯ（前回）：ｔＴＶＯの前回値、
ここで、（１）式の所定値ΔＴＶＯはスロットル弁目標開度の所定時間当たりの増し分を定める値であり、この値は、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達するタイミングでスロットル弁目標開度ｔＴＶＯが、後述する所定値ＴＶＯ１に到達するように予め定めておく。スロットル弁目標開度の前回値である「ｔＴＶＯ（前回）」の初期値にはゼロを入れておく。

ステップ３０ではスロットル弁目標開度ｔＴＶＯと所定値ＴＶＯ１を比較する。所定値ＴＶＯ１は、目標回転速度ＮＳＥＴを維持するトルクを発生させるのに必要な最低の吸入空気量が流れるときのスロットル弁開度である。所定値ＴＶＯ１は予め適合により求めておく。

今回のエンジン運転時にステップ２９を初めて経験した後ではスロットル弁目標開度ｔＴＶＯは所定値ＴＶＯ１未満であるので今回の処理をそのまま終了する。目標回転到達フラグ＝１となるまではステップ２９の操作を繰り返すことになり、スロットル弁目標開度ｔＴＶＯが徐々に大きくなる。目標回転到達フラグ＝１となる直前でスロットル弁目標開度ｔＴＶＯが所定値ＴＶＯ１以上となる。このときにはステップ３０よりステップ３１に進んでスロットル弁目標開度ｔＴＶＯを前回と同じ値に維持する。

目標回転到達フラグ＝１となったときにはステップ２６よりステップ３２に進み、水温センサ３７により検出されるそのときの冷却水温ＴＷに応じて第２点火時期ＡＤＶ２を算出し、これをステップ３３で点火時期指令値ＡＤＶに移す。

第２点火時期ＡＤＶ２は、冷間始動時における第１触媒９の暖機促進用の点火時期で、第１触媒９の暖機完了後の点火時期よりも遅角側に設定されている。このため、点火時期は図３の第２段目に示したようにエンジン回転速度Ｎｅが目標回転速度ＮＳＥＴに到達するｔ２のタイミングで第１点火時期ＡＤＶ１より第２点火時期ＡＤＶ２へとステップ的に切換わることとなる。

このようにして算出される点火時期指令値ＡＤＶは出力レジスタに移され、実際のクランク角がこの点火時期指令値ＡＤＶと一致したタイミングで点火コイルの一次側電流が遮断される。

また、スロットル弁目標開度ｔＴＶＯを受けるスロット弁駆動装置では、実際のスロットル弁開度がこのスロットル弁目標開度ｔＴＶＯと一致するようにスロットルモータ２４を駆動する。

図６は目標当量比ＴＦＢＹＡを算出するためのもので、一定時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に実行する。

図６において、ステップ４１ではイグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時であるか否かをみる。イグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時であるときにはステップ４２に進み、始動後増量補正係数の初期値ＫＡＳ０を、水温センサ３７により検出される始動時水温ＴＷＩＮＴに応じて算出し、これをステップ４３で始動後増量補正係数ＫＡＳに移す。始動後増量補正係数の初期値ＫＡＳ０は始動時水温ＴＷＩＮＴが低くなるほど大きくなる値である。

イグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時のあと、つまりイグニッションスイッチのＯＮ状態になると、ステップ４１よりステップ４４に進む。ステップ４４では目標回転到達フラグをみる（図４により設定されている）。目標回転到達フラグ＝０であるときにはステップ４５に進み始動後増量補正係数ＫＡＳを前回と同じ値（つまり初期値ＫＡＳ０）に維持する。

目標回転到達フラグ＝１になったときにはステップ４４よりステップ４６に進み始動後増量補正係数ＫＡＳとゼロを比較する。目標回転到達フラグ＝１になったタイミングでは始動後増量補正係数ＫＡＳはゼロより大きいため（初期値ＫＡＳ０が入っているので）、ステップ４７に進んで始動後増量補正係数ＫＡＳを次式により算出する。

ＫＡＳ＝ＫＡＳ（前回）−Δｔ×ＫＡＳ（前回） …（２）
ただし、Δｔ ：一定値、
ＫＡＳ（前回）：ＫＡＳの前回値、
ここで、（２）式の所定値Δｔは始動後増量補正係数ＫＡＳの所定時間当たりの減少分を定める値であり、この値は吸気圧が一定値に落ち着く（吸気圧の変化割合が所定範囲内になる）ｔ３のタイミングでゼロとなるように、適合により予め定めておく。始動後増量補正係数の前回値である「ＫＡＳ（前回）」の初期値はＫＡＳ０である。

目標回転到達フラグ＝１である場合に、ステップ４７の操作を繰り返すと、始動後増量補正係数ＫＡＳが徐々に小さくなってゆく。従って、ステップ４８で始動後増量補正係数ＫＡＳとゼロを比較し、始動後増量補正係数ＫＡＳが負の値になったときにはステップ４９に進んで始動後増量補正係数ＫＡＳ＝０とする。

このようにして、始動後増量補正係数ＫＡＳは、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴと一致したタイミングより、徐々に小さくなりやがてゼロとなる値である。

現状では、始動後増量補正係数ＫＡＳはエンジン回転速度Ｎｅが完爆回転速度Ｎ０に到達したタイミングより徐々に小さくなるのであるが、本発明では、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴと一致するタイミングまで初期値を維持し、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴと一致したタイミングより徐々に小さくなる。

ステップ５０、５１は現状と同じである。すなわち、ステップ５０では水温センサ３７により検出されるそのときの冷却水温Ｔｗに応じて水温増量補正係数ＫＴＷを算出する。水温増量補正係数ＫＴＷは冷却水温Ｔｗが低くなるほど大きくなる値である。

ステップ５１ではこの水温増量補正係数ＫＴＷと、上記の始動後増量補正係数ＫＡＳとを用いて次式により目標当量比ＴＦＢＹＡを算出する。

ＴＦＢＹＡ＝１＋ＫＴＷ＋ＫＡＳ …（３）
目標当量比ＴＦＢＹＡは１．０を中心とする値で、エンジンの暖機完了後であれば、ＴＦＢＹＡ＝１（ＫＴＷ＝０、ＫＡＳ＝０）となり、これによって理論空燃比の混合気が得られる。冷間始動時には、上記の始動後増量補正係数ＫＡＳが加わるため目標当量比ＴＦＢＹＡは１．０を超える値となるが、これは燃料壁流量を考慮しているからである。すなわち、冷間始動時に目標当量比ＴＦＢＹＡは１．０を超える値になるものの、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達するタイミングより、理論空燃比の混合気が得られることとなる。

図７は燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出するためのもので、一定時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に、図６のフロートは独立に実行する。このフローは現状と同じである。

図７において、ステップ６１では始動時燃料噴射パルス幅Ｔｉ１を次式により算出する。

Ｔｉ１＝ＴＳＴ×ＫＮＳＴ×ＫＴＳＴ …（４）
ただし、ＴＳＴ ：始動時基本噴射パルス幅、
ＫＮＳＴ：回転速度補正係数、
ＫＴＳＴ：時間補正係数、
これら始動時基本噴射パルス幅ＴＳＴ、回転速度補正係数ＫＮＳＴ、時間補正係数ＫＴＳＴの求め方は周知であるので、詳細な説明は省略する。

ステップ６２ではエアフローメータ３２の出力が入力したか否かをみる。エアフローメータ３２の出力が入力していなければステップ６３、６４を飛ばしてステップ６５に進み、この始動時燃料噴射パルス幅Ｔｉ１を最終の燃料噴射パルス幅Ｔｉに移す。

一方、エアフローメータ３２の出力が入力しているときにはステップ６２よりステップ６３に進み、図６により得ている目標当量比ＴＦＢＹＡを用いて次式により通常時の燃料噴射パルス幅Ｔｉ２を算出する。

Ｔｉ２＝（Ｔｐ×ＴＦＢＹＡ＋Ｋａｔｈｏｓ）×（α＋αｍ−１）×２＋Ｔｓ
…（５）
ただし、Ｔｐ ：基本噴射パルス幅、
ＴＦＢＹＡ ：目標当量比、
Ｋａｔｈｏｓ：過渡補正量、
α ：空燃比フィードバック補正係数、
αｍ ：空燃比学習値、
Ｔｓ ：無効噴射パルス幅、
（５）式の基本噴射パルス幅Ｔｐ、過渡補正量Ｋａｔｈｏｓ、空燃比フィードバック補正係数α、空燃比学習値αｍ、無効噴射パルス幅Ｔｓの求め方は周知である。例えば、基本噴射パルス幅Ｔｐは次式により算出される。

Ｔｐ＝Ｋ×Ｑａ／Ｎｅ …（６）
ただし、Ｑａ：エアフローメータ３２より算出される吸入空気量、
（６）式の定数Ｋにより、混合気の空燃比が理論空燃比となるように設定されている。従って、上記の始動後増量補正係数ＫＡＳがゼロを超える正の値である間は、燃料噴射弁２１からの燃料噴射量（燃料噴射パルス幅Ｔｉ）が増量補正されることとなる。

なお、（５）式の過渡補正量Ｋａｔｈｏｓは吸気ポート壁の燃料壁流量を考慮し、基本的にエンジンの負荷、回転速度及び燃料付着部の温度に基づいて算出される値であるので、始動時にはこの過渡補正量Ｋａｔｈｏｓにより、燃料噴射量のうちから吸気ポート壁の燃料壁流として奪われる分だけ燃料噴射量を増量する側に働くと考えられるが、それでも、実験によれば、上記のように空燃比の過度のリーン化を招いたことになる。これは、過渡補正量Ｋａｔｈｏｓの算出に、吸気圧や吸気ポートの吸気流速の変化までは考慮していないためである。

ステップ６４〜６６では始動時燃料噴射パルス幅Ｔｉ１と通常時燃料噴射パルス幅Ｔｉ２とを比較し、値の大きい方を最終の燃料噴射パルス幅Ｔｉとして選択する。

上記の始動後増量補正係数ＫＡＳが燃料噴射に用いられるのは、通常時燃料噴射パルス幅Ｔｉ２が最終の燃料噴射パルス幅Ｔｉとして採用される場合である。すなわち、本実施形態では、図３においてｔ５のタイミング直前においては、始動時燃料噴射パルス幅Ｔｉ１より通常時燃料噴射パルス幅Ｔｉ２のほうが大きくなっていることを前提としている。

このようにして算出された燃料噴射パルス幅Ｔｉは出力レジスタに移され、所定の燃料噴射タイミングになると、このパルス幅Ｔｉの間だけ各気筒の燃料噴射弁２１がシーケンシャルに開かれる。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態（請求項１、９に記載の発明）によれば、クランキングからのエンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達したタイミングで点火時期を第１点火時期ＡＤＶ１（始動用の点火時期）から第２点火時期ＡＤＶ２（触媒暖機促進用の点火時期）へとステップ的に遅角し（図５のステップ２６、３２参照）、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達したタイミングでエンジン回転速度Ｎｅをアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室５に供給されるように、スロットル弁位置から燃焼室５までの吸入空気量の応答遅れを考慮して、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達するタイミングよりも所定期間ＤＴ前のタイミングｔ１よりスロットル弁２３を開き始めるので（図５のステップ２５、２６、２９、３０、３１参照）、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達した後の吹き上がりを抑制しながら早期に排気温度を上昇させることが可能となり（図２最下段の実線参照）、無駄な燃料消費を抑制しつつ触媒活性時間を短くすることができる。

この場合に、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達した後も暫くのあいだ吸気圧や吸気ポート４の吸気流速がなおも小さくなる側に変化し続けることがあり、この場合には、吸気圧や吸気ポート４の吸気流速の変化に伴って吸気ポート壁の燃料壁流量が減少し、その分燃焼室５に供給される燃料量が不足し、燃焼室内の混合気の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーンとなり、ＨＣの増加やアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴからの回転落ちを招くことになるのであるが、本実施形態（請求項１、９に記載の発明）によれば、スロットル弁２３を開き始めるタイミングを起点とし、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達した後に吸気圧または吸気ポート４の吸気流速の変化が落ち着く（吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になる）までのあいだ、始動後増量補正係数ＫＡＳを用いて、燃料噴射弁２１からの燃料噴射量を一時的に増量するので（図６のステップ４４、４５、５１参照）、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達した後に吸気圧や吸気ポート４の吸気流速がなおも小さくなる側に変化し続けることがあっても、燃焼室内の混合気の空燃比が燃焼安定限界を超えてリーンとなることを防止できる。この結果、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達した後におけるＨＣの増加やアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴからの回転落ちを抑制できる（図２第７段目の実線参照）。

図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は第２実施形態のフローチャートで、第１実施形態の図６と置き換わるものである。図６と同一部分には同一のステップ番号を付している。

上記の実施形態（第１実施形態）では、環境条件である吸気温の相違（吸気温条件）を考慮していない。このため、始動直後のアイドル回転速度の安定に関係しあるいは影響する値（例えば始動後増量補正係数ＫＡＳ、（５）式の基本噴射パルス幅Ｔｐ、過渡補正量Ｋａｔｈｏｓなど）を標準温度（例えば２５℃）に対して設定している場合に、冬場のように標準温度より低い吸気温条件では、標準温度からの吸気温の低下分だけ燃料噴射弁２１からの燃料噴霧が気化しにくく、吸気ポート４壁の壁流燃料量が多くなり、燃焼室５に導入される燃料の供給が遅れ、燃焼室５内燃料が不足して燃焼状態が不安定になることから、クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達した直後に不安定な回転速度に伴う不快な振動が生じたり、ＨＣが増加したり、はなはだしい場合にはエンジンストールに至ってしまうことが考えられる（図８最上段の実線参照）。一方、始動直後のアイドル回転速度の安定に関係しあるいは影響する値を標準温度に対して設定している場合に、夏場のように標準温度より高い吸気温条件では、標準温度からの吸気温の上昇分だけ燃料噴射弁２１からの噴霧燃料の気化が良好となり、吸気ポート壁の壁流燃料量が少なくなり、燃焼室５に導入される燃料の供給が遅れることがなく、燃焼室５内燃料が多くなり、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側に傾くことから、標準温度より高い吸気温条件においては燃料が無駄に消費されることが考えられる。なお、大気圧条件の相違については考えず、標準大気圧（１０１３ｈＰａ）にあるものとする。

そこで第２実施形態では、第１実施形態における増量後の燃料噴射量（図８の第４段目に実線で示す特性を参照。この特性は図２の第４段目に実線で示す特性と同じである。）を標準温度条件で設定している場合に、標準温度より低い側に外れた吸気温条件であるときには、実際の吸気温に基づいて第１実施形態における増量後の燃料噴射量をさらに増加側に補正する。詳細には、図９の第３段目に示したように、標準温度条件のときにはｔ０のタイミングよりｔ２のタイミングまで標準温度用初期値ＫＡＳｂを始動後増量補正係数ＫＡＳとして設定し、ｔ２のタイミングからは始動後増量補正係数ＫＡＳを所定のスピードで減少させ、ｔ３のタイミングで始動後増量補正係数ＫＡＳをゼロとする（図９の第３段目実線参照）のに対して、標準温度より低い側の吸気温条件であるときにはｔ５のタイミングで標準温度用初期値ＫＡＳ０ｂから標準温度より低い側の吸気温用初期値（ＫＡＳ０ｂ×Ｋｔａｔｍ、このときのＫｔａｔｍは１．０より大きな値）へと大きくし、ｔ５のタイミングよりｔ２のタイミングまでこの標準温度より低い側の吸気温用初期値を始動後増量補正係数ＫＡＳとして設定し、ｔ２のタイミングからは始動後増量補正係数ＫＡＳを所定のスピードで減少させ、ｔ３より遅いタイミングで始動後増量補正係数ＫＡＳをゼロとする（図９の第３段目二点鎖線参照）。これによって標準温度より低い側の吸気温条件のときには、標準温度条件のときよりも燃料噴射弁２１からの燃料噴射量の増量分（第１実施形態における増量後の燃料噴射量）が増加側に補正されるようにする。ここで、実際の吸気温は吸気温センサ（図示しない）により検出すればよい。

一方、標準温度より高い側に外れた吸気温条件であるときには、実際の吸気温に基づいて第１実施形態における増量後の燃料噴射量を減少側に補正する。詳細には、図９の第３段目に一点鎖線で示したように、標準温度より高い側の吸気温条件であるときにはｔ５のタイミングで標準温度用初期値ＫＡＳ０ｂから標準温度より高い側の吸気温用初期値（ＫＡＳ０ｂ×Ｋｔａｔｍ、このときのＫｔａｔｍは１．０より小さな正の値）へと小さくし、ｔ５のタイミングよりｔ２のタイミングまでこの標準温度より高い側の吸気温用初期値を始動後増量補正係数ＫＡＳとして設定し、ｔ２のタイミングからは始動後増量補正係数ＫＡＳを所定のスピードで減少させ、ｔ３より早いタイミングで始動後増量補正係数ＫＡＳをゼロとする。これによって標準温度より高い側の吸気温条件のときには、標準温度条件のときよりも燃料噴射弁２１からの燃料噴射量の増量分（第１実施形態における増量後の燃料噴射量）が減少側に補正されるようにする。

図１０（Ａ）において、第１実施形態の図６と相違する部分を主に説明すると、ステップ４１でイグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時であるときにはステップ７１に進み、始動後増量補正係数の標準温度用初期値ＫＡＳ０ｂを、水温センサ３７により検出される始動時水温ＴＷＩＮＴに応じて算出し、これをステップ７２で始動後増量補正係数ＫＡＳに移す。標準温度条件での初期値ＫＡＳ０ｂは標準温度条件で、クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達するタイミングで燃焼室５内燃料から定まる空燃比が理論空燃比となるように適合しておく。

ステップ７３では吸気温センサにより検出される実際の吸気温が標準温度を中心とする所定の許容幅内にあるか否かをみる。実際の吸気温が標準温度を中心とする所定の許容幅内にであるときには、実際の吸気温がほぼ標準温度にあると判断してステップ４４〜４９に進み、第１実施形態と同様の操作（図６のステップ４４〜４９）を実行する。

実際の吸気温が標準温度を中心とする所定の許容幅内にない、つまり標準温度から外れた吸気温条件のときにはステップ７３よりステップ７４に進み完爆フラグをみる。完爆フラグ＝０（完爆回転速度Ｎ０に到達する前）であるときにはステップ７５に進み、始動後増量補正係数ＫＡＳを前回と同じ値（つまり標準温度条件での初期値ＫＡＳ０ｂ）に維持する。

完爆フラグ＝１（完爆回転速度Ｎ０に到達後）になると、ステップ７４より図１０（Ｂ）に進む。図１０（Ｂ）においてステップ７６では目標到達フラグをみる。目標到達フラグ＝０（完爆回転速度Ｎ０に到達後、アイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達する前）であるときにはステップ７７に進み、吸気温センサにより検出される実際の吸気温から、図１１を内容とするテーブルを検索することにより、吸気温補正係数Ｋｔａｔｍを算出し、ステップ７８でこの吸気温補正係数Ｋｔａｔｍを始動後増量補正係数の標準温度用初期値ＫＡＳ０ｂ（図１０（Ａ）のステップ７１で算出済み）に乗算した値を、標準温度より外れた吸気温条件での始動後増量補正係数ＫＡＳとして設定する。この操作により、始動後増量補正係数の初期値が、標準温度条件での初期値ＫＡＳ０ｂから標準温度を外れた吸気温条件での初期値（ＫＡＳ０ｂ×Ｋｔａｔｍ）へと切換えられる（始動後増量補正係数ＫＡＳの吸気温による補正）。

ここで、吸気温補正係数Ｋｔａｔｍは、図１１に実線で示したように、実際の吸気温が標準温度（２５℃）に等しいとき１．０であり、これより実際の吸気温が低くなるほど１．０より大きくなる値である。また、実際の吸気温が標準温度より高くなるほど１．０より小さくなる正の値である。

実際の吸気温が標準温度より低くなる冬場のような条件で吸気温補正係数Ｋｔａｔｍを１．０より大きな値としているのは、標準温度より低い吸気温条件では標準温度からの吸気温の低下分だけ燃料噴射弁２１からの燃料噴霧の気化が悪く、吸気ポート４壁に形成される壁流燃料量が大きくなり、燃焼室５に導入される燃料の供給遅れが大きくなり、燃焼室５内燃料が不足して燃焼状態が不安定になるので、燃料噴射弁２１からの供給燃料量を増量し、吸気ポート４壁の壁流燃料量が大きくなっても燃焼室５内燃料が不足しないようにするためである。一方、実際の吸気圧が標準温度より高くなる夏場のような条件で吸気温補正係数Ｋｔａｔｍを１．０より小さな正の値としているのは、実際の吸気温が標準温度より高くなる条件では標準温度からの吸気温の上昇分だけ燃料噴射弁２１からの燃料噴霧が気化し易く、吸気ポート４壁に形成される壁流燃料量が小さくなり、燃焼室５に導入される燃料の供給遅れが生ずることがなく、燃焼室５内燃料が多くなって燃焼室内燃料により定まる空燃比が理論空燃比よりもリッチ側ずれ、燃料を無駄に消費していることになるので、燃料噴射弁２１からの供給燃料量を減量し、燃料の無駄な消費が生じないようにするためである。

目標到達フラグ＝１（アイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達後）になったときにはステップ７６よりステップ７９に進み始動後増量補正係数ＫＡＳとゼロを比較する。目標回転到達フラグ＝１になったタイミングでは始動後増量補正係数ＫＡＳはゼロより大きいため（標準温度を外れた吸気温条件での初期値ＫＡＳ０ｂ×Ｋｔａｔｍが入っているので）、ステップ８０に進んで標準温度より外れた吸気温条件での始動後増量補正係数ＫＡＳを次式により算出する。

ＫＡＳ＝ＫＡＳ（前回）−Δｔ×ＫＡＳ（前回） …（７）
ただし、Δｔ ：一定値、
ＫＡＳ（前回）：ＫＡＳの前回値、
（７）式そのものは上記の（２）式と同じである。すなわち、（７）式の所定値Δｔは標準温度より外れた吸気温条件での始動後増量補正係数ＫＡＳの所定時間当たりの減少分を定める値であり、適合により予め定めておく。（７）式右辺の始動後増量補正係数の前回値である「ＫＡＳ（前回）」の初期値は、上記の（２）式と相違して、ＫＡＳ０ｂ×Ｋｔａｔｍである。

目標回転到達フラグ＝１である場合に、ステップ８０の操作を繰り返すと、標準温度より外れた吸気温条件での始動後増量補正係数ＫＡＳが徐々に小さくなってゆく。従って、ステップ８１で始動後増量補正係数ＫＡＳとゼロを比較し、始動後増量補正係数ＫＡＳが負の値になったときにはステップ８２に進んで始動後増量補正係数ＫＡＳ＝０とする。

このように、標準温度より外れた吸気温条件での始動後増量補正係数ＫＡＳも、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴと一致したタイミングより、徐々に小さくなりやがてゼロとなる値である。

ここで、第２実施形態の作用効果を説明する。

吸気温条件の相違によって吸気ポート４壁の壁流燃料量が異なり、標準温度より低い吸気温条件のときには吸気ポート４壁の壁流燃料量が標準温度条件のときより増加し、燃焼室５内燃料が不足して空燃比が理論空燃比よりもリーン側へと外れ、この逆に標準温度より高い吸気温条件のときには吸気ポート４壁の壁流燃料量が標準温度条件のときより減少し、燃焼室５内燃料が多すぎて空燃比が理論空燃比よりもリッチ側へと外れるのであるが、第２実施形態（請求項１、９に記載の発明）によれば、吸気温センサ（吸気温検出手段）を備え、第１実施形態における増量後の燃料噴射量（具体的には増量後の燃料噴射量を決定する始動後増量補正係数ＫＡＳ）を標準温度に設定している場合に、吸気温センサにより検出される実際の吸気温が標準温度より低温側に外れた条件であるときに、その標準温度より低温側に外れた吸気温に基づいて、図８の第４段目に破線で示したように第１実施形態における増量後の燃料噴射量を、具体的には図９の第３段目に二点鎖線で示したように第１実施形態における増量後の燃料噴射量を決定する始動後増量補正係数ＫＡＳを増加側に補正するので（図１０（Ｂ）のステップ７６〜８２参照）、第１実施形態の作用効果に加えて、標準温度より低温側に外れた吸気温条件における吸気ポート４壁の壁流燃料量の増加に合わせた増量後の燃料噴射量（具体的には増量後の燃料噴射量決定する始動後増量補正係数ＫＡＳ）の設定が可能となり、標準温度より低温側に外れた吸気温条件においても、空燃比が適正化され、始動直後のエンジンストールや不快な振動、ＨＣの増加を防止できる。

一方、第２実施形態（請求項１、９に記載の発明）によれば、吸気温センサにより検出される実際の吸気温が標準温度より高温側に外れた条件であるときには、その標準温度より高温側に外れた吸気温に基づいて、第１実施形態における増量後の燃料噴射量を、具体的には図９の第３段目に一点鎖線で示したように第１実施形態における増量後の燃料噴射量を決定する始動後増量補正係数ＫＡＳを減少側に補正するので（図１０（Ｂ）のステップ７６〜８２参照）、第１実施形態の作用効果に加えて、標準温度より高温側に外れた吸気温条件における吸気ポート４壁の壁流燃料量の減少に合わせた増量後の燃料噴射量（具体的には増量後の燃料噴射量決定する始動後増量補正係数ＫＡＳ）の設定が可能となり、標準温度より高温側に外れた吸気温条件においても、空燃比が適正化され、燃料の無駄な消費を回避できる。

図１２のフローチャートは第３実施形態の点火時期指令値及びスロットル弁目標開度を算出するためのもので、第１実施形態の図５と置き換わるものである。図５と同一部分には同一のステップ番号を付している。

第３実施形態は、第２実施形態を前提として、さらに標準温度より高い吸気温条件のときには標準温度条件のときより第２点火時期ＡＤＶ２を進角側に補正するようにしたものである。

図１２において、第１実施形態の図５と相違する部分を主に説明すると、ステップ３２で第２点火時期ＡＤＶ２を算出したあと、ステップ９１で吸気温センサにより検出される吸気温から、図１３を内容とするテーブルを検索して第２点火時期の吸気温補正量Ｈａｄｖ［ｄｅｇ］を算出し、ステップ９２で第２点火時期ＡＤＶ２にこの吸気温補正量Ｈａｄｖを加算した値を、点火時期指令値ＡＤＶに移す。

第２点火時期の吸気温補正量Ｈａｄｖは、図１３に示したように、標準温度より高い吸気温度条件で正の値である。点火時期指令値ＡＤＶ（第２点火時期ＡＤＶ２）の単位は圧縮上死点より進角側に計測したクランク角［ｄｅｇＢＴＤＣ］であるので、吸気温補正量Ｈａｄｖを加えると、第２点火時期ＡＤＶ２は進角側に補正されることとなる。

標準温度より高い吸気温度条件で第２点火時期ＡＤＶ２を進角側に補正する理由は次の通りである。すなわち、第１、第２の実施形態においてエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達したタイミングで点火時期を第２点火時期ＡＤＶ２へと遅角させるのは、排気温度を上昇させ特に第１触媒９の暖機促進を図るためであった。ここで、第１触媒９を早期に暖機させたいとする理由は、低い吸気温条件において多く発生するＨＣを、活性化した触媒９で浄化させるためである。しかしながら、標準温度より高い吸気温条件のときには、もともとＨＣの排出量が少ないのであるから、標準温度条件のときと同じに点火時期を大きく遅角させて排気温度を上昇させる必要はない。そこで、標準温度より高い吸気温度条件のときには標準温度条件のときより、第２点火時期ＡＤＶ２を進角側に補正することで、燃焼効率を良くするようにしたものである。

第３実施形態（請求項４、１２に記載の発明）によれば、標準温度より高い吸気温条件であるときに、第２点火時期ＡＤＶ２（触媒暖機用の点火時期）を進角側に補正するので（図１２のステップ９１、９２参照）、燃焼効率が良くなるぶん、燃料噴射量を少なくすることができ、燃料消費を抑制することができる。

第２、第３の実施形態では、環境条件である吸気温で説明したが、吸気温に代えて、始動時水温を用いることができる（請求項５、８、１３、１６に記載の発明）。例えば、始動時水温に応じた吸気温補正係数の特性を図１１に重ねて示す（二点鎖線参照）。

実施形態に加えて、さらにエンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達した後、実際のエンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴと一致するように、スロットル弁開度、燃料噴射量、点火時期のいずれか一つを用いてフィードバック制御するようにしてもかまわない。このような構成によれば、エンジン回転速度Ｎｅがアイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴに到達した後に、実際の回転速度Ｎｅがハンチングすることがあっても、アイドル時の目標回転速度ＮＳＥＴへ落ち着かせることができる。

請求項１に記載の点火時期遅角処理手順は、図５のステップ２６、３２、３３により、吸入空気量供給処理手順は図５のステップ２５、２６、２９、３０、３１により、燃料噴射量増量処理手順は図６のステップ４４、４５、５１により、吸気温補正処理手順は図１０（Ｂ）のステップ７６〜８２によりそれぞれ果たされている。

請求項９に記載の点火時期遅角手段の機能は、図５のステップ２６、３２、３３により、吸入空気量供給手段の機能は図５のステップ２５、２６、２９、３０、３１により、燃料噴射量増量手段の機能は図６のステップ４４、４５、５１により、吸気温補正手段の機能は図１０（Ｂ）のステップ７６〜８２によりそれぞれ果たされている。

本発明の第１実施形態のエンジンの制御装置の概略構成図。 第１実施形態の作用を現状の制御と比較して説明するための波形図。 第１実施形態の制御方法を説明するための波形図。 ２つのフラグの設定を説明するためのフローチャート。 点火時期指令値及びスロットル弁目標開度の算出を説明するためのフローチャート。 目標当量比の算出を説明するためのフローチャート。 燃料噴射パルス幅の算出を説明するためのフローチャート。 第２実施形態の作用を説明するための波形図。 第２実施形態の制御方法を説明するための波形図。 第２実施形態の目標当量比の算出を説明するためのフローチャート。 第２実施形態の目標当量比の算出を説明するためのフローチャート。 第２実施形態の吸気温補正係数の特性図。 第３実施形態の点火時期指令値及びスロットル弁目標開度の算出を説明するためのフローチャート。 第３実施形態の吸気温補正量の特性図。

符号の説明

５ 燃焼室
９ 第１触媒
１４ 点火プラグ
２１ 燃料噴射弁
２３ スロットル弁
３１ エンジンコントローラ
３３、３４ クランク角センサ
３６ スタータスイッチ

Claims (16)

1. 活性状態になって初めて機能する触媒を排気通路に、燃料を噴射する燃料噴射弁を吸気通路にそれぞれ備えるエンジンにおいて、
   クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングで点火時期を始動用の点火時期から触媒暖機促進用の点火時期へとステップ的に遅角する点火時期遅角処理手順と、
   エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングでエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室に供給されるように、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するタイミングよりも所定期間前にスロットル弁を開き始める吸入空気量供給処理手順と、
   前記スロットル弁を開き始めるタイミングを起点とし、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後に吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増量する燃料噴射量増量処理手順と
   を含むと共に、
   前記増量後の燃料噴射量を標準温度条件に設定している場合に、標準温度より外れた吸気温条件であるときに、その標準温度より外れた吸気温に基づいて前記増量後の燃料噴射量を補正する吸気温補正処理手順
   を含むことを特徴とするエンジンの制御方法。
2. 前記燃料噴射量増量処理手順は、
   前記クランキングから吸気ポート壁の燃料壁流として多くが奪われるあいだは増大補正された所定量に設定されるとともに、燃料壁流の形成に多くが奪われなくなるタイミングより徐々に減少するように設定され、
   前記スロットル弁を開き始めるタイミングと前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングは前記徐々に燃料噴射量が減少する期間内にあって、
   前記燃料噴射量増量処理手順は、
   前記スロットル弁を開き始めるタイミングと前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングの間で燃料噴射量の増加が生じるように燃料噴射量を増量する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御方法。
3. 前記燃料噴射量増量処理手順は、
   前記クランキングから一定量の始動後増量補正を行うとともに、前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングを起点とし、吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記始動後増量補正の補正量を徐々に減少させる
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御方法。
4. 標準温度より高い吸気温条件であるときに、前記触媒暖機用の点火時期を進角側に補正することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のエンジンの制御方法。
5. 活性状態になって初めて機能する触媒を排気通路に、燃料を噴射する燃料噴射弁を吸気通路にそれぞれ備えるエンジンにおいて、
   クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングで点火時期を始動用の点火時期から触媒暖機促進用の点火時期へとステップ的に遅角する点火時期遅角処理手順と、
   エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングでエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室に供給されるように、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するタイミングよりも所定期間前にスロットル弁を開き始める吸入空気量供給処理手順と、
   前記スロットル弁を開き始めるタイミングを起点とし、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後に吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増量する燃料噴射量増量処理手順と
   を含むと共に、
   前記増量後の燃料噴射量を標準温度条件に設定している場合に、標準温度より外れた始動時水温条件であるときに、その標準温度より外れた始動時水温に基づいて前記増量後の燃料噴射量を補正する始動時水温補正処理手順
   を含むことを特徴とするエンジンの制御方法。
6. 前記燃料噴射量増量処理手順は、
   前記クランキングから吸気ポート壁の燃料壁流として多くが奪われるあいだは増大補正された所定量に設定されるとともに、燃料壁流の形成に多くが奪われなくなるタイミングより徐々に減少するように設定され、
   前記スロットル弁を開き始めるタイミングと前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングは前記徐々に燃料噴射量が減少する期間内にあって、
   前記燃料噴射量増量処理手順は、
   前記スロットル弁を開き始めるタイミングと前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングの間で燃料噴射量の増加が生じるように燃料噴射量を増量する
   ことを特徴とする請求項５に記載のエンジンの制御方法。
7. 前記燃料噴射量増量処理手順は、
   前記クランキングから一定量の始動後増量補正を行うとともに、前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングを起点とし、吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記始動後増量補正の補正量を徐々に減少させる
   ことを特徴とする請求項５に記載のエンジンの制御方法。
8. 標準温度より高い始動時水温条件であるときに、前記触媒暖機用の点火時期を進角側に補正することを特徴とする請求項５から７までのいずれか一つに記載のエンジンの制御方法。
9. 活性状態になって初めて機能する触媒を排気通路に、燃料を噴射する燃料噴射弁を吸気通路にそれぞれ備えるエンジンにおいて、
   クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングで点火時期を始動用の点火時期から触媒暖機促進用の点火時期へとステップ的に遅角する点火時期遅角手段と、
   エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングでエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室に供給されるように、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するタイミングよりも所定期間前にスロットル弁を開き始める吸入空気量供給手段と、
   前記スロットル弁を開き始めるタイミングを起点とし、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後に吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増量する燃料噴射量増量手段と
   を含むと共に、
   前記増量後の燃料噴射量を標準温度条件に設定している場合に、標準温度より外れた吸気温条件であるときに、その標準温度より外れた吸気温に基づいて前記増量後の燃料噴射量を補正する吸気温補正手段
   を含むことを特徴とするエンジンの制御装置。
10. 前記燃料噴射量増量手段は、
    前記クランキングから吸気ポート壁の燃料壁流として多くが奪われるあいだは増大補正された所定量に設定されるとともに、燃料壁流の形成に多くが奪われなくなるタイミングより徐々に減少するように設定され、
    前記スロットル弁を開き始めるタイミングと前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングは前記徐々に燃料噴射量が減少する期間内にあって、
    前記燃料噴射量増量手段は、
    前記スロットル弁を開き始めるタイミングと前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングの間で燃料噴射量の増加が生じるように燃料噴射量を増量する
    ことを特徴とする請求項９に記載のエンジンの制御装置。
11. 前記燃料噴射量増量手段は、
    前記クランキングから一定量の始動後増量補正を行うとともに、前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングを起点とし、吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記始動後増量補正の補正量を徐々に減少させる
    ことを特徴とする請求項９に記載のエンジンの制御装置。
12. 標準温度より高い吸気温条件であるときに、前記触媒暖機用の点火時期を進角側に補正することを特徴とする請求項９から１１までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
13. 活性状態になって初めて機能する触媒を排気通路に、燃料を噴射する燃料噴射弁を吸気通路にそれぞれ備えるエンジンにおいて、
    クランキングからのエンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングで点火時期を始動用の点火時期から触媒暖機促進用の点火時期へとステップ的に遅角する点火時期遅角手段と、
    エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達したタイミングでエンジン回転速度をアイドル時の目標回転速度に保持させるに必要な吸入空気量が燃焼室に供給されるように、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達するタイミングよりも所定期間前にスロットル弁を開き始める吸入空気量供給手段と、
    前記スロットル弁を開き始めるタイミングを起点とし、エンジン回転速度がアイドル時の目標回転速度に到達した後に吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記燃料噴射弁からの燃料噴射量を増量する燃料噴射量増量手段と
    を含むと共に、
    前記増量後の燃料噴射量を標準温度条件に設定している場合に、標準温度より外れた始動時水温条件であるときに、その標準温度より外れた始動時水温に基づいて前記増量後の燃料噴射量を補正する始動時水温補正手段
    を含むことを特徴とするエンジンの制御装置。
14. 前記燃料噴射量増量手段は、
    前記クランキングから吸気ポート壁の燃料壁流として多くが奪われるあいだは増大補正された所定量に設定されるとともに、燃料壁流の形成に多くが奪われなくなるタイミングより徐々に減少するように設定され、
    前記スロットル弁を開き始めるタイミングと前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングは前記徐々に燃料噴射量が減少する期間内にあって、
    前記燃料噴射量増量手段は、
    前記スロットル弁を開き始めるタイミングと前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングの間で燃料噴射量の増加が生じるように燃料噴射量を増量する
    ことを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの制御装置。
15. 前記燃料噴射量増量手段は、
    前記クランキングから一定量の始動後増量補正を行うとともに、前記点火時期をステップ的に遅角するタイミングを起点とし、吸気圧または吸気ポートの吸気流速の変化割合が所定範囲内になるまでのあいだ、前記始動後増量補正の補正量を徐々に減少させる
    ことを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの制御装置。
16. 標準温度より高い始動時水温条件であるときに、前記触媒暖機用の点火時期を進角側に補正することを特徴とする請求項１３から１５までのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。