JP4877525B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に配設された触媒の暖機を促進するために点火時期を遅角させる制御を行う内燃機関の制御装置に関する。

従来より、内燃機関の始動時（特に、冷間始動時）、排気通路に配設された排ガス浄化用触媒の暖機を促進してこの触媒の状態を早期に活性状態とするために（早期に排ガスを十分に浄化できる状態とするために）、燃焼室にて火花を発生させる時期（点火時期）を通常時の点火時期（通常点火時期）よりも遅角させる制御（点火時期遅角制御）を行って排ガスの温度を高くする制御装置が知られている。

この点火時期遅角制御を行うと、内燃機関が出力するトルク（出力トルク）が低下する。上記制御装置では、通常、点火時期遅角制御に併せてスロットル弁の開度（スロットル弁開度）を通常時のスロットル弁開度（通常スロットル弁開度）よりも増大させる制御（スロットル弁開度増大制御）が行われる。スロットル弁開度増大制御が行われると、燃焼室内に吸入される空気量（筒内空気量）及びその空気量に比例して燃焼室内に供給される燃料量が増大する。この結果、燃焼室内での燃焼エネルギーが増大するから、点火時期遅角制御に起因する上述した出力トルクの低下が補償され得る。以下、点火時期遅角制御とスロットル弁開度増大制御とを併せて「触媒暖機制御」とも称呼する。

このスロットル弁開度増大制御が行われると、吸気通路内のスロットル弁の下流における大気圧よりも低い空気の圧力（スロットル弁下流圧力）が上昇して大気圧に近づけられる。従って、このスロットル弁下流圧力（実際には、後述する負圧室圧力）と大気圧との差圧を利用してブレーキ操作力を増大させて車両の制動力を増大させる制動倍力装置（ブレーキブースタ）を備える車両においては、上記触媒暖機制御実行中において、上記差圧が減少してブレーキブースタがブレーキ操作力を十分に増大させ得ないために車両の制動力が不足する場合がある。なお、本明細書では、大気圧よりも低い圧力を「負圧」と称呼する場合がある。この場合、「負圧が増大（減少）する」ことは、「圧力が低下（上昇）する」ことを意味する。

そこで、他の制御装置の一つは、冷間始動時のように触媒暖機制御が行われるべき期間中であっても、車両が発進した場合のようにその後において比較的十分な制動力が要求される場合（負圧増大要求があった場合）には、触媒暖機制御を中止して、スロットル弁開度を通常スロットル弁開度に戻すとともに点火時期を通常点火時期に戻す制御（負圧増大制御）を行うようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。これにより、スロットル弁下流圧力が再び低下して（即ち、上記差圧が増大して）、上述した制動力の不足が解消され得る。
特開２００２−３２７６３９号公報

上述のように、車両が発進したことで（従って、負圧増大要求があったことで）触媒暖機制御が中止されて負圧増大制御が行われる場合を考える。通常、負圧増大制御の開始から、ブレーキブースタ内に配設された負圧を蓄える負圧室の内部の圧力（負圧室圧力）が制動力を十分に増大可能な程度に低下するまでに要する時間は、比較的短い（例えば、１〜２秒程度）。換言すれば、制動力の不足を解消するという負圧増大制御の所期の目的は、この負圧増大制御を比較的短い時間だけ実行すれば達成され得る。

更には、負圧増大制御の実行期間が長いと触媒暖機制御の中止期間が長くなる。この場合、触媒の暖機が促進され得ないから触媒により排ガスが十分浄化され得ない期間が長くなる。以上より、負圧増大制御は比較的短い時間だけ実行された後に中止されることが好ましいと考えられる。

この場合、触媒の暖機促進のため、負圧増大制御が中止された後に上述した触媒暖機制御と同じ制御が再び実行されることが考えられる。このことは、スロットル弁下流圧力が再び同程度まで上昇することを意味する。ここで、ブレーキブースタでは、制動力増大作用が発揮される毎に負圧室圧力が上昇し得るから（負圧が消費され得るから）、制動力増大作用が発揮される毎にスロットル弁下流圧力を利用して負圧室圧力を繰り返し低下させる（負圧を補充する）必要がある。

しかしながら、上述した触媒暖機制御と同じ制御の再実行によりスロットル弁下流圧力が同程度まで十分に上昇していると、係る負圧の補充が十分になされ得ない。従って、負圧増大制御が中止された後の車両走行中において、ブレーキ操作が比較的頻繁になされるような場合、上述した差圧の減少に起因して制動力の不足が再び発生する可能性がある。

本発明は上述した課題に対処するためになされたものであって、その目的は、触媒の暖機の促進と車両の制動力の不足の解消とを効果的に両立し得ることが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。

かかる目的を達成するため本発明に係る内燃機関の制御装置は、所定の駆動指示信号に応じて車両に搭載された内燃機関の吸気通路に配設されたスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、前記吸気通路内の前記スロットル弁の下流にて発生する大気圧よりも低い圧力であるスロットル弁下流圧力を利用することによりブレーキ操作力を増大させて前記車両の制動力を増大させる制動倍力手段と、所定の点火指示信号に応じて前記内燃機関の燃焼室に供給される混合気に点火する点火手段と、前記内燃機関の排気通路に配設された排ガス浄化用触媒とを備える。

また、この制御装置は、前記触媒の暖機を促進する触媒暖機要求の有無を判定する暖機要求判定手段と、前記触媒暖機要求があると判定されている場合において前記スロットル弁下流圧力を低下させる負圧増大要求の有無を判定する増大要求判定手段とを備える。ここにおいて、前記触媒暖機要求は、例えば、前記触媒の温度が所定値未満の場合に「有」と判定される。また、前記負圧増大要求は、例えば、車両が発進したと判定された場合に「有」と判定される。

更に、この制御装置は、通常制御手段と、第１触媒暖機制御手段と、負圧増大制御手段とを備える。前記通常制御手段は、前記触媒暖機要求がないと判定されている場合（例えば、触媒の暖機終了後等）、前記点火手段に対して前記点火指示信号を送信することで前記点火手段による点火時期を前記内燃機関の運転状態に基づいて決定される時期である通常点火時期に制御するとともに、前記スロットル弁駆動手段に対して前記駆動指示信号を送信することで前記スロットル弁の開度を前記内燃機関の運転状態に基づいて決定される開度である通常スロットル弁開度に制御する。

前記第１触媒暖機制御手段は、前記触媒暖機要求があり且つ前記負圧増大要求がないと判定されている場合（例えば、冷間始動後且つ車両が停止している場合等）、前記点火手段に対して前記点火指示信号を送信することで前記点火時期を前記通常点火時期よりも遅角側の時期である第１点火時期に制御するとともに、前記スロットル弁駆動手段に対して前記駆動指示信号を送信することで前記スロットル弁の開度を前記通常スロットル弁開度よりも大きい開度である第１スロットル弁開度に制御する。この第１触媒暖機制御により、上述のごとく、内燃機関の出力トルクの低下を補償しながら触媒の温度を活性温度に迅速に近づけることができる。

前記負圧増大制御手段は、前記第１触媒暖機制御手段による制御実行中において（即ち、触媒暖機要求があって）前記負圧増大要求があると判定された場合（例えば、冷間始動後において車両が発進した場合等）、（前記第１触媒暖機制御手段による制御を中止して）、前記点火手段に対して前記点火指示信号を送信することで前記点火時期を前記第１点火時期よりも進角側の時期である第２点火時期に制御するとともに、前記スロットル弁駆動手段に対して前記駆動指示信号を送信することで前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル弁開度よりも小さい開度である第２スロットル弁開度に制御する。

ここにおいて、前記第２点火時期は、前記通常点火時期と等しい時期、或いは前記通常点火時期よりも遅角側の時期である。前記第２スロットル弁開度は、前記通常スロットル弁開度と等しい開度、或いは前記通常スロットル弁開度よりも大きい開度である。この負圧増大制御の開始により、上述のごとく、比較的短時間（例えば、１〜２秒程度）が経過した後には、制動倍力手段内における上記差圧の減少に起因する制動力の不足が解消され得る。即ち、車両発進直後から十分な制動力を発揮させることができる。

この制御装置の特徴は、第２触媒暖機制御手段を備えたことにある。この第２触媒暖機制御手段は、（触媒暖機要求があって且つ、）前記負圧増大制御手段による制御実行中において所定条件が成立したと判定された場合（例えば、負圧増大制御開始から１〜２秒が経過した場合）、前記負圧増大制御手段による制御を中止して（且つ、前記負圧増大要求を「無」として）、前記スロットル弁下流圧力が、前記スロットル弁の開度が前記第２スロットル弁開度に維持された場合に対応する圧力よりも高く且つ前記スロットル弁の開度が前記第１スロットル弁開度に維持された場合に対応する圧力よりも低い範囲内であって所定圧力以下に維持されるように、前記点火手段に対して前記点火指示信号を送信することで前記点火時期を前記第１点火時期と前記第２点火時期との間の時期である第３点火時期に制御するとともに、前記スロットル弁駆動手段に対して前記駆動指示信号を送信することで前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル弁開度と前記第２スロットル弁開度との間の開度である第３スロットル弁開度に制御する。

ここにおいて、前記所定条件としては、負圧増大制御の開始から、前記制動倍力手段が有する大気圧よりも低い圧力を有する空気を蓄える負圧室の内部の圧力（負圧室圧力）が前記制動力を適切に増大可能な程度に低下するまでに要する時間が経過したこと、が採用される。

このように負圧増大制御を中止して第２触媒暖機制御が開始・実行されると、負圧増大制御中よりも点火時期が遅角側に設定される。従って、負圧増大制御が継続される場合に比して、触媒の暖機を促進して触媒温度を活性温度に迅速に近づけることができる。加えて、第１触媒暖機制御中よりもスロットル弁開度が小さい開度に設定される。従って、負圧増大制御の中止後に第１触媒暖機制御が開始・実行される場合に比して、スロットル弁下流圧力を低い圧力（前記所定圧力以下）に維持することができる。即ち、負圧増大制御が中止された後の車両走行中においてブレーキ操作が比較的頻繁になされても、上述した「負圧の補充」が十分になされ得、上述した制動力の不足の発生を抑制することができる。

以上より、上述のごとく負圧増大制御を中止して第２触媒暖機制御を開始・実行することで、触媒の暖機の促進と車両の制動力の不足の解消とを効果的に両立することが可能となる。

上記本発明に係る制御装置において、前記車両に搭載されて前記内燃機関の動力により駆動される負荷装置を備える場合、前記負荷装置は、前記負圧増大制御手段による制御実行中は前記内燃機関による駆動が禁止され、且つ、前記第２触媒暖機制御手段による制御実行中は前記内燃機関による駆動が許可されるように構成されることが好適である。ここにおいて、前記負荷装置は、例えば、車両のエアー・コンディショナー（エアコン）である。

エアコン（より具体的には、そのコンプレッサ）が駆動されている間は、内燃機関の動力の一部がエアコンの駆動のために消費されるから、車両の駆動に使用され得る内燃機関の動力が減少する。従って、通常、エアコンの駆動中は、エアコンが駆動されていない場合に比してスロットル弁開度が大きくされて（即ち、燃焼エネルギーを増大させて）上記動力の減少が補償される。換言すれば、エアコンが駆動されていない場合、エアコンの駆動中に比して、スロットル弁下流圧力が低くなり、上述の「負圧の補充」がより迅速になされ得る。加えて、エアコンの駆動を比較的短時間（例えば、１〜２秒程度）だけ中断しても、車室内の空調制御に対して殆ど悪影響が及ぼされない。

上記構成は係る知見に基づく。これにより、負圧増大制御中においてエアコンの駆動禁止によりスロットル弁下流圧力が極力低下させられて、上述の「負圧の補充」がより確実に達成され得る。加えて、エアコンの駆動禁止期間が負圧増大制御が実行される比較的短時間に限定されるから、空調制御に対して悪影響が及ぼされることがなくて空調制御を良好に維持できる。

上記本発明に係る制御装置においては、前記内燃機関の運転速度を取得する運転速度取得手段と、前記内燃機関を冷却する冷却水の温度を取得する冷却水温取得手段とを備え、前記第２触媒暖機制御手段が、前記運転速度と前記冷却水温度の何れか一方又は両方に基づいて前記第３点火時期（及び、前記第３スロットル弁開度）を決定するように構成されることが好適である。ここにおいて、例えば、前記運転速度が大きいほど、又は前記冷却水温が高いほど、前記第３点火時期がより遅角側に設定され、前記第３スロットル弁開度がより大きい開度に設定される。

一般に、（スロットル弁開度が一定の条件下）内燃機関の運転速度が大きいほどスロットル弁下流圧力がより低くなる。このことは、運転速度が大きくなるにつれて点火時期をより遅角側に設定しても（従って、スロットル弁開度をより大きい値に設定しても）、スロットル弁下流圧力を「負圧の補充」が確実に達成され得るために必要な十分低い圧力（＝前記所定圧力以下）に維持できることを意味する。

また、冷却水温が低い場合、内燃機関において各可動部材の運動に対する摩擦抵抗が大きくなる。従って、内燃機関の動力において係る摩擦抵抗により消費される分が大きくなって、車両の駆動に使用され得る内燃機関の動力が減少する。従って、通常、冷却水温が低い場合、スロットル弁開度が大きくされて（即ち、燃焼エネルギーを増大させて）上記動力の減少が補償される。換言すれば、冷却水温が高くなるにつれて、スロットル弁開度がより小さくされてスロットル弁下流圧力がより低くなる。このことは、冷却水温が高くなるにつれて点火時期をより遅角側に設定しても（従って、スロットル弁開度をより大きい値に設定しても）、スロットル弁下流圧力を「負圧の補充」が確実に達成され得るために必要な十分低い圧力（＝前記所定圧力以下）に維持できることを意味する。

上記構成は係る知見に基づくものである。これによれば、例えば、第２触媒暖機制御中において、運転速度が大きいほど、又は冷却水温が高いほど、点火時期がより遅角側に設定され、スロットル弁開度がより大きい開度に設定される。これにより、スロットル弁下流圧力を十分低い圧力（＝前記所定圧力以下）に維持しながら、点火時期を極力遅角側に設定して触媒の温度を極力早期に活性温度に近づけることができる。

また、上記本発明に係る制御装置においては、前記スロットル弁下流圧力を取得する圧力取得手段を備え、前記第２触媒暖機制御手段は、前記取得されたスロットル弁下流圧力が前記範囲内であって前記所定圧力以下の基準圧力に一致するように前記取得されたスロットル弁下流圧力に基づいて前記第３点火時期（及び、前記第３スロットル弁開度）をフィードバック制御するように構成されてもよい。

より具体的には、前記取得されたスロットル弁下流圧力が前記基準圧力よりも高い場合、前記第３点火時期が現在の点火時期より進角側に調整され、且つ、前記第３スロットル弁開度が現在の開度より小さい開度に調整される。一方、前記取得されたスロットル弁下流圧力が前記基準圧力よりも低い場合、前記第３点火時期が現在の点火時期より遅角側に調整され、且つ、前記第３スロットル弁開度が現在の開度より大きい開度に調整される。

これによれば、第２触媒暖機制御中において、スロットル弁下流圧力が十分低い圧力（＝前記所定圧力以下）に直接且つ確実に調整され得る。従って、第２触媒暖機制御中の車両走行中においてブレーキ操作が比較的頻繁になされても、上述した「負圧の補充」が確実になされ得、上述した制動力の不足の発生を確実に抑制することができる。

また、上記本発明に係る制御装置においては、前記第２触媒暖機制御手段は、前記第３点火時期が前記通常点火時期よりも進角側にならないように前記第３点火時期を決定するように（且つ、前記第３スロットル弁開度が前記通常スロットル弁開度よりも小さい開度にならないように前記第３スロットル弁開度を決定するように）構成されることが好適である。これによれば、第２触媒暖機制御中において、点火時期が通常点火時期よりも進角側になって触媒の暖機が促進され得ない事態が発生することが回避される。

また、上記本発明に係る制御装置においては、前記内燃機関がアイドリング状態にあるか否かを判定するアイドリング判定手段を備え、前記第２触媒暖機制御手段は、前記第２触媒暖機制御手段による制御実行中において前記内燃機関がアイドリング状態にない場合、前記第３点火時期を、前記第１点火時期と等しい時期、又は前記第１点火時期よりも進角側の時期であって前記内燃機関がアイドリング状態にある場合における前記第３点火時期よりも遅角側の時期に設定するように（且つ、前記第３スロットル弁開度を、前記第１スロットル弁開度と等しい開度、又は前記第１スロットル弁開度よりも小さい開度であって前記内燃機関がアイドリング状態にある場合における前記第３スロットル弁開度よりも大きい開度に設定するように）構成されることが好適である。ここにおいて、アイドリング状態とは、運転者により操作される加速操作部材（アクセルペダル等）の操作量が「０」である状態、若しくは「０」に近い状態に対応する。

運転者が加速操作部材を操作している間（即ち、アイドリング状態でない場合）では、ブレーキ操作がなされる可能性が非常に低い。従って、第２触媒暖機制御中においてアイドリング状態でない場合、車両の制動力の不足の解消よりも触媒の暖機の促進を優先することが好ましいと考えることができる。上記構成は係る知見に基づく。これによれば、第２触媒暖機制御中においてアイドリング状態でない場合、点火時期が極力遅角側に設定されるから、触媒の温度を極力早期に活性温度に近づけることができる。

更には、上述のように前記車両が発進したと判定された場合に前記負圧増大要求があると判定するように構成される場合、上記本発明に係る制御装置においては、前記車両が停止したか否かを判定する停止判定手段を備え、前記第１触媒暖機制御手段は、前記第２触媒暖機制御手段による制御実行中において前記車両が停止したと判定された場合、前記第２触媒暖機制御を中止して、前記点火時期を前記第１点火時期に制御するとともに前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル弁開度に制御するように構成されることが好適である。

第２触媒暖機制御中において車両が停止した場合、その後においてスロットル弁下流圧力を十分低い圧力（＝前記所定圧力以下）に調整する必要性が低くなる。従って、車両の制動力の不足の解消よりも触媒の暖機の促進を優先することが好ましい。上記構成は係る知見に基づく。これによれば、第２触媒暖機制御中において車両が停止した場合、第１触媒暖機制御が再び実行されて点火時期が極力遅角側に設定される。この結果、触媒の温度を極力早期に活性温度に近づけることができる。

＜構成＞
以下、本発明による内燃機関の制御装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態による内燃機関の制御装置を４サイクル火花点火方式により運転される多気筒（４気筒）内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図１は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。

この内燃機関１０は、車両に搭載されている。内燃機関１０は、シリンダブロック、図示しないシリンダブロックロワーケース及び図示しないオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０に混合気（本例では、ガソリン混合気）を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統５０と、を含んでいる。

シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これによりクランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１、ピストン２２のヘッド及びシリンダヘッド部３０は、燃焼室（気筒）２５を形成している。

シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともにインテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフトを含むとともにエキゾーストカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変排気タイミング装置３６、可変排気タイミング装置３６のアクチュエータ３６ａ、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８及び燃料を吸気ポート３１内に噴射することにより燃焼室２５内に燃料を供給するインジェクタ（燃料噴射手段）３９を備えている。

点火プラグ３７は、火花を発生することにより燃焼室２５に供給される混合気に点火するように配設されている。イグナイタ３８は、後述する電気制御装置８０から送信される点火指示信号に応じて、点火プラグ３７により火花を発生させるようになっている。なお、点火プラグ３７及びイグナイタ３８は点火手段を構成している。

吸気系統４０は、各気筒の吸気ポート３１にそれぞれ連通する独立した複数の通路からなるインテークマニホールド４１、インテークマニホールド４１のすべての通路に連通したサージタンク４２、サージタンク４２に一端が接続された吸気ダクト４３、吸気ダクト４３の他端部から下流（サージタンク４２）に向けて順に吸気ダクト４３に配設されたエアフィルタ４４、スロットル弁４５及びスロットル弁駆動手段としてのスロットル弁アクチュエータ４５ａを備えている。なお、吸気ポート３１、インテークマニホールド４１、サージタンク４２及び吸気ダクト４３は、内燃機関１０の外部から取り込んだ空気を気筒内に導入する吸気通路を形成している。

スロットル弁アクチュエータ４５ａはＤＣモータからなる。スロットル弁アクチュエータ４５ａは、後述する電気制御装置８０から送信される駆動指示信号に応じて、スロットル弁４５を駆動するようになっている。なお、スロットル弁４５及びスロットル弁アクチュエータ４５ａはスロットル弁駆動手段を構成している。

排気系統５０は、各気筒の排気ポート３４にそれぞれ連通する独立した複数の通路及びそれらの通路を下流にて集合させる集合部からなるエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１の集合部に接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２、エキゾーストパイプ５２に配設（介装）された三元触媒５３（上流側触媒コンバータ又はスタート・キャタリティック・コンバータとも云うが、以下「第１触媒５３」と称呼する。）及び第１触媒５３の下流のエキゾーストパイプ５２に配設（介装）された下流側の三元触媒５４（車両のフロア下方に配設されるので、アンダ・フロア・キャタリティック・コンバータとも云うが、以下「第２触媒５４」と称呼する。）を備えている。なお、排気ポート３４、エキゾーストマニホールド５１及びエキゾーストパイプ５２は、燃焼室２５にて燃料と空気とを含む混合気が燃焼することにより生成された燃焼ガスである排ガスが通過する排気通路を形成している。

第１触媒５３及び第２触媒５４のそれぞれは、排ガス中の酸素を吸蔵するようになっている。更に、第１触媒５３及び第２触媒５４のそれぞれは、排ガス中の燃料の未燃成分と、排ガス中の酸素又は上記吸蔵された酸素と、の反応を促進することにより排ガス中の有害物質を浄化する（排ガスを浄化する）ようになっている。なお、第１触媒５３及び第２触媒５４は、排気浄化用触媒を構成している。

更に、内燃機関１０は、負圧蓄圧部６０を備えている。負圧蓄圧部６０は、バイパス通路６１と、バイパス流量制御弁６２と、負圧導入用メイン通路６３と、負圧導入用サブ通路６４と、制動倍力手段としてのブレーキブースタ６５と、を備えている。

バイパス通路６１は、その一端がスロットル弁４５の上流にて吸気ダクト４３に接続され、他端がサージタンク４２に接続されている。バイパス通路６１は、一定の通路断面積を有し且つバイパス通路６１の上流側端部を含む上流部６１ａと、上流部６１ａと同一の通路断面積であって一定の通路断面積を有し且つバイパス通路６１の下流側端部を含む下流部６１ｂと、上流部６１ａと下流部６１ｂとの間に位置し且つ上流部６１ａ及び下流部６１ｂの通路断面積よりも小さい通路断面積を有する中央部６１ｃと、からなる。

中央部６１ｃには、バイパス通路６１のうちの通路断面積が最小となる部分である絞り部６１ｃ１が形成されている。中央部６１ｃのうちの絞り部６１ｃ１に隣接している部分は、中央部６１ｃの長さ方向にて絞り部６１ｃ１から遠ざかるにつれて通路断面積が徐々に増大している。
このような構成により、バイパス通路６１を空気が通過しているときのバイパス通路６１内の空気の圧力は、絞り部６１ｃ１にて最も低くなる。

バイパス流量制御弁６２は、バイパス通路６１の上流部６１ａに配設されている。バイパス流量制御弁６２は、開閉指示信号に応じて図示しない弁体を駆動することにより、バイパス通路６１を連通状態と遮断状態とに切り替えるようになっている。

負圧導入用メイン通路６３は、その一端がバイパス通路６１の下流部６１ｂに接続され、他端がブレーキブースタ６５に接続されている。負圧導入用メイン通路６３の両端部には、ブレーキブースタ６５からバイパス通路６１へ向かって空気が流れることを許容するとともに、その逆向きへ空気が流れることを阻止する逆止弁がそれぞれ配設されている。

負圧導入用サブ通路６４は、その一端が絞り部６１ｃ１に接続され、他端が負圧導入用メイン通路６３の中央部に接続されている。負圧導入用サブ通路６４の中央部には、負圧導入用メイン通路６３から絞り部６１ｃ１へ向かって空気が流れることを許容するとともに、その逆向きへ空気が流れることを阻止する逆止弁が配設されている。

ブレーキブースタ６５は、一体型真空式の制動倍力装置である。ブレーキブースタ６５は、その内部に図示しない２つの負圧室が形成されている。ブレーキブースタ６５は、負圧室内の空気を負圧導入用メイン通路６３及び負圧導入用サブ通路６４を介してバイパス通路６１へ排出することにより大気圧よりも低い圧力（負圧）を有する空気を負圧室内に蓄えるようになっている。

このような構成により、サージタンク４２内の空気の圧力（スロットル弁下流圧力）が低下すると、ブレーキブースタ６５の負圧室内の圧力（負圧室圧力）は、ほとんど遅れることなくスロットル弁下流圧力に一致する。更に、ブレーキブースタ６５の負圧室圧力は、スロットル弁下流圧力よりも低い圧力である絞り部６１ｃ１の空気の圧力に比較的緩慢に近づく。即ち、ブレーキブースタ６５の負圧室圧力は、常にサージタンク４２内の空気の圧力（即ち、スロットル弁下流圧力）以下の圧力に維持される。

更に、ブレーキブースタ６５は、ブレーキペダルＢＰが踏み込まれたとき、一方の負圧室に大気を導入するようになっている。ブレーキブースタ６５は、一方の負圧室内の大気圧と、他方の負圧室内の空気の圧力（負圧）と、の差圧を利用することにより、ブレーキペダルＢＰが踏み込まれる力（ブレーキ操作力）を増大させて車両の制動力を増大させるようになっている。換言すると、ブレーキブースタ６５は、前記他方の負圧室内の圧力が十分に低くない場合（即ち、スロットル弁下流圧力が十分に低くない場合）、ブレーキ操作力が十分に増大され得ず、従って、制動力の不足が発生し得る。

一方、このシステムは、スロットルポジションセンサ７１、クランクポジションセンサ７２、冷却水温度センサ７３、第１触媒５３の上流の排気通路（本例では、上記エキゾーストマニホールド５１の集合部）に配設された空燃比センサ７４（以下、「上流側空燃比センサ７４」と称呼する。）、第１触媒５３の下流であって第２触媒５４の上流の排気通路に配設された空燃比センサ７５（以下、「下流側空燃比センサ７５」と称呼する。）、アクセル開度センサ７６、車速検出手段としての車速センサ７７及び電気制御装置８０を備えている。

スロットルポジションセンサ７１は、スロットル弁４５の開度（スロットル弁開度）を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。クランクポジションセンサ７２は、クランク軸２４が１０°回転する毎に生じる幅狭のパルスを有するとともにクランク軸２４が３６０°回転する毎に生じる幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、エンジン回転速度NEを表す。冷却水温度センサ７３は、シリンダ２１の側壁内を循環する冷却水の温度（冷却水温度）を検出し、冷却水温度Twを表す信号を出力するようになっている。

上流側空燃比センサ７４は、限界電流式の空燃比センサである。上流側空燃比センサ７４は、検出対象ガス（本例では、第１触媒５３の上流の排ガス）中の酸素濃度及び燃料の未燃成分（例えば、炭化水素）濃度に基づいて上流側空燃比を検出し、上流側空燃比Ａ／Ｆを表す信号を出力するようになっている。

下流側空燃比センサ７５は、起電力式（濃淡電池式）の空燃比センサである。下流側空燃比センサ７５は、検出対象ガス（本例では、第１触媒５３の下流の排ガス）中の酸素濃度に基づいて下流側空燃比を検出し、下流側空燃比Ａ／Ｆを表す信号を出力するようになっている。

アクセル開度センサ７６は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡＰの操作量を検出し、アクセルペダルＡＰの操作量（アクセルペダル操作量）Accpを表す信号を出力するようになっている。なお、アクセルペダル操作量Accp及びエンジン回転速度NEは、機関１０の運転状態を表す。

車速センサ７７は、車輪ＷＨの回転に伴って発生する所定の信号を出力するようになっている。後述する電気制御装置８０は、この信号に基づいて車両が移動する速度である車速Ｖを算出するとともに、車両の発進、及び停止を判定するようになっている。例えば、車両の停止は、所定時間以上に亘って車輪ＷＨの回転が検出されない場合に判定され得る。車両の発進は、車両の停止が判定されている状態において車輪ＷＨの回転が検出された場合に判定され得る。

電気制御装置８０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ８１、ＣＰＵ８１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）及び定数等を予め記憶したＲＯＭ８２、ＣＰＵ８１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ８３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ８４並びにＡＤコンバータを含むインターフェース８５等からなるマイクロコンピュータである。インターフェース８５は、前記センサ７１〜７７と接続され、ＣＰＵ８１にセンサ７１〜７７からの信号を供給するとともに、ＣＰＵ８１の指示に応じて可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、可変排気タイミング装置３６のアクチュエータ３６ａ、イグナイタ３８、インジェクタ３９、スロットル弁アクチュエータ４５ａ及びバイパス流量制御弁６２に指示信号を送信するようになっている。

また、電気制御装置８０のインターフェース８５は、車室内の空調を行うエアコンACとも接続されている。電機制御装置８０は、車両の乗員が操作する図示しないエアコンスイッチがONの状態において内燃機関１０によるエアコンACの駆動が実行される状態（駆動許可状態）と、エアコンスイッチがONの状態においてもエアコンACの駆動が禁止される状態（駆動禁止状態）とを選択的に切り替え可能となっている。なお、エアコンスイッチがOFFの状態では、エアコンACは内燃機関１０により駆動されない。

インジェクタ３９から噴射される燃料の量は、例えば、スロットル弁４５の下流における吸気通路内の空気の圧力（スロットル弁下流圧力Pm）及びエンジン回転速度NEから推定される燃焼室２５内に吸入される空気の量（筒内空気量Mc）と、目標空燃比と、から計算される。

ここで、スロットル弁下流圧力Pmは、例えば、吸気通路内の空気の挙動を物理法則に従って記述した空気モデルに基づいて推定され得る。この推定手法は、特開２００３−１８４６１３号公報及び特開２００１−４１０９５号公報等に詳細に開示されているため、本明細書においては詳細な説明を省略する。また、スロットル弁下流圧力Pmは、スロットル弁４５よりも下流の吸気通路に設けた圧力センサにより取得されてもよい。このようにスロットル弁下流圧力Pmを取得する手段が前記「圧力取得手段」に相当する。

＜作動の概要＞
次に、上記のように構成された内燃機関の制御装置の作動の概要について説明する（後述する図９を参照）。この制御装置は、第１触媒５３及び第２触媒５４（以下、単に「触媒」と総称することもある。）の暖機を促進する触媒暖機要求の有無を判定し、触媒暖機要求がないと判定した場合（具体的には、冷却水温度Twが所定の閾値温度α以上の場合）、点火プラグ３７が燃焼室２５内にて火花を発生する時期（点火時期）、及びスロットル弁４５の開度（スロットル弁開度）についての通常制御を行う。一方、この制御装置は、冷間始動時等において触媒暖機要求があると判定した場合（具体的には、冷却水温度Twが閾値温度αよりも低い場合）、先ず、触媒の温度上昇（暖機の促進）を主目的とする、点火時期及びスロットル弁開度についての第１触媒暖機制御を行う。

この第１触媒暖機制御実行中（且つ、触媒暖機要求がある場合）において、この制御装置は、スロットル弁下流圧力を低下させる負圧増大要求の有無を判定し、負圧増大要求があると判定した場合（具体的には、車両が発進した場合）に、スロットル弁下流圧力を低下させて（負圧を増大させて）制動力の不足の解消を主目的とする、点火時期及びスロットル弁開度についての負圧増大制御を行う。

この負圧増大制御中（且つ、触媒暖機要求がある場合）において、所定の短時間が経過すると、この制御装置は、触媒の暖機促進と制動力の不足解消とが共に考慮された、点火時期及びスロットル弁開度についての第２触媒暖機制御を行う。

この第２触媒暖機制御実行中（且つ、触媒暖機要求がある場合）において、車両が停止した場合、この制御装置は、点火時期及びスロットル弁開度についての上記第１触媒暖機制御を再び行う。

そして、通常制御以外の上記の何れかの制御実行中において、触媒暖機要求がないと判定された場合（具体的には、冷却水温度Twが閾値温度α以上となった場合）、この制御装置は、点火時期及びスロットル弁開度についての上記通常制御を行う。上述した点火時期及びスロットル弁開度についての、通常制御、第１触媒暖機制御、負圧増大制御、及び第２触媒暖機制御については、次の＜作動の詳細＞の欄で詳述する。

＜作動の詳細＞
次に、電気制御装置８０の実際の作動について、図２〜図８にフローチャートにより示した各ルーチン、及び、図９のタイムチャートを参照しながら説明する。図９は、冷間始動後（即ち、触媒暖機要求がある場合）において、時刻ｔ１にてアイドリング状態（Accp＝０）にて車両が発進し（クリープ走行又は降坂走行）、時刻ｔ１〜ｔ６までアイドリング状態にて車両が移動し続け、時刻ｔ６にて車両が停止し、時刻ｔ７にて冷却水温度Twが閾値温度αに達して触媒暖機要求がなくなった場合の例を示している。先ず、各種フラグの設定・変更について説明する。

電気制御装置８０のＣＰＵ８１は、図２に示した「触媒暖機判定」ルーチンを所定の演算周期（本例では、８ｍｓ）の経過毎に実行するようになっている。なお、図２のルーチンの処理が実行されることは、暖機要求判定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ８１は、ステップ２００から処理を開始してステップ２０５に進み、冷却水温度センサ７３により検出された冷却水温度Twが上記閾値温度αよりも低いか否かを判定する。ＣＰＵ８１は、ステップ２０５にて「Ｙｅｓ」と判定する場合、ステップ２１０に進んで暖機フラグXdを「１」に設定し、一方、「Ｎｏ」と判定する場合、ステップ２１５に進んで暖機フラグXdを「０」に設定し、併せて、負圧増大フラグXp、及び負圧保持フラグXkを「０」に設定し、エアコンフラグXaを「１」に設定し、ステップ２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ここで、暖機フラグXdは、その値が「１」のとき触媒暖機要求があることを示し、その値が「０」のとき触媒暖機要求がないことを示す。具体的には、図９では、時刻ｔ７以前ではTw＜αであるからXd＝「１」に設定され、時刻ｔ７以降ではTw≧αであるからXd＝「０」に設定される。

負圧増大フラグXpは、その値が「１」のとき負圧増大制御中であることを示し、その値が「０」のとき負圧増大制御中でないことを示す。具体的には、図９では、負圧増大制御が実行される時刻ｔ１〜ｔ４だけXp＝「１」に設定され、それ以外の期間ではXp＝「０」に設定される。

負圧保持フラグXkは、その値が「１」のとき第２触媒暖機制御中であることを示し、その値が「０」のとき第２触媒暖機制御中でないことを示す。具体的には、図９では、第２触媒暖機制御が実行される時刻ｔ４〜ｔ６だけXk＝「１」に設定され、それ以外の期間ではXk＝「０」に設定される。

エアコンフラグXaは、その値が「１」のときエアコンACについて上述した「駆動許可状態」にあることを示し、その値が「０」のときエアコンACについて上述した「駆動禁止状態」にあることを示す。具体的には、図９では、負圧増大制御が実行される時刻ｔ１〜ｔ４だけXa＝「０」に設定され、それ以外の期間ではXa＝「１」に設定される。

ステップ２１５から理解できるように、暖機フラグXd＝「０」のとき（触媒暖機要求がないとき）は、負圧増大フラグXp及び負圧保持フラグXkが「０」に固定され、エアコンフラグXaが「１」に固定される。

また、電気制御装置８０のＣＰＵ８１は、図３に示した「移動判定」ルーチンを図２のルーチンに続いて実行するようになっている。なお、図３のルーチンの処理が実行されることは、発進判定手段及び停止判定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

従って、図２のルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ８１は、ステップ３００から処理を開始してステップ３０５に進み、移動フラグXmが「０」であるか否かを判定する。ここで、移動フラグXmは、その値が「１」のとき車両が移動中であることを示し、その値が「０」のとき車両が停止中であることを示す。

ステップ３０５にて「Ｙｅｓ」と判定する場合（Xm＝０）、ＣＰＵ８１はステップ３１０に進んで、車速センサ７７の出力信号に基づいて車両が発進したか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定する場合、ステップ３１５に進み、移動フラグXmを「０」から「１」に変更する。一方、ステップ３０５にて「Ｎｏ」と判定する場合（Xm＝１）、ＣＰＵ８１はステップ３２０に進んで、車速センサ７７の出力信号に基づいて車両が停止したか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定する場合、ステップ３２５に進み、移動フラグXmを「１」から「０」に変更する。

具体的には、図９では、車両が発進する時刻ｔ１にてXmが「０」から「１」に変更され、車両移動中（時刻ｔ１〜ｔ６）ではXm＝「１」に維持され、車両が停止する時刻ｔ６にてXmが「１」から「０」に変更され、車両停止中（時刻ｔ１以前、及び時刻ｔ６以降）ではXm＝「０」に設定される。

また、電気制御装置８０のＣＰＵ８１は、図４に示した「アイドル判定」ルーチンを図３のルーチンに続いて実行するようになっている。なお、図４のルーチンの処理が実行されることは、アイドリング判定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

従って、図３のルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ８１は、ステップ４００から処理を開始してステップ４０５に進み、アクセル開度センサ７６により検出されたアクセルペダル操作量Accpが「０」であるか否かを判定する。ＣＰＵ８１は、ステップ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定する場合、ステップ４１０に進んでアイドルフラグXiを「１」に設定し、一方、「Ｎｏ」と判定する場合、ステップ４１５に進んでアイドルフラグXiを「０」に設定する。

ここで、アイドルフラグXiは、その値が「１」のときアイドリング状態にあることを示し、その値が「０」のときアイドリング状態にないことを示す。具体的には、図９では、終始アイドリング状態にあるから、Xi＝「１」に維持されている。

また、電気制御装置８０のＣＰＵ８１は、図５に示した「負圧増大判定」ルーチンを図４のルーチンに続いて実行するようになっている。なお、図５のルーチンの処理が実行されることは、増大要求判定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

従って、図４のルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ８１は、ステップ５００から処理を開始してステップ５０５に進み、上述した負圧増大フラグXpが「０」であるか否かを判定する。ステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定する場合、ＣＰＵ８１はステップ５１０に進んで、負圧増大制御開始条件の成立の有無を判定する。

負圧増大制御開始条件は、触媒暖機要求があり（Xd＝「１」）、アイドリング状態であり（Xi＝「１」）、且つ、車両が発進した場合（Xmが「０」から「１」に変化）に成立する。ここで、「アイドリング状態であること」が含まれているのは、アイドリング状態でない場合（即ち、アクセルペダルAPが踏み込まれている場合）、ブレーキ操作がなされる可能性が非常に低いからである。なお、この負圧増大制御開始条件に、「スロットル弁下流圧力Pmが所定圧力（例えば、後述する基準圧力Pref）よりも高いこと」を加えてもよい。

負圧増大制御開始条件が成立した場合（図９では、時刻ｔ１）、ＣＰＵ８１はステップ５１５に進んで負圧増大フラグXpを「０」から「１」に変更するとともに、エアコンフラグXaを「０」に固定する。

一方、ステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定する場合（Xp＝１）、ＣＰＵ８１はステップ５２０に進んで、負圧増大制御終了条件の成立の有無を判定する。負圧増大制御終了条件は、負圧増大制御開始時点から時間T1が経過した場合（図９では、時刻ｔ４）に成立する。ここで、時間T1は、後に詳述する第１触媒暖機制御から負圧増大制御に切り替えた時点（図９では、時刻ｔ１）から、ブレーキブースタ６５の前記負圧室圧力が制動力を適切に増大可能な程度に低下するまでに要する時間（例えば、１〜２秒程度）であり、実験、シミュレーション等により取得され得る。なお、この負圧増大制御終了条件を、「ブレーキブースタ６５の負圧室圧力が所定圧力よりも低いこと」に置き換えてよい。

負圧増大制御終了条件が成立した場合（図９では、時刻ｔ４）、ＣＰＵ８１はステップ５２５に進んで負圧増大フラグXpを「１」から「０」に変更するとともに、エアコンフラグXaを「１」に固定する。以上より、エアコンフラグXaは、負圧増大制御実行中（Xp＝「１」）においてのみ「０」とされ（即ち、「駆動禁止状態」）、負圧増大制御実行中でない場合（Xp＝「０」）には「１」とされる（即ち、「駆動許可状態」）。

また、電気制御装置８０のＣＰＵ８１は、図６に示した「負圧保持判定」ルーチンを図５のルーチンに続いて実行するようになっている。なお、図６のルーチンの処理が実行されることは、第２触媒暖機制御手段の機能の一部が達成されることに対応している。

従って、図５のルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ８１は、ステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進み、上述した負圧保持フラグXkが「０」であるか否かを判定する。ステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定する場合、ＣＰＵ８１はステップ６１０に進んで、第２触媒暖機制御開始条件（前記「所定条件」に対応）の成立の有無を判定する。

第２触媒暖機制御開始条件は、触媒暖機要求があり（Xd＝「１」）、且つ、ステップ５２０の負圧増大制御終了条件が成立した場合（Xpが「１」から「０」に変化）に成立する。第２触媒暖機制御開始条件が成立した場合（図９では、時刻ｔ４）、ＣＰＵ８１はステップ６１５に進んで負圧保持フラグXkを「０」から「１」に変更する。

一方、ステップ６０５にて「Ｎｏ」と判定する場合（Xk＝１）、ＣＰＵ８１はステップ６２０に進んで、第２触媒暖機制御終了条件の成立の有無を判定する。第２触媒暖機制御終了条件は、車両が停止した場合（Xmが「１」から「０」に変化）に成立する。第２触媒暖機制御終了条件が成立した場合（図９では、時刻ｔ６）、ＣＰＵ８１はステップ６２５に進んで負圧保持フラグXkを「１」から「０」に変更する。

以上、各種フラグの設定・変更について説明した。次に、係るフラグの状態に基づいて行われる点火時期制御、及びスロットル弁開度制御について説明する。以下の説明において、MapX(a,b,…)と表記されるテーブルは、変数a、変数b、変数…と値Xとの関係を規定するテーブルを意味することとする。また、値XをテーブルMapX(a,b,…)に基づいて求めるとは、値Xを現時点の変数a、現時点の変数b、現時点の変数…と、テーブルMapX(a,b,…)と、に基づいて求める（決定する）ことを意味することとする。

電気制御装置８０のＣＰＵ８１は、図７に示した「点火時期制御」ルーチンを図６のルーチンに続いて実行するようになっている。なお、図７のルーチンの処理が実行されることは、通常制御手段、第１、第２触媒暖機制御手段、及び負圧増大制御手段の各機能の一部がそれぞれ達成されることに対応している。

従って、図６のルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ８１は、ステップ７００から処理を開始してステップ７０２に進み、通常点火時期θ0を、テーブルMapθ0(Accp,NE)に基づいて求める。この通常点火時期θ0は、完全暖機状態において出力トルクと燃費の観点から、現時点の運転状態において最適な点火時期（例えば、MBT）に設定される。この通常点火時期θ0は、アイドリング状態においてMBTよりも遅角側に設定されてもよい。

続いて、ＣＰＵ８１はステップ７０４に進み、触媒暖機要求があるか否か（Xd＝「１」or「０」）を判定し、触媒暖機要求がないと判定された場合（ステップ７０４にて「Ｎｏ」）、ステップ７０６に進んで、点火時期θを通常点火時期θ0と等しい時期に設定する（図９では、時刻ｔ７以降を参照）。なお、図９における時刻ｔ７の直後に示すように、触媒暖機要求がある状態（Xd＝「１」）からない状態（Xd＝「０」）に変更された直後の所定の短期間では、点火時期θが、現時点での値から通常点火時期θ0に向けて徐変されてもよい。このように、点火時期θが、通常遅角量θ0に設定される制御（後述するスロットル弁開度の制御を含む）を「通常制御」と称呼する。

以下、触媒暖機要求があると判定された場合（ステップ７０４にて「Ｙｅｓ」）について説明する（図９では、時刻ｔ７以前を参照）。この場合、ＣＰＵ８１はステップ７０８に進んで、暫定遅角量θAを、テーブルMapθA(Tw)に基づいて求める。この暫定遅角量θAは、触媒の暖機促進の観点から決定される、点火時期θについての通常点火時期θ0からの遅角量である。なお、図９では、説明の便宜上、時間の経過に応じて冷却水温度Twが上昇していくにもかかわらず、暫定遅角量θAが一定に記載されている（後述する進角量θBも同様）。

次に、ＣＰＵ８１はステップ７１０に進み、負圧増大フラグXp＝「０」且つ負圧保持フラグXk＝「０」であるか否かを判定する。先ず、Xp＝Xk＝「０」である場合について説明する（図９では、時刻ｔ１以前を参照）。この場合（ステップ７１０にて「Ｙｅｓ」）、ＣＰＵ８１はステップ７１２に進んで、遅角量θdelayを暫定遅角量θAと等しい値に設定する。この遅角量θdelayは、通常遅角量θ0に加算される最終的な遅角量である。

即ち、ＣＰＵ８１はステップ７１４に進んで、点火時期θを、通常遅角量θ0から遅角量θdelayだけ遅角側の時期に設定し、続くステップ７１６にて、点火時期θにて点火プラグ３７に火花を発生させる指示をイグナイタ３８に対して行う。

このように、点火時期θが、通常遅角量θ0から暫定遅角量θAだけ遅角側の時期（θ0＋θA、前記「第１点火時期」に対応）に設定される制御（後述するスロットル弁開度の制御を含む）を「第１触媒暖機制御」と称呼する。以上、触媒暖機要求があって（Xd＝「１」）、且つXp＝Xk＝「０」である限りにおいて、「第１触媒暖機制御」が繰り返し実行される（図９では、時刻ｔ１以前を参照）。

次に、この「第１触媒暖機制御」の実行中において、図５のステップ５１０に示した負圧増大制御開始条件が成立した場合（Xpが「０」から「１」に変化、Xkは「０」に維持）について説明する（図９では、時刻ｔ１を参照）。この場合、ＣＰＵ８１はステップ７１０に進んだとき、「Ｎｏ」と判定してステップ７１８に進み、Xp＝「１」であるか否かを判定する。

この場合、Xp＝「１」であるから、ＣＰＵ８１はステップ７１８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進み、負圧増大制御の開始から時間T2（＜T1）（図９を参照）が経過したか否かを判定する。

負圧増大制御の開始から時間T2が経過するまでの間（図９では、時刻ｔ１〜ｔ２を参照）、ＣＰＵ８１は、ステップ７２０にて「Ｎｏ」と判定し続け、ステップ７２２に進んで、遅角戻し量θadvを「０」に設定する。ここで、遅角戻し量θadvは、負圧増大の観点から決定される、点火時期θについての（θ0＋θA）からの進角量である。

一方、時間T2が経過した後は（図９では、時刻ｔ２以降を参照）、ＣＰＵ８１は、ステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定し続け、ステップ７２４に進んで、遅角戻し量θadvを現時点での値から暫定遅角量θAに向けて徐変する。この結果、遅角戻し量θadvは、負圧増大制御の開始から時間T2が経過するまでの間は「０」に維持され（図９では、時刻ｔ１〜ｔ２を参照）、時間T2が経過した後の短期間において「０」から暫定遅角量θAに向けて徐々に増大していき（図９では、時刻ｔ２以降を参照）、遅角戻し量θadvが暫定遅角量θAに達した後は暫定遅角量θAに維持される（図９では、時刻ｔ３〜ｔ４を参照）。

ＣＰＵ８１はステップ７２６に進むと、遅角量θdelayを（θA−θadv）に設定する。この結果、遅角量θdelayは、負圧増大制御の開始から時間T2が経過するまでの間はθAに維持され（時刻ｔ１〜ｔ２）、時間T2が経過した後の短期間においてθAから「０」に向けて徐々に減少していき（時刻ｔ２以降）、θadvがθAに達した後は「０」に維持される（時刻ｔ３〜ｔ４）。即ち、ステップ７１４にて設定されステップ７１６にて点火指示される点火時期θ（＝θ0＋θdelay）は、負圧増大制御の開始から時間T2が経過するまでの間は継続して第１触媒暖機制御中と同じ（θ0＋θA）に維持され（時刻ｔ１〜ｔ２）、時間T2が経過した後の短期間において（θ０＋θA）から通常点火時期θ0に向けて徐々に進角側に移動していき（時刻ｔ２以降）、θadvがθAに達した後は通常点火時期θ0に維持される（時刻ｔ３〜ｔ４）。

なお、負圧増大制御の開始から時間T2が経過するまでの間（図９では、時刻ｔ１〜ｔ２）において点火時期θを継続して第１触媒暖機制御中と同じ（θ0＋θA）に維持するのは、以下の理由に基づく。即ち、後述するように負圧増大制御の開始時点（図９では、時刻ｔ１）にてスロットル弁開度TAが（TA0＋TAA）からTA0にステップ的に減少すると、スロットル弁下流圧力Pmは負圧増大制御の開始から遅れを伴って低下していく（図９を参照）。即ち、筒内空気量（及び、燃料量）も負圧増大制御の開始から遅れを伴って減少していく。従って、負圧増大制御の開始時点にて直ちに点火時期θを進角させると、負圧増大制御の開始からの短期間において出力トルクが過大となってトルク変動が発生する。このトルク変動の発生を抑制するため、筒内空気量がスロットル弁開度TA＝TA0に対応する空気量に近づくまで点火時期θの進角開始時期を遅らせる（点火時期ディレイ処理）。

このように、点火時期θが、通常点火時期θ0（前記「第２点火時期」に対応）に設定（進角）される制御（後述するスロットル弁開度の制御を含む）を「負圧増大制御」と称呼する。以上、触媒暖機要求があって、且つXp＝「１」、Xk＝「０」である限りにおいて、「負圧増大制御」が繰り返し実行される（図９では、時刻ｔ１〜ｔ４を参照）。

次に、この「負圧増大制御」の実行中において、図５のステップ５２０に示した負圧増大制御終了条件が成立した場合、即ち、図６のステップ６１０に示した第２触媒暖機制御開始条件が成立した場合（Xpが「１」から「０」に変化、Xkが「０」から「１」に変化）について説明する（図９では、時刻ｔ４を参照）。この場合、ＣＰＵ８１はステップ７１８に進んだとき、「Ｎｏ」と判定してステップ７２８に進み、アイドリング状態である否か（Xi＝「１」or「０」）を判定する。

先ず、図９に示すように、終始アイドリング状態にある場合について説明する。この場合、Xi＝「１」であるから、ＣＰＵ８１はステップ７２８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７３０に進み、進角量θBを、テーブルMapθB(Tw,NE)に基づいて求める。この進角量θBは、後述するように、遅角戻し量θadvを徐変して近づけていく目標量である。これにより、進角量θBは、冷却水温度Twが高いほど、エンジン回転速度NEが大きいほど、より小さい値に設定される。また、進角量θBは、通常、暫定遅角量θAよりも小さい値に設定される。

続いて、ＣＰＵ８１はステップ７３４に進んで、遅角戻し量θadvを進角量θBに向けて徐変する。この結果、遅角戻し量θadvは、第２触媒暖機制御の開始（図９では、時刻ｔ４）からの短期間においてθAからθBに向けて徐々に減少していき（図９では、時刻ｔ４以降を参照）、θadvがθBに達した後はθBに維持される（図９では、時刻ｔ５〜ｔ６を参照）。

ＣＰＵ８１はステップ７３６に進むと、遅角戻し量θadvが暫定遅角量θAよりも大きい否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定する場合には、ステップ７３８に進んでθadvをθAと等しい値に制限する。

次いで、ＣＰＵ８１はステップ７４０に進んで、ステップ７２６と同様、遅角量θdelayを（θA−θadv）に設定する。この結果、遅角量θdelayは、第２触媒暖機制御の開始からの短期間において「０」から（θA−θB）に向けて徐々に減少していき（時刻ｔ４以降）、θadvがθBに達した後は（θA−θB）に維持される（時刻ｔ５〜ｔ６）。即ち、ステップ７１４にて設定されステップ７１６にて点火指示される点火時期θ（＝θ0＋θdelay）は、第２触媒暖機制御の開始からの短期間において通常点火時期θ０から（θ0＋θA−θB）に向けて徐々に遅角側に移動していき（時刻ｔ４以降）、θadvがθBに達した後は（θ0＋θA−θB）に維持される（時刻ｔ５〜ｔ６）。

このように、点火時期θが、（θ0＋θA−θB）（前記「第３点火時期」に対応）に設定（遅角）される制御（後述するスロットル弁開度の制御を含む）を「第２触媒暖機制御」と称呼する。以上、触媒暖機要求があって、且つXp＝「０」、Xk＝「１」である限りにおいて、「第２触媒暖機制御」が繰り返し実行される（図９では、時刻ｔ４〜ｔ６を参照）。

次に、この「第２触媒暖機制御」の実行中において、図６のステップ６２０に示した第２触媒暖機制御終了条件が成立した場合（Xkが「１」から「０」に変化、Xpは「０」に維持）について説明する（図９では、時刻ｔ６を参照）。この場合、ＣＰＵ８１はステップ７１０に進んだとき、「Ｙｅｓ」と判定して上述した第１触媒暖機制御を再び実行する。即ち、点火時期θが（θ0＋θA−θB）から（θ0＋θA）に変更（遅角）される。

なお、図９における時刻ｔ６の直後に示すように、第２触媒暖機制御から第１触媒暖機制御に変更された直後の所定の短期間では、点火時期θが、現時点での値から（θ0＋θA）に向けて徐変されてもよい。この第１触媒暖機制御は、触媒暖機要求がある限り（且つ、Xp＝Xk＝「０」である限り）において繰り返し実行される（図９では、時刻ｔ６〜ｔ７を参照。

次に、この「第１触媒暖機制御」の実行中において、触媒暖機要求がなくなった場合（Xdが「１」から「０」に変化）について説明する（図９では、時刻ｔ７を参照）。この場合、ＣＰＵ８１はステップ７０４に進んだとき、「Ｎｏ」と判定して上述した通常制御を実行する。即ち、点火時期θが（θ0＋θA）から通常点火時期θ0に変更（進角）される。この通常制御は、触媒暖機要求がない限り（Xd＝「０」）において繰り返し実行される（図９では、時刻ｔ７以降を参照）。

また、電気制御装置８０のＣＰＵ８１は、図８に示した「スロットル弁開度制御」ルーチンを図７のルーチンに続いて実行するようになっている。なお、図８のルーチンの処理が実行されることは、通常制御手段、第１、第２触媒暖機制御手段、及び負圧増大制御手段の各機能の一部がそれぞれ達成されることに対応している。

従って、図７のルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ８１は、ステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、通常スロットル弁開度TA0を、テーブルMapTA0(Accp,NE,Tw,Xa)に基づいて求める。この通常スロットル弁開度TA0は、スロットル弁開度をTA0に制御することで内燃機関１０に要求されるトルク（Accpに応じたトルク）を発生するために必要な量の空気（混合気）が燃焼室２５に供給されるように設定される。また、TA0は、冷却水温度Twが高いほどより小さい開度に設定される。加えて、TA0は、エアコンフラグXa＝１の場合（駆動許可状態）、Xa＝０の場合（駆動禁止状態）に比して大きい値に設定される。

ここで、TA0が、駆動禁止状態に比して駆動許可状態において大きい値に設定される理由は以下のとおりである。即ち、エアコンＡＣが駆動されている間は、内燃機関１０の動力の一部がエアコンＡＣの駆動のために消費されるから、車両の駆動に使用され得る内燃機関１０の動力が減少する。従って、エアコンＡＣの駆動中（Xa＝「１」）は、上記動力の減少を補償するため、エアコンＡＣが駆動されていない場合（Xa＝「０」）に比して、通常スロットル弁開度TA0（従って、スロットル弁開度TA）を大きく設定して燃焼エネルギーを増大させる。

また、TA0が、冷却水温度Twが高いほどより小さい開度に設定される理由は以下のとおりである。即ち、冷却水温度Twが低い場合、内燃機関１０において各可動部材の運動に対する摩擦抵抗が大きくなる。従って、内燃機関１０の動力において係る摩擦抵抗により消費される分が大きくなって、車両の駆動に使用され得る内燃機関１０の動力が減少する。従って、冷却水温度Twが低いほど、通常スロットル弁開度TA0（従って、スロットル弁開度TA）が大きくされて、燃焼エネルギーを増大させる。

続いて、ＣＰＵ８１はステップ８１０に進んで、触媒暖機要求があるか否か（Xd＝「１」or「０」）を判定し、触媒暖機要求がないと判定された場合（ステップ８１０にて「Ｎｏ」）、ステップ８１５に進んで、スロットル弁開度TAを通常スロットル弁開度TA0と等しい開度に設定する（図９では、時刻ｔ７以降を参照）。なお、図９における時刻ｔ７の直後に示すように、触媒暖機要求がある状態（Xd＝「１」）からない状態（Xd＝「０」）に変更された直後の所定の短期間では、スロットル弁開度TAが、現時点での値から通常スロットル弁開度TA0に向けて徐変されてもよい。

以下、触媒暖機要求があると判定された場合（ステップ８１０にて「Ｙｅｓ」）について説明する（図９では、時刻ｔ７以前を参照）。この場合、ＣＰＵ８１はステップ８２０に進んで、負圧増大制御実行中か否か（Xp＝「１」or「０」）を判定し、負圧増大制御実行中でない場合（図９では、時刻ｔ１〜ｔ４を除いた期間を参照）、ステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８２５に進んで、加算量TAaddを、テーブルMapTAadd(θdelay)に基づいて求める。この加算量TAaddは、触媒暖機促進の観点から点火時期θが通常点火時期θ0から遅角されることに起因する出力トルクの低下を補償するために通常スロットル弁開度TA0に加算される開度である。

これにより、負圧増大制御実行中でない場合、加算量TAaddは、遅角量θdelayの変化に連動するように決定される。具体的には、加算量TAaddは、θdelay＝「０」のときに「０」に設定され、θdelay（＞０）が大きいほどより大きい値（＞０）に設定される。一方、負圧増大制御実行中である場合（図９では、時刻ｔ１〜ｔ４を参照）、ＣＰＵ８１はステップ８２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８３０に進んで、加算量TAaddを「０」に固定する。

次いで、ＣＰＵ８１はステップ８３５に進んで、スロットル弁開度TAを、通常スロットル弁開度TA0に加算量TAaddを加えた開度に設定し、続くステップ８４０にて、スロットル弁開度をTAに制御する指示をスロットル弁アクチュエータ４５ａに対して行う。

これにより、増大制御実行中でない場合（図９では、時刻ｔ１〜ｔ４を除いた期間を参照）、点火時期θが通常点火時期θ0から遅角される量が大きいほど、スロットル弁開度TAが通常スロットル弁開度TA0から加算される量が大きくなる。以下、このような点火時期とスロットル弁開度との関係を「点火時期とスロットル弁開度との連動」とも称呼する。具体的には、第１触媒暖機制御中（図９では、時刻ｔ１以前、ｔ６〜ｔ７を参照）では、TA＝（TA＋TAA）（前記「第１スロットル弁開度」に対応）に制御され、第２触媒暖機制御中（図９では、時刻ｔ４〜ｔ６を参照）では、TA＝（TA＋TAB）（前記「第３スロットル弁開度」に対応）に制御される（TAA＞TAB）。このような「点火時期とスロットル弁開度との連動」により、上述した出力トルクの低下が確実に補償され得る。

一方、負圧増大制御実行中である場合（図９では、時刻ｔ１〜ｔ４を参照）、スロットル弁開度TAが通常スロットル弁開度TA0と等しい開度（前記「第２スロットル弁開度」に対応）に設定される。これにより、負圧増大制御の開始時点（図９では、時刻ｔ１を参照）にて、スロットル弁開度TAは、スロットル弁開度TAが（TA0＋TAadd）からTA0にステップ的に減少する。即ち、上述した「点火時期ディレイ処理」に起因して、「点火時期ディレイ処理」に係わる期間（図９では、時刻ｔ１〜ｔ３）だけ「点火時期とスロットル弁開度との連動」が達成されていないが、負圧増大制御実行中における残りの期間（図９では、時刻ｔ３〜ｔ４）では「点火時期とスロットル弁開度との連動」が達成されている。

以上、図９に示すように、触媒暖機要求がある場合において、終始アイドリング状態（Xi＝１）にある場合について説明した。次に、図９に対応する図１０に示すように、触媒暖機要求がある場合において、途中でアクセルペダルAPが操作されることでアイドリング状態にない期間（Xi＝０）が発生する場合について説明する。図１０では、アイドリング状態にない期間が、負圧増大制御の途中の時刻ｔAから第２触媒暖機制御の途中の時刻ｔBまでの場合が示されている。

第２触媒暖機制御中（Xd＝「１」、Xp＝「０」、Xk＝「１」）においてXi＝「０」になっている場合、図７のルーチンを繰り返し実行しているＣＰＵ８１は、ステップ７２８に進んだとき、「Ｎｏ」と判定してステップ７３２に進み、進角量θBを「０」に設定する。これにより、遅角戻し量θadvは「０」に向けて減少していく。図１０では、時刻ｔ４以降、遅角戻し量θadvは、「０」に向けて減少していき、θadvが「０」に達した後は「０」に維持される。

一方、第２触媒暖機制御中においてXiが「１」から「０」に変更されると、進角量θBがステップ７３０にて設定されるようになり、この結果、遅角戻し量θadvは、θB＞０に向けて増大していく。図１０では、時刻ｔB以降、遅角戻し量θadvは、θB＞０に向けて増大していき、θadvがθBに達した後はθBに維持される。

即ち、図１０では、時刻ｔ４以降、点火時期θは、通常点火時期θ0から（θ0＋θA）に向けて遅角側に移動していき、θadvが「０」に達した後は（θ0＋θA）に維持される。時刻ｔB以降、点火時期θは、（θ0＋θA）から（θ0＋θA−θB）に向けて進角側に移動していき、θadvがθBに達した後は（θ0＋θA−θB）に維持される。

点火時期θがこのように変化するから、スロットル弁開度TAは、「点火時期とスロットル弁開度との連動」により、時刻ｔ４以降、通常スロットル弁開度TA0から（TA0＋TAA）に向けて増大していき、θadvが「０」に達した後は（TA0＋TAA）に維持される。時刻ｔB以降、スロットル弁開度TAは、（TA0＋TAA）から（TA0＋TAB）に向けて減少していき、θadvがθBに達した後は（TA0＋TAB）に維持される。

このように、第２触媒暖機制御中において、アイドリング状態にない場合、点火時期θが、第１触媒暖機制御中における時期（θ0＋θA）と等しい時期（従って、アイドリング状態にある場合における第２触媒暖機制御中の時期（θ0＋θA−θB）よりも遅角側の時期）に設定され、スロットル弁開度TAが、第１触媒暖機制御中における開度（TA0＋TAA）と等しい開度（従って、アイドリング状態にある場合における第２触媒暖機制御中の開度（TA0＋TAB）よりも大きい開度）に設定される。

以上、説明したように、第１触媒暖機制御中（図９では、時刻ｔ１以前、ｔ６〜ｔ７）では、点火時期θが通常点火時期θ0よりも大幅に遅角側の時期（θ0＋θA）に設定され、スロットル弁開度TAが通常スロットル弁開度TA0よりも大きい開度（TA0＋TAA）に設定される。この結果、スロットル弁下流圧力Pmが、TA＝（TA0＋TAA）に対応する比較的高い値Pm1（第１スロットル弁開度に対応する圧力）に維持される。

このように、点火時期θを遅角させると、排気行程にて排気弁３５が開弁した後も混合気の燃焼が継続し得る（所謂「後燃え」）。加えて、スロットル弁開度TAを大きくすると、筒内空気量（及び燃料量）が増大して燃焼エネルギーが増大する。これらのことから、通常制御時に比して、排ガスの温度を高くすることができ、この結果、触媒の温度を活性温度に迅速に近づけることができる。

また、負圧増大制御中（図９では、時刻ｔ１〜ｔ４）では、点火時期θが通常点火時期θ0と等しい時期に設定され、スロットル弁開度TAが通常スロットル弁開度TA0と等しい開度に設定される。この結果、スロットル弁開度TAが減少して、スロットル弁下流圧力Pmが、値Pm1から、TA＝TA0に対応する比較的低い値Pm2（第２スロットル弁開度に対応する圧力）に向けて減少する。これにより、負圧増大制御開始から時間T1（１〜２秒程度）が経過するまでにPmが値Pm2に既に収束していて、この結果、負圧増大制御終了時点（図９では、時刻ｔ４）では、ブレーキブースタ６５内の負圧室圧力も値Pm2以下の十分低い値になっている。従って、負圧増大制御終了時点では、制動力の不足が解消され得る。換言すれば、車両発進直後から十分な制動力を発揮することができる。

また、第２触媒暖機制御中（図９では、時刻ｔ４〜ｔ６）では、点火時期θが、第１触媒暖機制御中の時期（θ0＋θA）と負圧増大制御中の時期θ0との間の時期（θ0＋θA−θB）に設定され、スロットル弁開度TAが、第１触媒暖機制御中の開度（TA0＋TAA）と負圧増大制御中の開度TA0との間の開度（TA0＋TAB）に設定される。この結果、スロットル弁開度TAが増大して、スロットル弁下流圧力Pmが、値Pm2よりも高く且つ値Pm1よりも低い値Pref（前記「所定圧力」に対応）に調整される。

この値Prefは、第２触媒暖機制御中での車両走行中においてブレーキ操作が比較的頻繁になされても、上述した「負圧の補充」が十分になされ得、上述した制動力の不足の発生を十分に抑制できる程度に十分低い圧力の範囲内の値（特に、その範囲内の上限値）である。

このように、第２触媒暖機制御中では、負圧増大制御中よりも点火時期θが（θA−θB）だけ遅角側に設定される。従って、負圧増大制御が継続される場合に比して、排ガスの温度を高くして触媒の温度を活性温度に迅速に近づけることができる。加えて、第１触媒暖機制御中よりもスロットル弁開度TAが（TAA−TAB）だけ小さい開度に設定される。従って、負圧増大制御の中止後に第１触媒暖機制御が開始・実行される場合に比して、スロットル弁下流圧力Pmを低い圧力（＝Pref）に維持することができる。従って、第２触媒暖機制御中での車両走行中においてブレーキ操作が比較的頻繁になされても、制動力の不足の発生を抑制することができる。

また、負圧増大制御中（従って、１〜２秒程度）では、内燃機関１０によるエアコンＡＣの駆動が禁止され、その後の第２触媒暖機制御中では、内燃機関１０によるエアコンＡＣの駆動が許可される（上記エアコンスイッチがONの場合において実行される）（図５のステップ５１５、５２５を参照）。上述のごとく、エアコンＡＣが駆動されていない場合、エアコンＡＣの駆動中に比してスロットル弁開度TAが小さくされる。従って、エアコンＡＣの駆動中に比してスロットル弁下流圧力Pmが低くなって上述の「負圧の補充」がより迅速になされ得る。また、エアコンＡＣの駆動を比較的短時間（例えば、１〜２秒程度）だけ中断しても、車室内の空調制御に対して殆ど悪影響が及ぼされない。従って、負圧増大制御中にエアコンＡＣの駆動を禁止することで、空調制御に対して悪影響を及ぼすことなく、負圧増大制御中において上述の「負圧の補充」がより確実に達成され得る。

また、第２触媒暖機制御中（且つ、Xa＝「１」の場合）において、進角量θBが、冷却水温度Twが高いほど、エンジン回転速度NEが大きいほど、より小さい値に設定される（図７のステップ７３０を参照）。換言すれば、第２触媒暖機制御中における点火時期θが、冷却水温度Twが高いほど、エンジン回転速度NEが大きいほど、より遅角側に設定される。従って、「点火時期とスロットル弁開度との連動」により、第２触媒暖機制御中におけるスロットル弁開度TAが、冷却水温度Twが高いほど、エンジン回転速度NEが大きいほど、より大きい値に設定される。これは、以下の理由に基づく。

即ち、スロットル弁開度TAが一定の条件下、エンジン回転速度NEが大きいほどスロットル弁下流圧力Pmがより低くなる。このことは、エンジン回転速度NEが大きくなるにつれて点火時期θをより遅角側に設定しても（従って、スロットル弁開度TAをより大きい値に設定しても）、スロットル弁下流圧力Pmを上記値Pref（或いは、Pref以下）に維持できることを意味する。

また、上述のように、冷却水温度Twが高くなるにつれて、スロットル弁開度TAがより小さくされてスロットル弁下流圧力Pmがより低くなる。このことは、冷却水温度Twが高くなるにつれて点火時期θをより遅角側に設定しても（従って、スロットル弁開度TAをより大きい値に設定しても）、スロットル弁下流圧力Pmを上記値Pref（或いは、Pref以下）に維持できることを意味する。

以上のことから、第２触媒暖機制御中では、エンジン回転速度NEが大きいほど、又は冷却水温度Twが高いほど、点火時期θがより遅角側に設定され且つスロットル弁開度TAがより大きい開度に設定される。これにより、スロットル弁下流圧力Pmを上記値Prefに維持しながら、点火時期θを極力遅角側に設定して触媒の温度を極力早期に活性温度に近づけることができる。

また、第２触媒暖機制御中において、遅角戻し量θadvが暫定遅角量θAを超えないように、θadvがθAで制限される（図７のステップ７３６、７３８を参照）。即ち、第２触媒暖機制御中における点火時期θが通常点火時期θ0よりも進角側にならないように（従って、第２触媒暖機制御中におけるスロットル弁開度TAが通常スロットル弁TA0よりも小さい開度にならないように）設定される。これにより、第２触媒暖機制御中において、点火時期θが通常点火時期θ0よりも進角側になって触媒の暖機が促進され得ない事態が発生することが回避される。

加えて、第２触媒暖機制御中において、アイドリング状態にない場合、点火時期θが、第１触媒暖機制御中における時期（θ0＋θA）と等しい時期に（従って、スロットル弁開度TAが、第１触媒暖機制御中における開度（TA0＋TAA）と等しい開度に）設定される。これにより、ブレーキ操作がなされる可能性が非常に低い「アイドリング状態にない場合」、車両の制動力の不足の解消よりも触媒の暖機の促進が優先されて、点火時期θが極力遅角側に設定される。この結果、触媒の温度を極力早期に活性温度に近づけることができる。

以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置の実施形態によれば、触媒暖機要求がある場合において、実行されていた第１触媒暖機制御が中止されて負圧増大制御が実行された後において、第２触媒暖機制御が実行される。これにより、第２触媒暖機制御実行中において、触媒の暖機の促進と車両の制動力の不足の解消とを効果的に両立することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、負圧増大制御中において、第２点火時期が通常点火時期θ0と等しい時期に（従って、第２スロットル弁開度が通常スロットル弁開度TA0と等しい開度に）設定されているが、第２点火時期が、第１点火時期（θ0＋θA）よりも進角側であって通常点火時期θ0よりも遅角側の時期に（従って、第２スロットル弁開度が、第１スロットル弁開度（TA＋TAA）よりも小さくて通常スロットル弁開度TA0よりも大きい開度に）設定されてもよい。

また、上記実施形態においては、冷却水温度Twが高いほど、且つエンジン回転速度NEが大きいほど、第２触媒暖機制御中における点火時期θがより遅角側に（従って、第２触媒暖機制御中におけるスロットル弁開度TAがより大きい値に）設定されるが、第２触媒暖機制御中における点火時期θ（従って、スロットル弁開度TA）を、冷却水温度Tw及びエンジン回転速度NEの一方又は両方にかかわらず一定としてもよい。

加えて、上記実施形態においては、通常点火時期θ0に加算される遅角量θdelayを、暫定遅角量θAと遅角戻し量θadvとから求めているが（θdelay＝θA−θadv）、遅角量θdelayを直接求めてもよい。

また、上記実施形態においては、第２触媒暖機制御中における点火時期θを、通常点火時期θ0と、暫定遅角量θAと、遅角戻し量θadvとから求めているが（フィードフォワード制御）、第２触媒暖機制御中における点火時期θを、スロットル弁下流圧力Pmが上記値Pref（或いは、Pref以下の基準圧力）に一致するように、推定又は検出されたスロットル弁下流圧力Pmに基づいて、点火時期θ（従って、スロットル弁開度TA）をフィードバック制御してもよい。

この場合、図７に示したルーチンに代えて図１１にフローチャートにより示したルーチンが使用される。この図１１のルーチンは、図７に示したルーチンにおいて、ステップ７３０、７３２、７３４をステップ１１０５、１１１０に置き換えたものである。この場合、具体的には、推定又は検出されたスロットル弁下流圧力Pmが値Prefよりも高い場合、点火時期θが現在の点火時期より進角側に調整され、且つ、スロットル弁開度TAが現在の開度より小さい開度に調整される。一方、推定又は検出されたスロットル弁下流圧力Pmが値Prefよりも低い場合、点火時期θが現在の点火時期より遅角側に調整され、且つ、スロットル弁開度TAが現在の開度より大きい開度に調整される。

これにより、第２触媒暖機制御中において、スロットル弁下流圧力Pmが値Prefに直接且つ確実に調整され得る。従って、第２触媒暖機制御中の車両走行中においてブレーキ操作が比較的頻繁になされても、上述した「負圧の補充」が確実になされ得、上述した制動力の不足の発生を確実に抑制することができる。

本発明の実施形態に係る内燃機関の制御装置を火花点火式多気筒内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。 図１に示したＣＰＵが実行するプログラムであって触媒暖機判定を行うためのプログラムを示したフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行するプログラムであって移動判定を行うためのプログラムを示したフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行するプログラムであってアイドル判定を行うためのプログラムを示したフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行するプログラムであって負圧増大判定を行うためのプログラムを示したフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行するプログラムであって負圧保持判定を行うためのプログラムを示したフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行するプログラムであって点火時期制御を行うためのプログラムを示したフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行するプログラムであってスロットル弁開度制御を行うためのプログラムを示したフローチャートである。 触媒暖機要求がある場合において図１に示した制御装置により点火時期及びスロットル弁開度が制御された場合の一例を示したタイムチャートである。 途中でアクセルペダルが操作された期間が存在する場合における、図９に対応するタイムチャートである。 本発明の実施形態の変形例に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するプログラムであって点火時期制御を行うためのプログラムを示したフローチャートである。

符号の説明

１０…内燃機関、２１…シリンダ、２２…ピストン、２４…クランク軸、２５…燃焼室、３０…シリンダヘッド部、３７…点火プラグ、３８…イグナイタ、３９…インジェクタ、４１…インテークマニホールド、４２…サージタンク、４３…吸気ダクト、４５…スロットル弁、４５ａ…スロットル弁アクチュエータ、５２…エキゾーストパイプ、５３…第１触媒、５４…第２触媒、６０…負圧蓄圧部、６１…バイパス通路、６１ａ…上流部、６１ｂ…下流部、６１ｃ…中央部、６１ｃ１…絞り部、６２…バイパス流量制御弁、６３…負圧導入用メイン通路、６４…負圧導入用サブ通路、６５…ブレーキブースタ、７１…スロットルポジションセンサ、７２…クランクポジションセンサ、７３…冷却水温度センサ、７６…アクセル開度センサ、７７…車速センサ

Claims (8)

1. 所定の駆動指示信号に応じて車両に搭載された内燃機関の吸気通路に配設されたスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、
   前記吸気通路内の前記スロットル弁の下流にて発生する大気圧よりも低い圧力であるスロットル弁下流圧力を利用することによりブレーキ操作力を増大させて前記車両の制動力を増大させる制動倍力手段と、
   所定の点火指示信号に応じて前記内燃機関の燃焼室に供給される混合気に点火する点火手段と、
   前記内燃機関の排気通路に配設された排ガス浄化用触媒と、
   前記触媒の暖機を促進する触媒暖機要求の有無を判定する暖機要求判定手段と、
   前記触媒暖機要求があると判定されている場合において前記スロットル弁下流圧力を低下させる負圧増大要求の有無を判定する増大要求判定手段と、
   前記触媒暖機要求がないと判定されている場合、前記点火手段に対して前記点火指示信号を送信することで前記点火手段による点火時期を前記内燃機関の運転状態に基づいて決定される時期である通常点火時期に制御するとともに、前記スロットル弁駆動手段に対して前記駆動指示信号を送信することで前記スロットル弁の開度を前記内燃機関の運転状態に基づいて決定される開度である通常スロットル弁開度に制御する通常制御手段と、
   前記触媒暖機要求があり且つ前記負圧増大要求がないと判定されている場合、前記点火手段に対して前記点火指示信号を送信することで前記点火時期を前記通常点火時期よりも遅角側の時期である第１点火時期に制御するとともに、前記スロットル弁駆動手段に対して前記駆動指示信号を送信することで前記スロットル弁の開度を前記通常スロットル弁開度よりも大きい開度である第１スロットル弁開度に制御する第１触媒暖機制御手段と、
   前記第１触媒暖機制御手段による制御実行中において前記負圧増大要求があると判定された場合、前記点火手段に対して前記点火指示信号を送信することで前記点火時期を前記第１点火時期よりも進角側の時期である第２点火時期に制御するとともに、前記スロットル弁駆動手段に対して前記駆動指示信号を送信することで前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル弁開度よりも小さい開度である第２スロットル弁開度に制御する負圧増大制御手段と、
   を備えた内燃機関の制御装置であって、
   前記負圧増大制御手段による制御実行中において所定条件が成立したと判定された場合、前記負圧増大制御手段による制御を中止して、前記スロットル弁下流圧力が、前記スロットル弁の開度が前記第２スロットル弁開度に維持された場合に対応する圧力よりも高く且つ前記スロットル弁の開度が前記第１スロットル弁開度に維持された場合に対応する圧力よりも低い範囲内であって所定圧力以下に維持されるように、前記点火手段に対して前記点火指示信号を送信することで前記点火時期を前記第１点火時期と前記第２点火時期との間の時期である第３点火時期に制御するとともに、前記スロットル弁駆動手段に対して前記駆動指示信号を送信することで前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル弁開度と前記第２スロットル弁開度との間の開度である第３スロットル弁開度に制御する第２触媒暖機制御手段を備えた内燃機関の制御装置において、
   前記第２触媒暖機制御手段は、
   前記所定条件として、前記負圧増大制御手段による制御実行開始から、前記制動倍力手段が有する大気圧よりも低い圧力を有する空気を蓄える負圧室の内部の圧力が前記制動力を適切に増大可能な程度に低下するまでに要する時間が経過したこと、を使用するように構成された内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記車両に搭載されて前記内燃機関の動力により駆動される負荷装置を備え、
   前記負荷装置は、前記負圧増大制御手段による制御実行中は前記内燃機関による駆動が禁止され、且つ、前記第２触媒暖機制御手段による制御実行中は前記内燃機関による駆動が許可されるように構成された内燃機関の制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の運転速度を取得する運転速度取得手段と、
   前記内燃機関を冷却する冷却水の温度を取得する冷却水温取得手段と、
   を備え、
   前記第２触媒暖機制御手段は、
   前記運転速度と前記冷却水温度の何れか一方又は両方に基づいて前記第３点火時期を決定するように構成された内燃機関の制御装置。
4. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記スロットル弁下流圧力を取得する圧力取得手段を備え、
   前記第２触媒暖機制御手段は、
   前記取得されたスロットル弁下流圧力が前記範囲内であって前記所定圧力以下の基準圧力に一致するように、前記取得されたスロットル弁下流圧力が前記基準圧力よりも高い場合には前記第３点火時期を現在の点火時期より進角側に調整し且つ前記第３スロットル弁開度を現在の開度より小さい開度に調整し、前記取得されたスロットル弁下流圧力が前記基準圧力よりも低い場合には前記第３点火時期を現在の点火時期より遅角側に調整し且つ前記第３スロットル弁開度を現在の開度より大きい開度に調整するように、前記第３点火時期及び前記第３スロットル弁開度をフィードバック制御するように構成された内燃機関の制御装置。
5. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記第２触媒暖機制御手段は、
   前記第３点火時期が前記通常点火時期よりも進角側にならないように前記第３点火時期を決定するように構成された内燃機関の制御装置。
6. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関がアイドリング状態にあるか否かを判定するアイドリング判定手段を備え、
   前記第２触媒暖機制御手段は、
   前記第２触媒暖機制御手段による制御実行中において前記内燃機関がアイドリング状態にない場合、前記第３点火時期を、前記第１点火時期と等しい時期、又は前記第１点火時期よりも進角側の時期であって前記内燃機関がアイドリング状態にある場合における前記第３点火時期よりも遅角側の時期に設定するように構成された内燃機関の制御装置。
7. 請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記車両が発進したか否かを判定する発進判定手段を備え、
   前記増大要求判定手段は、前記車両が発進したと判定された場合に前記負圧増大要求があると判定するように構成された内燃機関の制御装置。
8. 請求項７の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記車両が停止したか否かを判定する停止判定手段を備え、
   前記第１触媒暖機制御手段は、
   前記第２触媒暖機制御手段による制御実行中において前記車両が停止したと判定された場合、前記第２触媒暖機制御を中止して、前記点火時期を前記第１点火時期に制御するとともに前記スロットル弁の開度を前記第１スロットル弁開度に制御するように構成された内燃機関の制御装置。

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