JP4987354B2 - Catalyst early warm-up control device for internal combustion engine - Google Patents

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本発明は、特に点火遅角と吸気増量を行うことによって、冷間始動時における内燃機関の排気系に配された触媒コンバータの暖機を促進させる内燃機関の触媒早期暖機制御装置に関する。   The present invention relates to an early catalyst warm-up control device for an internal combustion engine that promotes warm-up of a catalytic converter disposed in an exhaust system of the internal combustion engine at the time of cold start, particularly by performing ignition retard and intake air increase.

従来、排気管に三元触媒を設け、排気中のHC、CO及びNOxを浄化させることが知られている。この触媒はある暖機温度にて活性状態となり排ガスを浄化できる。このため、内燃機関の冷間始動後においては、点火時期を基本点火時期よりも遅角させることによって排ガス温度を高める触媒の早期暖機制御を行っている。 Conventionally, it is known to provide a three-way catalyst in an exhaust pipe to purify HC, CO and NO x in the exhaust. This catalyst becomes active at a certain warm-up temperature and can purify the exhaust gas. For this reason, after the cold start of the internal combustion engine, early warm-up control of the catalyst is performed to increase the exhaust gas temperature by retarding the ignition timing from the basic ignition timing.

このような、内燃機関の触媒早期暖機制御の一つとして、特許文献1に開示されている技術が知られている。この特許文献1には、触媒の早期暖機制御だけでなく、触媒早期暖機のために点火時期を基本点火時期よりも遅角補正した場合、出力トルクが減少してエンジン回転速度が不安定となるという課題を解決する技術も開示されている。   As one of such early catalyst warm-up control of an internal combustion engine, a technique disclosed in Patent Document 1 is known. In this Patent Document 1, when not only the catalyst early warm-up control but also the ignition timing is delayed from the basic ignition timing for early catalyst warm-up, the output torque decreases and the engine rotation speed becomes unstable. A technique for solving the problem of becoming is also disclosed.

具体的には、点火時期の遅角量に応じて吸入空気量を増量補正することで、出力トルクを一定に保ち、運転性の違和感やトルク変動等を防止するようにしている。すなわち、完爆後に暖機促進のために冷却水温に応じて点火時期を遅角補正する時、絞弁をバイパスする通路に設けたアイドル制御弁の開度を補正し、吸入空気量を増量させ、点火時期の遅角補正に伴う出力トルクの低下を防いでいる。また、遅角補正の終了時には点火時期が段差的に変化することを防止するために、点火時期の遅角補正量を時間経過により減少させ、補正終了後に基本点火時期となるように設定されている。
特開平6−101456号公報
Specifically, the amount of intake air is corrected to increase in accordance with the retard amount of the ignition timing, so that the output torque is kept constant, and uncomfortable operability and torque fluctuations are prevented. That is, when the ignition timing is retarded according to the cooling water temperature to promote warm-up after the complete explosion, the opening of the idle control valve provided in the passage bypassing the throttle valve is corrected, and the intake air amount is increased. The output torque is prevented from decreasing due to the ignition timing retardation correction. In order to prevent the ignition timing from changing stepwise at the end of the retard correction, the retard correction amount of the ignition timing is decreased with the passage of time and set to become the basic ignition timing after the correction is completed. Yes.
JP-A-6-101456

ところで、触媒は触媒温度がおよそ300℃になると徐々に排ガスを浄化できるようになるが、特許文献1ではこのことが考慮されていなかった。   By the way, although the catalyst can gradually purify the exhaust gas when the catalyst temperature reaches about 300 ° C., Patent Document 1 does not consider this.

そこで、本発明は、点火遅角と吸気増量を行う触媒早期暖機制御において、触媒の活性度合いを考慮した内燃機関の触媒早期暖機制御装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an early catalyst warm-up control device for an internal combustion engine that takes into account the degree of catalyst activity in early catalyst warm-up control that performs ignition retard and intake air increase.

そこで、請求項1に係る発明では、基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段と、内燃機関の排ガスを浄化する触媒の早期暖機制御における点火時期の遅角量を算出する遅角量算出手段と、基本点火時期を遅角量に基づいて補正された点火時期で点火制御する点火時期制御手段と、遅角量算出手段により算出された遅角量に基づいて内燃機関に吸入される吸入空気量を増量させる空気量増量手段とを備えた内燃機関の触媒早期暖機制御装置において、触媒の温度に基づいて触媒の活性度合いを検出し、触媒の温度が触媒が活性していない状態から活性し始める状態であると判断される所定の温度になると、触媒が活性し始めたと判断する活性度合い検出手段と、活性度合い検出手段により触媒が活性し始めたと判断されると、触媒に流れる排ガス量を抑制するために、触媒の温度に基づいて遅角量の下限ガードを算出し、遅角量と下限ガードとを比較し、点火時期が進角側に設定されるように遅角量が小さい方を最終的な遅角量とし、最終的な遅角量に基づいて算出される点火時期に基づいて内燃機関に吸入される吸入空気量を制限する空気量制限手段とを備える。 Accordingly, in the invention according to claim 1, basic ignition timing calculation means for calculating the basic ignition timing, and retard amount calculation for calculating the retard amount of the ignition timing in the early warm-up control of the catalyst for purifying the exhaust gas of the internal combustion engine. Means, ignition timing control means for performing ignition control with the ignition timing corrected based on the retard amount, and intake that is taken into the internal combustion engine based on the retard amount calculated by the retard amount calculating means In the catalyst early warm-up control device for an internal combustion engine having an air amount increasing means for increasing the air amount, the degree of activity of the catalyst is detected based on the temperature of the catalyst, and the temperature of the catalyst is from a state where the catalyst is not active. when a predetermined temperature is determined to be active and start state, and an active degree detecting means determines that the catalyst has begun to activity, the more catalyst is determined to have started to activity activatibility detecting means, flows through the catalyst In order to suppress the exhaust gas amount, the lower limit guard of the retard amount is calculated based on the catalyst temperature, the retard amount is compared with the lower limit guard, and the retard amount is set so that the ignition timing is set to the advance side. And the air amount limiting means for limiting the intake air amount taken into the internal combustion engine based on the ignition timing calculated based on the final retardation amount .

触媒は、暖機温度よりも低い所定の温度以上となると徐々に排ガスの浄化が行われるようになる。しかしながら、暖機温度に到達するまでは十分に排ガスを浄化できない。よって、触媒の活性度合いに応じて吸入空気量を制限することによって、触媒が暖機した活性状態に到達するまでのエミッションを低減することができる。   When the catalyst reaches a predetermined temperature lower than the warm-up temperature, the exhaust gas is gradually purified. However, the exhaust gas cannot be sufficiently purified until the warm-up temperature is reached. Therefore, by limiting the amount of intake air according to the degree of activity of the catalyst, it is possible to reduce emissions until the catalyst reaches a warmed-up active state.

また、活性度合い検出手段は、触媒の温度に基づいて活性度合いを検出するようにしている。触媒の活性度合いは触媒温度に依存するため、触媒温度に基づいて触媒の活性度合いをより正確に検出することができる。 Moreover, activity degree detecting means is to detect the activity degree based on the temperature of the catalyst. Since the activity level of the catalyst depends on the catalyst temperature, the activity level of the catalyst can be detected more accurately based on the catalyst temperature.

また、活性度合い検出手段を触媒が活性していない状態から活性し始める状態になることを判断する手段とし、空気量制限手段を活性度合い検出手段により触媒が活性し始めたと判断されると、内燃機関に吸入される吸入空気量を制限するようにしている。このように、触媒が活性し始めたと判断すると、吸入空気量を制限することによって、触媒が暖機した活性状態に到達するまでのエミッションを低減することができる。 Moreover, the activity degree detecting means and means for determining that a state in which the catalyst starts to activity from a state where no activity, the catalyst is determined to have begun to active by the activity degree detecting means air amount limitation means, It is to limit the amount of intake air sucked into the internal combustion engine. In this way, when it is determined that the catalyst has started to be activated, the amount of intake air can be reduced to reduce emissions until the catalyst reaches a warmed-up active state.

また、触媒の温度に基づいて触媒が浄化し始めたと判断するようにしている。触媒による排ガスの浄化は、触媒の温度が所定温度に達すると開始されるため、触媒の温度に基づいて触媒が浄化し始めたと判断すると良い。 Further, the catalyst based on the temperature of the catalysts is to be judged and began to clean. Since the purification of the exhaust gas by the catalyst is started when the temperature of the catalyst reaches a predetermined temperature, it may be determined that the catalyst has started to be purified based on the temperature of the catalyst.

また、請求項に係る発明のように、点火時期および空燃比に基づいて吸入空気量を制限してもよい。このように、点火時期や空燃比に基づいて吸入空気量を制限することで、トルク減少により生じるドラビリ悪化を抑制することが可能になる。 Further, in the invention according to claim 2, it may limit the intake air amount based on the beauty air Oyo ignition timing. In this way, by limiting the intake air amount based on the ignition timing and the air-fuel ratio, it becomes possible to suppress the deterioration of the drivability caused by the torque reduction.

また、請求項に係る発明のように、触媒上流の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段を備え、触媒温度の変化量が所定値よりも小さい場合に、空燃比制御手段によって、所定の周期と振幅で空燃比を強制的に変動させるようにしてもよい。触媒温度が暖機温度付近では、触媒内の大部分で排ガス中のHC、CO及びNOxを浄化する反応が生じるため、多くの反応熱が生じる。このため、触媒内での排ガスの酸化・還元反応を促進させ、その反応により生じる反応熱を利用して、触媒の早期暖機を図っている。 Further, as in the invention according to claim 3 , the air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio upstream of the catalyst to the target air-fuel ratio is provided, and when the change amount of the catalyst temperature is smaller than a predetermined value, The air-fuel ratio may be forcibly changed with a predetermined period and amplitude. When the catalyst temperature is near the warm-up temperature, a reaction that purifies HC, CO, and NOx in the exhaust gas occurs in most of the catalyst, and thus a lot of heat of reaction is generated. For this reason, the oxidation / reduction reaction of the exhaust gas in the catalyst is promoted, and the catalyst is warmed up early by utilizing the reaction heat generated by the reaction.

また、請求項に係る発明のように、触媒上流の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、排ガス温度を推定する排ガス温度推定手段とを備え、排ガス温度推定手段により推定された排ガス温度よりも触媒の温度が高くなった場合に、空燃比制御手段によって、所定の周期と振幅で空燃比を強制的に変動させると良い。このように、推定した排ガス温度よりも触媒温度が高くなると、触媒内の大部分で排ガス中のHC、CO及びNOxを浄化する反応が行われている判断して、触媒内での排ガスの酸化・還元反応を促進させ、その反応により生じる反応熱を利用して、触媒の早期暖機を図っていっても良い。 Further, as in the invention according to claim 4 , the air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio upstream of the catalyst to the target air-fuel ratio and the exhaust gas temperature estimation means for estimating the exhaust gas temperature are provided, which are estimated by the exhaust gas temperature estimation means. When the temperature of the catalyst becomes higher than the exhaust gas temperature, the air-fuel ratio may be forcibly changed with a predetermined cycle and amplitude by the air-fuel ratio control means. As described above, when the catalyst temperature becomes higher than the estimated exhaust gas temperature, it is judged that the reaction for purifying HC, CO and NOx in the exhaust gas is carried out in the majority of the catalyst, and the oxidation of the exhaust gas in the catalyst is performed. -The reduction reaction may be promoted, and the catalyst may be warmed up early by utilizing the reaction heat generated by the reaction.

[第1の実施形態]
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
[First Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の内燃機関の触媒早期暖機装置を採用するエンジン制御システムの概略図である。図1において、電子制御装置(以下、「ECU」という)21は、内燃機関(以下、「エンジン」という)11の各部の制御を行うものである。エンジン11の吸気系の構成として、吸気管12とスロットルバルブ26、エアフロメータ27を備える。エンジン11に供給される吸入空気は、図示しないアクセルペダルに設けられるアクセル開度センサからの検出信号に基づいてスロットルバルブの開度を調整することで制御される。   FIG. 1 is a schematic view of an engine control system that employs a catalyst early warm-up device for an internal combustion engine of the present invention. In FIG. 1, an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 21 controls each part of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 11. As an intake system configuration of the engine 11, an intake pipe 12, a throttle valve 26, and an air flow meter 27 are provided. The intake air supplied to the engine 11 is controlled by adjusting the opening of the throttle valve based on a detection signal from an accelerator opening sensor provided in an accelerator pedal (not shown).

ECU21は、アクセル開度センサの検出信号に基づいて、スロットル開度を駆動するためにスロットルモータ22への制御デューティをモータへ指令する。そして、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ23からの検出信号と、エアフロメータ27からの検出信号に基づいて適切な燃料噴射量が演算され、演算された値に基づいてインジェクタ17に駆動信号が供給される。これにより、最適な混合気がエンジン11のシリンダ内19に供給され、所望のタイミングにて、点火プラグ18に火花点火を実行させることで、エンジン11の燃焼を行う。また、その他にアイドル判定センサ25により、運転状態がアイドルであるか否かの検出信号がECU21に出力される。   Based on the detection signal of the accelerator opening sensor, the ECU 21 commands the motor to control duty for the throttle motor 22 in order to drive the throttle opening. An appropriate fuel injection amount is calculated based on the detection signal from the engine rotation speed sensor 23 that detects the engine rotation speed and the detection signal from the air flow meter 27, and a drive signal is sent to the injector 17 based on the calculated value. Is supplied. As a result, the optimal air-fuel mixture is supplied into the cylinder 19 of the engine 11, and the ignition is performed by the spark plug 18 at a desired timing, whereby the engine 11 is combusted. In addition, the idle determination sensor 25 outputs a detection signal to the ECU 21 as to whether or not the driving state is idle.

エンジン11の排気系の構成としては、排気管13と空燃比センサ20と三元触媒16を備える。エンジン11より排出された排ガスは、排気管13に設置された三元触媒16により浄化される。より具体的には、エンジン11によって排出された排ガスが三元触媒16を通過すると、排ガス中の有害物質であるHC、CO、NOxの酸化・還元反応が起こり、水素、窒素、水蒸気、二酸化炭素が生成される。これにより、排ガス中の有害物質の浄化が行われる。また、空燃比センサ20によって検出された空燃比を理論空燃比に合わせるために、吸入空気量を調整するスロットルバルブ26と燃料噴射量を調整するインジェクタ17との制御が実行される。 As an exhaust system configuration of the engine 11, an exhaust pipe 13, an air-fuel ratio sensor 20, and a three-way catalyst 16 are provided. The exhaust gas discharged from the engine 11 is purified by a three-way catalyst 16 installed in the exhaust pipe 13. More specifically, when the exhaust gas discharged by the engine 11 passes through the three-way catalyst 16, HC is a harmful substance in the exhaust gas, CO, oxidation-reduction reaction of the NO x to occur, hydrogen, nitrogen, steam, dioxide Carbon is produced. Thereby, purification of harmful substances in the exhaust gas is performed. Further, in order to adjust the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 20 to the stoichiometric air-fuel ratio, control of the throttle valve 26 that adjusts the intake air amount and the injector 17 that adjusts the fuel injection amount is executed.

図2はこの発明の実施形態において、触媒が暖機温度に到達するまでの触媒の活性度合いに応じて、点火時期を遅角制御し、吸入空気量を調整するフローチャートである。このルーチンは、所定の時間間隔で繰り返し実行される。   FIG. 2 is a flowchart for adjusting the intake air amount by retarding the ignition timing in accordance with the degree of activity of the catalyst until the catalyst reaches the warm-up temperature in the embodiment of the present invention. This routine is repeatedly executed at predetermined time intervals.

まず、ステップ100において、アイドル運転状態であるか否かを判断する。アイドル運転状態でない場合、点火時期を遅角させ吸入空気量を制限するとトルクが減少するために、所望のトルクを発生させることができず加速不良といった問題が起こる。このため、アイドル運転状態でない場合では、フローチャートを終了する。   First, in step 100, it is determined whether or not the engine is in an idle operation state. When the engine is not in the idling state, the torque decreases when the ignition timing is retarded and the intake air amount is limited, so that a desired torque cannot be generated, resulting in a problem of acceleration failure. For this reason, when it is not in the idle operation state, the flowchart ends.

ステップ100で、アイドル運転状態であると判断すると、ステップ101に進み触媒温度Tを推定する。この時、触媒温度Tの推定値は以下の式で求める事ができる。   If it is determined in step 100 that the engine is in the idling state, the process proceeds to step 101 where the catalyst temperature T is estimated. At this time, the estimated value of the catalyst temperature T can be obtained by the following equation.

T=k×∫(排ガス温度×排ガス流量)dt+始動時の触媒温度
この式の排ガス流量は吸入空気量より推定した推定値、排ガス温度は実測または推定値、始動時の触媒温度は始動時のエンジン冷却水温より推定する。また、触媒温度Tは、触媒温度センサを設けて直接検出するようにしても良い。
T = k × ∫ (exhaust gas temperature × exhaust gas flow rate) dt + catalyst temperature at start-up The exhaust gas flow rate in this equation is an estimated value estimated from the intake air amount, the exhaust gas temperature is measured or estimated, and the catalyst temperature at start-up is the catalyst temperature at start-up Estimated from engine coolant temperature. Further, the catalyst temperature T may be directly detected by providing a catalyst temperature sensor.

ステップ101で、触媒温度Tを検出すると、ステップ102へ進み、触媒温度Tが触媒暖機の完了温度T_end以内であるか否かを判断する。触媒温度Tが、触媒暖機温度T_endに達している場合には、触媒が充分に活性していると判断しこのフローチャートを終了する。   When the catalyst temperature T is detected in step 101, the process proceeds to step 102, and it is determined whether or not the catalyst temperature T is within the catalyst warm-up completion temperature T_end. If the catalyst temperature T has reached the catalyst warm-up temperature T_end, it is determined that the catalyst is sufficiently active, and this flowchart is ended.

ステップ102で、触媒温度Tが触媒暖機温度T_end以下であるとき、ステップ103に進み、触媒温度Tが、触媒が排ガスを浄化し始めたか否かを判定するための判定温度T1以下であるかを判断する。この判定温度T1は、触媒暖機温度T_endより低く設定されている。ステップ103で、触媒温度Tが判定温度T1以下である場合、ステップ104へ進み点火時期sa1と目標空燃比trgAF1とを算出する初期暖機制御のフローチャートを実行する。初期暖機制御においては、触媒による排ガスの浄化ができない。このため、排ガス温度を高めることを優先して点火時期の遅角量を大きく設定し、触媒の早期暖機を図っている。また、エンジン冷却水温が低い場合やエンジン始動時からの経過時間が短い場合、燃料が霧化され難いため、空燃比はリッチ側に設定されている。ステップ104で、初期暖機制御における点火時期と空燃比を算出し終えると、ステップ108へ進み、図7と図8に基づいてスロットル開度を算出する。スロットル開度を算出する方法は後で詳細に説明する。   When the catalyst temperature T is equal to or lower than the catalyst warm-up temperature T_end in step 102, the process proceeds to step 103, and whether the catalyst temperature T is equal to or lower than a determination temperature T1 for determining whether or not the catalyst has started to purify the exhaust gas. Judging. This determination temperature T1 is set lower than the catalyst warm-up temperature T_end. In step 103, if the catalyst temperature T is equal to or lower than the determination temperature T1, the process proceeds to step 104, and an initial warm-up control flowchart for calculating the ignition timing sa1 and the target air-fuel ratio trgAF1 is executed. In the initial warm-up control, the exhaust gas cannot be purified by the catalyst. For this reason, priority is given to increasing the exhaust gas temperature, and the retard amount of the ignition timing is set large so as to warm up the catalyst early. Further, when the engine coolant temperature is low or when the elapsed time from the start of the engine is short, the fuel is difficult to atomize, so the air-fuel ratio is set to the rich side. When the calculation of the ignition timing and the air-fuel ratio in the initial warm-up control is completed in step 104, the process proceeds to step 108, and the throttle opening is calculated based on FIGS. A method for calculating the throttle opening will be described in detail later.

ステップ103で、触媒温度Tが判定温度T1より高い場合、ステップ105へ進み、触媒温度の変化量ΔTが所定変化量ΔTend以上であるか否かを判断する。ステップ105で、触媒温度変化が所定変化量ΔTendより大きい場合は、ステップ106へ進み、点火時期sa2と目標空燃比trgAF2を算出する中期暖機制御のフローチャートを実行する。暖機制御中期では、触媒による排ガスの浄化が十分でないため、触媒の活性度合いに応じて点火時期の遅角量や空燃比を制御し、吸入空気量を制限させる。   In step 103, if the catalyst temperature T is higher than the determination temperature T1, the process proceeds to step 105, and it is determined whether or not the change amount ΔT of the catalyst temperature is equal to or greater than a predetermined change amount ΔTend. If the change in the catalyst temperature is larger than the predetermined change amount ΔTend in step 105, the process proceeds to step 106, and a flowchart of the intermediate warm-up control for calculating the ignition timing sa2 and the target air-fuel ratio trgAF2 is executed. In the middle of the warm-up control, the exhaust gas is not sufficiently purified by the catalyst. Therefore, the retard amount of the ignition timing and the air-fuel ratio are controlled in accordance with the degree of catalyst activity to limit the intake air amount.

ステップ106で、中期暖機制御における触媒の活性度合いに応じた最適な点火時期と空燃比を算出し終えると、ステップ108へ進み、図7と図8に基づいてスロットル開度を算出する。スロットル開度を算出する方法は後で詳細に説明する。   When the optimum ignition timing and air-fuel ratio according to the degree of catalyst activation in the medium-term warm-up control are calculated in step 106, the routine proceeds to step 108, where the throttle opening is calculated based on FIGS. A method for calculating the throttle opening will be described in detail later.

ステップ105で、触媒温度変化が所定変化量ΔTendより小さい場合は、ステップ107へ進み、点火時期sa3と目標空燃比trgAF3を算出する後期暖機制御のフローチャートを実行する。ここで、触媒温度の変化量ΔTが所定変化量ΔTendより小さい場合は、触媒の大部分で排ガス中のHC、CO及びNOxを浄化する反応が生じるため、多くの反応熱が生じる。このため、空燃比を強制的にリッチ/リーンに振幅させることで触媒内の反応を促進させ、触媒の早期暖機を図っている。ステップ107で、後期暖機制御における点火時期と空燃比を算出し終えると、ステップ108へ進み、図7と図8に基づいてスロットル開度を算出する。スロットル開度を算出する処理の詳細は後述する。 When the catalyst temperature change is smaller than the predetermined change amount ΔTend at step 105, the routine proceeds to step 107, where a flowchart of the late warm-up control for calculating the ignition timing sa3 and the target air-fuel ratio trgAF3 is executed. Here, when the change amount ΔT of the catalyst temperature is smaller than the predetermined change amount ΔTend, a reaction that purifies HC, CO, and NO x in the exhaust gas occurs in most of the catalyst, and thus a lot of reaction heat is generated. For this reason, the reaction in the catalyst is promoted by forcibly amplifying the air-fuel ratio to rich / lean so as to warm up the catalyst early. When calculation of the ignition timing and air-fuel ratio in the late warm-up control is completed in step 107, the routine proceeds to step 108, where the throttle opening is calculated based on FIGS. Details of the processing for calculating the throttle opening will be described later.

次に、初期暖機制御における、点火時期sa1と目標空燃比trgAF1を算出するフローチャートを図3を用いて説明する。初期暖機制御では、触媒温度が低いために排ガスの浄化が行われない。このため、点火時期を大きく遅角させ、排ガス温度を高めることによって、その排ガスの温度を利用して、触媒を早期に暖機させるように制御を行う。   Next, a flowchart for calculating the ignition timing sa1 and the target air-fuel ratio trgAF1 in the initial warm-up control will be described with reference to FIG. In the initial warm-up control, the exhaust gas is not purified because the catalyst temperature is low. For this reason, the ignition timing is greatly retarded and the exhaust gas temperature is increased, so that the temperature of the exhaust gas is used to control the catalyst to warm up early.

このフローチャートが実行されるとステップ301へ進み、点火時期と空燃比を算出する際に必要となるエンジン運転状態を算出する。エンジン運転状態のパラメータとして、エンジン冷却水温度と始動後の経過時間を検出する。ステップ302では、エンジン冷却水温と始動時からの経過時間に基づいて遅角量ret1を算出する。図10に示すようにエンジン冷却水温の上昇に伴い点火時期が進角側になるように、遅角量は小さく設定されている。これは、冷間始動時に、点火時期を遅角側に設定することによって触媒の早期暖機を図っているためである。この遅角量ret1に基づいて、ステップ303では点火時期(sa1)を算出するサブフローチャートを実行する。点火時期を算出するフローチャートの詳細な説明は、後述する(図6参照)。   When this flowchart is executed, the routine proceeds to step 301, where the engine operating state necessary for calculating the ignition timing and the air-fuel ratio is calculated. The engine coolant temperature and the elapsed time after starting are detected as parameters of the engine operating state. In step 302, the retard amount ret1 is calculated based on the engine coolant temperature and the elapsed time from the start. As shown in FIG. 10, the retard amount is set small so that the ignition timing becomes the advance side as the engine coolant temperature rises. This is because the catalyst is warmed up early by setting the ignition timing to the retard side during cold start. Based on this retard amount ret1, in step 303, a sub-flowchart for calculating the ignition timing (sa1) is executed. A detailed description of the flowchart for calculating the ignition timing will be described later (see FIG. 6).

次にステップ304へ進み、目標空燃比trgAF1を算出する。図11に示すように、エンジン冷却水温の上昇または時間経過に伴い、目標空燃比trgAF1はリーン側に設定されている。冷間始動時でエンジン冷却水温が低い場合は燃料の霧化が促進されないため、空燃比をリッチ側に設定している。   Next, the routine proceeds to step 304, where the target air-fuel ratio trgAF1 is calculated. As shown in FIG. 11, the target air-fuel ratio trgAF1 is set to the lean side as the engine coolant temperature rises or as time elapses. When the engine coolant temperature is low at the cold start, fuel atomization is not promoted, so the air-fuel ratio is set to the rich side.

ステップ304で目標空燃比trgAF1を算出するとメインルーチンに戻り、ステップ108で、これら点火時期sa1と目標空燃比trgAF1に基づきスロットル開度を算出する。   When the target air-fuel ratio trgAF1 is calculated in step 304, the process returns to the main routine. In step 108, the throttle opening is calculated based on the ignition timing sa1 and the target air-fuel ratio trgAF1.

中期暖機制御における点火時期sa2と目標空燃比trgAF2を算出するフローチャートを図4を用いて説明する。中期暖機制御では、触媒が部分的に活性した状態であり、この触媒の活性度合いは触媒温度の上昇に応じて広がるため、触媒の活性度合いに応じて触媒に流れる排ガス量を抑制することで、触媒が暖機した活性状態に到達するまでのエミッションを低減させることができる。   A flowchart for calculating the ignition timing sa2 and the target air-fuel ratio trgAF2 in the medium-term warm-up control will be described with reference to FIG. In medium-term warm-up control, the catalyst is in a partially activated state, and the degree of activity of this catalyst increases as the catalyst temperature rises. Therefore, by controlling the amount of exhaust gas flowing through the catalyst according to the degree of catalyst activity, The emission until the catalyst reaches the warmed-up active state can be reduced.

このフローチャートが実行されるとステップ311へ進み、点火時期と空燃比を算出する際に必要となるエンジン運転状態を算出する。エンジン運転状態のパラメータとして、点火時期と空燃比を算出する際に必要となるエンジン冷却水温度と始動後の経過時間を検出する。ステップ312では、図10に基づいてエンジン冷却水温と始動時からの経過時間に基づいて遅角量ret1を算出する。   When this flowchart is executed, the routine proceeds to step 311 to calculate the engine operating state necessary for calculating the ignition timing and the air-fuel ratio. As engine operating parameters, the engine coolant temperature and the elapsed time after starting are detected when calculating the ignition timing and air-fuel ratio. In step 312, the retard amount ret1 is calculated based on the engine coolant temperature and the elapsed time from the start based on FIG.

ステップ313では、遅角量の下限ガードret2を触媒温度に基づいて算出する(図9参照)。下限ガードret2は、触媒温度の上昇に応じて点火時期が遅角側になるように遅角量は大きく設定されている。このように触媒温度に応じて点火時期を設定することで、触媒の活性度合いに応じて触媒に流れる排ガス量を制御することができる。これにより、暖機温度に到達するまでの排ガスの浄化効率を向上させることができる。 In step 313, the lower limit guard ret2 of the retard amount is calculated based on the catalyst temperature (see FIG. 9). The lower limit guard ret2 is set to a large retard amount so that the ignition timing is retarded as the catalyst temperature rises. Thus, by setting the ignition timing according to the catalyst temperature, the amount of exhaust gas flowing through the catalyst can be controlled according to the degree of activity of the catalyst. Thereby, the purification efficiency of the exhaust gas until the warm-up temperature is reached can be improved.

ステップ313で、点火時期の下限ガードret2を算出すると、ステップ314に進み、遅角量ret1と遅角量の下限ガードret2の比較を行い、点火時期が進角側に設定されるように遅角量が小さい方を最終的な遅角量とし算出する。この遅角量に基づいて、ステップ315では点火時期(sa2)を算出するサブフローチャートを実行する。点火時期を算出するフローチャートの詳細な説明は、後述する(図6参照)。次に、ステップ315では、図11に基づき目標空燃比trgAF2を算出する。ステップ315で空燃比を算出するとメインルーチンに戻り、ステップ108でこれら点火時期sa2と目標空燃比trgAF2に基づきスロットル開度を算出する。   When the lower limit guard ret2 of the ignition timing is calculated in step 313, the process proceeds to step 314, the retard amount ret1 is compared with the lower limit guard ret2 of the retard amount, and the retard angle is set so that the ignition timing is set to the advance side. The smaller amount is calculated as the final retardation amount. Based on this retard amount, a sub-flowchart for calculating the ignition timing (sa2) is executed in step 315. A detailed description of the flowchart for calculating the ignition timing will be described later (see FIG. 6). Next, at step 315, the target air-fuel ratio trgAF2 is calculated based on FIG. When the air-fuel ratio is calculated in step 315, the process returns to the main routine. In step 108, the throttle opening is calculated based on the ignition timing sa2 and the target air-fuel ratio trgAF2.

後期暖機制御の点火時期sa3と目標空燃比trgAF3を算出するフローチャートを図5を用いて説明する。後期暖機制御では、理論空燃比を基準として強制的にリッチ/リーンに切り換える空燃比フィードバック制御を行うことによって、触媒内で発生する反応熱を利用して触媒を暖機温度に到達させる。   A flowchart for calculating the ignition timing sa3 and the target air-fuel ratio trgAF3 of the late warm-up control will be described with reference to FIG. In the late warm-up control, air-fuel ratio feedback control for forcibly switching to rich / lean based on the stoichiometric air-fuel ratio is performed, so that the catalyst reaches the warm-up temperature using reaction heat generated in the catalyst.

このフローチャートが実行されるとステップ321へ進み、点火時期と空燃比を算出する際に必要となるエンジン運転状態を算出する。エンジン運転状態のパラメータとして、点火時期と空燃比を算出する際に必要となるエンジン冷却温度と始動後の経過時間を検出する。ステップ322では、図10のようにエンジン冷却水温と始動時からの経過時間に基づいて遅角量ret1を算出する。この遅角量に基づいて、ステップ323では点火時期(sa3)を算出するサブフローチャートを実行する。点火時期を算出するフローチャートの詳細な説明は、後述する(図6参照)
ステップ324では、基準空燃比AFを設定する。これによって、空燃比フィードバック制御が実行され、全体としての空燃比が基準空燃比AFとなるように制御される。次に、ステップ325に進み、前サイクルの目標空燃比trgAF3はリッチであるか否かを判断する。ステップ325で、前サイクルの目標空燃比trgAF3がリッチである場合は、ステップ326に進み、目標空燃比trgAF3をリーン側に設定する。この時の目標空燃比trgAF3は、基準空燃比AFを基準としてΔKAF増やして設定される。また、ステップ325で、目標空燃比trgAF3がリッチでない場合には、ステップ327に進み、目標空燃比trgAF3をリッチ側に設定する。この時の目標空燃比trgAF3は、基準空燃比AFを基準としてΔKAF減らして設定される。このように、基準空燃比AFを中心として空燃比を強制的にリッチ/リーンに振幅させる制御を実行することによって、触媒内での排ガスの酸化・還元反応を促進させ、その反応により生じる反応熱を利用して、触媒の早期暖機を図っている。また、空燃比を検出する方法は、酸素濃度センサを用いても良い。
When this flowchart is executed, the process proceeds to step 321 to calculate an engine operating state necessary for calculating the ignition timing and the air-fuel ratio. As engine operating condition parameters, engine cooling temperature and elapsed time after start required for calculating the ignition timing and air-fuel ratio are detected. In step 322, the retard amount ret1 is calculated based on the engine coolant temperature and the elapsed time from the start as shown in FIG. Based on this retard amount, in step 323, a sub-flowchart for calculating the ignition timing (sa3) is executed. A detailed description of the flowchart for calculating the ignition timing will be given later (see FIG. 6).
In step 324, the reference air-fuel ratio AF is set. As a result, air-fuel ratio feedback control is executed, and control is performed so that the overall air-fuel ratio becomes the reference air-fuel ratio AF. Next, the routine proceeds to step 325, where it is determined whether or not the target air-fuel ratio trgAF3 of the previous cycle is rich. In step 325, if the target air-fuel ratio trgAF3 of the previous cycle is rich, the process proceeds to step 326, where the target air-fuel ratio trgAF3 is set to the lean side. The target air-fuel ratio trgAF3 at this time is set by increasing ΔK AF with reference to the reference air-fuel ratio AF. If the target air-fuel ratio trgAF3 is not rich in step 325, the process proceeds to step 327 and the target air-fuel ratio trgAF3 is set to the rich side. The target air-fuel ratio trgAF3 at this time is set by reducing ΔK AF with reference to the reference air-fuel ratio AF. In this way, by executing the control for forcibly rich / lean the air-fuel ratio around the reference air-fuel ratio AF, the oxidation / reduction reaction of the exhaust gas in the catalyst is promoted, and the reaction heat generated by the reaction Is used to warm up the catalyst early. Moreover, an oxygen concentration sensor may be used as a method for detecting the air-fuel ratio.

空燃比を算出するとメインルーチンに戻り、ステップ108で、これら点火時期sa3と目標空燃比trgAF3に基づきスロットル開度を算出する。   When the air-fuel ratio is calculated, the process returns to the main routine, and in step 108, the throttle opening is calculated based on the ignition timing sa3 and the target air-fuel ratio trgAF3.

次に、図6を用いて、点火時期を算出するフローチャートを説明する。このフローチャートが実行されると、ステップ10に進み、エンジン回転速度と吸入空気量から基本点火時期を算出する。この基本点火時期は、エンジン回転速度と吸入空気量との図示しないマップより基本点火時期を算出する。ステップ10で、基本点火時期を算出すると、ステップ20へ進み、触媒早期暖機における点火時期の遅角量を算出する。ステップ20で、触媒早期暖機制御における点火時期の遅角量を算出すると、ステップ30に進み、前ステップにより算出された点火時期を基に、最終的な点火時期を算出する。このフローチャートが実行されることによって、点火時期を算出することができる。   Next, a flowchart for calculating the ignition timing will be described with reference to FIG. When this flowchart is executed, the routine proceeds to step 10 where the basic ignition timing is calculated from the engine speed and the intake air amount. The basic ignition timing is calculated from a map (not shown) of the engine speed and the intake air amount. When the basic ignition timing is calculated in step 10, the process proceeds to step 20 to calculate the retard amount of the ignition timing in the early catalyst warm-up. When the retard amount of the ignition timing in the catalyst early warm-up control is calculated in step 20, the process proceeds to step 30, and the final ignition timing is calculated based on the ignition timing calculated in the previous step. By executing this flowchart, the ignition timing can be calculated.

次に、スロットル開度の算出方法を図8および図7を用いて説明する。図8はスロットル開度を算出するブロック図である。また、図7はスロットル開度を算出するフローチャートである。アイドル運転状態において、エンジン冷却水温、点火時期、空燃比、目標回転速度と実回転速度の回転速度の差分フィードバックにより最終のスロットル開度を設定している。   Next, a method for calculating the throttle opening will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a block diagram for calculating the throttle opening. FIG. 7 is a flowchart for calculating the throttle opening. In the idle operation state, the final throttle opening is set by feedback of the engine coolant temperature, ignition timing, air-fuel ratio, difference between the target rotational speed and the actual rotational speed.

アイドル運転状態において、ステップ110では、エンジン冷却水温に基づいてベーススロットル開度Th1を算出する。図8に示すようにエンジン冷却水温の上昇に伴い、ベーススロットル開度Th1は小さくなるように設定されている。   In the idling operation state, in step 110, the base throttle opening degree Th1 is calculated based on the engine coolant temperature. As shown in FIG. 8, the base throttle opening degree Th1 is set to be smaller as the engine coolant temperature rises.

ステップ110で、エンジン冷却水温に基づいてベーススロットル開度Th1を算出すると、ステップ111に進み、点火遅角量からスロットル開度の補正量Th2を算出する。冷間始動時では、触媒の早期暖機を図るために点火時期を遅角側に設定している。このように、点火時期を遅角に設定すると、排ガス温度が高くなるが、シリンダ内で最適な燃焼が行われないため発生するトルクが小さくなりエンジン回転速度が不安定となる。このため、図8に示すように、点火時期が遅角側になるに伴い、スロットル開度の補正量Th2は大きくなるように設定されている。   When the base throttle opening degree Th1 is calculated based on the engine coolant temperature in step 110, the routine proceeds to step 111, where the correction amount Th2 of the throttle opening degree is calculated from the ignition retard amount. At the cold start, the ignition timing is set to the retard side in order to warm up the catalyst early. As described above, when the ignition timing is set to the retarded angle, the exhaust gas temperature becomes high, but since the optimum combustion is not performed in the cylinder, the generated torque becomes small and the engine rotation speed becomes unstable. Therefore, as shown in FIG. 8, the throttle opening correction amount Th2 is set to increase as the ignition timing becomes retarded.

ステップ111で、点火時期の遅角量に基づいてスロットル開度の補正を行うと、ステップ112で空燃比センサが活性しているか否かを判断する。空燃比センサが活性している場合は、ステップ113へ進み、図8に示すように目標空燃比に基づいてスロットル開度補正量Th3を算出する。目標空燃比がリーン側になるに伴い、スロットル開度の補正量Th3は大きくなるように設定されている。また、ステップ112で空燃比センサが活性していない場合には、ステップ114へ進み、スロットル開度補正をゼロとして、目標空燃比によるスロットル開度補正を行わない。   When the throttle opening is corrected based on the retard amount of the ignition timing in step 111, it is determined in step 112 whether or not the air-fuel ratio sensor is active. If the air-fuel ratio sensor is active, the routine proceeds to step 113, where the throttle opening correction amount Th3 is calculated based on the target air-fuel ratio as shown in FIG. The throttle opening correction amount Th3 is set to increase as the target air-fuel ratio becomes leaner. On the other hand, if the air-fuel ratio sensor is not active in step 112, the routine proceeds to step 114 where the throttle opening correction is set to zero and the throttle opening correction based on the target air-fuel ratio is not performed.

ステップ115では、目標アイドル回転速度と実際に計測した実エンジン回転速度との差からフィードバック補正を行うためのスロットル開度Th4を算出する。ステップ116で、ステップ110から115までに算出したスロットル開度より最終的なスロットル開度を算出する。   In step 115, the throttle opening degree Th4 for performing feedback correction is calculated from the difference between the target idle speed and the actually measured actual engine speed. In step 116, the final throttle opening is calculated from the throttle opening calculated in steps 110 to 115.

このように、アイドル運転状態において、エンジン冷却水温、点火時期、空燃比、目標回転速度と実回転速度の回転速度の差分フィードバックによりスロットル開度の設定を行う。   As described above, in the idling operation state, the throttle opening is set by feedback of the engine cooling water temperature, ignition timing, air-fuel ratio, difference between the target rotational speed and the actual rotational speed.

以上説明した実施形態1によれば、触媒が暖機温度に到達するまでの触媒の活性度合いに応じて、点火時期を遅角制御し、吸入空気量を調整することにより触媒が暖機した活性状態に到達するまでのエミッションを低減することができる。また、触媒の活性度合いに応じて触媒早期暖機制御を実行することによって、触媒の暖機促進も図っている。   According to the first embodiment described above, the activity in which the catalyst is warmed up by retarding the ignition timing and adjusting the intake air amount according to the degree of activity of the catalyst until the catalyst reaches the warm-up temperature. Emissions until reaching the state can be reduced. Further, catalyst warm-up is promoted by executing catalyst early warm-up control in accordance with the degree of catalyst activity.

[第2の実施形態]
第1の実施形態では、触媒温度の変化量が所定値よりも小さい場合に、触媒暖機制御を中期段階から後期段階に切り換えていた。第2の実施形態では、触媒温度を推定して、この触媒温度が実際に推定又は検出した排ガス温度よりも大きい場合に、触媒暖機制御を中期段階から後期段階に切り換える点が第1の実施形態と異なる点である。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, when the amount of change in the catalyst temperature is smaller than a predetermined value, the catalyst warm-up control is switched from the middle stage to the latter stage. In the second embodiment, the catalyst temperature is estimated, and when the catalyst temperature is higher than the actually estimated or detected exhaust gas temperature, the catalyst warm-up control is switched from the middle stage to the latter stage. It is different from the form.

第2の実施形態について図12を用いて説明する。このフローチャートが実行されると、ステップ200で、アイドル運転状態であるか否かを判断する。アイドル運転状態でない場合では、この制御を行わないために、フローチャートを終了する。   A second embodiment will be described with reference to FIG. When this flowchart is executed, it is determined in step 200 whether or not the engine is in an idle operation state. In the case where the engine is not in the idling operation state, the flowchart is ended in order not to perform this control.

ステップ200で、アイドル運転状態である判断すると、ステップ201に進み触媒温度Tと排ガス温度T_exを検出する。この時、触媒温度Tを推定値は以下の式で求める事ができる。   If it is determined in step 200 that the engine is in the idling state, the process proceeds to step 201, where the catalyst temperature T and the exhaust gas temperature T_ex are detected. At this time, the estimated value of the catalyst temperature T can be obtained by the following equation.

T=k×∫(排ガス温度×排ガス流量)dt+始動時の触媒温度
この式の排ガス流量は吸入空気量より推定した推定値、排ガス温度は実測または推定値、始動時の触媒温度は始動時のエンジン冷却水温より推定する。また、触媒温度Tは、触媒温度センサによって直接検出しても良い。また、排ガス温度T_exは推定しても良い。排ガス温度T_exの推定は以下の式で求める事ができる。
T = k × ∫ (exhaust gas temperature × exhaust gas flow rate) dt + catalyst temperature at start-up The exhaust gas flow rate in this equation is an estimated value estimated from the intake air amount, the exhaust gas temperature is measured or estimated, and the catalyst temperature at start-up is the catalyst temperature at start-up Estimated from engine coolant temperature. Further, the catalyst temperature T may be directly detected by a catalyst temperature sensor. Further, the exhaust gas temperature T_ex may be estimated. The estimation of the exhaust gas temperature T_ex can be obtained by the following equation.

T_ex=始動時水温+F(点火時期、積算排ガス流量)
この式の始動時水温は、エンジン冷却水温である。また、F(点火時期、積算排ガス流量)は、点火時期や、始動時からの積算排ガス量をパラメータとして計算された値である。また、排ガス温度を検出する方法は、排気管に設定された排ガス温度センサによって直接行う。
T_ex = starting water temperature + F (ignition timing, accumulated exhaust gas flow rate)
The start-up water temperature of this type is the engine coolant temperature. Further, F (ignition timing, integrated exhaust gas flow rate) is a value calculated using the ignition timing and the integrated exhaust gas amount from the starting time as parameters. The method for detecting the exhaust gas temperature is directly performed by an exhaust gas temperature sensor set in the exhaust pipe.

ステップ201で、触媒温度Tと排ガス温度T_exを推定又は検出すると、ステップ202へ進み、触媒温度Tが触媒暖機の完了温度T_end以内であるか否かを判断する。触媒温度Tが、触媒暖機温度T_endに達している場合には、触媒が充分に活性していると判断しこのフローチャートを終了する。   When the catalyst temperature T and the exhaust gas temperature T_ex are estimated or detected in step 201, the process proceeds to step 202, and it is determined whether or not the catalyst temperature T is within the catalyst warm-up completion temperature T_end. If the catalyst temperature T has reached the catalyst warm-up temperature T_end, it is determined that the catalyst is sufficiently active, and this flowchart is ended.

ステップ202で、触媒温度Tが触媒暖機の完了温度T_end以下であると判断されたとき、ステップ203に進み、触媒温度Tが、触媒が浄化し始めたか否かを判定するための判定温度T1以下であるか否かを判断する。ステップ203で、触媒温度Tが判定温度T1以下であると判断された場合、ステップ204へ進み、第1の実施形態と同様に初期暖機制御の点火時期sa1と目標空燃比trgAF1を算出するフローチャートを実行する。初期暖機制御における、触媒を早期活性するために最適な点火時期sa1と目標空燃比trgAF1を算出し終えると、ステップ208へ進み、図8と図7に基づいてスロットル開度を算出する。   When it is determined in step 202 that the catalyst temperature T is equal to or lower than the catalyst warm-up completion temperature T_end, the process proceeds to step 203, and a determination temperature T1 for determining whether or not the catalyst temperature T has started to be purified. It is determined whether or not: When it is determined in step 203 that the catalyst temperature T is equal to or lower than the determination temperature T1, the process proceeds to step 204, and a flowchart for calculating the ignition timing sa1 and the target air-fuel ratio trgAF1 of the initial warm-up control as in the first embodiment. Execute. When the optimal ignition timing sa1 and the target air-fuel ratio trgAF1 for activating the catalyst early in the initial warm-up control are calculated, the routine proceeds to step 208, and the throttle opening is calculated based on FIGS.

ステップ203で、触媒温度Tが判定温度T1より高いと判断された場合は、ステップ205へ進み、推定または検出した排ガス温度T_exと触媒温度Tとの比較を行う。触媒温度Tが排ガス温度T_exより低い場合には、触媒制御中期であると判断して、触媒の活性度合いに応じて点火時期と空燃比を設定することによって、吸入空気量の制限を行う。   If it is determined in step 203 that the catalyst temperature T is higher than the determination temperature T1, the process proceeds to step 205, where the estimated or detected exhaust gas temperature T_ex is compared with the catalyst temperature T. When the catalyst temperature T is lower than the exhaust gas temperature T_ex, it is determined that the catalyst control is in the middle period, and the intake air amount is limited by setting the ignition timing and the air-fuel ratio according to the degree of catalyst activity.

また、排ガス温度T_exより触媒温度Tが高い場合には、排ガスの酸化・還元反応を促進させる制御を実行することにより触媒内で反応熱を発生させ、この発生した反応熱を利用して触媒の暖機を図っている。   Further, when the catalyst temperature T is higher than the exhaust gas temperature T_ex, the reaction heat is generated in the catalyst by executing the control for promoting the oxidation / reduction reaction of the exhaust gas, and the generated reaction heat is used to generate the reaction heat of the catalyst. We are trying to warm up.

ステップ205で、排ガス温度T_exより触媒温度Tが低い場合は、ステップ206へ進み、中期暖機制御の点火時期sa2と目標空燃比trgAF2を算出するフローチャートを実行する。ステップ206で、中期暖機制御における、触媒の活性度合いに応じた最適な点火時期と空燃比を算出し終えると、ステップ208へ進み、図8と図7に基づいてスロットル開度を算出する。   If the catalyst temperature T is lower than the exhaust gas temperature T_ex in step 205, the process proceeds to step 206, and a flowchart for calculating the ignition timing sa2 and the target air-fuel ratio trgAF2 of the medium-term warm-up control is executed. In step 206, when calculation of the optimal ignition timing and air-fuel ratio corresponding to the degree of catalyst activity in the medium-term warm-up control is completed, the routine proceeds to step 208, where the throttle opening is calculated based on FIG. 8 and FIG.

ステップ205で、排ガス温度T_exより触媒温度Tが高い場合には、ステップ207へ進み、後期暖機制御の点火時期sa3と目標空燃比trgAF3を算出するフローチャートを実行する。ステップ207で、後期暖機制御における、触媒の浄化に合わせた最適な点火時期と空燃比を算出し終えると、ステップ208へ進み、図8と図7に基づいてスロットル開度を算出する。   If the catalyst temperature T is higher than the exhaust gas temperature T_ex in step 205, the process proceeds to step 207, and the flowchart for calculating the ignition timing sa3 and the target air-fuel ratio trgAF3 for the late warm-up control is executed. In step 207, when calculation of the optimal ignition timing and air-fuel ratio in accordance with the purification of the catalyst in the late warm-up control is completed, the routine proceeds to step 208, where the throttle opening is calculated based on FIG. 8 and FIG.

以上説明した実施形態2によれば、触媒が暖機温度に到達するまでの触媒の活性度合いに応じて、点火時期を遅角制御し、吸入空気量を調整することにより触媒が暖機した活性状態に到達するまでのエミッションを低減することができる。また、触媒の活性度合いに応じて触媒早期暖機制御を実行することによって、触媒の暖機促進も図っている。   According to the second embodiment described above, the activity in which the catalyst is warmed up by retarding the ignition timing and adjusting the intake air amount in accordance with the degree of activity of the catalyst until the catalyst reaches the warming-up temperature. Emissions until reaching the state can be reduced. Further, catalyst warm-up is promoted by executing catalyst early warm-up control in accordance with the degree of catalyst activity.

また、本実施例1,2において、触媒温度Tが約300度になると吸入空気量を制限したが、応答性の遅れを考慮して触媒温度が約300度に到達する前に吸入空気量を制限しても良い。   In the first and second embodiments, the intake air amount is limited when the catalyst temperature T reaches about 300 degrees, but the intake air amount is reduced before the catalyst temperature reaches about 300 degrees in consideration of delay in response. You may restrict.

本実施形態の構成図である。It is a block diagram of this embodiment. 実施形態1における触媒早期暖制御を行う際のフローチャートである。4 is a flowchart when performing catalyst early warming control in the first embodiment. 初期暖機制御における点火時期と空燃比を算出するフローチャートである。3 is a flowchart for calculating an ignition timing and an air-fuel ratio in initial warm-up control. 中期暖機制御における点火時期と空燃比を算出するフローチャートである。5 is a flowchart for calculating an ignition timing and an air-fuel ratio in medium-term warm-up control. 後期暖機制御における点火時期と空燃比を算出するフローチャートである。7 is a flowchart for calculating an ignition timing and an air-fuel ratio in late warm-up control. 点火時期を算出するフローチャートである。It is a flowchart which calculates ignition timing. スロットル開度を算出する際のフローチャートである。It is a flowchart at the time of calculating a throttle opening. スロットル開度を算出する際のブロック図である。It is a block diagram at the time of calculating a throttle opening. 中期暖機制御における遅角量の下限ガードを表すマップである。It is a map showing the lower limit guard of the retard amount in the medium-term warm-up control. 遅角量を算出するマップである。3 is a map for calculating a retard amount. 空燃比を算出するマップである。It is a map which calculates an air fuel ratio. 実施形態2における触媒早期暖制御を行う際のフローチャートである。6 is a flowchart when performing catalyst early warming control in the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11 エンジン
16 触媒
17 インジェクタ
18 点火プラグ
20 空燃比センサ
21 ECU
23 エンジン回転速度センサ
25 アイドルセンサ
11 Engine 16 Catalyst 17 Injector 18 Spark plug 20 Air-fuel ratio sensor 21 ECU
23 Engine rotation speed sensor 25 Idle sensor

Claims (4)

基本点火時期を算出する基本点火時期算出手段と、
内燃機関の排ガスを浄化する触媒の早期暖機制御における点火時期の遅角量を算出する遅角量算出手段と、
前記基本点火時期を前記遅角量に基づいて補正し、補正された点火時期で点火制御する点火時期制御手段と、
前記遅角量算出手段により算出された遅角量に基づいて前記内燃機関に吸入される吸入空気量を増量させる空気量増量手段とを備えた内燃機関の触媒早期暖機制御装置において、
前記触媒の温度に基づいて前記触媒の活性度合いを検出し、前記触媒の温度が前記触媒が活性していない状態から活性し始める状態であると判断される所定の温度になると、前期触媒が活性し始めたと判断する活性度合い検出手段と、
前記活性度合い検出手段により前記触媒が活性し始めたと判断されると、前記触媒に流れる排ガス量を抑制するために、前記触媒の温度に基づいて前記遅角量の下限ガードを算出し、前記遅角量と前記下限ガードとを比較し、前記点火時期が進角側に設定されるように遅角量が小さい方を最終的な遅角量とし、前記最終的な遅角量に基づいて算出される点火時期に基づいて前記内燃機関に吸入される吸入空気量を制限する空気量制限手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の触媒早期暖機制御装置。
Basic ignition timing calculating means for calculating basic ignition timing;
A retard amount calculating means for calculating a retard amount of the ignition timing in the early warm-up control of the catalyst for purifying the exhaust gas of the internal combustion engine;
Ignition timing control means for correcting the basic ignition timing based on the retard amount and performing ignition control with the corrected ignition timing;
In the catalyst early warm-up control device for an internal combustion engine, comprising an air amount increasing means for increasing the intake air amount sucked into the internal combustion engine based on the retard amount calculated by the retard amount calculating means,
The degree of activity of the catalyst is detected based on the temperature of the catalyst. When the temperature of the catalyst reaches a predetermined temperature at which it is determined that the catalyst starts to be activated from the inactive state, the previous catalyst is activated. An activity level detection means for determining that it has started ,
More said catalyst is determined to have begun to active the active degree detecting means, in order to suppress the amount of exhaust gas flowing into the catalyst, calculates a lower limit guard of the retard amount based on the temperature of the catalyst, the Comparing the retard amount with the lower limit guard, the smaller retard amount is set as the final retard amount so that the ignition timing is set to the advance side, and based on the final retard amount An early catalyst warm-up control device for an internal combustion engine, comprising: an air amount restriction means for restricting an intake air amount sucked into the internal combustion engine based on a calculated ignition timing .
前記空気量制限手段は、点火時期および空燃比に基づいて吸入空気量を制限することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の触媒早期暖機制御装置。 The air amount limitation means, fast catalyst warm-up control device for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that to limit the intake air amount based on the beauty air Oyo ignition timing. 前記触媒上流の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段を備え、
触媒温度の変化量が所定値よりも小さい場合に、前記空燃比制御手段によって、所定の周期と振幅で空燃比を強制的に変動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の触媒早期暖機制御装置。
Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio upstream of the catalyst to a target air-fuel ratio,
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein when the amount of change in the catalyst temperature is smaller than a predetermined value, the air-fuel ratio is forcibly changed with a predetermined cycle and amplitude by the air-fuel ratio control means. Catalyst early warm-up control device.
前記触媒上流の空燃比を目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、
排ガス温度を推定する排ガス温度推定手段とを備え、
前記排ガス温度推定手段により推定された排ガス温度よりも前記触媒の温度が高くなった場合に、前記空燃比制御手段によって、所定の周期と振幅で空燃比を強制的に変動させることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一つに記載の内燃機関の触媒早期暖機制御装置。
Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio upstream of the catalyst to a target air-fuel ratio;
An exhaust gas temperature estimating means for estimating the exhaust gas temperature,
When the temperature of the catalyst becomes higher than the exhaust gas temperature estimated by the exhaust gas temperature estimating means, the air-fuel ratio is forcibly changed at a predetermined cycle and amplitude by the air-fuel ratio control means. The catalyst early warm-up control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 .
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