JP5029565B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に、遅角制御によって触媒暖機制御を行うエンジンの制御装置に関する。

エンジンの燃焼室における燃料の燃焼に伴って燃焼室から排出される排気ガスには、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）および未燃の炭化水素（ＨＣ）等の有害物質が含まれている。そのため、エンジンを搭載した車両には、上記有害物質の大気中への放出を防ぐために、排気ガスの排出経路中に設けられた触媒コンバータに上記有害物質を無害化するための触媒が収納されている。

しかしながら、上記有害物質に対する触媒の排気ガス処理性能は、触媒の温度に依存することが知られている。例えば、触媒は、触媒の温度が約４００℃から約５００℃にかけての高温領域においては、高い排気ガス処理性能を有する。一方、触媒の温度が室温近傍である約２５℃前後の常温領域においては、触媒の排気ガス処理性能は、高温領域に対して著しく低いものとなる。

このため、エンジンの運転を開始した直後等の冷間運転時においては、触媒は暖機されておらず、上述したように常温領域においては触媒の排気ガス処理性能が低いため、上記有害物質を十分に処理することができず、上記有害物質の大気中への放出量が増加するという問題があった。したがって、エンジンの運転を開始した直後等においても上記有害物質を十分に処理するためには、触媒が高い排気ガス処理性能を有する高温領域まで、触媒の昇温を促進させる、いわゆる触媒暖機制御を行う必要があった。

このような触媒暖機制御を行うものとして、触媒が暖機されていない状態において、エンジンの点火時期を遅角側に変更するいわゆる点火時期遅角制御を行うことによって触媒の昇温を促進するエンジンの制御装置がある。

具体的には、上記エンジンの制御装置は、エンジンの点火時期を遅角側に変更して、点火から排気までの時間を短くすることによって、未燃の混合気を排気路中に排気する。したがって、排気路中で未燃の混合気が燃焼し、高温の排気ガスが触媒に供給されることによって、触媒の昇温が促進される。

ところが、通常は、圧力上昇までに要する時間を考慮して、混合気の圧縮率が最大になる前に点火するのに対し、点火時期を遅角させると、点火させない場合よりも圧縮率が大きい状態で点火するので、点火プラグの近傍に燃料濃度が過剰に増大した領域が生成された状態で点火する場合がある。理想的な空燃比を超えた混合気では火炎が正常に伝播しないため、燃焼状態が不安定となることによってトルクが変動して、エンジン回転数が変動する。

そこで、クランクシャフトの角速度の変動が予め定められた範囲内に収まるようにエンジンの点火時期を制御し、トルクの変動が大きくなることによる車両の振動や走行速度の急激な変動を防ぐエンジンの制御装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平１１−１０７８３８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のエンジンの制御装置にあっては、クランクシャフトの角速度の変動が予め定められた範囲内に収まるように制御するものの、エンジンの点火時期を遅角側に変更する制御自体は行われるため、車両の振動や走行速度の変動を確実に防止することができないという問題があった。

また、このエンジンの制御装置は、エンジンの出力軸であるクランクシャフトの角速度の変動が予め定められた範囲内に収まるように制御を行うため、本来、点火時期を遅角させて変動を抑制する必要のない程度の微細な変動に対しても、点火時期遅角制御を実行してしまい、車両を制御する電子制御装置（Electronic Control Unit）に不要な負担をかけるという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、遅角制御によって触媒暖機制御を行うエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両の制御装置は、上記目的達成のため、（１）エンジンの点火時期を遅角側に制御する遅角制御手段と、エンジンの出力軸の回転数をエンジン回転数として検出するエンジン回転数検出手段と、前記エンジン回転数に基づいて前記エンジン回転数の変動幅を算出するエンジン回転数変動幅算出手段と、前記エンジン回転数の変動幅が予め定められた範囲にあるか否かを判定するエンジン回転数変動幅判定手段と、前記エンジンにおいて発生した動力の駆動輪への伝達状態が、前記動力の伝達を可能とする動力伝達状態であるか、前記動力の伝達を不可とする動力非伝達状態であるかを検出する伝達状態検出手段と、前記エンジンの冷却水温、前記エンジンに供給される燃料の圧力、前記エンジン回転数、前記エンジンのアイドル運転継続時間、大気圧と標準大気圧との比を表す大気圧補正係数、前記エンジンに作用する外部負荷、および車両を所定車速で走行させる所定の走行制御の実行有無のそれぞれを、エンジン状態パラメータとして取得するパラメータ取得手段と、前記エンジン状態パラメータのそれぞれが所定の基準を満たすか否かを判定するパラメータ判定手段と、前記パラメータ判定手段によって前記エンジン状態パラメータのそれぞれが前記所定の基準を満たさないと判定された場合に前記遅角制御手段による前記点火時期の遅角側への制御を禁止する遅角禁止手段と、を備え、前記遅角禁止手段は、前記伝達状態検出手段によって前記伝達状態が動力伝達状態であると検出され、かつ前記パラメータ判定手段により前記エンジン状態パラメータのそれぞれが前記所定の基準を満たすと判定された場合であっても、前記エンジン回転数変動幅判定手段によって前記エンジン回転数の変動幅が予め定められた範囲にないと判定された場合には、前記遅角制御手段による前記点火時期の遅角側への制御を禁止するよう構成する。

この構成により、本発明に係るエンジンの制御装置は、エンジン回転数の変動幅が予め定められた範囲にない場合には、点火時期の遅角側への制御を禁止して、エンジン回転数の変動を抑制することができるので、点火時期遅角制御による車両の走行状態の乱れを防止することができる。さらに、本発明に係るエンジンの制御装置は、エンジン回転数の変動幅が予め定められた範囲にない場合には、点火時期の遅角側への制御を禁止することにより、不要な遅角制御を行わないので、ＥＣＵに対する負担の増大を抑制することができる。

また、本発明に係るエンジンの制御装置は、動力伝達状態である場合に、エンジン回転数の変動幅が予め定められた範囲にないときには、点火時期の遅角側への制御を禁止する。したがって、動力の伝達が可能な動力伝達状態においても、エンジン回転数の変動を伴う遅角制御を中止させることができるので、駆動輪に動力の変動が伝達されることを防止でき、車両の飛び出しや振動といった走行状態の乱れを防止することができる。

本発明によれば、エンジンの回転数に基づいて遅角制御を中止させることができ、触媒暖機制御による車両の走行状態の乱れを防止するエンジンの制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載した車両の構成を、図１に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載した車両の概略ブロック構成図である。

図１に示す車両１０は、エンジン前置型後輪駆動車（ＦＲ：Front engine Rear drive）である。なお、本発明に係るエンジンの制御装置は、エンジン前置型後輪駆動車以外の車両に搭載してもよい。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両１０は、動力源としてのエンジン１１と、エンジン１１において発生した動力を伝達する出力軸としてのクランクシャフト１２と、エンジン１１において発生した動力を伝達するとともに車両１０の走行状態に応じた変速段を選択する自動変速機（Ａ／Ｔ：Automatic Transmission）２０と、Ａ／Ｔ２０を油圧により制御するための油圧制御装置３０と、Ａ／Ｔ２０によって伝達された動力を伝達するプロペラシャフト２１と、プロペラシャフト２１によって伝達された動力を伝達するディファレンシャル機構４０と、ディファレンシャル機構４０によって伝達された動力を伝達する駆動軸としてのドライブシャフト４１Ｌ、４１Ｒと、ドライブシャフト４１Ｌ、４１Ｒによって伝達された動力を用いて回転することにより車両１０を駆動させる駆動輪４２Ｌ、４２Ｒと、を備えている。

さらに、車両１０は、エンジン１１と連結されエンジン１１の駆動に伴って発電を行うオルタネータ１３および蓄電池としてのバッテリ１４により構成される電源装置１５と、Ａ／Ｔ２０における動力の伝達状態および変速段を切り替えるためのシフトレバー１７と、車両１０全体を制御するための車両用電子制御装置としてのＥＣＵ１００と、を備えている。また、車両１０には、図示しない各種センサが設けられている。各種センサは、検出した検出信号を、ＥＣＵ１００に入力するようになっている。

エンジン１１は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料と空気との混合気を、後述するシリンダの燃焼室内で燃焼させることによって動力を出力する公知の動力装置により構成されている。エンジン１１は、燃焼室内で混合気の燃焼を断続的に繰り返すことによりシリンダ内のピストンを往復動させ、ピストンと動力伝達可能に連結されたクランクシャフト１２を回転させることにより、Ａ／Ｔ２０に動力を伝達するようになっている。

オルタネータ１３は、図示しないベルトにより、エンジン１１のクランクシャフトプーリとオルタネータ１３が備えるプーリとが連結されるように構成されている。オルタネータ１３は、ベルトを介して伝達されたエンジン１１の動力によりプーリを回転させることによって、公知の発電機で発電し、エアーコンディショナー等の作動に伴い必要になる電力をバッテリ１４に供給するようになっている。したがって、オルタネータ１３は、原則としてエンジン１１が運転を停止している場合には、発電を行わないようになっている。なお、オルタネータ１３は交流電流を発生させるものであるが、車両１０において用いられる電流は直流電流であるため、オルタネータ１３は発生させた交流電流を直流電流に変換する整流回路を備えている。

バッテリ１４は、ＥＣＵ１００、エアーコンディショナー、およびオーディオシステムといった車両１０内の電気機器に電力を供給するための電源であって、特に、エンジン始動時に必要となる大電力を供給するものであり、蓄電池が好適に用いられる。バッテリ１４は、例えば鉛バッテリ、ニッケルバッテリ、リチウムイオン電池といった種々の蓄電池を用いることができる。また、バッテリ１４は、複数設けられていても良いが、本実施の形態に係る車両１０においては、バッテリ１４は１つ設けられている構成とした。

シフトレバー１７は、Ａ／Ｔ２０における動力伝達状態または変速段の切替時に、運転者によって切替操作されるようになっている。シフトレバー１７は、運転者によって、前進位置（Ｄレンジ）、後進位置（Ｒレンジ）、駐車位置（Ｐレンジ）、および中立位置（Ｎレンジ）のいずれかの切替状態に切り替えられるように構成されている。

なお、シフトレバー１７の切替状態が、ＤレンジまたはＲレンジである場合には、Ａ／Ｔ２０は、エンジン１１において発生した動力を伝達させる状態である動力伝達状態であり、ＰレンジまたはＮレンジである場合には、車両１０は、上記動力を伝達させない状態である動力非伝達状態であるものとする。

Ａ／Ｔ２０は、図示しない複数の遊星歯車装置を備えている。これらの遊星歯車装置は、油圧アクチュエータによって係合制御される複数の摩擦要素としてのクラッチおよびブレーキを有している。

また、これらのクラッチおよびブレーキは、油圧制御装置３０が有するトランスミッションソレノイドおよびリニアソレノイドの励磁、非励磁や、マニュアルバルブによって切り替えられる油圧回路の状態に応じて、係合状態および解放状態のいずれか一方の状態をとるようになっている。したがって、Ａ／Ｔ２０は、これらのクラッチおよびブレーキの係合状態および解放状態の組み合わせに応じた変速段をとるようになっている。

このような構成により、Ａ／Ｔ２０は、エンジン１１の動力として入力されるクランクシャフト１２の回転を所定の変速比γで減速あるいは増速してプロペラシャフト２１に伝達する有段式の変速機であり、シフトレバー１７の切替状態のうちのいずれかに対応する動力伝達状態および変速段を成立させ、各変速段に応じた速度変換がなされるようになっている。

Ａ／Ｔ２０は、走行状態に応じてＥＣＵ１００に制御されることにより、変速段を変更するようになっている。さらに、Ａ／Ｔ２０は、ＥＣＵ１００がシフトセンサ８２によって検出したシフトレバー１７の切替状態に応じて、変速段を変更するようになっている。なお、Ａ／Ｔ２０は、シフトレバー１７の切替状態がＰレンジである場合には、図示しないパーキングロック機構によって、プロペラシャフト２１の回転を機械的に禁止するように構成されている。

油圧制御装置３０は、複数のトランスミッションソレノイドＳ、リニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵを有し、ＥＣＵ１００によって制御され、油圧によりＡ／Ｔ２０を制御するようになっている。複数のトランスミッションソレノイドＳは、Ａ／Ｔ２０が各変速段を互いに切り替える場合に作動するようになっている。リニアソレノイドＳＬＴは、ライン圧制御および図示しないアキュムレータの背圧制御を行うようになっている。

また、複数のトランスミッションソレノイドＳおよびリニアソレノイドＳＴＬ、ＳＬＵの作動状態に応じて、ライン圧を元圧とする油圧によりＡ／Ｔ２０の複数の摩擦要素が選択的に係合あるいは解放されるようになっている。油圧制御装置３０は、これらの摩擦要素の係合および解放の組み合わせによって、クランクシャフト１２とプロペラシャフト２１との回転数の比を変更し、Ａ／Ｔ２０に所望の変速段を構成させるようになっている。

ディファレンシャル機構４０は、カーブ等を走行する場合に、駆動輪４２Ｌと駆動輪４２Ｒとの回転数の差を許容するものである。ディファレンシャル機構４０は、プロペラシャフト２１の回転により伝達された動力を、ドライブシャフト４１Ｌ、４１Ｒを回転させることによって駆動輪４２Ｌ、４２Ｒに伝達するようになっている。

駆動輪４２Ｌ、４２Ｒは、ドライブシャフト４１Ｌ、４１Ｒによって伝達された動力により回転し、路面との摩擦作用によって、車両１０を駆動させるようになっている。

ＥＣＵ１００は、中央処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）、書き換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力インターフェース回路（いずれも図示しない）を有している。

さらに、ＥＣＵ１００は、バッテリ１４と、エンジン回転数センサ８１と、シフトセンサ８２と、駆動軸回転数センサ８３とに接続されている。

エンジン回転数センサ８１は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、クランクシャフト１２の回転数をエンジン回転数Ｎｅとして検出して、検出したエンジン回転数Ｎｅを表す検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。

シフトセンサ８２は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、シフトレバー１７が、複数の切替状態のうちいずれの切替状態にあるかを検出し、シフトレバー１７の切替状態を表す検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。

駆動軸回転数センサ８３は、ＥＣＵ１００によって制御されることにより、ドライブシャフト４１Ｌまたは４１Ｒの回転数を検出し、ドライブシャフト４１Ｌまたは４１Ｒの回転数を表す検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。なお、ＥＣＵ１００は、駆動軸回転数センサ８３によって入力された上記検出信号に基づいて、車両１０の走行速度を算出するようになっている。

次に、エンジン１１のシリンダ周辺の詳細な構成について、図２に基づいて説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係る車両１０におけるエンジン１１のシリンダ周辺の構成を表す概略ブロック構成図である。

エンジン１１は、複数の気筒からなる燃焼部５０と、燃焼部５０に燃料を供給する燃料供給部６０と、空気等の気体を燃焼部５０に供給する吸気部７０と、燃焼部５０における混合気の燃焼によって生成した排気ガスを車外へ排出する排気部７５とを有している。

燃焼部５０は、シリンダブロック５１と、図２におけるシリンダブロック５１の上部に固定されたシリンダヘッド５２と、シリンダブロック５１とシリンダヘッド５２とにより形成された空間に往復動可能に収容されたピストン５３とを備えている。また、シリンダブロック５１とシリンダヘッド５２とピストン５３とによって、燃焼室５４が形成されている。

シリンダブロック５１には、冷却水を内包し、内包した冷却水とシリンダブロック５１との温度差を利用してシリンダブロック５１を冷却するためのウォータジャケット５１ｗが設けられている。さらに、シリンダブロック５１には、燃焼室５４におけるノッキングを検出するノッキングセンサ５９ｎと、ウォータジャケット５１ｗを流通する冷却水の温度を検出するための冷却水温度センサ５９ｃとが取り付けられている。

ノッキングセンサ５９ｎは、圧力が加わると電気を発生する公知の圧電素子を有している。ノッキングセンサ５９ｎは、燃焼室５４内で発生したノッキングに伴う衝撃波によるシリンダブロック５１の振動を圧電素子によって検出し、検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。これにより、ＥＣＵ１００は、ノッキングセンサ５９ｎによって入力された検出信号に基づいて、ノッキングが発生しているか否かを判定して、点火時期を遅角側に制御する等の対応を行うこととなる。なお、ノッキングセンサ５９ｎは、ノッキングを効果的に検出できるよう、シリンダブロック５１の外壁面に装着されている。

冷却水温度センサ５９ｃは、例えば、優れた温度特性を有するサーミスタを有している。サーミスタは、ＥＣＵ１００に接続されており、エンジン１１を冷却する冷却水の温度に応じた抵抗値を検出し、検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。なお、冷却水温度センサ５９ｃは、ウォータジャケット５１ｗを流通する冷却水の温度を検知するよう、シリンダブロック５１の外壁面に装着されている。

シリンダヘッド５２には、空気を燃焼室５４へ導入するための吸気弁５５と、排気ガスを排気部７５へ排出するための排気弁５６と、燃焼室５４内の混合気に点火するための点火プラグ５８と、燃料を燃焼室５４内へ噴射するためのインジェクタ５７とが設けられている。

ピストン５３は、クランクシャフト１２に動力伝達可能に連結されており、燃料の燃焼によって往復動し、この往復動をクランクシャフト１２に伝達するようになっている。

吸気弁５５および排気弁５６は、クランクシャフト１２とタイミングベルトを介して連結しており、クランクシャフト１２の回転に伴い、所望のタイミングで開閉を行うようになっている。

インジェクタ５７は、図示しないソレノイドコイルおよびニードルバルブを有しており、ＥＣＵ１００によってソレノイドコイルに所望のタイミングで通電されるとニードルバルブを開くように構成されている。インジェクタ５７は、ニードルバルブを開くことによって、燃焼室５４内に所望のタイミングで燃料を噴射するようになっている。

点火プラグ５８は、プラチナやイリジウム合金の電極を有する公知の点火プラグである。点火プラグ５８は、ＥＣＵ１００によって所望のタイミングで上記電極に通電されて放電を発生させることにより、インジェクタ５７によって燃焼室５４内に噴射された燃料に、所望のタイミングで点火するようになっている。

ここで、ノッキングについて説明する。燃焼室５４において混合気が正常に燃焼する場合には、点火プラグ５８が混合気に点火することによって発生した火炎が、点火位置から燃焼室５４内に広がっていき、燃焼室５４内全体に行き渡る。

しかし、例えばターボエンジンのように、混合気の圧縮率が高く燃焼室５４内が高温高圧になりやすいエンジンにおいては、点火位置から広がる火炎によって燃焼室５４の壁面に押し付けられた混合気は、さらに高温高圧状態になり、自己発火する。この自己発火に伴う圧力波と、点火プラグ５８によって最初に発生した発火に伴う圧力波が衝突して圧力が急上昇し、燃焼室５４内の至る所で自然発火が発生する。この多数の自然発火に伴い発生する衝撃波が、シリンダブロック５１等の耐久性を損なう原因となる。さらに、燃焼室５４の内壁面に生成されている断熱層が衝撃波によって消滅し、シリンダブロック５１等への熱伝達率が急激に増大して、シリンダブロック５１等に熱的影響を与える原因にもなる。このような現象をノッキングという。

また、低オクタン価のガソリンは自己発火性が高いため、低オクタン価のガソリンを使用したエンジンの場合にも、広がる火炎により燃焼室５４の壁面に押し付けられて高温高圧状態となった混合気が自己発火することにより、ノッキングが発生しやすい。

燃焼部５０は、図示しない他の３個の燃焼部５０を含めて直列４気筒のエンジン１１を構成しているが、エンジン１１は、直列４気筒のものに限られず、単気筒または任意に気筒配列された多気筒であってもよく、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンといった公知のエンジンであってもよい。

燃料供給部６０は、燃料を貯留するための燃料タンク６１と、燃料をインジェクタ５７に圧送するための燃料ポンプ６２と、圧送される燃料の圧力を調整する圧力レギュレータ６３と、圧送される燃料の圧力を測定する燃料圧力センサ６４と、燃料タンク６１とインジェクタ５７とを連結させる燃料圧送用の燃料供給管６５とを有している。

燃料タンク６１は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料を貯留するためのものであり、内部に防錆処理が施された鉄製または樹脂製の公知の燃料タンクである。燃料タンク６１は、車外と連通する図示しない燃料供給口を有しており、燃料供給口から燃料の供給を受けるようになっている。なお、燃料タンク６１は、燃料に含まれる異物を取り除くための燃料フィルターを内蔵するものであってもよい。

燃料ポンプ６２は、ポンプケース内に設けたインペラの回転によって燃料を圧送する公知の電動ポンプである。燃料ポンプ６２は、この構成により、インジェクタ５７に対して予め定められた圧力で燃料を圧送するように構成されており、ＥＣＵ１００によって制御されるようになっている。なお、燃料ポンプ６２は、燃料タンク６１の内部に収納されるものであってもよい。

圧力レギュレータ６３は、燃料ポンプ６２によりインジェクタ５７に圧送される燃料の圧力を、所望の圧力に調整するようになっている。これにより、インジェクタ５７は、燃料ポンプ６２によって所望の燃料の圧力がかけられているので、ＥＣＵ１００に制御されることによって開弁すると、開弁時間に応じた体積の燃料を燃焼室５４に噴射することができる。

また、燃料圧力センサ６４は、燃料供給管６５におけるインジェクタ５７と圧力レギュレータ６３との間に設けられている。燃料圧力センサ６４は、インジェクタ５７に圧送される燃料の圧力を測定し、測定した燃料の圧力を表す検出信号をＥＣＵ１００に入力するようになっている。

吸気部７０は、図示しないエアクリーナを通過して車外から流入した空気を燃焼室５４に導入するための吸気管７１と、空気の流量を調整するためのスロットル弁７２と、エンジン１１の運転状態がアイドル状態である場合における空気の流量を調整するためのＩＳＣ（Idle Speed Control）用バイパス通路７３とを有している。

スロットル弁７２は、薄い円板状の弁体の中央にシャフトを備えて構成されており、このシャフトがスロットル弁アクチュエータ７２ａによって回動させられることによって弁体が回動し、吸気管７１における空気の流量を変更するようなっている。また、スロットル弁７２の開度は、スロットル弁開度センサ７２ｂによって検出され、スロットル弁７２の開度を表す検出信号がスロットル弁開度センサ７２ｂによってＥＣＵ１００に入力されるようになっている。

ＩＳＣ用バイパス通路７３には、ＩＳＣ用バイパス通路７３における空気の流量を調整するＩＳＣ用バルブ７３ａが設けられている。ＩＳＣ用バルブ７３ａは、ＥＣＵ１００に制御されるＩＳＣ用バルブアクチュエータ７３ｂによって駆動させられることにより、ＩＳＣ用バイパス通路７３における流量を変更するようになっている。

エンジン１１の運転状態がアイドル状態である場合においては、ＥＣＵ１００は、スロットル弁７２を全閉とし、ＩＳＣ用バイパス通路７３は開となるように制御する。したがって、アイドル状態である場合に燃焼に必要な空気は、ＩＳＣ用バイパス通路７３を経て燃焼部５０に吸気されるようになっている。

排気部７５は、排気弁５６を介して燃焼室５４と連通する排気管７６と、排気管７６に設けられ、排気ガスを浄化処理するための触媒コンバータ７７とを有している。

触媒コンバータ７７は、排気ガスに含まれる未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害物質を効率的に除去することができる三元触媒を備えたものであり、好ましくはＮＯｘ含有率の高い排気ガスからでも、ＮＯｘを効率的に除去する機能を有するものが用いられる。

しかし、上記有害物質に対する触媒の排気ガス処理性能は、触媒の温度が約４００℃から約５００℃にかけての高温領域において最も高くなるが、約２５℃前後の常温領域において、触媒の排気ガス処理性能は、高温領域における排気ガス処理性能よりも著しく低いものとなる。

エンジン１１の運転を開始した直後等の冷間運転時においては、触媒は暖機されておらず、上述したように常温領域においては触媒の排気ガス処理性能が低いため、上記有害物質を効率的に処理することができない。そのため、冷間運転時においても上記有害物質を効率的に処理するために、触媒が高い排気ガス処理性能を有する高温領域まで触媒の昇温を促進させる、いわゆる触媒暖機制御を行うことが知られている。

ここで、一般的に知られている触媒暖機制御の方法として、エンジンの点火時期を遅角側に制御する（以下、「点火時期遅角制御」という）方法がある。

以下、点火時期遅角制御について、図２から図４に基づいて説明する。

まず、図３に基づいて、通常の点火時期を説明する。図３は、本実施の形態における通常の点火時期および弁の開閉時期を説明するための概要図である。図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係る通常の点火時期と、吸気弁５５および排気弁５６の開閉時期とを表す概要図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す通常の点火時期に対応する燃焼部５０の概要図である。なお、図３（ａ）においては、吸気弁５５をＩｖ（Intake-valve）と記載し、排気弁５６をＥｖ（Exhaust-valve）と記載する。さらに、図３（ａ）において、ＴＤＣは、ピストン５３の往復動の最上端である上死点（Top-Dead-Center）を意味し、ＢＤＣは、ピストン５３の往復動の最下端である下死点（Bottom-Dead-Center）を意味する。

図３（ａ）に示すように、まず、吸気弁５５（Ｉｖ）は、ピストン５３が上死点に達して吸気工程に入る直前に開き、ＴＤＣからＢＤＣに向かってピストン５３が移動する吸気工程において開いた状態を維持する。これにより燃焼室５４内に空気が導入される。なお、吸気弁５５（Ｉｖ）は、ＢＤＣに達した後もしばらく開いているが、これは、吸気の慣性力がピストン５３による圧縮力よりも大きい場合は吸気が継続するので、可能な限り多くの空気を燃焼室５４に導入するためである。

吸気弁５５（Ｉｖ）が閉じた後、ピストン５３がＴＤＣに向かって上昇していく工程は、吸気弁５５（Ｉｖ）および排気弁５６（Ｅｖ）が閉じているため、燃焼室５４の容積の減少に伴って混合気が圧縮されていく圧縮工程である。圧縮に伴い、燃焼室５４内の圧力および温度は増大していく。

吸気弁５５（Ｉｖ）が閉じた後、ピストン５３がＴＤＣへ達する前に点火が行われる。ピストン５３がＴＤＣへ達する前に点火が行われるのは、以下の理由による。すなわち、点火してから混合気の圧力が上昇し始めるまでにわずかな時間差が存在することから、より効果的に出力を得るために、時間差の分だけ点火時期をＴＤＣに対して早めたものである。

点火が行われ、上記タイムラグを超過すると、混合気の急激な酸化反応（爆発）により、燃焼室５４内の圧力および温度が急激に上昇することによって、ピストン５３は押し下げられ、再びＢＤＣに向かって下降していくが、ＢＤＣに達する前に排気弁５６（Ｅｖ）が開く。ピストン５３がＢＤＣに達する前に排気弁５６（Ｅｖ）が開くのは、以下の理由による。すなわち、ピストン５３がＢＤＣに達する前に排気弁５６が開くと、燃料の不完全膨張によって仕事量の低下につながるが、排気弁５６（Ｅｖ）が開く時期を遅らせると、燃焼室５４内に残留する排気ガスの量が増加して、次の吸気工程における吸気量が減少してしまう。そのため、排気弁５６（Ｅｖ）が開く時期は、上述した不完全燃焼による仕事量の低下と、残留する排気ガスによる吸気量の減少とのトレードオフによって決定され、図３（ａ）に示すような時期となっている。

排気弁５６（Ｅｖ）は、ピストン５３がＢＤＣを通過し、ＴＤＣに達した後に閉じる。ピストン５３がＴＤＣに達した後に排気弁５６（Ｅｖ）が閉じるのは、以下の理由による。すなわち、ピストン５３がＴＤＣを通過しても、排気の慣性力がピストン５３の下降に伴う吸気の力よりも大きい場合は排気が継続するので、できるだけ多くの排気ガスを排気し、次の吸気工程における吸気量を増大させるためである。

次に、図４に基づいて、遅角させた場合における点火時期を説明する。図４は、本実施の形態における遅角させた点火時期および弁の開閉時期を説明するための概要図である。図４（ａ）は、本発明の実施の形態に係る通常の点火時期と、吸気弁５５および排気弁５６の開閉時期とを表す概要図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す遅角させた点火時期に対応する燃焼部５０の概要図である。

図４（ａ）に示すように、点火時期を遅角させた場合においては、点火から排気弁５６（Ｅｖ）が開く時期までに要する時間が、点火時期を遅角させない図３（ａ）に示す場合よりも短くなるため、燃焼室内の混合気が完全に燃焼するよりも早く排気弁５６（Ｅｖ）が開くこととなるので、高温となった未燃の混合気が排気弁５６（Ｅｖ）から排出される。排気弁５６（Ｅｖ）から排出された高温の未燃の混合気は、排気管７６の内部で燃焼することとなる。

したがって、点火時期を遅角させた場合には、排気管７６の内部で未燃の混合気が燃焼することとなるので、排気管７６に設けられた触媒コンバータ７７（図２参照）には、点火時期を遅角させない場合よりも高温の排気ガスが供給される。その結果、触媒コンバータ７７が有する触媒の昇温が促進されることとなる。以上のように、点火時期を遅角させることによって、触媒暖機制御が行われる。

しかしながら、点火時期を遅角させることによって、点火時期がＴＤＣ近傍に設定されると、混合気の圧縮率が高くなり、点火プラグ５８の近傍に燃料濃度が過剰に増大した領域が生成される場合がある。理想的な空燃比を超えた混合気では火炎が正常に伝播しないため、燃焼状態が不安定となることによってトルクが変動して、エンジン回転数Ｎｅが変動することが考えられる。

そのため、本発明は、エンジン回転数Ｎｅの変動が予め定められた値よりも大きい場合には、点火時期遅角制御を実行することを禁止することによって、触媒暖機制御による車両の走行状態の乱れを防止するものである。

以下、本実施の形態に係るエンジンの制御装置の特徴的な構成について説明する。

シフトセンサ８２は、エンジンにおいて発生した動力の駆動輪４２Ｌ、４２Ｒへの伝達状態が、動力の伝達状態を可能とする動力伝達状態であるか、前記動力の伝達を不可とする動力非伝達状態であるかを検出するようになっている。すなわち、シフトセンサ８２は、本発明における伝達状態検出手段を構成している。

エンジン回転数センサ８１は、クランクシャフト１２の回転数をエンジン回転数として検出するようになっている。すなわち、エンジン回転数センサ８１は、本発明におけるエンジン回転数検出手段を構成している。

ＥＣＵ１００は、エンジンの点火時期を遅角側に制御するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における遅角制御手段を構成している。

ＥＣＵ１００は、エンジン回転数に基づいてエンジン回転数の変動幅を算出するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明におけるエンジン回転数変動幅算出手段を構成している。

ＥＣＵ１００は、エンジン回転数の変動幅が予め定められた範囲にあるか否かを判定するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明におけるエンジン回転数変動幅判定手段を構成している。

また、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数の変動幅が予め定められた範囲にないと判定された場合に、点火時期の遅角側への制御を禁止するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００の本発明における遅角禁止手段を構成している。

次に、本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置の動作について、図面を参照して説明する。図５は、本発明の第１の実施の形態に係る触媒暖機制御処理を示すフローチャートである。

なお、図５に示すフローチャートは、ＥＣＵ１００のＣＰＵによって、ＲＡＭを作業領域として実行される触媒暖機制御処理のプログラムの実行内容を表す。この触媒暖機制御処理のプログラムはＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。また、この触媒暖機制御処理は、ＥＣＵ１００のＣＰＵによって予め定められた時間間隔（例えば、１００ｍｓ毎）で実行される。

図５に示すように、まず、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、シフトセンサ８２によって、シフトレバー１７の切替状態を検出する（ステップＳ１１）。

次に、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、シフトセンサ８２によって検出したシフトレバー１７の切替状態が、ＮレンジまたはＰレンジであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、シフトセンサ８２によって検出したシフトレバー１７の切替状態が、ＮレンジまたはＰレンジであると判定した場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、車両１０の状態は、車両１０の走行状態に対するエンジン回転数Ｎｅの変動の影響が小さい非変動状態であると判定して、後述する７つのエンジン状態パラメータを取得する（ステップＳ１３）。

ここで、シフトレバー１７の切替状態が、ＮレンジまたはＰレンジであると判定した場合に（ステップＳ１２でＹＥＳ）、車両１０の状態は非変動状態であるとＥＣＵ２００のＣＰＵが判定するのは、以下の理由による。

すなわち、シフトレバー１７の切替状態がＮレンジまたはＰレンジである場合には、エンジン１１において発生した動力は、Ａ／Ｔ２０までは伝達されているものの、Ａ／Ｔ２０において動力の伝達経路が切り離された状態になるためプロペラシャフト２１には伝達されない。Ｐレンジである場合には、さらに、図示しないパーキングロックによってプロペラシャフト２１の回転が禁止されている。したがって、ＮレンジおよびＰレンジのいずれの場合においても、車両１０の走行状態に対するエンジン回転数Ｎｅの変動の影響が小さい状態であるため、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、車両１０の状態は非変動状態であると判定する。

ここで、７つのエンジン状態パラメータは、（１）冷却水温度Ｔｃ、（２）燃料圧力Ｐｆ、（３）エンジン回転数Ｎｅ、（４）アイドル継続時間Ｔｉ、（５）大気圧補正係数ＣＰａ、（６）外部負荷Ｌｘ、および（７）電子制御スロットルフェール退避走行の実行中か否かである。

具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、冷却水温度センサ５９ｃによって入力された検出信号に基づいて、冷却水温度Ｔｃを取得する（エンジン状態パラメータ（１））。

また、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、燃料圧力センサ６４によって入力された検出信号に基づいて、燃料圧力Ｐｆを取得する（エンジン状態パラメータ（２））。

また、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジン回転数センサ８１によって入力された検出信号に基づいて、エンジン回転数Ｎｅを取得する（エンジン状態パラメータ（３））。

さらに、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、例えば、駆動軸回転数センサ８３によって入力された検出信号に基づいて算出した車両１０の走行速度が、予め定められた値（例えば、５ｋｍ／ｈ）以下であること、およびエンジン回転数センサ８１によって入力された検出信号が表すエンジン回転数Ｎｅが、アイドル回転数Ｎｅｉ（例えば１，０００ｒｐｍ）付近の予め定められた範囲にあること、のいずれの条件も満たされている状態が継続した時間に基づいて、アイドル継続時間Ｔｉを取得する（エンジン状態パラメータ（４））。

また、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、大気圧補正係数ＣＰａを取得する。まず、車両１０に設けられた図示しない大気圧センサによって、現時点での大気圧Ｐａを検出する。さらに、標準大気圧、すなわち１０１．３（ｋＰａ）と、現時点での大気圧Ｐａとの比である大気圧補正係数ＣＰａを、以下に示す（１）式により算出する（エンジン状態パラメータ（５））。

ＣＰａ ＝ Ｐａ（ｋＰａ）／１０１．３（ｋＰａ） （１）
さらに、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、例えばエアコン等の車載機器の作動に伴うオルタネータ１３の電流を、外部負荷Ｌｘとして検出する（エンジン状態パラメータ（６））。

さらに、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、ＲＡＭ等に記憶された制御記録に基づいて、ＥＣＵ１００のＣＰＵが車両１０について、電子制御スロットルフェール退避走行の制御を行っているか否かを検出する（エンジン状態パラメータ（７））。ここで、電子制御スロットルフェール退避走行とは、スロットル弁開度センサ７２ｂが検出したスロットル弁７２の開度が、ＥＣＵ１００のＣＰＵが指示したスロットル弁７２の開度と大きく異なる等、スロットル弁７２に何らかの異常があるとＥＣＵ１００のＣＰＵが判定した場合に、エンジン回転数Ｎｅや変速段等を調節して、安全な区域まで車両１０を低速で走行させる制御をいう。

次に、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、取得した全てのエンジン状態パラメータ（１）〜（７）が、以下に示すように各エンジン状態パラメータ（１）〜（７）に対応する各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、冷却水温度Ｔｃが予め定められた温度Ｔ１以下であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００のＣＰＵは、冷却水温度Ｔｃが予め定められた温度Ｔ１以下であると判定した場合には、基準Ｂ１を満たしていると判定し、冷却水温度Ｔｃが予め定められた温度Ｔ１よりも高いと判定した場合には基準Ｂ１を満たしていないと判定する。

ここで、冷却水温度Ｔｃが予め定められた温度Ｔ１以下であることを基準Ｂ１としたのは、以下の理由による。すなわち、冷却水温度Ｔｃが一定の温度よりも高い場合には、すでにエンジン１１の温度が一定の温度よりも高い状態であり、触媒の温度も高いと考えられるため、点火時期遅角制御を行う必要はないと考えられるからである。

また、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、燃料圧力Ｐｆが予め定められた燃料圧力Ｐｆ１以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００のＣＰＵは、燃料圧力Ｐｆが予め定められた燃料圧力Ｐｆ１以上であると判定した場合には、基準Ｂ２を満たしていると判定し、燃料圧力Ｐｆが予め定められた燃料圧力Ｐｆ１よりも小さいと判定した場合には、基準Ｂ２を満たしていないと判定する。

ここで、燃料圧力Ｐｆが予め定められた燃料圧力Ｐｆ１以上であることを基準Ｂ２としたのは、以下の理由による。すなわち、燃料圧力Ｐｆが一定圧力以上でなければ、点火時期遅角制御の実行中に燃料圧力Ｐｆが不足し、燃料の燃焼状態が不安定となる可能性があることから、点火時期遅角制御を安全かつ確実に実行することができないと考えられるからである。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジン回転数Ｎｅが予め定められた範囲内にあるか否かを判定する。ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジン回転数Ｎｅが予め定められた範囲内にあると判定した場合には、基準Ｂ３を満たしていると判定し、エンジン回転数Ｎｅが予め定められた範囲内にないと判定した場合には、基準Ｂ３を満たしていないと判定する。

ここで、エンジン回転数Ｎｅが予め定められた範囲内にあることを基準Ｂ３としたのは、以下の理由による。すなわち、エンジン回転数Ｎｅが予め定められた範囲になく、高回転であるような場合には、車両１０が一定以上の速度で走行していることが考えられ、そのような場合に点火時期遅角制御を行って、エンジン回転数Ｎｅを変動させることは、運転安全上好ましくないからである。

また、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、アイドル継続時間Ｔｉが予め定められたアイドル継続時間Ｔｉ１以下であるか否かを判定する。アイドル継続時間Ｔｉが予め定められたアイドル継続時間Ｔｉ１以下であると判定した場合には、基準Ｂ４を満たしていると判定し、アイドル継続時間Ｔｉが予め定められたアイドル継続時間Ｔｉ１よりも長いと判定した場合には、基準Ｂ４を満たしていないと判定する。

ここで、アイドル継続時間Ｔｉが予め定められたアイドル継続時間Ｔｉ１以下であることを基準Ｂ４としたのは、以下の理由による。すなわち、アイドル状態が一定時間継続している場合には、すでにエンジン１１および触媒の温度が高温となっている可能性が高く、触媒の昇温を促進するための点火時期遅角制御を行う必要性が小さいと考えられるからである。

さらに、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、大気圧補正係数ＣＰａが予め定められた大気圧補正係数ＣＰａ１以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００のＣＰＵは、大気圧補正係数ＣＰａが予め定められた大気圧補正係数ＣＰａ１以上であると判定した場合には、基準Ｂ５を満たしていると判定し、大気圧補正係数ＣＰａが予め定められた大気圧補正係数ＣＰａ１よりも小さいと判定した場合には、基準Ｂ５を満たしていないと判定する。

ここで、大気圧補正係数ＣＰａが予め定められた大気圧補正係数ＣＰａ１以上であることを基準Ｂ５としたのは、以下の理由による。すなわち、上記（１）式において求められた大気圧補正係数ＣＰａが一定の値よりも小さい場合には、大気圧Ｐａが小さいことを示す。例えば、大気圧補正係数が０．９の場合には、大気圧は９１．１７（ｋＰａ）となり、標準大気圧よりも小さい。

大気圧が９１．１７（ｋＰａ）である場合において、所定の温度における単位体積あたりの酸素濃度は、標準大気圧である１０１．３（ｋＰａ）の場合における同温度の単位体積あたりの酸素濃度の０．９倍となる。よって、大気圧が９１．１７（ｋＰａ）の場合には、標準大気圧の場合と同程度の燃焼状態を得るために、標準大気圧の場合の約１．１倍の体積の空気が必要となる。したがって、大気圧センサによって検出した大気圧が９１．１７（ｋＰａ）である場合には、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、標準大気圧の場合の約１．１倍の体積の空気を導入するようにスロットル弁７２の開度を調整する。

したがって、大気圧が９１．１７（ｋＰａ）である場合には、燃焼室５４内には、標準大気圧である場合の約１．１倍の空気が導入されるため、混合気の温度が低下し、排気ガスの温度も低下するので、触媒の昇温を促進させる触媒暖機制御の効果を妨げる効果が生じることとなる。以上の理由から、大気圧補正係数ＣＰａが予め定められた大気圧補正係数ＣＰａ１以上であることを基準Ｂ５としている。

さらにまた、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、外部負荷Ｌｘが予め定められた値Ｌｘ１以下であるか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、上記のように、オルタネータ１３の電流が予め定められた値以下であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００のＣＰＵは、オルタネータ１３の電流が予め定められた値以下であると判定した場合、すなわち外部負荷Ｌｘが予め定められた値Ｌｘ１以下であると判定した場合には、基準Ｂ６を満たしていると判定し、オルタネータ１３の電流が予め定められた値より大きいと判定した場合、すなわち外部負荷Ｌｘが予め定められた値Ｌｘ１よりも大きいと判定した場合には、基準Ｂ６を満たしていないと判定する。

ここで、外部負荷Ｌｘが予め定められた値Ｌｘ１以下であることを基準Ｂ６としたのは、以下の理由による。すなわち、オルタネータ１３が発生する電流Ｉｏが一定以上である場合には、エンジン１１の始動時に消費した電力を補うために、オルタネータ１３とベルトを介して連結されたエンジン１１の回転数Ｎｅを上昇させている場合であることが考えられる。したがって、上記のように電力を必要とする場合において、点火時期遅角制御を行うことによってエンジン回転数Ｎｅを変動させるのは、好ましくないと考えられるからである。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、車両１０について、電子制御スロットルフェール退避走行の制御を行っているか否かを判定する。ＥＣＵ１００のＣＰＵは、電子制御スロットルフェール退避走行の制御を行っていると判定した場合には、基準Ｂ７を満たしていると判定し、電子制御スロットルフェール退避走行の制御を行っていないと判定した場合には、基準Ｂ７を満たしていないと判定する。

ここで、ＥＣＵ１００のＣＰＵが、車両１０について、電子制御スロットルフェール退避走行の制御を行っていないことを基準Ｂ７としたのは、以下の理由による。すなわち、電子制御スロットルフェール退避走行の制御においては、スロットル弁７２がＥＣＵ１００のＣＰＵによって正確に制御されていないと考えられる。

したがって、スロットル弁７２がＥＣＵ１００のＣＰＵによって正確に制御されていない状態では、安全かつ確実に点火時期遅角制御を行うことができない可能性が高いため、ＥＣＵ１００のＣＰＵが、車両１０について、電子制御スロットルフェール退避走行の制御を行っていないことを基準Ｂ７としている。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、各エンジン状態パラメータ（１）〜（７）のうちのいずれかが各エンジン状態パラメータ（１）〜（７）に対応する各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしていないと判定した場合には（ステップＳ１４でＮＯ）、エンジン１１の点火時期を遅角側に制御することを禁止し（ステップＳ１５）、本触媒暖機制御の処理を終了する。一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、全てのエンジン状態パラメータ（１）〜（７）が各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしていると判定した場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、エンジン１１の点火時期遅角制御を実行することを許可し（ステップＳ１６）、本触媒暖機制御の処理を終了する。

したがって、シフトレバー１７の切替位置がＮレンジまたはＰレンジである場合に（ステップＳ１２でＹＥＳ）は、各エンジン状態パラメータ（１）〜（７）が、対応する各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしていれば（ステップＳ１４でＹＥＳ）、エンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅが大きくても、点火時期遅角制御が行われるため（ステップＳ１６）、触媒の暖機が促進されることとなる。

一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、シフトセンサ８２によって検出したシフトレバー１７の切替状態が、ＮレンジまたはＰレンジではないと判定した場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、シフトレバー１７の切替状態はＤレンジまたはＲレンジであるので、車両１０の状態は、車両１０の走行状態に対するエンジン回転数Ｎｅの変動の影響が大きい変動状態であると判定し、７つのエンジン状態パラメータを取得する（ステップＳ１７）。

ここで、シフトレバー１７の切替状態が、ＮレンジまたはＰレンジではないと判定した場合に（ステップＳ１２でＮＯ）、車両１０の状態は変動状態であるとＥＣＵ１００のＣＰＵが判定するのは、以下の理由による。

シフトレバー１７の切替状態がＤレンジまたはＲレンジの場合には、エンジン１１において発生した動力は、Ａ／Ｔ２０、プロペラシャフト２１、ディファレンシャル機構４０、ドライブシャフト４１Ｌ、４１Ｒを介して駆動輪４２Ｌ、４２Ｒに伝達されている。したがって、ＤレンジおよびＲレンジのいずれの場合においても、車両１０の走行状態に対するエンジン回転数Ｎｅの変動の影響が大きい状態であるため、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、車両１０の状態は変動状態であると判定する。

次に、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、上記ステップＳ１４と同様に、全てのエンジン状態パラメータ（１）〜（７）が、各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１８）。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジン状態パラメータ（１）〜（７）のうちのいずれかが各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしていないと判定した場合には（ステップＳ１８でＮＯ）、エンジン１１の点火時期遅角制御を実行することを禁止し（ステップＳ２１）、本触媒暖機制御の処理を終了する。一方、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、全てのエンジン状態パラメータ（１）〜（７）が各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしていると判定した場合には（ステップＳ１８でＹＥＳ）、エンジン回転数変Ｎｅの変動幅ＦＮｅを算出する（ステップＳ１９）。

具体的には、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、全てのエンジン状態パラメータ（１）〜（７）が各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしていると判定した場合には（ステップＳ１８でＹＥＳ）、以下に示すようにエンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅを算出する（ステップＳ１９）。すなわち、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、予め定められた時間だけエンジン回転数Ｎｅを検出し、検出したエンジン回転数Ｎｅの最大値と最小値との差を、エンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅとして算出する（ステップＳ１９）。

次に、ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅを算出した後に（ステップＳ１９）、算出したエンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅが、予め定められたエンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。

ＥＣＵ１００のＣＰＵは、エンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅが、予め定められたエンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅ１よりも大きいと判定した場合には（ステップＳ２０でＮＯ）、エンジン１１の点火時期遅角制御を実行することを禁止し（ステップＳ２１）、エンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅが、予め定められたエンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅ１以下であると判定した場合には（ステップＳ２０でＹＥＳ）、エンジン１１の点火時期遅角制御を実行することを許可し（ステップＳ１６）、本触媒暖機制御の処理を終了する。

以上のように、本実施の形態に係るエンジンの制御装置は、シフトレバー１７の切替状態がＮレンジまたはＰレンジでない場合、すなわちＤレンジまたはＲレンジである場合において、エンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅが予め定められた変動幅ＦＮｅ１よりも大きい場合には、点火時期遅角制御を実行することを禁止するようにしたので、自動変速機２０を搭載した車両１０において、触媒暖機制御による車両１０の走行状態の乱れを防止することができる。

また、本実施の形態に係るエンジンの制御装置は、シフトレバー１７の切替状態がＮレンジまたはＰレンジである場合において、７つのエンジン状態パラメータ（１）〜（７）が、各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしていれば、エンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅが予め定められた変動幅ＦＮｅ１よりも大きくても、点火時期遅角制御を許可するので、触媒の暖機を促進することができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、第１の実施の形態における車両１０と同一の構成要素については、図１に示した第１の実施の形態における車両１０と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。

まず、構成について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載した車両の概略ブロック構成図である。

図６に示すように、本実施の形態に係る車両２１０（全体は図示していない）は、動力源としてのエンジン１１と、エンジン１１において発生した動力を伝達するクラッチ機構２１５および手動変速機（Ｍ／Ｔ：Manual Transmission）２２０と、Ｍ／Ｔ２２０によって伝達された動力をディファレンシャル機構４０に伝達するプロペラシャフト２１と、プロペラシャフト２１によって伝達された動力をドライブシャフト４１Ｌ、４１Ｒに伝達するディファレンシャル機構４０と、ディファレンシャル機構４０によって伝達された動力を駆動輪４２Ｌ、４２Ｒに伝達する駆動軸としてのドライブシャフト４１Ｌ、４１Ｒと、ドライブシャフト４１Ｌ、４１Ｒによって伝達された動力を用いて回転することにより車両２１０を駆動させる駆動輪４２Ｌ、４２Ｒと、を備えている。

クラッチ機構２１５は、係合状態および解放状態のうちいずれかの状態をとる摩擦係合要素を構成する図示しないクラッチディスクを有しており、クラッチディスクと、エンジン１１の図示しないフライホイールとが互いに係合することにより、エンジン１１において発生した動力をＭ／Ｔ２２０に伝達するようになっている。なお、クラッチディスクは、クラッチペダル２１８が踏み込まれない状態でフライホイールと係合し、クラッチペダル２１８が踏み込まれた状態で解放されるようになっている。

Ｍ／Ｔ２２０は、複数の歯車を有する図示しない同期噛み合い式の歯車装置を備えている。Ｍ／Ｔ２２０は、運転者によって手動で切り替えられたシフトレバー２１７の切替状態に応じて、噛合する歯車の組み合わせを変更することによって、所定の変速段をとるようになっている。

シフトレバー２１７は、Ｍ／Ｔ２２０における変速段の切替時に、運転者によって切替操作されるようになっている。シフトレバー２１７は、運転者によって、１速〜５速の変速段により構成される前進位置、後進位置、および中立位置のいずれかの切替状態に切り替えられるように構成されている。

このような構成により、Ｍ／Ｔ２２０は、エンジン１１の動力として入力されるクランクシャフト１２の回転を所定の変速比γで減速あるいは増速してプロペラシャフト２１に伝達する有段式の変速機であり、シフトレバー２１７の切替状態のうちのいずれかに対応する変速段を成立させ、各変速段に応じた速度変換がなされるようになっている。

また、クラッチ機構２１５には、クラッチディスクの位置を検出するために、クラッチセンサ２１９が設けられている。クラッチセンサ２１９は、クラッチディスクの位置を検出し、クラッチディスクの位置を表す検出信号を、ＥＣＵ２００に入力するようになっている。なお、クラッチセンサ２１９は、クラッチディスクの位置に対応するクラッチペダル２１８の位置を検出するようにしてもよい。

ＥＣＵ２００には、第１の実施形態におけるＥＣＵ１００に接続されているエンジン回転数センサ８１、シフトセンサ８２、および駆動軸回転数センサ８３に加え、クラッチセンサ２１９が接続されている。ＥＣＵ２００は、クラッチセンサ２１９によって入力されたクラッチディスクの位置を表す検出信号に基づいて、クラッチディスクとフライホイールとが互いに係合しているか否かを判定するようになっている。

以下、本発明の第２の実施の形態に係るエンジンの制御装置の動作について、図面を参照して説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態に係る触媒暖機制御処理を示すフローチャートである。

図７に示すフローチャートは、ＥＣＵ２００のＣＰＵによって、ＲＡＭを作業領域として実行される触媒暖機制御のプログラムの実行内容を表す。この触媒暖機制御のプログラムはＥＣＵ２００のＲＯＭに記憶されている。また、この触媒暖機制御処理のプログラムは、ＥＣＵ２００のＣＰＵによって予め定められた時間間隔（例えば、１００ｍｓ毎）で実行される。なお、図７に示すフローチャートについては、主に、図５に示す第１の実施の形態におけるフローチャートと異なる部分のみを説明する。

図７に示すように、まず、ＥＣＵ２００のＣＰＵは、シフトセンサ８２によって、シフトレバー１７の切替状態を検出する（ステップＳ３１）。

次に、ＥＣＵ２００のＣＰＵは、シフトセンサ８２によって検出したシフトレバー２１７の切替状態が、Ｎレンジであるか否かを判定する（ステップＳ３２）。

ＥＣＵ２００のＣＰＵは、シフトセンサ８２によって検出したシフトレバー２１７の切替状態が、Ｎレンジであると判定した場合には（ステップＳ３２でＹＥＳ）、車両２１０の状態は、車両２１０の走行状態に対するエンジン回転数Ｎｅの変動の影響が小さい非変動状態であると判定して、前述した７つのエンジン状態パラメータを取得する（ステップＳ３３）。

一方、ＥＣＵ２００のＣＰＵは、シフトセンサ８２によって検出したシフトレバー２１７の切替状態が、Ｎレンジではないと判定した場合には（ステップＳ３２でＮＯ）、クラッチセンサ２１９によってクラッチディスクの位置を検出し、クラッチセンサ２１９によって入力される検出信号が表すクラッチディスクの位置に基づいて、クラッチディスクとフライホイールとが係合しているか否かを判定する（ステップＳ３７）。

ＥＣＵ２００のＣＰＵは、クラッチディスクとフライホイールとが係合しているか否かを判定するに際して（ステップＳ３７）、クラッチセンサ２１９によって入力される検出信号が表すクラッチディスクの位置が、予め定められた位置よりもフライホイール側である場合には、クラッチディスクとフライホイールとが係合していると判定し（ステップＳ３７でＹＥＳ）、クラッチディスクが、予め定められた位置よりもフライホイールと反対の位置にある場合には、クラッチディスクとフライホイールとが係合していないと判定する（ステップＳ３７でＹＥＳ）。
ＥＣＵ２００のＣＰＵは、クラッチディスクとフライホイールとが係合していると判定した場合には（ステップＳ３７でＹＥＳ）、車両２１０の状態は、車両２１０の走行状態に対するエンジン回転数Ｎｅの変動の影響が大きい変動状態であると判定して、上述した７つのエンジン状態パラメータを取得する（ステップＳ３８）。

ここで、クラッチディスクとフライホイールとが係合していると判定した場合に（ステップＳ３７でＹＥＳ）、ＥＣＵ１００にＣＰＵが、車両２１０の状態は変動状態であると判定するのは、以下の理由による。

すなわち、シフトレバー２１７の切替状態がＮレンジではなく（ステップＳ３２でＮＯ）、クラッチディスクとフライホイールとが係合している場合は（ステップＳ３７でＹＥＳ）、車両２１０は走行している状態であると考えられるため、車両１０の走行状態に対するエンジン回転数Ｎｅの変動の影響が大きいと考えられるからである。

一方、ＥＣＵ２００のＣＰＵは、クラッチディスクとフライホイールとが係合していないと判定した場合には（ステップＳ３７でＮＯ）、車両２１０の状態は、車両２１０に対するエンジン回転数Ｎｅの変動の影響が小さい非変動状態であると判定し、７つのエンジン状態パラメータを取得する（ステップＳ３８）。

ここで、クラッチディスクとフライホイールとが係合していないと判定した場合に（ステップＳ３７でＮＯ）、車両２１０の状態は、車両２１０の走行状態に対するエンジン回転数Ｎｅの変動の影響が小さい非変動状態であるとＥＣＵ２００のＣＰＵが判定するのは、以下の理由による。

すなわち、クラッチディスクとフライホイールとが係合していない場合には（ステップＳ３７でＮＯ）、車両２１０においては、エンジン１１の動力がＡ／Ｔ２０に伝達されていないと考えられるためである。

ＥＣＵ２００のＣＰＵは、エンジン状態パラメータ（１）〜（７）を取得する処理（ステップＳ３３およびＳ３８）以降は、第１の実施の形態と同様の処理（ステップＳ１３からＳ２１）を行い、本触媒暖機制御の処理を終了する。

以上のように、本実施の形態に係るエンジンの制御装置は、シフトレバー２１７の切替状態がＮレンジでなく、クラッチディスクとフライホイールとが係合している場合において、エンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅが予め定められた変動幅ＦＮｅ１よりも大きい場合には、点火時期遅角制御を実行することを禁止するようにしたので、手動変速機２２０を搭載した車両２１０において、触媒暖機制御による車両２１０の走行状態の乱れを防止することができる。

また、本実施の形態に係るエンジンの制御装置は、シフトレバー２１７の切替状態がＮレンジである場合において、７つのエンジン状態パラメータ（１）〜（７）が、各基準Ｂ１〜Ｂ７を満たしていれば、エンジン回転数Ｎｅの変動幅ＦＮｅが予め定められた変動幅ＦＮｅ１よりも大きくても、点火時期遅角制御を許可するので、触媒の暖機を促進することができる。

以上に説明したように、本発明に係るエンジンの制御装置は、エンジンの回転数に基づいて遅角制御を中止させることができ、触媒暖機制御による車両の走行状態の乱れを防止することができるという効果を有し、遅角制御によって触媒暖機制御を行うエンジンの制御装置として有用である。

本発明の第１の実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載した車両の概略ブロック構成図である。 本発明の実施の形態に係る車両におけるエンジンのシリンダ周辺の構成を表す概略ブロック構成図である。 本発明の実施の形態における通常の点火時期および弁の開閉時期を説明するための概要図である。（ａ）は、本発明の実施の形態に係る通常の点火時期と、吸気弁および排気弁の開閉時期とを表す概要図である。（ｂ）は、（ａ）に示す通常の点火時期に対応する燃焼部の概要図である。 本発明の実施の形態における遅角させた点火時期および弁の開閉時期を説明するための概要図である。（ａ）は、本発明の実施の形態に係る通常の点火時期と、吸気弁および排気弁の開閉時期とを表す概要図である。（ｂ）は、（ａ）に示す遅角させた点火時期に対応する燃焼部の概要図である。 本発明の第１の実施の形態に係る触媒暖機制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るエンジンの制御装置を搭載した車両の概略ブロック構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る触媒暖機制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０、２１０ 車両
１１ エンジン
１２ クランクシャフト（出力軸）
１５ 電源装置
１７、２１７ シフトレバー
２０ 自動変速機（Ａ／Ｔ）
３０ 油圧制御装置
４０ ディファレンシャル機構
５０ 燃焼部
５１ シリンダブロック
５３ ピストン
５４ 燃焼室
５５ 吸気弁
５６ 排気弁
５７ インジェクタ
５８ 点火プラグ
６０ 燃料供給部
６５ 燃料供給管
７０ 吸気部
７２ スロットル弁
７３ ＩＳＣ用バイパス通路
７５ 排気部
７７ 触媒コンバータ
８１ エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
８２ シフトセンサ（伝達状態検出手段）
８３ 駆動軸回転数センサ
１００、２００ ＥＣＵ（遅角制御手段、エンジン回転数変動幅算出手段、エンジン回転数変動幅判定手段、パラメータ取得手段、パラメータ判定手段、遅角禁止手段）
２１５ クラッチ機構
２１８ クラッチペダル
２１９ クラッチセンサ
２２０ 手動変速機（Ｍ／Ｔ）

Claims (1)

1. エンジンの点火時期を遅角側に制御する遅角制御手段と、
   エンジンの出力軸の回転数をエンジン回転数として検出するエンジン回転数検出手段と、
   前記エンジン回転数に基づいて前記エンジン回転数の変動幅を算出するエンジン回転数変動幅算出手段と、
   前記エンジン回転数の変動幅が予め定められた範囲にあるか否かを判定するエンジン回転数変動幅判定手段と、
   前記エンジンにおいて発生した動力の駆動輪への伝達状態が、前記動力の伝達を可能とする動力伝達状態であるか、前記動力の伝達を不可とする動力非伝達状態であるかを検出する伝達状態検出手段と、
   前記エンジンの冷却水温、前記エンジンに供給される燃料の圧力、前記エンジン回転数、前記エンジンのアイドル運転継続時間、大気圧と標準大気圧との比を表す大気圧補正係数、前記エンジンに作用する外部負荷、および車両を所定車速で走行させる所定の走行制御の実行有無のそれぞれを、エンジン状態パラメータとして取得するパラメータ取得手段と、
   前記エンジン状態パラメータのそれぞれが所定の基準を満たすか否かを判定するパラメータ判定手段と、
   前記パラメータ判定手段によって前記エンジン状態パラメータのそれぞれが前記所定の基準を満たさないと判定された場合に前記遅角制御手段による前記点火時期の遅角側への制御を禁止する遅角禁止手段と、を備え、
   前記遅角禁止手段は、前記伝達状態検出手段によって前記伝達状態が動力伝達状態であると検出され、かつ前記パラメータ判定手段により前記エンジン状態パラメータのそれぞれが前記所定の基準を満たすと判定された場合であっても、前記エンジン回転数変動幅判定手段によって前記エンジン回転数の変動幅が予め定められた範囲にないと判定された場合には、前記遅角制御手段による前記点火時期の遅角側への制御を禁止することを特徴とするエンジンの制御装置。

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