JPH0914027A - 内燃エンジンの制御装置及び車両の制御装置 - Google Patents

内燃エンジンの制御装置及び車両の制御装置

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JPH0914027A
JPH0914027A JP7183261A JP18326195A JPH0914027A JP H0914027 A JPH0914027 A JP H0914027A JP 7183261 A JP7183261 A JP 7183261A JP 18326195 A JP18326195 A JP 18326195A JP H0914027 A JPH0914027 A JP H0914027A
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time
control
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Yoichi Iwata
洋一 岩田
Akira Kato
彰 加藤
Riichi Oketani
利一 桶谷
Satoru Teshirogi
哲 手代木
Kentaro Yokoo
健太郎 横尾
Naoki Iida
直樹 飯田
Yoshinao Hara
義尚 原
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン停止から約1時間程度の中間ソーク
後の再始動時における排気ガス特性を向上させることが
できる内燃エンジンの制御装置及び車両の制御装置を提
供する。 【構成】 エンジン停止から再始動までの時間(ソーク
時間)を検出し、エンジン始動後所定期間内は、ソーク
時間に応じた点火時期のリタード量θIGRTDを算出
し(ステップS4)、リタード補正を行う(ステップS
5)。これにより、エンジン排気系の触媒装置の昇温が
促進される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃エンジンの点火時
期や吸入空気量等の制御パラメータの設定を行う内燃エ
ンジンの制御装置、並びに前記エンジン制御及び/又は
当該エンジンが搭載される車両の変速機の制御を行う車
両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃エンジンの始動直後において、エン
ジン冷却水温に応じてエンジンのアイドル目標回転数を
決定し、実際の回転数がその目標回転数に一致するよう
に、吸入空気量をフィードバック制御する手法が従来よ
り知られている(特開昭55−160136号公報)。
この手法によれば、エンジン冷却水温が例えば60℃以
下の状態では、水温が低下するほどアイドル目標回転数
が高くなるように設定される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の手法では以下のような問題があった。
【0004】すなわち、エンジン停止後の経過時間に対
するエンジン排気系に設けられた触媒装置温度TCAT
の低下度合は、図9に示すように、エンジン冷却水温T
Wの低下度合より大きいため、例えばエンジン停止後1
時間程度経過した時点では、触媒装置温度はかなり低下
しているのに対してエンジン冷却水温はあまり低下して
いない状態となる。そしてこの時点でエンジンの再始動
を行うと、アイドル目標回転数がエンジン冷却水温に応
じて設定されるため、比較的低い値に設定され、触媒装
置の昇温が遅れて排気ガス特性が悪化するという問題が
あった。なお、本明細書では、エンジン停止後1時間程
度の比較的短時間の放置を「中間ソーク」という。
【0005】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、エンジン停止から約1時間程度の中間ソーク後の
再始動時における排気ガス特性を向上させることができ
る内燃エンジンの制御装置及び車両の制御装置を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃エンジンの排気系に設けられ、排気ガス
の浄化を行う触媒手段と、所定の制御パラメータに基づ
いて前記エンジンを制御する制御手段とを有する内燃エ
ンジンの制御装置において、前記エンジンの停止状態が
所定期間継続した後の再始動時における前記触媒手段の
温度を推定する触媒温度推定手段と、該推定した触媒温
度に基づいて前記再始動後の前記制御パラメータを変更
する制御パラメータ変更手段とを有するようにしたもの
である。
【0007】さらに本発明は、内燃エンジンの排気系に
設けられ、排気ガスの浄化を行う触媒手段と、前記エン
ジンが搭載された車両の駆動輪に前記エンジンの駆動力
を伝達する変速手段と、所定の制御パラメータに基づい
て前記エンジン及び変速手段の少なくとも一方を制御す
る制御手段とを有する車両の制御装置において、前記エ
ンジンの停止状態が所定期間継続した後の再始動時にお
ける前記触媒手段の温度を推定する触媒温度推定手段
と、該推定した触媒温度に基づいて前記再始動後の前記
制御パラメータを変更する制御パラメータ変更手段とを
有するようにしたものである。
【0008】
【作用】本発明によれば、エンジンの停止状態が所定期
間継続した後の再始動時における触媒手段の温度が推定
され、該推定した触媒温度に基づいて前記再始動後の制
御パラメータが変更される。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
【0010】図1は本発明の第1の実施例に係る車両に
搭載された内燃エンジン及び当該車両の制御装置の全体
構成図であり、エンジン1は図示しない変速機を介して
当該車両の駆動輪を駆動するように構成されている。
【0011】エンジン1の吸気管2の途中にはスロット
ル弁3が配されている。スロットル弁3にはスロットル
弁開度(θTH)センサ4が連結されており、当該スロ
ットル弁3の開度に応じた電気信号を出力して電子コン
トロールユニット(以下「ECU」という)5に供給す
る。
【0012】燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁
3との間且つ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にECU5に電気的に接
続されて当該ECU5からの信号により燃料噴射弁6の
開弁時間が制御される。
【0013】一方、スロットル弁3の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧(PBA)センサ7が設けられており、この
絶対圧センサ7により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ECU5に供給される。また、その下流には吸気
温(TA)センサ8が取付けられており、吸気温TAを
検出して対応する電気信号を出力してECU5に供給す
る。
【0014】エンジン1の本体に装着されたエンジン水
温(TW)センサ9はサーミスタ等から成り、エンジン
水温(冷却水温)TWを検出して対応する温度信号を出
力してECU5に供給する。
【0015】エンジン1の図示しないカム軸周囲又はク
ランク軸周囲には、エンジン回転数(NE)センサ10
及び気筒判別(CYL)センサ11が取り付けられてい
る。エンジン回転数センサ10は、エンジン1の各気筒
の吸入行程開始時の上死点(TDC)に関し所定クラン
ク角度前のクランク角度位置で(4気筒エンジンではク
ランク角180゜毎に)TDC信号パルスを出力し、気
筒判別センサ11は、特定の気筒の所定クランク角度位
置で気筒判別信号パルスを出力するものであり、これら
の各信号パルスはECU5に供給される。
【0016】エンジン1の各気筒には点火プラグ19が
設けられ、ディストリビュータ18を介してECU5に
接続されている。また、本実施例では、変速機は自動変
速機(オートマチックトランスミッション)であり、そ
のシフト位置(ギヤ比)を変更するための変速アクチュ
エータ31がECU5に接続されている。
【0017】三元触媒(触媒装置)15はエンジン1の
排気管13に配置されており、排気ガス中のHC,C
O,NOx等の成分の浄化を行う。排気管13の三元触
媒15の上流側には、空燃比センサとしての酸素濃度セ
ンサ14(以下「O2センサ14」という)が装着され
ており、これらのO2センサ14は排気ガス中の酸素濃
度を検出し、その検出値に応じた電気信号を出力しEC
U5に供給する。
【0018】吸気管2には、スロットル弁3をバイパス
するバイパス通路25が設けらており、バイパス通路2
5の途中には補助空気制御弁26が設けられている。補
助空気制御弁26はその開弁量がリニアに制御可能な電
磁弁であり、その開弁量がECU5により制御される。
【0019】ECU5には、さらに当該エンジンが搭載
された車両の走行速度(車速)Vを検出する車速センサ
32、イグニションスイッチ33、当該車両のアクセル
ペダルの踏み込み量ACC(以下「アクセル開度」とい
う)を検出するアクセル開度センサ34等の各種セン
サ、スイッチが接続されており、これらのセンサ、スイ
ッチ等からの信号がECU5に供給される。
【0020】次に、排気還流機構20について説明す
る。
【0021】この機構20の排気還流路21は、一端2
1aがエンジン1の排気管13に、他端21bが吸気管
2に夫々連通している。この排気還流路21の途中には
排気還流量を制御する排気還流弁22及び容積室21c
が介設されている。そして、この排気還流弁22はソレ
ノイド22aを有する電磁弁であり、ソレノイド22a
はECU5に接続され、その弁開度がECU5からの制
御信号によってリニアに変化させることができるように
構成されている。排気還流弁22には、その弁開度を検
出するリフトセンサ23が設けられており、その検出信
号はECU5に供給される。
【0022】ECU5は上述の各種センサからのエンジ
ンパラメータ信号に基づいてエンジン運転状態を判別
し、吸気管内絶対圧PBAとエンジン回転数NEとに応
じて設定される排気還流弁22の弁開度指令値LCMD
とリフトセンサ23によって検出された排気還流弁22
の実弁開度値LACTとの偏差を零にするようにソレノ
イド22aに制御信号を供給する。
【0023】ECU5は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路5a、中央演算処理回路(以下「CPU」とい
う)5b、CPU5bで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、前記燃料噴射
弁6に駆動信号を供給する出力回路5d等から構成され
る。
【0024】CPU5bは上述の各種エンジンパラメー
タ信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィ
ードバック制御運転領域やオープンループ制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じて前記TDC信号パルスに同期する
燃料噴射弁6の燃料噴射時間TOUTを演算し、その演
算結果の応じた駆動信号を燃料噴射弁6に供給する。そ
して前記フィードバック制御運転領域では、O2センサ
14に出力に応じて燃料噴射時間TOUTを算出し、エ
ンジン1に供給する混合気の空燃比が理論空燃比となる
ように制御する。
【0025】CPU5bはさらに点火時期θIG、排気
還流弁22の弁開度指令値LCMD及び補助吸気制御弁
26の開弁量をエンジン運転状態に応じて算出するとと
もに、車速V、アクセル開度ACC、エンジン回転数N
E等に応じて変速機のシフト位置を演算し、その演算結
果の応じた駆動信号を、出力回路5dを介して出力す
る。
【0026】図2は、CPU5bで実行される、点火時
期θIGを算出する処理のフローチャートであり、先ず
ステップS1では、エンジン1が始動されたか否かを判
別する。始動されていなければ直ちに本処理を終了し、
始動されたときは、エンジン運転状態に応じて周知の手
法で点火時期θIGを算出する(ステップS2)。次い
で、始動後所定期間内か否かを判別し(ステップS
3)、該所定期間内であれば、ソーク時間検出値、すな
わち直前のエンジン停止時点から今回のエンジン始動時
までの経過時間の検出値に応じて、θIGRTDテーブ
ルを検索し、点火時期θIGのリタード量θIGRTD
を算出する。θIGRTDテーブルは、例えば図3に示
すように、ソーク時間60分まではソーク時間が長くな
るほどリタード量θIGRTDが増加し、ソーク時間が
60分より長い範囲ではほぼ一定となるように設定され
ている。次いで、ステップS2で算出した点火時期θI
Gをリタード量θIGRTDによりリタード補正して
(ステップS5)、本処理を終了する。
【0027】始動後前記所定期間経過すると、ステップ
S3の答が否定(NO)となり、ステップS4、S5の
リタード補正を行わずに本処理を終了する。
【0028】以上のように図2の処理によれば、エンジ
ン始動後所定期間内は、ソーク時間検出値に応じた点火
時期θIGのリタード補正が行われるので、特にソーク
時間1時間程度の中間ソーク時において点火時期のリタ
ードにより三元触媒15の昇温が促進され、排気ガス特
性を改善することができる。図4は、この改善効果をよ
り具体的に示す図であり、同図(a)は三元触媒15が
所定温度(例えば350℃)に達するまでの活性化時間
TACTIVとソーク時間との関係を示し、同図(b)
はCO,HC等の排出量EMとソーク時間との関係を示
す(実線が従来の特性、破線が本実施例の特性)。これ
らの図から明らかなように、本実施例によれば特に中間
ソーク時において従来より触媒の昇温が早められ、C
O,HC等の排出量を低減することができる。
【0029】(第2の実施例)図5は、本発明の第2の
実施例にかかるエンジン1及び変速アクチュエータ31
の制御処理のフローチャートである。なお、制御装置の
構成は図1に示す第1の実施例と同一である。
【0030】先ず、ステップS11ではイグニションス
イッチがオフされているか否かを判別し、オフされてい
るときはオフ直後か否かを判別する(ステップS1
2)。オフ直後のときは、ソーク時間検出用のアップカ
ウントタイマtSOAKをスタートさせて(ステップS
13)、またオフ直後でないときは直ちに、本処理を終
了する。
【0031】イグニションスイッチがオンされていると
きは、オン直後か否かを判別し(ステップS14)、オ
ン直後のときはタイマtSOAKを停止させ、タイマt
SOAKのカウント値、すなわちソーク時間に応じて三
元触媒15の温度TCATを図6に示すTCATEテー
ブルを用いて推定して(推定値をTCATEとする)、
またオン直後でなければ直ちに、ステップS16に進
む。図6に示すTCATEテーブルは、触媒温度の実測
値に基づいて作成したものである。
【0032】ステップS16では、始動後所定期間内か
否かを判別し、該所定期間内であるときは、中間ソーク
があったか否か、すなわちタイマtSOAKの値が所定
範囲内か否かを判別する(ステップS17)。その結
果、ステップS16又はS17の答が否定(NO)のと
き、すなわち始動後所定期間経過後又は中間ソーク後で
ないときは、ステップS19に進んで、燃料供給量、点
火時期、排気還流量、補助空気量及び変速機の変速比に
ついて通常の制御を行う。
【0033】一方、ステップS16及びS17の答が共
に肯定(YES)のときは、触媒温度の推定値TCAT
Eが所定温度TCATaより低いか否かを判別し(ステ
ップS18)、TCATE<TCATaであるときは、
変速機の変速特性のコールドシフト、補助空気量の増量
によるアイドル回転数の増加及び点火時期θIGのリタ
ード補正を行う(ステップS20)。これらの措置によ
り、三元触媒15の昇温を早めることができる。なお、
変速特性のコールドシフトは、シフトアップポイントを
判別する所定エンジン回転数をより高い値に変更し、シ
フトアップし難くするものであり、これによりエンジン
回転数NEを通常より高めに維持し、三元触媒15の昇
温促進を図ることができる。
【0034】ステップS18でTCATE≧TCATa
であるときは、ステップS21に進み、排気還流量の増
量を行うとともに、O2センサ14の出力に基づく空燃
比のフィードバック制御を開始する。
【0035】以上のように本実施例によれば、中間ソー
ク後のエンジン始動後所定期間内においては、イグニシ
ョンスイッチオン直後に推定した触媒温度TCATEが
所定温度TCATaより低いときは、変速特性のコール
ドシフト、補助空気量の増量及び点火時期のリタードが
行われるので、三元触媒15の昇温を促進し、排気ガス
特性を改善することができる。
【0036】なお、上記ステップS18では、触媒温度
の推定値TCATEを所定温度TCATaと比較するよ
うにしたが、これに限るものではなく、タイマtSOA
Kの値が所定時間TSOAKaより大きいか否かを判別
し、tSOAK>TSOAKaであるときステップS2
0に進むようにしてもよい。
【0037】また、上記ステップS20では、変速特性
のコールドシフト、補助空気量の増量及び点火時期のリ
タードをすべて実行するようにしたが、これに限るもの
ではなく、これらの措置のいずれか1つ又はいずれか2
つの組合せを実行するようにしてもよい。
【0038】図7は図5の処理の変形例を示す図であ
り、本変形例では三元触媒15の温度を検出する触媒温
度センサを設けて触媒温度TCATを検出し(ステップ
S15a)、その検出値TCATを前記推定値TCAT
Eに代えて使用する(ステップS18a)。これ以外の
点は、図5の処理と同一であり、同一のステップ番号を
付して示している。
【0039】すなわち、イグニションスイッチがオンさ
れた直後において、タイマtSOAKを停止するととも
に触媒温度TCATを検出する(ステップS15a)。
そして、ステップS18aでは、触媒温度TCATが所
定温度TCATaより低いか否かを判別し、TCAT<
TCATaであるときはステップS20に進み、TCA
T≧TCATaであるときはステップS21に進む。
【0040】本変形例によれば、三元触媒15の温度T
CATが実際に検出されるので、変速機のコールドシフ
ト等を実行すべき状態をより正確に判定することができ
る。
【0041】(第3の実施例)図8は本発明の第3の実
施例にかかる制御処理のフローチャートである。本実施
例では当該車両にエンジン1によって駆動される空調装
置(以下「エアコン」という)が設けれており、エアコ
ンをオンオフするためのスイッチがECU5に接続され
ている。その他のハードウエアの構成は第1の実施例と
同一である。
【0042】図8のステップS31では、エンジン始動
後所定期間内か否かを判別し、該所定期間内であるとき
は、触媒温度の低下レベルを検出する。この触媒温度低
下レベルは、例えば上述した実施例のように触媒温度セ
ンサにより検出するが、これ以外でもO2センサ14の
温度又は排気温を検出し、これらの検出値から推定する
ようにしてもよい。また、O2センサ14の素子内部抵
抗は、その温度が上昇すると低下する傾向を示すので、
O2センサ素子内部抵抗値を検出して、その検出値から
触媒温度TCATを推定するようにしてもよい。さら
に、吸気温TA及びエンジン水温TWに応じた触媒温度
の推定値のマップを設けておき、検出した吸気温TA及
びエンジン水温TWに応じて触媒温度TCATを推定す
るようにしてもよい。もちろん、上述した実施例のよう
にソーク時間に応じて触媒温度TCATを推定するよう
にしてもよい。
【0043】続くステップS33では、触媒温度の低下
レベルが所定レベルより大きいか否かを判別し、低下レ
ベルが大きいときは、その低下レベルに応じてエンジン
1に加わる負荷を増大させる(ステップS34)。
【0044】一方、エンジン始動から所定期間経過後又
は触媒温度の低下レベルが所定レベルより小さいとき
は、ステップS34を実行することなく本処理を終了す
る。
【0045】上記ステップS34におけるエンジン1に
加わる負荷増大は、例えばエアコンの作動中であれば、
冷媒の循環量を増加させコンプレッサによる負荷を増加
させたり、ブロアファンの回転数を増加させることによ
り行う。また、エンジン1によって駆動されるオルタネ
ータのレギュレーション電圧を通常よりも高く設定する
(例えば通常14.5Vである場合には、16V程度と
する)ことにより、行ってもよい。このようなエンジン
負荷を増加させる措置により、エンジンの吸入空気量が
増加し、三元触媒15の昇温が促進され、排気ガス特性
を改善することができる。
【0046】なお、第1の実施例においても、三元触媒
15の温度TCATを検出し、検出したTCAT値に応
じてリタード量θIGRTDを決定するようにしてもよ
い。
【0047】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、エ
ンジンの停止状態が所定期間継続した後の再始動時にお
ける触媒手段の温度が推定され、該推定した触媒温度に
基づいて前記再始動後の制御パラメータが変更されるの
で、前記所定期間経過後のエンジン再始動直後における
触媒手段の昇温が促進され、排気ガス特性を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る車両に搭載された内燃エ
ンジン及び当該車両の制御装置の全体構成図である。
【図2】点火時期を決定する処理のフローチャートであ
る。
【図3】ソーク時間検出値に応じて点火時期リタード量
を算出するテーブルを示す図である。
【図4】図2の処理による改善効果を説明するための図
である。
【図5】本発明の第2の実施例にかかるエンジン及び変
速アクチュエータの制御処理のフローチャートである。
【図6】ソーク時間に応じて触媒温度の推定値を算出す
るためのテーブルを示す図である。
【図7】図5の処理の変形例を示すフローチャートであ
る。
【図8】本発明の第3の実施例にかかる制御処理のフロ
ーチャートである。
【図9】ソーク時間と触媒温度及びエンジン水温との関
係を示す図である。
【符号の説明】
1 内燃エンジン 5 電子コントロールユニット(ECU) 15 三元触媒 19 点火プラグ 20 排気還流機構 26 補助空気制御弁 31 変速アクチュエータ
フロントページの続き (72)発明者 手代木 哲 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 横尾 健太郎 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 飯田 直樹 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 原 義尚 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃エンジンの排気系に設けられ、排気
    ガスの浄化を行う触媒手段と、所定の制御パラメータに
    基づいて前記エンジンを制御する制御手段とを有する内
    燃エンジンの制御装置において、 前記エンジンの停止状態が所定期間継続した後の再始動
    時における前記触媒手段の温度を推定する触媒温度推定
    手段と、 該推定した触媒温度に基づいて前記再始動後の前記制御
    パラメータを変更する制御パラメータ変更手段とを有す
    ることを特徴とする内燃エンジンの制御装置。
  2. 【請求項2】 内燃エンジンの排気系に設けられ、排気
    ガスの浄化を行う触媒手段と、前記エンジンが搭載され
    た車両の駆動輪に前記エンジンの駆動力を伝達するため
    の変速手段と、所定の制御パラメータに基づいて前記エ
    ンジン及び変速手段の少なくとも一方を制御する制御手
    段とを有する車両の制御装置において、 前記エンジンの停止状態が所定期間継続した後の再始動
    時における前記触媒手段の温度を推定する触媒温度推定
    手段と、 該推定した触媒温度に基づいて前記再始動後の前記制御
    パラメータを変更する制御パラメータ変更手段とを有す
    ることを特徴とする車両の制御装置。
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