JPH11107838A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排気ガス浄化用触媒を有する触媒コンバータ２
７を備え、触媒が未暖機状態になっているとき、少なく
ともエンジン１の点火時期ＩＧＴ（ｎ）を遅角側に変更
して、触媒の昇温を促進するようにしたエンジンの制御
装置Ａにおいて、冷間始動時の燃焼安定性を確保しつ
つ、触媒の昇温促進効果を最大限に高める。 【解決手段】クランク軸の角速度変動データｄωｆ
（ｉ）をラフネス検出部３８により検出する。角速度変
動データがエンジン１の燃焼安定の許容限界に相当する
上限値ｄωｆmax よりも大きければ、点火時期補正制御
部３９によりラフネス制御量θrough（ｎ）を増大させ
て、点火時期を進角側に補正し、燃焼状態を安定寄りに
制御する。一方、燃焼状態に余裕があって角速度変動デ
ータが下限値ｄωｆmin よりも小さければ、ラフネス制
御量を減少させて、点火時期をさらに遅角側に補正し
て、触媒の昇温促進効果を高める。エンジン１の始動終
了後、直ちに点火時期の遅角制御を開始するようにして
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化用触
媒を有する触媒コンバータが排気通路に配設されたエン
ジンの制御装置に関し、特に、エンジンの冷間始動時に
前記触媒の早期昇温を図るために点火時期を遅角側へ制
御する場合におけるエンジンの燃焼安定化の技術分野に
属する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの排気ガスを浄化す
るための触媒コンバータとして、未燃炭化水素（Ｈ
Ｃ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx)等の排
気有害成分を浄化可能な三元触媒を有するものが知られ
ている。この三元触媒は所定温度以上の暖機状態で活性
化されて十分な浄化機能を発揮するもので、未暖機状態
では十分な浄化機能を発揮できない。

【０００３】そこで、従来、例えば特開平８−２３２６
４５号公報に開示されるように、触媒コンバータの触媒
の暖機状態をエンジンの冷却水温に基づいて検出して、
その未暖機状態を検出したときにエンジンの点火時期を
上死点後まで大幅に遅角させることで、前記触媒の昇温
を促進するようにしたエンジンの制御装置が知られてい
る。すなわち、点火時期の大幅な遅角により排気熱損失
を大きくして排気ガスの温度を高くすることができ、こ
の高温の排気ガスにより触媒を早期に昇温させて活性化
させることができる。

【０００４】また、前記従来のエンジンの制御装置で
は、点火時期の遅角制御に伴う燃焼状態の不安定化を抑
制するために、燃焼室における吸気渦流の生成、吸気流
速の向上、点火エネルギの向上等の対策により、混合気
の着火性や燃焼性を向上させるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のエ
ンジンの制御装置では、エンジンの燃焼状態が安定限界
を超えないように余裕を持って制御する必要があるた
め、点火時期を最大限に遅角させることはできない。従
って、排気ガスの温度をさらに高めて昇温促進効果を向
上させる余地が残っている。

【０００６】一方、実車においては、供給される燃料の
質（例えば重質度合い）がある程度の範囲でばらついて
いるため、その燃料の質の差異による着火性や燃焼性の
変化に起因してエンジンの燃焼安定性が損なわれる虞れ
がある。そして、エンジンの燃焼状態が安定限界を超え
てしまうと、エンジン振動の増大や排気有害成分の急激
な増大化を招くという不具合が生じる。

【０００７】本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、エンジンの実際の
燃焼状態を判定して安定限界内にフィードバック制御す
ることで、エンジンの冷間始動時における燃焼安定性を
確保しつつ、触媒の昇温促進効果を最大限に高めること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の解決手段では、エンジンの回転変動状態を
検出することで、エンジンの実際の燃焼状態を判定する
ようにした。

【０００９】具体的に、請求項１記載の発明は、排気通
路に配設された排気ガス浄化用触媒コンバータの触媒が
未暖機状態になっているとき、少なくともエンジンの点
火時期を、最大トルクを発生する点火時期から遅角側に
変更することで、前記触媒の昇温を促進させるようにし
たエンジンの制御装置を前提とする。そして、エンジン
の回転変動状態を検出するラフネス検出手段と、触媒の
未暖機状態で、前記ラフネス検出手段により検出される
回転変動状態がエンジンの燃焼安定限界内に収まるよう
に、該エンジンの点火時期、空燃比及び燃焼室の吸気流
動状態のうちの少なくとも一つを制御する燃焼制御手段
とを備えており、該燃焼制御手段はエンジンの点火時期
を優先して制御する構成とする。尚、エンジンの回転変
動状態としては、例えばクランク角速度の変動を検出す
ればよい。

【００１０】この構成によれば、触媒の未暖機状態にお
いて、少なくともエンジンの点火時期の遅角側への変更
により触媒の昇温を促進する際には、ラフネス検出手段
によりエンジンの回転変動状態が検出され、該回転変動
状態がエンジンの燃焼安定限界内に収まるように、燃焼
制御手段によりエンジンの燃焼制御が行われる。具体的
には、燃焼制御手段により、例えばエンジンの点火時期
を進角側に補正するか、空燃比を理論空燃比以下のリッ
チ側に補正するか、又は吸気渦流を生成したり吸気流速
を高めたりすることで、エンジンの燃焼状態を安定寄り
に制御することができる。

【００１１】このことで、回転変動状態に基づいてエン
ジンの実際の燃焼状態を正確に判定できるので、燃焼安
定限界を越えない範囲で触媒の昇温促進効果が最大にな
るように点火時期を最大限に遅角させることができ、よ
って、エンジンの燃焼安定性を確保しつつ触媒の昇温促
進効果を最大限に高めることが可能になる。また、エン
ジンの実際の燃焼状態を判定できるので、燃料の質（例
えば重質度合い）が変化して着火性や燃焼性が変化して
も、その燃料なりに前記の作用を得ることができる。

【００１２】さらに、エンジンの点火時期を優先して制
御し、この点火時期制御によりエンジンの燃焼状態を十
分に安定化させることができるので、同時に、例えば混
合気の空燃比は理論空燃比以上のリーン側に設定するこ
とも可能になる。そのようにすれば、排気ガス温度を高
めることができる上、未燃炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭
素（ＣＯ）の排出量の低減が図られる。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、スロットル弁をバイパスしてエンジンへの
吸入空気量を増減させる吸入空気量可変手段と、エンジ
ンのアイドル状態を検出するアイドル状態検出手段と、
該アイドル状態検出手段によりエンジンのアイドル状態
が検出されたとき、点火時期の調整によりエンジン回転
数を設定アイドル回転数にフィードバック制御するアイ
ドルフィードバック点火時期制御手段と、点火時期の遅
角側への制御による触媒の昇温促進制御を行うとき、前
記アイドルフィードバック点火時期制御手段によるエン
ジン回転数のフィードバック制御を禁止するとともに、
前記吸入空気量可変手段の作動により吸入空気量を増大
させるアイドル制御手段とを備える構成とした。

【００１４】この構成では、エンジンのアイドル状態に
おいて、点火時期の遅角側への制御による触媒の昇温促
進制御を行わないときは、アイドルフィードバック点火
時期制御手段による点火時期の調整により、エンジン回
転数が応答性良く設定アイドル回転数にフィードバック
制御される。一方、前記触媒の昇温促進制御を行うとき
には、前記アイドルフィードバック点火時期制御手段に
よる制御を禁止することで、点火時期の制御の干渉によ
るハンチング等の制御の不安定化を確実に防止できる。
また、吸入空気量可変手段の作動により吸入空気量を増
大させてエンジンの吸気充填効率を高めて所定の吸気充
填効率もしくはエンジン回転数になるように制御するこ
とで、点火時期の遅角側への制御に伴うエンジン回転数
の低下を防止することができ、このことで、エンジン回
転数を前記設定アイドル回転数に保持することができ
る。

【００１５】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明におけるアイドル制御手段は、エンジン回転数が設
定アイドル回転数よりも高くなるように吸入空気量を増
大させるものとしたので、エンジン回転の安定化が図ら
れる上、排気熱量の増大により触媒の昇温が促進され
る。

【００１６】請求項４記載の発明では、請求項１〜３記
載のいずれか１つに記載の発明におけるラフネス検出手
段は、エンジンの回転変動状態を気筒毎に検出する構成
とし、かつ燃焼制御手段は気筒毎にエンジンの燃焼制御
を行う構成とした。

【００１７】すなわち、一般に、エンジンの各気筒毎の
燃料噴射量、燃焼温度、吸気流動等にはばらつきがある
ため、気筒全体をまとめて制御するようにすると、燃焼
状態の安定化のためには最も燃焼状態の悪い気筒に合わ
せなくてはならず、このことは、他の気筒を燃焼安定限
界付近で制御していないことになる。しかし、この発明
では、ラフネス検出手段により気筒毎の回転変動状態を
検出し、該気筒毎に回転変動状態が燃焼安定限界内に収
まるように燃焼制御を行うことで、エンジンの各気筒に
おける燃焼状態をそれぞれ個別に燃焼安定限界付近で制
御することが可能になる。このことで、触媒の昇温促進
効果を一層高めることができる。

【００１８】請求項５記載の発明では、請求項１記載の
発明において、エンジン水温が所定以下のエンジン冷機
状態で、エンジンの始動から設定時間が経過するまでの
間、触媒が未暖機状態になっていることを判定する触媒
暖機判定手段を備え。このことで、該触媒が未暖機状態
になっていることを容易に判定できる。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明において、ラフネス検出手段による検出結果に基づい
て燃料の重質度合いを判定する重質度合い判定手段を備
え、燃焼制御手段は、前記重質度合い判定手段による判
定結果に基づいて制御量を燃焼状態が安定する側に設定
量シフトする構成とした。ここで、制御量を設定量シフ
トするとは、燃焼制御手段による制御量を予め設定した
比較的大きな設定量だけ増減変更することである。

【００２０】すなわち、一般に、重質度合いが高い燃料
即ち重質留分の含有割合が大きい燃料では、気化／霧化
が不十分になって着火性が悪くなり易いので、燃焼状態
が不安定になり易い。つまり、燃料の重質度合いによっ
てエンジンの燃焼安定性が大きく変化する。そこで、こ
の発明では、重質度合い判定手段による燃料の重質度合
いの判定結果に基づいて、燃焼制御手段の制御量を燃焼
状態が安定する側に設定量シフトすることで、制御量を
速やかに燃料の重質度合いに対応した適切な値に変更す
ることができ、よって、エンジンの燃焼制御の開始から
速やかに燃焼状態を安定化させることができる。

【００２１】請求項７記載の発明では、請求項６記載の
発明における燃焼制御手段は、重質度合い判定手段によ
り判定された燃料の重質度合いが高いほど、低いときよ
りも大きくエンジンの点火時期を進角側に変更するよう
にした。

【００２２】すなわち、燃料の重質度合いが高いときに
は、着火性の低下による燃焼状態の不安定化に対応して
点火時期を進角側に変更することで、混合気の燃焼性及
びエンジンの出力トルクを向上させることができる。よ
って、エンジンの燃焼状態及びエンジン回転の安定化が
図られる。

【００２３】請求項８記載の発明では、請求項６記載の
発明における燃焼制御手段は、重質度合い判定手段によ
り判定された燃料の重質度合いが高いほど、低いときよ
りも空燃比をリッチ側に補正するようにした。

【００２４】すなわち、燃料の重質度合いが高いときに
は、着火性の低下による燃焼状態の不安定化に対応して
空燃比をリッチ側に補正することで、混合気の着火性の
低下を補うことができる。よって、エンジンの燃焼状態
の安定化が図られる。

【００２５】請求項９記載の発明は、請求項１記載の発
明において、エンジンのアイドル状態を検出するアイド
ル状態検出手段と、該アイドル状態検出手段によりエン
ジンのアイドル状態が検出されたときの燃焼制御手段に
よる制御量を学習して、該学習値を前記燃焼制御手段の
制御量の初期設定値に反映させる学習制御手段とを備え
る構成とした。

【００２６】この構成では、アイドル状態検手段により
エンジンのアイドル状態が検出されたときに、燃焼制御
手段による制御量が学習制御手段により学習されて記憶
保持する。すなわち、アイドル状態ではエンジン回転数
が比較的低いため、エンジンの回転変動状態が検出され
易く、該回転変動状態に基づく前記燃焼制御手段による
制御量は燃料の質等を強く反映した適切な値になってい
る。従って、アイドル状態における制御量を学習して、
その学習値を制御量の初期設定値に反映させることで、
一度学習した後は、前記燃焼制御手段によるエンジンの
燃焼制御の開始と同時に、燃料の質等に応じた適切な制
御を行うことが可能になる。よって、エンジンの始動直
後から燃焼状態を安定化させることができる。

【００２７】請求項１０記載の発明は、排気通路に配設
された排気ガス浄化用触媒コンバータの触媒が未暖機状
態になっているとき、該触媒の昇温を促進させるよう
に、少なくともエンジンの点火時期を最大トルクを発生
する点火時期から遅角側に変更させる昇温促進制御手段
が設けられているエンジンの制御装置を前提とする。そ
して、前記エンジンの回転変動状態を検出するラフネス
検出手段と、触媒の未暖機状態で、前記ラフネス検出手
段により検出される回転変動状態がエンジンの燃焼安定
限界内に収まるように、該エンジンの点火時期、空燃比
及び燃焼室の吸気流動状態のうちの少なくとも一つを制
御する燃焼制御手段と、エンジンの始動終了状態を判定
する始動判定手段とを備え、前記昇温促進制御手段及び
燃焼制御手段は、それぞれ前記始動判定手段によりエン
ジンの始動終了状態が判定されたときに直ちに制御を開
始する構成とする。

【００２８】この構成によれば、触媒の未暖機状態にお
いて、請求項１記載の発明と同様にエンジンの実際の回
転変動状態に応じて点火時期を制御することで、エンジ
ンの燃焼安定性を確保しつつ触媒の昇温促進効果を最大
限に高めることができる。また、燃料の質（例えば重質
度合い）が変化してても、その燃料なりに前記の作用を
得ることができる。

【００２９】さらに、前記の点火時期の制御を、始動判
定手段によりエンジンの始動終了状態が判定されたと
き、直ちに開始するようにしているので、触媒の昇温促
進をエンジンの始動直後から実行して、最短時間で触媒
を活性化できる。

【００３０】請求項１１記載の発明では、請求項１０記
載の発明における燃焼制御手段は、エンジンの点火時期
を優先して制御するものとする。このことで、エンジン
の点火時期を優先して制御して、この点火時期制御によ
りエンジンの燃焼状態を十分に安定化させることができ
るので、同時に、例えば混合気の空燃比を略理論空燃比
になるように制御することも可能になり、そのようにす
れば、未燃炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）の排
出低減が図られる。つまり、触媒の早期昇温とその間の
排気有害成分の排出量の低減化との両立が図られる。

【００３１】請求項１２記載の発明では、請求項１０又
は１１記載の発明における昇温促進制御手段は、エンジ
ン水温が所定温度よりも低いときには、点火時期の遅角
制御を実行しない構成とする。すなわち、例えば寒冷地
等における極低温状態でのエンジン始動時には、燃料の
気化霧化が極めて悪いので、点火時期の遅角制御を禁止
して、燃焼状態の安定化を最優先することができる。

【００３２】請求項１３記載の発明では、請求項１０又
は１１記載の発明における始動判定手段は、エンジン回
転数が設定アイドル回転数よりも低い設定始動判定回転
数以上に達した状態で、所定の判定時間が経過したと
き、エンジンの始動終了状態を判定するものとする。

【００３３】このことで、始動判定手段によるエンジン
の始動終了判定の内容が具体化される。具体的には、エ
ンジンが自力で回転する完爆状態になり、設定アイドル
回転数よりも低い設定始動判定回転数を越えて吹け上が
って、所定時間（例えば１秒程度）が経過したときに、
エンジンの始動終了状態を判定する。つまり、エンジン
が吹け上がるまでは始動性を最優先した点火時期の制御
を行い、エンジンが吹け上がって燃焼状態が安定した後
で点火時期を遅角側に変更することができる。

【００３４】請求項１４記載の発明では、請求項１又は
１１に記載の発明における燃焼制御手段は、エンジン水
温が所定以下のエンジン冷機状態で、燃焼室の吸気流動
状態が強まるように制御するものとする。このことで、
エンジン冷機状態でも、燃焼室の吸気流動状態を強化し
て燃料及び吸気の混合を促進することができ、このこと
により、低温時における燃料の気化霧化の悪化を補っ
て、着火性を良好に維持できる。

【００３５】請求項１５記載の発明では、請求項１１記
載の発明において、スロットル弁をバイパスしてエンジ
ンへの吸入空気量を増減させる吸入空気量可変手段と、
エンジンのアイドル状態を検出するアイドル状態検出手
段と、該アイドル状態検出手段によりエンジンのアイド
ル状態が検出されたとき、前記吸入空気量可変手段の作
動によりエンジン回転数を設定アイドル回転数にフィー
ドバック制御するアイドルフィードバック吸気量制御手
段と、前記アイドル状態検出手段によりエンジンのアイ
ドル状態が検出されたとき、点火時期の調整によりエン
ジン回転数を前記設定アイドル回転数にフィードバック
制御するアイドルフィードバック点火時期制御手段と、
前記アイドル状態検出手段によりエンジンのアイドル状
態が検出され、かつ昇温促進制御手段による点火時期の
遅角制御が行われるとき、前記アイドルフィードバック
点火時期制御手段によるフィードバック制御量を小さく
補正する点火時期フィードバック制御量補正手段とを備
える構成とする。

【００３６】この構成では、エンジンのアイドル状態に
おいて、アイドルフィードバック吸気量制御手段による
吸入空気量の調整、及びアイドルフィードバック点火時
期制御手段による点火時期の調整によりエンジン回転数
が設定アイドル回転数にフィードバック制御される。ま
た、点火時期の遅角側への制御により触媒の昇温を促進
させるときには、アイドルフィードバック点火時期制御
手段によるフィードバック制御量を小さく補正すること
で、点火時期の制御の干渉に伴うハンチング等の悪影響
を低減できる。さらに、応答性の早い点火時期の制御に
よりエンジンの回転変動を抑制できる。

【００３７】請求項１６記載の発明では、請求項１１記
載の発明において、エンジン始動後に正常作動可能な活
性化状態になって、排気中の酸素濃度に基づいて混合気
の空燃比を検出する空燃比センサと、前記空燃比センサ
による検出値に基づいて、混合気の空燃比を理論空燃比
近傍の所定の目標値になるようにフィードバック制御す
る空燃比制御手段とを備える構成とする。

【００３８】この構成では、排気通路に空燃比センサを
設け、エンジン始動後にセンサ温度が高まり正常作動可
能な活性化状態になった後、該空燃比センサによる検出
値に基づいて空燃比制御手段により混合気の空燃比をフ
ィードバック制御することで、空燃比制御の精度を高め
て、排気有害成分の排出濃度を十分に低減できる。

【００３９】請求項１７記載の発明では、請求項１６記
載の発明において、エンジン水温が所定以下のエンジン
冷機状態で、空燃比制御手段のフィードバック制御量を
小さく補正する空燃比フィードバック制御量補正手段を
備える構成とする。

【００４０】すなわち、エンジン水温が所定以下のエン
ジン冷機状態では、昇温促進制御手段による点火時期の
遅角制御に伴い、エンジンの燃焼状態が空燃比の変化の
影響を受けやすくなるので、微小な空燃比の変動によっ
てもエンジンの回転変動が大きくなる。そこで、この発
明では、空燃比フィードバック制御量補正手段によりフ
ィードバック制御量を小さく補正することで、空燃比の
変動幅を小さくして、エンジンの回転変動状態の悪化を
防止できる。

【００４１】請求項１８記載の発明では、請求項１又は
１０に記載の発明における触媒コンバータは、排気マニ
ホルドよりも下流側の排気通路に配設されており、前記
触媒コンバータと排気マニホルドとの間には接続用の排
気管が介在されている構成とする。

【００４２】このことで、触媒コンバータが排気マニホ
ルドから離れて配置されていて、排気熱による触媒の温
度上昇が難しいものにおいて、請求項１又は１０記載の
発明の如く触媒の暖機を促進できることが極めて有効に
なる。言い換えると、排気系の設計における自由度が高
まるので、例えば排気効率の向上や排気慣性の積極的な
利用によりエンジン出力の向上等を図りつつ、冷間始動
時の触媒の昇温促進も可能になる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００４４】（実施形態１）図１は本発明の実施形態１
に係るエンジンの制御装置Ａを示し、１は直列４気筒４
サイクルガソリンエンジンである。このエンジン１は４
つのシリンダ（気筒）２，２，…（１つのみ図示する）
を有するシリンダブロック３と、該シリンダブロック３
の上面に組付けられたシリンダヘッド４と、各シリンダ
２内に往復動可能に嵌装されたピストン５とを備え、前
記各シリンダ２内にはピストン５及びシリンダヘッド３
により囲まれる燃焼室６が区画形成されている。また、
７は燃焼室６の上部に臨設された点火プラグで、この点
火プラグ７は点火時期の電子制御が可能なイグナイタ等
を含む点火回路８に接続されている。

【００４５】さらに、１０は前記各シリンダ２の燃焼室
６に吸気（空気）を供給する吸気通路で、この吸気通路
１０の上流端はエアクリーナ１１に接続される一方、下
流端は吸気弁１２を介して燃焼室６に連通されている。
前記吸気通路１０には、エンジン１に実際に吸入される
吸入空気量を検出するホットワイヤ式エアフローセンサ
１３と、吸気通路１０を絞るスロットル弁１４と、サー
ジタンク１５と、後述のＥＣＵ３５（Electronic Contr
ol Unit ）からの燃料噴射信号（噴射パルス）を受けて
燃料を噴射供給するインジェクタ１６とが上流側から順
に配設されている。また、前記エアクリーナ１１には吸
気温度を検出する吸気温センサ１７が設けられている。

【００４６】前記吸気通路１０の下流端部は第１吸気通
路（図示せず）と第２吸気通路１０ａとに分岐され、こ
の第２吸気通路１０ａにはスワール弁１８が配設されて
いる。このスワール弁１８は、例えばステッピングモー
タ等のアクチュエータ１８ａにより開状態と閉状態とに
切替作動され、閉状態では前記第２吸気通路１０ａを大
略閉じて、上流側からの吸気流を殆ど第１吸気通路のみ
から燃焼室６に供給することにより、該燃焼室６にスワ
ールを生成維持するものである。

【００４７】前記スロットル弁１４の上下流は、ＩＳＣ
（Idle Speed Control）用バイパス通路２０により接続
され、該ＩＳＣ用バイパス通路２０にはこの通路２０を
開閉するＩＳＣバルブ２１が設けられており、このＩＳ
Ｃバルブ２１の開度を制御することで、エンジン１のア
イドル状態における回転数を制御するようになってい
る。このバイパス通路２０及びＩＳＣバルブ２１により
吸入空気量可変手段が構成される。また、２２は前記ス
ロットル弁１４の全閉状態を検出するアイドル状態検出
手段としてのアイドルスイッチであり、２３はスロット
ル弁１４の開度を検出するスロットル開度センサであ
る。

【００４８】一方、２５は前記燃焼室６から排気ガスを
排出する排気通路で、その上流側は各シリンダ２毎に分
岐して、排気弁２４を介して燃焼室６に連通される排気
マニホルドにより構成されている。また、排気マニホル
ドよりも下流側の排気通路２５の途中には、空燃比を検
出するためのＯ2センサ２６が配設され、その下流側に
は、排気ガスを浄化するための触媒コンバータ２７が排
気管により前記排気マニホルドに接続されている。前記
Ｏ2センサ２６は、排気ガス中の酸素濃度を基に燃焼室
６内の空燃比を検出するもので、理論空燃比で出力が急
変するようになっている。また、前記触媒コンバータ２
７は排気ガス中の未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素
（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯx ）を浄化可能な三元触
媒を備えたものであり、好ましくはリーン状態でもＮＯ
x を浄化する機能を有するものが用いられる。

【００４９】前記エンジン１には、電磁ピックアップ等
からなるクランク角センサ３０が設けられている。この
クランク角センサ３０は、図示しないクランク軸の端部
に設けた被検出用プレート３１の外周に対応する箇所に
配置され、該被検出用プレート３１がクランク角の回転
とともに回転されたとき、その外周部に突設された突起
部３１ａ，３１ａ，…の通過に応じてパルス信号を出力
するようになっている。また、前記エンジン１のウォー
タジャケット（図示せず）に臨んで、冷却水温を検出す
る水温センサ３２が設けられている。

【００５０】３５はマイクロコンピュータ等により構成
されたエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）であ
る。このＥＣＵ３５には、図２にも示すように、エアフ
ローセンサ１３、吸気温センサー１７、アイドルスイッ
チ２２、スロットル開度センサ２３、Ｏ2センサ２６、
クランク角センサ３０、水温センサ３２等からの各出力
信号が入力されるようになっている。一方、前記ＥＣＵ
３５からは、インジェクタ１６に対して燃料噴射を制御
する信号（パルス信号）が出力されるとともに、点火回
路８に対して点火時期を制御する信号が出力され、さら
に、ＩＳＣバルブ２１のアクチュエータ２１ａ及びスワ
ール弁１８のアクチュエータ１８ａ等にも制御信号が出
力されるようになっている。

【００５１】前記ＥＣＵ３５は、エンンジ１の冷間始動
後に点火時期を燃焼安定限界付近まで最大限に遅角させ
ることで、該エンジン１の燃焼安定性を確保しつつ触媒
の早期昇温効果を最大限に高めるように制御を行う。具
体的には、前記ＥＣＵ３５は、エンジン１の冷却水温
（エンジン水温）及び始動からの経過時間に基づいて触
媒の未暖機状態を判定する触媒暖機判定部３６と、該触
媒暖機判定部３６により触媒の未暖機状態が判定される
とき、点火時期を遅角（リタード）させることで、触媒
の昇温を促進する点火時期制御部３７を備えている。

【００５２】また、前記ＥＣＵ３５は、クランク角速度
の変動（回転変動状態）を検出するラフネス検出部３８
と、該ラフネス検出部３８により検出されるクランク角
速度変動がエンジン１の燃焼安定限界内に収まるよう
に、前記点火時期制御部３７により設定される点火時期
を補正する燃焼制御手段としての点火時期補正制御部３
９とを備え、さらに、該点火時期補正制御部３９による
補正制御量（後述のラフネス制御量）を学習して、該補
正制御量の初期設定値に反映させる学習制御部４０と、
ＩＳＣバルブ２１の開度を制御して前記エンジン１への
吸入空気量の増大により該エンジンの回転安定性の向上
を図るアイドル制御手段としてのＩＳＣ制御部４１とを
備えている。

【００５３】尚、前記ＥＣＵ３５は、点火時期の調整に
よりエンジン回転数が所定のアイドル回転数（設定アイ
ドル回転数）になるようにフィードバック制御するアイ
ドルフィードバック点火時期制御部４２（図３参照）
と、点火時期制御部３７による触媒の昇温促進制御の実
行の際に、インジェクタ１６に出力する燃料噴射信号の
パルス幅の変更により、混合気の空燃比が理論空燃比
（１４．７）よりもリーン側になるように燃料噴射量を
増減制御する燃料噴射制御部（図示せず）とを備えてい
る。この空燃比のリーン側への設定により、排気ガス温
度が高められるとともに、ＨＣやＣＯの排出量の低減が
図られる。

【００５４】（点火時期の制御）前記ＥＣＵ３５による
エンジン１の点火時期の具体的な制御手順を、図３に示
すフローチャート図に基づいて説明する。

【００５５】同図におけるステップＳＡ１では、クラン
ク角センサ出力、エンジン回転数、エアフローセンサ出
力、エンジン水温、アイドルスイッチ出力、スタータ出
力等を読み込み、続くステップＳＡ２では、イグニッシ
ョンオフでもデータを保持する不揮発性メモリから後述
のラフネス制御量の各気筒毎の学習値θstudy （ｎ）を
読込む。ここで、ｎは１〜４の整数で、それぞれエンジ
ン１の４つのシリンダ２，２，…に対応するものであ
る。すなわち、例えばｎ＝１が第１気筒に対応している
とすれば、ｎ＝２は第３気筒に、ｎ＝３は第４気筒に、
またｎ＝４は第２気筒にそれぞれ対応している。

【００５６】前記ステップＳＡ２に続くステップＳＡ３
ではエンジン１が始動中か否かを判定する。すなわち、
スタ−タモータがオフ状態であるか又はエンジン回転数
が所定回転数よりも大きければ、始動中でないと判定し
て後述のステップＳＡ６に進む一方、スタータモータが
オン状態でかつエンジン回転数が所定回転数以下であれ
ば、始動中であると判定してステップＳＡ４に進む。

【００５７】そして、ステップＳＡ４でエンジン始動中
の所定の点火時期ＩＧＳＴを点火時期ＩＧＴ（ｎ）とし
て算出し、ステップＳＡ５で、エンジン始動中であるこ
とを示すフラグＦSTA の値を１とした後、後述のステッ
プＳＡ１６に進んで各気筒毎に点火プラグ７により点火
実行する。これにより、エンジン１が吹け上がって運転
状態になる。

【００５８】一方、前記ステップＳＡ４で始動中でない
と判定された場合、ステップＳＡ６に進んで、運転状態
のエンジン水温が所定温度（例えば６０°Ｃ）以下であ
るか否かを判定する。そして、前記所定温度より大きけ
れば触媒が暖機状態にあると判定して後述のステップＳ
Ａ１８に進む一方、所定温度以下であればステップＳＡ
７に進む。このステップＳＡ７ではフラグＦSTA の値が
１であるか否かを判定して、ＦSTA ＝１であれば、その
値をステップＳＡ８で０としてクリアした後、ステップ
ＳＡ９で、設定時間後にオフになる昇温促進時間設定用
タイマをオンして、ステップＳＡ１１に進む。一方、前
記ステップＳＡ７でＦSTA ＝０であれば、ステップＳＡ
１０に進んで前記タイマがオンかオフかの判定を行い、
タイマがオフであれば後述のステップＳＡ２０に進む一
方、タイマがオンであればステップＳＡ１１に進む。つ
まり、エンジン１が冷機時に始動されて吹け上ってから
設定時間が経過するまでの間、触媒が未暖機状態にある
と判定して以下のステップＳＡ１１〜ＳＡ１７の制御を
実行する。

【００５９】ステップＳＡ１１では、点火時期の遅角に
よる触媒の昇温促進制御を実行中であることを示すフラ
グＦRTDの値を１とし、続くステップＳＡ１２で、アイ
ドル状態でのエンジン回転数を一定に保持するための点
火時期のフィードバック制御量θIDFBの値を０にする。
つまり、点火時期の調整によるエンジン回転のアイドル
フィードバック制御を禁止する。ステップＳＡ１３で
は、触媒の昇温のために設定する点火時期の遅角側への
昇温促進制御量θRTDを、予め設定されたマップから読
出す。このマップは、エンジン負荷に対応するエンジン
の吸気充填効率及びエンジン回転数に基づいて、前記昇
温促進制御量θRTDを種々設定したものである。尚、吸
気充填効率は、エアフローセンサ出力から求めた吸入空
気量をエンジン回転数で除算してから所定の定数を乗算
して算出する。

【００６０】そして、ステップＳＡ１４で、クランク角
速度の変動（エンジンの回転変動状態）がエンジンの燃
焼安定限界内に収まるように点火時期を補正するための
ラフネス制御量θrough（ｎ）を各気筒毎に演算し、ス
テップＳＡ１５では、前記各ステップでそれぞれ演算し
た点火時期のフィードバック制御量θIDFB、昇温促進制
御量θRTD、ラフネス制御量θrough（ｎ）に基づいて点
火時期ＩＧＴ（ｎ）を各気筒毎に算出する。すなわち、 ＩＧＴ（ｎ） ＝ θBASE−θIDFB−θRTD＋θrough
（ｎ） となる。ここで、θBASEは点火時期の基本設定値であっ
て、通常は、各気筒毎にエンジン１が最大トルクを出力
する所定の点火時期（例えば上死点前１０度）よりも僅
かに遅角側に、エンジン回転数及び吸気充填効率に対応
付けて設定されている。尚、前記ステップＳＡ１４にお
けるラフネス制御量θrough（ｎ）の演算については後
述する。

【００６１】ステップＳＡ１６では、クランク角センサ
３０から入力される信号に基づいて、前記ステップＳＡ
４又はステップＳＡ１５で演算された点火時期ＩＧＴ
（ｎ）になったことの判定を行い、点火時期になればス
テップＳＡ１７で点火プラグ７に通電して各気筒毎に点
火実行し、その後リターンする。

【００６２】つまり、エンジン１の冷間始動から設定時
間が経過するまでの間、該エンジン１の点火時期を遅角
させて（ステップＳＡ１３）排気ガス温度を高めること
で触媒の昇温を促進するとともに、クランク軸の角速度
変動に応じて点火時期を補正することで（ステップＳＡ
１４）、エンジンを燃焼安定限界内で制御するようにし
ている。

【００６３】一方、前記ステップＳＡ６でエンジン水温
に基づいて触媒が暖機状態にあると判定したときには、
ステップＳＡ１８及びステップＳＡ１９でそれぞれフラ
グＦSTA 及びフラグＦRTDをクリアして、ステップＳＡ
２０に進む。このステップＳＡ２０では、アイドルスイ
ッチ２２からの信号に基づいてスロットル弁１４が全閉
状態にあるか否かを判定し、全閉状態であればアイドル
状態であるからステップＳＡ２１に進んで、現在のエン
ジン回転数と設定されているアイドル回転数との偏差に
基づいて、予め設定されたマップから点火時期のフィー
ドバック制御量θIDFBを読込む。

【００６４】一方、スロットル弁１４が全閉状態でなけ
ればアイドル状態でないから、ステップＳＡ２２に進ん
でフィードバック制御量θIDFBの値を０とする。続くス
テップＳＡ２３では昇温促進制御量θRTDの値を０と
し、ステップＳＡ２４ではラフネス制御量θrough
（ｎ）の値を０として上述のステップＳＡ１５に進み、
点火時期ＩＧＴ（ｎ）を算出する。

【００６５】つまり、冷却水温が所定温度以上であるか
（ステップＳＡ６）、又はエンジン始動から設定時間が
経過しており（ステップＳＡ１０）、触媒が既に暖機状
態になったと判定したときには、該触媒の昇温を促進す
るための制御を終了（ステップＳＡ２３，ＳＡ２４）し
て通常の制御に移行する。そして、スロットル弁１４が
全閉状態になっていれば、エンジン回転数をアイドル回
転数に保持するように点火時期を調整するアイドルフィ
ードバック点火時期制御を行う（ステップＳＡ２０，Ｓ
Ａ２１）。このように点火時期の調整によりエンジン１
のアイドル回転を制御することで、エンジン回転数を応
答性良くアイドル回転数にフィードバック制御すること
ができる。

【００６６】前記のフローチャート図において、ステッ
プＳＡ３，ＳＡ６〜ＳＡ１０が触媒暖機判定部３６に、
また、ステップＳＡ１３，ＳＡ１５〜１７が点火時期制
御部３７にそれぞれ対応している。さらに、ステップＳ
Ａ１４，ＳＡ１５が点火時期補正制御部３９に、また、
ステップＳＡ２０，ＳＡ２１がアイドルフィードバック
点火時期制御部４２にそれぞれ対応している。

【００６７】（ラフネス制御量の演算）次に、図３のス
テップＳＡ１４におけるラフネス制御量θrough（ｎ）
の演算手順を図４及び図５に示すフローチャート図に基
づいて説明する。

【００６８】まず、図４のステップＳＢ１において、初
期値１の制御サイクルｉをインクリメントする（ｉ＝ｉ
＋１）。続くステップＳＢ２ではクランク角センサ３０
からの信号の時間間隔Ｔ（ｉ）を計測し、ステップＳＢ
３では前記計測値Ｔ（ｉ）に基づいて所定クランク角期
間におけるクランク角速度ω（ｉ）を算出する。

【００６９】ここで、前記クランク角速度ω（ｉ）の検
出を行う所定クランク角期間の好ましい設定について図
６〜図８に基づいて説明する。

【００７０】図６は直列４気筒４サイクルエンジンにつ
いて、クランク角を横軸に、またトルク及び角速度を縦
軸に示したものである。すなわち、各シリンダ（気筒）
２における慣性トルク（同図に破線で示す）とガス圧ト
ルク（同図に一点鎖線で示す）との合成トルクは、同図
に太い実線で示すように正常燃焼時は１８０度間隔で周
期的に変化し、この合成トルクによって回転されるクラ
ンク軸の角速度（実線Ａで示す）も周期的に変化する。
一方、例えば第１気筒において燃焼状態が不安定になっ
て失火に近い状態が生じた場合、エンジンの合成トルク
は同図に二点鎖線で示すように極めて低くなってしま
う。この結果、クランク角速度は前記第１気筒の膨脹行
程半ばから顕著に低下して（破線Ｂで示す）正常燃焼時
との差が大きくなる。また、次の気筒（第３気筒）で
は、前気筒の影響が残る膨脹行程の前半では角速度が低
くなるが、行程が進むに連れて次第に正常時の値に近付
く。

【００７１】また、図７は燃焼圧と角速度変動（回転変
動状態）との相関関係を示すものであり、横軸には１つ
の気筒についての圧縮上死点（ＴＤＣ）後のクランク角
（ＡＴＤＣ，ＣＡ）を、また、縦軸には当該気筒の燃焼
状態（ガス圧）が角速度に及ぼす影響の度合いを示す相
関係数をそれぞれ表したものである。すなわち、相関係
数が正であれば当該気筒の燃焼圧の変動と角速度の変動
との相関が高い一方、負であれば当該気筒よりもその前
気筒の燃焼圧変動の影響が大きいことを意味する。

【００７２】そして、前記図６及び図７から明らかなよ
うに、燃焼が略終了するクランク角（ＡＴＤＣ４０°Ｃ
Ａ程度）から次気筒の燃焼開始時期付近のクランク角
（ＡＴＤＣ２００°ＣＡ程度）までの範囲で燃焼圧と角
速度変動との相関性が高く、特にガス圧トルクが低下し
てからトルク変曲点（ＡＴＤＣ９０°ＣＡ程度）を経た
後の、慣性トルクが大きくなる期間Ｘ（ＡＴＤＣ１００
°ＣＡ〜ＡＴＤＣ２００°ＣＡ）において、前記相関関
係が高くなる。従って、例えばＡＴＤＣ１００°ＣＡ〜
ＡＴＤＣ２００°ＣＡの範囲内で角速度を検出するよう
にすれば、この角速度の変動（回転変動状態）に基づい
て当該気筒の燃焼状態を精度良く判定することができ
る。また、角速度検出時間を十分に確保するために、角
速度検出のためのクランク角期間は６０°ＣＡ以上とす
ることが好ましい。

【００７３】そこで、例えば図８に示すように、各気筒
のＡＴＤＣ１０４°ＣＡとＡＴＤＣ１７４°ＣＡとが検
出されるように、被検出プレート３１の各突起部３１
ａ，３１，…を設け、各気筒におけるＡＴＤＣ１０４°
ＣＡ〜１７４°ＣＡの７０度の期間の角速度を検出する
ようにしている。このため、図４のステップＳＢ３にお
いては、クランク角速度ω（ｉ）を、 ω（ｉ） ＝ ７０×１０-6／Ｔ（ｉ） のように演算する。

【００７４】前記ステップＳＢ３に続くステップＳＢ４
では、図示しないカムシャフトの回転角を検出するセン
サからの信号に基づいて気筒識別を行い、以下のステッ
プＳＢ５，ＳＢ６において、気筒毎に、燃焼状態の判別
にとってノイズとなる要素を除去しつつ角速度ω（ｉ）
の変動を求める。すなわち、燃焼状態の変動以外で角速
度変動を生じる要素としては、爆発を加振源とした共振
の影響による角速度変動、車輪や駆動系のアンバランス
に起因する車輪回転に伴う角速度変動、路面からタイヤ
に作用する振動の影響による角速度変動等があり、図９
に示すように、前記共振の影響による爆発回転次数成分
のノイズはエンジン回転の０．５次及びその整数倍の周
波数で生じ、前記アンバランスに起因する車輪回転に伴
うノイズや路面の影響によるノイズはエンジン回転の
０．５次よりも低い低周波数域内で生じる。

【００７５】そこで、図４のステップＳＢ５では、エン
ジン回転の０．５次及びその整数倍の周波数成分を除去
しつつ角速度変動ｄω（ｉ）を求める。すなわち、同一
気筒における角速度の今回値ω（ｉ）と前回値ω（ｉ−
４）との偏差を求めることで、図１０に示すようにコム
フィルタによりエンジン回転の０．５次及びその整数倍
の周波数成分を除いた角速度変動ｄω（ｉ）のデータが
得られたことになる。また、ステップＳＢ６では、エン
ジン回転の０．５次よりも低い周波数成分のノイズを除
くために、前記ステップＳＢ５で得られた角速度変動ｄ
ω（ｉ）の８サイクル前までのデータに基づいて次式の
ようになまし処理を行う。

【００７６】すなわち、 ｄωｆ（ｉ） ＝ ａ・ｄω（ｉ）＋ｂ・ｄω（ｉ−
１）＋ｃ・ｄω（ｉ−２）＋ｄ・ｄω（ｉ−３）＋ｅ・
ｄω（ｉ−４）＋ｄ・ｄω（ｉ−５）＋ｃ・ｄω（ｉ−
６）＋ｂ・ｄω（ｉ−７）＋ａ・ｄω（ｉ−８） （但し、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅはなまし係数） これにより、図１１に示すようにハイパスフィルタによ
りエンジン回転の０．５次よりも低い周波数成分が十分
に減衰されて除かれたことになる。このようにして、各
気筒毎に燃焼状態を高精度に反映した角速度変動データ
ｄωｆ（ｉ）を得ることができる。

【００７７】前記ステップＳＢ６に続くステップＳＢ７
では、エンジン１の燃焼安定の許容限界に相当する角速
度変動データｄωｆ（ｉ）の上限値ｄωｆmax を、エン
ジン回転数及びエンジン１の吸気充填効率に基づいて予
め設定されたマップから読取り、ステップＳＢ８では同
様のマップから角速度変動データｄωｆ（ｉ）の下限値
ｄωｆmin を読み取る。そして、ステップＳＢ９では、
前記ステップＳＢ６で求められた角速度変動データｄω
ｆ（ｉ）を上限値ｄωｆmax と比較し、該角速度変動デ
ータｄωｆ（ｉ）の方が大きければステップＳＢ１０に
進んで、ラフネス制御量θrough（ｎ）を増大させる場
合の所定の制御ゲインθKA（θKA＞０）を読出す。続く
ステップＳＢ１１では燃料の重質度合い（燃料の重質留
分の含有割合）に応じて前記制御ゲインθKAの値を変更
し、この変更後の値をステップＳＢ１２でラフネス制御
ゲインθK として算出する。

【００７８】一方、前記ＳＢ９で角速度変動データｄω
ｆ（ｉ）が上限値ｄωｆmax 以下の値であれば、ステッ
プＳＢ１３に進んで該角速度変動データｄωｆ（ｉ）を
下限値ｄωｆmin と比較し、角速度変動データｄωｆ
（ｉ）の方が小さければステップＳＢ１４に進む。そし
て、ラフネス制御量θrough（ｎ）を減少させる場合の
所定の制御ゲインθKR（θKR＞０）を読み出し、ステッ
プＳＢ１５に進んでラフネス制御ゲインθK を、θK ＝
−θKRとして算出する。また、前記ステップＳＢ１３に
おいて、角速度変動データｄωｆ（ｉ）がその下限値ｄ
ωｆmin 以上の値であれば、ステップＳＢ１６に進んで
ラフネス制御ゲインθK を、θK ＝０として算出する。

【００７９】図４のステップＳＢ１２、ステップＳＢ１
５及びステップＳＢ１６に続く図５のステップＳＢ１７
では、ｉ≦８であるか否かを判定し、ｉ≦８であればス
テップＳＢ１８に進んで、不揮発性メモリから読み込ん
だ学習値θstudy （ｎ）をそのままラフネス制御量θro
ugh（ｎ）として算出する一方、ｉ＞８であればステッ
プＳＢ１９に進んで９≦ｉ＜１３であるか否かを判定す
る。そして、９≦ｉ＜１３であればステップＳＢ２０に
進んで、前記学習値θstudy （ｎ）にラフネス制御ゲイ
ンθK を加算してラフネス制御量θrough（ｎ）を算出
する一方、ｉ＞１３であればステップＳＢ２１に進ん
で、同一気筒におけるラフネス制御量θrough（ｎ）の
前回値に前記ラフネス制御ゲインθK を加算して、ラフ
ネス制御量θrough（ｎ）の今回値を算出する。

【００８０】つまり、制御の初期のサイクル（ｉ≦８）
では学習値θstudy （ｎ）をそのままラフネス制御量θ
rough（ｎ）とする一方、制御サイクルが進行すれば
（ｉ＞８）、各気筒毎に前記学習値θstudy （ｎ）に対
しラフネス制御ゲインθK を積算して適切なラフネス制
御量θrough（ｎ）を演算するようにしている。その
際、角速度変動データｄωｆ（ｉ）がその上限値ｄωｆ
max よりも大きければ（ステップＳＢ９）、ラフネス制
御ゲインθK の値が正値とされ（ＳＢ１０〜ＳＢ１
２）、ラフネス制御量θrough（ｎ）が増大されて（Ｓ
Ｂ２０，ＳＢ２１）、点火時期ＩＧＴ（ｎ）がより進角
側に補正される。一方、角速度変動データｄωｆ（ｉ）
がその下限値ｄωｆmin よりも小さければ（ステップＳ
Ｂ１３）、ラフネス制御ゲインθK の値が負値とされ
（ＳＢ１４，ＳＢ１５）、ラフネス制御量θrough
（ｎ）が減少されて（ＳＢ２０，ＳＢ２１）、点火時期
ＩＧＴ（ｎ）がより遅角側に補正される。

【００８１】ここで、前記ステップＳＢ１１における制
御ゲインθKAの変更について説明すると、図１２に示す
フローチャート図のステップＳＣ１では、各気筒毎に角
速度変動データｄωｆ（ｉ）がその上限値ｄωｆmax よ
りも初めて大きくなったか否かを判定する。そして、初
めてでなければリターンする一方、初めでであればステ
ップＳＣ２に進んで、所定の制御ゲインθKAに予め設定
された設定量θJA（θJA＞０）を加算してリターンす
る。このことで、各気筒におけるラフネス制御量θroug
h（ｎ）は、図１３に示すようにシフトされて急増する
ので、点火時期ＩＧＴ（ｎ）は速やかに進角側に補正さ
れる尚、前記ステップＳＣ２において、角速度変動デー
タｄωｆ（ｉ）に対応づけて設定量θJAの値を、燃料の
重質度合いに応じて予め種々設定しておき、前記角速度
変動データｄω（ｉ）の値が大きいほど、小さいときよ
りも制御ゲインθKAの値をより大値側に変更するように
してもよい。このようにすれば、角速度変動の大きさ即
ち燃料の重質度合いに応じて点火時期を適切かつ速やか
に補正することができる。

【００８２】図５のステップＳＢ１８、ステップＳＢ２
０及びステップＳＢ２１に続くステップＳＢ２２では、
アイドルスイッチ２２からの信号に基づいてエンジン１
がアイドル状態にあるか否かを判定し、アイドル状態で
ないと判定されればリターンする一方、アイドル状態で
あると判定されれば、ステップＳＢ２３に進んでラフネ
ス制御量θrough（ｎ）の今回値を予備学習値θIDR
（ｎ）として記憶し、続くステップＳＢ２４で同一気筒
における前記予備学習値θIDR （ｎ）の今回値と前回値
とを所定割合で重み付けして加算して、ラフネス制御量
θrough（ｎ）の学習値θstudy （ｎ）を算出する。そ
してステップＳＢ２５で、前記ステップＳＢ２４で算出
した学習値θstudy （ｎ）により不揮発性メモリ内の学
習値を更新する。すなわち、 θstudy （ｎ） ＝ ＫＩ・θIDR （ｎ）＋（１−Ｋ
Ｉ）｛θIDR （ｎ）の前回値｝ （但し、ＫＩは重み付け係数） つまり、冷間アイドル時には、エンンジ１の燃焼状態の
変動によるクランク角速度の変動ｄω（ｉ）を検出し易
いため、前記ラフネス制御量θrough（ｎ）が各気筒毎
に燃料の質等に応じた適切な値になっている。そこで、
その適切なラフネス制御量θrough（ｎ）を学習して、
学習値θstudy （ｎ）として記憶保持するようにしてい
る。

【００８３】図４及び図５に示す前記フローチャート図
において、ステップＳＢ１〜ＳＢ６がラフネス検出部３
８に、ステップＳＢ７〜ＳＢ２１が点火時期補正制御部
３９にそれぞれ対応しており、また、ステップＳＢ２２
〜ＳＢ２５が学習制御部４０に対応している。

【００８４】（ＩＳＣ制御）次に、ＩＳＣ制御部４１に
よる具体的な制御内容を図１４に示すフローチャート図
に基づいて説明する。

【００８５】同図のステップＳＤ１では、エンジン回転
数、エアフローセンサ出力、エンジン水温、アイドルス
イッチ出力、スタータ出力等を読込む。続くステップＳ
Ｄ２では、前記アイドルスイッチ出力に基づいてスロッ
トル弁１４が全閉状態にあるか否かを判定し、全閉状態
でなければアイドル状態でないから後述のステップＳＤ
１４に進む一方、全閉状態であればアイドル状態である
からステップＳＤ３に進んで、エアフローセンサ出力及
びエンジン回転数に基づいてエンジン１の現在の吸気充
填効率を演算する。

【００８６】続くステップＳＤ４では、アイドル状態で
あるか否かを示すフラグから前サイクルでアイドル中で
あったか否かを判定し、前サイクルでアイドル状態であ
れば後述のステップＳＤ１２に進む一方、前サイクルで
アイドル状態でなければステップＳＤ５に進む。このス
テップＳＤ５では、エンジン水温に対応づけて予め設定
されたマップから、現在のエンジン水温に対応する目標
回転数（設定アイドル回転数）を読み出し、ステップＳ
Ｄ６に進んで、昇温促進制御を実行中であるか否かをフ
ラグＦRTDの値から判定する。

【００８７】そして、ＦRTD＝１であればステップＳＤ
７に進んで、昇温促進制御によりエンジン１の点火時期
が遅角側に設定されている場合について、前記ステップ
ＳＤ５で求めたエンジン１の目標回転数に対応する目標
充填効率をマップから読出す。一方、ＦRTD＝１でなけ
ればステップＳＤ８に進んで、昇温促進制御が行われて
いない通常の場合について前記マップから目標充填効率
を読出す。このマップは、図１５に示すようにエンジン
１の目標回転数を横軸に、また、目標充填効率を縦軸に
それぞれ種々実験結果に基づいて予め設定したものであ
る。

【００８８】同図において、昇温促進制御が行われてい
る場合の目標充填効率は通常時よりも大きめに設定され
ている。すなわち、昇温促進制御により点火時期が遅角
側に設定されている場合には、エンジン１の燃焼による
熱エネルギのクランク軸出力への変換割合が低くなって
エンジン１の出力が低下するため、この低下分を補うた
めに、吸入空気量の増大によりエンジン１の吸気充填効
率を増大させて所定の吸気充填効率となるように制御す
る。このことで、アイドルフィードバック点火時期制御
部４２による制御を禁止（図３のステップＳＡ１２）し
ていても、エンジン回転数を目標回転数に保つことがで
きる。その際、吸入空気量の増大によりエンジン回転数
を前記アイドル回転数よりも高く制御して、そのことに
よりエンジン回転の安定化を図るようにしてもよい。

【００８９】前記ステップＳＤ７及びステップＳＤ８に
続くステップＳＤ９では、それらの各ステップで求めた
目標充填効率になるようにＩＳＣバルブ２１の開度を制
御するためのＩＳＣ基本制御量ＤNBASE を、前記目標充
填効率に基づいて予め設定したマップから読み出し、続
くステップＳＤ１０で前記ＩＳＣ基本制御量ＤNBASEを
そのままＩＳＣ制御量ＤN として算出する。そして、ス
テップＳＤ１１でアクチュエータ２１ａに制御信号を出
力して、ＩＳＣバルブ２１のデューティ制御を行ってリ
ターンする。

【００９０】一方、前記ステップＳＤ４において、前サ
イクルでアイドル状態であったと判定された場合、ステ
ップＳＤ１２に進んで、現在の吸気充填効率と目標充填
効率との偏差に対応するＩＳＣ補正制御量ＤNEをマップ
から読出す。このマップは、図１６に示すように前記現
在の吸気充填効率と目標充填効率との偏差を横軸に、ま
た、ＩＳＣ補正制御量ＤNEを縦軸にそれぞれ設定したも
のであり、偏差が比較的小さい間は、ＩＳＣ補正制御量
ＤNEの増大即ち給気量の増大により、吸気充填効率を目
標充填効率に収束させるように設定されている。そし
て、ステップＳＤ１３に進んで、前記ＩＳＣ補正制御量
ＤNEをＩＳＣ基本制御量ＤNBASE に加算してＩＳＣ制御
量ＤN を算出し、その後ステップＳＤ１１に進んでＩＳ
Ｃバルブ２１のデューティ制御を実行する。

【００９１】また、前記ステップＳＤ２において、スロ
ットル弁１４が全閉状態でないことからアイドル状態で
ないと判定された場合にも、前記ステップＳＤ３〜１３
と同様、ＩＳＣバルブ２１のデューティ制御を行うよう
にする。すなわち、ステップＳＤ１４において、昇温促
進制御を実行中であるか否かを表すフラグＦRTDの値が
１であるか否かを判定し、該フラグＦRTDの値が１であ
れば、ステップＳＤ１５に進んで、昇温促進制御により
エンジン１の点火時期が遅角側に設定されている場合に
ついての所定のＩＳＣ基本制御量ＤBASER を読み出し、
このＩＳＣ基本制御量ＤBASER をステップＳＤ１６でＩ
ＳＣ制御量ＤN として算出した後、上述のステップＳＤ
１１に進む。

【００９２】一方、前記ステップＳＤ１４でフラグＦRT
Dの値が１でなければ、ステップＳＤ１７に進んで、昇
温促進制御が行われていない通常の場合についてのＩＳ
Ｃ基本制御量ＤBASEを読み出し、このＩＳＣ基本制御量
ＤBASEをステップＳＤ１８でＩＳＣ制御量ＤN として算
出した後、上述のステップＳＤ１１に進む。

【００９３】次に、前記実施形態１に係るエンジンの制
御装置Ａの作用・効果について説明する。

【００９４】この実施形態では、エンジン１の冷却水温
及び始動からの経過時間に基づいて触媒暖機判定部３６
により触媒の未暖機状態を判定したとき（図３のＳＡ
６，ＳＡ１０）、点火時期制御部３７により前記エンジ
ン１の点火時期ＩＧＴ（ｎ）を遅角側に制御することで
（ＳＡ１３，ＳＡ１５）、排気ガス温度を高めて触媒の
昇温を促進するようにしている。

【００９５】すなわち、図１７に実線で示すように、エ
ンジン１の点火時期を大幅に遅角させて例えば上死点後
２０度（ＡＴＤＣ２０°ＣＡ）に設定したときには、膨
脹行程の中期以降で気筒内圧力がかなり低下した後に混
合気の燃焼がピークに達するようになり（いわゆる後燃
え）、このため、燃焼熱エネルギのクランク軸出力への
変換率が非常に小さくなるので、排気損失が大幅に増え
て排気ガス温度が極めて高くなるのである。尚、前記図
１７は理論空燃比における吸気下死点後のクランク角
（ＡＢＤＣ，ＣＡ）と気筒内圧力との関係を示したもの
で、比較のため、点火時期を上死点（ＴＤＣ）とした場
合の気筒内圧力の変化の様子を一点鎖線で示す。

【００９６】図１８は点火時期の変更に対する、排気ガ
ス温度の変化及び図示平均有効圧力Ｐｉの変化の様子を
示したもので、同図より、点火時期ＩＧＴ（ｎ）を上死
点（ＴＤＣ）後まで大幅に遅角させることで、排気ガス
温度が急激に高まることが分かる。そして、点火時期の
遅角量を大きくするほど排気ガス温度を高めて触媒の早
期昇温を図れるのであるが、同時に、同図に一点鎖線で
示すように平均有効圧力Ｐｉの変動率すなわちトルク変
動率も上昇してしまい、エンジン１の燃焼安定性が損な
われ易くなる。特に、同図に二点鎖線で示すように、供
給される燃料の重質度合いが高い場合には、重質度合い
の低い通常の燃料に比べてＰｉ変動率が大きくなってお
り、エンジン１の燃焼安定性が損なわれる可能性が高
い。

【００９７】そこで、この実施形態ではラフネス検出部
３８によりクランク角速度の角速度変動データｄωｆ
（ｉ）を検出し（図４のＳＢ２〜ＳＢ６）、その検出結
果に基づいて点火時期補正制御手段３９により点火時期
ＩＧＴ（ｎ）の補正を行うようにした。すなわち、前記
角速度変動データｄωｆ（ｉ）がエンジン１の燃焼安定
のための許容限界に相当する上限値ｄωｆmax よりも大
きければ（ステップＳＢ９）、ラフネス制御量θrough
（ｎ）の増大により点火時期ＩＧＴ（ｎ）をより進角側
に補正してエンジン１の燃焼状態を安定寄りに制御する
一方、エンジン１の燃焼状態に余裕があって角速度変動
データｄωｆ（ｉ）がその下限値ｄωｆmin よりも小さ
ければ（ステップＳＢ１３）、ラフネス制御量θrough
（ｎ）の減少により点火時期ＩＧＴ（ｎ）をより遅角側
に補正して触媒の昇温促進効果を高めるようにしてい
る。

【００９８】つまり、角速度変動データｄωｆ（ｉ）に
基づいてエンジン１の実際の燃焼状態を高精度に判定す
ることができるため、供給される燃料の質が変化して着
火性や燃焼性が変化しても、その燃料の質なりにエンジ
ン１の燃焼安定性を確保しつつ、触媒の昇温促進効果を
最大限に高めることができる。

【００９９】その際、エンジン１の角速度変動の検出及
び点火時期の制御を各気筒毎に行うようにしているので
（ＳＢ４）、各気筒毎の燃料噴射量、燃焼温度、吸気流
動等のばらつきによらず、該各気筒における燃焼状態を
それぞれ高精度に燃焼安定限界付近で制御することがで
きる。このことで、触媒の昇温促進効果を一層高めるこ
とができる。

【０１００】また、例えば重質度合いの高い燃料が供給
された場合、ラフネス制御ゲインθK に設定量θJAを加
算するようにしたので（図１２のＳＣ１，ＳＣ２）、ラ
フネス制御量θrough（ｎ）を大値側にシフトして（図
１３参照）点火時期ＩＧＴ（ｎ）を進角側に速やかに補
正することができる。よって、燃焼制御の開始から速や
かにエンジン１の燃焼状態を安定化させることができ
る。

【０１０１】さらに、アイドル状態におけるラフネス制
御量θrough（ｎ）を学習して、この値により学習値
（ラフネス制御量の初期設定値）を更新するようにして
いるので（図５のＳＢ２２〜ＳＢ２５）、一度学習した
後は、エンジン１の燃焼制御の開始から直ちに燃料の質
等に応じた適切な制御を行うことができる。よって、エ
ンジンの燃焼状態を始動直後から安定化させることがで
きる。

【０１０２】加えて、アイドル状態では、ＩＳＣ制御部
４１による吸入空気量の制御（図１４のＳＤ７）によっ
て所定のアイドル回転数に保持することができる。

【０１０３】さらにまた、この実施形態では、触媒コン
バータ２７は、エンジン１の排気通路２５における排気
マニホルドよりも下流側に設けられ、該排気マニホルド
から離れて排気管を介して接続されているので、排気管
を介さずに直接排気マニホルドに取り付けたものに比べ
て、暖まり難いものである。そのため、上述の如く排気
温度を高めて触媒の暖機を促進できることは極めて有効
な作用効果を有する。言い換えると、上述の如き制御に
より排気系の設計における自由度が向上するので、例え
ば、排気マニホルドの設計により排気効率を高めて、エ
ンジン出力を向上させることが可能になる。

【０１０４】（実施形態２）図１９は本発明の実施形態
２に係るエンジンの制御装置Ａを示し、実施形態１と同
一の構成要素については同一符号を付している。この制
御装置Ａにおけるエンジンコントロールユニット（ＥＣ
Ｕ）５０は、実施形態１のＥＣＵ３５と同様に、エアフ
ローセンサ１３、吸気温センサー１７、アイドルスイッ
チ２２、スロットル開度センサ２３、Ｏ2センサ２６、
クランク角センサ３０、水温センサ３２等からの各出力
信号が入力される一方、インジェクタ１６、点火回路
８、ＩＳＣバルブ２１及びスワール弁１８の各アクチュ
エータ２１ａ，１８ａ等に制御信号を出力するようにな
っている。

【０１０５】また、前記ＥＣＵ５０は、実施形態１と同
様に、エンンジ１の冷間始動後に点火時期を遅角させる
触媒の早期昇温制御を行う一方、供給される燃料の重質
度合いが所定以上高いいわゆる重質燃料である場合に
は、点火時期の遅角を大幅に抑制してエンジン１の燃焼
安定化を優先するようになっている。

【０１０６】具体的には、前記ＥＣＵ５０は、前記実施
形態１と同様、触媒暖機判定部３６と、点火時期制御部
３７と、ラフネス検出部３８と、ＩＳＣ制御部４１と、
アイドルフィードバック点火時期制御部４２と、燃料噴
射制御部とを備え、さらに、前記ラフネス検出部３８に
よる検出結果に基づいて、供給される燃料が重質燃料で
あるか否かを判定する重質度合い判定手段としての重質
燃料判定部５１と、該重質燃料判定部５１により燃料の
重質度合いが所定以上高いと判定されたとき、点火時期
の遅角量を予め設定した小さめの値に抑制する抑制制御
部５２とを備えている。

【０１０７】尚、この実施形態に係るエンジンの制御装
置Ａのその他の構成は実施形態１の場合と同様なのでそ
の説明は省略する。

【０１０８】（点火時期の制御）前記ＥＣＵ５０による
エンジン１の点火時期の具体的な制御手順を、図２０に
示すフローチャート図に基づいて説明する。

【０１０９】同図におけるステップＳＥ１〜ＳＥ４で
は、実施形態１の点火時期の制御（図３参照）における
ステップＳＡ１〜ＳＡ５と同様の制御によりエンジン始
動中の所定の点火時期ＩＧＳＴを点火時期ＩＧＴ（ｎ）
として算出する。また、ステップＳＥ５〜ＳＥ９では、
前記実施形態１のステップＳＡ６〜ＳＡ１０と同様の制
御により、触媒の未暖機状態を判定して、ステップＳＥ
１０以降の制御を行う。

【０１１０】すなわち、ステップＳＥ１０ではフラグＦ
RTDの値を１とし、ステップＳＥ１１では点火時期のフ
ィードバック制御量θIDFBの値を０とし、続くステップ
ＳＥ１２では、触媒の昇温促進のために設定する点火時
期の遅角側への昇温促進制御量θRTDを算出する。そし
て、ステップＳＥ１３では、ステップＳＥ１１で設定し
た点火時期のフィードバック制御量θIDFBと、ステップ
ＳＥ１２で設定した昇温促進制御量θRTDと、点火時期
の基本設定値θBASEとに基づいて点火時期ＩＧＴ（ｎ）
を算出し、続くステップＳＥ１４，ＳＥ１５で各気筒に
点火実行する。 ＩＧＴ（ｎ） ＝ θBASE−θIDFB−θRTD 尚、前記ステップＳＥ１２における昇温促進制御量θRT
Dの演算については後述する。

【０１１１】一方、前記ステップＳＥ５でエンジン水温
に基づいて触媒が暖機状態にあると判定された場合に
は、ステップＳＥ１６に進んで以降ステップＳＥ２１ま
で、前記実施形態１と同様の制御を行う。

【０１１２】前記のフローチャート図において、ステッ
プＳＥ２，ＳＥ５〜ＳＥ１０が触媒暖機判定部３６に、
ステップＳＥ１２，ＳＥ１３が抑制制御部５２にそれぞ
れ対応している。また、ステップＳＥ１３〜ＳＥ１５が
点火時期制御部３７に、ステップＳＥ１８，ＳＥ１９が
アイドルフィードバック点火時期制御部４２にそれぞれ
対応している。

【０１１３】（点火時期の遅角量の演算）次に、図２０
のステップＳＥ１２における昇温促進制御量θRTDの演
算手順を図２１に示すフローチャート図に基づいて説明
する。

【０１１４】同図におけるステップＳＦ１〜ＳＦ６で
は、実施形態１の場合のステップＳＢ１〜ＳＢ６と同様
にして（図４参照）、クランク角速度の角速度変動デー
タｄωｆ（ｉ）を算出する。そして、ステップＳＦ７で
は、エンジンの燃焼安定の許容限界を僅かに越える角速
度変動である重質判定値ｄωｆｆmax をマップから読出
す。この重質判定値ｄωｆｆmax は、エンジン１の回転
数及び吸気充填効率に対応づけて種々の値が前記マップ
に設定されているもので、前記角速度変動データｄωｆ
（ｉ）が重質判定値ｄωｆｆmax を越えた大変動時に
は、エンジン１の燃焼状態がかなり不安定になっている
と判定される。

【０１１５】続いてステップＳＦ８では、制御サイクル
が所定回数Ｌに達したか否かの判定を行い、ｉ≧Ｌであ
れば後述のステップＳＦ１２に進む一方、ｉ＜Ｌであれ
ばステップＳＦ９に進んで、角速度変動データｄωｆ
（ｉ）と重質判定値ｄωｆｆmax とを比較する。そし
て、角速度変動データｄωｆ（ｉ）が重質判定値ｄωｆ
ｆmax よりも大きければ、ステップＳＦ１０で初期値０
のカウンタをインクリメントする（ｍ＝ｍ＋１）一方、
角速度変動データｄωｆ（ｉ）が重質判定値ｄωｆｆma
x 以下であればそのままでステップＳＦ１１に進む。こ
のステップＳＦ１１では、エンジン１に供給される燃料
が重質度合いの比較的低い通常の燃料であって、点火時
期を比較的大きく遅角させる場合の所定の遅角量θNOR
（θNOR ＞０）を昇温促進制御量θRTDとして算出し
て、その後リターンする。つまり、制御の初期のサイク
ル（ｉ≦Ｌ）においては、通常の燃料に対応する制御を
行うとともに、燃焼状態の悪化による角速度の大変動の
回数をカウントする。

【０１１６】一方、前記ステップＳＦ８でｉ≧Ｌになれ
ばステップＳＦ１２に進んで、カウント値ｍを予め設定
した判定カウント値ｃと比較し、ｍ＜ｃであれば角速度
の大変動の回数が少ないので、供給される燃料は通常の
燃料であると判定してステップＳＦ１１に進む。一方、
ｍ≧ｃであれば、角速度の大変動の回数が多いので、供
給される燃料は重質燃料であると判定する。そして、ス
テップＳＦ１３に進んで、触媒の昇温促進よりもエンジ
ン１の燃焼安定性を優先するために、点火時期の遅角量
を抑制する場合の所定の遅角量θJUS （θNOR ＞θJUS
＞０）を昇温促進制御量θRTDとして算出してリターン
する。

【０１１７】つまり、図２２に示すように、所定サイク
ル（Ｌ）までの角速度の大変動の回数（角速度の大変動
の発生割合）をカウントして、このカウント値に基づい
て燃料が重質燃料であるか否かを判定するようにしてお
り、供給される燃料が重質燃料であれば、点火時期をあ
まり遅角させないようにしてエンジン１の燃焼安定性を
優先するようにしている。

【０１１８】したがって、この実施形態では、実施形態
１と同様にして触媒の未暖機状態を判定したとき（ＳＥ
５，ＳＥ９）、点火時期制御部３７によりエンジン１の
点火時期ＩＧＴ（ｎ）を遅角側に設定することで（ＳＥ
１１，ＳＥ１３）、排気ガス温度を高めて触媒の昇温を
促進することができる。

【０１１９】その際、クランク角速度変動データｄωｆ
（ｉ）に基づいてエンジン１の実際の燃焼状態を高精度
に判定することができるため（ＳＦ８〜ＳＦ１２）、こ
の判定結果に基づいて供給される燃料が重質燃料である
か否かを判定することができる。そして、燃料が重質燃
料であれば、通常の燃料に比べて混合気の着火性や燃焼
性が悪くなるので、触媒の昇温促進を抑制して（ＳＦ１
３）エンジンの燃焼安定化を優先する。このことで、重
質燃料が供給された場合でも、エンジンの燃焼状態の不
安定化に起因する排気有害成分のの急激な増大化を防止
することができる。

【０１２０】（実施形態３）図２３は本発明の実施形態
３に係るエンジンの制御装置Ａを示し、実施形態１又は
２と同一の構成要素については、同一符号を付してい
る。この制御装置Ａにおけるエンジンコントロールユニ
ット（ＥＣＵ）５５は、実施形態１又は２のＥＣＵ３
５，５０と同様に、エアフローセンサ１３、吸気温セン
サー１７、アイドルスイッチ２２、スロットル開度セン
サ２３、Ｏ2センサ２６、クランク角センサ３０、水温
センサ３２等からの各出力信号が入力される一方、イン
ジェクタ１６、点火回路８、ＩＳＣバルブ２１及びスワ
ール弁１８の各アクチュエータ２１ａ，１８ａ等に制御
信号を出力するようになっている。

【０１２１】また、前記ＥＣＵ５５は、実施形態１又は
２と同様に、エンンジ１の冷間始動後に点火時期を遅角
させる触媒の早期昇温制御を行うものであるが、この実
施形態の特徴として、その制御をエンジン１の始動直後
から開始するようにしている。さらに、前記ＥＣＵ５５
は、インジェクタ１６の開弁時間を調整して、混合気の
空燃比を略理論空燃比（Ａ/Ｆ＝１４．７）にフィード
バック制御するとともに、スワール弁１８を作動させて
燃焼室６にスワールを生成維持させるようにしている。

【０１２２】具体的に、前記ＥＣＵ５５は、前記実施形
態１と同様、触媒暖機判定部３６と、点火時期制御部３
７と、ラフネス検出部３８と、点火時期補正制御部３９
と、アイドルフィードバック吸気量制御手段としてのＩ
ＳＣ制御部４１と、アイドルフィードバック点火時期制
御部４２（図２５参照）と、空燃比制御手段としての燃
料噴射制御部５６とを備え、さらに、エンジン１の始動
終了状態を判定する始動判定部５７と、エンジン水温が
所定以下のエンジン冷機状態でスワール弁１８を閉じる
燃焼制御手段としてのスワール弁制御部５８とを備えて
いる。

【０１２３】尚、この実施形態に係るエンジンの制御装
置Ａのその他の構成は実施形態１又は２の場合と同様な
ので、その説明は省略する。

【０１２４】（点火時期の制御）前記ＥＣＵ５５による
エンジン１の点火時期の具体的な制御手順を、図２４及
び図２５に示すフローチャート図に基づいて説明する。

【０１２５】同図におけるステップＳＧ１では、クラン
ク角センサ出力、エンジン回転数、エアフローセンサ出
力、エンジン水温、アイドルスイッチ出力、スタータ出
力等を読み込み、続くステップＳＧ２，ＳＧ３では、エ
ンジン１の始動終了判定を行う。具体的に、ステップＳ
Ｇ２では、エンジン回転数が始動判定回転数（例えば５
００rpm）を越えたか否かを判別し、越えたＹＥＳなら
ばエンジン１が完爆状態になったと判定して、ステップ
ＳＧ３に進む一方、越えていないＮＯならばステップＳ
Ｇ４に進んで、エンジン始動時初期の所定の点火時期Ｉ
ＧＳＴ1（例えば圧縮上死点前５°ＣＡ）を点火時期Ｉ
ＧＴ（ｎ）として算出し、後述のステップＳＧ２２（図
２５参照）に進んで各気筒毎に点火実行する。

【０１２６】一方、ステップＳＧ３では、エンジン１が
完爆状態になってから所定の判定時間（例えば、１秒
間）が経過したか否かを判別し、判定時間が経過してい
てＹＥＳであればエンジンの始動終了状態を判定して、
ステップＳＧ５に進む一方、判定時間の経過前でＮＯで
あれば、ステップＳＧ６に進んで、始動時進角のための
所定の点火時期ＩＧＳＴ2（例えば圧縮上死点前２０°
ＣＡ）を点火時期ＩＧＴ（ｎ）として算出し、後述のス
テップＳＧ２２に進む。

【０１２７】つまり、エンジン１の始動時には、図２６
（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すように、クランキングか
ら完爆状態になるまでは通常運転時と略同様の点火時期
（例えば圧縮上死点前６°ＣＡ）とし、その後、完爆状
態になってエンジン１が吹け上がって燃焼状態が安定す
るまでの間、点火時期をＭＢＴ（Minimum advance for
Best Torque）の近くまで進めるようにしている。

【０１２８】前記ステップＳＧ３でエンジン始動終了状
態と判定して進んだステップＳＧ５では、エンジン水温
が所定以下（例えば６０°Ｃ以下）のエンジン冷機状態
であるか否かを判定する。そして、エンジン冷機状態で
ないＮＯならば触媒が暖機状態にあると判定して、実施
形態１と同様に触媒暖機時の制御を実行する。（図３参
照）一方、エンジン冷機状態であるＹＥＳであれば、ス
テップＳＧ７に進む。

【０１２９】前記ステップＳＧ７では、エンジン１がア
イドル状態になっていて、かつエンジン回転数が冷機状
態の目標回転数（設定アイドル回転数）以下であるか、
そうでないかを判定する。ここで、前記アイドル状態と
は、スロットル弁１４が全閉になっていて、かつ車両が
停止中（車速＝０）の状態とする。また、前記エンジン
冷機状態の目標回転数は、図２６（ａ）に一点鎖線で示
すように、始動時のエンジン水温に応じて最初は高め
（例えば１２００rpm）に設定され、エンジン水温の上
昇と共に徐々に低くされて、状態でなくなれば、エンジ
ン暖機状態における通常の目標回転数（例えば６５０rp
m）に収束するようになっている。

【０１３０】そして、ステップＳＧ７では、点火時期の
調整によるエンジン回転数のフィードバック制御、即ち
アイドルフィードバック点火時期制御を実行するか否か
を判定する。具体的には、エンジン１がアイドル状態に
なっていてかつエンジン回転数が目標回転数以下である
ＹＥＳならば、ステップＳＧ８に進んで、アイドルフィ
ードバック点火時期制御を実行することを示す点火時期
フィードバックフラグＦIDFBの値を１とする。一方、そ
れ以外の場合でＮＯであれば、ステップＳＧ９に進み、
前記点火時期フィードバックフラグＦIDFBの値を０にす
る。このことで、図２６（ａ），（ｂ）に示すように、
エンジン回転数が目標回転数以下になったときに、アイ
ドルフィードバック点火時期制御が開始される。

【０１３１】前記ステップＳＧ８又はステップＳＧ９に
続いて、ステップＳＧ１０では、ラフネス制御を行うか
否かを判定する。具体的には、エンジン１がアイドル状
態になっていてかつ後述の如くスワール弁１８が閉状態
になっているＹＥＳならば、ステップＳＧ１１に進ん
で、ラフネス制御量θrough（ｎ）を各気筒毎に演算す
る一方、それ以外の場合でＮＯであれば、ステップＳＧ
１２に進み、ラフネス制御量θrough（ｎ）＝０とす
る。そして、図２５に示すステップＳＧ１３に進む。

【０１３２】尚、前記ステップＳＧ１１におけるラフネ
ス制御量θrough（ｎ）の演算は実施形態１と同様に行
う。

【０１３３】図２５に示すステップＳＧ１３では、エン
ジン１の運転状態に対応する点火時期のベース値を、エ
ンジンの吸気充填効率及びエンジン回転数に基づいて予
め設定したマップから読み出す。続くステップＳＧ１４
では、触媒の昇温促進のための点火時期の遅角側への制
御量（昇温促進制御量）θRTDをエンジン水温に基づい
て予め設定したマップから読み出す。このマップは、昇
温促進制御量θRTDをエンジン水温に対応づけて設定し
たもので、例えば、エンジン水温が０〜２０°Ｃでは水
温の上昇とともに昇温促進制御量θRTDが徐々に増大
し、エンジン水温が２０〜４０°Ｃで昇温促進制御量θ
RTDが最大値となった後、エンジン水温が４０〜６０°
Ｃでは、水温の上昇とともに昇温促進制御量θRTDが徐
々に減少するように設定されている。

【０１３４】続いて、ステップＳＧ１５では、前記各ス
テップでそれぞれ演算したベース制御量θBASE、昇温促
進制御量θRTD、ラフネス制御量θrough（ｎ）に基づい
て要求点火進角値θREを各気筒毎に算出する。すなわ
ち、 θRE ＝ θBASE−θRTD＋θrough（ｎ） となる。

【０１３５】続いて、ステップＳＧ１６では、点火時期
フィードバックフラグＦIDFBの値を判別し、ＦIDFB＝１
でＹＥＳならばステップＳＧ１７に進む一方、ＦIDFB＝
０でＮＯならばステップＳＧ２０に進む。そして、ステ
ップＳＧ１７では、現在のエンジン回転数からアイドル
状態における目標回転数を減算して得られる回転数偏差
に基づいて、表１に示すマップから点火時期の基本補正
値を読込む。この基本補正値は回転数偏差量が大きいほ
ど大きな値に設定されている。

【０１３６】

【表１】

【０１３７】続いて、ステップＳＧ１８では、前記ステ
ップＳＧ１５で演算した要求点火進角値θREに基づい
て、表２に示すマップからアイドルフィードバック点火
時期制御における補正ゲインを読込む。この補正ゲイン
は、前記要求点火進角値θREに基づく点火時期が遅角側
（負の側）にずれるほど、小さな値になるように設定さ
れている。

【０１３８】

【表２】

【０１３９】そして、ステップＳＧ１９では、前記各ス
テップでそれぞれ演算した基本補正値及び補正ゲインを
互いに乗算して、フィードバック制御量θIDFBを算出す
る。一方、前記ステップＳＧ１６で、ＦIDFB＝０でＮＯ
と判定されて進んだステップＳＧ２０では、点火時期の
フィードバック制御は行わないので、フィードバック制
御量θIDFB＝０として、前記ステップＳＧ２１に進む。
このステップＳＧ２１では、前記各ステップで求めた要
求点火進角値θREからフィードバック制御量θIDFBを減
算して、点火時期ＩＧＴ（ｎ）を演算する。すなわち、 ＩＧＴ（ｎ） ＝ θRE−θIDFB となる。

【０１４０】続いて、ステップＳＧ２２では、クランク
角センサ３０から入力される信号に基づいて、前記ステ
ップＳＧ４、ＳＧ６又はステップＳＧ２１で演算された
点火時期ＩＧＴ（ｎ）になったことの判定を行い、点火
時期になればステップＳＧ２３で点火プラグ７に通電し
て各気筒毎に点火実行し、その後リターンする。

【０１４１】つまり、エンジン１の始動中は点火時期を
進めて始動性を確保する一方、触媒が見暖機状態になっ
ていて、始動終了状態が判定されたときには（ステップ
ＳＧ２，ＳＧ３）、直ちに点火時期の遅角制御による触
媒の昇温促進を実行する。その際、エンジン回転数を所
定のアイドル回転数に保持するように点火時期を調整す
るアイドルフィードバック点火時期制御を行うが（ステ
ップＳＧ１７〜ＳＧ２１）、前記点火時期の遅角制御量
が大きいほど、アイドルフィードバック点火時期制御の
フィードバック補正量を小さくして、制御干渉を低減し
ている。

【０１４２】前記図２４及び図２５に示すローチャート
図において、ステップＳＧ２，ＳＧ３が始動判定部５７
に、ステップＳＧ５が触媒暖機判定部３６に、また、ス
テップＳＧ１４，ＳＧ１５，ＳＧ２１〜２３が点火時期
制御部３７にそれぞれ対応している。また、ステップＳ
Ｇ１１，ＳＧ１５が点火時期補正制御部３９に、また、
ステップＳＧ１７〜ＳＧ２１がアイドルフィードバック
点火時期制御部４２にそれぞれ対応しており、特に、ス
テップＳＧ１８は点火時期フィードバック制御量補正手
段５９に対応している。

【０１４３】（燃料噴射量の制御）次に、燃料噴射制御
部５６による燃料噴射量の具体的な制御手順を、図２７
に示すフローチャート図に基づいて説明する。

【０１４４】同図におけるステップＳＨ１では、Ｏ2セ
ンサ出力、エンジン回転数、エアフローセンサ出力、ス
タータ出力等を読込み、続くステップＳＨ２でエンジン
１がクランキング中か否かを判定する。そして、クラン
キング中でないＮＯならばステップＳＨ５に進む一方、
クランキング中でＹＥＳであればステップＳＨ３に進ん
で、エンジン始動時の所定期間であることを示す始動判
定フラグＦSTの値を１とし、続くステップＳＨ４で、エ
ンジン始動時の所定の噴射パルス幅ＴSTを噴射パルス幅
Ｔａ（ｎ）として算出して、後述のステップＳＨ１５に
進む。前記噴射パルス幅ＴSTは、混合気の空燃比が十分
にリッチ側になってエンジンの良好な始動性が確保され
るような値に設定されている。尚、点火時期の制御と同
様、ｎは１〜４の整数で、それぞれエンジン１の４つの
シリンダ２，２，…に対応するものである。

【０１４５】一方、前記ステップＳＨ２でクランキング
中でないＮＯと判定されて進んだステップＳＨ５では、
前記始動判定フラグＦSTの値を判別する。そして、ＦST
＝１でないＮＯならば後述のステップＳＨ１０に進む一
方、ＦST＝１であればステップＳＨ６に進み、このステ
ップＳＨ６において、エンジン１の始動後増量値Ｃｓ及
びエンジン水温に対応する水温増量値Ｃｗを演算する。
前記始動後増量値Ｃｓは、予め設定した初期値（例えば
２０％）から制御サイクル毎に一定の値を減算して求め
る。また、前記水温増量値Ｃｗは、エンジン水温に基づ
いて予め設定したマップから読み出すもので、エンジン
始動後の水温上昇に伴い前記始動後増量値Ｃｓと同様に
徐々に減少する。

【０１４６】前記ステップＳＨ６に続くステップＳＨ７
では、前記始動後増量値Ｃｓ及び水温増量値Ｃｗをそれ
ぞれ所定のしきい値Ｃｓ0，Ｃｗ0と比較して、両方共に
しきい値よりも小さいＹＥＳならばステップＳＨ８に進
み、前記始動判定フラグＦSTをクリアして（ＦST＝
０）、ステップＳＨ９に進む。一方、前記始動後増量値
Ｃｓ及び水温増量値Ｃｗのうちの少なくとも一方がしき
い値Ｃｓ0，Ｃｗ0よりも大きいＮＯであれば、始動判定
フラグＦSTをクリアせずに、ステップＳＨ９に進む。そ
して、ステップＳＨ９では、前回の制御サイクルにおけ
る噴射パルス幅を始動後増量値Ｃｓ及び水温増量値Ｃｗ
により補正して、今回の噴射パルス幅Ｔａ（ｎ）とし、
後述のステップＳＨ１５に進む。つまり、エンジン１の
始動後しばらくの間は、燃料増量により混合気の空燃比
をリッチ側に補正して、燃焼安定化を図っている。

【０１４７】これに対し、前記ステップＳＨ５において
ＦST＝１でないＮＯと判定されて進んだステップＳＨ１
０では、エンジン１がフィードバック運転領域にあるか
否かを判定する。例えば、エンジン１の運転領域が、排
気温の上昇を抑制するために燃料を増量するエンリッチ
領域以外であり、かつ燃料カット領域以外であって、さ
らに、前記エンジン１の運転状態が加速運転状態又は減
速運転状態のいずれでもなく、加えて、エンジン水温が
所定以上（例えば２０°Ｃ以上）であれば、エンジン１
がフィードバック運転領域にあるＹＥＳと判定して、ス
テップＳＨ１１に進む。一方、エンジン１がフィードバ
ック運転領域にないＮＯと判定すればステップＳＨ１３
に進む。

【０１４８】そして、ステップＳＨ１１では、Ｏ2セン
サ２６が活性化しているか否かを判定し、活性化してい
るＹＥＳならばステップＳＨ１２に進んで、Ｏ2センサ
２６からの出力信号に基づいて混合気の空燃比を理論空
燃比にフィードバック制御するための空燃比フィードバ
ック補正値Ｃfbを演算する。一方、Ｏ2センサ２６が活
性化していないＮＯならばステップＳＨ１３に進み、Ｃ
fb＝０とする。続いて、ステップＳＨ１４では、各気筒
毎にインジェクタ１６に出力する噴射パルス幅Ｔａ
（ｎ）を演算する。すなわち、 Ｔａ（ｎ） ＝ ＫＧＫＦ×｛１＋Ｃfb ｝×Ｃｅ となる。尚、ＫＧＫＦはインジェクタ流量係数で、Ｃｅ
は吸気充填効率である。

【０１４９】そして、前記ステップＳＨ１４に続くステ
ップＳＨ１５では、クランク角センサ３０からの信号に
基づいて各気筒毎に燃料噴射タイミングになったことの
判定を行い、噴射タイミングになれば、ステップＳＨ１
６でインジェクタ１６の作動により燃料噴射を実行し、
その後リターンする。

【０１５０】つまり、図２６（ｃ）に示すように、エン
ジン１が完爆状態になって吹け上がってからしばらくの
間は、始動後増量値Ｃｓ及び水温増量値Ｃｗに応じて混
合気の空燃比がリッチ側に補正され（ステップＳＨ６〜
ＳＨ９）、その後、Ｏ2センサ２６が活性化すれば（ス
テップＳＨ１１）、該Ｏ2センサ２６からの信号に基づ
くフィードバック制御に移行するようにしている。

【０１５１】（フィードバック補正値の演算）次に、前
記ステップＳＨ１２における空燃比フィードバック補正
値Ｃfbの演算について、図２８〜図３０に基づいて詳細
に説明する。

【０１５２】まず、Ｏ2センサ２６の出力特性を説明す
ると、図２８に示すように、前記Ｏ2センサ２６の出力
（起電力）は、排気中の酸素濃度が混合気の理論空燃比
に対応する量であるときに基準値Ｅ1になるが、それよ
りも濃い場合（リッチ側）には急増する一方、それより
も薄い場合（リーン側）には急減するようになってい
る。つまり、前記Ｏセンサ２６の出力は、混合気の空燃
比が理論空燃比であるときを境に反転する。

【０１５３】そこで、図２９に示すフローチャート図に
おいて、ステップＳＪ１では、Ｏ2センサ２６からの出
力Ｅを理論空燃比に対応する基準値Ｅ1と比較して、Ｅ
＞Ｅ1でなければステップＳＪ５に進む一方、Ｅ＞Ｅ1
であればステップＳＪ２に進む。このステップＳＪ２で
は、前サイクルでＯ2センサ２６の出力Ｅが基準値Ｅ1以
下であったか否かの判定を行い、基準値以下であったの
であればステップＳＪ３に進み、空燃比フィードバック
補正値Ｃfbの前回値から比較的大きめの制御ゲインＣp
を減算して、今回値を算出する。一方、前記出力Ｅが基
準値Ｅ1以下でなかったのであればステップＳＪ４に進
んで、空燃比フィードバック補正値Ｃfbの前回値から比
較的小さめの制御ゲインＣIを減算して、今回値を算出
する。

【０１５４】つまり、図３０に示すように、Ｏ2センサ
出力Ｅが基準値Ｅ1よりも大きい間は、制御サイクル毎
に空燃比フィードバック補正値Ｃfbから制御ゲインＣ
p，ＣIを減算する。このことで、噴射パルス幅Ｔａ
（ｎ）が短くなって燃料噴射量が減少し、混合気の空燃
比がリーン側へ補正されて、その結果、前記Ｏ2センサ
２６の出力Ｅが低下して基準値Ｅ1に近付くのである。

【０１５５】また、混合気の空燃比が理論空燃比以下の
値から理論空燃比よりも大きい値に変化したり、また、
理論空燃比よりも大きな値から理論空燃比以下の値に変
化して、Ｏ2センサ２６の出力Ｅが基準値Ｅ1を挟んで反
転したときには、制御ゲインＣpにより空燃比フィード
バック補正値Ｃfbの値を急速に変化させる。一方、前記
起電力値Ｅが反転しないときには、前記空燃比フィード
バック補正値Ｃfbの値を制御ゲインＣIにより緩やかに
変化させるようにしている。

【０１５６】一方、前記ステップＳＪ２でＥ＞Ｅ1でな
いと判定されて進んだステップＳＪ５では、前記ステッ
プＳＪ２〜ＳＪ４と同様に、空燃比フィードバック補正
値Ｃfbを算出する。すなわち、前回の制御サイクルで起
電力Ｅが基準値Ｅ1よりも大きかったか否かの判定を行
い、Ｅ＞Ｅ1だったのであればステップＳＪ６に進み、
空燃比フィードバック補正値Ｃfbの前回値に制御ゲイン
Ｃp を加算して、今回値を算出する一方、Ｅ＞Ｅ1でな
かったのであればステップＳＪ７に進み、空燃比フィー
ドバック補正値Ｃfbの前回値に制御ゲインＣIを加算し
て、今回値を算出する。

【０１５７】つまり、Ｏ2センサ出力Ｅが基準値Ｅ1より
も小さい間は、燃比フィードバック補正値Ｃfbに制御ゲ
インＣp，ＣIを加算してその値を増大させる。このこと
で、混合気の空燃比がリッチ側へ補正される結果、前記
Ｏ2センサ２６の出力Ｅが増大して、基準値Ｅ1に近付く
のである。また、前記Ｏ2センサ２６の出力Ｅが基準値
Ｅ1を挟んで反転したときには、空燃比フィードバック
補正値Ｃfbの値を急速に変化させる一方、前記出力値Ｅ
が反転しないときには、前記空燃比フィードバック補正
値Ｃfbの値を緩やかに変化させるようにする。

【０１５８】このように、Ｏ2センサ２６からの出力信
号に基づいてインジェクタ１６の燃料噴射量をフィード
バック制御することで、図２６（ｃ）に示すように、混
合気の空燃比は理論空燃比を挟んでリッチ側及びリーン
側の両側に周期的に変化し、そのことによって、触媒の
浄化せいのうを有効に引き出すことができる。

【０１５９】上述のフィードバック補正値の演算におけ
る制御ゲインＣp，ＣIの値は、図３１に示すように、空
燃比フィードバック制御量補正手段６０によりエンジン
水温に応じて切替えられるようになっている。すなわ
ち、同図のステップＳＫ１では、エンジン水温が所定以
下（例えば６０°Ｃ以下）か否かを判定し、所定以下で
ＹＥＳならばステップＳＫ２に進み、制御ゲインＣp，
ＣIの値を、低水温時用の予め小さな値に設定する。一
方、エンジン水温が所定以下でないＮＯならば、ステッ
プＳＫ３に進み、前記低水温時用の値よりも大きな高水
温時用の値に設定する（図２６（ｅ）参照）。

【０１６０】すなわち、エンジン水温が所定以下のエン
ジン冷機状態では燃料の気化霧化が不十分になるので、
制御の時間遅れが増大して制御性が低下するが、この実
施形態では、制御ゲインＣp，ＣIを小さく補正すること
で、制御の不安定化を防止できる。従って、混合気の空
燃比は、図２６（ｃ）に示すように理論空燃比を挟んで
リッチ側及びリーン側の両側に周期的に変化するが、エ
ンジン冷機状態ではその振れ幅は相対的に小さくなって
いる一方、エンジン水温が高まってエンジン冷機状態で
なくなれば、前記振れ幅は相対的に大きくなる。

【０１６１】（スワール弁の制御）次に、スワール弁制
御部５８によるスワール弁１８の具体的な制御手順を、
図３２に示すフローチャート図に基づいて説明する。

【０１６２】まず、同図におけるステップＳＬ１では、
アイドル状態になっているか否かを判定する。すなわ
ち、スロットル弁１４が全閉になっていて、かつ車両が
停止中（車速＝０）であれば、アイドル状態でＹＥＳと
判定してステップＳＬ２に進む一方、アイドル状態でな
いＮＯならばステップＳＬ５に進む。前記ステップＳＬ
１でアイドル状態と判定されて進んだステップＳＬ２で
は、エンジン水温が所定以下（例えば６０°Ｃ以下）で
あるか否かを判定し、エンジン水温が所定以下のエンジ
ン冷機状態でＹＥＳであればステップＳＬ３に進んで、
アクチュエータ１８ａの作動によりスワール弁１８を閉
状態にさせる。一方、エンジン冷機状態でないＮＯなら
ばステップＳＬ４に進み、スワール弁１８を開状態にさ
せる。

【０１６３】このことで、エンジン水温が所定以下のエ
ンジン冷機状態では、図２６（ｆ）に示すようにスワー
ル弁１８が閉状態とされ、エンジン１の各気筒毎の燃焼
室６でスワールが生成維持されて、燃料と吸気との混合
が促進される。このことにより、エンジン冷機状態にお
けるに燃料の気化霧化の悪化を補って、着火性を良好に
維持できる。

【０１６４】一方、前記ステップＳＬ１でアイドル状態
でないＮＯと判定されて進んだステップＳＬ５では、例
えば図３３に示すようなスワール弁作動マップをサーチ
する。このマップは、エンジン水温、エンジン回転数、
及び吸気充填効率に基づいて、スワール弁１８の開閉作
動を予め規定したもので、スワール弁１８は、相対的に
低水温側、低回転側、及び低負荷側（吸気充填効率の低
い側）で閉状態にされるようになっている。具体的に、
前記ステップＳＬ５では現在のエンジン水温及びエンジ
ン回転数に基づいてマップをサーチし、対応する吸気充
填効率をしきい値として読み込んで、ステップＳＬ６に
進む。

【０１６５】ステップＳＬ６では、エンジン１の現在の
吸気充填効率を前記ステップＳＬ５で読み込んだしきい
値と大小比較して、現在の吸気充填効率がしきい値より
も小さいＹＥＳならば、前記ステップＳＬ３に進んで、
スワール弁１８を閉状態にさせる一方、現在の吸気充填
効率がしきい値以上でＮＯならば、ステップＳＬ７に進
んで、スワール弁１８を開状態にさせる。

【０１６６】すなわち、アイドル状態以外では、エンジ
ン水温、エンジン回転数及びエンジン１の負荷状態に基
づいてスワール弁１８の開閉制御をしており、エンジン
冷機状態では燃料の気化霧化の悪化を補うために、スワ
ール弁１８を閉じてスワールを生成維持することで、燃
料及び吸気の混合を促進する。一方、高回転域では吸気
量を十分に確保するために、また、高負荷域ではエンジ
ン１の出力を十分に確保するために、それぞれスワール
弁１８を開状態にする。

【０１６７】尚、この実施形態においては、ＩＳＣ制御
部４１によるＩＳＣバルブ２１の作動制御は、実施形態
１の場合（図１４参照）と概ね同様に行われる。すなわ
ち、図２６（ｄ）に示すように、エンジン１が完爆状態
になって吹け上がるまでは、ＩＳＣバルブ２１は全開状
態にされていて、その後、エンジン回転数が冷機状態に
おける目標回転数以下になったとき、即ちアイドルフィ
ードバック点火時期制御を開始するのと同時に、前記実
施形態１のＩＳＣ制御手順と同様の制御手順により、エ
ンジン回転数を目標回転数にフィードバック制御するよ
うにしている。

【０１６８】したがって、この実施形態によれば、エン
ジン１の始動後にエンジン水温が所定以下で触媒が未暖
機状態になっていると判定されたとき（ＳＧ５）、実施
形態１と同様に、エンジン１の点火時期を制御して、燃
焼安定性を確保しつつ触媒の昇温を促進することができ
る。しかも、その点火時期制御をエンジン１の始動終了
後、直ちに開始することで、触媒の活性化を最短時間で
実現できる。

【０１６９】また、エンジン回転数が始動判定回転数に
達してから所定の判定時間が経過したときにエンジン１
の始動終了状態を判定するようにして、エンジン１が完
爆状態になって吹け上がるまでは始動性を最優先した点
火時期制御を行い、その後、燃焼状態が安定した後に、
触媒の昇温を促進する制御を行っているので、最短時間
での触媒の活性化を図りつつ、エンジン１の良好な始動
性を確保できる。

【０１７０】さらに、点火時期の遅角制御により触媒の
昇温促進を図るときにも、アイドルフィードバック点火
時期制御及びアイドルフィードバック吸気量制御によ
り、エンジン回転数を安定的に保持しつつ、エンジン水
温の上昇とともに徐々に低下させるようにしているの
で、車両の乗員の自然なフィーリングを損なうことがな
い。しかも、前記アイドルフィードバック点火時期制御
におけるフィードバック制御量を小さく補正すること
で、点火時期の制御の干渉に伴うハンチング等の悪影響
を低減できる。

【０１７１】加えて、この実施形態３では、排気通路２
５にＯ2センサ２６を配設し、エンジン始動後に前記Ｏ2
センサ２６が正常作動可能な活性化状態になったとき、
該Ｏ2センサ２６からの出力信号に基づいて混合気の空
燃比を略理論空燃比にフィードバック制御するようにし
ている。このことにより、混合気の空燃比を高精度に理
論空燃比に制御できるので、触媒が未暖機状態であって
もＨＣやＣＯの排出量を低減できる。

【０１７２】（他の実施形態）尚、本発明は前記実施形
態１、２及び３に限定されるものではなく、その他種々
の実施形態を包含するものである。例えば、前記各実施
形態では、エンジン１の燃焼状態の安定化のために点火
時期を進角側に補正するようにしているが、これに限ら
ず、例えば燃料噴射制御部により混合気の空燃比をリッ
チ側に補正するようにしてもよい。

【０１７３】また、前記実施形態１、２及び３では、触
媒の未暖機状態をエンジン水温に基づいて判定するよう
にしているが、これに限らず、例えば排気通路２５にお
ける触媒コンバータ２７の近傍に温度センサを設けて、
直接、触媒の未暖機状態を判定するようにしてもよい。

【０１７４】さらに、前記実施形態１、２及び３では、
回転変動状態の検出及び点火時期の制御を、各気筒毎に
行うようにしているが、これに限らず、全部の気筒をま
とめて制御するようにしてもよい。

【０１７５】また、前記実施形態２では、供給される燃
料が重質燃料であると判定したときに、点火時期の遅角
量を抑制することでエンジン１の燃焼安定化を図るよう
にしているが、これに限らず、重質燃料が供給される場
合にはエンジン１の昇温促進のための点火時期の遅角を
行わないようにしてもよい。

【０１７６】さらにまた、前記実施形態３において、触
媒の昇温促進制御をエンジン水温が所定温度（例えば０
°Ｃ〜−７°Ｃの範囲の設定温度）以上のときにのみ実
行するようにしてもよい。そのようにすれば、例えば寒
冷地等における極低温状態のエンジン始動時で燃料の気
化霧化が極めて悪い場合には、燃焼状態の安定化を最優
先することができ、エンジン１の燃焼状態が不安定にな
った場合の排気有害成分の急増等の不測の不具合を未然
に防止できる。

【０１７７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明におけるエンジンの制御装置によれば、触媒の未暖機
状態で、少なくともエンジンの点火時期を遅角側に変更
して触媒の昇温を促進するとき、エンジンの実際の回転
変動状態を検出して、その回転変動状態に応じてエンジ
ンの燃焼状態を制御することで、エンジンの燃焼安定性
を確保しつつ点火時期を最大限に遅角させて、触媒の昇
温促進効果を最大限に高めることができる。また、その
効果を燃料の質に依らず得ることができ、さらに、混合
気の空燃比をリーン側に制御して、ＨＣやＣＯの排出量
を低減できる。

【０１７８】請求項２記載の発明によれば、アイドルフ
ィードバック点火時期制御手段による制御との干渉によ
る昇温促進制御の不安定化を防止できる。また、エンジ
ンの吸気充填効率を高めて所定の吸気充填効率もしくは
エンジン回転数になるように制御することで、エンジン
回転数の低下を防止することができる。

【０１７９】請求項３記載の発明によれば、エンジン回
転の安定化及び排気熱量の増大による触媒の昇温促進が
図られる。

【０１８０】請求項４記載の発明によれば、回転変動状
態の検出及び燃焼制御を気筒毎に行うことで、燃焼状態
を各気筒毎に個別に燃焼安定限界付近で制御することが
できる。よって、触媒の昇温促進効果を一層高めること
ができる。

【０１８１】請求項５記載の発明によれば、触媒が未暖
機状態になっていることを容易に判定することができ
る。

【０１８２】請求項６記載の発明によれば、燃料の重質
度合いに対応して燃焼制御手段の制御量を設定量シフト
して速やかに変更することで、エンジンの燃焼状態を速
やかに安定化させることができる。

【０１８３】請求項７記載の発明によれば、燃料の重質
度合いが高いときに点火時期を進角側に補正するように
したので、エンジンの燃焼状態及びエンジン回転の安定
化が図られる。

【０１８４】請求項８記載の発明によれば、燃料の重質
度合いが高いときに空燃比をリッチ側に補正して混合気
の着火性の低下を補うようにしたので、エンジンの燃焼
状態の安定化が図られる。

【０１８５】請求項９記載の発明によれば、アイドル状
態における燃焼制御手段による制御量を学習して、その
学習値を制御量の初期設定値に反映させるようにしたの
で、一度学習した後は、エンジンの燃焼制御の始動と同
時に燃焼状態を安定化させることができる。

【０１８６】請求項１０記載の発明によれば、請求項１
記載の発明と同様、エンジンの燃焼安定性を確保しつつ
触媒の昇温促進効果を最大限に高めることができ、ま
た、その効果を燃料の質に依らず得ることができる。さ
らに、エンジンの始動終了後、直ちに触媒の昇温促進の
ための制御を開始して、最短時間で触媒を活性化でき
る。

【０１８７】請求項１１記載の発明によれば、触媒の早
期昇温とその間の排気有害成分の排出量の低減化との両
立が可能になる。

【０１８８】請求項１２記載の発明によれば、寒冷地に
おけるエンジンの燃焼不安定化等の不測の不具合を防止
できる。

【０１８９】請求項１３記載の発明によれば、最短時間
で触媒を活性化できるとともに、エンジンの良好な始動
性を確保できる。

【０１９０】請求項１４記載の発明によれば、燃焼室の
吸気流動状態を強化することで低温時における燃料の気
化霧化の悪化を補って、着火性を良好に維持できる。

【０１９１】請求項１５記載の発明によれば、点火時期
の制御の干渉に伴うハンチング等の悪影響を低減しつ
つ、応答性の早い点火時期の制御によりエンジンの回転
変動を抑制できる。

【０１９２】請求項１６記載の発明によれば、空燃比セ
ンサの検出値に基づいてフィードバック制御すること
で、空燃比制御の精度を高めて、排気有害成分の排出濃
度を十分に低減できる。

【０１９３】請求項１７記載の発明によれば、エンジン
冷機状態で空燃比センサのゲインを小さく補正すること
で、空燃比フィードバック制御の不安定化を防止でき
る。

【０１９４】請求項１８記載の発明では、排気系の設計
上の自由度が高まり、エンジンの出力向上と触媒の早期
暖機との両立が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るエンジンの制御装置
を示す全体構成図である。

【図２】前記実施形態１のＥＣＵの機能ブロック図であ
る。

【図３】点火時期の制御手順を示すフローチャート図で
ある。

【図４】ラフネス制御量の演算における、角速度変動の
検出とラフネス制御ゲインの設定を示すフローチャート
図である。

【図５】ラフネス制御量の積分演算と、学習制御とを示
すフローチャート図である。

【図６】４気筒４サイクルエンジンの各気筒の行程と、
クランク角の変化に対するトルク及び角速度の変化を示
す説明図である。

【図７】燃焼圧と角速度変動との相関関係を示す説明図
である。

【図８】クランク角検出のための、被検出プレート及び
クランク角センサの概略構成を示す図である。

【図９】ノイズ的要素による角速度変動を示す図であ
る。

【図１０】検出した角速度のデータからエンジン回転の
０．５次及びその整数倍の成分を除去する処理を行った
後のデータを示す図である。

【図１１】前記データからエンジン回転の０．５次より
低い周波数成分を除去するハイパスフィルタとしての処
理を行った後のデータを示す図である。

【図１２】燃料の重質度合いに対応してラフネス制御ゲ
インを変更する手順を示すフローチャート図である。

【図１３】前記ラフネス制御ゲインの変更によるラフネ
ス制御量のシフトを示す説明図である。

【図１４】ＩＳＣ制御の制御手順を示すフローチャート
図である。

【図１５】目標回転数に対応する目標充填効率を、通常
運転時と昇温促進制御時とのそれぞれについて設定した
マップの例を示す説明図である。

【図１６】吸気充填効率の偏差に応じて吸入空気量を変
更するためのＩＳＣバルブの制御量を設定したマップの
例を示す説明図である。

【図１７】点火時期を大幅に遅角させたときの、気筒内
圧力のクランク角に対する変化特性を表したグラフであ
る。

【図１８】排気ガス温度及びＰｉ変動率の点火時期に対
する変化特性を表したグラフである。

【図１９】本発明の実施形態２に係る図２相当図であ
る。

【図２０】実施形態２に係る図３相当図である。

【図２１】実施形態２における、角速度変動の検出及び
昇温促進制御量θRTDの演算を示すフローチャート図で
ある。

【図２２】実施形態２における、初期の制御サイクルで
の角速度変動の様子を示した説明図である。

【図２３】本発明の実施形態３に係る図２相当図であ
る。

【図２４】実施形態３における、点火時期制御の前半の
制御手順を示すフローチャート図である。

【図２５】実施形態３における、点火時期制御の後半の
制御手順を示すフローチャート図である。

【図２６】エンジン始動直後のエンジン回転数、点火時
期、空燃比等の変化を相関づけて表したタイムチャート
図である。

【図２７】燃料噴射制御の制御手順を示すフローチャー
ト図である。

【図２８】Ｏ2 センサの出力特性を示す説明図である。

【図２９】空燃比フィードバック補正値の演算手順を示
すフローチャート図である。

【図３０】空燃比フィードバック補正値の変更とＯ2 セ
ンサ出力との対応関係を示した説明図である。

【図３１】空燃比フィードバック制御における制御ゲイ
ンの切替手順を示すフローチャート図である。

【図３２】スワール弁の開閉制御の手順を示すフローチ
ャート図である。

【図３３】スワール弁作動マップの一例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ エンジン １４ スロットル弁 ２０ バイパス通路（吸入空気量可変手
段） ２１ ＩＳＣバルブ（吸入空気量可変手
段） ２２ アイドルスイッチ（アイドル状態検
出手段） ２５ 排気通路 ２６ Ｏ2センサ（空燃比センサ） ２７ 触媒コンバータ ３６ 触媒暖機判定部（触媒暖機判定手
段） ３７ 点火時期制御部（昇温促進制御手
段） ３８ ラフネス検出部（ラフネス検出手
段） ３９ 点火時期補正制御部（燃焼制御手
段） ４０ 学習制御部（学習制御手段） ４１ ＩＳＣ制御部（アイドル制御手段、
アイドルフィードバック吸気量制御手段） ４２ アイドルフィードバック点火時期制
御部 ５１ 重質燃料判定部（重質度合い判定手
段） ５２ 抑制制御部（抑制制御手段） ５６ 燃料噴射制御部（空燃比制御手段） ５７ 始動判定部（始動判定手段） ５８ スワール弁制御部（燃焼制御手段） ５９ 点火時期フィードバック制御量補正
手段 ６０ 空燃比フィードバック制御量補正手
段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 9/02 Ｆ０２Ｄ 9/02 Ｔ 19/06 19/06 Ｚ 41/04 ３３０ 41/04 ３３０Ｐ 41/08 ３１５ 41/08 ３１５ 41/16 41/16 Ｐ Ｇ 41/36 41/36 Ｂ 45/00 ３６２ 45/00 ３６２Ｊ ３６４ ３６４Ｋ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｅ 5/152 Ｄ 5/153 (72)発明者 西村 栄持 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気通路に配設された排気ガス浄化用触
   媒コンバータの触媒が未暖機状態になっているとき、少
   なくともエンジンの点火時期を、最大トルクを発生する
   点火時期から遅角側に変更することで、前記触媒の昇温
   を促進させるようにしたエンジンの制御装置において、 エンジンの回転変動状態を検出するラフネス検出手段
   と、 触媒の未暖機状態で、前記ラフネス検出手段により検出
   される回転変動状態がエンジンの燃焼安定限界内に収ま
   るように、該エンジンの点火時期、空燃比及び燃焼室の
   吸気流動状態のうちの少なくとも一つを制御する燃焼制
   御手段とを備えており、 前記燃焼制御手段は、エンジンの点火時期を優先して制
   御するものであることを特徴とするエンジンの制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 スロットル弁をバイパスしてエンジンへの吸入空気量を
   増減させる吸入空気量可変手段と、 エンジンのアイドル状態を検出するアイドル状態検出手
   段と、 前記アイドル状態検出手段により前記エンジンのアイド
   ル状態が検出されたとき、点火時期の調整によりエンジ
   ン回転数を設定アイドル回転数にフィードバック制御す
   るアイドルフィードバック点火時期制御手段と、 前記アイドル状態検出手段によりエンジンのアイドル状
   態が検出され、かつ点火時期の遅角側への制御による触
   媒の昇温促進制御を行うとき、前記アイドルフィードバ
   ック点火時期制御手段によるエンジン回転数のフィード
   バック制御を禁止するとともに、前記吸入空気量可変手
   段の作動により吸入空気量を増大させるアイドル制御手
   段とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２において、 アイドル制御手段は、エンジン回転数が設定アイドル回
   転数よりも高くなるように吸入空気量を増大させるもの
   であることを特徴とするエンジンの制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１つにおいて、 ラフネス検出手段は、エンジンの回転変動状態を気筒毎
   に検出するように構成され、 燃焼制御手段は、エンジンの気筒毎に燃焼制御を行うよ
   うに構成されていることを特徴とするエンジンの制御装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１において、 エンジン水温が所定以下のエンジン冷機状態で、エンジ
   ン始動から設定時間が経過するまでの間、触媒が未暖機
   状態になっていることを判定する触媒暖機判定手段を備
   えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
6. 【請求項６】 請求項１において、 ラフネス検出手段による検出結果に基づいて燃料の重質
   度合いを判定する重質度合い判定手段を備え、 燃焼制御手段は、前記重質度合い判定手段による判定結
   果に基づいて、制御量を燃焼状態が安定する側に設定量
   シフトするように構成されていることを特徴とするエン
   ジンの制御装置。
7. 【請求項７】 請求項６において、 燃焼制御手段は、重質度合い判定手段により判定された
   燃料の重質度合いが高いほど、低いときよりも大きくエ
   ンジンの点火時期を進角側に補正するように構成されて
   いることを特徴とするエンジンの制御装置。
8. 【請求項８】 請求項６において、 燃焼制御手段は、重質度合い判定手段により判定された
   燃料の重質度合いが高いほど、低いときよりも空燃比を
   リッチ側に補正するように構成されていることを特徴と
   するエンジンの制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１において、 エンジンのアイドル状態を検出するアイドル状態検出手
   段と、 前記アイドル状態検出手段によりエンジンのアイドル状
   態が検出されたときの燃焼制御手段による制御量を学習
   して、該学習値を前記燃焼制御手段の制御量の初期設定
   値に反映させる学習制御手段とを備えていることを特徴
   とするエンジンの制御装置。
10. 【請求項１０】 排気通路に配設された排気ガス浄化用
    触媒コンバータの触媒が未暖機状態になっているとき、
    該触媒の昇温を促進させるように、少なくともエンジン
    の点火時期を最大トルクを発生する点火時期から遅角側
    に変更させる昇温促進制御手段が設けられているエンジ
    ンの制御装置において、 前記エンジンの回転変動状態を検出するラフネス検出手
    段と、 触媒の未暖機状態で、前記ラフネス検出手段により検出
    される回転変動状態がエンジンの燃焼安定限界内に収ま
    るように、該エンジンの点火時期、空燃比及び燃焼室の
    吸気流動状態のうちの少なくとも一つを制御する燃焼制
    御手段と、 エンジンの始動終了状態を判定する始動判定手段とを備
    え、 前記昇温促進制御手段及び燃焼制御手段は、それぞれ前
    記始動判定手段によりエンジンの始動終了状態が判定さ
    れたときに直ちに制御を開始するように構成されている
    ことを特徴とするエンジンの制御装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、 燃焼制御手段は、エンジンの点火時期を優先して制御す
    るものであることを特徴とするエンジンの制御装置。
12. 【請求項１２】 請求項１０又は１１において、 昇温促進制御手段は、エンジン水温が所定温度よりも低
    いときには、点火時期の遅角制御を実行しないように構
    成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。
13. 【請求項１３】 請求項１０又は１１において、 始動判定手段は、エンジン回転数が設定アイドル回転数
    よりも低い設定始動判定回転数以上に達した状態で、所
    定の判定時間が経過したとき、エンジンの始動終了状態
    を判定するように構成されていることを特徴とするエン
    ジンの制御装置。
14. 【請求項１４】 請求項１又は１１において、 燃焼制御手段は、エンジン水温が所定以下のエンジン冷
    機状態で、燃焼室の吸気流動状態が強まるように制御す
    るものであることを特徴とするエンジンの制御装置。
15. 【請求項１５】 請求項１１において、 スロットル弁をバイパスしてエンジンへの吸入空気量を
    増減させる吸入空気量可変手段と、 エンジンのアイドル状態を検出するアイドル状態検出手
    段と、 前記アイドル状態検出手段によりエンジンのアイドル状
    態が検出されたとき、前記吸入空気量可変手段の作動に
    よりエンジン回転数を設定アイドル回転数にフィードバ
    ック制御するアイドルフィードバック吸気量制御手段
    と、 前記アイドル状態検出手段によりエンジンのアイドル状
    態が検出されたとき、点火時期の調整によりエンジン回
    転数を前記設定アイドル回転数にフィードバック制御す
    るアイドルフィードバック点火時期制御手段と、 前記アイドル状態検出手段によりエンジンのアイドル状
    態が検出され、かつ昇温促進制御手段による点火時期の
    遅角制御が行われるとき、前記アイドルフィードバック
    点火時期制御手段によるフィードバック制御量を小さく
    補正する点火時期フィードバック制御量補正手段とを備
    えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
16. 【請求項１６】 請求項１１において、 エンジン始動後に正常作動可能な活性化状態になって、
    排気中の酸素濃度に基づいて混合気の空燃比を検出する
    空燃比センサと、 前記空燃比センサによる検出値に基づいて、混合気の空
    燃比を理論空燃比近傍の所定の目標値になるようにフィ
    ードバック制御する空燃比制御手段とを備えていること
    を特徴とするエンジンの制御装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６において、 エンジン水温が所定以下のエンジン冷機状態で、空燃比
    制御手段によるフィードバック制御量を小さく補正する
    空燃比フィードバック制御量補正手段を備えていること
    を特徴とするエンジンの制御装置。
18. 【請求項１８】 請求項１又は１０において、 触媒コンバータは、排気マニホルドよりも下流側の排気
    通路に配設されており、 前記触媒コンバータと排気マニホルドとの間には接続用
    の排気管が介在されていることを特徴とするエンジンの
    制御装置。