(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷機時にエンジンへの燃料供給量を増量補正する燃料増量手段を備える一方、冷機時に点火時期を遅角側に補正する点火時期遅角手段を備えるエンジンの制御装置において、
空燃比がストイキよりリッチな所定値より濃いリッチ化大の過濃状態を検出する過濃状態検出手段と、
空燃比が前記リッチ化大の過濃状態にあるときに前記点火時期遅角手段による点火時期の遅角側への補正を禁止する遅角禁止手段と、
を設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記過濃状態検出手段は、前記燃料増量手段における燃料増量補正係数が所定値より大きいことで、過濃状態を検出するものであることを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記遅角禁止手段は、点火時期の遅角側への補正を禁止する際に、点火時期を、遅角側に補正されている点火時期から補正無しの点火時期に徐々に近づけるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に冷機時の点火時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、始動時及び始動直後の冷機時に、運転性確保のために、エンジンへの燃料供給量を増量補正し、また同時に、点火時期を遅角させて、排温を上昇させることにより、触媒の早期活性化を促進して、有害排気成分の低減を図るものがある（例えば特開平５−２７２３９４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のエンジンの制御装置にあっては、次のような問題点があった。
一般に、点火時期を遅角すると、排温が上昇するだけでなく、主燃焼後の未燃ＨＣの酸化、所謂「後燃え」が促進されて、ＨＣ排出量が低減される。しかし、図６の特性図からわかるように、空燃比が過濃（リッチ化大）の時に遅角を行うと、燃焼悪化により逆にＨＣ排出量が増加する。
【０００４】
このため、点火時期の遅角によって触媒の活性化を早めても、それ迄に排出されるＨＣ（累積ＨＣ排出量）が増えるため、トータルでは却ってＨＣ排出量が増加するという現象が生じる（図７の特性図参照）。
図７は、遅角有りの場合と遅角無しの場合とを比較して、排温と累積ＨＣ排出量とを示しており、リッチ化大の期間に遅角有りの方がＨＣ排出量が増えるため、リッチ化大以降に排出されるＨＣは遅角有りの方が少ないが、リッチ化大の期間に排出されたＨＣが多いので、結果的に、累積ＨＣ排出量は遅角有りの方が多くなってしまうことがわかる。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、冷機時の点火時期の遅角側への補正に制限を加えて、ＨＣ排出量の増大を抑制することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明では、図１に示すように、冷機時にエンジンへの燃料供給量を増量補正する燃料増量手段を備える一方、冷機時に点火時期を遅角側に補正する点火時期遅角手段を備えるエンジンの制御装置において、空燃比がストイキよりリッチな所定値より濃いリッチ化大の過濃状態を検出する過濃状態検出手段と、空燃比が前記リッチ化大の過濃状態にあるときに前記点火時期遅角手段による点火時期の遅角側への補正を禁止する遅角禁止手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００７】
すなわち、始動時及び始動後の冷機時に、運転性確保のために、エンジンへの燃料供給量を増量補正し、また同時に、点火時期を遅角させて、排温を上昇させることにより、触媒の早期活性化を促進するが、空燃比がリッチ化大の過濃状態では、点火時期の遅角によってＨＣ排出量が増大するので、点火時期の遅角を禁止して、ＨＣ排出量の増大を抑制する。
【０００８】
請求項２に係る発明では、前記過濃状態検出手段は、前記燃料増量手段における燃料増量補正係数が所定値より大きいことで、過濃状態を検出するものであることを特徴とする。
これにより、過濃状態を正確に捉えることができる。
【０００９】
請求項３に係る発明では、前記遅角禁止手段は、点火時期の遅角側への補正を禁止する際に、点火時期を、遅角側に補正されている点火時期から補正無しの点火時期に徐々に近づけるものであることを特徴とする。
これにより、点火時期の遅角禁止動作によって点火時期段差を生じて運転性が悪化するのを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図２は本発明の一実施例を示すシステム図である。先ず、これについて説明する。
車両に搭載されるエンジン１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２から吸気ダクト３、スロットル弁４、吸気マニホールド５及び各吸気弁６を介して空気が吸入される。吸気マニホールド５の各ブランチ部には各気筒毎に燃料噴射弁７が設けられている。
【００１１】
燃料噴射弁７は、ソレノイドに通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、後述するコントロールユニット12からの駆動パルス信号により通電されて開弁し、図示しない燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより所定圧力に調整された燃料を噴射供給する。
エンジン１の各燃焼室には点火栓８が設けられており、これにより火花点火して混合気を着火燃焼させる。
【００１２】
そして、エンジン１の各燃焼室からの排気は、各排気弁９から排気マニホールド10を介して、排気浄化用触媒11に導かれる。
コントロールユニット12は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサからの入力信号を受け、後述のごとく演算処理して、燃料噴射弁７及び点火栓８の作動を制御する。
【００１３】
前記各種センサとしては、エンジン１のクランク軸又はカム軸回転よりクランク角度と共にエンジン回転数Ｎｅを検出可能なクランク角センサ13、吸気ダクト３内で吸入空気流量Ｑａを検出するエアフローメータ14、スロットル弁４の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ15（スロットル弁４の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチを含む）、エンジン１の冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ16、排気マニホールド10の集合部にて排気空燃比のリッチ・リーンに応じた信号を出力するＯ2 センサ17などが設けられている。また、図示しないが、スタートスイッチからの信号（ＳＴ／ＳＷ）や、車速センサからの信号（ＶＳＰ）も用いられる。
【００１４】
次に、コントロールユニット12の演算処理内容について、図３〜図５のフローチャートにより説明する。
図３は燃料噴射量演算ルーチンのフローチャートであり、時間同期又は回転同期で実行される。
ステップ１（図にはＳ１と記してある。以下同様）では、吸入空気流量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから、次式に従って、理論空燃比（ストイキ）に対応する基本燃料噴射量（基本噴射パルス幅）Ｔｐを算出する。
【００１５】
Ｔｐ＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ      （但し、Ｋは定数）
ステップ２では、次式に従って、燃料増量補正係数ＴＦＢＹＡを算出する。
ＴＦＢＹＡ＝ＤＭＬ＋ＫＡＳ＋ＫＴＷ
ＤＭＬは燃空比補正係数で、暖機完了後にエンジンの運転領域（Ｎｅ，Ｔｐ）に応じて空燃比をストイキとリーンとに切換えるために設定されている。
【００１６】
ＫＡＳは始動後増量係数で、始動時の水温Ｔｗと、始動後経過時間とに基づいて設定されている。
ＫＴＷは水温増量係数で、水温Ｔｗに基づいて設定されている。
すなわち、機関の始動からその直後にかけては空燃比フィードバック制御を行わず、始動後増量係数ＫＡＳと水温増量係数ＫＴＷとにより燃料を増量して燃焼状態を良くすると共に、排温を高めて触媒の早期活性化を促進し、ＫＡＳ＝ＫＴＷ＝０となる暖機完了後には、燃空比補正係数ＤＭＬにより空燃比を制御するわけである。
【００１７】
ステップ３では、空燃比フィードバック補正係数α、電圧補正分（無効パルス幅）Ｔｓを読込む。
空燃比フィードバック補正係数αは、Ｏ2 センサ17からの信号に基づき周知の比例積分制御により設定されている。但し、空燃比フィードバック制御は、暖機完了後のストイキ運転時にのみ行われ、リーン運転時にはα＝１にクランプされて、空燃比フィードバック制御が停止される。
【００１８】
電圧補正分Ｔｓは、バッテリ電圧に基づいて設定されている。
ステップ４では、次式に従って、基本燃料噴射量Ｔｐ、燃料増量補正係数ＴＦＢＹＡ、空燃比フィードバック補正係数α、及び電圧補正分Ｔｓから、燃料噴射量（噴射パルス幅）Ｔｉを算出する。
Ｔｉ＝Ｔｐ・ＴＦＢＹＡ・α＋Ｔｓ
ここで、燃料増量補正係数ＴＦＢＹＡ（特にはそのうちの始動後増量係数ＫＡＳ及び水温増量係数ＫＴＷ）により燃料噴射量を補正している部分が、冷機時の燃料増量手段に相当する。
【００１９】
燃料噴射量Ｔｉが演算されると、これが所定のレジスタにセットされ、エンジン回転に同期した所定のタイミングで、Ｔｉのパルス幅の駆動パルス信号が燃料噴射弁７に出力されて、燃料噴射が行われる。
図４は点火時期演算ルーチンのフローチャートであり、時間同期又は回転同期で実行される。
【００２０】
ステップ11では、エンジン回転数Ｎｅと基本燃料噴射量（負荷）Ｔｐとから、マップを参照して、基本点火時期（基本点火進角）ＭＡＤＶを設定する。
ステップ12では、次式のごとく、基本点火時期ＭＡＤＶから、後述する図５のルーチンにより演算されている遅角量ＲＴＤを減算して、最終的な点火時期ＡＤＶを算出する。
【００２１】
ＡＤＶ＝ＭＡＤＶ−ＲＴＤ
点火時期ＡＤＶが演算されると、これが所定のレジスタにセットされ、そのタイミングにて、点火気筒の点火コイルへの通電が遮断されて、点火栓８による点火がなされる。
図５は遅角量演算ルーチンのフローチャートであり、時間同期又は回転同期で実行される。
【００２２】
ステップ21では、燃料増量補正係数ＴＦＢＹＡを読込んで、所定値以下か否かを判定し、ＴＦＢＹＡ≦所定値の場合にステップ22へ進み、ＴＦＢＹＡ＞所定値（空燃比が所定値より濃い状態）の場合は、冷機時の遅角補正を禁止すべく、ステップ27へ進む。
ステップ22では、水温Ｔｗを読込んで、所定値以下（低温時）か否かを判定し、水温Ｔｗ≦所定値の場合にステップ23へ進み、水温Ｔｗ＞所定値の場合は、遅角補正の必要がないので、ステップ27へ進む。
【００２３】
ステップ23では、アイドル中（具体的には、アイドルスイッチＯＮで、車速ＶＳＰが所定値以下）か否かを判定し、アイドル中の場合にステップ24へ進み、アイドル中でない場合は、遅角補正の必要がないので、ステップ27へ進む。
ステップ24では、遅角補正のため、目標遅角量ＴＲＴＤに値（ＴＲ）を代入する。
【００２４】
そして、次のステップ25では、現在の遅角量ＲＴＤを目標遅角量ＴＲＴＤと比較し、遅角量ＲＴＤ＜目標遅角量ＴＲＴＤの場合にのみ、ステップ26へ進んで、遅角量ＲＴＤを現在値より所定量ΔＲ１増大させて、目標遅角量ＴＲＴＤに近づける。このように、遅角補正の開始時は、点火時期を徐々に遅角させて、点火時期段差による運転性の悪化を防止する。
【００２５】
遅角補正を行わない場合は、前述したように、ステップ27へ進む。
ステップ27では、目標遅角量ＴＲＴＤ＝０にする。
そして、次のステップ28では、スロットル開度ＴＶＯの変化量ΔＴＶＯを読込んで、所定値以下か否かを判定し、ΔＴＶＯ≦所定値の場合にステップ29へ進む。
【００２６】
ステップ29では、現在の遅角量ＲＴＤを目標遅角量ＴＲＴＤと比較し、遅角量ＲＴＤ＞目標遅角量ＴＲＴＤの場合にのみ、ステップ30へ進んで、遅角量ＲＴＤを現在値より所定量ΔＲ２減少させて、目標遅角量ＴＲＴＤ＝０に近づける。このように、遅角補正の解除時は、点火時期を徐々に戻して、点火時期段差による運転性の悪化を防止する。尚、ΔＲ２≧ΔＲ１とするとよい。
【００２７】
一方、ステップ28での判定にて、ΔＴＶＯ＞所定値（急加速）の場合は、ステップ31へ進んで、即、遅角量ＲＴＤ＝０とする。加速のもたつきを防止するためである。
ここで、図５のステップ22，23での判定に基づいてステップ24〜26にて遅角量ＲＴＤを定め、図４のステップ12にて点火時期を遅角補正する部分が、冷機時の点火時期遅角手段に相当する。そして、ステップ21の判定部分が過濃状態検出手段に相当し、その判定に基づいてステップ27〜30へ進む部分が遅角禁止手段に相当する。
【００２８】
以上の制御により、冷機時の点火時期は図８の特性図のように制御される。
その結果、図９の特性図に示すように、従来の遅角有りの場合に対し、遅角によりＨＣ排出量が増加するリッチ化大の期間のみ遅角をキャンセルすることで、効果的にＨＣを低減できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、始動時及び始動後の冷機時に、エンジンへの燃料供給量を増量補正し、また同時に、点火時期を遅角させて触媒の早期活性化を促進するが、空燃比がリッチ化大の過濃状態では、点火時期の遅角を禁止して、ＨＣ排出量の増大を抑制することができるという効果が得られる。
【００３０】
請求項２に係る発明によれば、燃料増量補正係数に基づいて過濃状態を正確に捉えることができるという効果が得られる。
請求項３に係る発明によれば、点火時期の遅角禁止動作によって点火時期段差を生じて運転性が悪化するのを防止できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示す機能ブロック図
【図２】本発明の一実施例を示すシステム図
【図３】燃料噴射量演算ルーチンのフローチャート
【図４】点火時期演算ルーチンのフローチャート
【図５】遅角量演算ルーチンのフローチャート
【図６】  従来の遅角量の特性図
【図７】  従来のＨＣ排出量等の特性図
【図８】  本発明による遅角量の特性図
【図９】  本発明によるＨＣ排出量等の特性図
【符号の説明】
１  エンジン
７  燃料噴射弁
８  点火栓
コントロールユニット
クランク角センサ
エアフローメータ
スロットルセンサ
水温センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003541523.tif 000007
【図７】
0003541523.tif 000008
【図８】
0003541523.tif 000009
【図９】
0003541523.tif 000010