(57)【要約】【課題】触媒装置の昇温制御についてその異常の有無をより精密に診断することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル回転速度よりも増大させて触媒装置の昇温を促進させる昇温制御を実行する。この制御装置は昇温制御実行時のアイドル運転中に、予め設定された所定期間の積算吸入空気量ＴＧＡを求め、この積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満であることを条件に異常有りと判定して昇温制御の異常の有無を診断する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル運転時よりも増大させて触媒装置の昇温を促進させる昇温制御を実行する内燃機関の制御装置において、
前記昇温制御実行時のアイドル運転中に、予め設定された所定期間の積算吸入空気量を求め、その積算吸入空気量が所定の積算空気量判定値未満であることを条件に異常有りと判定して前記昇温制御の異常の有無を診断する診断手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記診断手段は、前記所定期間において機関回転速度が閾値以下であった時間の累積値である低回転累積時間を求めるとともに、該低回転累積時間が所定の累積時間判定値を超えるか否かの判定結果に更に基づき前記異常の有無の診断を行う
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記診断手段は、前記積算吸入空気量が前記積算空気量判定値以上のときには、異常無しと判定して前記異常の有無の診断を行う
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記診断手段は、前記積算吸入空気量が前記積算空気量判定値未満で、且つ前記低回転累積時間が前記累積時間判定値以上のときには、異常有りとして前記異常の有無の診断を行う
請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記診断手段は、前記積算吸入空気量が前記積算空気量判定値未満で、且つ前記低回転累積時間が前記累積時間判定値未満のときには、前記診断に係る異常の有無についての判定を保留する
請求項２〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記閾値は、機関状態に基づき算出される目標アイドル回転速度から所定値を減算した値として設定される
請求項２〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記所定値は、前記触媒装置の温度に基づき可変設定される
請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記所定値は、前記触媒装置の温度が高いほど大きい値に設定される
請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記累積時間判定値は、前記触媒装置の温度に基づき可変設定される
請求項２〜８のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記累積時間判定値は、前記触媒装置の温度が高いほど長い時間に設定される
請求項９に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
請求項２〜１０のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記アイドル運転中の吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の駆動指令値を、前記触媒装置の温度に基づき設定する駆動指令値設定手段を更に備えるとともに、
前記診断手段によって前記昇温制御に異常が有る旨の診断結果がなされた後に、同診断手段による前記異常の有無の再診断が実行されたときに異常無しとの判定がなされたとしても、前記異常が有る旨の診断結果がなされたときの前記駆動指令値に対する該再診断実行時の同駆動指令値の偏差が所定値以上であれば、前記異常が有る旨の診断結果を維持する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
前記積算空気量判定値は、前記触媒装置の温度に基づき可変設定される
請求項１〜１１のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記積算空気量判定値は、前記触媒装置の温度が高いほど小さい値に設定される
請求項１２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
前記触媒装置の温度は、機関冷却水温に基づいて推定されてなる
請求項７〜１３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１５】
前記診断手段は、前記昇温制御に異常無しとの判定が複数回行われることをもって前記昇温制御に異常が無い旨の診断結果を確定する
請求項１〜１３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の前記アイドル運転中の駆動指令値を、該アイドル運転中の実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいて学習する学習手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１７】
前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習が完了していることを条件に前記異常の有無の診断を行う
請求項１６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１８】
前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習開始から所定時間が経過していることを条件に前記異常の有無の診断を行う
請求項１６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１９】
前記学習手段は、前記診断手段によって前記昇温制御に異常がある旨の診断結果がなされたときには、前記駆動指令値の再学習を行う
請求項１６〜１８のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル回転時よりも増大させて触媒装置を昇温を促進させる昇温制御を実行する内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気系に設けられる排気浄化用の触媒装置は、所定の活性化温度にまで昇温されることによりその浄化機能が発揮される。そこで従来、例えば特許文献１に記載のように、機関始動直後のような触媒装置の温度が低いときには、点火時期の遅角補正による排気温度の上昇や、アイドル回転速度の増大による排気流量の増大などを通じた触媒装置の昇温制御を実行する内燃機関の制御装置が知られている。こうした昇温制御によれば、触媒装置に送られる排気の温度上昇やその流量の増大を通じて、触媒装置の昇温が促進されることから、その早期活性化を図ることができる。
【０００３】
また上記文献には、上記昇温制御開始後の吸入空気量の積算値を求め、その積算値が予め定められた判定値に達した時点で検出された触媒装置の温度がその活性化温度に達していないことをもって、上記点火時期の遅角不足やアイドル回転速度の増大不足等といった上記昇温制御の異常についての診断を行う旨記載されている。ここでは昇温制御が正常に行われている状態で触媒装置をその活性化温度以上とするために必要な吸入空気量の総量を予め求めておき、その総量を上記判定値として設定している。昇温制御開始から触媒装置が活性化温度に達するまでの時間は、該昇温制御中の機関運転状況によって変化するが、このように吸入空気量の積算値を用いて上記異常の有無の判定を行う時期を定めることで、その変化に依らず上記異常診断を適正に行うことが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−１３２４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで上記アイドル回転速度の増大による昇温制御を実行する場合、アイドルスピードコントロールバルブやスロットルバルブといった吸入空気量調整機構の異常のため、昇温制御中の触媒装置の活性化が遅れることがある。すなわち上記昇温制御の実行時に上記バルブが本来よりも低開度で固着するといった異常等が発生し、アイドル運転中の吸入空気量を十分に増量することができない状況になると、排気流量を十分に増大させられず、触媒装置の昇温が遅れてしまうこととなる。
【０００５】
このようなアイドル回転速度の増大を通じた吸入空気量の増量不足に起因する触媒装置の昇温制御の異常について、上記従来の装置での異常診断態様ではその診断を精密に行うことができないという問題があった。すなわち上記従来の異常診断態様によれば、昇温制御中に吸入空気量の増量不足が生じていると、吸入空気量の積算値が上記判定値に達するまでに要する時間が長くなる。そのため、吸入空気量の増量不足によって触媒装置の昇温が遅れるような場合であっても、上記異常の有無の判定前に触媒装置はより長い時間昇温されることとなり、上記異常の有無の判定時には触媒装置の温度が活性化温度に達していることもある。従ってこのような場合には、昇温速度に異常が生じているにもかかわらず、昇温制御に異常無しとの誤判定がなされてしまうおそれがある。
【０００６】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、触媒装置の昇温制御についてその異常の有無を精密に診断することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル運転時よりも増大させて触媒装置の昇温を促進させる昇温制御を実行する内燃機関の制御装置において、前記昇温制御実行時のアイドル運転中に、予め設定された所定期間の積算吸入空気量を求め、その積算吸入空気量が所定の積算空気量判定値未満であることを条件に異常有りと判定して前記昇温制御の異常の有無を診断する診断手段を備えることをその要旨とする。
【０００８】
同構成では、内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル運転時よりも増大させることでアイドル運転中の吸入空気量を増量して触媒装置に導入される排気流量を増大させ、これにより触媒装置の昇温を促進してその早期活性化を図るようにしている。
【０００９】
ここで、上記昇温制御実行時のアイドル運転中にあって予め設定された所定期間の吸入空気量の積算量が少ない場合、すなわち触媒装置に接触する単位時間当たりの排気流量が少ない場合には触媒装置の昇温速度が低下する。一方、同所定期間の吸入空気量の積算量が多い場合、すなわち触媒装置に接触する単位時間当たりの排気流量が多い場合には触媒装置の昇温速度は増大する。このように昇温制御実行時のアイドル運転中にあって予め設定された所定期間の吸入空気量の積算量は、その昇温制御での触媒装置の昇温度合を精度良く反映する指標値となる。従って上記構成によれば、昇温制御実行時のアイドル運転中の吸入空気量の増量不足に起因する触媒装置の昇温制御の異常の有無の診断を、すなわちその昇温制御において触媒装置が適正に昇温されているか否かの診断を精密に行うことができる。
【００１０】
上記昇温制御実行時のアイドル運転中において機関回転速度が低い状態が継続すれば、自ずと吸入空気量は減少し、触媒装置に導入される排気流量も減少することから、触媒装置の昇温速度は低下することとなる。請求項２に記載の構成では、上記積算吸入空気量に加え、上記所定期間において機関回転速度が所定の閾値以下であった時間の累積値である低回転累積時間が求められる。そしてその低回転累積時間が所定の累積時間判定値を超えるか否かの判定結果を更に踏まえて上記異常の有無の診断が行われる。そのため請求項２に記載の構成によれば、上記昇温制御の異常の有無の診断を更に精密に行うことができる。
【００１１】
なお、たとえ昇温制御実行時のアイドル運転中における機関回転速度が低い状態が継続されたとしても、その間の積算吸入空気量が十分に多ければ、触媒装置には十分な量の排気が導入され、その昇温を十分に促進することができる。よって請求項３に記載の構成のように、上記低回転累積時間が所定の累積時間判定値を超えるか否かの判定結果に拘わらず、積算吸入空気量が上記積算空気量判定値以上のときには異常無しと判定することで、上記異常の有無を適正に診断することができる。
【００１２】
一方、上記所定期間における積算吸入空気量が積算空気量判定値未満で、且つ低回転累積時間が累積時間判定値以上の状況であれば、触媒装置に導入される排気の流量が少ない状態にあるのは明白である。よって請求項４に記載の構成のように、そうした状況には異常有りと判定することで、上記異常の有無を適正に診断することができる。
【００１３】
なお、アイドル運転中の機関回転速度が十分に高い状態が継続されていれば、通常はそのアイドル運転中の上記所定期間における積算吸入空気量は増大している筈である。そのため、上記所定期間での積算吸入空気量が積算空気量判定値未満で、且つ低回転累積時間が累積時間判定値未満といった状況は、通常は有り得ない状況であり、センサの検出信号に対するノイズの影響等により、上記積算吸入空気量や低回転累積時間の算出が正しく行われていない可能性がある。よって請求項５に記載の構成のように、そうした状況が確認されたときには、異常の有無の判定を一時保留するといった対応を取ることで、不適切な値に基づく不正確な診断がなされることを好適に回避することができる。
【００１４】
一方、内燃機関の多くでは、アイドル運転中の機関回転速度の目標値である目標アイドル回転速度を、例えば機関冷却水温等の機関状態に応じて可変設定することがなされている。そうした場合であれ、請求項６に記載のように、機関状態に基づき算出される目標アイドル回転速度から所定値を減算した値として上記閾値を設定すれば、上記低回転累積時間の算出を適正に行うことができる。
【００１５】
ところで暖機始動時のように触媒装置がその活性化温度近くまで昇温された状態にあれば、昇温制御実行時のアイドル運転中における吸入空気量の増量が若干不足した状態となったとしても、触媒装置の活性化の遅延は少なく、その不足が与える影響は比較的小さいものとなる。一方、冷間始動時のように触媒装置がその活性温度を大きく下回った状態で吸入空気量の増量不足が生じれば、触媒装置の活性化について著しい遅延が生じてしまう虞がある。このように昇温制御実行時のアイドル運転中における吸入空気量の不足によって触媒装置の昇温が滞ることの影響は、触媒装置の温度状態によって異なっている。その点、請求項７、９、１２に記載の構成では、上記閾値の算出に用いる所定値や上記累積時間判定値、上記積算空気量判定値を触媒装置の温度に応じてそれぞれ可変設定するようにしている。これらの値が変更されれば、上記診断における異常の有無の判定条件が変更されることとなる。よって請求項７、９、１２に記載の各構成によれば、触媒装置の温度状態に応じた的確な異常の有無の診断が可能となる。
【００１６】
より具体的には、上記閾値の算出に用いる所定値や上記累積時間判定値、上記積算空気量判定値を、請求項８、１０、１３に記載の態様で触媒装置の温度に応じて可変設定するとよい。例えば請求項８に記載の構成によれば、上記閾値の算出に際して用いられる上記所定値は触媒装置の温度が高いほど大きい値に設定されるようになるため、同触媒装置の温度が高いときほど、上記低回転累積時間の算入対象となる機関回転速度はより低い速度になる。また請求項１０に記載の構成では、触媒装置の温度が高いほど累積時間判定値は長い時間に設定される。そのため、これらの構成では、触媒装置の温度が高く、上記吸入空気量の不足が触媒装置の活性化の遅延に与える影響の小さいときほど、異常有りとの判定がなされ難くなることとなる。また請求項１３に記載の構成では、触媒装置の温度が高いほど上記積算空気量判定値は小さい値に設定されることから、やはり触媒装置の温度が高いときほど、異常有りとの判定はなされ難くなる。
【００１７】
なおこうした上記閾値の算出に用いる所定値や上記累積時間判定値、上記積算空気量判定値の可変設定に用いられる触媒装置の温度は、請求項１４に記載のように、機関冷却水温に基づき推定して求めることができる。
【００１８】
一方、請求項１１に記載の発明は、請求項２〜１０のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドル運転中の吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の駆動指令値を、前記触媒装置の温度に基づき設定する駆動指令値設定手段を更に備えるとともに、前記診断手段によって前記昇温制御に異常が有る旨の診断結果がなされた後に、同診断手段による前記異常の有無の再診断が実行されたときに異常無しとの判定がなされたとしても、前記異常が有る旨の診断結果がなされたときの前記駆動指令値に対する該再診断実行時の同駆動指令値の偏差が所定値以上であれば、前記異常が有る旨の診断結果を維持することをその要旨としている。
【００１９】
同構成では、例えばスロットルバルブやアイドルスピードコントロールバルブといった、アイドル運転中の吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の駆動制御が、触媒装置の温度に基づき設定された駆動指令値に基づき行われる。なお、こうした駆動指令値の設定に用いる触媒温度は、請求項１４に記載のように、機関冷却水温に基づいて推定して求めることもできる。
【００２０】
こうした場合、特定の駆動指令値が設定された状態で異常有りと診断された後に、それとは異なる駆動指令値が設定された状態で異常無しと再診断されたとしても、先の診断結果の異常が解消されたとは必ずしも言い切れない。すなわち先に異常有りと診断された昇温制御の異常が吸入空気量調整機構の駆動指令値に依存するものであれば、上記異なる駆動指令値が設定された状態では異常が無くとも、再び上記特定の駆動指令値が設定されたときには再び異常有りと診断される蓋然性は十分にある。
【００２１】
その点、上記構成では、異常有りとの診断結果がなされた後の再診断において、異常無しとの判定がなされたとしても、先の診断時と再診断時とで吸入空気量調整機構の駆動指令値が乖離していれば、先の異常が有る旨の診断結果が維持される。すなわち再診断時の上記駆動指令値が、先の診断時の駆動指令値とほぼ同等の値でなければ、先の診断時において確認された昇温制御の異常が解消されたとは見なさないようにしている。したがって上記構成によれば、異常が解消されたか否かが不明確なまま、異常無しと診断されることが回避される。
【００２２】
また請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記診断手段は、前記昇温制御に異常無しとの判定が複数回行われることをもって前記昇温制御に異常が無い旨の診断結果を確定することをその要旨としている。
【００２３】
診断時の機関運転状況によって、昇温制御の異常が明確に積算吸入空気量等の値に表れたり、表れなかったりすることがあり、たとえ単に一度だけ異常無しとの判定がなされたといっても、異常無しと断定するには不十分なことがある。その点、上記構成では、異常無しとの判定が複数回行われた時点で昇温制御に異常が無い旨の診断結果が確定されるため、異常無しとの診断結果に高い信頼性を持たせることができる。
【００２４】
なおアイドル運転中の吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の駆動指令値を、触媒装置の温度等に応じて可変設定する場合には、上記の如くその駆動指令値の設定態様に依存して昇温制御の異常が発現することがある。すなわち特定の駆動指令値が設定された状態では、昇温制御に異常が現われなくとも、それとは異なる駆動指令値が設定された状態では、異常が現われてしまうことがある。そうした場合であれ、上記構成では、高い信頼性をもって異常無しと診断することができる。
【００２５】
上記アイドル回転速度の制御については請求項１６に記載の発明によるように、請求項１〜１５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の前記アイドル運転中の駆動指令値を、該アイドル運転中の実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいて学習する学習手段を更に備える、といった構成を採用することができる。
【００２６】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の内燃機関の制御装置において、前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習が完了していることを条件に前記異常の有無の診断を行うことをその要旨とする。
【００２７】
同構成によれば、上記偏差に対応した駆動指令値の学習が完了し、アイドル運転中の機関回転速度の実値が目標アイドル回転速度に調整されてから上記診断が実行される。すなわち、触媒装置の昇温に必要なアイドル回転速度が確保されてから上記診断が実行されるため、昇温制御の診断精度を向上させることができる。
【００２８】
ここで、例えば吸入空気量調整機構の故障等によってアイドル回転速度が調整できない場合には上記学習が完了せず、昇温制御の診断が実行されなくなるおそれがある。そこで、請求項１８に記載の発明によるように、前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習開始から所定時間が経過していることを条件に前記異常の有無の診断を行う、といった構成を採用することにより、上記駆動指令値の学習ができない場合であっても昇温制御の診断を行うことができるようになる。なお、このような場合には上記積算吸入空気量や低回転累積時間に基づいて昇温制御の異常が検出される。
【００２９】
請求項１９に記載の発明は、請求項１６〜１８のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記学習手段は、前記診断手段によって前記昇温制御に異常がある旨の診断結果がなされたときには、前記駆動指令値の再学習を行うことをその要旨とする。
【００３０】
上記偏差に対応した駆動指令値を学習できないとき、すなわち駆動指令値の学習ミスが生じているときには、アイドル運転中の機関回転速度の実値を目標アイドル回転速度に制御することができないため、上記昇温制御に異常有りと診断されるおそれがある。そこで上記構成では、昇温制御に異常有りと診断されたときには駆動指令値の再学習を行うようにしている。そのため、駆動指令値の学習ミスが昇温制御の診断結果に与える影響を抑制することができ、もって上記診断結果の信頼性を向上させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１の実施形態）
以下、この発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第１の実施形態について図１〜図８に基づき、詳細に説明する。
【００３２】
図１は、この制御装置が適用されるガソリン機関１とともに、その周辺構成を示す概略構成図である。
ガソリン機関１は複数の気筒を有しており、そのシリンダブロック２には、複数のシリンダ４が設けられている（図１では便宜上、１つのみを図示）。このシリンダ４内にはピストン５が設けられており、このピストン５は、コンロッド６を介して機関出力軸であるクランクシャフト７に連結されている。
【００３３】
シリンダブロック２の上部には、シリンダヘッド３が取り付けられている。そして、上記シリンダ４においてピストン５の上端とシリンダヘッド３との間には、燃焼室８が形成されている。また、シリンダヘッド３には、燃焼室８内の混合気を火花点火するための点火プラグ１１が各気筒に対応してそれぞれ設けられている。
【００３４】
また、シリンダヘッド３には、燃焼室８への吸気流路である吸気ポート９と同燃焼室８からの排気流路である排気ポート１０とが、１つの気筒に対してそれぞれ設けられている。吸気ポート９には同ポートを開閉する吸気弁１２が設けられており、排気ポート１０には同ポートを開閉する排気弁１３が設けられている。また、各気筒毎に設けられた燃料噴射弁３５は、吸気ポート９内に向けて燃料を噴射する。
【００３５】
吸気ポート９及び排気ポート１０は、それぞれ吸気通路２０及び排気通路２１に接続されている。吸気通路２０内には、アクセルペダルの操作に基づいて駆動されるアクチュエータ２２によってその開度が調整されるスロットルバルブ２３が設けられている。このスロットルバルブ２３の開度を変更することにより燃焼室８内へ吸入される空気量が調量される。
【００３６】
また、吸気通路２０にはスロットルバルブ２３をバイパスして吸入空気を燃焼室８に導入するためのバイパス通路６０が設けられており、このバイパス通路６０の途中にはＩＳＣ弁６１が設けられている。このＩＳＣ弁６１の開度が調整されることによりバイパス通路６０を通過する空気量が調量され、アイドル運転時の吸入空気量が調量される。なおＩＳＣ弁６１は上記吸入空気量調整機構を構成する。
【００３７】
また、排気通路２１には排気浄化機能を有する触媒装置３０が設けられており、同触媒装置３０の温度が所定の高温状態にあって活性化されているときに排気中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、及び窒素酸化物（ＮＯｘ）等は浄化される。
【００３８】
他方、ガソリン機関１には、機関運転状態を検出するための各種センサが備えられている。例えば、上記クランクシャフト７には、同クランクシャフト７と一体回転可能なクランクロータ４０が設けられており、このクランクロータ４０の近傍にはクランクシャフト７の回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出する機関回転速度センサ４１が設けられている。また、上記スロットルバルブ２３の近傍に設けられるスロットル開度センサ４２は、スロットルバルブ２３の開度ＴＡ（スロットル開度ＴＡ）を検出する。また、上記スロットルバルブ２３の上流側に設けられるエアフロメータ４３により、燃焼室８に導入される吸入空気量ＧＡが検出される。また、上記シリンダブロック２に設けられる水温センサ４４により、冷却水温ＴＨＷが検出される。そして、排気通路２１に設けられる空燃比センサ４５によって排気中の酸素濃度が検出される。また、スタータスイッチ４６は機関始動用のスタータモータが作動しているときにオン信号を出力し、非作動時にオフ信号を出力する。
【００３９】
上記ガソリン機関１の点火時期制御や燃料噴射制御等の各種制御は、制御装置５０によって行われる。この制御装置５０は中央処理制御装置（ＣＰＵ）を備えるマイクロコンピュータを中心として構成されている。例えば制御装置５０には、各種プログラムやマップ等を予め記憶した読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、タイマカウンタ、入力インターフェース、出力インターフェース等が設けられている。
【００４０】
そして、上記機関回転速度センサ４１、スロットル開度センサ４２、エアフロメータ４３、水温センサ４４、及び空燃比センサ４５等からの出力信号は入力インターフェースに入力され、これら各種センサ等によりガソリン機関１の運転状態が検出される。
【００４１】
一方、出力インターフェースは、各々対応する駆動回路等を介して燃料噴射弁３５、点火プラグ１１に高電圧を印可するイグニッションコイル４８、スロットルバルブ２３のアクチュエータ２２、ＩＳＣ弁６１等に接続されている。そして、制御装置５０は上記の各種センサ等からの信号に基づき、ＲＯＭ内に格納された制御プログラム及び制御データに従って、上記燃料噴射弁３５、イグニッションコイル４８、アクチュエータ２２、ＩＳＣ弁６１等を制御する。
【００４２】
さて、上記制御装置５０は、吸入空気量ＧＡやスロットル開度ＴＡ等から算出される機関負荷と機関回転速度ＮＥとに基づいて基本点火時期ＩＧＮｂを設定する。そしてノッキング制御や機関状態等に基づいて算出される補正値を用いて基本点火時期ＩＧＮｂを補正し、最終点火時期ＩＧＮｆを算出する。
【００４３】
また制御装置５０は、ガソリン機関１のアイドル運転時における機関回転速度（以下、アイドル回転速度ＩＮＥという）を所定の目標アイドル回転速度ＩＴＮＥに制御するためにＩＳＣ弁６１の開度を調整するアイドル制御を実行する。具体的には、目標アイドル回転速度ＩＴＮＥに対応したＩＳＣ弁６１の基本駆動指令値ＩＳＣｂを設定した後、実際のアイドル回転速度ＩＮＥと目標アイドル回転速度ＩＴＮＥとの偏差ΔＮＥに応じて基本駆動指令値ＩＳＣｂを補正し、最終的な駆動指令値ＩＳＣｔを設定する。そしてこの駆動指令値ＩＳＣｔに対応させてＩＳＣ弁６１の開度が調整される。なお、以下では、上記偏差ΔＮＥに基づく駆動指令値ＩＳＣｔの算出処理をＩＳＣ学習といい、アイドル回転速度ＩＮＥを目標アイドル回転速度ＩＴＮＥに調整するための駆動指令値ＩＳＣｔが算出されると、このＩＳＣ学習は一旦完了される。なお、このＩＳＣ学習は上記学習手段を構成する。
【００４４】
ここで、冷間始動時や半暖機状態からの機関始動直後では触媒装置３０の温度が低いために、その排気浄化機能を十分に発揮することができない。そこで本実施形態では、このような機関始動直後における触媒装置３０の早期活性化を図るために、点火時期の遅角補正や、アイドル回転速度ＩＮＥの増大による排気流量の増大等から構成される昇温制御を実行するようにしている。
【００４５】
この点火時期の遅角補正については、機関始動時の冷却水温ＴＨＷ等に基づいて算出される遅角補正量を用いて上記最終点火時期ＩＧＮｆを遅角補正することにより、昇温制御の非実行時と比較して、最終点火時期ＩＧＮｆをより遅角側の値に設定するようにし、これにより排気の温度を上昇させて触媒装置３０の早期活性化を図るようにしている。
【００４６】
また、通常のアイドル運転時よりもアイドル回転速度ＩＮＥを増大させる処理については、ＩＳＣ弁６１の開度を制御して吸入空気量ＧＡを増大させることにより行われる。具体的には、内燃機関の暖機状態、換言すれば触媒装置３０の温度状態と相関関係にある冷却水温ＴＨＷに基づき、同冷却水温ＴＨＷが低くなるほど上記目標アイドル回転速度ＩＴＮＥを高く設定するとともに、冷却水温ＴＨＷが低くなるほどＩＳＣ弁６１の基本駆動指令値ＩＳＣｂを大きい値に設定する。こうして冷却水温ＴＨＷが低いときほどアイドル回転速度ＩＮＥ及び吸入空気量ＧＡを増大させる吸気増量制御を実行することにより、排気流量は増大されて触媒装置３０の早期活性化が図られる。なお、触媒装置３０の温度状態と相関関係にある冷却水温ＴＨＷに基づく上記基本駆動指令値ＩＳＣｂの設定処理は上記駆動指令値設定手段を構成する。また、このようにして設定される基本駆動指令値ＩＳＣｂも上記ＩＳＣ学習によってその値は補正される。
【００４７】
ここで、上述したような吸気増量制御の異常時には、触媒装置３０の昇温が十分になされないおそれがある。そこで本実施形態では、吸気増量制御の異常に起因する昇温制御の異常についてその有無を診断する診断手段を備えるようにしている。以下、この診断処理について図２〜図８を併せ参照して説明する。
【００４８】
図２は制御装置５０によって実行される昇温制御の診断処理手順を示している。なお、本処理は機関始動後、所定期間毎に繰り返し実行される。
この処理が開始されるとまず、診断を開始するための条件が成立しているか否かが判断される（Ｓ１００）。本実施形態では、例えば下記の（ａ１）〜（ａ１０）等といった所定条件すべての成立をもって、診断条件が成立している旨の判断がなされる。
【００４９】
（ａ１）：機関始動後である。
（ａ２）：スタータ信号がオフである。
（ａ３）：冷却水温ＴＨＷが所定の範囲内（例えば−１０℃〜５０℃の範囲内）にある。
【００５０】
（ａ４）：機関始動後からＳ１００の処理が実行される間での間に吸入された空気の総量が所定量（例えば１０００ｇ）以下である。
（ａ５）：車両が走行中でない（例えば車速が５ｋｍ／ｈ以下）。
【００５１】
（ａ６）：自動変速機を備える車両の場合には、シフトレバーの位置がニュートラル位置Ｎからドライブ位置Ｄに変更されてから、あるいはドライブ位置Ｄからニュートラル位置Ｎに変更されてから１秒以上経過している。
【００５２】
（ａ７）：ＩＳＣ学習が完了している。またはＩＳＣ学習が開始されてから所定時間（例えば４０秒）が経過しており、同学習の完了を見込むことができる。
（ａ８）：次の（ａ８−１）及び（ａ８−２）の条件が成立している。
【００５３】
（ａ８−１）：アイドル制御開始後、所定時間（例えば３秒）が経過している。
（ａ８−２）：フューエルカット復帰後、所定時間（例えば２秒）が経過している。
（ａ９）：次の（ａ９−１）又は（ａ９−３）の条件が成立している。
【００５４】
（ａ９−１）：機関始動後にあって所定時間（例えば３秒）が経過した後に機関回転速度が所定速度（例えば１０００ｒｐｍ）を超えた。
（ａ９−２）：機関始動後、所定時間（例えば５秒）が経過した。
【００５５】
（ａ１０）：次の（ａ１０−１）又は（ａ１０−２）の条件が成立している。
（ａ１０−１）：バッテリ電圧が所定値（例えば１１Ｖ）以上である。
（ａ１０−２）：機関始動がなされてから所定時間経過するまでの間（例えば５秒以内）であって、且つバッテリ電圧が上記所定値よりも低く設定された始動時電圧所定値（例えば８Ｖ）以上である。
【００５６】
なお、機関始動後に上記吸気増量制御は実行されるため、（ａ１）の条件が設けられている。
また、スタータが作動しているときの機関回転速度ＮＥは過度に低く、正常に吸入空気量の増量が行われないため、（ａ２）の条件が設けられている。
【００５７】
また、本処理は触媒装置３０の昇温制御の異常を診断するものであるため、本処理は触媒装置３０の昇温が完了する前に実施する必要がある。そこで、そのような状態を判定するために（ａ３）及び（ａ４）の条件は設定されている。
【００５８】
また、車両走行中には吸入空気量及び機関回転速度がともに吸気増量制御中の値よりも増大し、正確に診断を行うことができないため、（ａ５）の条件が設けられている。
また、自動変速機を備える車両にあってシフトレバーの位置が変更され、変速機内の状態が変化すると、機関負荷の変化によって一時的に機関回転速度が変動するため、（ａ６）の条件が設定されている。
【００５９】
また、ＩＳＣ学習が完了していないと吸入空気量が正確に調量されているか否かを判断することができないため、（ａ７）の条件が設定されている。なお、ＩＳＣ弁６１の故障時等にはＩＳＣ学習が完了せず、本診断処理が開始されないため、ＩＳＣ学習が開始されてから所定時間経過後にはＩＳＣ学習の完了が見込まれるとして（ａ７）の条件を成立させるようにしている。ちなみにこのようなＩＳＣ弁６１等の故障に起因する昇温制御の異常は本診断処理を通じて検出される。
【００６０】
また、フューエルカット復帰用の機関回転速度制御が実行されているときには吸気増量制御用の機関回転速度が設定されず、かつアイドル制御の実行開始直後には機関回転速度が安定しない等の理由により（ａ８）の条件が設定されている。なお、機関始動時においてフューエルカットが行われる状況としては、例えば、運転者がアクセルペダルを大きく踏み込み、機関回転速度がフューエルカット実行回転速度にまで達するような状況が想定される。
【００６１】
また、機関回転速度が十分に上昇されている状態で上記診断を実施するとともに、機関始動直後の一時的な回転速度上昇に基づく誤診断の発生を抑えるために（ａ９−１）の条件が設定されている。ただし、機関始動後にあって一時的に機関回転速度の上昇が阻害されるときには、（ａ９−１）の条件が成立せず、診断条件の成立頻度、換言すれば昇温制御の診断頻度が低下するため、同診断頻度をより多く確保するために（ａ９−２）の条件が設けられている。
【００６２】
また、バッテリ電圧が過度に低いと点火プラグのスパークが弱くなるなどして機関運転状態が不安定になるため、（ａ１０−１）の条件が設けられている。ただし、機関始動直後はバッテリ電圧が一時的に低下する場合もあるため、診断条件の成立頻度、換言すれば昇温制御の診断頻度をより多く確保するために（ａ１０−２）の条件が設けられている。
【００６３】
そして、上記診断条件が成立していないときには（Ｓ１００でＮＯ）、本処理は一旦終了される。
他方、上記診断条件が成立しているときには（Ｓ１００でＹＥＳ）、上記診断条件が成立している時間である診断条件成立時間ＴＭの積算が開始される（Ｓ１１０）。このような診断条件成立時間ＴＭの積算は制御装置５０内のタイマカウンタで行われる。
【００６４】
次に診断条件が成立している間の積算吸入空気量ＴＧＡ及び低回転累積時間ＬＴが算出される（Ｓ１２０）。この積算吸入空気量ＴＧＡはエアフロメータ４３によって検出される吸入空気量ＧＡの値を所定時間毎に積算したものである。また低回転累積時間ＬＴは、アイドル回転速度ＩＮＥが目標アイドル回転速度ＩＴＮＥよりも所定量だけ低くなっている状態、すなわち目標アイドル回転速度ＩＴＮＥで得られる排気流量と比較して現在の排気流量が減少している状態についてその累積時間を求めたものである。そしてこの低回転累積時間ＬＴは、以下に示す条件式（１）が成立していた時間の累積値として算出される。
【００６５】
目標アイドル回転速度ＩＴＮＥ−実際のアイドル回転速度ＩＮＥ
≧所定値α…（１）
なお、本実施形態では上記条件式（１）を変形した次の条件式（２）に基づき、アイドル回転速度ＩＮＥが閾値β以下であった時間の累積時間を低回転累積時間ＬＴとして算出するようにしている。
【００６６】
実際のアイドル回転速度ＩＮＥ≦
閾値β（＝目標アイドル回転速度ＩＴＮＥ−所定値α）  …（２）
上記所定値αはアイドル回転速度ＩＮＥと目標アイドル回転速度ＩＴＮＥとのずれを検出するために設定されるのであるが、更に触媒装置３０の昇温に必要な最低限の機関回転速度になっているか否かについても検出するべくその値は設定される。ここで、アイドル回転速度ＩＮＥと目標アイドル回転速度ＩＴＮＥとのずれが大きい場合などのように、排気流量の低下に起因して触媒装置３０の受熱量が減少する場合であっても、同触媒装置３０自体の温度が高ければその昇温は十分に行われる。すなわちアイドル回転速度ＩＮＥが低くても、触媒装置３０の温度が高ければその悪影響は小さなものとなる。そこで本実施形態では、触媒装置３０の昇温状態を監視するための低回転累積時間ＬＴを算出する際に用いられる上記閾値βが触媒装置３０の温度状態に応じて可変設定されるように、上記所定値αを触媒装置３０の温度と相関関係にある冷却水温ＴＨＷに対応させて可変設定するようにしている。具体的には、図５に示すように冷却水温ＴＨＷが高くなるほど所定値αはより大きい値に設定される。
【００６７】
ちなみに、本実施形態では目標アイドル回転速度ＩＴＮＥから所定値αを減算した値を閾値βとして設定するようにしている。そのため、冷却水温ＴＨＷといった機関状態を示すパラメータに基づいて設定される目標アイドル回転速度ＩＴＮＥの変化に追従させて閾値βを変化させることができ、これにより低回転累積時間の算出を適正に行うことができる。
【００６８】
次に、予め設定された診断タイミング時間ＤＴに診断条件成立時間ＴＭが到達したか否かが判断される（Ｓ１３０）。本実施形態ではこの診断タイミング時間ＤＴを１０秒に設定しているが、何らこの値に限定するものではない。そして、診断条件成立時間ＴＭが診断タイミング時間ＤＴに満たない場合には（Ｓ１３０でＮＯ）、本処理は一旦終了され、再び、診断条件成立時間ＴＭの積算が継続される。
【００６９】
一方、診断条件成立時間ＴＭが診断タイミング時間ＤＴ以上となった場合には（Ｓ１３０でＹＥＳ）、診断タイミング時間ＤＴ内の積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ以上であるか否かが判断される（図３のＳ１４０）。なお、上記診断条件が成立してから診断タイミング時間ＤＴが経過するまでの間の期間が上記「予め設定された所定期間」に相当する。また、この積算空気量判定値Ａは、ＩＳＣ弁６１の開度が触媒装置３０の昇温に必要な吸入空気量を得るために必要な開度に設定されている場合、すなわち吸気増量制御が正常に実行される場合において、上記診断タイミング時間ＤＴ内で確保される吸入空気量の総量が設定されている。
【００７０】
ここで、昇温制御実行時のアイドル運転中にあって予め設定された所定期間、すなわち診断タイミング時間ＤＴ内の積算吸入空気量ＴＧＡが少ない場合には、触媒装置３０に接触する単位時間当たりの排気流量が少なくなり、触媒装置３０の昇温速度が低下する。一方、同診断タイミング時間ＤＴ内の積算吸入空気量ＴＧＡが多い場合には、触媒装置３０に接触する単位時間当たりの排気流量が多くなり、触媒装置３０の昇温速度は増大する。このように昇温制御実行時のアイドル運転中にあって予め設定された所定期間の積算吸入空気量ＴＧＡは、その昇温制御での触媒装置３０の昇温度合を精度良く反映する指標値となる。そこで、このような積算吸入空気量ＴＧＡと上記積算空気量判定値Ａとを比較することにより昇温制御実行時のアイドル運転中の吸入空気量の増量不足に起因する触媒装置３０の昇温制御の異常の有無の診断を、すなわちその昇温制御において触媒装置３０が適正に昇温されているか否かの診断を精密に行うことができる。
【００７１】
なお、ＩＳＣ弁６１の基本駆動指令値ＩＳＣｂは冷却水温ＴＨＷに応じて設定される。また、積算吸入空気量ＴＧＡが少なくても触媒装置３０の温度が高ければその悪影響は小さなものになる。そこで、触媒装置３０の昇温状態を判定するための積算空気量判定値Ａは冷却水温ＴＨＷに基づき可変設定される。具体的には図６に例示するように、冷却水温ＴＨＷが高くなるほどその値は小さく設定される。
【００７２】
そして積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ以上である旨判定された場合には（Ｓ１４０でＹＥＳ）、ＩＳＣ弁６１の開度が触媒装置３０の昇温に必要な吸入空気量を確保できる開度に設定されている、すなわち吸入空気量の増量処理が正常に実施されていると判断される。そこで、正常判定カウンタＴＣがインクリメントされる（Ｓ１５０）。なお、正常判定カウンタＴＣの初期値は「０」に設定されている。
【００７３】
次に、異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆに対して現在設定されている駆動指令値ＩＳＣｔの偏差が所定値以上であるかそうでないか、換言すれば両者の駆動指令値がほぼ同等な値であるか否かが判定される（Ｓ１６０）。この判定は以下の条件式（３）に基づいて行われ、条件式（３）が満たされるときには異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆに対する駆動指令値ＩＳＣｔの偏差が所定値未満であり、両者の値がほほ同等であると判定される。一方、条件式（３）が満たされないときには異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆに対する駆動指令値ＩＳＣｔの偏差が所定値以上であり、両者の値が同等ではないと判定される。なお、異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆは後述する図４のＳ２３０での処理で設定されるものであって、以前異常判定されたときのＩＳＣ弁６１の駆動指令値ＩＳＣｔが制御装置５０内のＲＡＭに記憶されたものである。なお、その初期値は「０」に設定されている。
【００７４】
ＩＳＣｆ×下限係数Ｌ≦駆動指令値ＩＳＣｔ＜ＩＳＣｆ×上限係数Ｈ  …（３）
ちなみに本実施形態では下限係数Ｌを「０．７」、上限係数Ｈを「１．３」に設定しているがこれら値は適宜変更してもよい。また、条件式（３）は異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆと再度昇温制御の診断が行われたときの駆動指令値ＩＳＣｔとがほぼ同等であるか否かを判定することができればよく、この他の条件式を適宜設定することもできる。
【００７５】
ここで上記Ｓ１６０の処理は次の理由により実行される。すなわち、ＩＳＣ弁６１の駆動指令値は触媒装置３０の温度と相関関係にある冷却水温ＴＨＷに基づいて可変設定されるが、このように駆動指令値が可変設定される場合には、ある駆動指令値でＩＳＣ弁６１が制御されると昇温制御に異常有りと診断される一方、別の駆動指令値では異常無しと診断される場合がある。このように、特定の駆動指令値が設定された状態で異常有りと診断された後に、それとは異なる駆動指令値が設定された状態で異常無しと再診断されたとしても、先の診断結果の異常が解消されたとは必ずしも言い切れない。すなわち先に異常有りと診断された昇温制御の異常がＩＳＣ弁６１の駆動指令値に依存するものであれば、上記異なる駆動指令値が設定された状態では異常が無くとも、再び上記特定の駆動指令値が設定されたときには再び異常有りと診断される蓋然性は十分にある。
【００７６】
そこで、異常有りとの診断結果がなされた後の再診断において、異常無しとの判定がなされたとしても、先の診断時と再診断時とで吸入空気量調整機構の駆動指令値が乖離していれば、先の異常が有る旨の診断結果が維持されるようにする。すなわち再診断時の上記駆動指令値が、先の診断時の駆動指令値とほぼ同等の値でなければ、先の診断時において確認された昇温制御の異常が解消されたとは見なさないようにする。このようにして異常が解消されたか否かが不明確なまま、異常無しと診断されることを回避するようにしている。
【００７７】
こうして、Ｓ１６０の処理において、異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆと駆動指令値ＩＳＣｔとがほぼ同等な値である旨判断された場合には（Ｓ１６０でＹＥＳ）、吸気増量制御による吸入空気量の増量処理が正常に実施されており、昇温制御に異常が無い旨最終判定される（Ｓ１７０）。
【００７８】
一方、Ｓ１６０の処理において、異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆと再診断実行時の駆動指令値ＩＳＣｔとがほぼ同等な値でない旨判断された場合には（Ｓ１６０でＮＯ）、現在の正常判定カウンタＴＣの値が正常判定値Ｃ以上であるか否かが判定される（Ｓ２００）。なお本実施形態では正常判定値Ｃを「３」に設定しているがこの値は適宜変更してもよい。また、Ｓ１６０の処理で否定判定された場合にあって、以前に異常判定がなされている場合にはその判定結果が維持された状態でＳ２００の処理が行われる。
【００７９】
このＳ２００の処理は次の理由により実行される。すなわち、駆動指令値ＩＳＣｔの元となる基本駆動指令値ＩＳＣｂは冷却水温ＴＨＷに基づいて設定される。そのため、異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆと再診断実行時の駆動指令値ＩＳＣｔとが同等の値になるためには、異常判定されたときの冷却水温ＴＨＷと今回の処理が実行されたときの冷却水温ＴＨＷとが同等である必要がある。この冷却水温ＴＨＷは外気温等の影響を受けるため、基本的には外気温等も同等でなければ上記式（３）を満たすことができない。従って場合によっては、吸気増量制御は正常に実施されているにもかかわらず、外気温等といった気象条件が揃わないために上記Ｓ１６０での処理が肯定判定されず、その結果、正常判定される機会を減らしてしまうおそれがある。
【００８０】
ここで、昇温制御に異常無しとの判定が複数回なされていれば、その判定結果は十分信頼することができる。従って、異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆと再診断実行時の駆動指令値ＩＳＣｔとが同等の値ではない場合であっても、正常判定カウンタＣＴがある程度以上の値となっていれば、以前の異常判定を正常判定に更新しても問題は無いと考えられる。すなわち、ＩＳＣ弁６１の駆動指令値を可変設定する場合には、上記の如くその駆動指令値の設定態様に依存して昇温制御の異常が発現することがあり、特定の駆動指令値が設定された状態では、昇温制御に異常が現われなくとも、それとは異なる駆動指令値が設定された状態では、異常が現われてしまうことがある。そこでＳ２００の処理を実行することにより、高い信頼性をもって昇温制御に異常無しと診断することができる。
【００８１】
こうして、正常判定カウンタＴＣの値が正常判定値Ｃ以上である旨判定された場合には（Ｓ２００でＹＥＳ）、吸入空気量の増量処理が正常に実施されているとの判断が複数回行われているため、昇温制御は正常に実施されている、すなわち異常が無い旨最終判定される（Ｓ１７０）。
【００８２】
なお、診断処理実行時の機関運転状況によって、昇温制御の異常が明確に積算吸入空気量ＴＧＡの値に表れたり、表れなかったりすることがあり、たとえ単に一度だけ異常無しとの判定がなされたといっても、異常無しと断定するには不十分なこともある。その点、Ｓ２００の処理を実行することにより、昇温制御に異常無しとの判定が複数回行われた時点で昇温制御に異常が無い旨の診断結果が確定されるため、異常無しとの診断結果に高い信頼性を持たせることもできる。
【００８３】
一方、正常判定カウンタＴＣの値が正常判定値Ｃ未満である旨判定された場合には（Ｓ２００でＮＯ）、本処理は一旦終了される。
そしてＳ１６０の処理、またはＳ２００の処理で肯定判定されることにより、昇温制御が正常に実施されている旨最終判定されると（Ｓ１７０）、次に、正常判定時の後処理として異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆがクリヤされ（Ｓ１８０）、診断後処理が実行される（Ｓ１９０）。ここでは例えば次の（ｂ１）〜（ｂ３）等の処理が行われる。
【００８４】
（ｂ１）診断条件成立時間ＴＭがクリヤされる。
（ｂ２）積算吸入空気量ＴＧＡがクリヤされる。
（ｂ３）低回転累積時間ＬＴがクリヤされる。
【００８５】
そして本処理は一旦終了される。
他方、上述したＳ１４０の処理において、積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満である旨判定された場合には（Ｓ１４０でＮＯ）、吸気増量制御の異常に起因して吸入空気量ＧＡの増量不足が生じており、触媒装置３０の昇温が十分になされない可能性がある。そこで、次に上記低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂ以上であるか否かが判定される（図４のＳ２１０）。なお、本実施形態では累積時間判定値Ｂを８秒に設定しているが、８秒以外の値を設定することもできる。
【００８６】
ここで、上記昇温制御実行時のアイドル運転中において機関回転速度が低い状態が継続すれば、自ずと吸入空気量は減少し、触媒装置３０に導入される排気流量も減少することから、触媒装置３０の昇温速度は低下することとなる。そこで、上記積算吸入空気量ＴＧＡに加え、上記診断タイミング時間ＤＴ内における上記低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂを超えるか否かの判定結果を更に踏まえて昇温制御の異常の有無の診断を行うことで、その異常の有無の診断を更に精密に行うようにしている。
【００８７】
そして、低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂ以上である旨判定された場合には（Ｓ２１０でＹＥＳ）、アイドル回転速度ＩＮＥが上記設定される閾値βよりも低くなっていた時間が長く、かつ積算吸入空気量ＴＧＡも少ない状況にあり、触媒装置３０に導入される排気の流量が少ない状態にあるのは明白である。そのため、この場合には昇温制御に異常ありと判定される（Ｓ２２０）。
【００８８】
次に、異常判定時の後処理が実行される（Ｓ２３０）。ここでは例えば次の（ｃ１）〜（ｃ４）等の処理が行われる。
（ｃ１）ＩＳＣ学習の完了履歴がクリヤされ、再びＩＳＣ学習が実行される。
【００８９】
（ｃ２）ＩＳＣ学習のスピードアップが要求され、その更新速度が速められる。
（ｃ３）今回異常判定されたときの駆動指令値ＩＳＣｔが異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆとして制御装置５０内のＲＡＭに記憶される。
【００９０】
（ｃ４）正常判定カウンタＴＣが「０」にクリヤされる。
次に上述した診断後処理が実行され（Ｓ１９０）、本処理は一旦終了される。
他方、先のＳ２１０の処理において低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂ未満である旨判定された場合には（Ｓ２１０でＮＯ）、アイドル回転速度ＩＮＥが閾値βよりも低くなっていた時間は短く、アイドル回転速度ＩＮＥの増大は実施されていた状況にある。ここで、アイドル運転中の機関回転速度が十分に高い状態が継続されていれば、通常はそのアイドル運転中の上記所定期間における積算吸入空気量ＴＧＡは増大している筈である。そのため、上記所定期間での積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満で、且つ低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂ未満といった状況は、通常は有り得ない状況であり、センサの検出信号に対するノイズの影響等により、上記積算吸入空気量ＴＧＡや低回転累積時間ＬＴの算出が正しく行われていない可能性がある。そこで、Ｓ２１０の処理で否定判定されたときには、昇温制御の異常の有無の判定が一時保留される（Ｓ２４０）。これにより、不適切な値に基づく不正確な診断がなされることを回避することができる。
【００９１】
その後、上述したＳ１９０の処理が実行されることにより、診断条件成立時間ＴＭ、積算吸入空気量ＴＧＡ、及び低回転累積時間ＬＴがそれぞれクリヤされ、再度本診断処理が実行される。
【００９２】
図７は上記診断処理が実行されるときの診断条件成立時間ＴＭ、低回転累積時間ＬＴ、及び積算吸入空気量ＴＧＡについて、それらの時間的推移を示している。
まず、機関始動がなされ上記診断条件（ａ１）〜（ａ１０）が成立すると（時刻ｔ１）、診断条件成立時間ＴＭ、及び積算吸入空気量ＴＧＡの算出が開始される。そして診断条件成立中にあって、アイドル回転速度ＩＮＥが閾値β以下になると（時刻ｔ２以降）、低回転累積時間ＬＴの積算が行われる。その後診断条件が一時的に不成立になると（時刻ｔ３）診断条件成立時間ＴＭ、低回転累積時間ＬＴ、及び積算吸入空気量ＴＧＡの積算処理が一時的に中断され、再び診断条件が成立すると（時刻ｔ４）同積算処理が再開される。そして、診断条件成立時間ＴＭが診断タイミング時間ＤＴに達すると（時刻ｔ５）、積算吸入空気量ＴＧＡと積算空気量判定値Ａとの比較や低回転累積時間ＬＴと累積時間判定値Ｂとの比較が行われて昇温制御の異常についてその有無が診断される。
【００９３】
この診断に際しては図８に示すように、積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ以上であって、かつ正常判定カウンタＴＣが正常判定値Ｃ以上である場合のように、吸気増量制御による吸入空気量の増量が正常に実施されており、かつそのような状態が複数回確認された場合には、昇温制御に異常無しと判断される。
【００９４】
なお、触媒装置３０は排気の熱量によって昇温されるため、アイドル回転速度ＩＮＥが低回転状態にあったとしても吸入空気量ＧＡさえ確実に増量されていればその昇温は十分に行われる。そこで、本実施形態では吸入空気量ＧＡの増量が確実に実行されていると確認できた場合には、低回転累積時間ＬＴにかかわらず昇温制御に異常無しと判断するようにしている。
【００９５】
また、積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ以上であって、吸気増量制御による吸入空気量の増量が正常に実施されており、かつこの状態におけるＩＳＣ弁６１の駆動指令値ＩＳＣｔと異常判定時のＩＳＣ弁６１の駆動指令値ＩＳＣｔ（異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆ）とがほぼ同等の値である場合にも、昇温制御に異常無しと判断される。
【００９６】
他方、積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満であって、かつ低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂ以上の場合、すなわち吸入空気量ＧＡが少なく、かつ機関回転速度ＮＥが閾値βよりも低い場合に昇温制御に異常有りと判断される。
【００９７】
一方、積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満であって、かつ低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂ未満の場合、すなわち吸入空気量ＧＡが少なく、かつ機関回転速度ＮＥが閾値βよりも高い場合には昇温制御の異常の有無についての判定が保留される。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態にかかる内燃機関の制御装置によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）昇温制御実行時のアイドル運転中にあって予め設定された所定期間の吸入空気量の積算量は、その昇温制御での触媒装置３０の昇温度合を精度良く反映する指標値となる。そこで、上記実施形態では診断条件成立時間ＴＭが診断タイミング時間ＤＴに到達するまでの間の積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満である場合には、昇温制御に異常有りと判定するようにしている。従って上記実施形態によれば、昇温制御実行時のアイドル運転中の吸入空気量の増量不足に起因する触媒装置３０の昇温制御の異常の有無の診断を、すなわちその昇温制御において触媒装置が適正に昇温されているか否かの診断を精密に行うことができるようになる。
【００９９】
（２）上記昇温制御実行時のアイドル運転中において機関回転速度が低い状態が継続すれば、自ずと吸入空気量は減少し、触媒装置３０に導入される排気流量も減少することから、触媒装置３０の昇温速度は低下することとなる。そこで上記実施形態では上記積算吸入空気量ＴＧＡに加え、上記所定期間における低回転累積時間ＬＴも求め、その値が累積時間判定値Ｂを超えるか否かの判定結果を更に踏まえて上記異常の有無の診断を行うようにしている。そのため上記昇温制御の異常の有無の診断を更に精密に行うことができるようになる。
【０１００】
（３）たとえ昇温制御実行時のアイドル運転中における機関回転速度が低い状態が継続されたとしても、その間の積算吸入空気量ＴＧＡが十分に多ければ、触媒装置３０には十分な量の排気が導入され、その昇温を十分に促進することができる。そこで上記実施形態では、上記低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂを超えるか否かの判定結果に拘わらず、積算吸入空気量ＴＧＡが上記積算空気量判定値Ａ以上のときには昇温制御に異常無しと判定するようにしている。そのため、上記異常の有無を適正に診断することができるようになる。
【０１０１】
一方、上記所定期間における積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満で、且つ低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂ以上の状況であれば、触媒装置３０に導入される排気の流量が少ない状態にあるのは明白である。そこで上記実施形態では、そうした状況には昇温制御に異常有りと判定することで、昇温制御の異常の有無を適正に診断することができるようになる。
【０１０２】
なお、アイドル運転中の機関回転速度が十分に高い状態が継続されていれば、通常はそのアイドル運転中の上記所定期間における積算吸入空気量ＴＧＡは増大している筈である。そのため、上記所定期間での積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満で、且つ低回転累積時間ＬＴが累積時間判定値Ｂ未満といった状況は、通常は有り得ない状況である。そこで上記実施形態では、そうした状況が確認されたときには、異常の有無の判定を一時保留するといった対応を取ることで、不適切な値に基づく不正確な診断がなされることを好適に回避することができるようになる。
【０１０３】
（４）目標アイドル回転速度ＩＴＮＥを機関冷却水温といった機関状態に応じて可変設定するようにしている。ここで上記実施形態では、目標アイドル回転速度ＩＴＮＥから所定値αを減算した値として上記閾値βを設定するようにしているため、上記低回転累積時間ＬＴの算出を適正に行うことができるようになる。
【０１０４】
（５）暖機始動時のように触媒装置３０がその活性化温度近くまで昇温された状態にあれば、昇温制御実行時のアイドル運転中における吸入空気量の増量が若干不足した状態となったとしても、触媒装置３０の活性化の遅延は少なく、その不足が与える影響は比較的小さいものとなる。一方、冷間始動時のように触媒装置３０がその活性化温度を大きく下回った状態で吸入空気量の増量不足が生じれば、触媒装置の活性化について著しい遅延が生じてしまう虞がある。このように昇温制御実行時のアイドル運転中における吸入空気量の不足によって触媒装置３０の昇温が滞ることの影響は、触媒装置３０の温度状態によって異なっている。そこで上記実施形態では、上記閾値βの算出に用いる所定値αや上記積算空気量判定値Ａを触媒装置３０の温度に応じてそれぞれ可変設定するようにしている。そのためこれらの値が変更されることにより、上記診断処理における異常の有無の判定条件が変更されることとなり、触媒装置３０の温度状態に応じた的確な異常の有無の診断が可能となる。
【０１０５】
より具体的には、上記所定値βを触媒装置３０の温度が高いときほど大きい値に設定するようにしているため、触媒装置３０の温度が高いときほど、上記低回転累積時間ＬＴの算入対象となる機関回転速度はより低い速度になる。そのため、触媒装置３０の温度が高く、吸入空気量の不足が触媒装置３０の活性化の遅延に与える影響の小さいときほど、異常有りとの判定がなされ難くなることとなる。また、積算空気量判定値Ａを触媒装置３０の温度が高いほど小さい値に設定するようにしている。そのため、触媒装置３０の温度が高いときほど、異常有りとの判定はなされ難くなる。
【０１０６】
なおこうした上記所定値αや上記積算空気量判定値Ａ等の可変設定に用いられる触媒装置３０の温度を、これと相関関係にある冷却水温ＴＨＷに基づいて推定するようにしているため、容易にそれらの設定を行うことができる。
【０１０７】
（６）ＩＳＣ弁６１の駆動制御を、冷却水温ＴＨＷから推定される触媒装置３０の温度に基づき設定された駆動指令値に基づいて行うようにしている。
こうした場合、特定の駆動指令値が設定された状態で昇温制御に異常有りと診断された後に、それとは異なる駆動指令値が設定された状態で異常無しと再診断されたとしても、先の診断結果の異常が解消されたとは必ずしも言い切れない。すなわち先に異常有りと診断された昇温制御の異常がＩＳＣ弁６１の駆動指令値に依存するものであれば、上記異なる駆動指令値が設定された状態では異常が無くとも、再び上記特定の駆動指令値が設定されたときには再び異常有りと診断される蓋然性は十分にある。
【０１０８】
その点、上記実施形態では、異常有りとの診断結果がなされた後の再診断において、異常無しとの判定がなされたとしても、先の診断時と再診断時とでＩＳＣ弁６１の駆動指令値が乖離していれば、先の異常が有る旨の診断結果が維持される。すなわち再診断時の上記駆動指令値が、先の診断時の駆動指令値とほぼ同等の値でなければ、先の診断時において確認された昇温制御の異常が解消されたとは見なさないようにしている。従って、異常が解消されたか否かが不明確なまま、異常無しと診断されることを回避することができる。
【０１０９】
（７）昇温制御の診断時における機関運転状況によって、昇温制御の異常が明確に積算吸入空気量ＴＧＡ等の値に表れたり、表れなかったりすることがあり、たとえ単に一度だけ昇温制御に異常無しとの判定がなされたといっても、異常無しと断定するには不十分なことがある。その点、上記実施形態では、異常無しとの判定が複数回行われた時点で昇温制御に異常が無い旨の診断結果を確定するようにしているため、異常無しとの診断結果に高い信頼性を持たせることができるようになる。
【０１１０】
なおＩＳＣ弁６１の駆動指令値を、触媒装置３０の温度に応じて可変設定するようにしているため、上記の如くその駆動指令値の設定態様に依存して昇温制御の異常が発現することがある。すなわち上記（６）に述べたように、特定の駆動指令値が設定された状態では、昇温制御に異常が現われなくとも、それとは異なる駆動指令値が設定された状態では、異常が現われてしまうことがある。そうした場合であれ、上記実施形態では、異常無しとの判定が複数回行われた時点で昇温制御に異常が無い旨の診断結果を確定するようにしているため、高い信頼性をもって異常無しと診断することができるようになる。
【０１１１】
（８）ＩＳＣ学習完了後に昇温制御の診断を行うようにしているため、アイドル回転速度ＩＮＥが目標アイドル回転速度ＩＴＮＥに調整されてから上記診断処理が実行される。すなわち、触媒装置３０の昇温に必要なアイドル回転速度ＩＮＥが確保されてから上記診断が実行されるため、昇温制御の診断精度を向上させることができる。
【０１１２】
なお、ＩＳＣ弁６１の故障等によってアイドル回転速度ＩＮＥが調整できない場合にはＩＳＣ学習が完了せず、昇温制御の診断が実行されなくなるおそれがある。この点上記実施形態ではＩＳＣ学習が開始されてから所定時間が経過していることを条件に上記診断を実行するようにしている。そのため、ＩＳＣ学習が完了していない場合であっても昇温制御の診断を行うことができるようになる。なお、このような場合には上記積算吸入空気量ＴＧＡや低回転累積時間ＬＴに基づいて昇温制御の異常が検出される。
【０１１３】
（９）アイドル回転速度ＩＮＥと目標アイドル回転速度ＩＴＮＥとの偏差ΔＮＥに対応した駆動指令値ＩＳＣｔを学習できないとき、すなわち駆動指令値ＩＳＣｔの学習ミスが生じているときには、アイドル回転速度ＩＮＥを目標アイドル回転速度ＩＴＮＥに制御することができないため、上記昇温制御に異常有りと診断されるおそれがある。そこで上記実施形態では、昇温制御に異常有りとの診断がなされたときには、再度ＩＳＣ学習を行うようにしている。そのため、駆動指令値ＩＳＣｔの学習ミスが昇温制御の診断結果に与える影響を抑制することができ、もって上記診断結果の信頼性を向上させることができるようになる。
【０１１４】
（第２の実施形態）
次に、この発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第２の実施形態について、図９を併せ参照して説明する。
【０１１５】
上記第１の実施形態では、昇温制御の異常についてその有無を診断するに際して、吸入空気量と機関回転速度とを監視するようにした。ここで、吸入空気量が十分に増量されていれば排気の流量は増大され、触媒装置３０の受熱量を増大させることができるため、同触媒装置３０の昇温促進を図ることができる。そこで、本実施形態では吸入空気量の監視のみで昇温制御の診断を行うようにしており、第１の実施形態における診断処理と比較して一部が異なっている以外は基本的に第１の実施形態と同様である。そこで、以下ではこの相違点を中心に説明する。
【０１１６】
図９は制御装置５０によって実行される、本実施形態における昇温制御の診断処理手順を示している。
この処理が開始されるとまず、診断条件が成立しているか否かが判断される（Ｓ３００）。ここでの処理は上記Ｓ１００での処理と同一である。
【０１１７】
そして、診断条件が成立していないときには（Ｓ３００でＮＯ）、本処理は一旦終了される。
他方、診断条件が成立しているときには（Ｓ３００でＹＥＳ）、上記診断条件が成立している時間である診断条件成立時間ＴＭの積算が開始される（Ｓ３１０）。ここでの処理は上記Ｓ１１０での処理と同一である。
【０１１８】
次に診断条件が成立している間の積算吸入空気量ＴＧＡが算出される（Ｓ３２０）。この積算吸入空気量ＴＧＡは第１の実施形態における積算吸入空気量ＴＧＡと同一のものである。
【０１１９】
次に、診断条件成立時間ＴＭが診断タイミング時間ＤＴに達したか否かが判定される（Ｓ３３０）。ここでの処理は上記Ｓ１３０での処理と同一である。そして、診断条件成立時間ＴＭが診断タイミング時間ＤＴに満たない場合には（Ｓ３３０でＮＯ）、本処理は一旦終了され、再び、診断条件成立時間ＴＭの積算が継続される。
【０１２０】
一方、診断条件成立時間ＴＭが診断タイミング時間ＤＴ以上となった場合には（Ｓ３３０でＹＥＳ）、診断タイミング時間ＤＴ内の積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ以上であるか否かが判断される（Ｓ３４０）。ここでの処理は上記Ｓ１４０での処理と同一である。
【０１２１】
そして積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ以上である旨判定された場合には（Ｓ３４０でＹＥＳ）、吸気増量制御による吸入空気量の増量処理が正常に実施されていると判断され、昇温制御に異常無い旨判定される（Ｓ３５０）。
【０１２２】
次に、診断後処理が実行される（Ｓ３６０）。ここでは例えば次の（ｂ１）及び（ｂ２）等の処理が行われる。
（ｂ１）診断条件成立時間ＴＭがクリヤされる。
【０１２３】
（ｂ２）積算吸入空気量ＴＧＡがクリヤされる。
そして本処理は一旦終了される。
他方、上記Ｓ３４０の処理において、積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満である旨判定された場合には（Ｓ３４０でＮＯ）、吸気増量制御による吸入空気量の増量処理が正常に実施されていない、すなわち昇温制御吸に異常が有る旨判定される（Ｓ３７０）。
【０１２４】
次に、異常判定時の後処理が実行される（Ｓ３８０）。ここでは例えば次の（ｃ１）及び（ｃ２）等の処理が行われる。
（ｃ１）ＩＳＣ学習の完了履歴がクリヤされ、再びＩＳＣ学習が実行される。
【０１２５】
（ｃ２）ＩＳＣ学習のスピードアップが要求され、その更新速度が速められる。
次に上述した診断後処理が実行され（Ｓ１９０）、本処理は一旦終了される。
このような診断処理を実行することによっても、昇温制御の異常の有無を診断することができ、もって触媒装置３０が十分に昇温されているか否かを判断することができるようになる。
【０１２６】
以上説明したように、本実施形態にかかる内燃機関の制御装置によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）昇温制御実行時のアイドル運転中にあって予め設定された所定期間の吸入空気量の積算量は、その昇温制御での触媒装置３０の昇温度合を精度良く反映する指標値となる。そこで、上記実施形態では診断条件成立時間ＴＭが診断タイミング時間ＤＴに到達するまでの間の積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満である場合には、昇温制御に異常有りと判定するようにしている。従って上記実施形態によれば、昇温制御実行時のアイドル運転中の吸入空気量の増量不足に起因する触媒装置３０の昇温制御の異常の有無の診断を、すなわちその昇温制御において触媒装置が適正に昇温されているか否かの診断を精密に行うことができるようになる。
【０１２７】
（２）昇温制御実行時のアイドル運転中における積算吸入空気量ＴＧＡが十分に多ければ、触媒装置３０には十分な量の排気が導入され、その昇温を十分に促進することができる。そこで上記実施形態では、積算吸入空気量ＴＧＡが上記積算空気量判定値Ａ以上のときには昇温制御に異常無しと判定するようにしている。そのため、上記異常の有無を適正に診断することができるようになる。
【０１２８】
（３）上述したように昇温制御実行時のアイドル運転中における吸入空気量の不足によって触媒装置３０の昇温が滞ることの影響は、触媒装置３０の温度状態によって異なっている。そこで上記実施形態では、積算空気量判定値Ａを触媒装置３０の温度に応じてそれぞれ可変設定するようにしている。そのためこの値が変更されることにより、上記診断処理における異常の有無の判定条件が変更されることとなり、触媒装置３０の温度状態に応じた的確な異常の有無の診断が可能となる。
【０１２９】
より具体的には、積算空気量判定値Ａを触媒装置３０の温度が高いほど小さい値に設定するようにしている。そのため、触媒装置３０の温度が高いときほど、異常有りとの判定はなされ難くなる。
【０１３０】
なお積算空気量判定値Ａ等の可変設定に用いられる触媒装置３０の温度を、これと相関関係にある冷却水温ＴＨＷに基づいて推定するようにしているため、容易にその設定を行うことができる。
【０１３１】
（４）ＩＳＣ学習完了後に昇温制御の診断を行うようにしているため、アイドル回転速度ＩＮＥが目標アイドル回転速度ＩＴＮＥに調整されてから上記診断処理が実行される。すなわち、触媒装置３０の昇温に必要なアイドル回転速度ＩＮＥが確保されてから上記診断が実行されるため、昇温制御の診断精度を向上させることができる。
【０１３２】
なお、ＩＳＣ弁６１の故障等によってアイドル回転速度ＩＮＥが調整できない場合にはＩＳＣ学習が完了せず、昇温制御の診断が実行されなくなるおそれがある。この点上記実施形態ではＩＳＣ学習が開始されてから所定時間が経過していることを条件に上記診断を実行するようにしている。そのため、ＩＳＣ学習が完了していない場合であっても昇温制御の診断を行うことができるようになる。なお、このような場合には上記積算吸入空気量ＴＧＡや低回転累積時間ＬＴに基づいて昇温制御の異常が検出される。
【０１３３】
（５）アイドル回転速度ＩＮＥと目標アイドル回転速度ＩＴＮＥとの偏差ΔＮＥに対応した駆動指令値ＩＳＣｔを学習できないとき、すなわち駆動指令値ＩＳＣｔの学習ミスが生じているときには、アイドル回転速度ＩＮＥを目標アイドル回転速度ＩＴＮＥに制御することができないため、上記昇温制御に異常有りと診断されるおそれがある。そこで上記実施形態では、昇温制御に異常有りとの診断がなされたときには、再度ＩＳＣ学習を行うようにしている。そのため、駆動指令値ＩＳＣｔの学習ミスが昇温制御の診断結果に与える影響を抑制することができ、もって上記診断結果の信頼性を向上させることができるようになる。
【０１３４】
（６）第１の実施形態における診断処理と比較して、昇温制御の異常の有無をより簡便に診断することができるようになる。
なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
【０１３５】
・第１の実施形態において、図３のＳ１５０、Ｓ１６０、Ｓ１８０、Ｓ２００、及び図４のＳ２３０における（ｃ３）及び（ｃ４）の処理を省略してもよい。
この場合には、第１の実施形態における正常判定の条件がより簡素化され、積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ以上である場合には（Ｓ１４０でＹＥＳ）、直ちに吸気増量制御が正常であると判定される。このようにしても昇温制御の異常の有無を精密に診断することができる。
【０１３６】
・第１の実施形態において、図４のＳ２１０、Ｓ２４０、図２のＳ１２０における低回転累積時間ＬＴの算出処理、及び図３のＳ１９０における（ｂ３）の処理を省略してもよい。
【０１３７】
この場合には、吸入空気量ＧＡに基づいて昇温制御の診断が行われるようになり、積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ未満である場合には（Ｓ１４０でＮＯ）、直ちに吸気増量制御が異常であると判定される。一方、積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ以上であって、異常判定時駆動指令値ＩＳＣｆと再診断実行時の駆動指令値ＩＳＣｔとが同等である場合、或いは積算吸入空気量ＴＧＡが積算空気量判定値Ａ以上であって、異正常判定カウンタＣＴが正常判定値Ｃ以上である場合には昇温制御が正常であると判定される。このようにしても昇温制御の異常の有無を精密に診断することができる。
【０１３８】
・上記各実施形態ではアイドル制御及び吸気増量制御をＩＳＣ弁６１の開度調整を通じて実行するようにしたが、スロットルバルブ２３の開度調整を通じてそれらを実行するようにしてもよい。この場合にはスロットルバルブ２３が前記吸入空気量調整機構を構成する。
【０１３９】
・上記各実施形態では所定値αを冷却水温ＴＨＷに基づいて可変設定するにしたが、これを固定値として設定することもできる。
・低回転累積時間ＬＴが長い場合などのように、排気の流量低下に起因して触媒装置３０の受熱量が減少する場合であっても、同触媒装置３０自体の温度が高ければその昇温は十分に行われる。すなわち、上述したように昇温制御実行時のアイドル運転中における吸入空気量の不足によって触媒装置の昇温が滞ることの影響は、触媒装置の温度状態によって異なっている。そこで、上記累積時間判定値Ｂを触媒装置３０の温度や冷却水温ＴＨＷに応じて可変設定するようにしてもよい。より具体的には、例えば図１０に例示するように、累積時間判定値Ｂを触媒装置３０の温度が高いほど長い時間に設定するようにするとよい。この場合には触媒装置３０自体の温度と排気からの受熱量とを考慮した累積時間判定値Ｂが設定されるようになり、触媒装置３０の温度が高く、吸入空気量の不足が触媒装置３０の活性化の遅延に与える影響の小さいときほど、異常有りとの判定がなされ難くなることとなる。このように累積時間判定値Ｂが変更されれば、上記診断における異常の有無の判定条件が変更されることとなる。よって触媒装置３０の温度状態に応じた的確な異常の有無の診断が可能となる。
【０１４０】
・上記閾値βは目標アイドル回転速度ＩＴＮＥから所定値αを減算した値であったが、適宜設定される補正係数を目標アイドル回転速度ＩＴＮＥに乗算した値を閾値βとして設定するようにしてもよい。
【０１４１】
・上記各実施形態における閾値βを冷却水温ＴＨＷから直接求められる可変値としてもよい。また、触媒装置３０の昇温に必要な最低限の機関回転速度を固定値として閾値βに設定してもよい。
【０１４２】
・上記各実施形態及びその変形例では各種値（目標アイドル回転速度ＩＴＮＥ、基本駆動指令値ＩＳＣｂ、所定値α、積算空気量判定値Ａ、累積時間判定値Ｂ、閾値β等）の可変設定に際し、冷却水温ＴＨＷを参照するようにしたがこれは触媒装置３０の暖機状態、即ちその温度が冷却水温ＴＨＷから推定できるためである。ここで、触媒装置３０は、例えば機関始動前の機関停止時間が短いほど、或いは機関負荷が高いほどその温度は高くなる。そこでこのような触媒装置３０の温度と相関関係にある各種パラメータに基づいて上記の各種値を設定することもできる。また温度センサ等によって直接検出された触媒装置３０の温度に基づいて上記の各種値を設定することもできる。
【０１４３】
・上記各実施形態及びその変形例では、目標アイドル回転速度ＩＴＮＥや基本駆動指令値ＩＳＣｂを冷却水温ＴＨＷに基づいて可変設定する制御装置に本発明にかかる制御装置を適用したが、目標アイドル回転速度ＩＴＮＥや基本駆動指令値ＩＳＣｂを固定値として設定する制御装置にも本発明にかかる制御装置は適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】本発明の実施形態にかかる制御装置及び内燃機関の概略構成図。
【図２】第１の実施形態における昇温制御の診断処理手順を示すフローチャート。
【図３】同実施形態における昇温制御の診断処理手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態における昇温制御の診断処理手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態において所定値の設定態様を例示するグラフ。
【図６】同実施形態において積算空気量判定値の設定態様を例示するグラフ。
【図７】同実施形態において昇温制御の診断処理が実施されるときの診断条件成立時間、低回転累積時間、及び積算吸入空気量等について、それらの時間的推移を例示するタイミングチャート。
【図８】同実施形態における判定態様を示す概念図。
【図９】第２の実施形態における昇温制御の診断処理手順を示すフローチャート。
【図１０】上記各実施形態の変形例において、累積時間判定値の設定態様を例示するグラフ。
【符号の説明】
【０１４５】
１…ガソリン機関、２…シリンダブロック、３…シリンダヘッド、４…シリンダ、５…ピストン、６…コンロッド、７…クランクシャフト、８…燃焼室、９…吸気ポート、１０…排気ポート、１１…点火プラグ、１２…吸気弁、１３…排気弁、２０…吸気通路、２１…排気通路、２２…アクチュエータ、２３…スロットルバルブ、３０…触媒装置、３５…燃料噴射弁、４０…クランクロータ、４１…機関回転速度センサ、４２…スロットル開度センサ、４３…エアフロメータ、４４…水温センサ、４５…空燃比センサ、４６…スタータスイッチ、４８…イグニッションコイル、５０…制御装置、６０…バイパス通路、６１…ＩＳＣ弁。
【図１】
2008255994.tif 000003
【図２】
2008255994.tif 000004
【図３】
2008255994.tif 000005
【図４】
2008255994.tif 000006
【図５】
2008255994.tif 000007
【図６】
2008255994.tif 000008
【図７】
2008255994.tif 000009
【図８】
2008255994.tif 000010
【図９】
2008255994.tif 000011
【図１０】
2008255994.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月22日(2008.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル運転時よりも増大させて触媒装置の昇温を促進させる昇温制御を実行する内燃機関の制御装置において、
前記昇温制御実行時のアイドル運転中に、予め設定された所定期間の積算吸入空気量を求め、その積算吸入空気量が所定の積算空気量判定値未満であることを条件に異常有りと判定して前記昇温制御の異常の有無を診断する診断手段を備え、
前記吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の前記アイドル運転中の駆動指令値を、該アイドル運転中の実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいて学習する学習手段を更に備え、
前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習が完了していることを条件に前記異常の有無の診断を行う
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル運転時よりも増大させて触媒装置の昇温を促進させる昇温制御を実行する内燃機関の制御装置において、
前記昇温制御実行時のアイドル運転中に、予め設定された所定期間の積算吸入空気量を求め、その積算吸入空気量が所定の積算空気量判定値未満であることを条件に異常有りと判定して前記昇温制御の異常の有無を診断する診断手段を備え、
前記吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の前記アイドル運転中の駆動指令値を、該アイドル運転中の実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいて学習する学習手段を更に備え、
前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習開始から所定時間が経過していることを条件に前記異常の有無の診断を行う
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記診断手段は、前記所定期間において機関回転速度が閾値以下であった時間の累積値である低回転累積時間を求めるとともに、該低回転累積時間が所定の累積時間判定値を超えるか否かの判定結果に更に基づき前記異常の有無の診断を行う
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記診断手段は、前記積算吸入空気量が前記積算空気量判定値以上のときには、異常無しと判定して前記異常の有無の診断を行う
請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記診断手段は、前記積算吸入空気量が前記積算空気量判定値未満で、且つ前記低回転累積時間が前記累積時間判定値以上のときには、異常有りとして前記異常の有無の診断を行う
請求項３又は４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記診断手段は、前記積算吸入空気量が前記積算空気量判定値未満で、且つ前記低回転累積時間が前記累積時間判定値未満のときには、前記診断に係る異常の有無についての判定を保留する
請求項３〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記閾値は、機関状態に基づき算出される目標アイドル回転速度から所定値を減算した値として設定される
請求項３〜６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記所定値は、前記触媒装置のに基づき可変設定される
請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記所定値は、前記触媒装置の温度が高いほど大きい値に設定される
請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記累積時間判定値は、前記触媒装置の温度に基づき可変設定される
請求項３〜９のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記累積時間判定値は、前記触媒装置の温度が高いほど長い時間に設定される
請求項１０に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】
請求項３〜１１のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、
前記アイドル運転中の吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の駆動指令値を、前記触媒装置の温度に基づき設定する駆動指令値設定手段を更に備えるとともに、
前記診断手段によって前記昇温制御に異常が有る旨の診断結果がなされた後に、同診断手段による前記異常の有無の再診断が実行されたときに異常無しとの判定がなされたとしても、前記異常が有る旨の診断結果がなされたときの前記駆動指令値に対する該再診断実行時の同駆動指令値の偏差が所定値以上であれば、前記異常が有る旨の診断結果を維持する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１３】
前記積算空気量判定値は、前記触媒装置の温度に基づき可変設定される
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１４】
前記積算空気量判定値は、前記触媒装置の温度が高いほど小さい値に設定される
請求項１３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１５】
前記触媒装置の温度は、機関冷却水温に基づいて推定されてなる
請求項８〜１４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１６】
前記診断手段は、前記昇温制御に異常無しとの判定が複数回行われることをもって前記昇温制御に異常が無い旨の診断結果を確定する
請求項１〜１４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１７】
前記学習手段は、前記診断手段によって前記昇温制御に異常がある旨の診断結果がなされたときには、前記駆動指令値の再学習を行う
請求項１〜１６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル運転時よりも増大させて触媒装置の昇温を促進させる昇温制御を実行する内燃機関の制御装置において、前記昇温制御実行時のアイドル運転中に、予め設定された所定期間の積算吸入空気量を求め、その積算吸入空気量が所定の積算空気量判定値未満であることを条件に異常有りと判定して前記昇温制御の異常の有無を診断する診断手段を備え、前記吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の前記アイドル運転中の駆動指令値を、該アイドル運転中の実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいて学習する学習手段を更に備え、前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習が完了していることを条件に前記異常の有無の診断を行うことをその要旨とする。
請求項２に記載の発明は、内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル運転時よりも増大させて触媒装置の昇温を促進させる昇温制御を実行する内燃機関の制御装置において、前記昇温制御実行時のアイドル運転中に、予め設定された所定期間の積算吸入空気量を求め、その積算吸入空気量が所定の積算空気量判定値未満であることを条件に異常有りと判定して前記昇温制御の異常の有無を診断する診断手段を備え、前記吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の前記アイドル運転中の駆動指令値を、該アイドル運転中の実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいて学習する学習手段を更に備え、前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習開始から所定時間が経過していることを条件に前記異常の有無の診断を行うことをその要旨とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項１及び２に記載の発明では、内燃機関のアイドル回転速度を通常のアイドル運転時よりも増大させることでアイドル運転中の吸入空気量を増量して触媒装置に導入される排気流量を増大させ、これにより触媒装置の昇温を促進してその早期活性化を図るようにしている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
ここで、上記昇温制御実行時のアイドル運転中にあって予め設定された所定期間の吸入空気量の積算量が少ない場合、すなわち触媒装置に接触する単位時間当たりの排気流量が少ない場合には触媒装置の昇温速度が低下する。一方、同所定期間の吸入空気量の積算量が多い場合、すなわち触媒装置に接触する単位時間当たりの排気流量が多い場合には触媒装置の昇温速度は増大する。このように昇温制御実行時のアイドル運転中にあって予め設定された所定期間の吸入空気量の積算量は、その昇温制御での触媒装置の昇温度合を精度良く反映する指標値となる。従って上記構成によれば、昇温制御実行時のアイドル運転中の吸入空気量の増量不足に起因する触媒装置の昇温制御の異常の有無の診断を、すなわちその昇温制御において触媒装置が適正に昇温されているか否かの診断を精密に行うことができる。
また、請求項１及び請求項２に記載の発明では、前記吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の前記アイドル運転中の駆動指令値を、該アイドル運転中の実際の機関回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいて学習する学習手段を更に備える、といった構成を採用している。
そして請求項１に記載の発明は、前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習が完了していることを条件に前記異常の有無の診断を行うことをその要旨とする。
同構成によれば、上記偏差に対応した駆動指令値の学習が完了し、アイドル運転中の機関回転速度の実値が目標アイドル回転速度に調整されてから上記診断が実行される。すなわち、触媒装置の昇温に必要なアイドル回転速度が確保されてから上記診断が実行されるため、昇温制御の診断精度を向上させることができる。
ここで、例えば吸入空気量調整機構の故障等によってアイドル回転速度が調整できない場合には上記学習が完了せず、昇温制御の診断が実行されなくなるおそれがある。そこで、請求項２に記載の発明によるように、前記診断手段は、前記学習手段による前記駆動指令値の学習開始から所定時間が経過していることを条件に前記異常の有無の診断を行う、といった構成を採用することにより、上記駆動指令値の学習ができない場合であっても昇温制御の診断を行うことができるようになる。なお、このような場合には上記積算吸入空気量や低回転累積時間に基づいて昇温制御の異常が検出される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記昇温制御実行時のアイドル運転中において機関回転速度が低い状態が継続すれば、自ずと吸入空気量は減少し、触媒装置に導入される排気流量も減少することから、触媒装置の昇温速度は低下することとなる。請求項３に記載の構成では、上記積算吸入空気量に加え、上記所定期間において機関回転速度が所定の閾値以下であった時間の累積値である低回転累積時間が求められる。そしてその低回転累積時間が所定の累積時間判定値を超えるか否かの判定結果を更に踏まえて上記異常の有無の診断が行われる。そのため請求項３に記載の構成によれば、上記昇温制御の異常の有無の診断を更に精密に行うことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
なお、たとえ昇温制御実行時のアイドル運転中における機関回転速度が低い状態が継続されたとしても、その間の積算吸入空気量が十分に多ければ、触媒装置には十分な量の排気が導入され、その昇温を十分に促進することができる。よって請求項４に記載の構成のように、上記低回転累積時間が所定の累積時間判定値を超えるか否かの判定結果に拘わらず、積算吸入空気量が上記積算空気量判定値以上のときには異常無しと判定することで、上記異常の有無を適正に診断することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
一方、上記所定期間における積算吸入空気量が積算空気量判定値未満で、且つ低回転累積時間が累積時間判定値以上の状況であれば、触媒装置に導入される排気の流量が少ない状態にあるのは明白である。よって請求項５に記載の構成のように、そうした状況には異常有りと判定することで、上記異常の有無を適正に診断することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
なお、アイドル運転中の機関回転速度が十分に高い状態が継続されていれば、通常はそのアイドル運転中の上記所定期間における積算吸入空気量は増大している筈である。そのため、上記所定期間での積算吸入空気量が積算空気量判定値未満で、且つ低回転累積時間が累積時間判定値未満といった状況は、通常は有り得ない状況であり、センサの検出信号に対するノイズの影響等により、上記積算吸入空気量や低回転累積時間の算出が正しく行われていない可能性がある。よって請求項６に記載の構成のように、そうした状況が確認されたときには、異常の有無の判定を一時保留するといった対応を取ることで、不適切な値に基づく不正確な診断がなされることを好適に回避することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
一方、内燃機関の多くでは、アイドル運転中の機関回転速度の目標値である目標アイドル回転速度を、例えば機関冷却水温等の機関状態に応じて可変設定することがなされている。そうした場合であれ、請求項７に記載のように、機関状態に基づき算出される目標アイドル回転速度から所定値を減算した値として上記閾値を設定すれば、上記低回転累積時間の算出を適正に行うことができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ところで暖機始動時のように触媒装置がその活性化温度近くまで昇温された状態にあれば、昇温制御実行時のアイドル運転中における吸入空気量の増量が若干不足した状態となったとしても、触媒装置の活性化の遅延は少なく、その不足が与える影響は比較的小さいものとなる。一方、冷間始動時のように触媒装置がその活性温度を大きく下回った状態で吸入空気量の増量不足が生じれば、触媒装置の活性化について著しい遅延が生じてしまう虞がある。このように昇温制御実行時のアイドル運転中における吸入空気量の不足によって触媒装置の昇温が滞ることの影響は、触媒装置の温度状態によって異なっている。その点、請求項８、１０、１３に記載の構成では、上記閾値の算出に用いる所定値や上記累積時間判定値、上記積算空気量判定値を触媒装置の温度に応じてそれぞれ可変設定するようにしている。これらの値が変更されれば、上記診断における異常の有無の判定条件が変更されることとなる。よって請求項８、１０、１３に記載の各構成によれば、触媒装置の温度状態に応じた的確な異常の有無の診断が可能となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
より具体的には、上記閾値の算出に用いる所定値や上記累積時間判定値、上記積算空気量判定値を、請求項９、１１、１４に記載の態様で触媒装置の温度に応じて可変設定するとよい。例えば請求項９に記載の構成によれば、上記閾値の算出に際して用いられる上記所定値は触媒装置の温度が高いほど大きい値に設定されるようになるため、同触媒装置の温度が高いときほど、上記低回転累積時間の算入対象となる機関回転速度はより低い速度になる。また請求項１１に記載の構成では、触媒装置の温度が高いほど累積時間判定値は長い時間に設定される。そのため、これらの構成では、触媒装置の温度が高く、上記吸入空気量の不足が触媒装置の活性化の遅延に与える影響の小さいときほど、異常有りとの判定がなされ難くなることとなる。また請求項１４に記載の構成では、触媒装置の温度が高いほど上記積算空気量判定値は小さい値に設定されることから、やはり触媒装置の温度が高いときほど、異常有りとの判定はなされ難くなる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
なおこうした上記閾値の算出に用いる所定値や上記累積時間判定値、上記積算空気量判定値の可変設定に用いられる触媒装置の温度は、請求項１５に記載のように、機関冷却水温に基づき推定して求めることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
一方、請求項１２に記載の発明は、請求項３〜１１のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記アイドル運転中の吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の駆動指令値を、前記触媒装置の温度に基づき設定する駆動指令値設定手段を更に備えるとともに、前記診断手段によって前記昇温制御に異常が有る旨の診断結果がなされた後に、同診断手段による前記異常の有無の再診断が実行されたときに異常無しとの判定がなされたとしても、前記異常が有る旨の診断結果がなされたときの前記駆動指令値に対する該再診断実行時の同駆動指令値の偏差が所定値以上であれば、前記異常が有る旨の診断結果を維持することをその要旨としている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
同構成では、例えばスロットルバルブやアイドルスピードコントロールバルブといった、アイドル運転中の吸入空気量を調整する吸入空気量調整機構の駆動制御が、触媒装置の温度に基づき設定された駆動指令値に基づき行われる。なお、こうした駆動指令値の設定に用いる触媒温度は、請求項１５に記載のように、機関冷却水温に基づいて推定して求めることもできる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また請求項１６に記載の発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記診断手段は、前記昇温制御に異常無しとの判定が複数回行われることをもって前記昇温制御に異常が無い旨の診断結果を確定することをその要旨としている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項１７に記載の発明は、請求項１〜１６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、前記学習手段は、前記診断手段によって前記昇温制御に異常がある旨の診断結果がなされたときには、前記駆動指令値の再学習を行うことをその要旨とする。