(57)【要約】【課題】排気温度を上昇させて触媒を早期活性化させるための点火時期遅角制御中に、直列に配設した複数の触媒のうちの最下流の炭化水素吸着触媒の温度が早期に炭化水素脱離温度を越えることを防止し、炭化水素吸着触媒の炭化水素吸着能力を十分に発揮させて排気エミッションを向上する。【解決手段】エンジン始動後のアイドル時で触媒未活性状態のとき、最下流の触媒の温度ＴＣがＨＣ脱離温度相当値ＴＤを越えているか否かを調べ（Ｓ２０４）、ＴＣ≦ＴＤのときには、点火遅角量ＲＩＧを遅角限界値ＲＩＧＬＩＭＩＴまで設定値ΔＩＧＢずつ増加させ（Ｓ２０５〜Ｓ２０７）、ＴＣ＞ＴＤのとき、点火遅角量ＲＩＧを設定値ΔＩＧＢずつ減少させる（Ｓ２０８，Ｓ２０９）。これにより、ＨＣ吸着触媒が早期にＨＣ脱離温度を越えることを回避し、炭化水素吸着能力を十分に発揮させて排気エミッションを向上する。【選択図】　　図４
2004116370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火時期を遅角制御して排気温度を上昇させ、排気系に介装した触媒を早期活性化させるエンジンの点火時期制御装置において、
エンジン始動後のアイドル時に上記遅角制御が実行されているとき、上記排気系に直列に配設された複数の触媒のうちの最下流の炭化水素吸着触媒の触媒温度と、この最下流の炭化水素吸着触媒における炭化水素脱離温度相当値とを比較する触媒温度比較手段と、
上記触媒温度が上記炭化水素脱離温度相当値以下のときには、点火遅角量を遅角限界値に達するまで増加させ、上記触媒温度が上記炭化水素脱離温度相当値に達したとき、上記遅角制御の実行中であっても上記点火遅角量を減少させる点火時期遅角手段とを備えたことを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。
【請求項２】
点火時期を遅角制御して排気温度を上昇させ、排気系に介装した触媒を早期活性化させるエンジンの点火時期制御装置において、
エンジン始動後のアイドル時に上記遅角制御が実行されているとき、上記排気系に直列に配設された複数の触媒のうちの最下流の炭化水素吸着触媒の触媒温度が炭化水素脱離温度に達するまでのエンジン始動後の経過時間に相当する判定閾値を設定する判定閾値設定手段と、
エンジン始動後の経過時間が上記判定閾値に達していないときには、点火遅角量を遅角限界値に達するまで増加させ、エンジン始動後の経過時間が上記判定閾値に達したとき、上記遅角制御の実行中であっても上記点火遅角量を減少させる点火時期遅角手段とを備えたことを特徴とするエンジンの点火時期制御装置。
【請求項３】
上記点火遅角量を、上記遅角限界値に達するまで漸次的に増加させることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンの点火時期制御装置。
【請求項４】
上記遅角制御の解除時、上記点火遅角量を零になるまで漸次的に減少させることを特徴とする請求項１，２，３の何れか一に記載のエンジンの点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、点火時期の遅角制御による排気温度の上昇により触媒の早期活性化を図るエンジンの点火時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン冷態始動時には、排気温度を上昇させて触媒を早期に活性化するため、点火時期を通常の進角値よりも遅角側に補正する技術が知られている。例えば、特開平１１−３４３８３２号公報には、排気上流側に三元触媒を配設し、三元触媒の下流側にＨＣ（炭化水素）吸着触媒を配設した排気浄化装置において、排気低温時に点火時期をリタードして予め触媒温度をＨＣ脱離開始温度付近まで上昇させておき、この状態から加速等により排気流量が増え、ＨＣの脱離が始まったとしても、触媒温度を短時間のうちに活性化温度に上昇させることで、未処理のまま排出されるＨＣ量を低減する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３４３８３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の先行技術では、排気低温時、一義的に点火時期をリタード限界値まで遅角させるのみであるため、最下流のＨＣ吸着触媒の温度がＨＣ脱離開始温度付近に止まる保証はなく、加速等により排気流量が増えるまでの期間、最下流のＨＣ吸着触媒の温度がＨＣ脱離開始温度を越えてＨＣの脱離が始まってしまい、触媒活性化温度に達するまでにＨＣ排出量は却って多くなる。
【０００５】
すなわち、複数の触媒を直列に配設したシステムでは、一義的に排気温度に基づいて点火時期遅角制御を実行すると、最下流のＨＣ吸着触媒が早期にＨＣ脱離温度を越えてしまう可能性が高く、ＨＣ吸着能力を生かしきれず、排気エミッションの改善効果を十分に得られない虞がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、排気温度を上昇させて触媒を早期活性化させるための点火時期遅角制御中に、直列に配設した複数の触媒のうちの最下流の炭化水素吸着触媒の温度が早期に炭化水素脱離温度を越えることを防止し、炭化水素吸着触媒の炭化水素吸着能力を十分に発揮させて排気エミッションを向上することのできるエンジンの点火時期制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、点火時期を遅角制御して排気温度を上昇させ、排気系に介装した触媒を早期活性化させるエンジンの点火時期制御装置において、エンジン始動後のアイドル時に上記遅角制御が実行されているとき、上記排気系に直列に配設された複数の触媒のうちの最下流の炭化水素吸着触媒の触媒温度と、この最下流の炭化水素吸着触媒における炭化水素脱離温度相当値とを比較する触媒温度比較手段と、上記触媒温度が上記炭化水素脱離温度相当値以下のときには、点火遅角量を遅角限界値に達するまで増加させ、上記触媒温度が上記炭化水素脱離温度相当値に達したとき、上記遅角制御の実行中であっても上記点火遅角量を減少させる点火時期遅角手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、点火時期を遅角制御して排気温度を上昇させ、排気系に介装した触媒を早期活性化させるエンジンの点火時期制御装置において、エンジン始動後のアイドル時に上記遅角制御が実行されているとき、上記排気系に直列に配設された複数の触媒のうちの最下流の炭化水素吸着触媒の触媒温度が炭化水素脱離温度に達するまでのエンジン始動後の経過時間に相当する判定閾値を設定する判定閾値設定手段と、エンジン始動後の経過時間が上記判定閾値に達していないときには、点火遅角量を遅角限界値に達するまで増加させ、エンジン始動後の経過時間が上記判定閾値に達したとき、上記遅角制御の実行中であっても上記点火遅角量を減少させる点火時期遅角手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、上記点火遅角量を、上記遅角限界値に達するまで漸次的に増加させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１，２，３の何れか一に記載の発明において、上記遅角制御の解除時、上記点火遅角量を零になるまで漸次的に減少させることを特徴とする。
【００１１】
すなわち、請求項１記載の発明は、エンジン始動後のアイドル時に、排気温度を上昇させて触媒を早期活性化させるための点火時期遅角制御が実行されているとき、排気系に直列に配設された複数の触媒のうちの最下流の炭化水素吸着触媒の触媒温度と、この最下流の炭化水素吸着触媒における炭化水素脱離温度相当値とを比較し、触媒温度が炭化水素脱離温度相当値以下のときには、点火遅角量を遅角限界値に達するまで増加させ、触媒温度が炭化水素脱離温度相当値に達したとき、点火時期遅角制御の実行中であっても点火遅角量を減少させることで、最下流の炭化水素吸着触媒の温度が早期に炭化水素脱離温度を越えることを防止し、炭化水素吸着触媒の炭化水素吸着能力を十分に発揮させて排気エミッションを向上する。
【００１２】
請求項２記載の発明は、エンジン始動後のアイドル時に、排気温度を上昇させて触媒を早期活性化させるための点火時期遅角制御が実行されているとき、排気系に直列に配設された複数の触媒のうちの最下流の炭化水素吸着触媒の触媒温度が炭化水素脱離温度に達するまでのエンジン始動後の経過時間に相当する判定閾値を設定し、エンジン始動後の経過時間が判定閾値に達していないときには、点火遅角量を遅角限界値に達するまで増加させ、エンジン始動後の経過時間が判定閾値に達したとき、点火時期遅角制御の実行中であっても点火遅角量を減少させることで、最下流の炭化水素吸着触媒の温度が早期に炭化水素脱離温度を越えることを防止し、炭化水素吸着触媒の炭化水素吸着能力を十分に発揮させて排気エミッションを向上する。
【００１３】
その際、請求項３記載の発明のように、点火遅角量を遅角限界値に達するまで漸次的に増加させることが望ましく、点火時期の急変によるショックの発生を回避しつつ排気温度を上昇させ、触媒の暖機を促進することができる。
【００１４】
また、請求項４記載の発明のように、点火時期遅角制御の解除時には、点火遅角量を零になるまで漸次的に減少させることが望ましく、点火時期遅角制御を解除した後の点火時期へ円滑に繋げて点火時期の急変によるショックの発生を防止し、点火時期制御性を向上することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図５は本発明の実施の第１形態に係わり、図１はエンジン系の全体図、図２は電子制御系の回路構成図、図３は点火時期制御ルーチンのフローチャート、図４は点火遅角量設定ルーチンのフローチャート、図５は点火時期制御状態を示すタイムチャートである。
【００１６】
先ず、図１に基づいてエンジンの全体構成について説明する。同図において、符号１はエンジンであり、本形態においては水平対向型４気筒ガソリンエンジンを示す。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２に吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成されている。
【００１７】
エンジン１の吸気系としては、シリンダヘッド２の各吸気ポート２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテークマニホルド３に、各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介して、アクセルペダルに連動するスロットル弁５ａが介装されたスロットルチャンバ５が連通されている。更に、スロットルチャンバ５の上流側に吸気管６を介してエアクリーナ７が取り付けられ、エアクリーナ７がエアインテークチャンバ８に連通されている。
【００１８】
また、吸気管６には、スロットル弁５ａをバイパスするバイパス通路９が接続され、このバイパス通路９に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路９を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御弁（ＩＳＣ弁）１０が介装されている。
【００１９】
また、インテークマニホルド３の各気筒の吸気ポート２ａの直上流側に、インジェクタ１１が配設され、燃料供給路１２を介して燃料タンク１３に連通されている。燃料タンク１３には、インタンク式の燃料ポンプ１４が設けられており、燃料ポンプ１４からの燃料が、燃料供給路１２に介装された燃料フィルタ１５を経てインジェクタ１１及びプレッシャレギュレータ１６に圧送され、プレッシャレギュレータ１６から燃料タンク１３にリターンされてインジェクタ１１への燃料圧力が所定の圧力に調圧される。
【００２０】
また、シリンダヘッド２の各気筒毎に、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１７が取り付けられ、この点火プラグ１７に、イグナイタ１９を内蔵するイグニッションコイル１８が接続されている。
【００２１】
一方、エンジン１の排気系としては、シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂにエキゾーストマニホルド２０が連通され、このエキゾーストマニホルド２０の集合部に連通される排気管２１に、複数の触媒が直列に配設されている。すなわち、エキゾーストマニホルド２０の集合部直下流に、排気中のＨＣ（炭化水素）を吸着・保持するＨＣ吸着触媒層と、このＨＣ吸着触媒層の上層に形成されて排気中のＨＣ（ＨＣ吸着層から脱離されたＨＣを含む）及びＣＯ（一酸化炭素）を酸化する共にＮＯｘ（窒素酸化物）を還元する三元触媒層とを備えた第１ＨＣ吸着触媒２２Ａが配設され、この第１触媒２２Ａ下流に、同様にＨＣ吸着触媒層と三元触媒層とを備えた第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂが配設されてマフラ２３に連通されている。
【００２２】
ここで、エンジン運転状態を検出するためのセンサ類について説明する。吸気管６のエアクリーナ７の直下流には、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ２４が介装され、また、スロットルチャンバ５に設けられたスロットル弁５ａに、スロットル弁５ａの開度を検出するためのスロットル開度センサ２５が連設されている。
【００２３】
また、エンジン１のシリンダブロック１ａにノックセンサ２６が取り付けられると共に、シリンダブロック１ａの左右バンクを連通する冷却水通路２７に冷却水温センサ２８が臨まされている。更に、第１触媒２２Ａの上流側に、Ｏ２センサ２９と排気温度センサ３０とが臨まされると共に、第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂに、ＨＣ吸着触媒層の温度を検出する触媒温度センサ３１が取付けられている。
【００２４】
また、エンジン１のクランクシャフト１ｂに軸着するクランクロータ１ｃの外周に、クランク角を検出するためのクランク角センサ３２が対設され、更に、クランクシャフト３０に対して１／２回転するカムシャフト３３に連設するカムロータ３４に、現在の燃焼行程気筒、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒を判別するための気筒判別センサ３５が対設されている。
【００２５】
次に、エンジン１を制御する電子制御系の構成について説明する。インジェクタ１１、イグナイタ１９，ＩＳＣ弁１０等のアクチュエータ類に対する制御量の演算や制御信号の出力、すなわち、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御は、図２に示す電子制御装置（ＥＣＵ）４０によって実行される。
【００２６】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、バックアップＲＡＭ４４、カウンタ・タイマ群４５、及びＩ／Ｏインターフェイス４６がバスラインを介して互いに接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定電圧回路４７、Ｉ／Ｏインターフェイス４６に接続される駆動回路４８及びＡ／Ｄ変換器４９等の周辺回路が内蔵されている。
【００２７】
尚、カウンタ・タイマ群４５は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号（気筒判別パルス）の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割り込みを発生させるための定期割り込み用タイマ、クランク角センサ信号の入力間隔計時用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマが用いられる。
【００２８】
定電圧回路４７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー５０の第１のリレー接点を介してバッテリ５１に接続されると共に、直接、バッテリ５１に接続されており、イグニッションスイッチ５２がＯＮされて電源リレー５０の接点が閉になるとＥＣＵ４０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ５２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ４４にバックアップ用の電源を供給する。更に、バッテリ５１には、燃料ポンプリレー５３のリレー接点を介して燃料ポンプ１４が接続されている。尚、電源リレー５０の第２のリレー接点には、バッテリ５１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。
【００２９】
Ｉ／Ｏインターフェイス４６の入力ポートには、イグニッションスイッチ５２、ノックセンサ２６、クランク角センサ３２、気筒判別センサ３５、及び、車速を検出するための車速センサ３６等が接続されており、更に、Ａ／Ｄ変換器４９を介して、吸入空気量センサ２４、スロットル開度センサ２５、冷却水温センサ２８、Ｏ２センサ２９、排気温度センサ３０、及び触媒温度センサ３１等が接続されると共に、バッテリ電圧ＶＢが入力されてモニタされる。
【００３０】
一方、Ｉ／Ｏインターフェイス４６の出力ポートには、電源リレー５０及び燃料ポンプリレー５３の各リレーコイル、ＩＳＣ弁１０、及び、インジェクタ１１等が駆動回路４８を介して接続されると共に、イグナイタ１９が接続されている。
【００３１】
ＣＰＵ４１では、ＲＯＭ４２に記憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／０インターフェイス４６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、ＲＡＭ４３に格納される各種データ、及びバックアップＲＡＭ４４に格納されている各種学習値データ，ＲＯＭ４２に記憶されている固定データ等に基づき、燃料噴射量、点火時期、ＩＳＣ弁１０に対する駆動信号のデューティ比等を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御を行う。
【００３２】
このようなエンジン制御において、ＥＣＵ４０は、エンジン始動後アイドル時に、排気温度を上昇させて触媒の早期活性化を図るための点火時期遅角制御を実行する。この点火時期遅角制御においては、排気温度センサ３０によって検出される排気温度から触媒未活性状態を判断し、触媒の未活性時は点火遅角量を遅角限界値に達するまで設定値ずつ漸次的に増加させて排気温度を上昇させ、触媒の早期活性化を促進するようにしている。
【００３３】
この場合、点火時期遅角制御は、最上流の第１ＨＣ吸着触媒２２Ａの上流側の排気温度に基づいて実行されるため、最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂが早期にＨＣ脱離温度を越えてしまい、ＨＣ吸着能力を生かしきれず、排気エミッションの改善効果を十分に得られない可能性がある。
【００３４】
このため、ＥＣＵ４０は、点火時期遅角制御の実行中、最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂの温度と、この第２ＨＣ吸着触媒２２ＢにおけるＨＣ脱離温度相当値とを比較し、第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂの温度がＨＣ脱離温度相当値以下のときには、点火遅角量を遅角限界値に達するまで増加させることで、点火時期遅角による触媒の早期暖機を優先させる一方、第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂの温度がＨＣ脱離温度相当値に達したときには、点火時期遅角制御の実行中であっても点火遅角量を漸次的に減少させることで、触媒活性化のための点火時期遅角制御中に最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂが早期にＨＣ脱離温度を越えることを回避し、ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着能力を十分に発揮させてＨＣ排出量を削減し、排気エミッションを向上させる。
【００３５】
また、触媒活性状態となって点火時期遅角制御を解除するときには、点火遅角量を零となるまで漸次的に減少させ、通常点火時期にスムーズに繋げて点火時期の急変によるショックの発生を未然に回避し、点火時期制御性を向上させる。
【００３６】
すなわち、ＥＣＵ４０は、本発明に係る触媒温度比較手段、点火時期遅角手段の機能を有し、具体的には、図３及び図４に示すルーチンにより各手段の機能を実現する。以下、ＥＣＵ４０による点火時期制御に係わる処理について、図３及び図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
図３は、システムがイニシャライズされた後、所定周期毎に実行される点火時期制御ルーチンであり、先ず、ステップＳ１０１で、現在の運転状態がエンジン始動後であるか或いはエンジン始動時であるかを判断する。エンジン始動後であるか否かは、例えば、エンジン回転数がエンジン完爆回転数（例えば、５００ｒｐｍ）以上の状態が所定時間（例えば、数ｓｅｃ）以上継続したか否かにより判断する。
【００３８】
そして、現在の運転状態がエンジン始動時である場合には、ステップＳ１０１からステップＳ１０２へ進んで始動時点火時期制御を実行し、ルーチンを抜ける。始動時点火時期制御は、エンジン始動時にはエンジン状態が不安定なため、点火時期を所定のタイミング（例えば、ＢＴＤＣ１０°ＣＡ）に固定する固定点火時期制御である。
【００３９】
一方、ステップＳ１０１において、現在の運転状態がエンジン始動後と判断された場合には、ステップＳ１０１からステップＳ１０３へ進み、エンジン回転数ＮＥと、エンジン負荷の一例としての基本燃料噴射量を定める基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基づいて基本点火時期テーブルＴＡＤＶＢを補間計算付で参照し、基本点火時期ＡＤＶＢを設定する（ＡＤＶＢ←ＴＡＤＶＢ（Ｔｐ，ＮＥ））。基本点火時期テーブルＴＡＤＶＢに格納されている基本点火時期ＡＤＶＢは、進角値として与えられ、予めシミュレーション或いは実験等により、エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転数ＮＥとをパラメータとする制御領域毎に求められた適正な点火時期が、ＲＯＭ４２にテーブルとしてメモリされている。
【００４０】
その後、ステップＳ１０４へ進み、ノックセンサ２６からの出力により検出されるノック発生の有無に応じて点火時期を遅角／進角補正するためのノック補正値ＡＤＶＫを設定する。次いで、ステップＳ１０５で、基本点火時期ＡＤＶＢにノック補正値ＡＤＶＫを加算してノック補正すると共に、点火時期の遅角により排気温度を上昇させて触媒を早期活性化させるための点火遅角量ＲＩＧをマイナス項として与えて遅角補正し、最終的な点火時期ＡＤＶを設定する（ＡＤＶ←ＡＤＶＢ＋ＡＤＶＫ−ＲＩＧ）。そして、ステップＳ１０６で、点火時期ＡＤＶを点火タイマにセットしてルーチンを抜ける。
【００４１】
以上の点火時期ＡＤＶにおける点火遅角量ＲＩＧは、図４に示す点火遅角量設定ルーチンによって設定される。次に、この点火遅角量設定ルーチンについて説明する。
【００４２】
点火遅角量設定ルーチンは、所定時間毎に実行され、先ず、ステップＳ２０１において、現在の運転状態が始動後アイドルか否かを判断する。例えば、エンジン回転数がエンジン完爆回転数（例えば、５００ｒｐｍ）以上の状態が所定時間（例えば、数ｓｅｃ）以上継続したエンジン始動後であって、車速がゼロ且つスロットル弁全閉のとき、始動後アイドルと判断する。
【００４３】
そして、現在の運転状態が始動後アイドルでない場合には、ステップＳ２０１からステップＳ２０２へ進んで点火遅角量ＲＩＧを０とし（ＲＩＧ←０；イニシャル値）、ルーチンを抜ける。一方、現在の運転状態が始動後アイドルであると判断されたときには、ステップＳ２０１からステップＳ２０３へ進み、排気温度センサ３０からの信号に基づく排気温度ＴＥＸが触媒活性を判断するための判定閾値ＴＥＸＳを越えているか否かを調べる。判定閾値ＴＥＸＳは、排気系や触媒の熱容量、熱伝達特性を考慮し、予めシミュレーション或いは実験等により触媒活性状態と見做し得る排気温度を求め、これを判定閾値としてＲＯＭ４２に固定データとしてメモリしておくものである。
【００４４】
その結果、ステップＳ２０３において、ＴＥＸ≦ＴＥＸＳの場合、すなわち、触媒未活性状態であると判断される場合には、ステップＳ２０４以降で、触媒温度センサ３１によって検出される最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂの温度（以下、単に「触媒温度」と言う）に応じて点火遅角量ＲＩＧを増減する処理を実行し、ＴＥＸ＞ＴＥＸＳの場合、ステップＳ２１０以降で点火時期遅角制御を解除する処理を実行する。
【００４５】
先ず、ＴＥＸ≦ＴＥＸＳの場合のステップＳ２０４以降の処理について説明すると、ステップＳ２０４で、最下流の触媒温度ＴＣがＨＣ脱離温度相当値ＴＤを越えているか否かを調べる。このＨＣ脱離温度相当値ＴＤは、予めシミュレーション或いは実験等により、エンジン始動後アイドル時における排気流量等の条件下でＨＣ吸着触媒のＨＣ脱離温度を求め、ＲＯＭ４２に固定データとしてメモリしておくものである。例えば、ＴＤ＝１００〜１５０°Ｃである。
【００４６】
その結果、ＴＣ≦ＴＤであり、最下流の触媒温度がＨＣ脱離温度に達していない場合には、ステップＳ２０４からステップＳ２０５へ進み、点火遅角量ＲＩＧが遅角限界値ＲＩＧＬＩＭＩＴに達したか否かを調べる。この遅角限界値ＲＩＧＬＩＭＩＴは、点火時期遅角に伴うトルク変動等による運転性の悪化を回避することのできる最大遅角量である。
【００４７】
そして、ＲＩＧ＜ＲＩＧＬＩＭＩＴのときには、ステップＳ２０５からステップＳ２０６へ進んで点火遅角量ＲＩＧを設定値ΔＩＧＢだけ増加させて（ＲＩＧ←ＲＩＧ＋ΔＩＧＢ）ルーチンを抜け、点火遅角量ＲＩＧが遅角限界値ＲＩＧＬＩＭＩＴに達すると（ＲＩＧ≧ＲＩＧＬＩＭＩＴ）、ステップＳ２０５からステップＳ２０７へ進んで点火遅角量ＲＩＧを遅角限界値ＲＩＧＬＩＭＩＴで規制し（ＲＩＧ←ＲＩＧＬＩＭＩＴ）、ルーチンを抜ける。
【００４８】
その後、最下流の触媒温度ＴＣがＨＣ脱離温度相当値ＴＤを越えると、ステップＳ２０４からステップＳ２０８へ進み、点火遅角量ＲＩＧが以下の減少処理により０に達したか否かを調べる。そして、ＲＩＧ＞０の場合には、ステップＳ２０８からステップＳ２０９へ進んで点火遅角量ＲＩＧを設定値ΔＩＧＢだけ減少させてルーチンを抜ける。また、ＲＩＧ≦０の場合には、ステップＳ２０８からステップＳ２１２へ進んで、点火遅角量ＲＩＧを０にクリアする（ＲＩＧ←０；遅角補正無し）。
【００４９】
すなわち、図５に示すように、排気温度ＴＥＸが判定閾値ＴＥＸＳ以下の触媒未活性状態では、最下流の触媒温度ＴＣがＨＣ脱離温度相当値ＴＤを越えるまで、点火遅角量ＲＩＧをルーチン実行周期毎（演算周期毎）に設定値ΔＩＧＢずつ増加させて遅角限界値ＲＩＧＬＩＭＩＴとする点火時期遅角制御を優先的に実行し、点火時期の急変によるショック発生を回避しつつ排気温度を上昇させ、触媒の暖機を促進する。そして、最下流の触媒温度ＴＣがＨＣ脱離温度相当値ＴＤを越えると、点火時期遅角制御実行中であっても、点火遅角量ＲＩＧをルーチン実行周期毎（演算周期毎）に設定値ΔＩＧＢずつ減少させることで、最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂが早期にＨＣ脱離温度を越えることを回避する。
【００５０】
その後、排気温度ＴＥＸが判定閾値ＴＥＸＳに達したとき、ステップＳ２０３からステップＳ２１０へ進み、点火時期遅角制御の解除処理により点火遅角量ＲＩＧが０に達したか否かを調べる。ＴＥＸ＞ＴＥＸＳになった当初は、ＲＩＧ＞０であるため、ステップＳ２１０からステップＳ２１１へ進み、点火遅角量ＲＩＧを設定値ΔＲＩＧだけ減少させ（ＲＩＧ←ＲＩＧ−ΔＲＩＧ）、ルーチンを抜ける。そして、ＲＩＧ≦０になったとき、ステップＳ２１０からステップＳ２１２へ進んで点火遅角量ＲＩＧを０にクリアして（ＲＩＧ←０）ルーチンを抜け、実質的に点火時期遅角制御から点火時期通常制御へ復帰する。
【００５１】
すなわち、図５に示すように、排気温度ＴＥＸが判定閾値ＴＥＸＳに達して触媒が活性状態になったと判断されるとき、点火遅角量ＲＩＧをゼロに達するまでルーチン実行周期毎（演算周期毎）に設定値ΔＲＩＧずつ漸次的に減少させる。設定値ΔＲＩＧは、点火遅角量ＲＩＧによる遅角補正を解除する際の点火時期の急変によるショックを防止するに適正な値に設定されており、点火時期の繋がりをスムースなものとして点火時期制御性を向上することができる。
【００５２】
このように本実施の形態においては、エンジン始動後アイドル時、排気温度の上昇により触媒を早期活性化させるための点火時期遅角制御を実行中に、最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂの温度がＨＣ脱離温度相当値に達したときには、点火時期遅角制御実行中であっても点火遅角量ＲＩＧを漸次的に減少させるので、最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂが早期にＨＣ脱離温度を越えることを回避することができる。これにより、ＨＣ吸着触媒のＨＣ吸着能力を十分に発揮させてエンジン冷態始動後のアイドル時におけるＨＣの排出を著しく制限し、排気エミッションを大幅に向上することが可能となる。
【００５３】
次に、本発明の実施の第２形態について説明する。図６及び図７は本発明の実施の第２形態に係わり、図６は点火遅角量設定ルーチンのフローチャート、図７は始動後時間テーブルの説明図である。
【００５４】
第２形態は、前述の第１形態に対し、ＥＣＵ４０において、最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂの温度を検出してＨＣ脱離温度相当値と比較する触媒温度比較手段としての機能に代えて、エンジン始動後に最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂの触媒温度がＨＣ脱離温度に達するまでの経過時間に相当する判定閾値を設定する機能（判定閾値設定手段）を設けるものであり、エンジン始動後の経過時間が判定閾値に達したか否かにより、最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２ＢがＨＣ脱離温度に達したか否かを判断するものである。
【００５５】
このため、第２形態では、第１形態の点火遅角量設定ルーチン（図４参照）において最下流の触媒温度ＴＣとＨＣ脱離温度相当値ＴＤとを比較するステップＳ２０４を変更する。
【００５６】
すなわち、図６に示すように、ステップＳ２０３で排気温度ＴＥＸが触媒活性を判断するための判定閾値ＴＥＸＳ以下のとき、ステップＳ２０３からステップ２０４−１へ進み、エンジン冷却水温Ｔｗに基づき始動後時間テーブルＴＢＬＴＳＥＴを補間計算付で参照し、最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂの温度がＨＣ脱離温度に達したことをエンジン始動後時間によって判断するための判定閾値ＴＳＥＴを設定する（ＴＳＥＴ←ＴＢＬＴＳＥＴ（Ｔｗ））。
【００５７】
判定閾値ＴＳＥＴは、最下流の第２ＨＣ吸着触媒２２Ｂの温度がＨＣ脱離温度に達するまでのエンジン始動後の経過時間に相当する時間値であり、始動後時間テーブルＴＢＬＴＳＥＴに格納されている判定閾値ＴＳＥＴは、排気系や触媒の熱容量、熱伝達特性を考慮し、予めシミュレーション或いは実験等により、エンジン温度の一例としてのエンジン冷却水温Ｔｗをパラメータとする領域毎に、エンジン始動後、最下流のＨＣ吸着触媒の温度がＨＣ脱離温度に達するまでの経過時間を求め、ＲＯＭ４２に固定データとしてメモリしておくものである。
【００５８】
図７に示すように、始動後時間テーブルＴＢＬＴＳＥＴは、エンジン冷却水温Ｔｗが低い低温領域では、最下流のＨＣ吸着触媒の温度がＨＣ脱離温度に達するまでの時間が長いことから判定閾値ＴＳＥＴが長く、エンジン冷却水温Ｔｗが高くなる程、最下流のＨＣ吸着触媒の温度がＨＣ脱離温度に達するまでの時間が短いことから判定閾値ＴＳＥＴが短くなる特性を有している。
【００５９】
そして、ステップＳ２０４−１で判定閾値ＴＳＥＴを設定した後、ステップＳ２０４−２へ進み、エンジン始動後経過時間ＴＳＴＡが判定閾値ＴＳＥＴを越えているか否かを調べる。このステップＳ２０４−２が第１形態のステップＳ２０４に対応し、ＴＳＥＴ≦ＴＳＴＡのときには、ステップＳ２０５以降へ進んで、点火遅角量ＲＩＧを遅角限界値ＲＩＧＬＩＭＩＴまで増加させる処理を行い、ＴＳＴＡ＞ＴＳＥＴのとき、ステップＳ２０８以降で点火遅角量ＲＩＧを０に達するまで減少させる処理を行う。その他のステップにおける処理は、第１形態で説明した通りである。
【００６０】
第２形態では、触媒温度センサ３１を要することなく、第１形態と同様の作用・効果を実現することができ、システムのコストを低減することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、排気温度を上昇させて触媒を早期活性化させるための点火時期遅角制御中に、直列に配設した複数の触媒のうちの最下流の炭化水素吸着触媒の温度が早期に炭化水素脱離温度を越えることを防止し、炭化水素吸着触媒の炭化水素吸着能力を十分に発揮させることができ、排気エミッションを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係わり、エンジン系の全体図
【図２】同上、電子制御系の回路構成図
【図３】同上、点火時期制御ルーチンのフローチャート
【図４】同上、点火遅角量設定ルーチンのフローチャート
【図５】同上、点火時期制御状態を示すタイムチャート
【図６】本発明の実施の第２形態に係わり、点火遅角量設定ルーチンのフローチャート
【図７】同上、始動後時間テーブルの説明図
【符号の説明】
１　エンジン
２２Ａ　第１炭化水素吸着触媒
２２Ｂ　第２炭化水素吸着触媒（最下流の炭化水素吸着触媒）
４０　電子制御装置
ＡＤＶ　点火時期
ＲＩＧ　点火遅角量
ＲＩＧＬＩＭＩＴ　遅角限界値
ＴＣ　触媒温度
ＴＤ　炭化水素脱離温度相当値
ＴＳＥＴ　判定閾値
ＴＳＴＡ　エンジン始動後経過時間
【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】
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【図７】
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