(57)【要約】【課題】  直噴エンジンの触媒暖機運転中においてエンジンの失火を回避する。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、触媒暖気制御中であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、充電制御中であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、エンジン回転数ＮＥを検知するステップ（Ｓ１２０）と、ΔＮＥ（１）をΔＮＥ（１）＝（目標アイドル回転数−エンジン回転数ＮＥ）として算出するステップ（Ｓ１３０）と、ΔＮＥ（１）がαよりも大きいと（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、失火状態であると判断するステップ（Ｓ１５０）と、オルタネータへの発電低下指令を出力するステップ（Ｓ１６０）とを含むプログラムを実行する。【選択図】        図２
2005207378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒暖機運転中の直噴エンジンを制御する制御装置であって、
前記触媒暖機運転中のエンジンの燃焼状態を検知するための検知手段と、
前記エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知すると、前記エンジンの燃焼状態を安定化させるように、前記エンジンの補機を制御するための制御手段を含む、エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記エンジンの補機である発電機の負荷を低下させるように制御するための手段を含む、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記エンジンの補機である空調機の負荷を低下させるように制御するための手段を含む、請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
触媒暖機運転中の直噴エンジンを制御する制御装置であって、
前記触媒暖機運転中のエンジンの燃焼状態を検知するための検知手段と、
前記エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知すると、前記エンジンの燃焼状態を安定化させるように、前記エンジンを制御するための制御手段を含む、エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する噴射装置および燃焼室内の燃料に点火する点火装置を制御するための手段を含む、請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記噴射装置により燃料を噴射する時期を早めるとともに、前記点火装置による点火時期を遅らせるように、制御するための手段を含む、請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記エンジンの回転数に基づいて、前記エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知するための手段を含む、請求項１〜６のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記検知手段は、前記エンジンの回転数の時間変化に基づいて、前記エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知するための手段を含む、請求項７に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に、燃焼室内に燃料を直接噴射する直噴エンジンの触媒暖機運転中のエンジン安定化制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、車両等の走行用のガソリンエンジンの分野でも、ディーゼルエンジンのように燃焼室内に直接、燃料を噴射する直噴エンジンが実用化されている。これは、燃料噴射時期を制御することにより燃焼方式を成層燃焼（超希薄空燃比）、弱成層燃焼（希薄空燃比）および均質燃焼（理論空燃比）に切換えて、燃費向上を図るものである。
【０００３】
このような直噴エンジンにおいて、排気浄化用の触媒を早期に活性化させるために、触媒の温度状態が活性温度よりも低い未暖機状態にあるときに、燃焼室全体の平均的な空燃比を略理論空燃比として運転を行なう場合がある。このような場合、混合気を比較的リッチにすることと、混合気を成層化して長く燃焼させるようにすることとによって排気温度の上昇を図り、触媒の早期活性化を促進している。
【０００４】
特開２００１−２００７４３号公報（特許文献１）は、筒内噴射型内燃機関において２段燃焼による排気昇温効果の向上を図る内燃機関の制御装置を開示する。この内燃機関の制御装置は、少なくとも冷態始動時に圧縮行程と膨張行程で燃料噴射を行なう２段燃焼モードを有した筒内噴射型内燃機関と、筒内噴射型内燃機関により駆動される補機と、２段燃焼モード時に、補機の作動を制限する補機作動制限手段とを備える。
【０００５】
この内燃機関の制御装置によると、２段燃焼が実施される時には、オルタネータやエアコンコンプレッサ等の補機の作動が制限されて機関に要求される負荷が低下することになり、主噴射の燃料量が少なくてよくなり、主噴射の空燃比のリーン度合いが大きく保持される。従って、主燃焼で使用される空気量が少なく抑えられ、余剰酸素量が十分に確保されることになり、膨張行程での副噴射の燃料量が増加して、排気系の昇温が効果的に達成される。特に、冷態始動時のように機関が低温状態にあるときにおいて、触媒コンバータの早期活性化が実現可能とされる。
【０００６】
特開２００３−２２２０４９号公報（特許文献２）は、エンジンの成層燃焼運転時に気筒内燃焼室においてインジェクタに向かうタンブル流を生成し、このタンブル流に対し逆行するように燃料を噴射させて、気筒の点火時期において点火プラグの電極付近に可燃混合気を滞留させるようにしたものにおいて、排気浄化用触媒の早期活性化を促進しつつ、混合気の適切な成層化を実現して良好な着火安定性を得る火花点火式直噴エンジンを開示する。この火花点火式直噴エンジンは、気筒内の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、吸気通路のスロットル弁よりも下流側で吸気の絞り量を調整する吸気絞り量調整手段と、排気浄化用の触媒とを備え、温間の少なくとも低回転低負荷領域で燃料噴射弁により燃焼室のタンブル流に対向するように燃料を噴射させて、気筒の点火時点で点火プラグの電極周りに可燃混合気を成層化させるようにした火花点火式直噴エンジンであって、触媒の温度状態が活性温度よりも低い未暖機状態にあるか否かを判定する温度状態判定手段と、低回転低負荷領域において、温度状態判定手段によって触媒の未暖機状態が判定されたとき、同一負荷かつ同一回転速度の暖機状態のときに対して燃焼室の平均的な空燃比がリッチになるようにスロットル弁の開度を小さくするとともに、燃焼室のタンブル流が相対的に強くなるように吸気絞り量調整手段による吸気の絞り量を大きくする触媒暖機制御を行なう制御手段とを備える。
【０００７】
この火花点火式直噴エンジンよると、まず、温間時の少なくとも低回転低負荷領域では、吸気絞り量調整手段により生成された燃焼室のタンブル流に対向するように燃料噴射弁による燃料が噴射され、この燃料噴霧が点火時点で点火プラグ周りに滞留するようにタンブル流により減速されて、混合気の適切な成層化がなされる。一方、低回転低負荷領域において、温度状態判定手段によって触媒の未暖機状態が判定されたときには制御手段により、同一負荷かつ同一回転速度の暖機状態のときに対して燃焼室の平均的な空燃比がリッチになるようにスロットル弁の開度を小さくして吸入空気量を減少させるとともに、吸気絞り量調整手段による吸気の絞り量を大きくしてタンブル流を強化する触媒暖機制御を行なう。すなわち、触媒が未暖機状態にあるときには、排気温度を上昇させて触媒の早期活性化を図るべく、燃焼室全体の空燃比を理論空燃比に近づけるように吸気量を減少させるとともに、そのことによるタンブル流の強さの低下を補完するように、スロットル弁よりも下流で吸気絞り量調整手段により吸気を絞って、その流速を高めるようにする。これにより、燃料噴霧の貫徹力とタンブル流とのバランスが崩れることがなくなり、混合気を狙い通りに成層化して良好な着火安定性を得ることができる。
【特許文献１】特開２００１−２００７４３号公報
【特許文献２】特開２００３−２２２０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した特許文献１および特許文献２には、以下のような問題点がある。
【０００９】
特許文献１には、触媒の暖機運転中には、成層−圧縮行程噴射時には、発電負荷を制限することが開示されている。これは、エンジンの運転状態を考慮することなく、触媒暖機運転中になると発電負荷を制限してしまう。このため、触媒の暖機運転中に発電負荷が制限されてしまい充電量が低下するという問題点がある。
【００１０】
特許文献２には、触媒の暖機運転中には、点火時期を遅角するとともに、燃料噴射終了時期を進角することが開示されている。これは、エンジンの運転状態を考慮することなく、触媒暖機運転中になると点火時期を遅角してしまう。このため、点火時期を遅角されてしまい燃費が悪化するという問題点がある。
【００１１】
すなわち、上記したいずれの特許文献も、直噴エンジンにおいて触媒暖機運転中には、エンジンの燃焼状態を考慮することなく、一様に、発電負荷が制限したり、点火時期を遅角したりする。
【００１２】
これらの問題に関連して、直噴エンジンの触媒暖機運転中において、燃料の拡散時間が十分に確保されないと、圧縮行程噴射中の燃料の拡散時間が不足して、点火しても着火しない失火状態になり、エンジンの振動が発生したり、ＨＣ（Hydrocarbon）が大気に解放されるという等の問題がある。このような場合には、燃焼安定化を図り、このような問題を解決しなければならない。
【００１３】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、直噴エンジンの触媒暖気運転中において、エンジンの燃焼状態により発生する不具合を解消することができる、エンジンの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
第１の発明に係る制御装置は、触媒暖機運転中の直噴エンジンを制御する。この制御装置は、触媒暖機運転中のエンジンの燃焼状態を検知するための検知手段と、エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知すると、エンジンの燃焼状態を安定化させるように、エンジンの補機を制御するための制御手段を含む。
【００１５】
第１の発明によると、直噴エンジンの触媒暖機運転中において、エンジンの燃焼不安定が検知されたときには、制御手段によりエンジンの燃焼状態を安定化させるように、エンジンの補機である発電機や空調機が制御される。具体的には、発電機の負荷や空調機の負荷が低下させられて、エンジンの負荷が下げられる。エンジンの負荷が下がると燃料噴射量が低下して、たとえ燃料噴射時期や点火時期が変更されなくても燃料噴射量自体が少なくなるので、圧縮行程噴射中の燃料の拡散時間の不足がなくなる。このため、点火しても着火しない失火状態になり、エンジンの振動が発生したり、ＨＣが大気に解放されるという等の問題が解消される。このような制御は、エンジンの燃焼状態に基づいて行なわれ、触媒暖機運転中であれば行なわれるものではない。その結果、直噴エンジンの触媒暖気運転中において、エンジンの燃焼状態により発生する不具合を解消することができる、エンジンの制御装置を提供することができる。
【００１６】
第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、エンジンの補機である発電機の負荷を低下させるように制御するための手段を含む。
【００１７】
第２の発明によると、発電機であるオルタネータの発電負荷が下げられるので、エンジンの負荷が下げられ、燃料噴射量が低下して、圧縮行程噴射中の燃料の拡散時間の不足がなくなる。このため、点火しても着火しない失火状態などのエンジンの燃焼不安定を解消することができる。
【００１８】
第３の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、エンジンの補機である空調機の負荷を低下させるように制御するための手段を含む。
【００１９】
第３の発明によると、空調機であるエアコンのコンプレッサの作動負荷が下げられるので、エンジンの負荷が下げられ、燃料噴射量が低下して、圧縮行程噴射中の燃料の拡散時間の不足がなくなる。このため、点火しても着火しない失火状態などのエンジンの燃焼不安定を解消することができる。
【００２０】
第４の発明に係る制御装置は、触媒暖機運転中の直噴エンジンを制御する。この制御装置は、触媒暖機運転中のエンジンの燃焼状態を検知するための検知手段と、エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知すると、エンジンの燃焼状態を安定化させるように、エンジンを制御するための制御手段を含む。
【００２１】
第４の発明によると、直噴エンジンの触媒暖機運転中において、エンジンの燃焼不安定が検知されたときには、制御手段によりエンジンの燃焼状態を安定化させるように、エンジン自体が制御される。具体的には、インジェクタの燃料噴射タイミングを早めたり、点火時期を遅らせて、圧縮行程噴射中の燃料の拡散時間の不足をなくする。このため、点火しても着火しない失火状態になり、エンジンの振動が発生したり、ＨＣが大気に解放されるという等の問題が解消される。このような制御は、エンジンの燃焼状態に基づいて行なわれ、触媒暖機運転中であれば行なわれるものではない。そのため、たとえば点火時期を遅らせることによる不具合（燃費悪化）が大きく発生することがない。その結果、直噴エンジンの触媒暖気運転中において、エンジンの燃焼状態により発生する不具合を解消することができる、エンジンの制御装置を提供することができる。
【００２２】
第５の発明に係る制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、制御手段は、エンジンの燃焼室内に燃料を噴射する噴射装置および燃焼室内の燃料に点火する点火装置を制御するための手段を含む。
【００２３】
第５の発明によると、燃焼噴射装置であるインジェクタの燃料噴射タイミングを早めたり、点火装置による点火時期を遅らせて、圧縮行程噴射中の燃料の拡散時間の不足をなくする。このため、点火しても着火しない失火状態になり、エンジンの振動が発生したり、ＨＣが大気に解放されるという等の問題が解消される。
【００２４】
第６の発明に係る制御装置においては、第５の発明の構成に加えて、制御手段は、噴射装置により燃料を噴射する時期を早めるとともに、点火装置による点火時期を遅らせるように、制御するための手段を含む。
【００２５】
第６の発明によると、燃焼噴射装置であるインジェクタの燃料噴射タイミングを早めるとともに、点火装置による点火時期を遅らせて、圧縮行程噴射中の燃料の拡散時間の不足をなくする。このため、点火しても着火しない失火状態になり、エンジンの振動が発生したり、ＨＣが大気に解放されるという等の問題が解消される。
【００２６】
第７の発明に係る制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、検知手段は、エンジンの回転数に基づいて、エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知するための手段を含む。
【００２７】
第７の発明によると、エンジン回転数が予め定められた触媒暖機運転中のアイドル回転数よりも大きく低下したときには、点火装置により燃料に点火しても着火しないで失火したことが考えられる。そのため、エンジン回転数に基づいて、エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知することができる。
【００２８】
第８の発明に係る制御装置においては、第７の発明の構成に加えて、検知手段は、エンジンの回転数の時間変化に基づいて、エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知するための手段を含む。
【００２９】
第８の発明によると、エンジン回転数の時間差分（時間微分）が絶対値が大きな負の値であるときには、点火装置により燃料に点火しても着火しないで失火したことが考えられる。そのため、エンジン回転数の時間変化に基づいて、エンジンの燃焼状態が不安定であることを検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３１】
図１に、本発明の制御装置で制御される直噴エンジンの全体構成図を示す。この直噴エンジンは、以下の説明においては、車両の動力用（走行および補機駆動用）のエンジンとして説明する。
【００３２】
エンジン本体１０は、シリンダブロック１００の上方にシリンダヘッド１１０が覆着されてなり、シリンダブロック１００に形成されたシリンダ１００Ａ内にピストン１２０が摺動自在に保持されている。シリンダ１００Ａ内におけるピストン１２０の上下往復動がクランク軸１３０の回転運動に変換され、トランスミッション等へと伝達されるようになっている。クランク軸１３０は、エンジン始動時にはフライホイール１４０を介してスタータ３０と接続される。
【００３３】
ピストン１２０の上方にはシリンダブロック１００、シリンダヘッド１１０を室壁として燃焼室１０００が形成され、燃焼室１０００において燃料と空気との混合気の燃焼が行なわれ、その爆発力によりピストン１２０を上下往復動せしめる。混合気への点火はシリンダヘッド１１０を貫通し燃焼室１０００内に突出して設けられた点火プラグ１５０により行なわれる。
【００３４】
混合気を構成する空気の供給は、シリンダヘッド１１０およびこれと接続された吸気管内部に形成された吸気通路１０１０により行なわれる。また、燃焼室１０００からの排気は排気通路１０２０により行なわれる。シリンダヘッド１１０には、吸気通路１０１０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える吸気バルブ１６０、排気通路１０２０と燃焼室１０００との間の連通と遮断とを切り換える排気バルブ１７０が取り付けられている。
【００３５】
吸気管内にはフラップ状のスロットルバルブ１９０が設けられ、その開度に応じて吸気通路１０１０内の空気流を調整する。
【００３６】
混合気を構成する燃料の供給は、電磁式のインジェクタ２１０により行なわれる。インジェクタ２１０はシリンダヘッド１１０を貫通して設けられ、先端ノズル部から燃焼室１０００内に燃料を噴射するようになっている。
【００３７】
インジェクタ２１０への燃料供給は、燃料タンク２５０から吸い上げた燃料を低圧ポンプ２４０および高圧ポンプ２３０により２段階に昇圧して供給される。高圧ポンプ２３０はエンジン本体１０のクランク軸１３０からベルト等を介して伝達される動力で駆動される。一方、低圧ポンプ２４０は電動駆動のもので、始動時には、インジェクタ２１０も低圧ポンプ２４０から燃料が供給される。
【００３８】
また、点火プラグ１５０、スロットルバルブ１９０、インジェクタ２１０等のエンジン各部を制御するエンジンコントロールコンピュータ（以下、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）と記載する）６０が設けられている。エンジンＥＣＵ６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)等からなる一般的な構成のもので、各種センサからの検知信号等に基づいて、点火プラグ１５０を作動せしめ、スロットルバルブ１９０に制御信号を出力してスロットルバルブ１９０の開度（スロットル開度）を調整し、インジェクタ２１０に、制御信号により通電し所定のタイミングで所定時間、インジェクタ２１０のノズルを開く。
【００３９】
また、エンジンＥＣＵ６０は、燃焼安定化制御回路を備えている。燃焼安定化制御回路は、エンジン１０のクランク軸回転数センサ５４０からのエンジン回転数信号に基づいて、エンジン１０の失火状態を検知して、失火状態である場合には、エンジン１０の燃焼が安定化するようにエンジン１０を制御する。この燃焼安定化制御回路は、後述するように、エンジンＥＣＵ６０において、エンジン各部を制御するソフトウェアにより実現される。
【００４０】
エンジンＥＣＵ６０に入力するセンサには、吸気通路１０１０内を流通する空気流量を測定するマスフローメータ５１０、クランク角センサ５２０、Ａ／Ｆセンサ５３０、エンジン温度を代表するエンジン冷却水温を検出する冷却水温センサ等がある。また、エンジンＥＣＵ６０には、始動時に運転者がキーを操作すると、そのイグニッション（ＩＧ）オン信号およびスタータオン信号が入力し、運転者がアクセルペダル４２０を踏み込むと、その踏み込み量が入力するようになっている。
【００４１】
エンジンＥＣＵ６０は、マスフローメータ５１０等によって検知された吸入空気量に基づいて燃焼噴射量を制御する。このとき、エンジンＥＣＵ６０は、各センサからの信号に基づいて、最適な燃焼状態になるように、エンジン回転数およびエンジン負荷に応じた噴射量と噴射時期とを制御する。このエンジン本体１０においては、燃料を筒内に直接噴射するため、噴射時期制御と噴射量制御とを同時に行なう。また、エンジンＥＣＵ６０は、クランク角センサ５２０やカムポジションセンサ等によって検知された信号（ノッキングセンサ等も含む）に基づいて、最適な点火時期になるように点火時期制御が行なわれる。このような制御により、エンジン本体１０の高出力化および低エミッション化の両立を実現している。
【００４２】
また、この車両には、エンジン本体１０の負荷として、エンジン補機であるオルタネータやエアコンディショナ（以下、エアコンと記載する）のコンプレッサが、クランクシャフトプーリとベルトを介して接続される。
【００４３】
オルタネータについて詳しく説明する。オルタネータは、レギュレータとコントローラとを備える。
【００４４】
オルタネータは、ダイオード整流器と、ステータと、クランクシャフトの回転力を受けて回転するロータコイルとを備え、ロータコイルに励磁電流が印加されると、ロータコイルが磁束を発生しつつ回転し、それによりステータに三相交流が誘起される。
【００４５】
ステータで発生した三相交流は、ダイオード整流器によって直流に変換されてオルタネータから出力される。オルタネータから出力された直流電圧は、エンジン本体１０のイグニッションや車両に搭載された、灯火装置、オーディオ装置等の車両補機へ供給されたり、鉛蓄電池を充電したりする。
【００４６】
レギュレータは、鉛蓄電池とロータコイルとの電気的な通電／非通電とを切り換えるスイッチングトランジスタと、このスイッチングトランジスタをオン／オフ駆動する駆動回路とから構成される。
【００４７】
コントローラは、駆動回路と電気配線を介して接続され、駆動回路へ駆動信号を送信することにより、スイッチングトランジスタのオン／オフを制御する。その際、コントローラは、オルタネータから出力される電圧をセンシングし、その出力電圧が所望の電圧とすべく、レギュレータを制御してロータコイルの励磁電流を調節する。
【００４８】
エンジンＥＣＵ６０からオルタネータへは、「発電Ｈｉ」指令、「発電Ｌｏ」指令、「発電カット」指令、のいずれかが出力される。また、「発電Ｍｉｄ」指令を設けてもよい。
【００４９】
「発電Ｈｉ」指令は、オルタネータによる発電量を最大にすべく、たとえば発電電圧が１４．５Ｖになるような指令である。「発電Ｌｏ」指令は、車両補機へ供給されるべき電力を発電するような指令であったり、所定時間内における鉛蓄電池への電流収支が±０[Ａ]になるような指令であったりする。すなわち、「発電Ｌｏ」指令は、必要最低限の電力のみをオルタネータに発電させる指令であるといえる。「発電カット」指令は、オルタネータによる発電を行なわない指令である。また、「発電Ｍｉｄ」指令は、オルタネータによる発電量を最大より小さくすべく、たとえば発電電圧が１３．８Ｖになるような指令である。
【００５０】
また、エアコンのコンプレッサも、たとえば可変容量型コンプレッサが用いられ、オルタネータと同様に、エンジン本体１０に対する負荷を制御することができる。なお、エアコンのコンプレッサは、可変容量型でなくてもよく、エアコンのコンプレッサのオンとオフとを切換えるだけの機能を実現するものであってもよい。
【００５１】
図２を参照して、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００５２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、エンジンＥＣＵ６０は、触媒暖気制御中であるか否かを判断する。触媒暖気制御中であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５３】
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、充電制御中であるか否かを判断する。充電制御中であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５４】
Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ６０は、エンジン回転数ＮＥを検知する。このとき、エンジンＥＣＵ６０は、クランク軸回転数センサ５４０からの信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを検知する。
【００５５】
Ｓ１３０にて、エンジンＥＣＵ６０は、ΔＮＥ（１）を、ΔＮＥ（１）＝（目標アイドル回転数−エンジン回転数ＮＥ）として算出する。Ｓ１４０にて、エンジンＥＣＵ６０は、Ｓ１３０にて算出したΔＮＥ（１）が予め定められたしきい値αよりも大きいか否かを判断する。すなわち、Ｓ１２０にて検知したエンジン回転数ＮＥが目標アイドル回転数よりもαよりも大きく低下しているか否かが判断される。ΔＮＥ（１）がしきい値αよりも大きいと（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５６】
Ｓ１５０にて、エンジンＥＣＵ６０は、失火であると判断する。すなわち、インジェクタ２１０により燃焼室１０００に噴射された燃料に点火プラグ１５０にて点火しても燃料に着火しなかったと判断する。Ｓ１６０にて、エンジンＥＣＵ６０は、オルタネータへ発電量低下指令を出力する。このとき、前述したように、オルタネータへ「発電Ｌｏ」指令を出力したり「発電カット」指令を出力したりする。
【００５７】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０により制御されるエンジン本体１０の触媒暖気運転中の動作について説明する。
【００５８】
触媒暖気制御中において（Ｓ１００にてＹＥＳ）、充電制御中であるときには（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、エンジン回転数ＮＥが検知される（Ｓ１２０）。エンジン回転数ＮＥと目標アイドル回転数の差分であるΔＮＥ（１）が、ΔＮＥ（１）＝（目標アイドル回転数−エンジン回転数ＮＥ）として算出される（Ｓ１３０）。ΔＮＥ（１）が予め定められたしきい値αよりも大きいときには（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、燃焼室１０００の中における燃料に点火しても着火しなかったと判断して失火したと判断される（Ｓ１５０）。このような場合においては、エンジンＥＣＵ６０によりオルタネータへ発電量低下指令が出力される（Ｓ１６０）。
【００５９】
オルタネータへ発電量低下指令が出力されると、エンジン本体１０の負荷が下がり、燃料噴射量が低下する。燃料噴射時期や点火時期が変更されなくても、燃料噴射量自体が少なくなるので、圧縮行程噴射中の燃料の拡散時からの不足がなくなる。このため、点火しても着火しない失火状態になることが回避される。これにより、エンジンの振動が発生したり、ＨＣが大気に開放されるというなどの問題が解消される。その結果、直噴エンジンの触媒暖機運転中において、エンジンの燃焼状態により発生する不具合を解消することができる。
【００６０】
なお、図２に示すフローチャートにおいて、失火判断（Ｓ１５０）を、Ｓ１４０の条件が１回成立したら失火状態であると判断するのではなく、Ｓ１４０の条件が予め定められた回数や予め定められた回数連続して発生した場合に失火状態であると判断するようにしてもよい。
【００６１】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係るエンジンの制御装置について説明する。なお、本実施の形態に係るエンジンの制御装置により制御されるエンジン本体１０は前述の第１の実施の形態のエンジン本体１０と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６２】
本実施の形態においては、前述の図２に示したフローチャートにおける失火判断の処理が異なる。
【００６３】
図３を参照して、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図３に示すフローチャートの中で、前述の図２に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００６４】
Ｓ２３０にて、エンジンＥＣＵ６０は、ΔＮＥ（２）として、ΔＮＥ（２）＝（ｄＮＥ／ｄｔ）として算出する。これは、エンジン回転数ＮＥの時間微分値を算出するものである。
【００６５】
Ｓ２４０にて、エンジンＥＣＵ６０は、Ｓ２３０にて算出したΔＮＥ（２）が−β（βは正の値）よりも小さいか否かを判断する。すなわち、エンジン回転数ＮＥの時間微分値が絶対値が大きなマイナスの値よりもさらに小さいか否かが判断される。ΔＮＥ（２）が−βよりも小さいと（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２４０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００６６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０により制御されるエンジン本体１０の触媒暖機運転中の動作について説明する。なお、以下の動作の説明において、前述の第１の実施の形態と同じ動作についての説明は、ここでは繰返さない。
【００６７】
エンジン回転数ＮＥが検知され（Ｓ１２０）、ΔＮＥ（２）として、ΔＮＥ（２）＝（ｄＮＥ／ｄｔ）が算出される（Ｓ２３０）。このΔＮＥ（２）が−βよりも小さな値であると（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、エンジン本体１０の燃焼室１０００に噴射された燃料に点火プラグ１５０により点火しても着火しなかったことを示す失火状態であると判断される。すなわち、短い時間のレンジにおいて、エンジン回転数が急激に低下した場合には、特定の気筒においてエンジンが失火状態に陥ったことを示す。そのような場合には、オルタネータへの発電量低下指令が出力される（Ｓ１６０）。
【００６８】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵによっても、前述の第１の実施の形態と同様、確実にエンジンの失火状態を検知することができる。
【００６９】
なお、図３に示すフローチャートにおいて、失火判断（Ｓ１５０）を、Ｓ２４０の条件が１回成立したら失火状態であると判断するのではなく、Ｓ２４０の条件が予め定められた回数や予め定められた回数連続して発生した場合に失火状態であると判断するようにしてもよい。
【００７０】
＜第３の実施の形態＞
以下、本発明の第３の実施の形態に係るエンジンの制御装置について説明する。なお、本実施の形態においても、前述の第２の実施の形態と同様、エンジンＥＣＵで制御されるエンジンは前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７１】
本実施の形態においては、オルタネータではなくエアコンのコンプレッサを制御する点が、前述の第１の実施の形態および第２の実施の形態と異なる。
【００７２】
図４を参照して、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図４に示すフローチャートの中で、前述の図２に示したフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７３】
Ｓ３１０にて、エンジンＥＣＵ６０は、エアコンが運転中であるか否かを判断する。エアコンが運転中であると（処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ３１０にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００７４】
Ｓ３６０にて、エンジンＥＣＵ６０は、エアコンＥＣＵへ負荷低下指令を出力する。負荷低下指令をエンジンＥＣＵ６０から受信したエアコンＥＣＵは、エアコンのコンプレッサの作動負荷を低減させるように制御する。
【００７５】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０により制御されるエンジン本体１０の触媒暖機運転中の動作について説明する。なお、以下の動作の説明において、前述の第１の実施の形態または第２の実施の形態と同じ動作についての説明は、ここでは繰返さない。
【００７６】
触媒暖気制御中であって（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エアコンが運転中であると（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、エンジン回転数ＮＥが検知される（Ｓ２１０）。エンジン回転数ＮＥに基づいて失火状態であると判断されると（Ｓ１５０）、エアコンＥＣＵへ負荷低下指令が出力される（Ｓ３６０）。
【００７７】
エアコンＥＣＵは負荷低下指令に基づいて、エアコンのコンプレッサの作動負荷を低下させる。これにより、エンジン本体１０の負荷が低減され、インジェクタ２１０から噴射される燃料噴射量が低下される。
【００７８】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵによると、触媒暖気運転中においてエンジンの燃焼状態が不安定状態（失火状態）であることを検知すると、エアコンのコンプレッサの作動負荷が下げられ、エンジンの負荷が下げられ、燃料噴射量が低下する。燃料噴射量が低下するため圧縮行程噴射中の燃料の拡散時間の不足がなくなり、点火しても着火しない失火状態などのエンジンの不安定状態を回避することができる。
【００７９】
＜第４の実施の形態＞
以下、本発明の第４の実施の形態に係るエンジンの制御装置について説明する。なお、前述の第１の実施の形態〜第３の実施の形態と同様、本実施の形態においてもエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンは同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００８０】
本実施の形態においては、第１の実施の形態および第２の実施の形態においてはオルタネータの発電負荷を制御し、第３の実施の形態においてはエアコンのコンプレッサの作動負荷を制御したが、本実施の形態においてはエンジン本体１０を制御する。
【００８１】
図５を参照して、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図５に示すフローチャートの中で、図２のフローチャートと同じ処理については同じステップ番号を付してある。それらについての処理も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００８２】
Ｓ４６０にて、エンジンＥＣＵ６０は、噴射開始タイミングを前出しおよび／または点火時期を遅角させる。すなわち、エンジンＥＣＵ６０は、インジェクタ２１０による燃料噴射開始タイミングを早めたり、点火プラグ１５０による点火時期を遅らせたりする。
【００８３】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵによると、エンジンの触媒暖気運転中においてエンジンの燃焼不安定状態（失火状態）が検知されたときには、インジェクタの燃料噴射タイミングが早められたり、点火時期が遅らせられたりして、圧縮行程噴射中の燃料の拡散時間の不足がなくなる。このため、点火プラグにより点火しても着火しないという失火状態などのエンジンの不安定状態を回避することができる。
【００８４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン制御装置で制御されるエンジンの全体構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るエンジン制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るエンジン制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係るエンジン制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るエンジン制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１０  エンジン本体、３０  スタータ、６０  エンジンＥＣＵ、１５０  点火プラグ、１６０  吸気バルブ、１７０  排気バルブ、１９０  スロットルバルブ、２１０  インジェクタ、５４０  クランク軸回転数センサ、１０００  燃焼室、１０１０  吸気通路、１０２０  排気通路。
【図１】
2005207378.tif 000003
【図２】
2005207378.tif 000004
【図３】
2005207378.tif 000005
【図４】
2005207378.tif 000006
【図５】
2005207378.tif 000007