(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排出ガス浄化用の触媒を早期に暖機する触媒早期暖機制御時に、点火時期を遅角させると共に、吸入空気量調整弁の開度を増大させてアイドル回転速度を上昇させる内燃機関の制御装置において、
前記触媒早期暖機制御による前記触媒の暖機が完了したと判定されたときに、前記吸入空気量調整弁の開度を徐々に小さくして吸入空気量を徐々に減少させながら点火時期を徐々に進角させる徐変制御を実行してから通常制御に切り換える切換制御手段と、
機関回転速度及び／又はスロットル開度に基づいてレーシングされたか否かを判定するレーシング判定手段とを備え、
前記切換制御手段は、前記触媒早期暖機制御中にレーシングされたと判定され且つ機関回転速度の変化割合が所定値よりも大きいときには、前記徐変制御を行わずに速やかに前記通常制御に切り換えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記切換制御手段は、前記触媒早期暖機制御中にレーシングされたと判定され且つ機関回転速度の変化割合が所定値以下のときには、機関回転速度変動量が所定値以下となるように点火時期を進角してから前記吸入空気量調整弁の開度を前記通常制御時の開度に制御して前記通常制御に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際の制御方法を改善した内燃機関の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両に搭載される内燃機関は、冷間始動時に排出ガス浄化用の触媒を早期に活性温度にまで暖機するために、冷間始動時に触媒早期暖機制御を実施するようにしている。この触媒早期暖機制御では、例えば特許第２９２９８９５号公報に示すように、点火時期を遅角して排気温度を上昇させると共に、アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）の開度を通常のアイドル制御時より大きく開いて吸入空気量を増量させてアイドル回転速度を上昇させることで、冷間始動時の点火時期遅角によってアイドル回転が不安定になるのを防止しながら排気熱量を増加させて触媒の暖機を促進するようにしている。このような触媒早期暖機制御システムでは、触媒の暖機（活性化）が完了した時点で、点火時期とＩＳＣバルブの開度を通常のアイドル制御時の目標値に速やかに切り換えて通常のアイドル制御に切り換えるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、益々厳しくなる排出ガス規制に対応して触媒暖機効果を高めるために、触媒早期暖機制御時の点火時期遅角量を従来より大きく設定して排気温度を従来より高めることが提案されている。
【０００４】
しかし、触媒早期暖機制御時の点火時期遅角量を大きくすると、触媒早期暖機制御から通常アイドル制御に切り換える際の点火時期の進角量が大きくなるため、図８に破線で示すように、触媒早期暖機制御終了時に点火時期とＩＳＣバルブの開度を通常アイドル制御時の目標値に急激に切り換えると、点火時期の進角によるトルク上昇によってエンジン回転速度が急上昇してトルクショックが発生してしまう。
【０００５】
この対策として、触媒早期暖機制御終了時に点火時期を進角させると同時に、ＩＳＣバルブの開度を小さくして吸入空気量を減少させることで、点火時期の進角によるエンジン回転上昇を抑えようとしても、実際には、ＩＳＣバルブから筒内までの空気系の遅れによって筒内充填空気量が直ぐには減少しないため、点火時期の進角によるエンジン回転上昇を抑えることができない。このため、触媒早期暖機制御から通常アイドル制御に切り換えたときに、エンジン回転速度が一時的に急上昇してトルクショックが発生する欠点がある。しかも、触媒早期暖機制御が行われる冷間始動時には、吸気管内や筒内にウェット燃料が比較的多く付着しているため、触媒早期暖機制御から通常アイドル制御に切り換えたときに、エンジン回転速度が急上昇して吸気流速が速くなると、その吸気流速に乗って一度に多量のウェット燃料が筒内に流れ込み、そのウェット燃料の一部が未燃のまま排出されて、排気エミッションが悪化する欠点もある。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、触媒早期暖機制御時の点火時期遅角量を従来よりも大きく設定して触媒暖機効果を高めながら、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際のトルクショックを低減することができると共に、排気エミッションを向上することができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の制御装置は、触媒早期暖機制御による触媒の暖機が完了したと判定されたときに、切換制御手段によって吸入空気量調整弁の開度を徐々に小さくして吸入空気量を徐々に減少させながら点火時期を徐々に進角させる徐変制御を実行してから通常制御に切り換えるようにしたものである。
【０００８】
つまり、触媒の暖機が完了して、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える場合は、吸入空気量調整弁の開度を徐々に小さくして吸入空気量をゆっくりと減少させ、その吸入空気量の減少スピードに合わせて点火時期をゆっくりと進角させる徐変制御を実行する。この徐変制御によって、点火時期の進角によるエンジン回転上昇を吸入空気量の減少によって抑え込みながら、吸入空気量調整弁の開度と点火時期を通常制御時の目標値に向かって徐々に変化させていくことができるので、触媒暖機効果を高めるために、触媒早期暖機制御時の点火時期遅角量を従来よりも大きく設定して、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際の点火時期進角量が大きくなっても、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際のエンジン回転上昇を抑えてトルクショックを低減することができる。しかも、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際のエンジン回転上昇（吸気流速の高速化）を抑えることによって、ウェット燃料の排出量を低減して排気エミッションを向上することができる。
【００１６】
また、触媒早期暖機制御中にレーシングされたと判定され且つ機関回転速度の変化割合が所定値よりも大きいときに、徐変制御を行わずに速やかに通常制御に切り換える。つまり、レーシングによって機関回転速度が急上昇するときであれば、徐変制御を行わずに速やかに通常制御に切り換えても、その切換えによる機関回転変動（トルクショック）を運転者にほとんど感じさせることはない。
【００１７】
また、レーシングによる機関回転速度上昇が比較的緩やかな場合は、吸入空気量調整弁の開度と点火時期を通常制御時の目標値に速やかに切り換えると、その切換えによる機関回転変動を運転者に感じさせてしまうおそれがあるため、請求項２のように、触媒早期暖機制御中にレーシングされたと判定され且つ機関回転速度の変化割合が所定値以下のときには、機関回転速度変動量が所定値以下となるように点火時期を進角してから、吸入空気量調整弁の開度を通常制御時の開度に制御して通常制御に切り換えるようにしても良い。このようにすれば、レーシングによる機関回転速度上昇が比較的緩やかな場合でも、運転者に違和感をほとんど感じさせることなく、触媒早期暖機制御から通常制御へ切り換えることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、スロットルバルブ１５とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６とが設けられている。また、吸気管１２には、スロットルバルブ１５をバイパスするバイパス通路２５が設けられ、このバイパス通路２５に、アイドル制御用の吸入空気量調整弁としてアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳＣバルブ）２６が設けられている。
【００１９】
更に、スロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１７が設けられ、このサージタンク１７に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１８が設けられている。また、サージタンク１７には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１９が設けられ、各気筒の吸気マニホールド１９の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁２０が取り付けられている。また、各気筒のシリンダヘッドには、点火プラグ２１が取り付けられている。
【００２０】
一方、エンジン１１の排気管２２の途中には、排出ガスの空燃比又はリーン／リッチを検出する空燃比センサ２３（リニアＡ／Ｆセンサ、酸素センサ等）や、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を低減させる三元触媒等の触媒２４が設けられている。また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２７や、エンジン回転速度を検出するクランク角センサ２８が取り付けられている。
【００２１】
これら各種のセンサ出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２９に入力される。このＥＣＵ２９は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２０の燃料噴射量や点火プラグ２１の点火時期を制御する。
【００２２】
また、ＥＣＵ２９は、ＲＯＭに記憶された図２乃至図６の各プログラムを実行することで、冷間始動時に、触媒２４を早期に活性温度にまで暖機するための触媒早期暖機制御を実施する。この触媒早期暖機制御では、通常のアイドル制御時よりも点火時期を遅角して排出ガスの温度を上昇させると共に、ＩＳＣバルブ２６の開度（デューティ比）を通常のアイドル制御時よりも大きくして吸入空気量を増量させてアイドル回転速度を上昇させることで、冷間始動時の点火時期遅角によってアイドル回転が不安定になるのを防止しながら排気熱量を増大させて触媒の暖機を促進する。
【００２３】
更に、触媒早期暖機制御中に、触媒２４の暖機が完了したとき又は自動変速機の変速位置が中立位置（ＮレンジやＰレンジ）からＤレンジ等の動力伝達位置にシフトされたとき（以下このシフトを「ＮＤシフト」という）には、ＩＳＣバルブ２６の開度を徐々に小さくして吸入空気量を徐々に減少させながら、それよりも空気系の遅れ分だけ遅らせて点火時期を徐々に進角させる徐変制御を実行してから通常制御に切り換える。
【００２４】
また、触媒早期暖機制御中にレーシング（空吹かし）されたときには、エンジン回転速度の上昇を促進するために、前記徐変制御を行わずにＩＳＣバルブ２６の開度と点火時期をそれぞれ通常制御時の目標値に速やかに切り換えて、触媒早期暖機制御から通常制御に速やかに切り換える。
以上説明した制御は、図２乃至図６の各プログラムによって実行される。以下、各プログラムの処理内容を説明する。
【００２５】
［触媒早期暖機制御］
図２の触媒早期暖機制御プログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオンと同時に起動される。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、触媒早期暖機実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで、触媒早期暖機実行条件としては、冷却水温が所定温度（例えば５０℃）よりも低いこと、燃料性状が重質でないこと等である。これらの条件を全て満たせば、触媒早期暖機実行条件が成立するが、いずれか１つでも満たさない条件があれば、触媒早期暖機実行条件が不成立となる。もし、触媒早期暖機実行条件が不成立であれば、以降の処理を行うことなく本プログラムを終了する。この場合は、通常のアイドル制御が実施される。
【００２６】
一方、触媒早期暖機実行条件が成立していれば、ステップ１０２に進み、触媒早期暖機制御を実行して、点火時期遅角制御、アイドルアップ制御、空燃比リーン化制御等を行う。
【００２７】
点火時期遅角制御では、点火プラグ２１の点火時期を、通常のアイドル制御時の目標点火時期よりも遅角させる。これにより、排出ガス温度を上昇させて、触媒２４の暖機（昇温）を促進する。
【００２８】
アイドルアップ制御では、ＩＳＣバルブ２６の開度を、通常のアイドル制御時の目標開度よりも大きくすることで、バイパス空気量（吸入空気量）を増加させてエンジン回転速度を上昇させる。これにより、点火時期遅角時のアイドル回転安定性を確保しながら、排気熱量を増加させる。
【００２９】
空燃比リーン化制御では、空燃比がストイキ又は弱リーン（空燃比＝１４．５〜１５．５）となるように燃料噴射量を制御し、触媒早期暖機制御中のＨＣ排出量を低減して、排気エミッションの悪化を防ぐ。
【００３０】
触媒早期暖機制御の実行中は、ステップ１０３で、触媒早期暖機終了条件が成立したか否かを判定する。この触媒早期暖機終了条件は、例えば、次の▲１▼〜▲３▼のいずれかの条件が成立することである。
▲１▼触媒２４の暖機（活性化）が完了すること
▲２▼ＮＤシフトされること（自動変速機が中立位置からＤレンジ等の動力伝達位置にシフトされること）
▲３▼レーシングされること
【００３１】
ここで、触媒２４の暖機が完了したか否かは、例えば、始動後の経過時間が所定時間（触媒２４が活性温度に昇温するのに必要な時間）を越えたか否かによって判定したり、始動後の冷却水温上昇量が所定値を越えたか否かによって判定しても良い。また、排気温度や始動後の燃料噴射量積算値等の排気熱量に関する運転パラメータに基づいて触媒２４の温度を推定したり、或は、触媒２４の温度を温度センサで直接検出して、触媒２４の暖機が完了したか否かを判定するようにしても良い。
【００３２】
また、レーシングされたか否かは、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度（例えば２０００ｒｐｍ）よりも大きいか否かによって判定したり、エンジン回転速度偏差ΔＮＥが所定回転速度偏差（例えば１００ｒｐｍ）よりも大きいか否かによって判定しても良い。この際、所定回転速度偏差は、演算処理の簡略化のために固定値としても良いが、図７に示すように、エンジン回転速度ＮＥに応じてテーブル又は数式によって所定回転速度偏差を設定するようにしても良い。
【００３３】
また、レーシングされたか否かをスロットル開度ＴＨが所定開度（例えば５°）よりも大きいか否かによって判定したり、或は、スロットル開度偏差ΔＴＨが所定開度偏差（例えば２°）よりも大きいか否かによって判定しても良い。勿論、エンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＨの両方を用いてレーシングを判定するようにしても良い。このようにしてレーシングを判定する機能が特許請求の範囲でいうレーシング判定手段に相当する。
【００３４】
上記▲１▼〜▲３▼の条件が全て不成立であれば、触媒早期暖機制御を継続する。その後、▲１▼〜▲３▼の条件のうちいずれか１つでも成立すれば、触媒早期暖機制御の終了タイミングであると判断し、そのときに成立した条件▲１▼〜▲３▼に応じた方法で、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える。
【００３５】
例えば、▲１▼の条件が成立したとき、つまり、触媒２４の暖機が完了したときには、ステップ１０４に進み、後述する図３の触媒暖機完了時の切換制御プログラムを実行して、触媒早期暖機制御から徐変制御を経て通常制御に切り換える。
【００３６】
また、▲２▼の条件が成立したとき、つまり、ＮＤシフトされたときには、ステップ１０５に進み、後述する図５のＮＤシフト時の切換制御プログラムを実行して触媒早期暖機制御から徐変制御を経て通常制御に切り換える。
【００３７】
一方、▲３▼の条件が成立したとき、つまり、レーシングされたときには、ステップ１０６に進み、後述する図６のレーシング時の切換制御プログラムを実行して触媒早期暖機制御から徐変制御を行わずに速やかに通常制御に切り換える。
【００３８】
尚、これら各ステップ１０４〜１０６で実行される図３、図５、図６の各切換制御プログラムは、特許請求の範囲でいう切換制御手段としての役割を果たす。［触媒暖機完了時の切換制御］
次に、図２のステップ１０４で実行される図３の触媒暖機完了時の切換制御プログラムの処理内容を説明する。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、変化前の吸入空気量ＧＡＯＬＤとして、現在の吸入空気量ＧＡを読み込む。
ＧＡＯＬＤ＝ＧＡ
【００３９】
この後、ステップ２０２に進み、ＩＳＣバルブ２６の開度（以下「ＩＳＣ開度」という）ＱＣＡＬを、所定量ＱＮＤ（例えば０．０１％）だけ減量補正する。
ＱＣＡＬ＝ＱＣＡＬ−ＱＮＤ
【００４０】
この後、ステップ２０３に進み、上記ステップ２０２で減量補正したＩＳＣ開度ＱＣＡＬが、通常アイドル制御時の目標開度（以下「通常目標開度」という）ＱＣＡＬＧに到達したか否かを判定し、まだＩＳＣ開度ＱＣＡＬが通常目標開度ＱＣＡＬＧに到達していなければ、ステップ２０５に進み、上記ステップ２０２で減量補正したＩＳＣ開度ＱＣＡＬをそのまま採用するが、既に、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬが通常目標開度ＱＣＡＬＧを越えていれば、ステップ２０４に進み、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを通常目標開度ＱＣＡＬＧに設定する（ガード処理する）。
【００４１】
この後、ステップ２０６に進み、変化前の吸入空気量ＧＡＯＬＤと現在の吸入空気量ＧＡとの差から吸入空気量減少量（ＧＡＯＬＤ−ＧＡ）を求め、この吸入空気量減少量（ＧＡＯＬＤ−ＧＡ）が所定値ＧＡＴ（例えば１ｇ／ｓ）よりも大きくなったか否かを判定し、吸入空気量減少量（ＧＡＯＬＤ−ＧＡ）が所定値ＧＡＴ以下であれば、ステップ２０２に戻り、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを所定量ＱＮＤずつ減量補正する処理を繰り返す。
【００４２】
その後、吸入空気量減少量（ＧＡＯＬＤ−ＧＡ）が所定値ＧＡＴよりも大きくなった時点で、ステップ２０７以降の点火時期ＡＯＰの進角補正を実行する。これにより、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬの減量補正に対して、点火時期ＡＯＰの進角補正を空気系の遅れ分だけ遅らせて次のように実行する。
【００４３】
まず、ステップ２０７で、点火時期ＡＯＰを所定量ＡＮＤ（例えば０．０５℃Ａ）だけ進角補正する。
ＡＯＰ＝ＡＯＰ＋ＡＮＤ
【００４４】
この後、ステップ２０８に進み、上記ステップ２０７で進角補正した点火時期ＡＯＰが、通常アイドル制御時の目標点火時期（以下「通常目標点火時期」という）ＡＯＰＧに到達したか否かを判定し、まだ点火時期ＡＯＰが通常目標点火時期ＡＯＰＧに到達していなければ、ステップ２１０に進み、上記ステップ２０７で進角補正した点火時期ＡＯＰをそのまま採用するが、既に、点火時期ＡＯＰが通常目標点火時期ＡＯＰＧを越えていれば、ステップ２０９に進み、点火時期ＡＯＰを通常目標点火時期ＡＯＰＧに設定する（ガード処理する）。
【００４５】
この後、ステップ２１１に進み、後述する図４の点火時期進角量補正プログラムを実行して、切換制御（徐変制御）中のエンジン回転速度ＮＥの挙動特性が所定の目標挙動特性となるように、点火時期ＡＯＰの進角量ＡＮＤを補正する。
【００４６】
この後、ステップ２１２に進み、次の３つの条件▲１▼〜▲３▼が全て成立しているか否かで切換制御終了条件が成立しているか否かを判定する。
▲１▼エンジン回転速度ＮＥが通常アイドル制御時の目標回転速度（以下「通常目標回転速度」という）ＮＥＧに到達すること
▲２▼ＩＳＣ開度ＱＣＡＬが通常目標開度ＱＣＡＬＧに到達すること
▲３▼点火時期ＡＯＰが通常目標点火時期ＡＯＰＧに到達すること
【００４７】
上記３つの条件▲１▼〜▲３▼のうちのいずれか１つでも満たされない条件があれば、切換制御終了条件が成立していないと判断して、上述したステップ２０２以降の処理を繰り返す。これにより、切換制御終了条件▲１▼〜▲３▼が成立するまで、上述したＩＳＣ開度ＱＣＡＬを所定量ＱＮＤずつ徐々に減量補正して吸入空気量を徐々に減少させながら、それよりも空気系の遅れ分だけ遅らせて点火時期ＡＯＰを所定量ＡＮＤずつ徐々に進角補正する徐変制御を繰り返す。
【００４８】
この徐変制御中に、上記ステップ２０２で減量補正したＩＳＣ開度ＱＣＡＬが通常目標開度ＱＣＡＬＧを越えたときは、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを通常目標開度ＱＣＡＬＧでカード処理する（ステップ２０４）。また、上記ステップ２０７で進角補正した点火時期ＡＯＰが通常目標点火時期ＡＯＰＧを越えたときは、点火時期ＡＯＰを通常目標点火時期ＡＯＰＧでガード処理する（ステップ２０９）。
【００４９】
その後、ステップ２１２で、切換制御終了条件▲１▼〜▲３▼が成立したと判定されたときに、触媒早期暖気制御から通常制御への切換制御（徐変制御）が完了したと判断して、本プログラムを終了する。
【００５０】
尚、触媒暖機完了時の切換制御（徐変制御）の実行中は、図８に実線で示すように、燃料噴射時間を一律に所定量（例えば１０％）ずつ短くして、燃料噴射量を一律に所定量ずつ減量補正する。或は、図８に二点鎖線で示すように、切換制御の初期に燃料噴射量の減量補正量を大きくし、その後、時間の経過に伴って燃料噴射量の減量補正量を徐々に小さくするようにしても良い。
【００５１】
［点火時期進角量補正プログラム］
次に、図３のステップ２１１で実行される図４の点火時期進角量補正プログラムの処理内容を説明する。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、現在のエンジン回転速度ＮＥと目標エンジン回転速度ＴＮＥとの偏差が所定値Ａ（例えば１００ｒｐｍ）よりも大きいか否かを判定する。
【００５２】
ここで、目標エンジン回転速度ＴＮＥは、例えば、次のようにして算出する。予め、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際の徐変制御中のエンジン回転速度の理想的な挙動特性を実験又はシミュレーション等で求めて、これを目標エンジン回転速度ＴＮＥの挙動特性としてマップ又は数式でＥＣＵ２９のＲＯＭに記憶しておき、このマップ又は数式を用いて、切換制御開始後の経過時間等に応じて目標エンジン回転速度ＴＮＥを算出する。この目標エンジン回転速度ＴＮＥの挙動特性の収束値は、通常アイドル制御時の目標回転速度（以下「通常目標回転速度」という）ＮＥＧとなるように設定されている。
【００５３】
上記ステップ３０１で、現在のエンジン回転速度ＮＥと目標エンジン回転速度ＴＮＥとの偏差が所定値Ａよりも大きいと判定された場合、つまり、現在のエンジン回転速度ＮＥが目標エンジン回転速度ＴＮＥよりも所定値Ａ以上高回転になっている場合は、ステップ３０２に進み、点火時期ＡＯＰの進角量ＡＮＤを減量補正して、エンジン回転速度ＮＥを目標エンジン回転速度ＴＮＥへ低下させる。
【００５４】
一方、上記ステップ３０１で、現在のエンジン回転速度ＮＥと目標エンジン回転速度ＴＮＥとの偏差が所定値Ａ以下と判定された場合は、ステップ３０３に進み、現在のエンジン回転速度ＮＥが目標エンジン回転速度ＴＮＥよりも所定値Ａ以上低回転になっているか否か（ＮＥ−ＴＮＥ＜−Ａか否か）を判定し、現在のエンジン回転速度ＮＥが目標エンジン回転速度ＴＮＥよりも所定値Ａ以上低回転になっている場合は、ステップ３０４に進み、点火時期ＡＯＰの進角量ＡＮＤを増量補正して、エンジン回転速度ＮＥを目標エンジン回転速度ＴＮＥへ上昇させる。
【００５５】
尚、現在のエンジン回転速度ＮＥと目標エンジン回転速度ＴＮＥとの偏差の絶対値が、所定値Ａ以下の場合は、現在のエンジン回転速度ＮＥが目標エンジン回転速度ＴＮＥ付近に制御されているため、点火時期ＡＯＰの進角量ＡＮＤを補正する必要はないと判断して、そのまま本プログラムを終了する。
【００５６】
以上のような処理により、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際の徐変制御中のエンジン回転速度ＮＥの挙動特性が所定の目標挙動特性となるように点火時期ＡＯＰの進角量ＡＮＤが補正される。
【００５７】
［ＮＤシフト時の切換制御］
図５のＮＤシフト時の切換制御プログラムは、図２のステップ１０５で実行されるプログラムである。本プログラムの処理内容は、前述した図３の触媒暖機完了時の切換制御プログラムの処理内容と同じである。従って、切換制御終了条件▲１▼〜▲３▼が成立するまで、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを所定量ＱＮＤずつ徐々に減量補正して吸入空気量を徐々に減少させながら、それよりも空気系の遅れ分だけ遅らせて点火時期ＡＯＰを所定量ＡＮＤずつ徐々に進角補正する徐変制御を繰り返す（ステップ４０１〜４１０）。
【００５８】
この徐変制御中は、エンジン回転速度ＮＥの挙動特性が所定の目標挙動特性となるように、点火時期ＡＯＰの進角量ＡＮＤを補正する（ステップ４１１）。その後、切換制御終了条件▲１▼〜▲３▼が成立したと判定されたときに、触媒早期暖気制御から通常制御への切換制御（徐変制御）が完了したと判断して、本プログラムを終了する（ステップ４１２）。尚、ＮＤシフト時の切換制御（徐変制御）においても、前述した触媒暖機完了時の切換制御時と同じ方法で、燃料噴射量を減量補正する。
【００５９】
［レーシング時の切換制御］
次に、図２のステップ１０６で実行される図６のレーシング時の切換制御プログラムの処理内容を説明する。本プログラムが起動されると、まず、ステップ５０１で、点火時期ＡＯＰを所定の進角量ＡＲＥだけ進角する（ＡＯＰ＝ＡＯＰ＋ＡＲＥ）。この進角量ＡＲＥは、触媒暖機完了時やＮＤシフト時の進角量ＡＮＤよりも大きな値（例えば０．１℃Ａ）に設定されている。これにより、レーシング時には、触媒暖機完了時やＮＤシフト時よりも点火時期ＡＯＰの進角速度を速めてエンジン回転速度ＮＥの上昇を促進する。
【００６０】
この後、ステップ５０２に進み、上記ステップ５０１で進角補正した点火時期ＡＯＰが通常目標点火時期ＡＯＰＧに到達したか否かを判定し、まだ、点火時期ＡＯＰが通常目標点火時期ＡＯＰＧに到達していなければ、ステップ５０４に進み、上記ステップ５０１で進角補正した点火時期ＡＯＰをそのまま採用するが、既に、点火時期ＡＯＰが通常目標点火時期ＡＯＰＧを越えていれば、ステップ５０３に進み、点火時期ＡＯＰを通常目標点火時期ＡＯＰＧに設定する（ガード処理する）。
【００６１】
この後、ステップ５０５に進み、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを徐変させずに直ちに通常目標開度ＱＣＡＬＧに制御する。
ＱＣＡＬ＝ＱＣＡＬＧ
【００６２】
この後、ステップ５０６に進み、次の２つの条件▲１▼，▲２▼が共に成立しているか否かで切換制御終了条件が成立しているか否かを判定する。
▲１▼ＩＳＣ開度ＱＣＡＬが通常目標開度ＱＣＡＬＧに到達すること
▲２▼点火時期ＡＯＰが通常目標点火時期ＡＯＰＧに到達すること
【００６３】
上記２つの条件▲１▼，▲２▼のうちのいずれか１つでも満たされない条件があれば、切換制御終了条件が成立していないと判断して、上述したステップ５０１以降の処理を繰り返す。これにより、切換制御終了条件が成立するまで、点火時期ＡＯＰを所定量ＡＲＥずつ進角補正する処理を繰り返すと共に、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを通常目標開度ＱＣＡＬＧに制御する。その後、ステップ５０６で、切換制御終了条件▲１▼，▲２▼が成立したと判定されたときに、触媒早期暖気制御から通常制御への切換制御が完了したと判断して、本プログラムを終了する。
【００６４】
以上のような処理により、レーシング時には、触媒暖機完了時やＮＤシフト時にような徐変制御を行わずに、点火時期ＡＯＰを速やかに通常目標点火時期ＡＯＰＧに進角させてエンジン回転速度ＮＥの上昇を促進すると共に、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを直ちに通常目標開度ＱＣＡＬＧに制御する。
【００６５】
以上説明した本実施形態の切換制御の実行例を図８及び図９のタイムチャートを用いて説明する。
図８のタイムチャートに示すように、触媒早期暖機制御中に、触媒２４の暖機が完了したとき、又は、ＮＤシフトされたときに、触媒暖機完了時又はＮＤシフト時の切換制御（徐変制御）を開始して、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを徐々に減量補正して吸入空気量を徐々に減少させながら、それよりも空気系の遅れ分だけ遅らせて点火時期ＡＯＰを徐々に進角補正する徐変制御を実行する。その後、エンジン回転速度ＮＥ、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬ、点火時期ＡＯＰが、全て通常制御時の目標値に到達した時点で、この徐変制御を終了して通常制御に移行する。
【００６６】
この触媒暖機完了時又はＮＤシフト時の切換制御では、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを徐々に小さくして筒内充填空気量をゆっくりと減少させ、その筒内充填空気量の減少スピードに合わせて点火時期ＡＯＰをゆっくりと進角させる徐変制御を行うので、この徐変制御によって、点火時期ＡＯＰの進角によるエンジン回転上昇を筒内充填空気量の減少によって抑え込みながら、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬと点火時期ＡＯＰを通常制御時の目標値に向かって徐々に変化させていくことができる。このため、触媒２４の早期暖機効果を高めるために、触媒早期暖機制御時の点火時期遅角量を従来よりも大きく設定して、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際の点火時期ＡＯＰの進角量が大きくなっても、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際のエンジン回転上昇を抑えてトルクショックを低減することができる。しかも、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際のエンジン回転上昇（吸気流速の高速化）を抑えることによって、ウェット燃料の排出量を低減して排気エミッションを向上することができる。
【００６７】
更に、本実施形態では、触媒暖機完了時やＮＤシフト時に、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際に、エンジン回転速度ＮＥの挙動特性が所定の目標挙動特性となるように点火時期ＡＯＰの進角量ＡＮＤを補正するようにしたので、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換えるときに、エンジン回転速度ＮＥを目標挙動特性に合わせてスムーズに変化させて通常目標回転速度ＮＥＧにスムーズに収束させることができる。
【００６８】
また、本実施形態では、触媒暖機完了時やＮＤシフト時の切換制御の実行中に燃料噴射量を減量補正するようにしているので、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際に、吸入空気量の減少に応じて燃料噴射量を減量することができ、空燃比の乱れを低減することができる。
【００６９】
この場合、空燃比センサ２３の活性後に、該空燃比センサ２３で検出する排出ガスの空燃比がストイキ近傍となるように燃料噴射量を補正するようにしても良い。このようにすれば、触媒早期暖機制御から通常制御に切り換える際に、排出ガスの空燃比を触媒２４の浄化ウインド内（ストイキ近傍）に収めることができ、排出ガスの浄化率を向上することができる。
【００７０】
一方、図９のタイムチャートに示すように、触媒早期暖機制御中に、レーシングされたときには、レーシング時の切換制御を開始する。この場合は、触媒暖機完了時やＮＤシフト時とは異なり、徐変制御を行わずに点火時期ＡＯＰを速やかに通常目標点火時期ＡＯＰＧに進角させてエンジン回転速度ＮＥの上昇を促進すると共に、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを直ちに通常目標開度ＱＣＡＬＧに制御する。
そして、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬと点火時期ＡＯＰが共に通常制御時の目標値に到達したときに、切換制御を終了して通常制御に移行する。
【００７１】
触媒早期暖機制御中にレーシングされると、多量の高温排出ガスが一気に触媒２４内に流入して触媒２４が熱劣化してしまう可能性があるが、本実施形態では、レーシング時には、点火時期ＡＯＰを速やかに進角させて排出ガスの温度を下げることができると共に、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを直ちに小さくして排出ガスの流量増加をある程度抑えることができ、触媒２４の熱劣化を未然に防止することができる。
【００７２】
尚、本実施形態では、レーシング時に、常にＩＳＣ開度ＱＣＡＬと点火時期ＡＯＰをそれぞれ速やかに通常制御時の目標値に切り換えるようにしたが、レーシングされたと判定され且つエンジン回転速度の変化割合が所定値よりも大きいときのみ、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬと点火時期ＡＯＰをそれぞれ通常制御時の目標値に速やかに切り換えるようにしても良い。エンジン回転速度の変化割合が所定値よりも大きいとき、つまり、レーシングによってエンジン回転速度が急上昇したときであれば、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬと点火時期ＡＯＰを速やかに通常制御時の目標値に切り換えても、その切換えによるエンジン回転上昇（トルクショック）を運転者にほとんど感じさせることなく、触媒早期暖機制御から通常制御への切換えを速やかに実施することができる。
【００７３】
また、レーシングによるエンジン回転速度上昇が比較的緩やかな場合は、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬと点火時期ＡＯＰを一度に切り換えると、運転者に違和感を与えるおそれがあるため、エンジン回転速度の変化割合が所定値以下のときには、エンジン回転速度変動量が所定値以下となるように点火時期を進角してから、ＩＳＣ開度ＱＣＡＬを通常制御時の目標値に切り換えるようにしても良い。このようにすれば、レーシングによるエンジン回転速度上昇が比較的緩やかな場合でも、ドライバーに違和感をほとんど感じさせることなく、触媒早期暖機制御から通常制御へ切り換えることができる。
【００７４】
以上説明した本実施形態は、ＩＳＣバルブ２６を備えたシステムに本発明を適用したが、スロットルバルブをモータで駆動する電子スロットルシステムを搭載した車両では、ＩＳＣバルブを設けずにスロットルバルブの開度を制御してアイドル制御を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】触媒早期暖機制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図３】触媒暖機完了時の切換制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図４】点火時期進角量補正プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図５】ＮＤシフト時の切換制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図６】レーシング時の切換制御プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図７】エンジン回転速度に応じた所定回転速度偏差のテーブルを概念的に示す図
【図８】触媒暖機完了時（又はＮＤシフト時）の切換制御の実行例を示すタイムチャート
【図９】レーシング時の切換制御の実行例を示すタイムチャート
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１５…スロットルバルブ、２０…燃料噴射弁、２１…点火プラグ、２２…排気管、２４…触媒、２６…ＩＳＣバルブ（吸入空気量調整弁）、２９…ＥＣＵ（切換制御手段）。
【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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【図８】
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【図９】
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