JPH09151759A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JPH09151759A
JPH09151759A JP7314241A JP31424195A JPH09151759A JP H09151759 A JPH09151759 A JP H09151759A JP 7314241 A JP7314241 A JP 7314241A JP 31424195 A JP31424195 A JP 31424195A JP H09151759 A JPH09151759 A JP H09151759A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】機関始動時の環境状況や運転状況の変化に応じ
て、触媒早期活性化のためのリーン制御を適切に行い、
排気有害成分の低減効果を高める。 【解決手段】機関始動時の機関冷却水温に基づいて触媒
活性化判定水温ＴＷ D を設定し、機関始動後、機関冷却
水温ＴＷが触媒活性化判定水温ＴＷD に達するまで、水
温増量係数ＫＴＷを操作して触媒活性化のため空燃比を
リーンに制御し、ＴＷ≧ＴＷD となったら空燃比を理論
空燃比に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、特に、機関排気通路に排気浄化触媒を有する
システムにおいて触媒の早期活性化を図るための制御技
術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、機関排気通路に排気浄化触媒
として三元触媒を介装し、該三元触媒によって排気中の
有害成分であるＮＯx ，ＨＣ，ＣＯを浄化することが行
われている。ここで、三元触媒は、所定の温度まで加熱
して活性化しないと、所期の浄化能力を発揮しないた
め、機関が始動されてから三元触媒が活性化するまでの
期間においては、三元触媒で十分な浄化が行われないま
ま排気が大気中に排出されてしまうという問題が生じ
る。
【０００３】そこで、三元触媒の早期活性化が望まれる
ことになり、早期活性化を図る技術として、機関吸入混
合気の空燃比を理論空燃比よりもリーン化させて触媒雰
囲気の酸素濃度を高め、触媒における酸化反応を促進さ
せて触媒温度の上昇を図ることが知られており、空燃比
のリーン化制御によって機関からのＨＣの排出量も減少
させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、機関を始動
してから触媒早期活性化のために行う従来のリーン制御
では、機関始動後から予め設定した一定時間の間リーン
制御したり、冷却水温が予め設定した特定温度になるま
でリーン制御するものであった。しかし、このような従
来の制御方式では、始動時の機関温度状況等の機関始動
時の環境条件の違いによって、触媒が活性化するまでの
時間や、触媒が活性化した時の機関冷却水温は必ずしも
一定の時間や温度とはならない。このため、機関始動時
の環境条件の差異によりリーン制御の期間に過不足が生
じ、リーン制御の期間が短過ぎると、機関始動後におけ
る触媒活性化が遅れ、機関始動直後の排気浄化能力が十
分に発揮できない。また、リーン制御期間が長過ぎると
ＮＯx 排出量の増大を招いたり、触媒温度が過度に上昇
して触媒の劣化が早まる虞れがある。
【０００５】尚、暖機中に理論空燃比よりリーン空燃比
に制御し、且つ、冷却水温に応じてリーン空燃比の目標
値を可変するものがあるが（特開昭６０−２３０５３２
号公報等参照）、このものは、運転性を損なうことなく
暖機時の燃料消費率を改善することを目的とし、そのた
め、暖機中の冷却水温が所定温度に達するまでは空燃比
を理論空燃比以下のリッチ側に制御し、所定温度に達し
た後から暖機完了までの間でリーン制御を行いその際の
目標空燃比を冷却水温に応じて設定するものである。従
って、機関始動直後において空燃比をリーン制御して触
媒早期活性化を図る技術とは異なる。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、機関始動時の冷却水温に基づいて
触媒の活性化水温を推定し、推定した活性化水温までリ
ーン制御を行うことにより、機関始動時の環境状況等に
応じた適切なリーン制御を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明による内燃機関の制御では、図１に示すように、
機関Ａの始動を検出する機関始動検出手段Ｂと、機関冷
却水温を検出する冷却水温検出手段Ｃと、機関始動検出
時の機関冷却水温に基づいて、機関の排気通路Ｄに設け
た排気浄化触媒Ｅの活性化判定冷却水温を設定する活性
化判定水温設定手段Ｆと、機関冷却水温が前記活性化判
定水温になるまでは機関Ａに供給される混合気の空燃比
を理論空燃比よりリーン化し、前記活性化判定水温に達
した後、リーン化された空燃比をリッチ方向に制御する
空燃比制御手段Ｇとを備えて構成した。
【０００８】かかる構成によれば、機関始動時の冷却水
温状況から触媒活性化水温を推定して、推定された冷却
水温に達するまで空燃比をリーン制御することで、触媒
を早期に活性化させることができる。推定冷却水温に達
した後は、触媒は活性化した判断して空燃比をリッチ方
向に制御することで、触媒の排気浄化能力を最大限に発
揮させることができ、また、機関の安定化を図ることが
できる。
【０００９】請求項２記載の発明では、前記空燃比制御
手段は、機関運転状態検出手段で検出された機関運転状
態に応じてリーン化度合を補正するリーン化度合補正手
段を備える構成とした。これにより、機関始動時の機関
の安定化を図りつつ、触媒の早期活性化することができ
る。
【００１０】請求項３記載の発明では、機関の始動直後
からの経過時間を計測するタイマ手段を設け、前記空燃
比制御手段は、前記タイマ手段の計測時間が予め設定し
た所定時間を経過した時に空燃比の前記リーン化を開始
する構成とした。これにより、従来、機関の始動性を確
保するため設定されている各種の補正値のマッチングを
変更せずに、触媒活性化のためのリーン制御を組み込む
ことができる。
【００１１】請求項４記載の発明では、前記空燃比制御
手段は、リーン化制御に移行した時空燃比を徐々にリー
ン化し、リッチ化制御に移行した時空燃比を徐々にリッ
チ方向に制御する構成とした。これにより、空燃比を滑
らかに変化させることができる。請求項５記載の発明で
は、前記空燃比制御手段は、機関回転速度と機関負荷に
基づいて設定される基本燃料噴射量を、機関冷却水温度
に基づいて設定される水温増量係数を含む機関運転状態
に応じた各種の補正係数で補正して実際の燃料噴射量を
設定する燃料噴射量設定手段を備え、前記水温増量係数
の係数値を操作して空燃比をリーン化する構成とした。
【００１２】請求項６記載の発明では、前記空燃比制御
手段は、リーン化制御中に、機関の始動後からの経過時
間が予め設定したリーン化限界時間に達した時は、機関
冷却水温度に関係なく空燃比をリッチ方向に制御する構
成とした。これにより、例えば水温センサの異常等何等
かの異常発生によって、触媒が既に活性化しているにも
拘らずリーン制御が過度に継続されることを防止でき
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を説明
する。図２は本発明の一実施形態のシステム構成を示
す。図２において、機関１の吸気通路２のスロットル弁
３下流（吸気マニホールド）に各気筒毎に燃料噴射弁４
が設けられている。燃料噴射弁４は、コントロールユニ
ット５からの機関回転に同期して所定のタイミングで出
力される燃料噴射パルス信号により開弁し、所定圧力に
調圧された燃料を噴射するようになっている。従って、
燃料供給量（燃料噴射量）は燃料噴射パルス信号のパル
ス幅（燃料噴射パルス幅）により定まる。また、機関１
の排気通路６には排気浄化触媒として三元触媒７が介装
されている。
【００１４】前記コントロールユニット５は、マイクロ
コンピュータを内蔵し、運転状態検出手段としての各種
のセンサからの信号を基に演算処理を行い燃料噴射弁４
の作動を制御する。前記各種のセンサとしては、吸気通
路２のスロットル弁３上流にて吸入空気流量Ｑを検出す
るエアフローメータ８、クランク角度と共に機関回転速
度Ｎを検出可能なクランク角センサ９、スロットル弁３
の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ10（スロット
ル弁３の全閉位置でＯＮとなるアイドルスイッチを含
む）、機関１の冷却水温ＴＷを検出する冷却水温検出手
段としての水温センサ11等が設けられている。更に、機
関１の排気通路６の三元触媒７上流側に取付けられ機関
１に供給される混合気の空燃比と密接な関係にある排気
空燃比のリッチ・リーンに応じて出力電圧が急変する特
性を有するＯ2 センサ12、車速ＶＳＰを検出する車速セ
ンサ13が設けられている。また、コントロールユニット
５には、機関が始動したか否かを検出するためのスター
トスイッチのＯＮ・ＯＦＦ信号が機関始動検出手段とし
てのキースイッチ14から入力する。
【００１５】図３に、コントロールユニット５内のマイ
クロコンピュータによる演算処理に基づく燃料噴射量Ｔ
ｉ（燃料噴射パルス幅）の算出ルーチンを示す。尚、本
ルーチンが燃料噴射量設定手段に相当する。Ｓ１では、
エアフローメータ８からの信号に基づいて検出される吸
入空気流量Ｑと、クランク角センサ９からの信号に基づ
いて検出される機関回転速度Ｎとから、次式に従って基
本燃料噴射量Ｔｐを算出する。
【００１６】Ｔｐ＝Ｋ・Ｑ／Ｎ （但し、Ｋは定数） Ｓ２では、次式に従って各種補正係数ＴＦＢＹＡを算出
する。 ＴＦＢＹＡ＝ＫＭＲ＋ＫＴＷ＋ＫＡＳ＋ＫＨＯＴ ＫＭＲは空燃比補正係数、ＫＴＷは水温増量係数、ＫＡ
Ｓは始動後増量係数、ＫＨＯＴは高水温増量係数であ
る。ここで、本実施形態では、前記水温増量係数ＫＴＷ
は、機関始動性改善のために燃料を増量設定する従来と
同様の通常のプラス増量係数ＰＫＴＷと触媒早期活性化
のため始動時に空燃比をリーン化すべく燃料を減量設定
するマイナス増量係数ＭＫＴＷを有し、その時の運転状
態に応じた両者の値に基づいて設定される。この水温増
量係数ＫＴＷの設定方法については後述する。
【００１７】Ｓ３では、次式に従って、基本燃料噴射量
Ｔｐを、各種補正係数ＴＦＢＹＡ、空燃比フィードバッ
ク補正係数α、空燃比学習補正係数Ｋ及び電圧補正分Ｔ
ｓによって補正し、最終的な燃料噴射量Ｔｉを算出す
る。 Ｔｉ＝Ｔｐ・ＴＦＢＹＡ・α・Ｋ＋Ｔｓ 空燃比フィードバック補正係数αは、Ｏ2 センサ12の出
力に基づき周知の比例積分制御により設定される。即
ち、Ｏ2 センサ12の出力電圧とスライスレベルとを比較
してリッチ・リーンを判定し、リッチ→リーンの反転時
には空燃比フィードバック補正係数αを所定の比例分Ｐ
増大させ、引き続くリーン時には空燃比フィードバック
補正係数αを時間経過と共に所定の積分分Ｉずつ増大さ
せる（但しＩ≪Ｐ）。そして、リーン→リッチの反転時
には空燃比フィードバック補正係数αを所定の比例分Ｐ
減少させ、引き続くリッチ時には空燃比フィードバック
補正係数αを時間経過と共に所定の積分分Ｉずつ減少さ
せる。但し、かかる空燃比フィードバック制御は、フィ
ードバック制御条件が成立した時のみ行われ、触媒活性
化のためリーン制御を行う機関始動時等では、α＝1.0
にクランプされて空燃比フィードバックは停止される。
【００１８】空燃比学習補正係数Ｋは、空燃比フィード
バック補正係数αを、機関負荷を代表する基本燃料噴射
量Ｔｐと機関回転速度Ｎとによって複数に区分される運
転領域毎に学習した値である。電圧補正分Ｔｓは、バッ
テリ電圧による燃料噴射弁４の作動遅れ時間の変化に対
応するための加算補正項である。Ｓ４では、算出された
燃料噴射量Ｔｉに相当するパルス幅の噴射パルス信号を
機関回転に同期した所定のタイミングで燃料噴射弁４に
出力し、燃料噴射が実行される。
【００１９】次に、本実施形態の特徴である水温増量係
数ＫＴＷの操作に基づく目標燃空比の設定操作の概略を
図４を参照しながら説明する。水温増量係数ＫＴＷは、
図４に示すように、最終的には次式に従って算出され
る。 ＫＴＷ＝ａ−（ａ−ｂ）×ＫＭＫＴＷ ここで、ａは、従来の始動時における水温増量係数と同
じもので、プラス増量係数ＰＫＴＷであり、次式で表さ
れる。
【００２０】ａ＝ＫＴＷＴＷ×ＫＴＷＮ ＫＴＷＴＷは、増量分基本値で、始動時の冷却水温ＴＷ
の値に応じて予め記憶させたテーブルから検索される。
また、ＫＴＷＮは、前記増量分基本値ＫＴＷＴＷを機関
回転速度Ｎに応じて補正する回転補正率であり、機関回
転速度Ｎの値に応じてテーブルから検索される。増量分
基本値ＫＴＷＴＷと回転補正率ＫＴＷＮは従来と同様の
設定である。また、ｂは、リーン化のための減量補正分
であるマイナス増量基本値ＭＫＴＷであり、始動時の冷
却水温に応じてテーブルから検索される。このマイナス
増量基本値ＭＫＴＷは、種々の燃料増量補正分が入って
も空燃比がリッチとならないようにマッチングさせてあ
り、例えばλ＝1.05（λは空気過剰率）となるように設
定する。
【００２１】また、ＫＭＫＴＷは、最終的な水温増量係
数ＫＴＷ算出時のマイナス増量基本値ＭＫＴＷの重み係
数となる減量補正率であり、０〜１の間の値をとり、Ｋ
ＭＫＴＷ＝０の場合には、水温増量係数ＫＴＷは、ＫＴ
Ｗ＝ａとなって従来と同様の始動時燃料増量が行われる
一方、ＫＭＫＴＷ＝１の場合には、ＫＴＷ＝ｂとなって
触媒活性化のため空燃比が理論空燃比よりリーン化され
る。
【００２２】前記減量補正率ＫＭＫＴＷは、図４に示す
ように次式によって表される。 ＫＭＫＴＷ＝ｃ×ｄ ここで、ｃは機関の運転条件に応じて設定される条件補
正率で、アイドルスイッチがＯＮの場合で、且つ、車速
ＶＳＰが４Ｋｍ／ｈ未満（ＶＳＰ＜４Ｋｍ／ｈ）又は機
関回転速度Ｎが予め設定した回転速度ＮI 未満（Ｎ＜Ｎ
I ：例えばＮI＝1000rpm)の時には、条件補正率ｃは予
め設定したアイドル補正率ＩＤＬＫＴＷ＃（例えばＩＤ
ＬＫＴＷ＃＝0.4 ）に設定される。一方、アイドルスイ
ッチがＯＮの場合でも上記の２つの条件がいずれも不成
立の時、或いはアイドルスイッチがＯＦＦの場合には、
その時の基本燃料噴射量Ｔｐ、機関回転速度Ｎ及びスロ
ットル開度ＴＶＯに応じて条件補正率ｃは設定される。
即ち、基本燃料噴射量Ｔｐに応じてテーブルから検索さ
れるＴｐ補正率ＴＭＫＴＴＰ、機関回転速度Ｎに応じて
テーブルから検索される回転補正率ＴＭＫＴＮ及びスロ
ットル開度ＴＶＯに応じてテーブルから検索されるＴＶ
Ｏ補正率ＴＭＫＴＴＶのうちから最小値を選択して条件
補正率ｃとして設定する。これら３つの運転状態に基づ
く条件補正率ｃの値と運転領域との関係は、例えば図５
のように設定してあり、スロットル開度ＴＶＯをパラメ
ータとし中央領域が条件補正率ｃ＝１となる領域で外側
になるほど（スロットル開度ＴＶＯが大きくなるほど）
条件補正率ｃは小さくなるような設定としている。この
ように条件補正率ｃを設定することにより、燃焼状態が
安定する運転領域においてリーン制御を実行するように
して始動時の機関安定性も確保するようにしている。ま
た、Ｔｐ補正率、回転補正率及びＴＶＯ補正率を２次元
の３つのテーブルを用いて記憶させることで、３次元テ
ーブルにより記憶させる場合に比べてプログラム容量を
削減できるという利点がある。ここで、条件補正率ｃ設
定がリーン化度合補正手段の機能に相当する。
【００２３】また、ｄは機関始動後にリーン制御に移行
する場合やリーン制御後にリッチ制御に移行する場合
に、前述した水温増量の算出式におけるマイナス増量基
本値ＭＫＴＷの重み係数である減量補正率ＫＭＫＴＷを
徐々に変化させるための減量分カット係数ＫＭＫＴＴＷ
である。この減量分カット係数ＫＭＫＴＴＷは、キース
イッチ14の操作によりスタートスイッチがＯＮ或いは機
関非回転中は、ＫＭＫＴＴＷ＝０に設定され、スタート
スイッチがＯＦＦとなって機関が回転してから所定時間
Ｔ1 （例えばＴ1 ＝２sec ）が経過してリーン制御に移
行すると、予め設定した所定値ＤＭＫＴＷＳ＃づつ徐々
にＫＭＫＴＴＷ＝１になるまで増大されてリーン化度合
を増大させる。また、機関始動時の冷却水温ＴＷINT に
基づいて設定される触媒活性化判定水温ＴＷD に検出冷
却水温ＴＷが達してリーン制御からリッチ方向への空燃
比制御に移行すると、始動直後のＫＭＫＴＴＷ＝０にな
るまで予め設定した所定値ＤＭＫＴＷＥ＃づつ徐々に減
少され空燃比をリッチ方向に設定する。これにより、機
関始動時からリーン制御に移行した時や、リーン制御か
らリッチ方向への制御に移行した時に、空燃比を滑らか
に変化させることができる。
【００２４】即ち、本実施形態では、機関が始動操作さ
れるとその時の冷却水温に基づいて触媒活性化判定水温
ＴＷD が設定される。そして、始動後所定時間Ｔ1 経過
するまでは従来同様の始動時増量が行われた後、触媒活
性化のためのリーン制御に移行すると、プラス増量係数
値とマイナス増量係数値の割合を運転状態に応じた補正
を加味しながら水温増量係数ＫＴＷを変化させリーン化
度合を高めながら空燃比をリーン化し所定のリーン状態
まで制御する。その後、検出冷却水温ＴＷが触媒活性化
水温ＴＷD になるまでは空燃比を所定のリーン状態に保
持し、触媒活性化判定水温ＴＷD に達すると、プラス増
量係数値とマイナス増量係数値の割合をリーン制御移行
時とは逆に徐々に変えて水温増量係数ＫＴＷの値を操作
し、理論空燃比に制御するようにしている。
【００２５】図６及び図７のフローチャートに従って水
温増量係数ＫＴＷの具体的な算出動作について説明す
る。このルーチンは10ｍｓ毎に実行されるものである。
Ｓ11では、キースイッチ14の操作からスタートスイッチ
がＯＮかＯＦＦを判定する。スタートスイッチがＯＮ
（又は機関非回転中）の時は、Ｓ12〜14において、スタ
ートスイッチがＯＦＦしてからの時間を計測するカウン
タのカウント値ＳＴＯＦＦを０に初期設定し（Ｓ12）、
次いで減量分カット係数ＫＭＫＴＴＷをＫＭＫＴＴＷ＝
０に初期設定し（Ｓ13）、水温センサ11で検出される冷
却水温ＴＷ INT に基づいて予め記憶されている活性化判
定水温テーブルから活性化判定水温ＴＷD を検索する
（Ｓ14）。活性化判定水温ＴＷD の設定は、例えば、機
関始動時冷却水温ＴＷINT が、ＴＷINT ≦50℃ならばＴ
ＷD ＝ＴＷINT ＋20℃とし、ＴＷINT ＞50℃ならばＴＷ
D ＝70℃とするように設定してある。一方、スタートス
イッチがＯＦＦとなり且つ機関が回転した時はＳ15に進
む。
【００２６】Ｓ15では、前記カウンタのカウント値ＳＴ
ＯＦＦを、本ルーチンの10回毎に１回カウントアップす
る。従って、カウント値ＳＴＯＦＦは0.1 sec 毎にカウ
ントアップされる。Ｓ15がタイマ手段に相当する。Ｓ16
では、冷却水温の検出値ＴＷと活性化判定水温ＴＷD と
の比較を行い、ＴＷ＜ＴＷD の時はＳ17に進み、カウン
ト値ＳＴＯＦＦと予め設定したリーン化限界時間（例え
ば120 sec ）とを比較し、ＳＴＯＦＦ＜120 であればＳ
18に進み、スタートスイッチがＯＦＦになってからの経
過時間（カウント値ＳＴＯＦＦ）が予め設定した所定時
間Ｔ1 （例えばＴ1 ＝２sec ）経過したか否かを判定す
る。Ｓ18でＳＴＯＦＦ＜Ｔ1 と判定された場合は、現時
点ではＫＭＫＴＴＷ＝０であるため、後述のＳ29におい
て水温増量の減量分の重み係数であるＫＭＫＴＷがＫＭ
ＫＴＷ＝０であり、Ｓ35において最終的な水温増量ＫＴ
Ｗが、プラス増量係数ＰＫＴＷと等しくなり、従来同様
の始動時増量値として算出される。一方、Ｓ18でＳＴＯ
ＦＦ≧Ｔ1 と判定された場合は、リーン制御の開始と判
断してＳ19に進む。このように、機関の始動操作から所
定時間Ｔ1 経過した後にリーン制御に移行させるように
したので、始動性能確保のため、機関始動時において燃
料増量のために従来から設定されている各種係数の基本
値のマッチングを変えることなく本制御システムを組み
込むことができる。
【００２７】Ｓ19では、Ｓ14において初期設定された減
量分カット係数ＫＭＫＴＴＷに予め設定した一定値ＤＭ
ＫＴＷＳ＃を加算する。Ｓ20では、λコントロール条件
成立か否かを判定し、λコントロール条件不成立の時
は、Ｓ21に進み、アイドルスイッチがＯＮかＯＦＦを判
定する。ここで、アイドルスイッチがＯＮと判定された
時は、Ｓ22、Ｓ23において、車速ＶＳＰ及び機関回転速
度Ｎを調べ、ＶＳＰ＜４Ｋｍ／ｈ又はＮ＜ＮI のどちら
一方の条件が成立していれば、Ｓ24に進み、条件補正率
ｃを予め設定したアイドル補正率ＩＤＬＫＴＷ＃にセッ
トする。
【００２８】一方、Ｓ21でアイドルスイッチがＯＦＦと
判定された時は、Ｓ25〜Ｓ28を実行し、基本燃料噴射量
Ｔｐと機関回転速度Ｎとスロットル開度ＴＶＯに基づい
て、Ｔｐ補正率ＴＭＫＴＴＰ、回転補正率ＴＭＫＴＮ及
びＴＶＯ補正率ＴＭＫＴＴＶをそれぞれのテーブルによ
り検索し、３つの補正率のうちの最小値を選択して条件
補正率ｃとして設定する。
【００２９】次いで、Ｓ29では、減量補正率ＫＭＫＴＷ
を条件補正率ｃと減量分カット係数ＫＭＫＴＴＷから算
出する（ＫＭＫＴＷ＝ｃ×ＫＭＫＴＴＷ）。Ｓ30では、
プラス増量基本値ＫＴＷＴＷを冷却水温に基づいてテー
ブル検索する。Ｓ31では、回転補正率ＫＴＷＮをテーブ
ル検索する。
【００３０】Ｓ32では、Ｓ30とＳ31で検索したプラス増
量基本値ＫＴＷＴＷと回転補正率ＫＴＷＮとからプラス
増量係数ＰＫＴＷを算出する（ＰＫＴＷ＝ＫＴＷＴＷ×
ＫＴＷＮ）。Ｓ33では、マイナス増量基本値ＭＫＴＷを
冷却水温に基づいてテーブル検索する。
【００３１】Ｓ34では、プラス増量係数ＰＫＴＷとマイ
ナス増量基本値ＭＫＴＷの差を演算し、この値をＰＭＫ
ＴＷする。Ｓ35では、プラス増量係数ＰＫＴＷから、前
記ＰＭＫＴＷ（＝ＰＫＴＷ−ＭＫＴＷ）に減量補正率Ｋ
ＭＫＴＷを乗算した値を減算して最終的な水温増量係数
ＫＴＷを算出する（ＫＴＷ＝ＰＫＴＷ−ＰＭＫＴＷ×Ｋ
ＭＫＴＷ）。
【００３２】リーン制御が開始された後は、このルーチ
ンが１回終了する毎（10ｍｓ）にＳ19において減量分カ
ット係数ＫＭＫＴＴＷを一定値ＤＭＫＴＷＳ＃づつＫＭ
ＫＴＴＷ＝１になるまで増大し、水温増量係数ＫＴＷの
マイナス分（燃料減量分）を増大させて空燃比をリーン
制御して三元触媒の活性化が促進される。その後、Ｓ16
において冷却水温ＴＷが活性化判定水温ＴＷD に達した
（ＴＷ≧ＴＷD ）と判定されると、三元触媒７が活性化
したと判断してＳ36に進み、減量分カット係数ＫＭＫＴ
ＴＷを逆に一定値ＤＭＫＴＷＥ＃減少させて空燃比のリ
ッチ方向への制御が開始される。この場合も、リッチ方
向への制御が開始された後は、このルーチンが１回終了
する毎（10ｍｓ）にＳ36において減量分カット係数ＫＭ
ＫＴＴＷが一定値ＤＭＫＴＷＥ＃づつＫＭＫＴＴＷ＝０
になるまで減少することにより、水温増量係数ＫＴＷの
マイナス分（燃料減量分）が減少して空燃比が徐々にリ
ッチ化される。
【００３３】図８はスタートスイッチがＯＮされてから
空燃比のリーン制御を経て空燃比がリッチ方向に制御さ
れるまでの減量分カット係数ＫＭＫＴＴＷの値の変化の
様子を示している。また、冷却水温ＴＷが、ＴＷ≧ＴＷ
D となる以前に、Ｓ17でＳＴＯＦＦ≧120と判定された
場合には、直ちにＳ36に進み、減量分カット係数ＫＭＫ
ＴＴＷを一定値ＤＭＫＴＷＥ＃づつ減少させて空燃比を
リッチ方向に制御する。これは、通常の使用状態では、
120 sec 以内に冷却水温ＴＷは、活性化判定水温ＴＷD
に達するはずれであり、120 sec 経過してもＴＷ≧ＴＷ
D にならない時には何らかの故障が存在すると考えら
れ、直ちにリーン制御を停止させてリッチ方向に制御す
るようにしている。このように、フェールセーフ機能と
してＳ17の判定動作を設け、システムの安全性を向上さ
せると共に、機関の安定性を確保するようにしている。
【００３４】尚、Ｓ20において、λコントロール条件が
成立している場合には、水温増量係数ＫＴＷ＝０とし、
空燃比のフィードバック制御が実行される。以上のよう
に、本実施形態によれば、機関始動時の冷却水温に基づ
いて触媒活性化水温を推定し、冷却水温が推定水温に到
達した時に触媒活性化と判断して触媒活性化のための空
燃比リーン制御を停止させるので、機関始動時の環境状
況に応じて触媒早期活性化のためのリーン制御を適正時
間だけ実行するようになる。従って、触媒早期活性化を
図ることができると共に、始動時の機関安定性も確保で
きる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、機関始動時の冷却水温に基づいて触媒活性化
水温を推定し、推定水温に達するまでリーン制御を行う
構成とすることで、触媒の早期活性化及び機関安定性の
両立を図ることができる。請求項２記載の発明によれ
ば、機関の運転状態に応じて空燃比のリーン化度合を補
正することで、機関運転状態に見合ったリーン制御を実
行できる。
【００３６】請求項３記載の発明によれば、機関が始動
してから所定時間経過後にリーン制御を開始するので、
従来の機関の始動性確保するため設定されている各種補
正値のマッチングを変更せずに触媒活性化のためのリー
ン制御を組み込むことができる。請求項４記載の発明に
よれば、リーン制御への移行時及びリーンからリッチへ
の移行時に空燃比の変化を滑らかにすることができる。
【００３７】請求項６記載の発明によれば、リーン制御
の限界時間を予め設定し、この設定時間経過後は、冷却
水温に関係なく直ちに空燃比をリッチ方向に制御するの
で、何等かの異常発生により触媒活性後もリーン制御が
継続されてしまうことを防止でき、本システムの安全性
を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を説明するブロック構成図
【図２】本発明の一実施形態のシステム構成図
【図３】同上実施形態の燃料噴射量算出ルーチン
【図４】同上実施形態の水温増量補正係数操作による目
標燃空比の設定操作の説明図
【図５】リーン制御の運転領域を示す特性図
【図６】同上実施形態の水温増量補正係数の算出動作を
示すフローチャート
【図７】図６に続くフローチャート
【図８】同上実施形態の水温増量係数算出に関係する減
量分カット係数の機関始動時からの変化状態を示すタイ
ムチャート
【符号の説明】
１ 機関 ２ 吸気通路 ３ スロットル弁 ４ 燃料噴射弁 ５ コントロールユニット ６ 排気通路 ７ 三元触媒 ８ エアフローメータ ９ クランク角センサ 10 スロットルセンサ 11 水温センサ 12 Ｏ2 センサ 13 車速センサ 14 キースイッチ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】機関の始動を検出する機関始動検出手段
    と、 機関冷却水温を検出する冷却水温検出手段と、 機関始動検出時の機関冷却水温に基づいて、機関の排気
    通路に設けた排気浄化触媒の活性化判定冷却水温を設定
    する活性化判定水温設定手段と、 機関冷却水温が前記活性化判定水温になるまでは機関に
    供給される混合気の空燃比を理論空燃比よりリーン化
    し、前記活性化判定水温に達した後、リーン化された空
    燃比をリッチ方向に制御する空燃比制御手段と、 を備えて構成したことを特徴とする内燃機関の制御装
    置。
  2. 【請求項２】前記空燃比制御手段は、機関運転状態検出
    手段で検出された機関運転状態に応じてリーン化度合を
    補正するリーン化度合補正手段を備える構成である請求
    項１記載の内燃機関の制御装置。
  3. 【請求項３】機関の始動直後からの経過時間を計測する
    タイマ手段を設け、前記空燃比制御手段は、前記タイマ
    手段の計測時間が予め設定した所定時間を経過した時に
    空燃比の前記リーン化を開始する構成である請求項１又
    は２記載の内燃機関の制御装置。
  4. 【請求項４】前記空燃比制御手段は、リーン化制御に移
    行した時空燃比を徐々にリーン化し、リッチ化制御に移
    行した時空燃比を徐々にリッチ方向に制御する構成であ
    る請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御
    装置。
  5. 【請求項５】前記空燃比制御手段は、機関回転速度と機
    関負荷に基づいて設定される基本燃料噴射量を、機関冷
    却水温度に基づいて設定される水温増量係数を含む機関
    運転状態に応じた各種の補正係数で補正して実際の燃料
    噴射量を設定する燃料噴射量設定手段を備え、前記水温
    増量係数の係数値を操作して空燃比をリーン化する構成
    である請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の
    制御装置。
  6. 【請求項６】前記空燃比制御手段は、リーン化制御中
    に、機関の始動後からの経過時間が予め設定したリーン
    化限界時間に達した時は、機関冷却水温度に関係なく空
    燃比をリッチ方向に制御する構成とした請求項１〜５の
    いずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
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