JP2007046573A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補機駆動に伴うエンジン回転変動に拘わらず、排気浄化性能向上制御の診断を精度よく行い、誤ったフェールセーフ動作に入らないようにする。
【解決手段】補機駆動制御手段が設定した補機制御量およびまたは前記補機駆動状態検出手段が検出した補機駆動状態に基いて、診断処理部２０４の判定内容を補正する診断判定用補正設定処理部２０２や補機負荷が診断処理部２０４へ影響を及ぼす期間に亘って診断処理部２０２の診断をマスクする診断マスク設定処理部２０３を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両等に用いられる内燃機関の制御装置に係り、特に、排気浄化性能向上制御手段を有する内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関から排出される排気ガスを浄化するために、排気通路に設けられる触媒は、低温では不活性状態にあり、浄化性能を発揮できないため、機関始動直後において早期にその温度を上昇させて活性化させることが望ましい。そこで、始動直後において内燃機関の吸入空気量を通常のアイドル時よりも増加させるとともに、点火時期を遅角方向に制御し、触媒の昇温特性を向上させる技術が知られている。

しかし、吸入空気量の増量や点火時期の遅角制御（以降、このことを排気浄化性能向上制御と云う）が正しく行なえない場合には、これが排気の浄化性能に影響を及ぼすため、故障を診断する必要がある。

このことに鑑み、従来技術として、排気浄化性能向上制御を開始後所定遅延時間が経過した時点からエンジン回転数及び点火時期を監視し、エンジン回転数が判定閾値以下の状態および／または点火時期が判定閾値以上の状態が判定時間以上継続すると、故障と判定する診断装置が知られている（例えば、特許文献１）。

他の従来技術として、触媒の活性化状態を考慮にしつつ、触媒の上流と下流に排気センサを設置し、上流と下流の排気センサ出力の反転回数を判定基準値と比較して触媒の劣化を判定し、また、排気温度に応じて異なった判定基準値を設定し、排気温度が所定値未満のときは触媒劣化の判定を停止し、所定値を超えたときには排気温度に応じての判定基準値との比較により触媒の劣化診断を行う診断が知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００１−１３２５２６号公報 特開平８−１７７４６８号公報

しかしながら、上記の従来技術では、補機による負荷が発生した場合、補機負荷によるエンジン回転数への影響については考慮されていない。そのため、そのような補機負荷が発生した場合に、エンジン回転変動が発生し、排気浄化性能向上制御が異常の場合でも診断が正常判定となったり、逆に排気浄化性能向上制御が正常の場合でも診断が異常判定となり、誤ったフェールセーフ動作に入る虞れがある。

本発明は、前記点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、触媒の排気浄化性能向上制御を実行する場合において、補機駆動に伴うエンジン回転変動に拘わらず、排気浄化性能向上制御の診断を精度よく行い、誤ったフェールセーフ動作に入らないように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。

前記目的を達成するべく、本発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置において、前記排気浄化性能向上制御手段を診断する診断手段を有し、前記診断手段は、前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断処理部と、前記補機駆動制御手段が設定した補機制御量およびまたは前記補機駆動状態検出手段が検出した補機駆動状態に基いて前記診断処理部の判定内容を補正する診断判定用補正設定処理部とを有する。

また、本発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置であって、前記排気浄化性能向上制御手段を診断する診断手段を有し、前記診断手段は、前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断処理部と、前記補機駆動制御手段が設定した補機制御量および／または前記補機駆動状態検出手段が検出した補機駆動状態に基いて補機負荷が前記診断処理部へ影響を及ぼす期間を決定し、当該期間に亘って前記診断処理部の診断をマスクする診断マスク設定処理部とを有する。

また、本発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置であって、前記排気浄化性能向上制御手段を診断する診断手段を有し、前記診断手段は、前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断処理部と、前記補機駆動制御手段が設定した補機制御量および／または前記補機駆動状態検出手段が検出した補機駆動状態に基いて補機負荷が前記診断処理部へ影響を及ぼす期間を決定し、当該期間に亘って前記診断処理部の診断をマスクする診断マスク設定処理部と、前記補機の負荷状態および／または前記内燃機関の運転状態に基づいて前記判定用補正設定処理部による診断内容補正と前記診断マスク設定処理部による診断マスクを選択する診断方法選択処理部とを有する。

また、本発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置であって、前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断手段と、前記補機の負荷が前記診断手段へ影響を及ぼす期間は前記補機の駆動を制限する補機駆動制御量制限手段とを有する。

また、本発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置であって、前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断処理部と、前記補機駆動制御手段が設定した補機制御量および／または前記補機駆動状態検出手段が検出した補機駆動状態に基いて補機負荷が前記診断処理部へ影響を及ぼす期間を決定し、当該期間に亘って前記診断処理部の診断をマスクする診断マスク設定処理部とを含む診断手段と、前記補機の負荷が前記診断手段へ影響を及ぼす期間は前記補機の駆動を制限する補機駆動制御量制限手段とを有し、前記補機の負荷状態および／または前記内燃機関の運転状態に基づいて前記判定用補正設定処理部による診断内容補正と前記診断マスク設定処理部による診断マスクと前記補機駆動制御量制限手段による補機駆動制限を選択する。

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記判定用補正設定処理部は、（ｉ）診断正常・異常判定に関する閾値、（ii）診断正常・異常判定に関する前記診断処理部が検出した検出値の少なくとも何れかを補正する。

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記診断マスク設定処理部は、少なくとも、（ｉ）前記補機の駆動開始からの所定期間、（ii）前記補機の駆動停止時からの所定期間、（iii）前記補機駆動中の期間のうちの少なくとも何れか一つの期間に亘って前記診断処理部の診断をマスクする。

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記補機駆動制御量制限手段は、（ｉ）前記補機の駆動開始からの所定期間、（ii）前記補機の駆動停止時からの所定期間、（iii）前記補機駆動中の期間のうちの少なくとも何れか一つの期間に亘って前記補機の駆動を制限する。

本発明による内燃機関の制御装置は、好ましくは、前記補機駆動制御量制限手段による前記補機の駆動制限は、（ｉ）補機駆動させないこと、（ii）補機の駆動を徐々に駆動させること、（iii）補機の制御量を限定すること、あるいは（ｉ）〜（iii）の組合せである。

本発明によれば、排気浄化性能向上制御の診断に関する判定値が正常範囲にある状態及び／または正常範囲にあることを確定した状態において、排気浄化性能向上制御の診断を行なうことができるので、補機負荷によるエンジン回転数変動が発生した場合でも、誤診断を防止することができ、排気悪化の可能性が回避できる。

本発明による制御装置が適用される自動車用エンジン（内燃機関）の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、前記実施形態の内燃機関の全体構成を示しており、図１のエンジン５０７は、ピストン５０７ａ、シリンダブロック５０７ｂ、点火プラグ５０８、インジェクタ５０９を有する。点火プラグ５０８、インジェクタ５０９は、エンジン制御装置であるコントロールユニット５１５によって制御される。

燃焼室５０７ｃには、吸気管５０１と排気管５１９が接続されている。排気管５１９には、触媒５２０が設けられている。

吸気管５０１と排気管５１９は、バイパス管路である側路管５２５によって接続されている。側路管５２５には、排気ガスの再循環流量を調節するためのＥＧＲ弁５２４が設けられている。

エアクリーナ５０２の入口部５０２ａから取り入れられた吸入空気は、空気流量計（エアフローセンサ）５０３及びスロットルボディ５０５を通ってコレクタ５０６に導かれる。コレクタ５０６に吸入された空気は、エンジン５０７の各シリンダ５０７ｂに接続された各吸気管５０１に分配された後、側路管５２５からの再循環空気、即ち、ＥＧＲ空気と合流して各燃焼室５０７ｃに導かれる。従って、燃焼室５０７ｃに導入される空気流量Ｑｃは、吸入空気流量ＱａとＥＧＲ空気流量Ｑｅの合計である。

燃料タンク５１４の燃料は、燃料ポンプ５１０によって一次加圧され、燃料レギュレータ５１２によって一定の圧力（例えば３ｋｇ／ｃｍ^２）に調圧され、燃料ポンプ５１１によって、より高い圧力に二次加圧され、燃料レギュレータ５１３によって一定の圧力（例えば３０ｋｇ／ｃｍ^２）に調圧されてインジェクタ５０９に供給される。この燃料はインジェクタ５０９から燃焼室５０７ｃに噴射される。

点火プラグ５０８は、点火コイル５２２によって高電圧された点火信号を入力し、火花を生成する。こうして燃焼室５０７ｃに噴射された燃料は、点火プラグ５０８によって点火される。

燃焼室５０７ｃからの排気ガスの一部は、再循環空気として側路管５２５に導かれ、残りは、排気管５１９の触媒５２０を通って大気に排出される。

エアフローセンサ５０３によって検出された吸気流量を表す信号は、コントロールユニット５１５に入力される。

スロットルボディ５０５には、吸気流量を制御する電制スロットル弁５０５ａと電制スロットル弁５０５ａの開度を検出するスロットルセンサ５０４が設けられている。電制スロットル弁５０５ａは電制スロットルアクチュエータ５２６によって駆動される。スロットルセンサ５０４によって検出された電制スロットル弁５０５ａの開度はコントロールユニット５１５に入力される。

燃料ポンプ５１１の出口には、燃圧センサ５２３が設けられている。燃圧センサ５２３によって検出された燃料圧力は、コントロールユニット５１５に入力される。

クランク軸５０７ｄには、クランク角センサ５１６が設けられている。クランク角センサ５１６によって検出されたクランク軸５０７ｄの回転位置を表す角度信号ＰＯＳはコントロールユニット５１５に入力される。

排気管５１９には、触媒５２０より上流の位置に空燃比（Ａ／Ｆ）センサ５１８が設けられている。空燃比（Ａ／Ｆ）センサ５１８によって検出された排気ガス検出信号はコントロールユニット５１５に入力される。

コントロールユニット５１５は、上述の各センサよりセンサ信号を入力すると共に、イグニッションスイッチ１０１からの起動信号とアクセル開度センサ（ＡＰＳ）５２１からのアクセル開度信号を入力し、ＥＧＲ弁５２４、電制スロットルアクチュエータ５２６、燃料ポンプ５１０、燃圧レギュレータ５１３、インジェクタ５０９、点火コイル５２２の各々に制御信号を出力する。

コントロールユニット５１５は、アクセルセンサ（ＡＰＳ）５２１よりアクセル開度信号を、イグニッションスイッチ１０１より起動信号を、カム軸センサ５１７よりカム角度信号を各々入力する。

また、コントロールユニット５１５は、補機５３１の外部補機スイッチ１０７よりオン／オフ信号Ｓａを入力すると共に補機５３１より補機５３１の駆動状態を示す駆動状態信号（フィードバック信号）Ｓｂを入力し、補機５３１へ補機制御量信号Ｓｃを出力する。

補機５３１はエンジン５０７によって直接的にあるいは間接的に駆動されるものであり、特に具体的に限定されるものではない。

コントロールユニット５１５の主要部の構成を、図２を参照して説明する。コントロールユニット５１５は、マイクロコンピュータ式のものであり、Ｉ／Ｏ回路基板６０１と、ＥＰ−ＲＯＭ６０２と、ＭＰＵ６０３と、ＲＡＭ６０４を含む。

Ｉ／Ｏ回路基板６０１は、インターフェース回路とＡ／Ｄ変換器を有し、更に、インジェクタ駆動回路１１８、電制スロットル駆動回路１１９、及び、点火プラグ駆動回路１２０を有する。

Ｉ／Ｏ回路基板６０１のインターフェース回路は、エアフローセンサ５０３、スロットルセンサ５０４、クランク角センサ５１６、カム軸センサ５１７、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ５１８、アクセル開度センサ（ＡＰＳ）５２１、燃圧センサ５２３、イグニッションスイッチ１０１、外部補機スイッチ１０７等からの信号を入力し、Ａ／Ｄ変換器は、それらの信号のＡＤ変換を行なう。

ＭＰＵ６０３は、上述の各種センサ、スイッチの入力信号に基いて各種演算を行ない、制御信号を生成し、制御信号をインジェクタ駆動回路１１８、電制スロットル駆動回路１１９、点火プラグ駆動回路１２０の各々に出力する。

これらの駆動回路１１８、１１９、１２０では、所定の演算処理を行ない、この演算結果として各種の駆動信号を生成する。この駆動信号は各インジェクタ５０９、電制スロットルアクチュエータ５２６、点火コイル５２２に出力される。尚、Ｉ／Ｏ回路基板６０１は、燃料ポンプ５１０、ＥＧＲ弁５２４、補機５３１等にも駆動信号を供給する。

コントロールユニット５１５は、下記式（１）により上死点からの推角量で示される点火時期、即ち、点火時期ＡＤＶＳを算出し、点火プラグ５０８を駆動する信号を点火コイル５２２に供給する。

ＡＤＶＳ ＝ ＳＴＤＭＡＰ＋ＡＤＶＨＯＳ−ＦＩＲＴＤ …（１）
ここで、ＳＴＤＭＡＰは、エンジン回転数ＮＤＡＴＡ及びシリンダ吸入空気量により計算したエンジン負荷に応じて設定されたマップを検索して算出される点火時期の基本値、ＡＤＶＨＯＳは、運転状態に応じてコントロールユニット５１５が計算する点火時期補正量である。ＦＩＲＴＤは、エンジン５０７の始動直後の冷機状態中、触媒５２０の排気浄化性能向上制御（以下ファーストアイドルリタード制御）として、エンジン回転数ＮＤＡＴＡが回転数ＮＦＩＲＴＤを下回るように設定されるファーストアイドルリタード制御点火遅角補正である。

排気温度が上昇すると、触媒５２０の排気浄化性能が向上できるため、排気ガス中のＨＣ量ＨＣＥＸが減少してくる。このように触媒５２０の排気浄化性能を向上させるために、点火時期を遅角側（リタード）に調節する点火時期リタード制御を行ない、排気温度を早期に上昇させる。

図３に示されているように、コントロールユニット５１５は、コンピュータプログラムの実行により、触媒５２０の排気浄化性能を向上させる制御およびその診断を行う手段ならびにそれらの関連手段として、回転数検出処理部１１１と、負荷検出処理部１０２と、ファーストアイドルリタード制御（排気浄化性能向上制御）手段１０３と、ファーストアイドルリタード制御の診断手段１０５と、補機制御手段１０６を具現化する。

回転数検出処理部（回転数算出手段）１１１は、クランク角センサ５１６の信号によってエンジン回転数ＮＤＡＴＡを算出する。

負荷検出処理部（負荷算出手段）１０２は、クランク角センサ５１６の信号とエアフローセンサ５０３の信号よりエンジン負荷を算出する。

回転数検出処理部１１１によって算出されたエンジン回転数ＮＤＡＴＡは、触媒５２０の排気浄化性能向上制御手段であるファーストアイドルリタード制御手段１０３に入力される。ファーストアイドルリタード制御手段１０３は、触媒５２０の排気浄化性能を向上させるために、点火時期を遅角側（リタード）に調節する点火時期リタード制御を行うものであり、リタード指令信号を点火時期算出部１０４へ出力する。

ファーストアイドルリタード制御の診断手段１０５は、負荷検出処理部１０２からのエンジン負荷信号と、回転数検出処理部１１１からのエンジン回転数（ＮＤＡＴＡ）信号と、補機駆動制御手段１０６からの補機駆動状態信号Ｓｄおよび補機制御量信号（制御量信号）Ｓｃに基づいて、診断処理を行なう。

補機制御手段１０６は、外部補機スイッチ１０７のオン／オフ信号Ｓａおよび補機５３１の状態を示す補機５３１よりのフィードバック信号Ｓｂを入力情報として補機駆動状態信号Ｓｄと補機制御量信号Ｓｃを生成し、補機駆動状態信号Ｓｄを診断手段１０５に入力し、補機制御量信号Ｓｃを制御対象の補機５３１および診断手段１０５に出力する。

補機制御手段１０６の詳細を、図４を参照して説明する。補機制御手段１０６は、補機駆動状態検出手段３０１と、補機駆動制御量制限手段３０２と、補機駆動制御手段３０３により構成される。

補機駆動状態検出手段３０１は、外部補機スイッチ１０７のオン／オフ信号Ｓａと補機５３１からのフィードバック信号Ｓｂおよびファーストアイドルリタード制御手段１０３よりの情報信号Ｓｅに基づいて補機駆動状態を算出し、補機駆動状態信号Ｓｄを生成する。

補機駆動制御量制限手段３０２は、補機５３１の負荷が診断手段１０５へ影響を及ぼす期間、補機５３１の駆動を制限する。

補機駆動制御量制限手段３０２は、（ｉ）補機５３１の駆動開始からの所定期間、（ii）補機５３１の駆動停止時からの所定期間、（iii）補機駆動中の期間のうちの少なくとも何れか一つの期間に亘って補機３０２の駆動を制限する。

この補機駆動制御量制限手段３０２による補機５３１の駆動制限は、（ｉ）補機駆動させないこと、（ii）補機５３１の駆動を徐々に行うこと、（iii）補機５３１の制御量を限定すること、あるいは（ｉ）〜（iii）の組合せである。

補機駆動制御手段３０３は、補機駆動状態信号Ｓｄおよび補機駆動制御量制限手段３０２からの信号に基づいて補機５３１の制御量信号Ｓｃを出力する。

つぎに、ファーストアイドルリタード制御の診断手段１０５の詳細を、図５を参照して説明する。

診断手段１０５は、診断処理部２０４と、診断判定用補正設定処理部２０２と、診断マスク設定処理部２０３と、診断方法選択部２０１とを有する。

診断処理部２０４は、ファーストアイドルリタード制御手段１０３が正常に機能しているか否かを判定する。

診断判定用補正設定処理部２０２は、補機駆動制御手段３０３が設定した補機制御量およびまたは補機駆動状態検出手段３０１が検出した補機駆動状態に基いて診断処理部２０４の判定内容を補正する。

判定用補正設定処理部２０２は、（ｉ）診断正常・異常判定に関する閾値、（ii）診断正常・異常判定に関する断処理部２０４が検出した検出値の少なくとも何れかを補正する。

診断マスク設定処理部２０３は、補機駆動制御手段３０３が設定した補機制御量および／または補機駆動状態検出手段３０１が検出した補機駆動状態に基いて補機５３１の負荷が診断処理部２０４へ影響を及ぼす期間を決定し、当該期間に亘って診断処理部２０４の診断をマスクする。

診断マスク設定処理部２０３は、少なくとも、（ｉ）補機５３１の駆動開始からの所定期間、（ii）補機５３１の駆動停止時からの所定期間、（iii）補機駆動中の期間のうちの少なくとも何れか一つの期間に亘って前記診断処理部の診断をマスクする。

診断方法選択処理部２０１は、補機５３１の負荷状態および／またはエンジン５０７の運転状態に基づいて、判定用補正設定処理部２０２による診断内容補正と、診断マスク設定処理部２０３による診断マスクを選択する。

これにより、診断手段１０５は、診断方法選択処理部２０１によって選択された設定に基づいて診断内容補正あるいは診断マスクを伴う診断処理を行う。

つぎに、診断手段１０５がファーストアイドルリタード制御中の状態において、診断処理を実行するまでの内部処理を、図６に示されているフローチャートを参照して説明する。図６では、補機駆動制御量信号Ｓｃの物理量をＡＣＴＲＬ、補機駆動状態信号Ｓｄの物理量をＡＣＣＳＴで示している。また、エンジン回転数をＮＤＡＴＡ、エンジン負荷状態をＬＤＡＴＡで示している。

一連の処理は、一定周期（例えば１０ｍｓ）で実行し、ステップ４０４、４０５、４０６、４０８の何れかの処理ブロックで処理を終了する。

まず、補機５３１が駆動中か否かを判定する（ステップ４００）。補機５３１が駆動中でない場合には、通常診断処理に遷移し（ステップ４０４）、本処理を終了する。

これに対し、補機５３１が駆動中の場合には、補機駆動制御量ＡＣＴＲＬが補機駆動量第１閾値ＡＣＣ４０より高いか否か、または／および、補機駆動状態ＡＣＣＳＴが補機駆動状態第１閾値 ＡＣＣ４１より高いか否かを判定する（ステップ４０１）。

ＡＣＴＲＬ≦ＡＣＣ４０、および／または、ＡＣＣＳＴ≦ＡＣＣ４１であれば、診断処理用診断判定値の第１補正設定を行ない（ステップ４０５）、本処理を終了する。

これに対し、ＡＣＴＲＬ＞ＡＣＣ４０、または／および、ＡＣＣＳＴ＞ＡＣＣ４１であるときには、補機駆動制御量ＡＣＴＲＬが補機駆動量第２閾値ＡＣＣ４２より高いか否か、または／および、補機駆動状態ＡＣＣＳＴが補機駆動状態第２閾値ＡＣＣ４３より高いか否かを判定する。

ＡＣＴＲＬ＞ＡＣＣ４２、または／および、ＡＣＣＳＴ＞ＡＣＣ４３であるときには、ステップ４０３の判定ブロックへ進み、ＡＣＴＲＬ≦ ＡＣＣ４２、および／または、ＡＣＣＳＴ≦ＡＣＣ４３ のときには、ステップ４０７の判定ブロックへ進む。

ステップ４０３の判定ブロックへ進んだ場合には、エンジン回転数ＮＤＡＴＡが所定回転数Ｎ４３より高いか否か、または／および、エンジン負荷ＬＤＡＴＡが所定負荷Ｌ４４より高いか否かを判定する。

ＮＤＡＴＡ＞Ｎ４３、または／および、ＬＤＡＴＡ＞Ｌ４４であるときには、診断マスク設定を行ない（ステップ４０６）、本処理を終了する。

これに対し、ＮＤＡＴＡ≦Ｎ４３、および／または、ＬＤＡＴＡ≦Ｌ４４のときには、ステップ４０７の判定ブロックへ進む。

ステップ４０７の判定ブロックでは、エンジン回転数ＮＤＡＴＡが所定回転Ｎ４５より低いか否かを判定する。ＮＤＡＴＡ＜Ｎ４５であれば、診断マスク設定を行ない（ステップ４０６）、本処理を終了する。これに対し、ＮＤＡＴＡ≧Ｎ４５であれば、診断処理用診断判定値の第２補正設定を行ない（ステップ４０８）、本処理を終了する。

つぎに、コントロールユニット５１５において実行されるファーストアイドルリタード制御処理を、図７のタイムチャートを参照して説明する。

図７（ａ）は点火時期ＡＤＶＳ、図７（ｂ）はエンジン回転数ＮＤＡＴＡのタイムチャートである。

時点Ｔ７０でクランキングを開始し、時点Ｔ７１にてエンジン始動を開始後、時点Ｔ７２にてファーストアイドルリタード制御を開始し、時点Ｔ７３にてファーストアイドルリタード制御の診断判定を開始する。図７（ｂ）に示されているように、エンジン回転数ＮＤＡＴＡが当初上昇し、その後、通常制御の目標回転数に絞り込む。

図７（ａ）には、ファーストアイドルリタード制御点火遅角補正ＦＩＲＴＤを符号７０２で示しており、点火時期ＡＤＶＳの動作を符号７０１で示す。

ファーストアイドルリタード制御中、点火時期ＡＤＶＳが通常制御値（ＳＴＤＭＡＰ＋ ＡＤＶＳＨＯＳ）より遅角側に制御される。時点Ｔ７４以降は、ファーストアイドルリタード制御を徐々に終了し、通常制御に遷移する。ＣＡ００は上死点位置における点火時期、符号７１０はクランキング期間、符号７１１はファーストアイドル制御期間、符号７１２は通常点火制御期間を示す。

図８は、故障が発生しているときのタイムチャートである。このタイムチャートは、故障状態と補機負荷が同時発生の場合において、従来の故障検出の仕方で故障が正しくできない例を示す。

図８（ａ）は点火時期ＡＤＶＳ、図８（ｂ）はエンジン回転数ＮＤＡＴＡ、図８（ｃ）は故障判定用診断タイマ動作、図８（ｄ）は外部補機スイッチのオン／オフ信号Ｓａのタイムチャートであり、ＡＤＶＳ、ＦＩＲＴＤ各々の実際の動作を実線で示しており、望ましい動作を断続線で示す。

ファーストアイドルリタード制御の診断では、エンジン回転数ＮＤＡＴＡが閾値ＮＦＩＲＴＤより高い状態が所定時間継続した時、故障と判定している。

図８に示すように、時点Ｔ７０でクランキングを開始し、時点Ｔ７１にてエンジン始動を開始後、時点Ｔ７２にてファーストアイドルリタード制御を開始し、時点Ｔ７３にてファーストアイドルリタード制御の診断判定を開始するが、図８（ａ）に符号８０２で示すように、ファーストアイドルリタード制御の点火遅角補正ＦＩＲＴＤが期待の動作をせず、点火時期ＡＤＶＳがファーストアイドルリタード動作をしない。

このため、ファーストアイドルリタード制御の診断では、エンジン回転数ＮＤＡＴＡの動作が閾値ＮＦＩＲＴＤを下回らないはずのため、故障を検出するはずである。

例えば、図８（ｃ）の故障判定用診断タイマが時点Ｔ７３から故障判定を開始する。しかし、診断中に、図８（ｄ）で示すように、時点Ｔ８０に外部補機駆動要求が発生すると、エンジン回転数ＮＤＡＴＡが変動し、故障判定が正常にできなくなる。例えば、故障確定時間ＦＩＲＣＮＧＴＭ経過前に時点Ｔ８２において補機駆動による回転数変動のため、図８（ｃ）の故障判定用診断タイマが初期状態に戻り、実際は故障状態であるにも拘わらず、故障判定ができない。

図９は故障が発生しているときのタイムチャートであり、このタイムチャートは、故障状態と補機負荷が同時発生の場合において、故障検出を正確に行なえる例を示す。

図９（ａ）は点火時期ＡＤＶＳ、図９（ｂ）はエンジン回転数ＮＤＡＴＡ、図９（ｃ）は故障判定用診断タイマ動作、図９（ｄ）は外部補機スイッチのオン／オフ信号Ｓａ、図９（ｅ）は補機の駆動状態信号Ｓｄのタイムチャートであり、ＡＤＶＳ、ＦＩＲＴＤ各々の実際の動作を実線で示しており、望ましい動作を断続線で示す。

時点Ｔ７０ でクランキングを開始し、時点Ｔ７１にエンジン始動を開始後、時点Ｔ７２にてファーストアイドルリタード制御を開始し、時点Ｔ７３にてファーストアイドルリタード制御の診断判定を開始する。時点Ｔ８０にて外部補機駆動要求が発生し、時点Ｔ９０にて補機駆動状態信号１５３が‘０’より高くなる。そして、時点Ｔ８１にて外部補機駆動要求がオフされる。

時点Ｔ９０までは図６のステップ４００の判定ブロックの判定結果が‘ＮＯ’であり、時点Ｔ７３から時点Ｔ９０までの間、通常の診断処理が行なわれ、図９（ｃ）の故障判定用診断タイマが動作する。

時点Ｔ９０で、図６のステップ４００の判定ブロックの判定結果が‘ＹＥＳ’となり、時点Ｔ９０における補機駆動状態信号Ｓｄ（ＡＣＣＳＴ）が第１閾値ＡＣＣ４１および第２閾値ＡＣＣ４３より高いので、次に、図６のステップ４０１の判定ブロックおよびステップ４０２の判定ブロックの判定結果とも‘ＹＥＳ’となる。

時点Ｔ９０におけるエンジン回転数ＮＤＡＴＡが閾値Ｎ４３より低く且つ閾値Ｎ４５より高いので、図６ステップ４０３の判定ブロック４０３の判定結果が‘ＮＯ’となり、ステップ４０７の判定ブロックの判定結果が‘ＹＥＳ’となる。

よって、時点Ｔ９０において、診断をマスクする設定にし、図８（ｃ）に示す故障判定用タイマを初期状態に戻す。この状態が時点Ｔ９１まで継続する。

時点Ｔ９０に対し、時点Ｔ９１における、図６のステップ４００、４０１、４０３の判定ブロックの判定結果が変わらず、エンジン回転数ＮＤＡＴＡが閾値４５より高くなるので、図６のステップ４０７の判定ブロックの結果が‘ＮＯ’となる。

よって、時点Ｔ９１において、診断値補正設定として、診断判定用エンジン回転数閾値をＮＦＩＲＴＤ → ＮＦＩＲＴＤ１に変更した状態で診断を行なう。

時点Ｔ９１以降は、補機負荷を考慮した閾値ＮＦＩＲＴＤ１を用いた診断が行なえるため、図８（ｃ）で示す故障判定用診断タイマが正常にカウントダウン動作でき、ＦＩＲＣＮＧＴＭ時間経過後、時点Ｔ９２にてファーストアイドルリタード制御が故障していると判定される。

以上に説明したように、排気浄化性能向上制御であるファーストアイドルリタード制御の診断に関する判定値が正常範囲にある状態及び／または正常範囲にあることを確定した状態において、排気浄化性能向上制御の診断を行なうことができるので、補機負荷によるエンジン回転数変動が発生した場合でも、誤診断を防止することができ、排気悪化の可能性を回避できる。

本発明によるエンジン制御装置は、他の実施の形態として、補機５３１の負荷状態および／またはエンジンの運転状態に基づいて、判定用補正設定処理部２０２による診断内容補正と、診断マスク設定処理部２０３による診断マスクと、補機駆動制御量制限手段３０２による補機駆動制限を選択してもよい。

換言すると、補機５３１の負荷状態および／またはエンジンの運転状態に応じて、判定用補正設定処理部２０２、診断マスク設定処理部２３０、補機駆動制御量制限手段３０２の何れかを優先的に動作させ、他を禁止する選択処理を行う。

この実施形態のファーストアイドルリタード制御の診断に関係する処理フローを、図１０に示されているフローチャートを参照して説明する。
６の補機駆動制御量制限手段、の何れかを、エンジン運転条件に応じて、優先で行ない、他方を禁止する選択処理について説明する。

一連の処理は一定周期（例えば１０ｍｓ）で実行し、ステップ４０４あるいはステップ１００３の処理ブロックで処理を終了する。

まず、補機５３１を外部補機スイッチ１０７から駆動する要求があるか否かを判定する（ステップ１０００）。補機５３１を駆動する要求がない場合には、通常診断処理に遷移し（ステップ４０４）、本処理を終了する。

これに対し、補機５３１を駆動する要求がある場合には、エンジン５０７の冷機状態判定として、エンジン水温ＴＷＮが所定温度閾値ＴＷ１０より低いか否かを判定する（ステップ１００１）。ＴＷＮ＜ＴＷ１０であるときには、診断手段１０５を優先するため補機駆動量制限制御を補機駆動制御量制限手段３０２により行ない（ステップ１００４）、ステップ１００２へ進む。

これに対し、ＴＷＮ≧ＴＷ１０のときには、通常の補機駆動制御処理に遷移し（ステップ１００３）、本処理を終了する。

ステップ１００２では、診断処理部２０４によるファーストアイドルリタード制御の診断処理が開始されていて、当該診断処理の開始後、所定時間Ｔ１００が経過したか否かを判定する。

、診断処理が開始でない、あるいは当該診断処理開始したが開始後、所定時間Ｔ１００が経過していない場合には、ステップ１０００に戻る。これに対し、診断処理が開始され、かつ当該診断処理が開始されてから所定時間Ｔ１００を経過した場合には、通常の補機駆動制御に遷移し（ステップ１００３）、本処理を終了する。

上述の処理により、診断処理部２０４によるファーストアイドルリタード制御の診断処理に影響を及ぼす期間において、エンジン運転条件に応じて最適な処理を選択できる。

本発明による制御装置が適用される自動車用エンジン（内燃機関）の全体構成の一例を示す図。 本発明による制御装置が適用される自動車用エンジンのエンジン制御装置（コントロールユニット）の内部構成を示すブロック図。 本発明によるエンジン制御装置における触媒の排気浄化性能を向上させる制御およびその診断を行う手段ならびにそれらの関連手段の一つの実施形態を示すブロック図。 本発明によるエンジン制御装置における補機駆動手段の内部構成の一つの実施形態を示すブロック図。 本発明によるエンジン制御装置における排気浄化性能向上制御の診断手段の内部構成の一つの実施形態を示すブロック図。 本発明によるエンジン制御装置における排気浄化性能向上制御の診断処理の一つの実施形態を示すフローチャート。 本発明によるエンジン制御装置における排気浄化性能向上制御の動作を示すタイミングチャート。 排気浄化性能向上制御動作中に故障および補機負荷が発生した場合の動作を示すタイミングチャート。 本発明によるエンジン制御装置の適用例である排気浄化性能向上制御動作中に補機負荷が発生した場合の動作を示すタイミングチャート。 本発明によるエンジン制御装置の排気浄化性能向上制御の診断処理に関係する処理の他の実施形態を示すフローチャート。

符号の説明

１０１ イグニッションスイッチ
１０２ エンジン負荷検出処理部
１０３ ファーストアイドルリタード制御手段
１０４ 点火時期算出処理部
１０５ ファーストアイドルリタード制御の診断手段
１０６ 補機制御手段
１０７ 外部補機スイッチ
１１１ 回転数検出処理部
２０１ 診断方法選択手段
２０２ 診断判定用補正設定処理部
２０３ 診断マスク設定処理部
２０４ ファーストアイドルリタード制御の診断処理部
３０１ 補機駆動状態検出手段
３０２ 補機駆動制御量制限手段
３０３ 補機駆動制御手段
５０１ 吸気管
５０２ エアクリーナ
５０２ａ エアクリーナ入口部
５０３ エアフローセンサ
５０４ スロットルセンサ
５０５ スロットルボディ
５０５ａ 電制スロットル弁
５０６ コレクタ
５０７ エンジン
５０７ａ ピストン
５０７ｂ シリンダ
５０８ 点火プラグ
５０９ インジェクタ
５１０ 燃料ポンプ
５１１ 燃料ポンプ
５１２ 燃圧レギュレータ
５１３ 燃圧レギュレータ
５１４ 燃料タンク
５１５ コントロールユニット（エンジン制御装置）
５１６ クランク角センサ
５１７ カム軸センサ
５１８ 空燃比（Ａ／Ｆ）センサ
５１９ 排気管
５２０ 触媒
５２１ アクセル開度センサ（ＡＰＳ）
５２２ 点火コイル
５２３ 燃圧センサ
５２４ ＥＧＲ弁
５２５ 側路管
５２６ 電制スロットルアクチュエータ
５３１ 補機

Claims (9)

1. 内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置であって、
   前記排気浄化性能向上制御手段を診断する診断手段を有し、
   前記診断手段は、前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断処理部と、前記補機駆動制御手段が設定した補機制御量およびまたは前記補機駆動状態検出手段が検出した補機駆動状態に基いて前記診断処理部の判定内容を補正する診断判定用補正設定処理部とを有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置であって、
   前記排気浄化性能向上制御手段を診断する診断手段を有し、
   前記診断手段は、前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断処理部と、前記補機駆動制御手段が設定した補機制御量および／または前記補機駆動状態検出手段が検出した補機駆動状態に基いて補機負荷が前記診断処理部へ影響を及ぼす期間を決定し、当該期間に亘って前記診断処理部の診断をマスクする診断マスク設定処理部とを有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置であって、
   前記排気浄化性能向上制御手段を診断する診断手段を有し、
   前記診断手段は、前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断処理部と、前記補機駆動制御手段が設定した補機制御量および／または前記補機駆動状態検出手段が検出した補機駆動状態に基いて補機負荷が前記診断処理部へ影響を及ぼす期間を決定し、当該期間に亘って前記診断処理部の診断をマスクする診断マスク設定処理部と、
   前記補機の負荷状態および／または前記内燃機関の運転状態に基づいて前記判定用補正設定処理部による診断内容補正と前記診断マスク設定処理部による診断マスクを選択する診断方法選択処理部と、
   を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置であって、
   前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断手段と、
   前記補機の負荷が前記診断手段へ影響を及ぼす期間は前記補機の駆動を制限する補機駆動制御量制限手段と、
   を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 内燃機関の排気浄化性能を向上させる制御を行う排気浄化性能向上制御手段と、補機制御量を設定して補機の駆動を制御する補機駆動制御手段および／または前記補機の駆動状態を検出する補機駆動状態検出手段とを有する内燃機関の制御装置であって、
   前記排気浄化性能向上制御手段が正常に機能しているか否かを判定する診断処理部と、前記補機駆動制御手段が設定した補機制御量および／または前記補機駆動状態検出手段が検出した補機駆動状態に基いて補機負荷が前記診断処理部へ影響を及ぼす期間を決定し、当該期間に亘って前記診断処理部の診断をマスクする診断マスク設定処理部とを含む診断手段と、
   前記補機の負荷が前記診断手段へ影響を及ぼす期間は前記補機の駆動を制限する補機駆動制御量制限手段とを有し、
   前記補機の負荷状態および／または前記内燃機関の運転状態に基づいて前記判定用補正設定処理部による診断内容補正と前記診断マスク設定処理部による診断マスクと前記補機駆動制御量制限手段による補機駆動制限を選択することを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 前記判定用補正設定処理部は、（ｉ）診断正常・異常判定に関する閾値、（ii）診断正常・異常判定に関する前記診断処理部が検出した検出値の少なくとも何れかを補正することを特徴とする請求項１、３、５の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記診断マスク設定処理部は、少なくとも、（ｉ）前記補機の駆動開始からの所定期間、（ii）前記補機の駆動停止時からの所定期間、（iii）前記補機駆動中の期間のうちの少なくとも何れか一つの期間に亘って前記診断処理部の診断をマスクすることを特徴とする請求項２、３、５の何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記補機駆動制御量制限手段は、（ｉ）前記補機の駆動開始からの所定期間、（ii）前記補機の駆動停止時からの所定期間、（iii）前記補機駆動中の期間のうちの少なくとも何れか一つの期間に亘って前記補機の駆動を制限することを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の制御装置。
9. 前記補機駆動制御量制限手段による前記補機の駆動制限は、（ｉ）補機駆動させないこと、（ii）補機の駆動を徐々に駆動させること、（iii）補機の制御量を限定すること、あるいは（ｉ）〜（iii）の組合せであることを特徴とする請求項４又は５に記載の内燃機関の制御装置。

Images