JP5278054B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に配置された触媒の暖機を促進させる触媒暖機制御の診断を行うことが可能な内燃機関の制御装置に関するものである。

排出ガス中のエミッションを低減するために、点火時期遅角制御やエンジン回転数増加制御によって、エンジンの排気通路に配置された触媒の暖機を促進する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平８−３５４１８号公報

上記の技術では、点火時期遅角制御やエンジン回転数増加制御に異常が発生すると、触媒の暖機が適切に促進されず、排出ガス中のエミッションを十分に低減することができないおそれがあるという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、排出ガス中のエミッションの低減を図ることが可能な内燃機関の制御装置を提供することである。

本発明は、内燃機関を一定トルクで制御する場合に、吸入空気量に対する回転数の比が第１の閾値以上となった場合に、触媒暖機制御において点火時期遅角制御に異常が発生していると判定し、吸入空気量に対する回転数の比が第２の閾値以下となった場合に、触媒暖機制御において回転数増加制御に異常が発生していると判定することによって上記課題を解決する。

本発明によれば、触媒暖機制御に発生した異常時を早期に検出してエミッションの排出を抑制することができるので、排気ガス中のエミッションの低減を図ることができる。

図１は、本発明の第１実施形態におけるエンジンシステムの全体構成を示すブロック図である。 図２は、トルク一定制御における吸入空気量と点火時期との関係を示すグラフである。 図３は、トルク一定制御における吸入空気量とエンジン回転数との関係を示すグラフである。 図４は、本発明の第１実施形態における触媒暖機制御の診断処理を示すフローチャートである。 図５は、本発明の第１実施形態における第１の診断パラメータの時間推移の一例を示すグラフである。 図６は、本発明の第１実施形態における第１及び第２の閾値の設定理由を説明するためのグラフである。 図７は、本発明の第２実施形態における触媒暖機制御の診断処理を示すフローチャートである。 図８は、本発明の第２実施形態における第２の診断パラメータの時間推移の一例を示すグラフである。 図９は、本発明の第３実施形態における触媒暖機制御の診断処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、後述する第１〜第３実施形態に共通するエンジンシステムを最初に説明し、そのあとに各実施形態について説明する。

図１は本発明の実施形態におけるエンジンシステムを示す図、図２はトルク一定制御における吸入空気量と点火時期との関係を示すグラフ、図３はトルク一定制御における吸入空気量とエンジン回転数との関係を示すグラフである。

なお、本実施形態では、エンジン１０としては、燃料を吸気ポート内に噴射するマルチポイント・インジェクションタイプ（ＭＰＩ）のガソリンエンジンを例にとって説明するが、燃料を燃焼室内に直接噴射する筒内直接噴射型のエンジンであってもよい。また、図１は一つの気筒のみを図示しており、気筒数は特に限定されない。

エンジン１０の吸気通路１１１には、エアフィルタ１１２、エアフローメータ１１３、スロットルバルブ１１４、及びコレクタ１１５が設けられている。

エアフローメータ１１３は、吸気通路１１１内に吸入された空気の量（吸入空気量）を検出し、その検出信号をＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）６０に出力する。エアフローメータ１１３の具体例としては、たとえば、ホットフィルム式、ホットワイヤ式、カルマン渦式或いはベーン式のエアフローメータを例示することができる。

吸入空気量を制御するスロットルバルブ１１４には、当該スロットルバルブ１１４の開度を調整するＤＣモータ等のアクチュエータ１１６が設けられている。このスロットルバルブアクチュエータ１１６は、運転者のアクセルペダル操作量等に基づいて演算される要求トルクを達成するように、ＥＣＵ６０からの駆動信号に基づいてスロットルバルブ１１４の開度を電子制御する。また、スロットルバルブ１１４の開度を検出するスロットル開度センサ１１７が設けられており、その検出信号はＥＣＵ６０に出力される。なお、吸気通路１１１にスロットルバルブ１１４をバイパスするバイパス路を設けて、このバイパス路に、ＩＳＣＶ（Idle Speed Control Valve）を配置してもよい。

また、コレクタ１１５から各気筒に分岐した吸気ポート１１１ａに臨むようにインジェクタ１１８が設けられている。インジェクタ１１８は、ＥＣＵ６０において設定される駆動パルス信号によって開弁駆動され、図外の燃料ポンプから圧送されてプレッシャレギュレータにより調圧された燃料を吸気ポート１１１ａ内に噴射する。

シリンダ１１９と、当該シリンダ１１９内を往復移動するピストン１２０の冠面と、吸気バルブ１２１及び排気バルブが設けられたシリンダヘッドと、で囲まれる空間が燃焼室１２３を構成している。点火プラグ１２４は、各気筒の燃焼室１２３内に臨むようにシリンダヘッドに設けられ、ＥＣＵ６０からの点火信号に基づいて吸入混合気に対して点火を行う。

一方、エンジン１０の排気通路１２５には、空燃比センサ１２６、排気を浄化する排気浄化触媒１２７、及びマフラ１２８が設けられている。

空燃比センサ１２６は、排気中の特定成分、たとえば酸素濃度を検出することにより排気、ひいては吸気混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）を検出する。この空燃比センサ１２６は、ＥＣＵ６０に接続されており、検出信号をＥＣＵ６０に出力する。この空燃比センサ１２６は、リッチ・リーン出力する酸素センサであってもよいし、空燃比をリニアに広域に亘って検出する広域空燃比センサであってもよい。

排気浄化触媒１２７の具体例としては、ストイキ（理論空燃比、λ＝１、空気重量／燃料重量＝１４．７）近傍において排気ガス中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣを酸化すると共に、窒素酸化物ＮＯ_ｘの還元を行って排気ガスを浄化することのできる三元触媒や、排気ガス中の一酸化炭素ＣＯと炭化水素ＨＣの酸化を行う酸化触媒などを例示することができる。なお、排気を効率的に浄化するために、車輌の床下に排気浄化触媒を配置すると共に、排気マニホールド又はその近傍にも排気浄化触媒を配置してもよい。

エンジン１０のクランク軸１３０にはクランク角センサ１３１が設けられており、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ１３１から機関回転と同期して出力されるクランク単位角信号を一定時間カウントすることで、又は、クランク基準角信号の周期を計測することで、エンジン回転数ＮＲＰＭ［rpm］を検出する。

また、エンジン１０の冷却ジャケット１３２には水温センサ１３３が設けられている。この水温センサ１３３は、たとえばサーミスタから構成されており、冷却ジャケット１３２内の冷却水の水温Ｔｗを検出して、当該検出信号をＥＣＵ６０に出力する。

ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器、及び入出力インタフェース等を含んだマイクロコンピュータから構成されており、上述した各種センサ類が接続されている。なお、本実施形態におけるＥＣＵ６０が本発明における制御手段及び診断手段の一例に相当する。

このＥＣＵ６０は、センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて、燃料噴射制御（ＥＧＩ：Electronic Gasoline Injection）、点火時期制御（ＥＳＡ：Electronic Spark Advance）、及びアイドル回転数制御（ＩＳＣ：Idle Speed Control）等を実行する。

燃料噴射制御では、吸入空気量等に基づいて空燃比が最適となるような燃料の量を設定し、その量の燃料をインジェクタ１１８に噴射させる制御する。また、点火時期制御では、エンジン回転数等に基づいて最適な点火時期を設定し、当該点火時期で点火プラグ１２４を点火させる制御を行う。

本実施形態のアイドル回転数制御では、アイドル運転時において、エンジンが回転を維持することができるような一定のトルク（自立回転のみを要求するトルク）を維持できるように目標アイドル回転数を設定し、実際のエンジン回転数が当該目標アイドル回転数に収束するように、吸入空気量と点火時期をフィードバック制御する。

このようなアイドルトルクを一定とするアイドル回転数制御においては、１サイクル当たりの吸入噴射量ＴＰと点火時期ＡＤＶとの間に、図２に示すように、点火時期ＡＤＶが進角するほど吸入空気量ＴＰが大きく減少するような関係が成立している。一方、エンジン回転数ＮＲＰＭと吸入空気量ＴＰとの間には、図３に示すように、エンジン回転数ＮＲＰＭが高くなるほど吸入空気量ＴＰが緩やかに増加する関係が成立している。なお、図２及び図３において、点火時期ＡＤＶの変化に伴う吸入空気量ＴＰの変化量よりも、エンジン回転数ＮＲＰＭの変化に伴う吸入空気量ＴＰの変化量の方が小さくなっている。

また、本実施形態のＥＣＵ６０は、冷間始動時における排ガス中のエミッションの量を少なくするために、排気浄化触媒１２７の暖機を促進する触媒暖機制御を実行する。なお、エミッションとは、自動車排気ガス浄化分野では、排気ガス中に含まれるＣＯ、ＨＣ、ＮＯ_ｘを指し、本例のような冷間始動時におけるエミッションとしては主としてＨＣを意味する。

具体的には、この触媒暖機制御では、点火時期をＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）よりもリタード（遅角）させる制御（以下、単に点火時期遅角制御と称する。）や、エンジン回転数を高くする制御（以下、単に回転数増加制御とも称する。）を実行することで、排気浄化触媒１２７の暖機を促進させる。点火時期をリタードさせることで、燃焼効率が低下して排気浄化触媒１２７への排気の温度が高くなるので、排気浄化触媒１２７の暖機を促進することができる。また、エンジン回転数を高めることで、エンジンの燃焼間隔が短くなり、排気浄化触媒１２７への排気の量が多くなるので、排気浄化触媒１２７の暖機を促進することができる。なお、点火時期のリタードに伴ってエンジンのトルクが低下するので、触媒暖機制御中には、このトルク低下分を補うために吸入空気量を増加し、さらにこの吸入空気量の増加に伴って燃料噴射量も増加することとなる。

なお、本実施形態の触媒暖機制御において点火時期をリタードさせる制御が、本発明の点火時期遅角制御の一例に相当し、本実施形態の触媒暖機制御においてエンジン回転数を高める制御が、本発明の回転数増加制御の一例に相当する。

さらに、本実施形態におけるＥＣＵ６０は、上記のアイドル回転数制御と触媒暖機制御を実行している際に、触媒暖機制御を診断する機能を有している。以下に、触媒暖機制御の診断処理に関する具体例を第１〜第３実施形態で詳述する。

＜第１実施形態＞
図４は本実施形態における触媒暖機制御の診断処理を示すフローチャート、図５は本実施形態における第１の診断パラメータの時間推移の一例を示すグラフ、図６は本実施形態における第１及び第２の閾値の設定理由を説明するためのグラフである。

先ず、図４のステップＳ１００において、ＥＣＵ６０は診断許可条件が成立したか否かを判断する。ここで、診断許可条件の具体例としては、たとえば、(i)冷却水の温度Ｔｗが４０℃以下であること（Ｔｗ≦４０℃、すなわちエンジンが冷機状態であること）、(ii) アイドルトルクを一定とするアイドル速度制御を実行中であること、及び(iii)触媒暖機制御を実行中であること、を例示することができる。このステップＳ１００において診断許可条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ１００にてＮＯ）には本フローを終了する。

ステップＳ１００において診断許可条件が成立していると判断した場合（ステップＳ１００にてＹＥＳ）には、ステップＳ１１０において診断許可継続時間の計時を開始する。

次いで、ステップＳ１２０において、ＥＣＵ６０は、下記の式（１）式で示す第１の診断パラメータを算出する。

［第１の診断パラメータ］＝ＮＲＰＭ／ＴＰ … （１）式

但し、上記の（１）式において、ＴＰは、エアフローメータ１１３によって検出される１サイクル当たりの吸入空気量であり、ＮＲＰＭは、クランク角センサ１３１によって検出されるエンジン回転数である。このステップＳ１２０において、ＥＣＵ６０は、図５に示すように、所定時間間隔毎に第１の診断パラメータを逐次演算し、その第１の診断パラメータを時系列に従ってメモリ（不図示）に記憶する。

次いで、ステップＳ１３０において、診断許可継続時間が所定時間ｔを経過したか否かを判断する。ここで診断許可継続時間が所定時間ｔを経過していない場合（ステップＳ１３０にてＮＯ）には、ステップＳ１２０における第１の診断パラメータの演算を継続する。所定時間ｔに亘って第１の診断パラメータを演算することで、触媒暖機制御の診断の精度向上を図ることができる。一方、診断許可継続時間が所定時間を経過している場合（ステップＳ１３０にてＹＥＳ）には、ステップＳ１４０に移行する。なお、所定時間ｔは、たとえば、触媒暖機制御の継続時間に合わせて１０秒である。

ステップＳ１４０では、ＥＣＵ６０は、第１の診断パラメータを第１の閾値ＴＨ１と比較することで、触媒暖機制御において点火時期遅角制御に異常が発生しているか否かを判定する。

ここで、点火時期遅角制御に異常が発生している場合には、図２及び図３に示すように、点火時期の進角化に伴って吸入空気量ＴＰが大きく減少するのに対して、エンジンの回転は正常であるのでエンジン回転数ＮＲＰＭの変化は小さいため、第１の診断パラメータは全体として数値が大きくなる傾向がある。また、一般的に排気ガス中のエミッションの量は排気浄化触媒１２７への排気の温度が低下するほど増加するが、点火時期が進角化するほど、排気浄化触媒１２７への排気の温度の昇温効果が弱まるため、図６の一点鎖線で示すように、点火時期遅角制御に異常が発生した場合における第１の診断パラメータと排気浄化触媒１２７への排気温度との間には、排気温度が低下するほど第１の診断パラメータが大きくなるという関係がある。以上の理由から、本実施形態のステップＳ１５０では、第１の診断パラメータが第１の閾値ＴＨ１以上であるか否かを判断することで、点火時期遅角制御に異常が発生しているか否かを判定する。なお、第１の閾値ＴＨ１は、図６に示すように、たとえば排気ガス中のエミッションの排出規制量に対応した排気温度Ｔによって規定される。

ステップＳ１４０にて第１の診断パラメータが第１の閾値ＴＨ１以上である（ＮＲＰＭ／ＴＰ≧ＴＨ１）と判断した場合（ステップＳ１４０にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ６０は、触媒暖機制御において点火時期遅角制御に異常が発生していると判定し、本フローを終了する。なお、ステップＳ１４０では、ステップＳ１２０においてメモリに記憶された第１の診断パラメータの時系列データの中で一つでも第１の閾値ＴＨ１以上となった場合には、点火時期遅角制御に異常が発生していると判定する。

一方、ステップＳ１４０にて第１の診断パラメータが第１の閾値ＴＨ１よりも小さい（ＮＲＰＭ／ＴＰ＜ＴＨ１）と判断した場合（ステップＳ１４０にてＮＯ）には、ステップＳ１６０において、第１の診断パラメータを第２の閾値ＴＨ２と比較することで、触媒暖機制御において回転数増加制御に異常が発生しているか否かを判定する。

ここで、回転数増加制御に異常が発生している場合には、エンジン回転数ＮＲＰＭが大きく減少するのに対して、図３に示すように、吸入空気量ＴＰはそれほど大きく減少しないので、第１の診断パラメータは全体として数値が小さくなる。また、排気ガス中のエミッションの量は排気浄化触媒１２７への排気の温度が低下するほど増加するが、エンジン回転数が低下するほど、排気浄化触媒１２７への排気の昇温効果が弱まるため、図６の二点鎖線で示すように、回転数増加制御に異常が発生した場合における第１の診断パラメータと排気浄化触媒１２７への排気温度との間には、排気温度が低下するほど第１の診断パラメータが小さくなるという関係がある。以上の理由から、本実施形態のステップＳ１６０では、第１の診断パラメータが第２の閾値ＴＨ２以下であるか否かを判断することで、回転数増加制御に異常が発生しているか否かを判定する。この第２の閾値ＴＨ２は、上述の第１の閾値ＴＨ１と同様に、図６に示すように、たとえば排気ガス中のエミッションの排出規制量に対応した排気温度Ｔによって規定される。

ステップＳ１６０において第１の診断パラメータが第２の閾値ＴＨ２以下である（ＮＲＰＴ／ＴＰ≦ＴＨ２）と判断した場合（ステップＳ１６０にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ６０は、触媒暖機制御において回転数増加制御に異常が発生していると判定し、本フローを終了する。なお、ステップＳ１６０では、ステップＳ１２０においてメモリに記憶された第１の診断パラメータの時系列データの中で一つでも第２の閾値ＴＨ２以下となった場合には、回転数増加制御に異常が発生していると判定する。

一方、ステップＳ１６０にて第１の診断パラメータが第２の閾値ＴＨ２よりも大きい（ＮＲＰＴ／ＴＰ＞ＴＨ２）と判断した場合（ステップＳ１６０にてＮＯ）には、ステップＳ１８０において、ＥＣＵ６０は、触媒暖機制御が正常であると判定する。

ステップＳ１５０又はステップＳ１７０において、触媒暖機制御に異常があると判定した場合には、たとえばインストルメントパネルのエンジンチェックランプを点灯させることで、運転者にメンテナンス等を促す。

以上のように、本実施形態では、吸入空気量ＴＰとエンジン回転数ＮＲＰＭとの比（ＮＲＰＭ／ＴＰ）に基づいて、触媒暖機制御が正常か否かを判定することによって、触媒暖機制御に発生した異常を早期に検出してエミッションの排出を抑制することができるので、排気ガス中のエミッションの低減を図ることができる。

また、本実施形態では、トルクを一定とするアイドル速度制御において、第１の診断パラメータＮＲＰＭ／ＴＰが第１の閾値ＴＨ１以上となった場合に、点火時期遅角制御に異常が発生していると判定し、第１の診断パラメータＮＲＰＭ／ＴＰが第２の閾値ＴＨ２以下となった場合に、回転数増加制御に異常が発生していると判定するので、触媒暖機制御の診断において点火時期遅角制御の異常と回転数増加制御の異常とを個別に検出することができ、触媒暖機制御に発生している異常の原因を特定することができる。

さらに、本実施形態では、点火時期を含まない第１の診断パラメータＮＲＰＭ／ＴＰを用いて、点火時期遅角制御の異常を検出することができる。

＜第２実施形態＞
図７は本実施形態における触媒暖機制御の診断処理を示すフローチャート、図８は本実施形態における第２の診断パラメータの時間推移の一例を示すグラフである。

先ず、図７のステップＳ２００において、ＥＣＵ６０は診断許可条件が成立したか否かを判断する。なお、診断許可条件の具体例としては、第１実施形態で説明した(i)〜(iii)を例示することができる。このステップＳ２００において診断許可条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ２００にてＮＯ）には本フローを終了する。

ステップＳ２００において診断許可条件が成立していると判断した場合（ステップＳ２００にてＹＥＳ）には、ステップＳ２１０において診断許可継続時間の計時を開始する。

次いで、ステップＳ２２０においてＥＣＵ６０は、下記の（２）式で示す第２の診断パラメータを算出する。

［第２の診断パラメータ］＝Σ（ＴＰ／ＡＤＶ）×ＲＥＦＣＮＴ … （２）式

但し、上記の（２）式において、ＴＰは、エアフローメータ１１３によって検出される１サイクル当たりの吸入空気量である。ＡＤＶは、ＥＣＵ６０から点火プラグ１２４に指示される点火時期であり、点火時期が進角化するほど大きくなる角度値［deg］である。また、ＲＥＦＣＮＴは、クランク角センサ１３１による検出信号から算出される単位時間当たりの点火数である。上記の（２）式では、（ＴＰ／ＡＤＶ）×ＲＥＦＣＮＴの所定時間ｔにおける総和（すなわち、１サイクル当たりの比率ＴＰ／ＡＤＶを所定時間ｔにおける総点火数で積分した値）を算出している。

次いで、ステップＳ２３０において、ＥＣＵ６０は、診断許可継続時間が所定時間ｔを経過したか否かを判断する。ここで診断許可継続時間が所定時間ｔを経過していない場合（ステップＳ２３０にてＮＯ）には、ステップＳ２２０における第２の診断パラメータの演算を継続する。一方、診断許可継続時間が所定時間ｔを経過している場合（ステップＳ２３０にてＹＥＳ）には、ステップＳ２４０に移行する。なお、所定時間ｔは、第１実施形態と同様に、たとえば、触媒暖機制御の継続時間に合わせて１０秒である。

ステップＳ２４０では、ＥＣＵ６０は、第２の診断パラメータを第４の閾値ＴＨ４と比較することで、触媒暖機制御において点火時期遅角制御に異常が発生しているか否かを判定する。

ここで、点火時期遅角制御に異常が発生している場合には、図２及び図３に示すように、エンジン回転数の変化は小さいが、点火時期ＡＤＶが進角化することで大きくなると共に吸入空気量ＴＰが減少するため、図８に示すように、第２の診断パラメータは、全体としてその数値が、回転数増加制御の異常の場合よりも小さくなる傾向がある。また、排気ガス中のエミッションの量は排気浄化触媒１２７への排気の供給熱量が減少するほど増加するが、吸入空気量ＴＰは、排気浄化触媒１２７への排気の量に相関があり、点火時期ＡＤＶは、排気浄化触媒１２７への排気の温度に相関があり、結果的に第２の診断パラメータは排気浄化触媒１２７への供給熱量に相関がある。以上のような理由から、本実施形態のステップＳ２４０では、図８に示すように、第２の診断パラメータが第４の閾値ＴＨ４以下であるか否かを判断することで、点火時期遅角制御に異常が発生しているか否かを判定する。なお、第４の閾値ＴＨ４は、たとえば排気ガス中のエミッションの排出規制量に対応するように設定される。

ステップＳ２４０にて第２のパラメータが第４の閾値ＴＨ４以下である（Σ（ＴＰ／ＡＤＶ）×ＲＥＦＣＮＴ≦ＴＨ４）と判断した場合（ステップＳ２４０にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ６０は、触媒暖機制御において点火時期遅角制御に異常が発生していると判定し、本フローを終了する。

一方、ステップＳ２４０にて第２の診断パラメータが第４の閾値ＴＨ４よりも大きい（Σ（ＴＰ／ＡＤＶ）×ＲＥＦＣＮＴ＞ＴＨ４）と判断した場合（ステップＳ２４０にてＮＯ）には、ステップＳ２６０において、第２の診断パラメータを第３の閾値ＴＨ３と比較することで、触媒暖機制御において回転数増加制御に異常が発生しているか否かを判定する。

ここで、回転数増加制御に異常が発生している場合には、エンジン回転数の低下に伴って単位時間当たりの点火数ＲＥＦＣＮＴが低下するのに対し、図２及び図３に示すように、吸入空気量ＴＰや点火時期ＡＤＶの変化は小さいため、図８に示すように、第２の診断パラメータは全体として数値が小さくなる傾向がある。また、排気ガス中のエミッションの量は排気浄化触媒１２７への排気の供給熱量が減少するほど増加するが、上述のように第２の診断パラメータは排気浄化触媒１２７への供給熱量に相関がある。以上のような理由から、本実施形態のステップＳ２６０では、図８に示すように、第２の診断パラメータが、第３の閾値ＴＨ３以下であるか否かを判断することで、回転数増加制御に異常が発生しているか否かを判定する。なお、第３の閾値ＴＨ３は、たとえば排気ガス中のエミッションの排出規制量に対応するように設定される。

ステップＳ２６０にて第２の診断パラメータが第３の閾値ＴＨ３以下である（Σ（ＴＰ／ＡＤＶ）×ＲＥＦＣＮＴ≦ＴＨ３）と判断した場合（ステップＳ２６０にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ６０は、触媒暖機制御において回転数増加制御に異常が発生していると判定し、本フローを終了する。なお、第２の診断パラメータが第４の閾値ＴＨ４以下である場合、エンジン回転数の低下を含む場合もあるが、排気ガス中のエミッションに与える影響は小さいので、点火時期遅角制御にのみ異常が発生しているとみなすことができる。

一方、ステップＳ２６０にて第２の診断パラメータが第３の閾値ＴＨ３よりも大きい（Σ（ＴＰ／ＡＤＶ）×ＲＥＦＣＮＴ＞ＴＨ３）と判断した場合（ステップＳ２６０にてＮＯ）には、ステップＳ２８０において、触媒暖機制御は正常であると判定する。

ステップＳ２５０又はＳ２７０において、触媒暖機制御に異常があると判定した場合には、たとえばインストルメントパネルのエンジンチェックランプを点灯させることで、運転者にメンテナンス等を促す。

以上のように、本実施形態では、点火時期ＡＤＶに対する吸入空気量ＴＰの比（ＴＰ／ＡＤＶ）に基づいて、触媒暖機制御が正常か否かを判定することによって、触媒暖機制御に発生した異常を早期に検出してエミッションの排出を抑制することができるので、排気ガス中のエミッションの低減を図ることができる。

また、本実施形態では、トルクを一定とするアイドル速度制御において、点火時期ＡＤＶに対する吸入空気量ＴＰの比（ＴＰ／ＡＤＶ）の所定時間ｔ内の積算値である第２の診断パラメータ（Σ（ＴＰ／ＡＤＶ）×ＲＥＦＣＮＴ）が第３の閾値ＴＨ３以下となり、且つ、前記第３の閾値よりも小さな第４の閾値より大きくなった場合に、回転数増加制御に異常が発生していると判定し、第２の診断パラメータが第４の閾値ＴＨ４以下となった場合に、点火時期遅角制御に異常が発生していると判定するので、触媒暖機制御の診断において回転数増加制御の異常と点火時期遅角制御の異常とを個別に検出することができ、触媒暖機制御に発生している異常の原因を特定することができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態における診断処理は、第１実施形態の診断処理と第２実施形態の診断処理とを組み合わせたものである。図９は本実施形態における触媒暖機制御の診断処理を示すフローチャートである。

先ず、図９のステップＳ３００においてＥＣＵ６０は診断許可条件が成立したか否かを判断し、次いでステップＳ３１０において診断許可継続時間の計時を開始する。なお、診断許可条件の具体例は、第１実施形態で説明した(i)〜(iii)と同様である。また、ステップＳ３００において診断許可条件が成立していないと判断した場合（ステップＳ３００にてＮＯ）には本フローを終了する。

次いで、ステップＳ３２０において、ＥＣＵ６０は、第１実施形態のステップＳ１２０で説明した第１の診断パラメータと、第２実施形態のステップＳ２２０で説明した第２の診断パラメータと、を演算する。

次いで、ステップＳ３３０において、診断許可継続時間が所定時間ｔを経過したか否かを判断する。ここで診断許可継続時間が所定時間ｔを経過していない場合（ステップＳ３３０にてＮＯ）には、ステップＳ３２０における第１及び第２の診断パラメータの演算を継続する。一方、診断許可継続時間が所定時間ｔを経過している場合（ステップＳ３３０にてＹＥＳ）には、ステップＳ３４０に移行する。

ステップＳ３４０〜ステップＳ３８０では、第１実施形態のステップＳ１４０〜Ｓ１８０と同様に、第１の診断パラメータを第１の閾値ＴＨ１及び第２の閾値ＴＨ２とそれぞれ比較することで、触媒暖機制御において点火時期遅角制御や回転数増加制御に異常が発生しているか否か判定する。

次いで、ステップＳ３９０〜ステップＳ４３０において、第２実施形態のステップＳ２４０〜Ｓ２８０と同様に、第２の診断パラメータを第３の閾値ＴＨ３及び第４の閾値ＴＨ４とそれぞれ比較することで、触媒暖機制御において回転数増加制御や点火時期遅角制御に異常が発生しているか否かを判定する。

本実施形態では、ステップＳ３５０，Ｓ３７０，Ｓ４００及びＳ４２０において、触媒暖機制御に異常があると判定した場合には、たとえば車輌のインストルメントパネルのエンジンチェックランプを点灯させることで、運転者にメンテナンス等を促す。なお、第１の診断パラメータを用いた判定結果と、第２の診断パラメータを用いた判定結果とが相違する場合には、異常であった判定結果を優先する。

以上のように、本実施形態では、第１実施形態と同様に、吸入空気量ＴＰとエンジン回転数ＮＲＰＭとの比（ＮＲＰＭ／ＴＰ）に基づいて、触媒暖機制御が正常か否かを判定することによって、触媒暖機制御に発生した異常を早期に検出してエミッションの排出を抑制することができるので、排気ガス中のエミッションの低減を図ることができる。

また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、点火時期ＡＤＶに対する吸入空気量ＴＰの比（ＴＰ／ＡＤＶ）に基づいて、触媒暖機制御が正常か否かを判定することによって、触媒暖機制御に発生した異常を早期に検出してエミッションの排出を抑制することができるので、排気ガス中のエミッションの低減を図ることができる。

また、本実施形態では、第１実施形態と同様に、トルクを一定とするアイドル速度制御において、第１の診断パラメータＮＲＰＭ／ＴＰが第１の閾値ＴＨ１以上となった場合に、点火時期遅角制御に異常が発生していると判定し、第１の診断パラメータＮＲＰＭ／ＴＰが第２の閾値ＴＨ２以下となった場合に、回転数増加制御に異常が発生していると判定するので、触媒暖機制御の診断において点火時期遅角制御の異常と回転数増加制御の異常とを個別に検出することができ、触媒暖機制御に発生している異常の原因を特定することができる。

また、本実施形態では、第２実施形態と同様に、トルクを一定とするアイドル速度制御において、点火時期ＡＤＶに対する吸入空気量ＴＰの比（ＴＰ／ＡＤＶ）の所定時間ｔ内の積算値である第２の診断パラメータ（Σ（ＴＰ／ＡＤＶ）×ＲＥＦＣＮＴ）が第３の閾値ＴＨ３以下となり、且つ、前記第３の閾値よりも小さな第４の閾値より大きくなった場合に、回転数増加制御に異常が発生していると判定し、第２の診断パラメータが第４の閾値ＴＨ４以下となった場合に、点火時期遅角制御に異常が発生していると判定するので、触媒暖機制御の診断において回転数増加制御の異常と点火時期遅角制御の異常とを個別に検出することができ、触媒暖機制御に発生している異常の原因を特定することができる。

また、本実施形態では、第１実施形態と同様に、点火時期を含まない第１の診断パラメータＮＲＰＭ／ＴＰを用いて、点火時期遅角制御の異常を検出することができる。

さらに、本実施形態では、第１の診断パラメータを用いた診断と、第２の診断パラメータを用いた診断と、を行うので、触媒暖機制御の診断の精度向上を図ることができる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１０…エンジン
１１１…吸気通路
１１３…エアフローメータ
１２５…排気通路
１２７…排気浄化触媒
１３１…クランク角センサ
１３３…水温センサ
６０…ＥＣＵ

Claims (3)

1. 内燃機関を制御することで前記内燃機関の排気通路に配置された触媒の暖機を促進させる触媒暖機制御を行う制御手段と、
   前記触媒暖機制御の診断を行う診断手段と、を備えた内燃機関の制御装置であって、
   前記触媒暖機制御は、
   前記内燃機関の点火時期を遅角させる点火時期遅角制御と、
   前記内燃機関の回転数を増加させる回転数増加制御と、を含み、
   前記診断手段は、
   前記制御手段が前記内燃機関を一定トルクで制御する場合に、
   前記内燃機関への吸入空気量に対する前記回転数の比が第１の閾値以上となった場合に、前記触媒暖機制御において前記点火時期遅角制御に異常が発生していると判定し、
   前記吸入空気量に対する前記回転数の比が第２の閾値以下となった場合に、前記触媒暖機制御において前記回転数増加制御に異常が発生していると判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記診断手段は、前記制御手段が前記内燃機関を一定トルクで制御する場合に、前記吸入空気量と前記点火時期との比の所定期間に亘る積算値に基づいて、前記触媒暖機制御に発生している異常の原因を特定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項２記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記診断手段は、
   前記点火時期に対する前記吸入空気量の比の積算値が第３の閾値以下となり、且つ、前記第３の閾値よりも小さな第４の閾値より大きくなった場合に、前記触媒暖機制御において前記回転数増加制御に異常が発生していると判定し、
   前記点火時期に対する前記吸入空気量の比の積算値が、前記第４の閾値以下となった場合に、前記触媒暖機制御において前記点火時期遅角制御に異常が発生していると判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。

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