JP3822008B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

Description

【００２１】
ここで、ＩＦＩＲはＦＩＲＥモード時（及びＦＩＲＥモード終了直後の過渡状態のとき）に使用されるＦＩＲＥモード制御項、ＩＬＯＡＤはエンジン１に加わる電気負荷、空調装置のコンプレッサ負荷、パワーステアリング負荷などのオンオフあるいは自動変速機がインギヤか否かに応じて設定される負荷補正項、ＫＩＰＡ及びＩＰＡは共に大気圧ＰＡに応じて設定される大気圧補正係数及び大気圧補正項である。
【００２２】
図２及び３は、ＦＩＲＥモード及びＦＩＲＥモード終了直後においてＦＩＲＥモード制御項ＩＦＩＲの算出を行うメインルーチンのフローチャートである。このルーチンは、ＣＰＵ５ｂにおいてＴＤＣ信号パルスの発生に同期して実行される。
【００２３】
ステップＳ１１では図５に示すＦＩＲＥモード判別処理を実行する。ＦＩＲＥモード判別処理では、ＦＩＲＥモードへの移行またはＦＩＲＥモードの継続を許可すること「１」で示すＦＩＲＥモードフラグＦＦＩＲＥＯＮの設定などの処理が行われる。
ステップＳ１２では、ＦＩＲＥモードフラグＦＦＩＲＥＯＮが「１」であるか否かを判別し、ＦＦＩＲＥＯＮ＝０であってＦＩＲＥモードへの移行またはＦＩＲＥモードの継続が許可されていないときは、ステップＳ２６（図３）に進み、ＦＦＩＲＥＯＮ＝１であってＦＩＲＥモードへの移行またはＦＩＲＥモードの継続が許可されているときは、ＦＩＲＥモード終了直後の過渡制御実行中であることを「１」で示す過渡制御フラグＦＦＩＲＱＵＩＴを「０」に設定し（ステップＳ１３）、図７に示すＩＦＩＲ算出サブルーチンを実行する（ステップＳ１４）。そして、ステップＳ１４で算出されたＦＩＲＥモード制御項ＩＦＩＲが、エンジン水温ＴＷに応じて設定されるエンジン水温制御項ＩＴＷ（エンジン水温制御項ＩＴＷは、ＦＩＲＥモード以外のアイドル運転中などにおいて補助空気制御弁１８の制御に使用される制御項である）から下限値設定用所定値ＤＩＦＩＲＬ（例えば空気量１００リットル／ｍｉｎに相当する値）を減算した下限値（ＩＴＷ−ＤＩＦＩＲＬ）以下か否かを判別し（ステップＳ１５）、ＩＦＩＲ＞ＩＴＷ−ＤＩＦＩＲＬであるときは、直ちに、またＩＦＩＲ≦ＩＴＷ−ＤＩＦＩＲＬであるときは、ＦＩＲＥモード制御項ＩＦＩＲをその下限値（ＩＴＷ−ＤＩＦＩＲＬ）に設定して（ステップＳ１６）、本処理を終了する。
【００２４】
図３のステップＳ２６では、エンジン水温制御項ＩＴＷが、上限初期値ＩＦＩＲＩＮＩＨ（例えば吸入空気量６００リットル／ｍｉｎ相当の値）より小さいか否かを判別し、ＩＴＷ＜ＩＦＩＲＩＮＩＨであるときは、図７のステップＳ６４で使用する初期値ＩＦＩＲＩＮＩをエンジン水温制御項ＩＴＷに設定する一方（ステップＳ２７）、ＩＴＷ≧ＩＦＩＲＩＮＩＨであるときは、初期値ＩＦＩＲＩＮＩを上限初期値ＩＦＩＲＩＮＩＨに設定する（ステップＳ２８）。
【００２５】
続くステップＳ２９では、図７のステップＳ６３で更新され、ステップＳ６５で使用される減算補正値ＩＦＩＲＤＥＣを「０」に設定し、次いで過渡制御フラグＦＦＩＲＱＵＩＴが「１」か否かを判別し（ステップＳ３１）、ＦＦＩＲＱＵＩＴ＝１であって過渡制御中は、直ちにステップＳ３５に進む。またＦＦＩＲＱＵＩＴ＝０であって過渡制御中でないときは、前回ＦＩＲＥモードフラグＦＦＩＲＥＯＮが「１」であったか否かを判別し（ステップＳ３２）、前回ＦＦＩＲＥＯＮ＝１であってＦＩＲＥモード終了直後であるときは、過渡制御フラグＦＦＩＲＱＵＩＴを「１」に設定して（ステップＳ３３）、ステップＳ３５に進む。
【００２６】
ステップＳ３２で前回ＦＦＩＲＥＯＮ＝０であったときは、図５のステップＳ５０でインクリメントされ、ＦＩＲＥモードの継続回数をカウントするＦＩＲＥモードオンカウンタＣＦＩＲＯＮを「０」に設定すると共に（ステップＳ３４）、過渡制御フラグＦＦＩＲＱＵＩＴを「０」に設定して（ステップＳ３９）、本処理を終了する。
【００２７】
ステップＳ３５では、点火時期ＩＧＬＯＧの遅角補正項ＩＧＦＰＩが、過渡制御の終了判定用閾値ＩＧＦＰＩＱＨ（例えば−３度）より大きいか否かを判別し、ＩＧＦＰＩ＞ＩＧＦＰＩＱＨであって遅角補正量ＩＧＦＰＩの絶対値が小さい（遅角量が小さい）ときは、過渡制御を終了すべく前記ステップＳ３９に進む。
【００２８】
ステップＳ３５でＩＧＦＰＩ≦ＩＧＦＰＩＱＨであるときは、エンジン水温ＴＷに応じて図４に示すＤＦＩＲＱＵテーブルを検索し、過渡制御減算値ＤＦＩＲＱＵを算出する（ステップＳ３６）。ＤＦＩＲＱＵテーブルは、エンジン水温ＴＷが増加するほど過渡制御減算値ＤＦＩＲＱＵが減少するように設定されており、同図中のＤＦＩＲＱＵｍａｘ，ＤＦＩＲＱＵｍｉｎ及びＴＷＤＦ０，ＴＷＤＦ１は、それぞれ例えば吸入空気量５リットル／ｍｉｎ相当の値，２リットル／ｍｉｎ相当の値、及び２８℃，６２℃に設定される。
【００２９】
続くステップＳ３７では、ＦＩＲＥモード制御項ＩＦＩＲを過渡制御減算値ＤＦＩＲＱＵだけデクリメントし、次いでＦＩＲＥモード制御項ＩＦＩＲがエンジン水温制御項ＩＴＷから下限値設定用所定値ＤＩＦＩＲＬを減算して得られる下限値以下か否かを判別し（ステップＳ３８）、ＩＦＩＲ＞ＩＴＷ−ＤＩＦＩＲＬであるときは直ちに、またＩＦＩＲ≦ＩＴＷ−ＤＩＦＩＲＬであるときは、前記ステップＳ３９を実行して、本処理を終了する。
【００３０】
以上のように図３に示す処理では、ＦＩＲＥモード制御項ＩＦＩＲの初期値ＩＦＩＲＩＮＩの設定（ステップＳ２６〜Ｓ２８）、ＦＩＲＥモード終了直後の過渡制御（ステップＳ３１〜Ｓ３８）、及び後述する制御で使用するパラメータの初期化（ステップＳ２９，Ｓ３４）が実行される。過渡制御により、ＦＩＲＥモードで増加した吸入空気量が、徐々に通常制御の値に戻される。
【００３１】
図５は、図２のステップＳ１で実行されるＦＩＲＥモード判別処理のフローチャートであり、ステップＳ４１では、指定された故障が既に検知されているか否かを判別し、検知されていなければエンジン１が始動中（クランキング中）であるか否かを判別する（ステップＳ４２）。ステップＳ４１またはＳ４２の答が肯定（ＹＥＳ）のときは、エンジン水温ＴＷに応じて図６（ａ）に示すＴＦＩＲＥＮＤテーブルを検索し、後述するステップＳ４６で参照されるＦＩＲＥモード終了時間ＴＦＩＲＥＮＤを算出する（ステップＳ４３）。ＴＦＩＲＥＮＤテーブルは、エンジン水温ＴＷが高くなるほどＦＩＲＥモード終了時間ＴＦＩＲＥＮＤが短くなるように設定されており、図中のＴＦＩＲＥＮＤｍａｘ及びＴＦＩＲＥＮＤｍｉｎは、それぞれ例えば５０秒及び２秒に設定され、ＴＷ０及びＴＷ１はそれぞれ例えば−１０℃及び７５℃に設定される。
【００３２】
続くステップＳ４４では、ＦＩＲＥモードを終了すべきことを「１」で示す終了フラグＦＦＩＲＥＮＤを「０」に設定し、次いでＦＩＲＥモードフラグＦＦＩＲＥＯＮを「０」設定して（ステップＳ５６）、本処理を終了する。
ステップＳ４１及びＳ４２の答が共に否定（ＮＯ）であるときは、終了フラグＦＦＩＲＥＮＤが「１」であるか否かを判別し（ステップＳ４５）、ＦＦＩＲＥＮＤ＝１であるときは、直ちに前記ステップＳ５６に進む一方、ＦＦＩＲＥＮＤ＝０であるときは、始動完了時点（クランキング終了時点）からの経過時間を計測するアップカウントタイマＴＭ２０ＴＣＲの値がステップＳ４３で算出したＦＩＲＥモード終了時間ＴＦＩＲＥＮＤを越えたか否かを判別する（ステップＳ４６）。そして、ＴＭ２０ＴＣＲ＞ＴＦＩＲＥＮＤであるときは、ＦＩＲＥモードを終了させるべく終了フラグＦＦＩＲＥＮＤを「１」に設定して（ステップＳ４８）、前記ステップＳ５６に進む。
【００３３】
ステップＳ４６でＴＭ２０ＴＣＲ≦ＴＦＩＲＥＮＤであるときは、終了フラグＦＦＩＲＥＮＤを「０」に設定し（ステップＳ４７）、エンジン回転数ＮＥが所定下限回転数ＮＥＦＩＲＬ（例えば７００ｒｐｍ）以上か否かを判別する（ステップＳ４９）。ＮＥ＜ＮＥＦＩＲＬであるときは、前記ステップＳ５６に進み、ＮＥ≧ＮＥＦＩＲＬであるときは、ＦＩＲＥモードオンカウンタＣＦＩＲＯＮを「１」だけインクリメントし（ステップＳ５０）、カウンタＣＦＩＲＯＮの値に応じて図６（ｂ）に示すＫＭＦＩＲテーブルを検索し、図７の処理で使用する継続時間補正係数ＫＭＦＩＲを算出する（ステップＳ５１）。ＫＭＦＩＲテーブルは、カウンタＣＦＩＲＯＮの値が増加するにしたがって補正係数ＫＭＦＩＲが増加し、カウンタＣＦＩＲＯＮの値がさらに増加すると補正係数ＫＭＦＩＲが減少するように設定されており、図中のＫＭＦＩＲｍａｘ、ＫＭＦＩＲｍｉｎ及びｎ１は、例えばそれぞれ２．６２５，１．０及び２０００に設定される。
【００３４】
続くステップＳ５２では、吸気温ＴＡに応じて図６（ｃ）に示すＫＴＡＦＩＲテーブルを検索し、図７の処理で使用する吸気温補正係数ＫＴＡＦＩＲを算出する。ＫＴＡＦＩＲテーブルは、吸気温ＴＡが増加ほど補正係数ＫＴＡＦＩＲが増加するように設定されており、図中のＫＴＡＦＩＲｍａｘ、ＫＴＡＦＩＲｍｉｎ及びＴＡ０，ＴＡ１は、例えばそれぞれ２．０，１．０及び−１０℃、８０℃に設定される。
【００３５】
続くステップＳ５３では、車速ＶＰが所定車速ＶＦＩＲＨ（例えば５ｋｍ／ｈ）以上か否かを判別し、ＶＰ＜ＶＦＩＲＨであるときは、エンジン１がアイドル状態にあることを「１」で示すアイドルフラグＦＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ５４）。そして、ＶＰ≧ＶＦＩＲＨであって車両走行中であるとき、またはＦＩＤＬＥ＝０であってアイドル状態でないときは、前記ステップＳ５６に進み、ＦＩＲＥモードフラグＦＦＩＲＥＯＮを「０」に設定する。一方、ＶＰ＜ＶＦＩＲＨでありかつエンジン１がアイドル状態にあるときは、ＦＩＲＥモードフラグＦＦＩＲＥＯＮを「１」に設定して（ステップＳ５５）、本処理を終了する。
【００３６】
図７は、図２のステップＳ１４におけるＩＦＩＲ算出サブルーチンのフローチャートであり、ステップＳ６１では、失火発生を検出しているか否かを判別する。失火発生は、クランク角３０°毎に発生するＣＲＫ信号パルスの発生間隔の変動に基づいて公知の手法で検出される。失火発生が検出されていないときは、点火時期ＩＧＬＯＧが、下限値ＩＧＬＧＧ（例えば−２０ｄｅｇ）に、はりつき判定値ＩＧＦＩＲＤＥＣ（例えば１度）を加算した値以上か否かを判別する（ステップＳ６２）。そして、失火が発生しておらず且つＩＧＬＯＧ≧ＩＧＬＧＧ＋ＩＧＦＩＲＤＥＣであるときは直ちに、また失火発生検出時またはＩＧＬＯＧ＜ＩＧＬＧＧ＋ＩＧＦＩＲＤＥＣであって点火時期ＩＧＬＯＧが下限値ＩＧＬＧＧ近傍に張り付いているときは、後述するステップＳ６５で使用される減算補正値ＩＦＩＲＤＥＣ（＜０）を所定量ＤＩＦＩＲＤＥＣだけデクリメントして（ステップＳ６３）、ステップＳ６４に進む。
【００３７】
ステップＳ６４では、下記式（４）により、ＦＩＲＥモード制御項ＩＦＩＲの基本値ＩＦＩＲＢＳを算出する。
ＩＦＩＲＢＳ＝ＩＦＩＲＩＮＩ×（１＋（ＫＭＦＩＲ−１）×ＫＴＡＦＩＲ）
（４）
ここで、ＫＭＦＩＲ及びＫＴＡＦＩＲは、図５のステップＳ５１及びＳ５２で算出された継続時間補正係数及び吸気温補正係数であり、ＩＦＩＲＩＮＩは、図３のステップＳ２７またはＳ２８で設定される初期値である。継続時間補正係数ＫＭＦＩＲは、時間経過（カウント値ＣＦＩＲＯＮの増加）に伴って、図６（ｂ）に示すように変化するので、基本的には、吸入空気量は、ＦＩＲＥモードの開始時点から徐々に増加し、その後徐々に減少し、次いでほぼ一定の値を維持するように制御される（図１５（ａ）参照）。
【００３８】
続くステップＳ６５では、ステップＳ６４で算出した基本値ＩＦＩＲＢＳにステップＳ６３で更新される減算補正値ＩＦＩＲＤＥＣを加算することにより、ＦＩＲＥモード制御項ＩＦＩＲを算出する。減算補正値ＩＦＩＲＤＥＣ（＜０）を加算することにより、失火発生検出時または点火時期ＩＧＬＯＧの下限値貼り付き時は、吸入空気量が減少方向に補正され、未燃燃料の排出量が増加すること、または点火時期ＩＧＬＯＧの遅角補正が不能となる（エンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥＦＩＲに一致させられなくなる）事態を回避することができる。
【００３９】
図８は、点火時期制御処理のフローチャートであり、この処理はＣＰＵ５ｂでＴＤＣ信号パルスの発生に同期して実行される。
ステップＳ７１では、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて基本点火時期ＩＧＭＡＰを算出し、次いで遅角補正項ＩＧＦＰＩ以外の補正項ＩＧＣＲを算出する（ステップＳ７２）。ステップＳ７３では、図９に示すフィードバック（ＦＢ）制御実施条件判断処理を実行する。この処理は、検出したエンジン回転数ＮＥがＦＩＲＥモード目標回転数ＮＥＦＩＲに一致するように点火時期を制御するフィードバック制御の実施条件を判定し、実施条件が成立するときフィードバック制御フラグＦＦＩＲＥＮＥＦＢを「１」に設定する。
【００４０】
ステップＳ７４では、フィードバック制御フラグＦＦＩＲＥＮＥＦＢが「１」であるか否かを判別し、ＦＦＩＲＥＮＥＦＢ＝０であるときは、遅角補正項ＩＧＦＰＩを「０」に設定する一方（ステップＳ７５）、ＦＦＩＲＥＮＥＦＢ＝１であって実施条件が成立するときは、エンジン回転数ＮＥに応じて遅角補正項ＩＧＦＰＩの設定を行うフィードバック制御を実行する（ステップＳ７６）。
ステップＳ７７では、前記式（２）により点火時期ＩＧＬＯＧを算出し、本処理を終了する。
【００４１】
図９は、図８のステップＳ７３において実行されるＦＢ制御実施条件判断処理のフローチャートである。ステップＳ９１では、ＦＩＲＥモードフラグＦＦＩＲＥＯＮが「１」であるか否かを判別し、ＦＦＩＲＥＯＮ＝０であってＦＩＲＥモードでないときは、過渡制御フラグＦＦＩＲＱＵＩＴが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１０３）。そして、ＦＦＩＲＱＵＩＴ＝０であって過渡制御中でもないときは、フィードバック制御フラグＦＦＩＲＥＮＥＦＢ及びフィードバック制御時の目標回転数を増加させないことを「１」で示す目標回転数フラグＦＮＯＥＮＥＦＩＲ（図１２，ステップＳ１３１参照）をともに「０」に設定して（ステップＳ１０５）、本処理を終了する。
【００４２】
ステップＳ１０３でＦＦＩＲＱＵＩＴ＝１であって過渡制御中であるときは、スロットル弁開度θＴＨが所定開度θＴＨＦＩＲ（例えば０．８８ｄｅｇ）以上か否かを判別する（ステップＳ１０４）。θＴＨ＜θＴＨＦＩＲであってスロットル弁がほぼ全閉状態にあるときは、直ちに本処理を終了し、θＴＨ≧θＴＨＦＩＲであるときは、前記ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０４から直ちに本処理を終了する場合には、ＦＩＲＥモードフラグＦＦＩＲＥＯＮ＝０であってもＦＦＩＲＥＮＥＦＢ＝１が維持され、フィードバック制御が継続される。
【００４３】
ステップＳ９１でＦＦＩＲＥＯＮ＝１であるときは、過渡制御フラグＦＦＩＲＱＵＩＴが「１」であるか否かを判別し（ステップＳ９２）、ＦＦＩＲＱＵＩＴ＝１であるときは、フィードバック制御フラグＦＦＩＲＥＮＥＦＢを「０」に設定して（ステップＳ９４）、ステップＳ９５に進む。またＦＦＩＲＱＵＩＴ＝０であるときは、フィードバック制御フラグＦＦＩＲＥＮＥＦＢが既に「１」に設定されているか否かを判別し（ステップＳ９３）、ＦＦＩＲＥＮＥＦＢ＝１であるときは直ちに本処理を終了し、ＦＦＩＲＥＮＥＦＢ＝０であるときは、ステップＳ９５に進む。
【００４４】
ステップＳ９５では、始動完了（クランキング終了）後の経過時間を計測するアップカウントタイマＴＭ０１ＡＣＲの値が所定時間Ｔ１ＳＴＦＩＲ（例えば１ｍｓｅｃ）以下か否かを判別し、ＴＭ０１ＡＣＲ≦Ｔ１ＳＴＦＩＲであって始動直後であるときは、フィードバック制御開始判定用加算値ＮＥＦＰＩＳＴ、目標回転数補正用加算値ＤＮＥＦＩＲ、及びフィードバック制御開始判定用カウント値ＣＦＮＥＦＢＳＴを、それぞれ第１の値ＮＥＦＰＩ１（例えば２００ｒｐｍ）、ＤＮＥＦ１（例えば１ｒｐｍ）及びＣＦＮＥＦＢ１（例えば２００）に設定する一方（ステップＳ９６）、ＴＭ０１ＡＣＲ＞Ｔ１ＳＴＦＩＲであるときは、フィードバック制御開始判定用加算値ＮＥＦＰＩＳＴ、目標回転数補正用加算値ＤＮＥＦＩＲ、及びフィードバック制御開始判定用カウント値ＣＦＮＥＦＢＳＴを、それぞれ第２の値ＮＥＦＰＩ２（例えば２００ｒｐｍ）、ＤＮＥＦ２（例えば１２ｒｐｍ）及びＣＦＮＥＦＢ２（例えば２）に設定する（ステップＳ９７）。
【００４５】
続くステップＳ９８では、エンジン回転数ＮＥが通常制御時の目標回転数ＮＯＢＪにフィードバック制御開始判定用加算値ＮＥＦＰＩＳＴを加算した値以上か否かを判別し、ＮＥ＜ＮＯＢＪ＋ＮＥＦＰＩＳＴであるときは、ＦＩＲＥモードオンカウンタＣＦＩＲＯＮの値がフィードバック制御開始判定用カウント値ＣＦＮＥＦＢＳＴ以上か否かを判別する（ステップＳ９９）。その結果、ステップＳ９８，Ｓ９９の答がともに否定（ＮＯ）であってエンジン回転数ＮＥが低く且つＦＩＲＥモード継続時間が短いときは、フィードバック制御を実行しないこととして直ちに本処理を終了する。
【００４６】
また、ステップＳ９８でＮＥ≧ＮＯＢＪ＋ＮＥＦＰＩＳＴであるときは、目標回転数フラグＦＮＯＥＮＥＦＩＲを「１」に設定し（ステップＳ１０１）、ステップＳ９９でＣＦＩＲＯＮ≧ＣＦＮＥＦＢＳＴであるときは、目標回転数フラグＦＮＯＥＮＥＦＩＲを「０」に設定して（ステップＳ１００）、ステップＳ１０２に進む。これにより、フィードバック制御開始時のエンジン回転数ＮＥが高いとき（ＮＥ≧ＮＯＢＪ＋ＮＥＦＰＩＳＴ）は、ＦＩＲＥモード目標回転数ＮＥＦＩＲの算出に使用される目標回転数加算値ＥＮＥＦＩＲが「０」に設定される（図１２及び図１０のステップＳ１１７，Ｓ１１８参照））。
ステップＳ１０２では、フィードバック制御フラグＦＦＩＲＥＮＥＦＢを「１」に設定するとともに、ＦＩＲＥモードオンカウンタＣＦＩＲＯＮの値を記憶値ＣＦＲＰＩＳＴとして記憶する。
【００４７】
図１０は、図８のステップＳ７６で実行されるフィードバック制御処理のフローチャートである。ステップＳ１１１では、目標回転数加算値ＥＮＥＦＩＲを設定する処理（図１２）を実行して、加算値ＥＮＥＦＩＲの設定を行う。
ステップＳ１１２では、自動変速機のシフト位置ＳＦＴがニュートラルＮまたはパーキングＰからドライブＤまたはリバースＲ（インギヤ状態）にまたはその逆に変化したか否かを判別し、変化したときは、ステップＳ１１５で参照されるダウンカウントタイマｔｍＩＮＧＦＩＲに所定時間ＴＩＮＧＦＩＲ（例えば３秒）を設定してスタートさせ（ステップＳ１１３）、フィードバック制御のＩ項ＩＩＧＦＩＲ及び遅角補正項ＩＧＦＰＩをともに前回値保持として（ステップＳ１１４）、本処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ１１２でシフト位置の変化が無いときは、ステップＳ１１３でスタートしたタイマｔｍＩＮＧＦＩＲの値が「０」か否かを判別し（ステップＳ１１５）、ｔｍＩＮＧＦＩＲ＞０である間は、前記ステップＳ１１４に進む。ｔｍＩＮＧＦＩＲ＝０となると、シフト位置ＳＦＴがドライブＤまたはリバースＲ（インギヤ状態）か否かを判別し（ステップＳ１１６）、インギヤ状態でないときは、下記式（５）によりＦＩＲＥモード目標回転数ＮＥＦＩＲを算出して（ステップＳ１１７）、ステップＳ１２１に進む。
ＮＥＦＩＲ＝ＮＯＢＪ＋ＥＮＥＦＩＲ （５）
ここでＮＯＢＪは、通常の（ＦＩＲＥモード以外の）アイドル状態における目標回転数であり、ＥＮＥＦＩＲは、ステップＳ１１１で算出される目標回転数加算値である。
【００４９】
ステップＳ１１６でシフト位置ＳＦＴがドライブＤまたはリバースＲであるとき、すなわちインギヤ状態のときは、下記式（６）によりＦＩＲＥモード目標回転数ＮＥＦＩＲを算出する（ステップＳ１１８）。
ＮＥＦＩＲ＝ＮＯＢＪ＋ＥＮＥＦＩＲ−ＤＮＥＦＩＲＤＲ （６）
ここで、ＤＮＥＦＩＲＤＲは、例えば３００ｒｐｍに設定されるインギヤ時補正値である。
【００５０】
続くステップＳ１１９では、ＦＩＲＥモード目標回転数ＮＥＦＩＲが下限値ＮＥＩＧＦＩＲＬ（例えば７３０ｒｐｍ）以下か否かを判別し、ＮＥＦＩＲ＞ＮＥＩＧＦＩＲＬであるときは直ちに、またＮＥＦＩＲ≦ＮＥＩＧＦＩＲＬであるときは目標回転数ＮＥＦＩＲをその下限値ＮＥＩＧＦＩＲＬに設定して（ステップＳ１２０）、ステップＳ１２１に進む。
【００５１】
ステップＳ１２１では、点火時期ＩＧＬＯＧに応じて図１１に示すＫＩＩＧＦＩＲテーブルを検索し、積分項ゲインＫＩＩＧＦＩＲを算出する。ＫＩＩＧＦＩＲテーブルは、点火時期ＩＧＬＯＧが増加する（進角する）ほど積分項ゲインＫＩＩＧＦＩＲが増加するように設定されている。図１１においてＫＩＩＧＦＩＲｍａｘ，ＫＩＩＧＦＩＲｍｉｎ及びＩＧＬＯＧ１，ＩＧＬＯＧ２は、それぞれ例えば０．０６３，０．０１６及び−１０度、１２度に設定される。
【００５２】
続くステップＳ１２２では、エンジン回転数ＮＥ、ＦＩＲＥモード目標回転数ＮＥＦＩＲ及び積分項ゲインＫＩＩＧＦＩＲを下記式（７）に適用して、加算値ＩＩＧＦＴＭＰを算出する。
ＩＩＧＦＴＭＰ＝ＫＩＩＧＦＩＲ×（ＮＥＦＩＲ−ＮＥ） （７）
続くステップＳ１２３では、積分項の前回値ＩＩＧＦＩＲ（ｎ−１）に加算値ＩＩＧＦＴＭＰを加算することにより積分項（今回値）ＩＩＧＦＩＲを算出し、次いで下記式（８）により比例項ＰＩＧＦＩＲを算出する（ステップＳ１２４）。
ＰＩＧＦＩＲ＝ＫＰＩＧＦＩＲ×（ＮＥＦＩＲ−ＮＥ） （８）
【００５３】
次いで積分項ＩＩＧＦＩＲ及び比例項ＰＩＧＦＩＲを加算して遅角補正項ＩＧＦＰＩを算出し（ステップＳ１２５）、本処理を終了する。
以上のように図１０の処理により、エンジン回転数ＮＥがＦＩＲＥモード目標回転数ＮＥＦＩＲに一致するように遅角補正項ＩＧＦＩＲを算出するフィードバック制御が実行される。
【００５４】
図１２は、図１０のステップＳ１１１で実行されるＥＮＥＦＩＲ設定処理のフローチャートである。ステップＳ１３１では、目標回転数フラグＦＮＯＥＮＥＦＩＲが「１」であるか否かを判別し、ＦＮＯＥＮＥＦＩＲ＝１であって目標回転数を増加させないときは、目標回転数加算値ＥＮＥＦＩＲを「０」に設定して（ステップＳ１３４）、本処理を終了する。
【００５５】
ＦＮＯＥＮＥＦＩＲ＝０であるときは、下記式（９）により加算値ＥＮＥＦＩＲを算出する（ステップＳ１３２）。

ここでＮＥＦＰＩＳＴ及びＤＮＥＦＩＲは、図９のステップＳ９６またはＳ９７で設定されるフィードバック制御開始判定用加算値及び目標回転数補正用加算値であり、ＣＦＩＲＯＮはＦＩＲＥモードオンカウンタの値、ＣＦＩＲＰＩＳＴは、図９のステップＳ１０２で記憶した記憶値である。すなわち、（ＣＦＩＲＯＮ−ＣＦＩＲＰＩＳＴ）は、フィードバック制御の開始時点からの経過時間に対応するカウント値である。したがって式（９）及び式（５）または（６）によりＦＩＲＥモード目標回転数ＮＥＦＩＲは、フィードバック制御開始当初は、（ＮＯＢＪ＋ＮＥＦＰＩＳＴ）に等しく、時間経過に伴って漸減し、最終的には通常の目標回転数ＮＯＢＪに一致するように設定される（図１５（ｃ）参照）。
【００５６】
続くステップＳ１３３では、加算値ＥＮＥＦＩＲが０以下か否かを判別し、ＥＮＥＦＩＲ≦０であるときは前記ステップＳ１３４に進み、ＥＮＥＦＩＲ＞０であるときは、直ちに本処理を終了する。
【００５７】
図１５は、上述した吸入空気量制御及び点火時期制御を説明するためのタイムチャートであり、同図（ａ）（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ補助空気制御弁１８の開弁制御量ＩＣＭＤ，点火時期ＩＧＬＯＧ及びエンジン回転数ＮＥの推移を示している。
【００５８】
図示例では、時刻ｔ０に始動（クランキング）を開始し、時刻ｔ１に自立運転を開始すると、直ちにＦＩＲＥモードに移行する。エンジン回転数ＮＥが増加し、時刻ｔ２において点火時期のフィードバック制御の実行条件が成立し、フィードバック制御が開始される。ＦＩＲＥモード目標回転数ＮＥＦＩＲは、上記したように当初は（ＮＯＢＪ＋ＮＥＦＰＩＳＴ）に等しく、その後通常制御の目標回転数ＮＯＢＪまで漸減される。
【００５９】
開弁制御量ＩＣＭＤは、ＦＩＲＥモードに移行すると徐々に増加させてから減少させるように制御される。時刻ｔ４にＦＩＲＥモードを終了した直後は、過渡制御により徐々に減少させるように制御される。
遅角補正項ＩＧＦＰＩは、同図（ｂ）に破線で示すように推移し、点火時期ＩＧＬＯＧは、通常制御値（ＩＧＭＡＰ＋ＩＧＣＲ）より遅角側に制御される。時刻ｔ３においてシフト位置ＳＦＴがニュートラルＮからインギヤ状態に移行すると、エンジン負荷が増加するため、遅角補正項ＩＧＦＰＩが増加し（遅角量が減少し）エンジンの出力トルクを増加させつつ、エンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥＦＩＲ（＝ＮＯＢＪ）に維持するように制御される。時刻ｔ４以後は、徐々に通常制御値に移行するように制御される。
【００６０】
エンジン回転数ＮＥは、時刻ｔ２〜ｔ４の間は、フィードバック制御により目標回転数ＮＥＦＩＲに一致するように制御される。図示例では、時刻ｔ４の直後に当該車両が発進する場合を示しており、車速ＶＰが徐々に増加していく。
【００６１】
図１３は、ＦＩＲＥモードの動作が正常に実行されない故障を判定する故障判定処理のフローチャートであり、この処理は所定時間毎に、あるいはＴＤＣ信号パルスの発生に同期してＣＰＵ５ｂで実行される。
ステップＳ１４１では、故障判定の実行条件が成立していることを「１」で示す判定許可フラグＦＧＯＦＩＲＥが「１」か否かを判別し、ＦＧＯＦＩＲＥ＝０であって実行条件が成立していないときは、ディレイダウンカウントタイマｔｍＦＩＲＥＤＬＹに所定遅延時間ＴＭＦＩＲＥＤＬＹ（例えば２秒）をセットしてスタートさせ（ステップＳ１４３）、故障判定用のダウンカウントタイマｔｍＦＩＲＥに判定時間ＴＭＦＩＲＥ（例えば１５秒）をセットしてスタートさせ（ステップＳ１４５）、点火時期ＩＧＬＯＧを記憶値ＩＧＬＯＧＳＴとして記憶し（ステップＳ１４６）、本処理を終了する。ここで、所定遅延時間ＴＭＦＩＲＥＤＬＹは、点火時期のフィードバック制御により点火時期ＩＧＬＯＧが遅角側（負の値）に移行する時点以後にステップＳ１４７以下が実行されるように設定される（図１５（ｂ）参照）。
【００６２】
ステップＳ１４１でＦＧＯＦＩＲＥ＝１であるときは、ＦＩＲＥモードフラグＦＦＩＲＥＯＮが「１」であるか否かを判別し（ステップＳ１４２）、ＦＦＩＲＥＯＮ＝０であってＦＩＲＥモードでないときは、前記ステップＳ１４３に進む。ＦＦＩＲＥＯＮ＝１であるときは、ステップＳ１４３でスタートしたタイマｔｍＦＩＲＥＤＬＹの値が「０」であるか否かを判別し（ステップＳ１４４）、ｔｍＦＩＲＥＤＬＹ＞０である間は、前記ステップＳ１４５に進む。
【００６３】
ｔｍＦＩＲＥＤＬＹ＝０となると、故障判定用タイマｔｍＦＩＲＥの値が「０」であるか否かを判別する（ステップＳ１４７）。最初は、ｔｍＦＩＲＥ＞０であるので、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＯＢＪから所定偏差量ＤＮＥＦＩＲＥ（例えば２００ｒｐｍ）を減算した値より高いか否かを判別し（ステップＳ１４８）、ＮＥ＞ＮＯＢＪ−ＤＮＥＦＩＲＥであるときは、さらに点火時期ＩＧＬＯＧが判定閾値ＤＩＧＪＵＤより小さいか（遅角側か）否かを判別する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１４８及びＳ１４９の答がともに肯定（ＹＥＳ）であって、エンジン回転数ＮＥ及び点火時期ＩＧＬＯＧが正常範囲内にあるときは、故障判定用タイマｔｍＦＩＲＥをホールドして、ダウンカウントしないようにする（ステップＳ１５０）。
【００６４】
したがって、この状態のままＦＩＲＥモードが終了すれば、故障との判定がなされることなく、ステップＳ１４２からステップＳ１４３に進む処理に移行する。一方、ステップＳ１４８またはＳ１４９の答が否定（ＮＯ）であるときは、故障判定用タイマｔｍＦＩＲＥのダウンカウントが進み、ｔｍＦＩＲＥ＝０となると故障と判定し、ステップＳ１４７からステップＳ１５１に進んで、ＦＩＲＥモードの動作が正常に行われない故障が発生していることを「１」で示す故障フラグＦＦＩＲＥＮＧを「１」に設定して（ステップＳ１５１）、本処理を終了する。
【００６５】
図１４は、故障判定の実行条件を判定する処理のフローチャートであり、この処理は、所定時間毎に、あるいはＴＤＣ信号パルスの発生に同期してＣＰＵ５ｂで実行される。
ステップＳ１６１では、始動モード、すなわちクランキング中であるか否かを判別し、クランキング中であるときは、吸気温ＴＡ及びエンジン水温ＴＷを初期吸気温ＴＡＩＮＩＴ及び初期水温ＴＷＩＮＩＴとして記憶し（ステップＳ１６２）、本処理を終了する。
【００６６】
始動完了後であれば、初期吸気温ＴＡＩＮＩＴ及び初期水温ＴＷＩＮＩＴが、いずれも所定上下限値ＴＡＦＩＲＥＨ，ＴＡＦＩＲＥＬ（例えば４．５℃，−６．７℃）及びＴＷＦＩＲＥＨ，ＴＷＦＩＲＥＬ（例えば４．５℃，−６．７℃）の範囲内にあるか否かを判別する（ステップＳ１６３）。そして、ＴＡＦＩＲＥＬ＜ＴＡＩＮＩＴ＜ＴＡＦＩＲＥＨ且つＴＷＦＩＲＥＬ＜ＴＷＩＮＩＴ＜ＴＷＦＩＲＥＨであるときは、初期水温ＴＷＩＮＩＴと、初期吸気温ＴＡＩＮＩＴとの偏差（＝ＴＷＩＮＩＴ−ＴＡＩＮＩＴ）が所定偏差ＤＦＩＲＥＴ（例えば７ｄｅｇ）より小さいか否かを判別し（ステップＳ１６４）、ＴＷＩＮＩＴ−ＴＡＩＮＩＴ＜ＤＦＩＲＥＴであるときは、吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定圧ＰＢＦＩＲＥ（例えば３４．７ｋＰａ）以上か否かを判別する（ステップＳ１６５）。その結果、ステップＳ１６３〜Ｓ１６５の答が全て肯定（ＹＥＳ）であるときは、実行条件成立と判定して判定許可フラグＦＧＯＦＩＲＥを「１」に設定する一方（ステップＳ１６６）、ステップＳ１６３〜Ｓ１６５のいずれかの答が否定（ＮＯ）であるとき、すなわち初期吸気温ＴＡＩＮＩＴまたは初期水温ＴＷＩＮＩＴが所定上下限値の範囲内にないとき、初期水温ＴＷＩＮＩＴと初期吸気温ＴＡＩＮＩＴとの偏差が大きいとき、またはＰＢＡ＜ＰＢＦＩＲＥであって極端な低負荷運転状態にあるときは、実行条件不成立と判定して判定許可フラグＦＧＯＦＩＲＥを「０」に設定する（ステップＳ１６７）。
【００６７】
初期水温ＴＷＩＮＩＴと初期吸気温ＴＡＩＮＩＴとの偏差が大きいときは、エンジン温度がまだ十分に低下しておらず、冷間始動ではないため、故障判定を禁止する。また、ＰＢＡ＜ＰＢＦＩＲＥが成立する低負荷運転時は、通常の冷間始動時に比べてエンジンのフリクションが極端に小さいと推定されるので、ＦＩＲＥモードに移行した後のフィードバック制御により設定される点火時期が遅角方向に大きく変化し、故障しているにも拘わらす正常と誤判定する可能性があるため、故障判定を禁止するようにしている。
【００６８】
図１６は、故障が発生している場合の点火時期ＩＧＬＯＧ、エンジン回転数ＮＥ、故障判定用タイマｔｍＦＩＲＥの値の推移を示すタイムチャートであり、同図（ａ）の補助空気制御弁１８の開弁制御量ＩＣＭＤは、図１５に示す場合と同様に推移している。このように開弁制御量ＩＣＭＤを制御しても、実際の吸入空気量が増加せず、エンジン回転数ＮＥが徐々に減少していく故障が発生していると、遅角補正項ＩＧＦＰＩは０のままで、点火時期ＩＧＬＯＧは遅角側に補正されない。そのため、所定遅延時間ＴＭＦＩＲＥＤＬＹが経過した時刻ｔ１１から故障判定用タイマｔｍＦＩＲＥのダウンカウントが開始される。そして判定時間ＴＭＦＩＲＥが経過した時刻ｔ１２において、ＦＩＲＥモード制御が正常に実行されていないと判定され、故障フラグＦＦＩＲＥＮＧが「１」に設定される。
【００６９】
以上のように本実施形態では、ＦＩＲＥモード制御（三元触媒１６の昇温促進制御）実行時におけるエンジン回転数ＮＥ及び点火時期ＩＧＬＯＧに基づいて、ＦＩＲＥモードにおける制御が正しく実行されているか否かを判定するようにしたので、例えば補助空気制御弁１８が開弁制御量ＩＣＭＤに対応した開弁動作を行わないといった故障を迅速に検出することができ、触媒の昇温促進制御の不具合を早期に診断して、排気特性の悪化を最小限に抑制することができる。
【００７０】
本実施形態では、補助空気通路１７及び補助空気制御弁１８が吸入空気量制御手段の一部を構成し、ＥＣＵ５が吸入空気量制御手段の一部、点火時期制御手段、及び触媒昇温手段を構成する。より具体的には、図２，３，５及び７の処理が吸入空気量制御手段に相当し、図８，９，１０及び１２の処理が点火時期制御手段に相当し、図７の処理及び図１０の処理が触媒昇温手段に相当する。
【００７１】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、以下のように種々の変形が可能である。
（変形例１）
図１３のステップＳ１４９は、図１７（ａ）に示すステップＳ１４９ａに代えてもよい。ステップＳ１４９ａでは、特定気筒のピストンが上死点（ＴＤＣ）に達したときに発生するＣＲＫ信号パルスと、ＡＴＤＣ（上死点後）３０度に達したときに発生するＣＲＫ信号パルスの時間間隔ＭＥＢＵＲＮが、判定閾値ＢＲＮＦＪＵＤより大きいか否かを判別し、ＭＥＢＵＲＮ＞ＢＲＮＦＪＵＤであるときは、点火時期が正しく遅角されている判定してステップＳ１５０に進む一方、ＭＥＢＵＲＮ≦ＢＲＮＦＪＵＤであるときは、正しく遅角されていないと判定して直ちに図１３の処理を終了する。
【００７２】
この判定は、点火時期が上死点より進角側で実行されていると、上死点からＡＴＤＣ３０度の期間のエンジン回転速度が速まるのに対し、点火時期が上死点より遅角側で実行されると、それに伴って回転速度速まるタイミングが遅角方向にずれるので、その点をチェックするものである。すなわち、ＣＲＫ信号パルス間隔ＭＥＢＵＲＮが大きいときは、その期間の回転速度が遅いことを示すので、点火時期が正しく遅角されていると判定するものである。
【００７３】
なお、この判定は、ＡＴＤＣ３０度からＡＴＤＣ６０度に対応するＣＲＫ信号パルス間隔ＭＥＢＵＲＮＡが、判定閾値より小さいときに、点火時期が正しく遅角されていると判定するようにしてもよい。
この変形例１は、エンジン回転速度が最大となるクランク角度位置に基づいて実際の点火時期を判定しており、請求項１に記載した特徴に対応する。本変形例において、図１３の処理のステップＳ１４９を図１７（ａ）に示すステップＳ１４９ａに代えたもの、及び図１４の処理が故障診断手段に相当する。
【００７４】
（変形例２）
図１３のステップＳ１４９は、図１７（ｂ）に示すステップＳ１４９ｂに代えてもよい。ステップＳ１４９ｂでは、図１３のステップＳ１４６で記憶した記憶値ＩＧＬＯＧＳＴと、点火時期ＩＧＬＯＧ（今回値）との差（＝ＩＧＬＯＧＳＴ−ＩＧＬＯＧ）が判定閾値ＤＩＧＪＵＤ２より大きいか否かを判別し、ＩＧＬＯＧＳＴ−ＩＧＬＯＧ＞ＤＩＧＪＵＤ２であるときは、点火時期が正しく遅角されていると判定してステップＳ１５０に進む一方、ＩＧＬＯＧＳＴ−ＩＧＬＯＧ≦ＤＩＧＪＵＤ２であるときは、正しく遅角されていないと判定して直ちに図１３の処理を終了する。
この変形例は、点火時期ＩＧＬＯＧそのもではなく、その変動量（＝ＩＧＬＯＧＳＴ−ＩＧＬＯＧ）により、故障判定を行うものであり、請求項２に記載した特徴に対応する。本変形例において、図１３の処理のステップＳ１４９を図１７（ｂ）に示すステップＳ１４９ｂに代えたもの、及び図１４の処理が故障診断手段に相当する。
【００７６】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１に記載した発明によれば、触媒昇温手段の作動中に、機関の特定気筒のピストンが上死点に達した直後におけるクランク角度パルスの発生時間間隔が判定閾値以下であるとき、触媒昇温手段が故障したと判定される。すなわち、実際に点火が実行されたクランク角度位置から点火時期の遅角が正確に実行されているか否かが判定され、実際の点火時期が点火時期制御信号の発生タイミングと異なるような故障も判定することができる。
【００７７】
請求項２に記載の発明によれば、触媒昇温手段の作動開始直後の点火時期と、触媒昇温手段の作動開始後所定遅延時間経過後における点火時期との差が判定閾値以下であるとき、触媒昇温手段が故障した判定されるので、点火時期が全体的に進角方向または遅角方向にシフトしているような場合でも正確な判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。
【図２】補助空気制御弁の制御量（ＩＦＩＲ）を算出するメインルーチンのフローチャートである。
【図３】補助空気制御弁の制御量（ＩＦＩＲ）を算出するメインルーチンのフローチャートである。
【図４】図３の処理の使用するテーブルを示す図である。
【図５】触媒昇温促進制御を実行するか否かを判別する処理のフローチャートである。
【図６】図５の処理で使用するテーブルを示す図である。
【図７】補助空気制御弁の制御量（ＩＦＩＲ）を算出するサブルーチンのフローチャートである。
【図８】点火時期制御を実行するメインルーチンのフローチャートである。
【図９】点火時期のフィードバック制御の実施条件を判断する処理のフローチャートである。
【図１０】点火時期のフィードバック制御を実行する処理のフローチャートである。
【図１１】図１０の処理で使用するテーブルを示す図である。
【図１２】触媒昇温促進制御における目標エンジン回転数の加算値（ＥＮＥＦＩＲ）を設定する処理のフローチャートである。
【図１３】故障判定を行う処理のフローチャートである。
【図１４】故障判定の実行条件を判定する処理のフローチャートである。
【図１５】触媒昇温促進制御実行時の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１６】触媒昇温促進制御が正常に実行されないときの動作例を説明するためのタイムチャートである。
【図１７】図１３の処理の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 内燃機関
２ 吸気管
５ 電子コントロールユニット（吸入空気量制御手段、点火時期制御手段、触媒昇温手段、故障診断手段）
１１ 点火プラグ
１７ 補助空気通路（吸入空気量制御手段）
１８ 補助空気制御弁（吸入空気量制御手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine that performs catalyst temperature increase promotion control that accelerates temperature increase of an exhaust purification catalyst, and particularly relates to an apparatus that has a function of diagnosing a failure in which catalyst temperature increase promotion control is not normally executed. .
[0002]
[Prior art]
Since the exhaust purification catalyst provided in the exhaust system of the internal combustion engine is in an inactive state at low temperatures and does not exhibit the purification action, it is desirable to activate the catalyst immediately by raising its temperature immediately after starting the engine. Therefore, immediately after start-up, the intake air amount of the internal combustion engine is increased from that during normal idling, and the ignition timing is feedback-controlled in the retarding direction so that the engine speed (rotation speed) matches the target speed. Is conventionally known (Japanese Patent Laid-Open No. 10-299631). According to this method, the amount of fuel supply increases as the amount of intake air increases, and the amount of heat generation increases compared with that during normal idling, and the temperature rise of the catalyst can be promoted.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional apparatus does not take into account a failure in which the increase in the intake air amount or the change in the ignition timing in the retarding direction is not executed as instructed by the control device. Therefore, when such a failure occurs, there is a possibility that the driver will notice that the exhaust characteristic immediately after the start is deteriorated.
[0004]
The present invention has been made paying attention to this point, and in the case of executing the temperature increase promotion control of the catalyst in combination with the increase in the intake air amount and the retard timing control of the ignition timing, the problem of the temperature increase promotion control is performed. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can make an early diagnosis and suppress deterioration of exhaust characteristics to a minimum.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an intake air amount control means for controlling an intake air amount of an internal combustion engine provided with a catalyst in an exhaust system, and an ignition timing control for controlling an ignition timing of the engine. An internal combustion engine control device comprising: a means for increasing the amount of intake air after starting the engine, and a catalyst temperature raising means for retarding the ignition timing so that the rotational speed of the engine matches a target rotational speed; During the operation of the catalyst temperature raising means, if the generation time interval of the crank angle pulse immediately after the piston of the specific cylinder of the engine reaches the top dead center is equal to or less than the determination threshold, the catalyst temperature raising means has failed. A failure diagnosis means for determining is provided.
[0008]
According to this configuration, during the operation of the catalyst temperature raising means, when the generation time interval of the crank angle pulse immediately after the piston of the specific cylinder of the engine reaches the top dead center is equal to or less than the determination threshold, the catalyst temperature raising means It is determined that a failure has occurred . That is, the actual ignition is determined whether the retard of the ignition timing is executed correctly from executed crank angular position, the actual ignition timing as different from the generation timing of the ignition timing control signal failure also determined can do.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an intake air amount control means for controlling an intake air amount of an internal combustion engine provided with a catalyst in an exhaust system, an ignition timing control means for controlling an ignition timing of the engine, In a control apparatus for an internal combustion engine, which has a catalyst temperature raising means for increasing the intake air amount after starting and retarding the ignition timing so that the engine speed matches the target speed, the catalyst temperature raising means Failure diagnosis for determining that the catalyst temperature raising means has failed when the difference between the ignition timing immediately after the start of operation and the ignition timing after the predetermined delay time has elapsed after the start of operation of the catalyst temperature raising means is equal to or less than a determination threshold value Means are provided.
According to this configuration, when the difference between the ignition timing immediately after the start of the operation of the catalyst temperature raising means and the ignition timing after the lapse of the predetermined delay time after the operation of the catalyst temperature raising means is less than the determination threshold value, the catalyst temperature raising means Therefore, it is possible to make an accurate determination even when the ignition timing is entirely shifted in the advance direction or the retard direction.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) and a control device thereof according to an embodiment of the present invention. For example, a throttle valve 3 is provided in the middle of an intake pipe 2 of a four-cylinder engine 1. Is arranged. A throttle valve opening (θTH) sensor 4 is connected to the throttle valve 3, and an electric signal corresponding to the opening of the throttle valve 3 is output and supplied to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 5. .
[0011]
An auxiliary air passage 17 that bypasses the throttle valve 3 is connected to the intake pipe 2, and an auxiliary air control valve 18 that controls the amount of auxiliary air is provided in the auxiliary air passage 17. The auxiliary air control valve 18 is connected to the ECU 5, and the valve opening amount is controlled by the ECU 5.
[0012]
The fuel injection valve 6 is provided for each cylinder so as to inject fuel into the intake pipe 2. Each injection valve is connected to a fuel pump (not shown) and electrically connected to the ECU 5. The valve opening time of the fuel injection valve 6 is controlled by the signal.
On the other hand, an intake pipe absolute pressure (PBA) sensor 7 is provided immediately downstream of the throttle valve 3, and an absolute pressure signal converted into an electric signal by the absolute pressure sensor 7 is supplied to the ECU 5. Further, an intake air temperature (TA) sensor 8 is attached downstream thereof, detects the intake air temperature TA, outputs a corresponding electric signal, and supplies it to the ECU 5.
[0013]
An engine water temperature (TW) sensor 9 mounted on the main body of the engine 1 is composed of a thermistor or the like, detects the engine water temperature (cooling water temperature) TW, outputs a corresponding temperature signal, and supplies it to the ECU 5.
A crank angle position sensor 10 that detects a rotation angle of a crankshaft (not shown) of the engine 1 is connected to the ECU 5, and a signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft is supplied to the ECU 5. The crank angle position sensor 10 is a cylinder discrimination sensor that outputs a signal pulse (hereinafter referred to as “CYL signal pulse”) at a predetermined crank angle position of a specific cylinder of the engine 1, and a top dead center (TDC) at the start of the intake stroke of each cylinder. ) With a TDC sensor that outputs a TDC signal pulse at a crank angle position before a predetermined crank angle (every crank angle of 180 degrees in a four-cylinder engine), and one pulse at a constant crank angle cycle (for example, a cycle of 30 °) shorter than the TDC signal pulse. (Hereinafter referred to as “CRK signal pulse”). The CYL signal pulse, the TDC signal pulse, and the CRK signal pulse are supplied to the ECU 5. These signal pulses are used for various timing controls such as fuel injection timing and ignition timing, and detection of engine speed (engine speed) NE.
[0014]
A spark plug 11 provided for each cylinder of the engine 1 is connected to the ECU 5, and a drive signal of the spark plug 11, that is, an ignition signal is supplied from the ECU 5.
The three-way catalyst 16 is disposed in the exhaust pipe 12 of the engine 1 and purifies components such as HC, CO, and NOx in the exhaust gas. A proportional air-fuel ratio sensor 14 (hereinafter referred to as “LAF sensor 14”) is mounted on the upstream side of the three-way catalyst 16 in the exhaust pipe 12, and this LAF sensor 14 has an oxygen concentration (air-fuel ratio) in the exhaust gas. A detection signal that is substantially proportional to is output and supplied to the ECU 5.
[0015]
The ECU 5 includes a vehicle speed sensor 21 that detects a travel speed (vehicle speed) VP of a vehicle driven by the engine 1, an atmospheric pressure sensor 22 that detects an atmospheric pressure PA, and a shift position that detects a shift position of the automatic transmission of the vehicle. Sensors 23 are connected, and detection signals from these sensors are supplied to the ECU 5.
[0016]
The ECU 5 shapes an input signal waveform from various sensors, corrects the voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, and the like, and a central processing circuit (hereinafter referred to as “CPU”). 5b, a storage means 5c for storing various calculation programs executed by the CPU 5b, calculation results, and the like, an output circuit 5d for supplying a drive signal to the fuel injection valve 6, the spark plug 11, and the like.
[0017]
The CPU 5b discriminates various engine operating states based on the various engine parameter signals described above, and opens in synchronization with the TDC signal pulse based on the following equation (1) according to the determined engine operating states. The fuel injection time TOUT by the fuel injection valve 6 that operates the valve is calculated.
TOUT = TI × KCMD × KLAF × K1 + K2 (1)
Here, TI is the basic fuel injection time of the fuel injection valve 6 and is determined by searching a TI map set according to the engine speed NE and the intake pipe absolute pressure PBA. The TI map is set so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 1 is substantially the stoichiometric air-fuel ratio in the operating state corresponding to the engine speed NE and the intake pipe absolute pressure PBA on the map.
[0018]
KCMD is a target air-fuel ratio coefficient, and is set according to engine operating parameters such as the engine speed NE, the intake pipe absolute pressure PBA, and the engine water temperature TW. The target air-fuel ratio coefficient KCMD is proportional to the reciprocal of the air-fuel ratio A / F, that is, the fuel-air ratio F / A, and takes a value of 1.0 when the stoichiometric air-fuel ratio is used.
KLAF is an air-fuel ratio correction coefficient calculated by PID control so that the detected equivalent ratio KACT calculated from the detection value of the LAF sensor 14 matches the target equivalent ratio KCMD.
[0019]
The CPU 5b further calculates the ignition timing IGLOG by the following equation (2).
IGLOG = IGMAP + IGCR + IGFPI (2)
Here, IGMAP is the basic value of the ignition timing obtained by searching the IG map set according to the engine speed NE and the intake pipe absolute pressure PBA, that is, the ignition timing indicated by the advance amount from the top dead center. It is. Further, IGFPI is a retard correction term that is set to a negative value so that the engine speed NE coincides with the target speed NEFIR when the rapid warm-up retard control is executed during the warm-up operation of the engine 1 as will be described later. Yes, IGCR is a correction term other than the retard correction term IGFPI. (IGMAP + IGCR) corresponds to the ignition timing during normal control in which the rapid warm-up retard control is not executed. In the following description, the operation mode for executing the rapid warm-up retard control is referred to as “FIRE mode”.
[0020]
The CPU 5b supplies a signal for driving the fuel injection valve 6 to the fuel injection valve 6 based on the fuel injection time TOUT obtained as described above, and ignites a signal for driving the spark plug 11 based on the ignition timing IGLOG. Supply to plug 11. Further, the CPU 5b calculates a valve opening control amount ICMD for controlling the valve opening amount of the auxiliary air control valve 18 according to the engine operating state, and sends a drive signal corresponding to the valve opening control amount ICMD to the auxiliary air control valve 18. Supply. In the FIRE mode (and the transient state immediately after the end of the FIRE mode), the CPU 5b calculates the valve opening control amount ICMD by the following equation (3). The amount of air taken into the engine 1 via the auxiliary air control valve 18 is configured to be proportional to the valve opening control amount ICMD.

[0021]
Here, IFIR is a FIRE mode control term used in the FIRE mode (and in a transient state immediately after the end of the FIRE mode), ILOAD is an on / off of an electric load applied to the engine 1, a compressor load of an air conditioner, a power steering load, etc. Alternatively, a load correction term set according to whether or not the automatic transmission is in-gear, KIPA and IPA are both an atmospheric pressure correction coefficient and an atmospheric pressure correction term set according to the atmospheric pressure PA.
[0022]
2 and 3 are flowcharts of a main routine for calculating the FIRE mode control term IFIR immediately after the FIRE mode and the FIRE mode are finished. This routine is executed in synchronization with the generation of the TDC signal pulse in the CPU 5b.
[0023]
In step S11, the FIRE mode determination process shown in FIG. 5 is executed. In the FIRE mode determination processing, processing such as setting of the FIRE mode flag FIREON indicated by “1” to permit the transition to the FIRE mode or the continuation of the FIRE mode is performed.
In step S12, it is determined whether or not the FIRE mode flag FIREON is “1”. If FIREON = 0 and the transition to the FIRE mode or the continuation of the FIRE mode is not permitted, the process proceeds to step S26 (FIG. 3). ), When FIREON = 1 and the transition to the FIRE mode or the continuation of the FIRE mode is permitted, the transient control flag FFIRQUIT indicating that the transient control is being executed immediately after the end of the FIRE mode is “1”. Is set to “0” (step S13), and the IFIR calculation subroutine shown in FIG. 7 is executed (step S14). The FIRE mode control term IFIR calculated in step S14 is an engine water temperature control term ITW set according to the engine water temperature TW (the engine water temperature control term ITW is an auxiliary air control valve during idle operation other than the FIRE mode). It is determined whether or not the lower limit value (ITW-DIFIRL) is equal to or less than a lower limit setting predetermined value DIFIRL (for example, a value corresponding to an air amount of 100 liters / min). (Step S15) If IFIR> ITW-DIFIRL, immediately and if IFIR ≦ ITW-DIFIRL, the FIRE mode control term IFIR is set to its lower limit (ITW-DIFIRL) (Step S16). This process is terminated.
[0024]
In step S26 of FIG. 3, it is determined whether or not the engine water temperature control term ITW is smaller than an upper limit initial value IFIRINIH (for example, a value corresponding to an intake air amount of 600 liters / min). If ITW <IFIRINIH, FIG. while setting the initial value IFIRINI used in step S64 in the engine water temperature control term ITW (step S27), when it is ITW ≧ IFIRINIH sets an initial value IFIRINI the upper initial value IFIRINIH (step S28).
[0025]
In subsequent step S29, the subtraction correction value IFIRDEC updated in step S63 of FIG. 7 and used in step S65 is set to “0”, and then it is determined whether or not the transient control flag FFIRQUIT is “1” (step S31). ) When FFIRQUIT = 1 and during transient control, the process immediately proceeds to step S35. If FFIRQUIT = 0 and transient control is not in progress, it is determined whether or not the previous FIRE mode flag FIREON was “1” (step S32). If FFIRON = 1 and immediately after the end of FIRE mode. The transient control flag FFIRQUIT is set to “1” (step S33), and the process proceeds to step S35.
[0026]
If the previous FIREON = 0 in step S32, the FIRE mode on counter CFIRON, which is incremented in step S50 in FIG. 5 and counts the number of times the FIRE mode is continued, is set to “0” (step S34), and transient control is performed. The flag FFIRQUIT is set to “0” (step S39), and this process ends.
[0027]
In step S35, it is determined whether or not the retard correction term IGFPI of the ignition timing IGLOG is greater than a transient control end determination threshold IGFPPIQ H (eg, −3 degrees), and IGFPI> IGGFPIQH and the retard correction amount IGFPI. When the absolute value of is small (the amount of retardation is small), the process proceeds to step S39 to end the transient control.
[0028]
When IGFPI ≦ IGGFPIQH in step S35, the DFIRQU table shown in FIG. 4 is searched according to the engine coolant temperature TW to calculate the transient control subtraction value DFIRQU (step S36). The DFIRQU table is set so that the transient control subtraction value DFIRQU decreases as the engine coolant temperature TW increases. The DFIRQUmax, DFIRQmin, and TWDF0, TWDF1 in FIG. Value, a value corresponding to 2 liters / min, and 28 ° C and 62 ° C.
[0029]
In the subsequent step S37, the FIRE mode control term IFIR is decremented by the transient control subtraction value DFIRQU, and then the FIRE mode control term IFIR is less than or equal to the lower limit value obtained by subtracting the lower limit value setting predetermined value DIFIRL from the engine water temperature control term ITW. (Step S38), if IFIR> ITW-DIFIRL, immediately, and if IFIR ≦ ITW-DIFIRL, execute Step S39 and end the process.
[0030]
As described above, in the processing shown in FIG. 3, the initial value IFIRINI of the FIRE mode control term IFIR is set (steps S26 to S28), the transient control immediately after the end of the FIRE mode (steps S31 to S38), and the control described later. Parameter initialization (steps S29 and S34) is executed. By the transient control, the intake air amount increased in the FIRE mode is gradually returned to the normal control value.
[0031]
FIG. 5 is a flowchart of the FIRE mode determination process executed in step S1 of FIG. 2. In step S41, it is determined whether or not the designated failure has already been detected. It is determined whether or not the engine is starting (cranking) (step S42). If the answer to step S41 or S42 is affirmative (YES), the TFIREND table shown in FIG. 6A is searched according to the engine coolant temperature TW, and the FIRE mode end time TFIREND referred to in step S46 described later is calculated. (Step S43). The TFIREND table is set so that the FIRE mode end time TFIREND becomes shorter as the engine water temperature TW becomes higher. In the figure, TFIRENDmax and TFIRENDmin are set to, for example, 50 seconds and 2 seconds, respectively, and TW0 and TW1 are, for example, Set to -10 ° C and 75 ° C.
[0032]
In the subsequent step S44, the end flag FFIREND indicating that the FIRE mode should be ended is set to “0”, then the FIRE mode flag FIREEND is set to “0” (step S56), and this process is ended. To do.
If the answer to steps S41 and S42 is negative (NO), it is determined whether or not the end flag FFIREND is “1” (step S45). If FFIREND = 1, the process immediately goes to step S56. On the other hand, when FFIREND = 0, it is determined whether or not the value of the upcount timer TM20TCR for measuring the elapsed time from the start completion point (cranking end point) exceeds the FIRE mode end time TFIREND calculated in step S43. It discriminate | determines (step S46). If TM20TCR> TFIREND, the end flag FFIREND is set to “1” to end the FIRE mode (step S48), and the process proceeds to step S56.
[0033]
If TM20TCR ≦ TFIREND in step S46, the end flag FFIREND is set to “0” (step S47), and it is determined whether or not the engine speed NE is equal to or higher than a predetermined lower limit speed NEFIRL (eg, 700 rpm) (step S49). ). When NE <NEFIRL, the process proceeds to step S56. When NE ≧ NEFIRL, the FIRE mode on counter CFIRON is incremented by “1” (step S50), and the value shown in FIG. The KMFIR table shown in FIG. 7 is retrieved, and the duration correction coefficient KMFIR used in the process of FIG. 7 is calculated (step S51). The KMFIR table is set so that the correction coefficient KMFIR increases as the value of the counter CFIRON increases, and the correction coefficient KMFIR decreases as the value of the counter CFIRON increases further. KMFIRmax, KMFIRmin and n1 in the figure are For example, 2.625, 1.0 and 2000, respectively.
[0034]
In the subsequent step S52, the KTAFIR table shown in FIG. 6C is retrieved according to the intake air temperature TA, and the intake air temperature correction coefficient KTAFIR used in the process of FIG. 7 is calculated. The KTAFIR table is set so that the correction coefficient KTAFIR increases as the intake air temperature TA increases. KTAFIRmax, KTAFIRmin and TA0, TA1 in the figure are, for example, 2.0, 1.0, −10 ° C., 80 ° C., respectively. Set to ° C.
[0035]
In the following step S53, it is determined whether or not the vehicle speed VP is equal to or higher than a predetermined vehicle speed VFIRH (for example, 5 km / h). If VP <VFIRH, the idle flag FIDLE indicating that the engine 1 is in the idle state is “1”. Is “1” or not (step S54). When VP ≧ VFIRH and the vehicle is traveling, or when FIDLE = 0 and the engine is not in the idle state, the process proceeds to step S56, and the FIRE mode flag FIREON is set to “0”. On the other hand, when VP <VFIRH and the engine 1 is in the idle state, the FIRE mode flag FIREON is set to “1” (step S55), and this process is terminated.
[0036]
FIG. 7 is a flowchart of the IFIR calculation subroutine in step S14 of FIG. 2. In step S61, it is determined whether or not a misfire has been detected. The occurrence of misfire is detected by a known method on the basis of the variation in the generation interval of the CRK signal pulse generated every crank angle of 30 °. When the occurrence of misfire is not detected, it is determined whether or not the ignition timing IGLOG is equal to or greater than a value obtained by adding the sticking determination value IGFIRDEC (for example, 1 degree) to the lower limit value IGLGG (for example, −20 deg) (step S62). Then, when no misfire has occurred and IGLOG ≧ IGGLGG + IGFIRDEC, immediately or when a misfire has been detected or when IGLOG <IGGLGG + IGFIRDEC and the ignition timing IGLOG sticks to the vicinity of the lower limit value IGLGG. The subtraction correction value IFIRDEC (<0) used in S65 is decremented by a predetermined amount DIFIRDEC (step S63), and the process proceeds to step S64.
[0037]
In step S64, the basic value IFIRBS of the FIRE mode control term IFIR is calculated by the following equation (4).
IFIRBS = IFIRINI × (1+ (KMFIR-1) × KTAFIR)
(4)
Here, KMFIR and KTAFIR are the duration correction coefficient and the intake air temperature correction coefficient calculated in steps S51 and S52 of FIG. 5, and IFIRINI is the initial value set in step S27 or S28 of FIG. Since the duration correction coefficient KMFIR changes as shown in FIG. 6B as time elapses (increase in the count value CFIRON), basically, the intake air amount gradually increases from the start of the FIRE mode. It is controlled so as to increase and then gradually decrease, and then to maintain a substantially constant value (see FIG. 15A).
[0038]
In the subsequent step S65, the FIRE mode control term IFIR is calculated by adding the subtraction correction value IFIRDEC updated in step S63 to the basic value IFIRBS calculated in step S64. By adding the subtraction correction value IFIRDEC (<0), the intake air amount is corrected in a decreasing direction when the occurrence of misfire is detected or the lower limit value of the ignition timing IGLOG is stuck, and the amount of unburned fuel discharged increases. Alternatively, it is possible to avoid a situation where the retard correction of the ignition timing IGLOG becomes impossible (the engine speed NE cannot be matched with the target speed NEFIR).
[0039]
FIG. 8 is a flowchart of the ignition timing control process, and this process is executed by the CPU 5b in synchronization with the generation of the TDC signal pulse.
In step S71, the basic ignition timing IGMAP is calculated according to the engine speed NE and the intake pipe absolute pressure PBA, and then a correction term IGCR other than the retard correction term IGFPI is calculated (step S72). In step S73, a feedback (FB) control execution condition determination process shown in FIG. 9 is executed. In this process, the execution condition of the feedback control for controlling the ignition timing is determined so that the detected engine speed NE matches the FIRE mode target speed NEFIR, and when the execution condition is satisfied, the feedback control flag FFIRENEFB is set to “1”. Set to.
[0040]
In step S74, it is determined whether or not the feedback control flag FFIRENEFB is “1”. If FFIRENEFB = 0, the retard correction term IGFPI is set to “0” (step S75), while FFIRENEFB = 1. If the execution condition is satisfied, feedback control for setting the retard correction term IGFPI according to the engine speed NE is executed (step S76).
In step S77, the ignition timing IGLOG is calculated by the equation (2), and this process is terminated.
[0041]
FIG. 9 is a flowchart of the FB control execution condition determination process executed in step S73 of FIG. In step S91, it is determined whether or not the FIRE mode flag FIREON is “1”. If FIREON = 0 and the FIRE mode is not set, it is determined whether or not the transient control flag FFIRQUIT is “1” ( Step S103). When FFIRQUIT = 0 and not in transient control, the feedback control flag FFIRENEFB and the target engine speed flag FNOENEFIR indicating “1” that the target engine speed during feedback control is not increased (see FIG. 12, step S131). Are both set to “0” (step S105), and this process is terminated.
[0042]
If FFIRQUIT = 1 in step S103 and transient control is being performed, it is determined whether or not the throttle valve opening θTH is equal to or greater than a predetermined opening θTHFIR (for example, 0.88 deg) (step S104). If θTH <θTHFIR and the throttle valve is almost fully closed, the process is immediately terminated. If θTH ≧ θTHFIR, the process proceeds to step S105. When this process is immediately ended from step S104, FFIRENEFB = 1 is maintained even when the FIRE mode flag FIREON = 0, and the feedback control is continued.
[0043]
When FFIREON = 1 in step S91, it is determined whether or not the transient control flag FFIRQUIT is “1” (step S92). When FFIRQUIT = 1, the feedback control flag FFIRENEFB is set to “0”. (Step S94), the process proceeds to Step S95. If FFIRQUIT = 0, it is determined whether or not the feedback control flag FFIRENEFB has already been set to “1” (step S93). If FFIRENEFB = 1, this processing is immediately terminated, and FFIRENEFB = 0. If YES, go to step S95.
[0044]
In step S95, it is determined whether or not the value of the upcount timer TM01ACR that measures the elapsed time after completion of the start (cranking end) is equal to or less than a predetermined time T1STFIR (for example, 1 msec), and TM01ACR ≦ T1STFIR immediately after the start. In this case, the feedback control start determination addition value NEFPIST, the target rotational speed correction addition value DNEFIR, and the feedback control start determination count value CFNEFBST are set to the first value NEFPPI1 (for example, 200 rpm), DNEF1 (for example, 1 rpm) and CFNEFB1, respectively. For example, when TM01ACR> T1STFIR, the feedback control start determination addition value NEFPIST, the target rotation speed correction addition value DNEFIR, To feedback control start determination count value CFNEFBST, each second value NEFPI2 (e.g. 200 rpm), is set to DNEF2 (e.g. 12 rpm) and CFNEFB2 (e.g. 2) (step S97).
[0045]
In the following step S98, it is determined whether or not the engine speed NE is equal to or greater than the value obtained by adding the feedback control start determination addition value NEFPIST to the target speed NOBJ during normal control. If NE <NOBJ + NEFPIST, the FIRE mode is on. It is determined whether or not the value of the counter CFIRON is equal to or greater than the feedback control start determination count value CFNEFBST (step S99). As a result, if the answer to steps S98 and S99 is negative (NO), the engine speed NE is low and the FIRE mode duration is short, this processing is immediately terminated as not performing the feedback control.
[0046]
If NE ≧ NOBJ + NEFPIST in step S98, the target engine speed flag FNOENEFIR is set to “1” (step S101). If CFIRON ≧ CFNEFBST in step S99, the target engine speed flag FNOENEFIR is set to “0”. (Step S100), the process proceeds to step S102. Thus, when the engine speed NE at the start of the feedback control is high (NE ≧ NOBJ + NEFPIST), the target engine speed addition value ENFIR used for calculating the FIRE mode target engine speed NEFIR is set to “0” (FIG. 12 and steps S117 and S118 of FIG. 10)).
In step S102, the feedback control flag FFIRENEFB is set to “1”, and the value of the FIRE mode on counter CFIRON is stored as the stored value CFRPIST.
[0047]
FIG. 10 is a flowchart of the feedback control process executed in step S76 of FIG. In step S111, processing for setting the target rotational speed addition value ENEFIR (FIG. 12) is executed to set the addition value ENEFIR.
In step S112, it is determined whether or not the shift position SFT of the automatic transmission has changed from neutral N or parking P to drive D or reverse R (in-gear state) or vice versa, and if so, refer to step S115. The down-count timer tmINGFIR is set to a predetermined time TINGFIR (for example, 3 seconds) and started (step S113), and the feedback control I term IIGFIR and the retard correction term IGFPI are both held at the previous value (step S114). The process ends.
[0048]
If there is no change in the shift position in step S112, it is determined whether or not the value of the timer tmINGFIR started in step S113 is “0” (step S115), and the process proceeds to step S114 while tmINGFIR> 0. When tmINGFIR = 0, it is determined whether or not the shift position SFT is drive D or reverse R (in-gear state) (step S116). If not in-gear state, the FIRE mode target rotational speed NEFIR is calculated by the following equation (5). (Step S117), the process proceeds to step S121.
NEFIR = NOBJ + ENEFIR (5)
Here, NOBJ is the target rotational speed in the normal (other than the FIRE mode) idle state, and EN EF IR is the target rotational speed addition value calculated in step S111.
[0049]
When the shift position SFT is the drive D or reverse R in step S116, that is, in the in-gear state, the FIRE mode target rotational speed NEFIR is calculated by the following equation (6) (step S118).
NEFIR = NOBJ + ENEFIR-DNEFIRDR (6)
Here, DNEFIRDR is an in-gear correction value set to, for example, 300 rpm.
[0050]
In the following step S119, it is determined whether or not the FIRE mode target rotational speed NEFIR is equal to or lower than a lower limit value NEIGFIRL (for example, 730 rpm). If NEFIR> NEIGFIRL, the target rotational speed NEFIR is set immediately. The lower limit value NEIGFIRL is set (step S120), and the process proceeds to step S121.
[0051]
In step S121, the KIIGFIR table shown in FIG. 11 is searched according to the ignition timing IGLOG to calculate the integral term gain KIIGFIR. The KIIGFIR table is set so that the integral term gain KIIGFIR increases as the ignition timing IGLOG increases (advances). In FIG. 11, KIIGFIRmax, KIIGFIRmin, IGLOG1, and IGLOG2 are set to 0.063, 0.016, -10 degrees, and 12 degrees, respectively.
[0052]
In subsequent step S122, the engine speed NE, the FIRE mode target speed NEFIR, and the integral term gain KIIGFIR are applied to the following equation (7) to calculate the added value IIGFTMP.
IIGFTMP = KIIGFIR × (NEFIR-NE) (7)
In the following step S123, the integral term (current value) IIGFIR is calculated by adding the addition value IIGFTMP to the previous value IIGFIR (n-1) of the integral term, and then the proportional term PIGFIR is calculated by the following equation (8) ( Step S124).
PIGFIR = KPIGFIR × (NEFIR-NE) (8)
[0053]
Next, the integral term IIGFIR and the proportional term PIGFIR are added to calculate the retard correction term IGFPI (step S125), and this processing is terminated.
As described above, the feedback control for calculating the retardation correction term IGFIR is executed by the process of FIG. 10 so that the engine speed NE matches the FIRE mode target speed NEFIR.
[0054]
FIG. 12 is a flowchart of the ENEFIR setting process executed in step S111 of FIG. In step S131, it is determined whether or not the target rotational speed flag FNOENEFIR is “1”. If FNOENEFIR = 1 and the target rotational speed is not increased, the target rotational speed addition value ENEFIR is set to “0”. (Step S134), and this process is terminated.
[0055]
When FNOENEFIR = 0, the addition value ENEFIR is calculated by the following equation (9) (step S132).

Here, NEFPIST and DNEFIR are the feedback control start determination addition value and target rotation speed correction addition value set in step S96 or S97 of FIG. 9, CFIRON is the value of the FIRE mode on counter, and CFIRPIST is FIG. The stored value stored in step S102. That is, (CFIRON-CFIRPIST) is a count value corresponding to the elapsed time from the start point of the feedback control. Therefore, the FIRE mode target rotational speed NEFIR is equal to (NOBJ + NEFPIST) at the beginning of the feedback control, and gradually decreases with time, and finally becomes the normal target according to the formula (9) and the formula (5) or (6). It is set to coincide with the rotational speed NOBJ (see FIG. 15C).
[0056]
In the following step S133, it is determined whether or not the addition value ENFIR is 0 or less. If ENFIR ≦ 0, the process proceeds to step S134. If ENFIR> 0, the process is immediately terminated.
[0057]
FIG. 15 is a time chart for explaining the intake air amount control and the ignition timing control described above. FIGS. 15 (a), (b) and (c) are valve opening control amounts ICMD and ACMD of the auxiliary air control valve 18, respectively. Changes in the ignition timing IGLOG and the engine speed NE are shown.
[0058]
In the illustrated example, when starting (cranking) is started at time t0 and independent operation is started at time t1, the mode immediately shifts to the FIRE mode. The engine speed NE increases, the execution condition of the ignition timing feedback control is satisfied at time t2, and the feedback control is started. The FIRE mode target rotational speed NEFIR is initially equal to ( NO BJ + NEFPIST) as described above, and then gradually decreased to the target rotational speed NOBJ for normal control.
[0059]
The valve opening control amount ICMD is controlled to gradually increase and then decrease when shifting to the FIRE mode. Immediately after ending the FIRE mode at time t4, control is performed so as to gradually decrease by transient control.
The retard correction term IGFPI changes as indicated by a broken line in FIG. 5B, and the ignition timing IGLOG is controlled to the retard side from the normal control value (IGMAP + IGCR). When the shift position SFT shifts from the neutral N to the in-gear state at time t3, the engine load increases, so that the retard correction term IGFPI increases (decreases the retard amount) and increases the engine output torque. The number NE is controlled to be maintained at the target rotational speed NEFIR (= NOBJ). After time t4, control is performed so as to gradually shift to the normal control value.
[0060]
The engine speed NE is controlled so as to coincide with the target speed NEFIR by feedback control during times t2 to t4. The illustrated example shows a case where the vehicle starts immediately after time t4, and the vehicle speed VP gradually increases.
[0061]
FIG. 13 is a flowchart of a failure determination process for determining a failure in which the operation in the FIRE mode is not normally executed. This process is executed by the CPU 5b every predetermined time or in synchronization with the generation of the TDC signal pulse.
In step S141, it is determined whether or not the determination permission flag FGOFIRE indicating that the failure determination execution condition is satisfied is “1”. If FGOFIRE = 0 and the execution condition is not satisfied. Starts by setting a predetermined delay time TMFIREDLY (for example, 2 seconds) in the delay down count timer tmFIREDLY (step S143), and sets the determination time TMFIIRE (for example, 15 seconds) in the downcount timer tmFIRE for failure determination. (Step S145), the ignition timing IGLOG is stored as a stored value IGLOGST (Step S146), and this process is terminated. Here, the predetermined delay time TMFIREDLY is set so that step S147 and subsequent steps are executed after the time when the ignition timing IGLOG shifts to the retard side (negative value) by feedback control of the ignition timing (FIG. 15 (b)). )reference).
[0062]
If FGOFIRE = 1 in step S141, it is determined whether the FIRE mode flag FIREON is “1” (step S142). If FIREON = 0 and the FIRE mode is not set, the process proceeds to step S143. If FIREON = 1, it is determined whether or not the value of the timer tmFIREDLY started in step S143 is “0” (step S144), and the process proceeds to step S145 while tmFIREDLY> 0.
[0063]
When tmFIREDLY = 0, it is determined whether or not the value of the failure determination timer tmFIRE is “0” (step S147). Initially, since it is tmFIRE> 0, it is determined whether or not higher than the value that the engine rotational speed NE is obtained by subtracting a predetermined deviation DNEFIRE (e.g. 200 r pm) from the target rotational speed NOBJ (step S148), NE> NOBJ- If it is DNEFIRE, it is further determined whether or not the ignition timing IGLOG is smaller than the determination threshold value DIGJUD (at the retarded angle side) (step S150). If the answer to steps S148 and S149 is affirmative (YES) and the engine speed NE and the ignition timing IGLOG are within the normal range, the failure determination timer tmFIRE is held so as not to count down ( Step S150).
[0064]
Therefore, if the FIRE mode ends in this state, the process proceeds from step S142 to step S143 without being determined as a failure. On the other hand, when the answer to step S148 or S149 is negative (NO), the down-count of the failure determination timer tmFIRE advances, and when tmFIRE = 0, it is determined that there is a failure, and the flow advances from step S147 to step S151, and the FIRE mode A failure flag FFIRENG indicated by “1” indicating that a failure that does not perform the above operation normally occurs is set to “1” (step S151), and this processing ends.
[0065]
FIG. 14 is a flowchart of processing for determining execution conditions for failure determination. This processing is executed by the CPU 5b at predetermined time intervals or in synchronization with the generation of TDC signal pulses.
In step S161, it is determined whether or not the engine is in the starting mode, that is, cranking. If cranking is being performed, the intake air temperature TA and the engine water temperature TW are stored as the initial intake air temperature TAINIT and the initial water temperature TWINIT (step S162). ), This process is terminated.
[0066]
After the start is completed, the initial intake air temperature TAINIT and the initial water temperature TWINIT are both predetermined upper and lower limit values TAFIREH, TAFIREL (for example, 4.5 ° C., −6.7 ° C.) and TWFIREH, TWFIRE (for example, 4.5 ° C., It is determined whether or not it is within the range of −6.7 ° C. (step S163). When TAFIREL <TAINIT <TAFIREH and TWFIRE <TWINIT <TWFIREH, whether or not the deviation between the initial water temperature TWINIT and the initial intake air temperature TAINIT (= TINIT−TAINIT) is smaller than a predetermined deviation DFIRET (for example, 7 deg). It is determined (step S164), and if TWINIT-TAINIT <DFIRET, it is determined whether or not the intake pipe absolute pressure PBA is equal to or higher than a predetermined pressure PBIRE (for example, 34.7 kPa) (step S165). As a result, when all the answers to steps S163 to S165 are affirmative (YES), it is determined that the execution condition is satisfied, and the determination permission flag FGOFIRE is set to “1” (step S166), while any of steps S163 to S165 is performed. When the answer is negative (NO), that is, when the initial intake air temperature TAINIT or the initial water temperature TWINIT is not within the range of the predetermined upper and lower limit values, when the deviation between the initial water temperature TWINIT and the initial intake air temperature TAINIT is large, or PBA <If PBFIRE is in an extremely low load operation state, it is determined that the execution condition is not satisfied, and the determination permission flag FGOFIRE is set to “0” (step S167).
[0067]
When the deviation between the initial water temperature TWINIT and the initial intake air temperature TAINIT is large, the engine temperature is not yet sufficiently lowered and the engine is not cold start, so that failure determination is prohibited. Further, at the time of low load operation where PBA <PBFIRE is satisfied, it is estimated that the engine friction is extremely small as compared with the normal cold start, so the ignition timing set by feedback control after shifting to the FIRE mode. Is greatly changed in the retarding direction, and there is a possibility that it is erroneously determined to be normal despite a failure, so that failure determination is prohibited.
[0068]
FIG. 16 is a time chart showing changes in the values of the ignition timing IGLOG, the engine speed NE, and the failure determination timer tmFIRE when a failure occurs, and the opening of the auxiliary air control valve 18 in FIG. The valve control amount ICMD changes similarly to the case shown in FIG. In this way, even if the valve opening control amount ICMD is controlled, if there is a failure in which the actual intake air amount does not increase and the engine speed NE gradually decreases, the retardation correction term IGFPI is 0. The ignition timing IGLOG is not corrected to the retard side. Therefore, the down-counting of the failure determination timer tmFIRE is started from time t11 when the predetermined delay time TMFIREDLY has elapsed. At time t12 when the determination time TMFIRE elapses, it is determined that the FIRE mode control is not normally executed, and the failure flag FFIRENG is set to “1”.
[0069]
As described above, in the present embodiment, whether or not the control in the FIRE mode is correctly executed based on the engine speed NE and the ignition timing IGLOG when the FIRE mode control (temperature increase promotion control of the three-way catalyst 16) is executed. Therefore, for example, it is possible to quickly detect a failure such that the auxiliary air control valve 18 does not perform the valve opening operation corresponding to the valve opening control amount ICMD. The deterioration of exhaust characteristics can be suppressed to a minimum.
[0070]
In the present embodiment, the auxiliary air passage 17 and the auxiliary air control valve 18 constitutes a part of the intake air amount control means, ECU 5 is part of the intake air amount control means, the ignition timing control means, and catalyst temperature Yutakate stage constitute a. More specifically, the processes in FIGS. 2, 3, 5 and 7 correspond to intake air amount control means, the processes in FIGS. 8, 9, 10 and 12 correspond to ignition timing control means, and the processes in FIG. the process of Figure 10 is Ru phase equivalent to the catalyst Atsushi Nobori means.
[0071]
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications are possible as follows.
(Modification 1)
Step S149 in FIG. 13 may be replaced with step S149a shown in FIG. In step S149a, the time interval MEBURN between the CRK signal pulse generated when the piston of the specific cylinder reaches top dead center (TDC) and the CRK signal pulse generated when 30 degrees ATDC (after top dead center) is reached. Is greater than the determination threshold value BRNFJUD. If MEBURN> BRNFJUD, it is determined that the ignition timing is retarded correctly, and the process proceeds to step S150. If MEBURN ≦ BRNFJUD, the process delays correctly. Immediately after determining that it is not cornered, the process of FIG. 13 is terminated.
[0072]
In this determination, when the ignition timing is executed on the advance side from the top dead center, the engine rotation speed in the period of 30 degrees ATDC from the top dead center is increased, whereas the ignition timing is on the retard side from the top dead center. When it is executed, the timing at which the rotational speed increases is shifted in the retard direction, and this point is checked. That is, when the CRK signal pulse interval MEBURN is large, it indicates that the rotation speed in that period is slow, and therefore, it is determined that the ignition timing is correctly retarded.
[0073]
Note that this determination may be made such that the ignition timing is correctly retarded when the CRK signal pulse interval MEBURNA corresponding to ATDC 30 degrees to ATDC 60 degrees is smaller than the determination threshold.
In the first modification, the actual ignition timing is determined based on the crank angle position at which the engine rotation speed becomes maximum, and corresponds to the feature described in claim 1 . In this modification, step S149 of the process of FIG. 13 is replaced with step S149a shown in FIG. 17A, and the process of FIG. 14 corresponds to the failure diagnosis means.
[0074]
(Modification 2)
Step S149 in FIG. 13 may be replaced with step S149b shown in FIG. In step S149b, it is determined whether or not the difference (= IGLOGST−IGLOG) between the stored value IGLOGST stored in step S146 of FIG. 13 and the ignition timing IGLOG (current value) is greater than the determination threshold value DIGJUD2, and IGLOGST−IGLOG> When DIGJUD2, it is determined that the ignition timing is correctly retarded, and the process proceeds to step S150. On the other hand, when IGLOGST−IGLOG ≦ DIGJUD2, it is determined that the ignition timing is not correctly retarded, and the process of FIG. Exit.
In this modified example, the failure determination is performed not by the ignition timing IGLOG but by the fluctuation amount (= IGLOGST-IGLOG), and corresponds to the feature described in claim 2 . In this modification, step S149 in the process of FIG. 13 is replaced with step S149b shown in FIG. 17B, and the process in FIG.
[0076]
【The invention's effect】
As described above in detail , according to the invention described in claim 1 , during the operation of the catalyst temperature raising means, the generation time interval of the crank angle pulse immediately after the piston of the specific cylinder of the engine reaches the top dead center is determined. When it is below the threshold, it is determined that the catalyst temperature raising means has failed. In other words, it is determined whether or not the ignition timing is accurately retarded from the crank angle position where the ignition is actually performed, and it is also determined whether the actual ignition timing is different from the timing at which the ignition timing control signal is generated. can do.
[0077]
According to the second aspect of the present invention, when the difference between the ignition timing immediately after the start of the operation of the catalyst temperature raising means and the ignition timing after the predetermined delay time has elapsed after the start of the operation of the catalyst temperature raising means is equal to or less than the determination threshold value. Since it is determined that the catalyst temperature raising means has failed, accurate determination can be made even when the ignition timing is totally shifted in the advance direction or the retard direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and a control device thereof according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of a main routine for calculating a control amount (IFIR) of an auxiliary air control valve.
FIG. 3 is a flowchart of a main routine for calculating a control amount (IFIR) of an auxiliary air control valve.
FIG. 4 is a diagram showing a table used in the processing of FIG. 3;
FIG. 5 is a flowchart of processing for determining whether or not to execute catalyst temperature increase promotion control.
6 is a diagram showing a table used in the process of FIG.
FIG. 7 is a flowchart of a subroutine for calculating a control amount (IFIR) of an auxiliary air control valve.
FIG. 8 is a flowchart of a main routine for executing ignition timing control.
FIG. 9 is a flowchart of processing for determining an execution condition of feedback control of ignition timing.
FIG. 10 is a flowchart of processing for executing feedback control of ignition timing.
11 is a diagram showing a table used in the processing of FIG.
FIG. 12 is a flowchart of processing for setting an additional value (ENEFIR) of a target engine speed in catalyst temperature increase promotion control.
FIG. 13 is a flowchart of processing for performing failure determination.
FIG. 14 is a flowchart of processing for determining execution conditions for failure determination.
FIG. 15 is a time chart for explaining an operation at the time of execution of catalyst temperature increase promotion control.
FIG. 16 is a time chart for explaining an operation example when catalyst temperature increase promotion control is not normally executed;
FIG. 17 is a diagram for explaining a modified example of the process of FIG. 13;
[Explanation of symbols]
1 Internal combustion engine 2 Intake pipe 5 Electronic control unit (intake air amount control means, ignition timing control means, catalyst temperature raising means, failure diagnosis means)
11 Spark plug 17 Auxiliary air passage (intake air amount control means)
18 Auxiliary air control valve (intake air amount control means)

Claims (2)

Intake air amount control means for controlling the intake air amount of an internal combustion engine provided with a catalyst in the exhaust system, ignition timing control means for controlling the ignition timing of the engine, and increase of the intake air amount after starting of the engine In a control device for an internal combustion engine having catalyst temperature raising means for retarding the ignition timing so that the engine speed matches the target speed,
During the operation of the catalyst temperature raising means, if the generation time interval of the crank angle pulse immediately after the piston of the specific cylinder of the engine reaches the top dead center is equal to or less than the determination threshold, the catalyst temperature raising means has failed. A control apparatus for an internal combustion engine, comprising a failure diagnosis means for determining. An intake air amount control means for controlling the intake air amount of an internal combustion engine provided with a catalyst in the exhaust system; an ignition timing control means for controlling the ignition timing of the engine; and an intake air amount after starting the engine is increased. In a control device for an internal combustion engine having a catalyst temperature raising means for retarding the ignition timing so that the engine speed matches the target speed,
When the difference between the ignition timing immediately after the start of the operation of the catalyst temperature raising means and the ignition timing after the elapse of a predetermined delay time after the start of the operation of the catalyst temperature raising means is equal to or less than a determination threshold value, the catalyst temperature raising means A control apparatus for an internal combustion engine, comprising failure diagnosis means for determining a failure.

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