JP2000120471A - 筒内噴射式エンジンの制御装置 - Google Patents

筒内噴射式エンジンの制御装置

Info

Publication number
JP2000120471A
JP2000120471A JP11225492A JP22549299A JP2000120471A JP 2000120471 A JP2000120471 A JP 2000120471A JP 11225492 A JP11225492 A JP 11225492A JP 22549299 A JP22549299 A JP 22549299A JP 2000120471 A JP2000120471 A JP 2000120471A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
exhaust gas
state
injection
purifying catalyst
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11225492A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirobumi Nishimura
博文 西村
Keiji Araki
啓二 荒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP11225492A priority Critical patent/JP2000120471A/ja
Publication of JP2000120471A publication Critical patent/JP2000120471A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未燃焼燃料の排出を抑制しつつ、未暖機状態
の排気ガス浄化触媒を積極的に暖機して早期に活性化す
る。 【解決手段】 排気通路3に設けられた排気ガス浄化触
媒11と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁5
とを備え、上記排気ガス浄化触媒11の温度状態を判別
する温度状態判別手段16と、この温度状態判別手段1
6によって排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における
低温状態にあると判定された場合には、少なくとも圧縮
行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒11が未暖機状
態における高温状態にあると判定された場合には、吸気
行程から圧縮行程までの間に燃料に噴射される燃料量を
排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるよ
うに設定し、かつ膨張行程で燃料噴射を行うように制御
する燃料噴射制御手段17とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等に搭載さ
れる筒内噴射式エンジンの制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば特開平4−231645号
公報に示されるように、排気ガス中のNOxを吸着する
ことにより排気ガスを浄化するリーンNOx触媒を備え
た筒内直接噴射式内燃機関の燃料噴射時期制御装置にお
いて、燃料の主噴射とは別に副噴射を行い、この副噴射
の噴射時期を、上記触媒床温が400°C以下の低いと
きには、吸気行程から圧縮行程の期間内に設定し、上記
触媒床温が400°Cよりも大きくなり、リーンNOx
触媒が完全に暖機されて活性化したときには、燃焼期間
の後半から排気行程にかけての期間内に設定することに
より、上記触媒のNOx浄化率を高めることが行われて
いる。
【0003】すなわち、上記噴射時期制御装置は、リー
ンNOx触媒の未暖機時に、吸気行程から圧縮行程の期
間内に噴射された副噴射の燃料を燃焼室内でリーンに広
がらせて一部に燃え残りを生じさせ、この燃え残りの燃
料を圧縮、燃焼および排気の行程で充分に熱分解および
部分酸化させた状態で、リーンNOx触媒に供給するこ
とにより、そのNOx浄化率を高めるように構成され、
またリーンNOx触媒の暖機後に、燃焼行程の後半から
排気行程の期間内に噴射された副噴射の燃料を、ほとん
ど酸化させることなく、リーンNOx触媒に直接供給す
ることにより、触媒床温が高いにも拘らず、NOx浄化
率が高められるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載された
燃料噴射時期制御装置は、リーンNOx触媒が完全に活
性化した後に、燃焼行程の後半から排気行程の期間内に
噴射された副噴射の燃料を触媒に直接供給するように構
成されており、リーンNOx触媒が未暖機状態にある場
合には、吸気行程から圧縮行程の期間内に燃料を噴射す
るように構成されているため、未暖機状態の触媒を効果
的に活性化することができないという問題があった。す
なわち、リーンNOx触媒の未暖機状態では、上記副噴
射の噴射時期が、点火時期前の吸気行程から圧縮行程の
期間内に設定され、この燃料が圧縮上死点に近い燃焼行
程で燃焼し、膨張行程中期以降で燃焼することがないの
で、上記燃料を排気行程ないし排気行程に近付けて燃焼
させることによる触媒の暖機作用が得られないという問
題があった。
【0005】なお、特開平9−79069号公報に示さ
れるように、気筒内に直接噴射した燃料を火花点火によ
り燃料させる筒内噴射式エンジンの触媒活性化制御装置
において、排気ガス浄化触媒が非活性状態にある場合
に、その温度の如何に拘らず、上記膨張行程の前期から
中期において2回目の燃料噴射を行い、この燃料を燃焼
室内において膨張行程後半ないし排気行程で燃焼、また
は排気通路中で燃焼させることにより、触媒の活性化を
促進することも考えられているが、このように構成した
場合には、排気ガス浄化触媒の温度が低い場合に、上記
噴射燃料が充分に燃焼することなく未燃焼状態で大気中
に排出されてしまうという問題がある。
【0006】本発明は、このような事情に鑑み、未燃焼
燃料の排出を抑制しつつ、未暖機状態の排気ガス浄化触
媒を積極的に暖機して早期に活性化することができる筒
内噴射式エンジンの制御装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
排気通路に設けられた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に
燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、上記排気ガス浄化触媒の温
度状態を判別する温度状態判別手段と、この温度状態判
別手段によって排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
低温状態にあると判定された場合には、少なくとも圧縮
行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒が未暖機状態に
おける高温状態にあると判定された場合には、吸気行程
から圧縮行程までの間に噴射される燃料量を排気ガス中
の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設定
し、かつ膨張行程で燃料噴射を行うように制御する燃料
噴射制御手段とを備えたものである。
【0008】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にあると判定された場合に
は、圧縮行程で噴射された燃料によって排気ガス温度が
上昇することにより、未燃焼燃料の排出が防止されつ
つ、上記触媒の暖機が促進される。また、排気ガス浄化
触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定された
場合には、吸気行程から圧縮行程までの間に噴射される
燃料量が、排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリー
ンとなるように設定されることにより、余剰酸素が充分
に確保された状態で、膨張行程で噴射された燃料が、そ
の後に燃焼室内ないし排気通路内で燃焼することによ
り、未燃焼燃料の排出が防止されつつ、上記触媒の暖機
がさらに効果的に促進されることになる。
【0009】請求項2に係る発明は、上記請求項1記載
の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス浄
化触媒が未暖機状態にあると判定された場合に、排気ガ
ス中の空燃比を13よりもリーン状態とするように制御
するものである。
【0010】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態にある場合には、排気ガス中の空燃比が13よ
りもリーン状態となるように制御されることにより、充
分な燃焼によって排気ガス温度が高まり、かつ必要以上
の燃料が噴射されることによる燃費の悪化が防止されつ
つ、排気ガス浄化触媒の低温状態で未燃焼燃料が排気通
路に排出されることが効果的に防止されることになる。
【0011】請求項3に係る発明は、上記請求項1記載
の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス浄
化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判定され
た場合に、排気ガス中の空燃比を13〜16の範囲内と
するように制御するものである。
【0012】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、排気ガス中
の空燃比が13〜16の範囲内となるように制御される
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃料の
気化潜熱による排気ガス温度の低下、ないし酸素不足に
よる燃焼悪化が防止され、燃費悪化や、未燃焼燃料が排
気通路に排出されることが防止される。また、空燃比が
必要以上にリーンとなって燃焼性が悪化するということ
がなく、かつ排気ガス温度の低下が抑制されることにな
る。
【0013】請求項4に係る発明は、上記請求項3記載
の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス浄
化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定され
た場合に、排気ガス中の空燃比を13〜16の範囲内と
するように制御するものである。
【0014】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、排気ガス中
の空燃比が13〜16の範囲内となるように制御される
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃費が
悪化することが防止され、また空燃比が必要以上にリー
ンとなって排気ガスが冷却されることが防止されること
になる。
【0015】請求項5に係る発明は、上記請求項1記載
の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス中
の空燃比を検出するO2センサを備えた請求項3記載の
筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記O2セン
サの活性化後に、このO2センサの出力値に基づいて排
気ガス中の空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量
をフィードバック制御するものである。
【0016】上記構成によれば、未燃焼燃料が排気通路
に排出されることが防止された状態で、O2センサの出
力値に基づいて排気ガス中の空燃比を理論空燃比とする
制御が高精度で適正に実行され、燃焼性等が良好状態に
維持され、排気ガス温度を効果的に高くすることができ
る。
【0017】請求項6に係る発明は、上記請求項1〜請
求項3または請求項5のいずれかに記載の筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、排気ガス浄化触媒が未暖機
状態における低温状態にあると判定された場合に、吸気
行程と、圧縮行程とに分割して燃料を噴射するものであ
る。
【0018】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態における低温状態において、燃料噴射量の多い
エンジン中負荷または高負荷運転時等に、吸気行程で噴
射された燃料によって筒内に均一な混合気が形成され、
圧縮行程で噴射された燃料によって筒内の混合気濃度に
濃淡が付けられ、ないし点火プラグの回りに比較的リッ
チな空燃比の混合気が形成されて、着火性ないし初期燃
焼性が充分が確保されるとともに、後半燃焼が緩慢とな
って排気ガス温度が効果的に上昇することになる。
【0019】請求項7に係る発明は、上記請求項1〜請
求項3または請求項5のいずれかに記載の筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、排気ガス浄化触媒が未暖機
状態における低温状態にあると判定された場合に、圧縮
行程前期と、圧縮行程後期とに分割して燃料を噴射する
ものである。
【0020】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態における低温状態において、燃料噴射量が比較
的少ないエンジンの低負荷運転時等に、点火プラグの回
りで燃料が過度に拡散することが防止され、その周囲に
適度なリーン状態の混合気が形成されて燃焼性が良好状
態に維持されつつ、排気ガス温度が効果的に上昇するこ
とになる。
【0021】請求項8に係る発明は、上記請求項1〜請
求項3または請求項5のいずれかに記載の筒内噴射式エ
ンジンの制御装置において、排気ガス浄化触媒が未暖機
状態における低温状態にあると判定された場合に、圧縮
行程で燃料を一括して噴射するものである。
【0022】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態において、燃料噴射量がかな
り少ないアイドル運転時等に、点火プラグ回りにおける
燃料の過度の拡散が効果的に防止され、燃焼性がさらに
良好状態に維持されることになる。
【0023】請求項9に係る発明は、上記請求項1また
は請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御装置におい
て、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態に
あると判定された場合に、圧縮行程と、膨張行程とに分
割して燃料を噴射するものである。
【0024】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態におけるアイドル運転時等
に、圧縮行程で噴射された燃料によって点火プラグの回
りにリッチな空燃比の混合気が形成されて着火性が確保
されるとともに、膨張行程で噴射された燃料によって排
気ガス温度が効果的に上昇し、排気ガス浄化触媒の暖機
が促進されることになる。
【0025】請求項10に係る発明は、上記請求項1ま
たは請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御装置にお
いて、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態
にあると判定された場合に、吸気行程と、膨張行程とに
分割して燃料を噴射するものである。
【0026】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態における高温状態におけるエンジン中負荷また
は高負荷運転時等に、吸気行程で噴射された燃料が均一
に拡散した状態で均一燃焼が行われることにより、エン
ジン出力が確保されるとともに、膨張行程で噴射された
燃料によって排気ガス浄化触媒の暖機が促進されること
になる。
【0027】請求項11に係る発明は、上記請求項1ま
たは請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御装置にお
いて、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態
にあると判定された場合に、吸気行程と、圧縮行程と、
膨張行程とに分割して燃料を噴射するものである。
【0028】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態における高温状態におけるエンジンの低負荷運
転時等に、圧縮行程で噴射された燃料によって点火プラ
グの回りにリッチな空燃比の混合気が形成されて着火性
が確保されるとともに、その周囲に、吸気行程で噴射さ
れた燃料によってリーンな混合気が形成されて緩慢燃焼
が行われることにより、排気ガス温度が効果的に上昇
し、かつ膨張行程で噴射された燃料によって排気ガス浄
化触媒の暖機が促進されることになる。
【0029】請求項12に係る発明は、上記請求項6〜
請求項8のいずれかに記載の筒内噴射式エンジンの制御
装置において、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化触媒
が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加えて、
膨張行程で燃料の追加噴射を行うものである。
【0030】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合に、
運転状態の急変を生じることなく、膨張行程で噴射され
た燃料が充分に排気通路内ないし燃焼室内で燃焼するこ
とにより、上記触媒の暖機が効果的に促進されることに
なる。
【0031】請求項13に係る発明は、上記請求項8記
載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガス
浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定さ
れた場合に、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における低
温状態での燃料噴射に加えて、膨張行程で燃料の追加噴
射を行うとともに、この追加噴射の燃料量を、点火前に
噴射された燃料と同等かそれ以下とするように制御する
ものである。
【0032】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合に、
運転状態の急変および燃費の悪化を生じることなく、膨
張行程で噴射された燃料が燃焼し易い状態となって排気
通路内等で燃焼することにより、上記触媒の暖機が効果
的に促進されることになる。
【0033】請求項14に係る発明は、上記請求項6ま
たは請求項7記載の筒内噴射式エンジンの制御装置にお
いて、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態
にあると判定された場合に、排気ガス浄化触媒が未暖機
状態における低温状態での燃料噴射に加えて、膨張行程
で燃料の追加噴射を行うとともに、この追加噴射の燃料
量を、点火前に噴射された燃料量よりも少なくするよう
に制御するものである。
【0034】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合に、
運転状態の急変および燃費の悪化が効果的に防止されつ
つ、膨張行程で噴射された燃料が燃焼し易い状態となっ
て排気通路内等で燃焼することにより、上記触媒の暖機
が効果的に促進されることになる。
【0035】請求項15に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス触媒が未暖機状態にあると判定された場合に、
エンジンの所定負荷以下の運転領域では、吸気行程と圧
縮行程とに燃料を分割して噴射するとともに、上記運転
領域より高負荷側の運転領域では、排気ガス中の空燃比
が理論空燃比よりもリーンとなる条件下で、圧縮行程と
膨張行程とに分割して燃料を噴射するように制御する燃
料噴射制御手段とを備えたものである。
【0036】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態におけるエンジンの低中負荷時等に、吸気行程
で噴射された燃料によって筒内に均一な混合気が形成さ
れ、圧縮行程で噴射された燃料によって筒内の混合気濃
度に濃淡が付けられ、ないし点火プラグの回りに比較的
リッチな空燃比の混合気が形成されて、着火性ないし初
期燃焼性が充分を確保されるとともに、後半燃焼が緩慢
状態となって排気ガス温度が効果的に上昇することにな
る。また、排気ガス温度が上昇する傾向にある排気ガス
浄化触媒の未暖機状態におけるエンジンの高負荷側運転
領域では、圧縮行程と膨張行程とに分割して燃料が噴射
されることにより、高負荷側ゆえの燃焼ガス温度の上昇
と、余剰酸素とによって膨張行程での燃焼性が高めら
れ、かつ未燃焼燃料の排出が防止されつつ、上記触媒の
暖機が効果的に促進されることになる。
【0037】請求項16に係る発明は、上記請求項15
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記高
負荷側の運転領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃
比よりもリーンとなるように圧縮行程での燃料噴射量を
設定したものである。
【0038】上記構成によれば、排気ガス温度が上昇す
る傾向にある排気ガス浄化触媒の未暖機状態におけるエ
ンジンの高負荷側の運転領域で、余剰酸素により膨張行
程での燃焼を促進させて排気ガス温度をさらに高めるこ
とができる。
【0039】請求項17に係る発明は、上記請求項15
または請求項16記載の筒内噴射式エンジンの制御装置
において、上記高負荷側の運転領域では、圧縮行程前期
と、圧縮行程後期と、膨張行程とに分割して燃料を噴射
するように制御するものである。
【0040】上記構成によれば、上記ガス温度が上昇す
る傾向にある排気ガス浄化触媒の未暖機状態におけるエ
ンジンの高負荷側の運転領域では、圧縮行程前期と、圧
縮行程後期と、膨張行程とに分割して燃料が噴射される
ことにより、上記触媒の暖機が、さらに効果的に促進さ
れることになる。
【0041】請求項18に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態にあると判定された場合
に、エンジンの低回転領域では、吸気行程と圧縮行程と
に燃料を分割して噴射するとともに、上記エンジンの低
回転領域より高回転側の運転領域では、吸気行程から圧
縮行程までの間と膨張行程とに分割して燃料を噴射し、
かつ吸気行程から圧縮行程までの間での噴射燃料量が排
気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるよう
に噴射制御する燃料噴射制御手段とを備えたものであ
る。
【0042】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒の未
暖機状態におけるエンジンの低回転領域では、吸気行程
と圧縮行程とに分割して燃料が噴射されることにより、
吸気行程で噴射された燃料によって筒内に均一な混合気
が形成され、圧縮行程で噴射された燃料によって筒内の
混合気濃度に濃淡が付けられ、ないし点火プラグの回り
に比較的リッチな空燃比の混合気が形成されて、着火性
ないし初期燃焼性が充分が確保されるとともに、後半燃
焼が緩慢となって排気ガス温度が効果的に上昇すること
になる。また、排気ガス温度が上昇する傾向にある排気
ガス浄化触媒の未暖機状態におけるエンジンの高回転側
運転領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりも
リーンとなるように、圧縮行程と膨張行程とに分割して
燃料が噴射されることにより、単位時間当りの燃焼回数
が多い高回転側ゆえの燃焼ガス温度上昇と、余剰酸素と
によって膨張行程での燃焼性が高められ、かつ未燃焼燃
料の排出が防止されつつ、上記触媒の暖機が効果的に促
進されることになる。
【0043】請求項19に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にある
と判定された場合に、少なくとも圧縮行程で燃料を噴射
し、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状態に
あると判定された場合に、排気ガス中の空燃比が13よ
りもリーンとなる条件下で、吸気行程から圧縮行程まで
の間と、膨張行程とに分割して燃料を噴射するように制
御する燃料噴射制御手段と、上記触媒が未暖機状態にお
ける高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化
触媒を活性化させるための二次エアを供給する二次エア
供給手段とを備えたものである。
【0044】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にあると判定された場合に、
圧縮行程で噴射された燃料によって排気ガス温度が上昇
することにより、未燃焼燃料の排出が防止されつつ、上
記触媒の暖機が促進される。また、排気ガス浄化触媒が
未暖機状態における高温状態にある場合には、上記二次
エア供給手段から供給された二次エアにより、膨張行程
で噴射された燃料の排気通路内等における燃焼が、より
促進されることにより、未燃焼燃料の排出が防止されつ
つ、上記触媒の暖機がさらに効果的に促進されることに
なる。
【0045】請求項20に係る発明は、上記請求項19
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定
された場合には、同低温状態にある場合に比べて点火前
の燃料噴射による排気ガス中の空燃比が高くなるように
制御し、かつ排気ガス浄化触媒が未暖機状態における低
温状態にあると判定された場合に、点火時期制御手段に
より、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅角させると
ともに、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温状
態にあると判定された場合に、上記低温状態に比べて点
火時期をMBT側に進角させるように制御するものであ
る。
【0046】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合に、点火時期制御
手段により、点火時期がMBTよりも所定量だけ遅角さ
れることにより、排気ガス温度が上昇して上記触媒の暖
機が効果的に促進される。また、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態で低温状態から高温状態に移行した時点で、低
温状態に比べて点火時期がMBT側に進角されることに
より、燃料の総噴射量の増大が抑制されて燃費の悪化が
防止されることになる。
【0047】請求項21に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、エンジンが始動状態にあるか否かを判別す
る始動状態判別手段と、上記排気ガス浄化触媒が活性状
態あるか否かを判別する触媒状態判別手段と、上記始動
判別手段によってエンジンが始動状態にあると判定され
た場合に、吸気行程でのみ燃料を噴射する第1の噴射形
態とし、エンジンの始動後に上記触媒判別手段によって
触媒が未暖機状態にあると判定された場合に、予め設定
された所定期間は、吸気行程から圧縮行程にかけての期
間内で燃料を分割噴射するとともに、その後期噴射時期
を圧縮行程とした第2の噴射形態とし、かつ上記所定時
間の経過後は、圧縮行程と膨張行程とに分割して燃料を
噴射する第3の噴射形態とするように点火時期を制御す
る燃料噴射制御手段とを備えたものである。
【0048】上記構成によれば、エンジンの始動時に吸
気行程でのみ燃料が噴射されることにより、混合気の均
一化が図られてエンジンの始動性が確保されるととも
に、エンジンの始動直後に、吸気行程から圧縮行程にか
けての期間内で燃料が分割噴射されることにより、排気
ガス温度が上昇して上記触媒の暖機が促進される。ま
た、エンジンの始動後に所定時間が経過した時点で、圧
縮行程と膨張行程とに分割して燃料を噴射する第3の噴
射形態に移行し、膨張行程で噴射された燃料が排気通路
内で燃焼することにより、未燃焼燃料の排出が防止され
つつ、上記触媒の暖機がさらに効果的に促進されること
になる。
【0049】請求項22に係る発明は、上記請求項21
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、点火前
に噴射される第1の噴射形態における燃料の噴射量を第
2の噴射形態よりも多くするとともに、この第2の噴射
形態における燃料の噴射量を第3の噴射形態よりも多く
するように制御するものである。
【0050】上記構成によれば、エンジンの始動時に、
混合気が比較的にリッチな状態とされることにより、エ
ンジンの始動性が確保されるとともに、エンジンの始動
直後に、排気ガス温度を上昇させて上記触媒の暖機を促
進し得る量の燃料が噴射される。また、エンジンの始動
後に所定時間が経過した時点では、混合気が比較的にリ
ーンな状態とされることにより膨張行程で噴射された燃
料が未燃焼状態で排出されることが防止されつつ、上記
触媒の暖機がさらに効果的に促進されることになる。
【0051】請求項23に係る発明は、上記請求項21
また請求項22記載の筒内噴射式エンジンの制御装置に
おいて、第2の噴射形態における点火時期を、MBTよ
りも所定量だけ遅角させるとともに、第3の噴射形態に
おける点火時期を、上記第2噴射形態に比べてMBT側
に進角させるように制御する点火時期制御手段を備えた
ものである。
【0052】上記構成によれば、エンジンの始動直後
に、点火時期がMBTよりも所定量だけ遅角されること
により、排気ガス温度が上昇して上記触媒の暖機が効果
的に促進されるとともに、エンジンの始動後に所定時間
が経過した時点で、始動直後に比べて点火時期がMBT
側に進角されることにより、空燃比がリーン状態に制御
されることによるトルク低下が抑制されることになる。
【0053】請求項24に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にある
と判別された場合には、吸気行程から点火時期までの間
に燃料噴射を行って排気温度を上昇させる温度上昇制御
を実行し、排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高温
状態にあると判別された場合には、吸気行程から点火時
期までの間に噴射される燃料量を理論空燃比よりもリー
ン状態となるように設定し、かつ点火後の膨張行程で燃
料噴射を行うように制御する燃料噴射制御手段とを備え
たものである。
【0054】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態の低温状態にあると判定された場合には、吸気
行程から点火時期までの間に燃料噴射が行われつつ、排
気ガス浄化触媒の温度を上昇させる温度上昇制御が実行
される。また、排気ガス浄化触媒が未暖機状態で高温状
態にあると判定された場合には、吸気行程から点火時期
までの間に噴射される燃料量が、理論空燃比よりもリー
ン状態となるように設定されることにより、余剰酸素が
十分に確保された状態で、点火後の膨張行程で噴射され
た燃料が、燃焼室内ないし排気通路内で燃焼することに
より、未燃焼燃料の排出が抑制されつつ、上記触媒の暖
機がさらに効果的に促進されることになる。
【0055】請求項25に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態の高温状態にあると判別された
場合には、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅角させ
るように制御する点火時期制御手段を備えたものであ
る。
【0056】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、点火時期制
御手段によって点火時期がMBTよりも所定量だけ遅角
されることにより、排気ガス温度が上昇して排気ガス浄
化触媒の暖機が効果的に促進されることになる。
【0057】請求項26に係る発明は、上記請求項25
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、点火時
期をMBTよりも所定量だけ遅角させる制御の実行時に
は、少なくとも吸気行程で燃料噴射を行うように制御す
るものである。
【0058】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、吸気行程で
噴射される燃料によって筒内に均一な混合気が形成され
るとともに、点火時期制御手段によって点火時期がMB
Tよりも所定量だけ遅角されることにより、燃焼性が良
好状態に維持されつつ、排気ガス温度が上昇して排気ガ
ス浄化触媒の暖機が効果的に促進されることになる。
【0059】請求項27に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判別
された場合には、膨張行程で噴射される燃料噴射量を可
変制御することにより、排気ガス中の空燃比を、リッチ
状態とリーン状態とに繰り返し変化させるように構成し
たものである。
【0060】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、膨張行程で
噴射される燃料噴射量が可変制御されることにより、排
気ガス中の空燃比がリッチ状態とリーン状態とに繰り返
し変化し、リーン状態で触媒に吸蔵された酸素と、リッ
チ状態で供給された余剰燃料とが適正に反応し、未燃焼
燃料の排出が防止されるとともに、排気ガス浄化触媒の
暖機が効果的に促進されることになる。
【0061】請求項28に係る発明は、上記請求項27
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、複数の
気筒を有するエンジンの各気筒間で、膨張行程の燃料噴
射量を可変制御することにより、排気ガス中の空燃比
を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し変化させるよ
うに構成したものである。
【0062】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、膨張行程で
噴射される燃料噴射量が各気筒間で可変制御されること
により、排気ガス中の空燃比がリッチ状態とリーン状態
とに繰り返し変化し、リーン状態で触媒に吸蔵された酸
素と、リッチ状態で供給された余剰燃料とが適正に反応
し、未燃焼燃料の排出が防止されるとともに、排気ガス
浄化触媒の暖機が効果的に促進されることになる。
【0063】請求項29に係る発明は、上記請求項27
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、複数の
気筒を有するエンジンの同一気筒内で、膨張行程の燃料
噴射量を可変制御することにより、排気ガス中の空燃比
を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し変化させるよ
うに構成したものである。
【0064】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、膨張行程で
噴射される燃料噴射量が同一気筒内で可変制御されるこ
とにより、排気ガス中の空燃比がリッチ状態とリーン状
態とに繰り返し変化し、リーン状態で触媒に吸蔵された
酸素と、リッチ状態で供給された余剰燃料とが適正に反
応し、未燃焼燃料の排出が防止されるとともに、排気ガ
ス浄化触媒の暖機が効果的に促進されることになる。
【0065】請求項30に係る発明は、上記請求項28
または29記載の筒内噴射式エンジンの制御装置におい
て、膨張行程の燃料噴射を間欠的に実行することによ
り、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態と
に繰り返し変化させるように構成したものである。
【0066】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、各気筒間ま
たは同一気筒内で膨張行程の燃料噴射量が間欠的に行わ
れることにより、排気ガス中の空燃比がリッチ状態とリ
ーン状態とに繰り返し変化し、リーン状態で触媒に吸蔵
された酸素と、リッチ状態で供給された余剰燃料とが適
正に反応し、未燃焼燃料の排出が防止されるとともに、
排気ガス浄化触媒の暖機が効果的に促進されることにな
る。
【0067】請求項31に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判別
された場合に、排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲
内とするように制御するものである。
【0068】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における高温状態にある場合には、排気ガス中
の空燃比が14〜17の範囲内となるように制御される
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃費が
悪化することが防止され、また空燃比が必要以上にリー
ンとなって排気ガスが冷却されることが防止されること
になる。
【0069】請求項32に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合には、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅
角させることにより、排気温度を上昇させる温度上昇制
御を実行するように構成したものである。
【0070】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、点火時期が
MBTよりも所定量だけ遅角されることにより、排気ガ
ス温度が早期に上昇して排気ガス浄化触媒の暖機が効果
的に促進されることになる。
【0071】請求項33に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合には、少なくとも圧縮行程で燃料を噴射する
とともに、燃料噴射時期を、温間成層運転時と同一また
は温間成層運転時よりも進角させるように構成したもの
である。
【0072】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、圧縮行程で
噴射された燃料により点火プラグ周りに比較的リッチな
混合気が形成されるとともに、燃料噴射時期が温間成層
運転時と同一または進角状態に設定されることにより、
上記点火プラグ周りに、必要以上にリッチな混合気が形
成されるのが防止されて燃料の気化および霧化が適度に
促進される。これにより、着火性が維持されるととも
に、排気温度の上昇が促進されることになる。
【0073】請求項34に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合には、少なくとも圧縮行程で燃料を噴射する
とともに、この圧縮行程噴射を、圧縮行程の3/4が経
過する前に終了させるように構成したものである。
【0074】上記構成によれば、圧縮行程の3/4が経
過する前に燃料噴射が終了することにより、上記点火プ
ラグ周りに、必要以上にリッチな混合気が形成されるの
が防止されて燃料の気化および霧化が適度に促進される
ことになる。
【0075】請求項35に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、吸気弁
と排気弁とのオーバラップ量を可変にする開弁オーバラ
ップ量可変手段を備え、排気ガス浄化触媒が未暖機状態
における低温状態にあると判別された場合には、上記開
弁オーバラップ量を小さくするように構成したものであ
る。
【0076】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、吸気弁と排
気弁とのオーバラップ量が小さく設定されて内部EGR
量が低減されることにより、排気ガス温度が効果的に高
められ、また排気ガス浄化触媒が未暖機状態における高
温状態にある場合には、吸気弁と排気弁とのオーバラッ
プ量が大きく設定されて内部EGR量が増大されること
により、燃料の気化および霧化が促進されて燃焼効率が
向上し、未燃焼燃料の排出が抑制されることになる。
【0077】請求項36に係る発明は、上記請求項24
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合に、排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲
内に調整することにより、排気温度を上昇させる温度上
昇制御を実行するように構成したものである。
【0078】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態における低温状態にある場合には、排気ガス中
の空燃比が14〜17の範囲内となるように調整される
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃料の
気化潜熱による排気ガス温度の低下、ないし酸素不足に
よる燃焼悪化が防止され、燃費悪化や、未燃焼燃料が排
気通路に排出されることが防止される。また、空燃比が
必要以上にリーンとなって燃焼性が悪化するということ
がなく、かつ排気ガス温度の低下が抑制されつつ、排気
ガス浄化触媒の温度を上昇させる温度上昇制御が適正に
実行されることになる。
【0079】請求項37に係る発明は、上記請求項31
または36記載の筒内噴射式エンジンの制御装置におい
て、排気ガス中の空燃比を検出するO2センサを備え、
このO2センサの出力値に基づいて燃料噴射量をフィー
ドバック制御することにより、排気ガス中の空燃比を1
4〜17の範囲内とするように構成したものである。
【0080】上記構成によれば、O2センサの出力値に
基づいて排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とす
る制御が高精度で適正に実行されることになる。
【0081】請求項38に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、成層リーン運転時に、排気ガス
浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄化触媒が
非活性状態になったと上記温度状態判別手段によって判
別された場合には、吸気行程から点火時期までの間に噴
射される燃料量を気筒内空燃比が理論空燃比よりもリー
ンとなるように設定し、かつ点火後の膨張行程で燃料噴
射を行うように制御する燃料噴射制御手段とを備えたも
のである。
【0082】上記構成によれば、成層リーン運転時に、
排気ガス浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄
化触媒が非活性状態になった場合には、吸気行程から点
火時期までの間に噴射される燃料量が、理論空燃比より
もリーン状態となるように設定されることにより、余剰
酸素が十分に確保された状態で、点火後の膨張行程で噴
射された燃料が、燃焼室内ないし排気通路内で燃焼する
ことにより、未燃焼燃料の排出が抑制されつつ、上記触
媒の再活性化が効果的に促進されることになる。
【0083】請求項39に係る発明は、上記請求項38
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が非活性状態になったと判別された場合に
は、膨張行程で噴射される燃料噴射量を可変制御するこ
とにより、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン
状態とに繰り返し変化させるように構成したものであ
る。
【0084】上記構成によれば、成層リーン運転時に、
排気ガス浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄
化触媒が非活性状態になった場合には、膨張行程で噴射
される燃料噴射量が可変制御されることにより、排気ガ
ス中の空燃比がリッチ状態とリーン状態とに繰り返し変
化し、リーン状態で触媒に吸蔵された酸素と、リッチ状
態で供給された余剰燃料とが適正に反応し、未燃焼燃料
の排出が防止されるとともに、排気ガス浄化触媒の再活
性化が効果的に促進されることになる。
【0085】請求項40に係る発明は、上記請求項38
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス浄化触媒が非活性状態になったと判別された場合に、
排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とするように
制御するものである。
【0086】上記構成によれば、成層リーン運転時に、
排気ガス浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄
化触媒が非活性状態になった場合には、排気ガス中の空
燃比が14〜17の範囲内となるように調整されること
により、空燃比が必要以上にリッチになって燃料の気化
潜熱による排気ガス温度の低下、ないし酸素不足による
燃焼悪化が防止され、燃費悪化や、未燃焼燃料が排気通
路に排出されることが防止される。また、空燃比が必要
以上にリーンとなって燃焼性が悪化するということがな
く、かつ排気ガス温度の低下が抑制されつつ、排気ガス
浄化触媒の温度を上昇させて活性化させる制御が適正に
実行されることになる。
【0087】請求項41に係る発明は、上記請求項38
記載の筒内噴射式エンジンの制御装置において、排気ガ
ス中の空燃比を検出するO2センサを備え、このO2セン
サの出力値に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御
することにより、排気ガス中の空燃比が14〜17の範
囲内とするように構成したものである。
【0088】上記構成によれば、成層リーン運転時に、
排気ガス浄化触媒の温度低下に起因してこの排気ガス浄
化触媒が非活性状態になった場合には、O2センサの出
力値に基づいて排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲
内とする制御が高精度で適正に実行されることになる。
【0089】請求項42に係る発明は、排気通路に設け
られた排気ガス浄化触媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射
する燃料噴射弁とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装
置において、上記排気ガス浄化触媒の温度状態を判別す
る温度状態判別手段と、この温度状態判別手段によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態にあると判別された場合
には、吸気行程から点火時期までの間と、点火後の膨張
行程とに分割して燃料噴射を行うとともに、上記排気ガ
ス浄化触媒の未暖機状態の高温時には、低温時に比べて
膨張行程の燃料噴射量を増大させるように制御する燃料
噴射制御手段とを備えたものである。
【0090】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒が未
暖機状態にあると判定された場合には、吸気行程から点
火時期までの間と、点火後の膨張行程とに分割して燃料
噴射行われ、膨張行程で噴射された燃料が燃焼室内ない
し排気通路内で燃焼することにより、排気ガス浄化触媒
の暖機が促進されることになる。そして、排気ガス浄化
触媒の未暖機状態の低温時には、点火後の膨張行程で噴
射される燃料量が少なく設定されることにより、未燃焼
燃料の排出が抑制されるとともに、排気ガス浄化触媒の
未暖機状態の高温時には、点火後の膨張行程で噴射され
る燃料量が多く設定されることにより、燃焼室内ないし
排気通路内で多くの燃料が燃焼することにより、上記触
媒の暖機をさらに効果的に促進されることになる。
【0091】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る筒内噴射式
エンジンの制御装置の実施形態を示している。この筒内
噴射式エンジンの制御装置は、自動車に搭載される筒内
噴射型のガソリンエンジンのエンジン本体1に接続され
た吸気通路2および排気通路3と、上記エンジン本体1
の燃焼室の頂部に設けられた点火プラグ4と、燃焼室内
に燃料を直接噴射する燃料噴射弁5とを有している。
【0092】上記吸気通路2には、サージタンク6が設
けられるとともに、その上流側にスロットル弁7が設け
られている。このスロットル弁7は、エンジンコントロ
ールユニット(ECU)8から出力される制御信号に応
じて作動する電気的なアクチュエータ9によって駆動さ
れることにより、吸入空気量を調節するように構成され
ている。
【0093】また、上記排気通路3には、排気ガスの空
燃比を検出するO2センサ10と、排気ガスを浄化する
排気ガス浄化触媒11とが配設されている。この排気ガ
ス浄化触媒11は、三元触媒により構成してもよいが、
暖機後に空燃比をリーンにして成層運転を行う場合の浄
化性能を高めるため、空燃比が理論空燃比よりもリーン
な条件下にある場合でも、NOxを効果的に浄化するこ
とができる触媒を用いることが望ましい。
【0094】上記エンジンには、上記吸気通路2内を通
気する吸気量を検出するエアフローセンサ12と、エン
ジン回転数を検出するためのクランク角センサ13、ア
クセル開度センサ14およびエンジン水温センサ15等
の各種センサ類が装備され、これらの検出信号がエンジ
ンコントロールユニット8に入力されるようになってい
る。このエンジンコントロールユニット8には、排気ガ
ス浄化触媒11の温度状態を判別する温度状態判別手段
16と、燃料の噴射量および噴射時期を制御する燃料噴
射制御手段17と、点火時期を制御する点火時期制御手
段18とが設けられている。
【0095】上記温度状態判別手段16は、例えば上記
エンジン水温センサ15の検出信号に応じて排気ガス浄
化触媒11の温度状態を推定することにより、この排気
ガス浄化触媒11が活性化した暖機状態にあるか否かを
判別するとともに、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
にあると判定された場合には、さらに排気ガス浄化触媒
11がエンジンの始動直後の低温状態にあるか、または
エンジンの始動後に所定時間が経過した高温状態にある
かを判別するように構成されている。なお、上記エンジ
ン水温センサ15の検出値と、エンジン始動時からの時
間の経過とに基づいて上記排気ガス浄化触媒11の温度
状態を判別し、あるいは排気ガス浄化触媒11の温度を
直接検出することにより、その温度状態を判別するよう
に構成してもよい。
【0096】上記燃料噴射制御手段17は、アクセル開
度を検出するアクセル開度センサ14によって検出され
たアクセル開度と、上記クランク角センサ15によって
検出されたエンジン回転数とに基づき、予め設定された
マップからエンジンの目標トルクを読み出すとともに、
この目標トルクと、上記エアフローセンサ7によって検
出された実吸入空気量とに基づき、予め設定されたマッ
プから目標燃料噴射量を読み出し、この目標燃料噴射量
に対応した制御信号を上記燃料噴射弁5に出力するよう
に構成されている。
【0097】また、上記燃料噴射制御手段17は、エン
ジンの運転状態に応じて燃料の噴射時期を制御するよう
に構成されている。すなわち、エンジンの始動時には、
燃料の気化および霧化を促進させて燃焼性を向上させる
ことにより、エンジンの始動性を確保するため、吸気行
程で燃料を一括噴射して均一燃焼を行わせる制御が実行
されるようになっている。
【0098】また、エンジンの始動後に、上記温度状態
判別手段16によって排気ガス浄化触媒11が未暖機状
態にあると判定された場合には、エンジンの運転領域お
よび排気ガス浄化触媒11の温度状態に応じた制御を実
行するように構成されている。すなわち、図2に示すよ
うに、エンジンが高負荷高回転の運転領域Aにある場合
には、吸気行程で燃料を一括噴射して均一燃焼を行わせ
る制御を実行するように構成されている。
【0099】一方、エンジンが低中負荷低回転の運転領
域Bでは、上記温度状態判別手段16によって排気ガス
浄化触媒11が低温状態にあるか否かを判別し、排気ガ
ス浄化触媒11が未暖機状態における低温状態にあると
判定された場合に、吸気行程と圧縮行程とに分割して燃
料を噴射する。これによって点火プラグ4の付近に比較
的リッチな混合気が存在するとともに、その周囲に比較
的リーンな混合気が存在した状態で、点火プラグ4の付
近からその周囲に順次燃焼が伝播されることにより、い
わゆる燃料の後燃えが促進されて排気ガス温度が上昇
し、上記排気ガス浄化触媒11の暖機が促進されること
になる。
【0100】また、エンジンが低中負荷低回転の運転領
域Bで、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における高
温状態にあると判定された場合には、排気ガス中の空燃
比が理論空燃比よりもリーンとなる条件下で、圧縮行程
で燃料の早期噴射を行った後に、膨張行程で燃料の後期
噴射を行わせる制御を実行し、上記圧縮行程で噴射され
た燃料が成層燃焼して余剰酸素が充分に確保された状態
で、膨張行程で噴射された燃料が排気通路3内等で燃焼
することにより、未燃焼燃料の排出が防止されつつ、上
記触媒11の暖機等が、さらに効果的に促進されること
になる。
【0101】さらに、上記温度状態判別手段16によっ
て排気ガス浄化触媒11が暖機状態にあると判定された
場合には、エンジンの運転領域に応じた噴射時期制御が
実行され、図3に示すように、エンジンが高負荷高回転
の運転領域Cにある場合には、吸気行程で燃料を一括噴
射して均一燃焼を行わせる制御を実行し、低負荷低回転
の運転領域Dにある場合には、圧縮行程で燃料を一括噴
射して成層燃焼を行わせる制御を実行するように構成さ
れている。
【0102】上記点火時期制御手段18は、原則として
エンジンの運転状態に応じ、最大の軸トルクが得られる
必要な最小点火進角(MBT)となるように点火時期を
制御するように構成されている。また、上記排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態における低温状態にあると判定
された場合には、上記点火時期制御手段18により、点
火時期をMBTよりも所定量だけ遅角させるとともに、
排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における高温状態に
あると判定された場合には、上記低温状態に比べて点火
時期をMBT側に進角させる制御、つまり上記遅角量を
小さくし、あるいは0とする制御が行われるようになっ
ている。
【0103】上記筒内噴射式エンジンの制御装置の基本
制御動作を、図4に示すフローチャートに基づいて説明
する。上記制御動作がスタートすると、まず上記エアフ
ローセンサ7、アクセル開度センサ14およびクランク
角センサ15の各検出信号を読み込んだ後(ステップS
1)、スタータスイッチ信号またはエンジン回転数等に
基づき、始動判別手段19においてエンジンの始動時で
あるか否かを判別する(ステップS2)。この判別の結
果、エンジンの始動時であることが確認された場合に
は、吸気行程で燃料を一括噴射するように燃料の噴射時
期を制御する(ステップS3)。
【0104】上記ステップS2でNOと判定され、エン
ジンが始動後の状態にあると判定された場合には、上記
温度状態判別手段16によって排気ガス浄化触媒11が
未暖機状態にあるか否かを判定し(ステップS4)、Y
ESと判定された場合には、エンジンが低中負荷低回転
領域Bにあるか否かを判定する(ステップS5)。この
ステップS5でNOと判定され、エンジンが高負荷高回
転領域Aにあることが確認された場合には、上記ステッ
プS3に移行して吸気行程で燃料を一括噴射するように
燃料の噴射時期を制御する。
【0105】また、上記ステップS5でYESと判定さ
れ、エンジンが低中負荷低回転領域Bにあることが確認
された場合には、上記温度状態判別手段16によって排
気ガス浄化触媒11が低温状態にあるか否かを判定し
(ステップS6)、YESと判定されて排気ガス浄化触
媒11が未暖機状態における低温状態にあると判定され
た場合には、吸気行程と圧縮行程とに分割して燃料を噴
射する(ステップS7)。
【0106】一方、上記ステップS6でNOと判定され
て排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における高温状態
にあると判定された場合には、圧縮行程と膨張行程とに
分割して燃料を噴射する(ステップS8)。
【0107】また、上記ステップS4でNOと判定さ
れ、排気ガス浄化触媒11が暖機状態にあると判定され
た場合には、エンジンが高負荷高回転領域Cにあるか否
かを判定する(ステップS9)。このステップS9でY
ESと判定され、エンジンが高負荷高回転領域Cにある
ことが確認された場合には、上記ステップS3に移行し
て吸気行程で燃料を一括噴射するように燃料の噴射時期
を制御する。上記ステップS9でNOと判定され、エン
ジンが低負荷低回転領域Dにあることが確認された場合
には、圧縮行程で燃料を一括噴射するように燃料の噴射
時期を制御する(ステップS10)。
【0108】上記のように温度状態判別手段16によっ
て排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における低温状態
にあると判定された場合に、吸気行程と圧縮行程とに分
割して燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒11が未暖機状
態における高温状態にあると判定された場合に、吸気行
程から膨張行程までの間に噴射される燃料量を排気ガス
中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設定
し、かつ膨張行程で燃料噴射を行うようにように構成し
たため、未燃焼燃料の排出を抑制しつつ、未暖機状態の
排気ガス浄化触媒11を積極的に暖機して早期に活性化
することができる。
【0109】すなわち、排気ガス浄化触媒11が未暖機
状態における低温状態にあると判定された場合に、吸気
行程と圧縮行程とに分割して燃料を噴射することによ
り、圧縮行程で噴射された燃料によって筒内の混合気濃
度に濃淡を付けた状態で点火プラグ4の付近に比較的リ
ッチな混合気を形成するとともに、吸気行程で噴射され
た燃料によって点火プラグ4の周囲に比較的リーンな混
合気を形成し、点火プラグ4の付近からその周囲に順次
燃焼を伝播させて後半の燃焼を緩慢にすることにより、
いわゆる燃料の後燃えを促進することができる。
【0110】したがって、図5(B)の破線bまたは一
点鎖線cで示すように、始動後の時点T1から所定時間
が経過した時点T2までの間に、吸気行程で燃料を一括
噴射した場合に比べ、図5(B)の実線aで示すよう
に、始動時点T1から排気ガス温度を急上昇させ、上記
排気ガス浄化触媒11の暖機を促進することができる。
【0111】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にあると判定された場合に、上記のよ
うに圧縮行程噴射により排気ガス中の空燃比が理論空燃
比よりもリーンとなるように設定して余剰酸素を充分に
確保した状態で、膨張行程で燃料を噴射するように構成
したため、排気ガス温度を充分に上昇させることができ
るとともに、この燃料を高温状態の排気ガス浄化触媒1
1の設置部等において燃焼させることにより、この排気
ガス浄化触媒11の暖機をさらに効果的に促進すること
ができる。
【0112】したがって、図5(B)〜(D)の破線c
で示すように、排気ガス浄化触媒11が高温状態に移行
した時点T2の以降も吸気行程で燃料を一括噴射するよ
うに構成した場合に比べ、図5(B)〜(D)の実線a
で示すように、排気ガス温度を効果的に上昇させて上記
排気ガス浄化触媒11を迅速に活性化させ、そのHC浄
化率を効果的に上昇させることができるとともに、HC
成分の排出量を効果的に低減することができる。
【0113】一方、図5(B)〜(D)の一点鎖線bで
示すように、始動後の時点T1から所定時点T2が経過
するまでの間、吸気行程で燃料の一括噴射を行うように
構成されたものにおいて、上記所定時点T2で圧縮行程
と、膨張行程とに分割して燃料を噴射する制御状態に移
行するように構成した場合には、上記排気ガス浄化触媒
11を充分に昇温させることができない状態で、膨張行
程の燃料噴射が行われるため、この燃料を、排気ガス浄
化触媒11の設置部等において効果的に燃焼させること
ができず、多量のHC成分が外部に排出されることにな
る。
【0114】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
にあると判定された場合には、上記低温状態で吸気行程
と圧縮行程とに分割して噴射された燃焼および上記高温
状態で圧縮行程と膨張行程とに分割して噴射された燃料
により決定される排気ガス中の空燃比を、13よりもリ
ーン状態とするように制御することが望ましく、このよ
うに構成した場合には、必要以上の燃料が噴射されるこ
とによる燃費の悪化を防止できるとともに、排気ガス浄
化触媒11の低温状態で未燃焼燃料が排気通路3に排出
されることよるエミッションの悪化を防止することがで
きる。
【0115】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における低温状態にあると判定された場合に、排気ガス
中の空燃比を13〜16の範囲内とするように制御する
ように構成した場合には、空燃比が必要以上にリッチに
なって燃費が悪化するのを防止できるとともに、未燃焼
燃料が排気通路3に排出されるのを抑制してエミッショ
ンの悪化を防止でき、かつ空燃比が必要以上にリーンと
なって燃焼性が悪化するのを防止できるとともに、余剰
な空気(酸素)により排気ガスが冷されることによる排
気ガス温度の低下を防止できるという利点がある。
【0116】さらに、排気ガス浄化触媒11が未暖機状
態における高温状態にあると判定された場合に、排気ガ
ス中の空燃比を13〜16の範囲内とするように制御す
るように構成した場合には、空燃比が必要以上にリッチ
になって燃費が悪化するのを防止し、かつ空燃比が必要
以上にリーンとなって排気ガスが冷却されるのを防止で
きるという利点がある。
【0117】また、排気ガス中の空燃比を検出するO2
センサ10の活性化後に、このO2センサ10の出力値
に基づいて排気ガス中の空燃比が理論空燃比となるよう
に燃料噴射量をフィードバック制御するように構成して
もよい。このように構成した場合には、未燃焼燃料が排
気通路3に排出されるのを防止しつつ、燃焼性を確保す
るように、O2センサ10の出力値に基づいて排気ガス
中の空燃比を理論空燃比とする制御を高精度で適正に実
行し、適正な燃焼状態に維持して排気ガス温度を効果的
に上昇させることができる。
【0118】なお、上記実施形態では、排気ガス浄化触
媒11が未暖機状態における低温状態にあると判定され
た場合に、吸気行程と、圧縮行程とに分割して燃料を噴
射するように構成した場合について説明したが、これに
限られず、上記低温状態で少なくとも圧縮行程で燃料を
噴射するように構成すればよい。
【0119】例えば、排気ガス浄化触媒11の未暖機状
態における低温状態におけるエンジンの低負荷運転時等
において、圧縮行程前期と、圧縮行程後期とに分割して
燃料を噴射するように構成してもよく、このように構成
した場合には、点火プラグ4の回りに燃料が過度に拡散
するのを防止しつつ、その周囲の混合気を適度なリーン
状態にして、燃料噴射量が比較的少ない上記低負荷運転
時等でも、燃焼性を良好状態に維持して排気ガス温度を
効果的に上昇させることができる。
【0120】また、排気ガス浄化触媒11の未暖機状態
における低温状態におけるアイドル運転時等において、
排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における低温状態に
あると判定された場合に、圧縮行程で燃料を一括して噴
射するように構成してもよく、このように構成した場合
には、上記点火プラグ4の回りに燃料が過度に拡散する
ことを効果的に防止しつつ、その周囲の混合気を適度な
リーン状態とし、燃料噴射量がかなり少ないアイドル運
転時等に、燃焼性を向上させることができる。
【0121】また、上記実施形態では、排気ガス浄化触
媒11が未暖機状態における高温状態にあると判定され
た場合に、圧縮行程と、膨張行程とに分割して燃料を噴
射するように構成したため、エンジンのアイドル運転時
等において、圧縮行程で噴射された燃料によって点火プ
ラグ4の回りにリッチな空燃比の混合気を形成して着火
性を確保できるとともに、膨張行程で噴射された燃料に
よって排気ガス温度を効果的に上昇させ、排気ガス浄化
触媒11の暖機を促進することができるという利点があ
る。
【0122】なお、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にある場合において分割噴射を実行す
る際の早期噴射の時期は、上記圧縮行程に限定されるこ
となく、例えば、エンジンの中負荷または高負荷運転領
域で、吸気行程と、膨張行程とに分割して燃料を噴射す
るように構成してもよい。このように構成した場合に
は、吸気行程で噴射された燃料を均一に拡散させた状態
で均一燃焼させることにより、エンジン出力を確保でき
るとともに、膨張行程で噴射された燃料によって排気ガ
ス浄化触媒11の暖機を効果的に促進することができ
る。
【0123】また、排気ガス浄化触媒11の未暖機状態
における高温状態におけるエンジンの低負荷運転時等
に、吸気行程と、圧縮行程と、膨張行程とに分割して燃
料を噴射するように構成してもよい。このように構成し
た場合には、圧縮行程で噴射された燃料によって点火プ
ラグ4の回りにリッチな空燃比の混合気を形成して着火
性を確保できるとともに、点火プラグ4の周囲に、吸気
行程で噴射された燃料によってリーンな混合気を形成し
て緩慢燃焼を行わせることにより、排気ガス温度を効果
的に上昇させ、かつ膨張行程で噴射された燃料によって
排気ガス浄化触媒11の暖機を促進することができる。
【0124】また、上記ように排気ガス浄化触媒11が
未暖機状態における低温状態に、エンジンの運転状態に
応じて燃料の噴射時期を変化させるように構成されたも
のにおいて、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態におけ
る高温状態になったことが判別された場合に、排気ガス
浄化触媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に
加えて、膨張行程で燃料の追加噴射を行うように構成し
てもよい。このように構成した場合には、排気ガス浄化
触媒11が未暖機状態で、低温状態から高温状態に移行
した時点で、運転状態の急変が生じるのを効果的に防止
しつつ、膨張行程で噴射された燃料を排気通路3内等で
充分に燃焼させることにより、上記触媒11の暖機を効
果的に促進することができる。
【0125】また、上記のように排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態における低温状態にあると判定された場合
に、圧縮行程で燃料を一括して噴射するように構成され
たものでは、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態におけ
る高温状態にあると判定された場合に、上記排気ガス浄
化触媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加
えて、膨張行程で燃料の追加噴射を行うとともに、この
追加燃料の噴射量を、点火前に噴射された燃料と同等か
それ以下とするように制御することが望ましい。
【0126】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合
に、運転状態の急変および燃費の悪化を生じることな
く、膨張行程で噴射された燃料を燃焼し易い状態として
排気通路3内等で充分に燃焼させることにより、上記触
媒11の暖機を効果的に促進することができる。
【0127】さらに、上記のように排気ガス浄化触媒1
1が未暖機状態における低温状態にあると判定された場
合に、吸気行程と、圧縮行程とに分割して燃料を噴射
し、あるいは圧縮行程前期と、圧縮行程後期とに分割し
て燃料を噴射するように構成されたものでは、排気ガス
浄化触媒11が未暖機状態における高温状態にあると判
定された場合に、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態に
おける低温状態での燃料噴射に加えて、膨張行程で燃料
の追加噴射を行うとともに、この追加噴射の燃料量を、
点火前に噴射された燃料量よりも少なくするように制御
することが望ましい。
【0128】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態で、低温状態から高温状態に移行した場合
に、運転状態の急変および燃費の悪化を効果的に防止し
つつ、膨張行程で噴射された燃料を燃焼させ易い状態と
して、排気通路3内等で充分に燃焼させることにより、
上記触媒11の暖機を効果的に促進することができる。
【0129】また、上記のように未暖機状態にある排気
ガス浄化触媒11の温度状態に応じて燃料の噴射時期を
制御する上記実施形態に代え、エンジンの運転領域に応
じて燃料の噴射時期を制御するように構成してもよい。
すなわち、上記排気ガス触媒11の未暖機状態におい
て、エンジンの所定負荷以下の運転領域にあると判定さ
れた場合には、吸気行程と圧縮行程とに燃料を分割して
噴射するとともに、上記運転領域よりも高負荷側の運転
領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリー
ンとなるように、圧縮行程で燃料噴射を行った後、膨張
行程で燃料を噴射するように構成してもよい。
【0130】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
の未暖機状態において、燃料噴射量が比較的少ないエン
ジンの低中負荷領域等では、吸気行程と圧縮行程とに分
割して燃料を噴射することにより、吸気行程で噴射され
た燃料によって筒内に均一な混合気を形成し、圧縮行程
で噴射された燃料によって筒内の混合気に濃淡を付けて
点火プラグ4の回りにリッチな空燃費の混合気を形成す
ることにより、着火性ないし初期燃焼性を充分に確保で
きるとともに、排気ガス温度を効果的に上昇させること
ができる。また、排気ガス温度が上昇する傾向にある排
気ガス浄化触媒11の未暖機状態におけるエンジンの高
負荷側の運転領域等では、排気ガス中の空燃比が理論空
燃比よりもリーンとなるように、圧縮行程で燃料噴射を
行った後、膨張行程で燃料を噴射することにより、高負
荷側ゆえの燃焼ガスの温度上昇と、余剰酸素とによって
膨張行程での燃焼性を高め、かつ未燃焼燃料の排出を防
止しつつ、上記触媒11の暖機を効果的に促進すること
ができる。
【0131】さらに、燃料噴射量の多いエンジンの高負
荷側の運転領域では、圧縮行程での燃料噴射量を排気ガ
ス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設
定するように構成してもよく、この構成によれば、排気
ガス温度が上昇する傾向にある排気ガス浄化触媒11の
未暖機状態における上記エンジンの高負荷領域で、上記
圧縮行程で噴射された燃料を余剰酸素によって積極的に
燃焼させることにより、上記触媒11の暖機を効果的に
促進することができる。特に、上記高負荷側の運転領域
で、圧縮行程前期と、圧縮行程後期で燃料を噴射した後
に、膨張行程で燃料を噴射する制御を実行するように構
成した場合には、上記余剰酸素による膨張行程での燃焼
を促進して排気温度を、より上昇させることができるた
め、上記触媒11の暖機を、さらに効果的に促進するこ
とができる。
【0132】また、上記温度状態判別手段16によって
排気ガス浄化触媒が未暖機状態にあると判定された場合
に、エンジンの低回転領域では、吸気行程と圧縮行程と
に燃料を分割して噴射するとともに、エンジンの高回転
側の運転領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃比よ
りもリーンとなるように、吸気行程から圧縮行程までの
間に燃料噴射を行った後に、膨張行程で燃料を噴射する
ように構成してもよい。
【0133】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
の未暖機状態におけるエンジンの低回転時に、吸気行程
と圧縮行程とに燃料を分割噴射することにより、圧縮行
程で噴射された燃料によって点火プラグ4の回りに比較
的リッチな空燃比の混合気を形成して着火性が確保でき
るとともに、その周囲に、吸気行程で噴射された燃料に
よってリーンな混合気を形成して緩慢燃焼させることに
より、排気ガス温度を効果的に上昇させることができ
る。また、排気ガス温度が上昇する傾向にある排気ガス
浄化触媒11の未暖機状態におけるエンジンの高回転側
の運転領域では、排気ガス中の空燃比が理論空燃比より
もリーンとなるように、圧縮行程で燃料噴射を行った後
に、膨張行程で燃料が噴射されることにより、単位時間
当りの燃焼回数が多い高回転ゆえの燃焼ガス温度の上昇
と、余剰酸素とによって膨張行程での燃料の排出を防止
しつつ、膨張行程での燃焼性を高め、かつ未燃焼燃料の
排出を抑制した状態で、上記触媒11の暖機を効果的に
促進することができる。
【0134】また、排気通路3に二次エアを供給して排
気ガス浄化触媒11を活性化させる二次エア供給手段2
0を備えた筒内噴射式エンジンにおいて、温度状態判別
手段16によって排気ガス浄化触媒11が未暖機状態に
おける低温状態にあると判定された場合に、少なくとも
圧縮行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒11が未暖
機状態における高温状態にあると判定された場合に、排
気ガス中の空燃比が13よりもリーンとなるように、吸
気行程から圧縮行程までの間に燃料の早期噴射を行った
後に、膨張行程で燃料を後期噴射を行うように制御する
とともに、上記二次エア供給手段20によって二次エア
を供給するように構成してもよい。
【0135】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態における低温状態にあると判定された場合
に、圧縮行程で噴射された燃料によって排気ガス温度を
上昇させることにより、未燃焼燃料の排出を防止しつ
つ、上記触媒11の暖機を促進できるとともに、排気ガ
ス浄化触媒11が未暖機状態における高温状態にあると
判定された場合に、上記膨張行程で噴射された燃料を排
気通路3内等において上記二次エアにより積極的に燃焼
させることができるため、未燃焼燃料の排出を防止しつ
つ、上記触媒11の暖機を効果的に促進することができ
る。
【0136】また、上記実施形態において、排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態における高温状態にあると判定
された場合には、同低温状態にある場合に比べて点火前
の燃料噴射による排気ガス中の空燃比が高くなるように
制御し、かつ排気ガス浄化触媒11が未暖機状態におけ
る低温状態にあると判定された場合に、上記点火時期制
御手段18により、点火時期をMBTよりも所定量だけ
遅角させるとともに、排気ガス浄化触媒が未暖機状態に
おける高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態における低温状態にある場合に
比べて点火時期をMBT側に進角させるように制御する
ことが望ましい。
【0137】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態における低温状態にある場合に、上記点火
時期制御手段18により、点火時期をMBTよりも所定
量だけ遅角することにより、排気ガス温度を上昇させて
上記触媒11の暖機を効果的に促進することができる。
また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態で低温状態か
ら高温状態に移行した時点で、上記低温状態にある場合
に比べて点火時期をMBT側に進角させることにより、
燃料の総噴射量を増大させることなく、エンジントルク
を確保できるため、燃費の悪化を防止することができ
る。
【0138】また、エンジン回転数等に基づいてエンジ
ンが始動状態にあるか否かを判別する始動判別手段19
と、上記排気ガス浄化触媒11が活性状態あるか否かを
判別する上記温度状態判別手段16等からなる触媒状態
判別手段と、上記始動判別手段19によってエンジンが
始動状態にあると判定された場合に、吸気行程でのみ燃
料を噴射する第1の噴射形態とし、エンジンの始動後に
上記触媒判別手段によって触媒が未暖機状態にあると判
定された場合に、予め設定された所定期間は、吸気行程
から圧縮行程にかけての期間内で燃料を分割噴射すると
ともに、その後期噴射時期を圧縮行程とした第2の噴射
形態とし、かつ上記所定時間の経過後は、圧縮行程と膨
張行程とに分割して燃料を噴射する第3の噴射形態とす
るように燃料の噴射時期を制御する燃料噴射制御手段1
7とを設けた構造としてもよい。
【0139】上記構成によれば、エンジンの始動時に吸
気行程度のみで燃料を噴射することにより、混合気の均
一化を図ってエンジンの始動性を確保できるとともに、
エンジンの始動直後に、吸気行程から圧縮行程にかけて
の期間内で燃料を分割噴射することにより、排気ガス温
度を上昇させて上記触媒11の暖機を促進することがで
きる。また、エンジンの始動後に所定時間が経過した時
点で、圧縮行程と膨張行程とに分割して燃料を噴射する
第3の噴射形態に移行して、膨張行程で噴射された燃料
を排気通路3内等で燃焼させることにより、未燃焼燃料
の排出を防止しつつ、上記触媒11の暖機をさらに効果
的に促進することができる。
【0140】また、上記実施形態において、点火前に噴
射される第1の噴射形態における燃料の噴射量を第2の
噴射形態よりも多くするとともに、この第2の噴射形態
における燃料の噴射量を第3の噴射形態よりも多くする
ように制御することが望ましい。上記構成によれば、エ
ンジンの始動時に、混合気を比較的にリッチな状態とす
ることにより、エンジンの始動性を確保できるととも
に、エンジンの始動直後に、排気ガス温度を上昇させて
上記触媒11の暖機を促進し得る量の燃料を噴射するこ
とができ。また、エンジンの始動後に所定時間が経過し
た時点では、混合気を比較的にリーンな状態とすること
により、膨張行程で噴射された燃料が未燃焼状態で排出
されることを防止しつつ、上記触媒11の暖機をさらに
効果的に促進することができる。
【0141】さらに、上記実施形態において、点火時期
制御手段18により、第2の噴射形態における点火時期
を、MBTよりも所定量だけ遅角させるとともに、第3
の噴射形態における点火時期を、上記第2噴射形態に比
べてMBT側に進角させるように制御するようにしても
よい。この構成によれば、エンジンの始動直後に、点火
時期をMBTよりも所定量だけ遅角させることにより、
排気ガス温度を上昇させて上記触媒11の暖機を効果的
に促進できるとともに、エンジンの始動後に所定時間が
経過した時点で、始動直後に比べて点火時期をMBT側
に進角することにより、空燃比がリーン状態に制御され
ることによるトルク低下を抑制できるという利点があ
る。
【0142】また、上記実施形態では、温度状態判別手
段16によって排気ガス浄化触媒11が未暖機状態にお
ける低温状態にあると判別された場合に、少なくとも圧
縮行程で燃料を噴射するように構成した例について説明
したが、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における低
温状態にあると判別された場合には、上記燃料噴射制御
手段17により、吸気行程から点火時期までの間に燃料
噴射を行って排気温度を上昇させる温度上昇制御を実行
し、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における高温状
態にあると判別された場合には、吸気行程から点火時期
までの間に噴射される燃料量を理論空燃比よりもリーン
状態となるように設定し、かつ点火後の膨張行程で燃料
噴射を行うように構成してもよい。
【0143】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態の低温状態にあると判定された場合には、
吸気行程から点火時期までの間に燃料噴射を行いつつ、
排気ガス浄化触媒11の温度を上昇させる温度上昇制御
を実行することにより、排気ガス浄化触媒11の暖機を
効果的に促進することができる。また、排気ガス浄化触
媒11が未暖機状態で高温状態にあると判定された場合
には、吸気行程から点火時期までの間に噴射される燃料
量を、理論空燃比よりもリーン状態となるように設定す
ることにより、余剰酸素を十分に確保した状態で、点火
後の膨張行程で噴射された燃料を、燃焼室内ないし排気
通路内で燃焼させることにより、未燃焼燃料の排出を抑
制しつつ、上記排気ガス浄化触媒11の暖機を効果的に
促進することができる。
【0144】特に、上記実施形態において、排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態の高温状態にあると判別された
場合に、点火時期制御手段18により点火時期をMBT
よりも所定量だけ遅角させるように構成した場合には、
燃焼を緩慢にすることによって排気ガス温度を上昇させ
ることができるため、排気ガス浄化触媒11の暖機を、
より効果的に促進することができる。
【0145】さらに、上記点火時期をMBTよりも所定
量だけ遅角させる制御の実行時に、少なくとも吸気行程
で燃料噴射を行うように構成した場合には、吸気行程で
噴射される燃料により筒内に均一な混合気を形成して燃
焼性を向上させることができるため、点火時期の遅角制
御が許容されることになる。したがって、上記点火時期
制御手段18によって点火時期をMBTよりも所定量だ
け遅角させることにより、燃焼性を良好状態に維持しつ
つ、排気ガス温度を上昇させて排気ガス浄化触媒11の
暖機を効果的に促進できるという利点がある。
【0146】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にあると判別された場合に、膨張行程
で噴射される燃料噴射量を可変制御することにより、排
気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態とに繰り
返し変化させるように構成してもよい。このように構成
した場合には、上記膨張行程で噴射される燃料噴射量を
可変制御して排気ガス中の空燃比をリッチ状態とリーン
状態とに繰り返し変化させることにより、リーン状態で
触媒に吸蔵された酸素と、リッチ状態で供給された余剰
燃料とを適正に反応させて未燃焼燃料の排出を防止しつ
つ、排気ガス浄化触媒11の暖機を効果的に促進するこ
とができる。
【0147】例えば、複数の気筒を有するエンジンの各
気筒間で、膨張行程の燃料噴射量を可変制御し、あるい
は図6に示すように、膨張行程で燃料噴射を行う気筒
と、膨張行程で燃料噴射を行うことなく、圧縮行程等の
みにおいて燃料噴射を行う気筒とを交互に設けて上記膨
張行程の燃料噴射を間欠的に実行することにより、排気
ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返
し変化させるように構成した場合には、未燃焼燃料の排
出を防止しつつ、排気ガス浄化触媒11の暖機を効果的
に促進することができる。
【0148】また、複数の気筒を有するエンジンの同一
気筒内で、膨張行程の燃料噴射量を可変制御し、あるい
は同一気筒内で上記膨張行程の燃料噴射を間欠的に実行
することにより、排気ガス中の空燃比をリッチ状態とリ
ーン状態とに繰り返し変化させるように構成した場合に
おいても、同様の効果を奏することができる。
【0149】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にあると判別された場合に、排気ガス
中の空燃比を14〜17の範囲内とするように制御する
ように構成した場合には、上記空燃比を14以上とする
ことにより、空燃比が必要以上にリッチになって燃費が
悪化するのを防止でき、また上記空燃比を17以下とす
ることにより、空燃比が必要以上にリーンとなって排気
ガスが冷却されるのを防止できるという利点がある。
【0150】上記排気ガス浄化触媒11が未暖機状態に
おける低温状態にあると判別された場合に、排気温度を
上昇させる温度上昇制御の具体例としては、排気ガス浄
化触媒11が未暖機状態における低温状態にあると判別
された場合に、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅角
させることにより、排気温度を上昇させる温度上昇制御
を実行するものがある。すなわち、排気ガス浄化触媒1
1が未暖機状態における低温状態にある場合に、点火時
期をMBTよりも所定量だけ遅角させて燃焼を緩慢にす
ることにより、排気ガス温度を早期に上昇させて排気ガ
ス浄化触媒11の暖機を効果的に促進することができ
る。
【0151】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における低温状態にあると判別された場合に、少なくと
も圧縮行程で燃料を噴射するとともに、燃料噴射時期
を、温間成層運転時と同一または温間成層運転時よりも
進角させるように構成してもよい。このように構成した
場合には、圧縮行程で噴射された燃料により点火プラグ
周りに比較的リッチな混合気を形成できるとともに、燃
料噴射時期を温間成層運転時と同一または進角状態に設
定することにより、上記点火プラグ周りに、必要以上に
リッチな混合気が形成されるのを防止して燃料の気化お
よび霧化を適度に促進し、これによって着火性を良好状
態に維持することができるとともに、排気温度の上昇を
促進して上記排気ガス浄化触媒11を効果的に暖機する
ことができる。
【0152】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における低温状態にあると判別された場合には、少なく
とも圧縮行程で燃料を噴射するとともに、この圧縮行程
噴射を、圧縮行程の3/4が経過する前に終了させるよ
うに構成した場合には、上記点火プラグ4の周りに、必
要以上にリッチな混合気が形成されるのを防止して燃料
の気化および霧化を適度に促進することができる。
【0153】上記実施形態において、吸気弁と排気弁と
のオーバラップ量を可変にする開弁オーバラップ量可変
手段を設け、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態におけ
る低温状態にあると判別された場合に、上記開弁オーバ
ラップ量を小さくするように構成してもよい。この構成
によれば、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における
低温状態にある場合には、吸気弁と排気弁とのオーバラ
ップ量が小さく設定されて内部EGR量が低減されるこ
とにより、排気ガス温度を効果的に高めることができ
る。また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態における
高温状態にある場合には、吸気弁と排気弁とのオーバラ
ップ量が大きく設定されて内部EGR量が増大されるこ
とにより、燃焼効率が向上するため、未燃焼燃料の排出
を、より効果的に抑制することができる。
【0154】また、排気ガス浄化触媒11が未暖機状態
における高温状態にある場合には、排気ガス中の空燃比
を14〜17の範囲内に調整するように構成することが
望ましい。このように構成した場合には、空燃比が必要
以上にリッチになって燃料の気化潜熱による排気ガス温
度の低下、ないし酸素不足による燃焼悪化を防止し、燃
費悪化や、未燃焼燃料が排気通路に排出されるのを防止
することができる。また、空燃比が必要以上にリーンと
なって燃焼性が悪化するという事態を生じることなく、
かつ排気ガス温度の低下を抑制しつつ、排気ガス浄化触
媒11の温度を上昇させる温度上昇制御を適正に実行す
ることができる。
【0155】また、排気ガス中の空燃比を検出するO2
センサ10を設け、このO2センサ10の出力値に基づ
いて燃料噴射量をフィードバック制御することにより、
排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とするように
構成した場合には、上記O2センサ10の出力値に基づ
いて排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とする制
御を高精度で適正に実行することができる。
【0156】また、上記実施形態では、排気ガス浄化触
媒11の未暖機時に、この排気ガス浄化触媒11の暖機
を促進する場合について説明したが、エンジンの成層リ
ーン運転時に、排気ガス浄化触媒11の温度低下に起因
してこの排気ガス浄化触媒11が非活性状態になったと
上記温度状態判別手段16によって判別された場合に、
吸気行程から点火時期までの間に噴射される燃料量を気
筒内空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設定
し、かつ点火後の膨張行程で燃料噴射を行うように制御
するように構成してもよい。
【0157】上記構成によれば、所定時間に渡り成層リ
ーン運転が継続される等により、排気ガス浄化触媒11
の温度が低下して非活性状態になった場合に、吸気行程
から点火時期までの間に噴射される燃料量を、理論空燃
比よりもリーン状態となるように設定することにより、
余剰酸素を十分に確保した状態で、点火後の膨張行程で
噴射された燃料を、燃焼室内ないし排気通路3内で燃焼
させることにより、未燃焼燃料の排出を抑制しつつ、上
記触媒11を早期に再活性化することができる。
【0158】また、上記排気ガス浄化触媒11が非活性
状態になったと判別された場合に、膨張行程で噴射され
る燃料噴射量を可変制御することにより、排気ガス中の
空燃比を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し変化さ
せるように構成してもよい。この構成によれば、成層リ
ーン運転時に、排気ガス浄化触媒11の温度低下に起因
してこの排気ガス浄化触媒11が非活性状態になった場
合に、膨張行程で噴射される燃料噴射量を可変制御し
て、排気ガス中の空燃比をリッチ状態とリーン状態とに
繰り返し変化させることにより、リーン状態で触媒11
に吸蔵された酸素と、リッチ状態で供給された余剰燃料
とを適正に反応させることができるため、未燃焼燃料の
排出を防止できるとともに、排気ガス浄化触媒11の再
活性化が効果的に促進できるという利点ある。
【0159】さらに、上記排気ガス浄化触媒11が非活
性状態になったと判別された場合に、排気ガス中の空燃
比を14〜17の範囲内とするように制御するように構
成した場合には、成層リーン運転時に、排気ガス浄化触
媒11の温度低下に起因してこの排気ガス浄化触媒11
が非活性状態になった場合に、空燃比が必要以上にリッ
チになって燃料の気化潜熱による排気ガス温度の低下、
ないし酸素不足による燃焼悪化を防止され、燃費悪化
や、未燃焼燃料が排気通路3に排出されるのを防止する
ことができる。また、空燃比が必要以上にリーンとなっ
て燃焼性が悪化するという事態を生じることなく、かつ
排気ガス温度の低下を抑制しつつ、排気ガス浄化触媒1
1の温度を上昇させて再活性化させる制御を適正に実行
することができる。
【0160】また、上記実施形態において、排気ガス中
の空燃比を検出するO2センサ10を設け、このO2セン
サ10の出力値に基づいて燃料噴射量をフィードバック
制御することにより、排気ガス中の空燃比が14〜17
の範囲内とするように構成しもよい。この構成によれ
ば、成層リーン運転時に、排気ガス浄化触媒11の温度
低下に起因してこの排気ガス浄化触媒11が非活性状態
になった場合に、上記O2センサ10の出力値に基づい
て排気ガス中の空燃比を14〜17の範囲内とする制御
を高精度で適正に実行することができる。
【0161】さらに、排気通路3に設けられた排気ガス
浄化触媒11と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴
射弁5とを備えた筒内噴射式エンジンの制御装置におい
て、上記排気ガス浄化触媒11の温度状態を判別する温
度状態判別手段16と、この温度状態判別手段16によ
って排気ガス浄化触媒11が未暖機状態にあると判別さ
れた場合には、吸気行程から点火時期までの間と、点火
後の膨張行程とに分割して燃料噴射を行うとともに、上
記排気ガス浄化触媒11の未暖機状態の高温時には、低
温時に比べて膨張行程の燃料噴射量を増大させるように
制御する燃料噴射制御手段17とを設けた構造としても
よい。
【0162】上記構成によれば、排気ガス浄化触媒11
が未暖機状態にあると判定された場合には、吸気行程か
ら点火時期までの間と、点火後の膨張行程とに分割して
燃料噴射を行い、膨張行程で噴射された燃料を燃焼室内
ないし排気通路3内で燃焼させることにより、排気ガス
浄化触媒11の温度を上昇させることができる。そし
て、排気ガス浄化触媒11の未暖機状態の低温時には、
点火後の膨張行程で噴射される燃料量を少なく設定する
ことにより、未燃焼燃料の排出を抑制できるとともに、
排気ガス浄化触媒11の未暖機状態の高温時には、点火
後の膨張行程で噴射される燃料量を多く設定することに
より、燃焼室内ないし排気通路3内で多くの燃料を燃焼
させることにより、上記触媒11の暖機をさらに効果的
に促進することができる。
【0163】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、排気ガ
ス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段と、
この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が未暖
機状態における低温状態にあると判定された場合には、
少なくとも圧縮行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒
が未暖機状態における高温状態にあると判定された場合
には、吸気行程から圧縮行程までの間に噴射される燃料
量を排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとな
るように設定し、かつ膨張行程で燃料噴射を行うように
制御する燃料噴射制御手段とを設けたため、排気ガス浄
化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判定され
た場合に、圧縮行程で噴射された燃料によって排気ガス
温度を上昇させることにより、未燃焼燃料の排出を防止
しつつ、上記触媒の暖機を促進できるとともに、排気ガ
ス浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定
された場合に、排気ガス中の空燃比を理論空燃比よりも
リーンとなるように設定するこにより余剰酸素を充分に
確保した状態で、膨張行程で噴射された燃料を排気通路
内等で燃焼させることにより、未燃焼燃料の排出を防止
しつつ、上記触媒の暖機をさらに効果的に促進できると
いう利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る筒内噴射式エンジンの制御装置の
実施形態を示す説明図である。
【図2】冷間時における運転領域を示すグラフである。
【図3】温間時における運転領域を示すグラフである。
【図4】上記制御装置による制御動作を示すフローチャ
ートである。
【図5】筒内噴射式エンジンの制御状態を示すタイムチ
ャートである。
【図6】燃料噴射の制御状態を示すタイムチャートであ
る。
【符号の説明】
3 排気通路 5 燃料噴射弁 10 O2センサ 11 排気ガス浄化触媒 16 温度状態判別手段 17 燃料噴射制御手段 18 点火時期制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/02 325 F02D 41/02 325A 41/04 305 41/04 305Z 41/14 310 41/14 310E 41/34 41/34 F H L 45/00 312 45/00 312R F02P 5/15 F02P 5/15 E

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触媒
    と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備え
    た筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気ガ
    ス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段と、
    この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が未暖
    機状態における低温状態にあると判定された場合には、
    少なくとも圧縮行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化触媒
    が未暖機状態における高温状態にある判別された場合に
    は、吸気行程から圧縮行程までの間に噴射される燃料量
    を排気ガス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなる
    ように設定し、かつ膨張行程で燃料噴射を行うように制
    御する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする筒
    内噴射式エンジンの制御装置。
  2. 【請求項2】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態にあると
    判別された場合に、排気ガス中の空燃比を13よりもリ
    ーン状態とするように制御することを特徴とする請求項
    1記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  3. 【請求項3】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
    低温状態にあると判定された場合に、排気ガス中の空燃
    比を13〜16の範囲内とするように制御することを特
    徴とする請求項1記載の筒内噴射式エンジンの制御装
    置。
  4. 【請求項4】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
    高温状態にあると判定された場合に、排気ガス中の空燃
    比を13〜16の範囲内とするように制御することを特
    徴とする請求項3記載の筒内噴射式エンジンの制御装
    置。
  5. 【請求項5】 排気ガス中の空燃比を検出するO2セン
    サを備えた請求項3記載の筒内噴射式エンジンの制御装
    置において、上記O2センサの活性化後に、このO2セン
    サの出力値に基づいて排気ガス中の空燃比が理論空燃比
    となるように燃料噴射量をフィードバック制御すること
    を特徴とする請求項1記載の筒内噴射式エンジンの制御
    装置。
  6. 【請求項6】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
    低温状態にあると判定された場合に、吸気行程と、圧縮
    行程とに分割して燃料を噴射することを特徴とする請求
    項1〜請求項3または請求項5のいずれかに記載の筒内
    噴射式エンジンの制御装置。
  7. 【請求項7】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
    低温状態にあると判定された場合に、圧縮行程前期と、
    圧縮行程後期とに分割して燃料を噴射することを特徴と
    する請求項1〜請求項3または請求項5のいずれかに記
    載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  8. 【請求項8】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
    低温状態にあると判定された場合に、圧縮行程で燃料を
    一括して噴射することを特徴とする請求項1〜請求項3
    または請求項5のいずれかに記載の筒内噴射式エンジン
    の制御装置。
  9. 【請求項9】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態における
    高温状態にあると判定された場合に、圧縮行程と、膨張
    行程とに分割して燃料を噴射することを特徴とする請求
    項1または請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御装
    置。
  10. 【請求項10】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る高温状態にあると判定された場合に、吸気行程と、膨
    張行程とに分割して燃料を噴射することを特徴とする請
    求項1または請求項2記載の筒内噴射式エンジンの制御
    装置。
  11. 【請求項11】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る高温状態にあると判定された場合に、吸気行程と、圧
    縮行程と、膨張行程とに分割して燃料を噴射することを
    特徴とする請求項1または請求項2記載の筒内噴射式エ
    ンジンの制御装置。
  12. 【請求項12】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化触
    媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加え
    て、膨張行程で燃料の追加噴射を行うことを特徴とする
    請求項6〜請求項8のいずれかに記載の筒内噴射式エン
    ジンの制御装置。
  13. 【請求項13】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化触
    媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加え
    て、膨張行程で燃料の追加噴射を行うとともに、この追
    加噴射の燃料量を、点火前に噴射された燃料と同等かそ
    れ以下とするように制御することを特徴とする請求項8
    記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  14. 【請求項14】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る高温状態にあると判定された場合に、排気ガス浄化触
    媒が未暖機状態における低温状態での燃料噴射に加え
    て、膨張行程で燃料の追加噴射を行うとともに、この追
    加噴射の燃料量を、点火前に噴射された燃料量よりも少
    なくするように制御することを特徴とする請求項6また
    は請求項7記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  15. 【請求項15】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
    媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
    えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
    ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
    と、この温度状態判別手段によって排気ガス触媒が未暖
    機状態にあると判定された場合に、エンジンの所定負荷
    以下の運転領域では、吸気行程と圧縮行程とに燃料を分
    割して噴射するとともに、上記運転領域よりも高負荷側
    の運転領域では、圧縮行程と膨張行程とに分割して燃料
    を噴射するように制御する燃料噴射制御手段とを備えた
    ことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
  16. 【請求項16】 上記高負荷側の運転領域では、排気ガ
    ス中の空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように圧
    縮行程での燃料噴射量を設定したことを特徴とする請求
    項15記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  17. 【請求項17】 上記高負荷側の運転領域では、圧縮行
    程前期と、圧縮行程後期と、膨張行程とに分割して燃料
    を噴射するように制御することを特徴とする請求項15
    または請求項16記載の筒内噴射式エンジンの制御装
    置。
  18. 【請求項18】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
    媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
    えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
    ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
    と、この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が
    未暖機状態にあると判定された場合に、エンジンの低回
    転領域では、吸気行程と圧縮行程とに燃料を分割して噴
    射するとともに、上記エンジンの低回転領域より高回転
    側の運転領域では、吸気行程から圧縮行程までの間と膨
    張行程とに分割して燃料を噴射し、かつ吸気行程から圧
    縮行程までの間での噴射燃料量が排気ガス中の空燃比が
    理論空燃比よりもリーンとなるように噴射制御する燃料
    噴射制御手段とを備えたことを特徴とする筒内噴射式エ
    ンジンの制御装置。
  19. 【請求項19】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
    媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
    えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
    ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
    と、この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が
    未暖機状態における低温状態にあると判定された場合
    に、少なくとも圧縮行程で燃料を噴射し、排気ガス浄化
    触媒が未暖機状態における高温状態にあると判定された
    場合に、排気ガス中の空燃比が13よりもリーンとなる
    条件下で、吸気行程から圧縮行程までの間と、膨張行程
    とに燃料を分割して噴射するように制御する燃料噴射制
    御手段と、上記触媒が未暖機状態における高温状態にあ
    ると判定された場合に、排気ガス浄化触媒を活性化させ
    るための二次エアを供給する二次エア供給手段とを備え
    たことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
  20. 【請求項20】 触媒が未暖機状態における高温状態に
    あると判定された場合には、同低温状態にある場合に比
    べて点火前の燃料噴射による排気ガス中の空燃比が高く
    なるように制御し、かつ排気ガス浄化触媒が未暖機状態
    における低温状態にあると判定された場合に、点火時期
    制御手段により、点火時期をMBTよりも所定量だけ遅
    角させるとともに、排気ガス浄化触媒が未暖機状態にお
    ける高温状態にあると判定された場合に、上記低温状態
    にある時に比べて点火時期をMBT側に進角させるよう
    に制御することを特徴とする請求項19記載の筒内噴射
    式エンジンの制御装置。
  21. 【請求項21】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
    媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
    えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、エンジン
    が始動状態にあるか否かを判別する始動状態判別手段
    と、上記排気ガス浄化触媒が活性状態あるか否かを判別
    する触媒状態判別手段と、上記始動判別手段によってエ
    ンジンが始動状態にあると判定された場合に、吸気行程
    でのみ燃料を噴射する第1の噴射形態とし、エンジンの
    始動後に上記触媒判別手段によって触媒が未暖機状態に
    あると判定された場合に、予め設定された所定期間は、
    吸気行程から圧縮行程にかけての期間内で燃料を分割噴
    射するとともに、その後期噴射時期を圧縮行程とした第
    2の噴射形態とし、かつ上記所定時間の経過後は、圧縮
    行程と膨張行程とに分割して燃料を噴射する第3の噴射
    形態とするように燃料の噴射時期を制御する燃料噴射制
    御手段とを備えたことを特徴とする筒内噴射式エンジン
    の制御装置。
  22. 【請求項22】 点火前に噴射される第1の噴射形態に
    おける燃料の噴射量を第2の噴射形態よりも多くすると
    ともに、この第2の噴射形態における燃料の噴射量を第
    3の噴射形態よりも多くするように制御することを特徴
    とする請求項21記載の筒内噴射式エンジンの制御装
    置。
  23. 【請求項23】 第2の噴射形態における点火時期を、
    MBTよりも所定量だけ遅角させるとともに、第3の噴
    射形態における点火時期を、上記第2噴射形態に比べて
    MBT側に進角させるように制御する点火時期制御手段
    を備えたことを特徴とする請求項21また請求項22記
    載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  24. 【請求項24】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
    媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
    えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
    ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
    と、この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が
    未暖機状態における低温状態にあると判別された場合に
    は、吸気行程から点火時期までの間に燃料噴射を行って
    排気温度を上昇させる温度上昇制御を実行し、排気ガス
    浄化触媒が未暖機状態における高温状態にあると判別さ
    れた場合には、吸気行程から点火時期までの間に噴射さ
    れる燃料量を理論空燃比よりもリーン状態となるように
    設定し、かつ点火後の膨張行程で燃料噴射を行うように
    制御する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする
    筒内噴射式エンジンの制御装置。
  25. 【請求項25】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る高温状態にあると判別された場合には、点火時期をM
    BTよりも所定量だけ遅角させるように制御する点火時
    期制御手段を備えたことを特徴とする請求項24記載の
    筒内噴射式エンジンの制御装置。
  26. 【請求項26】 点火時期をMBTよりも所定量だけ遅
    角させる制御の実行時には、少なくとも吸気行程で燃料
    噴射を行うように制御することを特徴とする請求項25
    記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  27. 【請求項27】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る高温状態にあると判別された場合には、膨張行程で噴
    射される燃料噴射量を可変制御することにより、排気ガ
    ス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し
    変化させるように構成したことを特徴とする請求項24
    記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  28. 【請求項28】 複数の気筒を有するエンジンの各気筒
    間で、膨張行程の燃料噴射量を可変制御することによ
    り、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態と
    に繰り返し変化させるように構成したことを特徴とする
    請求項27記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  29. 【請求項29】 複数の気筒を有するエンジンの同一気
    筒内で、膨張行程の燃料噴射量を可変制御することによ
    り、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリーン状態と
    に繰り返し変化させるように構成したことを特徴とする
    請求項27記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  30. 【請求項30】 膨張行程の燃料噴射を間欠的に実行す
    ることにより、排気ガス中の空燃比を、リッチ状態とリ
    ーン状態とに繰り返し変化させるように構成したことを
    特徴とする請求項28または29記載の筒内噴射式エン
    ジンの制御装置。
  31. 【請求項31】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る高温状態にあると判別された場合に、排気ガス中の空
    燃比を14〜17の範囲内とするように制御することを
    特徴とする請求項24記載の筒内噴射式エンジンの制御
    装置。
  32. 【請求項32】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る低温状態にあると判別された場合には、点火時期をM
    BTよりも所定量だけ遅角させることにより、排気温度
    を上昇させる温度上昇制御を実行する点火時期制御手段
    を備えたことを特徴とする請求項24記載の筒内噴射式
    エンジンの制御装置。
  33. 【請求項33】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る低温状態にあると判別された場合には、少なくとも圧
    縮行程で燃料を噴射するとともに、燃料噴射時期を、温
    間成層運転時と同一または温間成層運転時よりも進角さ
    せるように構成したことを特徴とする請求項24記載の
    筒内噴射式エンジンの制御装置。
  34. 【請求項34】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る低温状態にあると判別された場合には、少なくとも圧
    縮行程で燃料を噴射するとともに、この圧縮行程噴射
    を、圧縮行程の3/4が経過する前に終了させるように
    構成したことを特徴とする請求項24記載の筒内噴射式
    エンジンの制御装置。
  35. 【請求項35】 吸気弁と排気弁とのオーバラップ量を
    可変にする開弁オーバラップ可変手段を備え、排気ガス
    浄化触媒が未暖機状態における低温状態にあると判別さ
    れた場合には、上記開弁オーバラップ量を小さくするよ
    うに構成したことを特徴とする請求項24記載の筒内噴
    射式エンジンの制御装置。
  36. 【請求項36】 排気ガス浄化触媒が未暖機状態におけ
    る低温状態にあると判別された場合に、排気ガス中の空
    燃比を14〜17の範囲内に調整することにより、排気
    温度を上昇させる温度上昇制御を実行するように構成し
    たことを特徴とする請求項24記載の筒内噴射式エンジ
    ンの制御装置。
  37. 【請求項37】 排気ガス中の空燃比を検出するO2
    ンサを備え、このO2センサの出力値に基づいて燃料噴
    射量をフィードバック制御することにより、排気ガス中
    の空燃比を14〜17の範囲内とするように構成したこ
    とを特徴とする請求項31または36記載の筒内噴射式
    エンジンの制御装置。
  38. 【請求項38】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
    媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
    えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
    ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
    と、成層リーン運転時に、排気ガス浄化触媒の温度低下
    に起因してこの排気ガス浄化触媒が非活性状態になった
    と上記温度状態判別手段によって判別された場合には、
    吸気行程から点火時期までの間に噴射される燃料量を気
    筒内空燃比が理論空燃比よりもリーンとなるように設定
    し、かつ点火後の膨張行程で燃料噴射を行うように制御
    する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする筒内
    噴射式エンジンの制御装置。
  39. 【請求項39】 排気ガス浄化触媒が非活性状態になっ
    たと判別された場合には、膨張行程で噴射される燃料噴
    射量を可変制御することにより、排気ガス中の空燃比
    を、リッチ状態とリーン状態とに繰り返し変化させるよ
    うに構成したことを特徴とする請求項38記載の筒内噴
    射式エンジンの制御装置。
  40. 【請求項40】 排気ガス浄化触媒が非活性状態になっ
    たと判別された場合に、排気ガス中の空燃比を14〜1
    7の範囲内とするように制御することを特徴とする請求
    項38記載の筒内噴射式エンジンの制御装置。
  41. 【請求項41】 排気ガス中の空燃比を検出するO2
    ンサを備え、このO2センサの出力値に基づいて燃料噴
    射量をフィードバック制御することにより、排気ガス中
    の空燃比が14〜17の範囲内とするように構成したこ
    とを特徴とする請求項38記載の筒内噴射式エンジンの
    制御装置。
  42. 【請求項42】 排気通路に設けられた排気ガス浄化触
    媒と、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁とを備
    えた筒内噴射式エンジンの制御装置において、上記排気
    ガス浄化触媒の温度状態を判別する温度状態判別手段
    と、この温度状態判別手段によって排気ガス浄化触媒が
    未暖機状態にあると判別された場合には、吸気行程から
    点火時期までの間と、点火後の膨張行程とに分割して燃
    料噴射を行うとともに、上記排気ガス浄化触媒の未暖機
    状態の高温時には、低温時に比べて膨張行程の燃料噴射
    量を増大させるように制御する燃料噴射制御手段とを備
    えたことを特徴とする筒内噴射式エンジンの制御装置。
JP11225492A 1998-08-10 1999-08-09 筒内噴射式エンジンの制御装置 Pending JP2000120471A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11225492A JP2000120471A (ja) 1998-08-10 1999-08-09 筒内噴射式エンジンの制御装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10-226266 1998-08-10
JP22626698 1998-08-10
JP11225492A JP2000120471A (ja) 1998-08-10 1999-08-09 筒内噴射式エンジンの制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000120471A true JP2000120471A (ja) 2000-04-25

Family

ID=26526671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11225492A Pending JP2000120471A (ja) 1998-08-10 1999-08-09 筒内噴射式エンジンの制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000120471A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1245815A2 (en) 2001-03-30 2002-10-02 Mazda Motor Corporation Direct-injection spark-ignition engine with a turbo-charging device, engine control method , and computer-readable storage medium therefor
JP2002295287A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Mazda Motor Corp ターボ過給機付火花点火式直噴エンジン
JP2002364410A (ja) * 2001-06-07 2002-12-18 Mazda Motor Corp ターボ過給機付き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置
JP2006112365A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
CN100378316C (zh) * 2004-01-28 2008-04-02 日产自动车株式会社 直接燃油喷射/火花点火发动机控制装置
JP2011502222A (ja) * 2006-12-28 2011-01-20 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 内燃機関の排気ガス領域内に配置された触媒の加熱方法及び装置
JP2011021554A (ja) * 2009-07-16 2011-02-03 Mazda Motor Corp 火花点火式エンジンの制御方法および火花点火式エンジン
WO2014196122A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A method and an apparatus for warming a catalyst in an internal combustion engine
WO2014196116A1 (en) 2013-06-05 2014-12-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
WO2014196267A1 (ja) * 2013-06-05 2014-12-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1245815A2 (en) 2001-03-30 2002-10-02 Mazda Motor Corporation Direct-injection spark-ignition engine with a turbo-charging device, engine control method , and computer-readable storage medium therefor
JP2002295287A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Mazda Motor Corp ターボ過給機付火花点火式直噴エンジン
US6684630B2 (en) 2001-03-30 2004-02-03 Mazda Motor Corporation Direct-injection spark-ignition engine with a turbo charging device
JP4560978B2 (ja) * 2001-03-30 2010-10-13 マツダ株式会社 ターボ過給機付火花点火式直噴エンジン
JP2002364410A (ja) * 2001-06-07 2002-12-18 Mazda Motor Corp ターボ過給機付き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置
JP4524728B2 (ja) * 2001-06-07 2010-08-18 マツダ株式会社 ターボ過給機付き筒内噴射式エンジンの排気浄化装置
CN100378316C (zh) * 2004-01-28 2008-04-02 日产自动车株式会社 直接燃油喷射/火花点火发动机控制装置
JP2006112365A (ja) * 2004-10-18 2006-04-27 Nissan Motor Co Ltd 筒内直接噴射式火花点火内燃機関の制御装置
US8312709B2 (en) 2006-12-28 2012-11-20 Robert Bosch Gmbh Method for heating a catalytic converter arranged in an exhaust-gas region of a combustion process, and device for carrying out the method
JP2011502222A (ja) * 2006-12-28 2011-01-20 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 内燃機関の排気ガス領域内に配置された触媒の加熱方法及び装置
JP2013231447A (ja) * 2006-12-28 2013-11-14 Robert Bosch Gmbh 内燃機関の排気ガス領域内に配置された触媒の加熱方法及び装置
JP2016040468A (ja) * 2006-12-28 2016-03-24 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh 内燃機関の排気ガス領域内に配置された触媒の加熱方法及び装置
JP2011021554A (ja) * 2009-07-16 2011-02-03 Mazda Motor Corp 火花点火式エンジンの制御方法および火花点火式エンジン
WO2014196122A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A method and an apparatus for warming a catalyst in an internal combustion engine
WO2014196116A1 (en) 2013-06-05 2014-12-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
WO2014196267A1 (ja) * 2013-06-05 2014-12-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
CN105264191A (zh) * 2013-06-05 2016-01-20 丰田自动车株式会社 内燃机
JP5907313B2 (ja) * 2013-06-05 2016-04-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
EP3006691A4 (en) * 2013-06-05 2016-05-25 Toyota Motor Co Ltd COMBUSTION ENGINE
JPWO2014196267A1 (ja) * 2013-06-05 2017-02-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
US9587597B2 (en) 2013-06-05 2017-03-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100272024B1 (ko) 기통내분사형 내연기관의 배기승온장치
KR100394842B1 (ko) 실린더 내 분사형 내연기관 및 그 제어방법
JP3337931B2 (ja) 筒内噴射式エンジン
JP3325231B2 (ja) 筒内噴射式エンジンの制御装置
JP3052856B2 (ja) 排気昇温装置
JP3325230B2 (ja) 筒内噴射式エンジンの触媒暖機方法及び同装置
JP3613023B2 (ja) 筒内噴射式エンジンの制御装置
JP4023115B2 (ja) 直噴火花点火式エンジンの制御装置
JP3285002B2 (ja) 筒内噴射型内燃機関
EP1859140B1 (en) Control apparatus for internal combustion engine
JP3613018B2 (ja) 筒内噴射式エンジンの制御装置
JPH11324765A (ja) 直噴火花点火式内燃機関の制御装置
JP2014234804A (ja) 内燃機関
JP2000120471A (ja) 筒内噴射式エンジンの制御装置
JP3257420B2 (ja) 筒内噴射型内燃機関
JP3743277B2 (ja) 直噴火花点火式内燃機関の制御装置
JPH08296485A (ja) 筒内噴射型内燃機関
JP2001098972A (ja) 火花点火式直噴エンジンの制御装置
JP2006258020A (ja) 内燃機関の制御装置
JP3731403B2 (ja) 直噴火花点火式内燃機関の制御装置
JP3726580B2 (ja) 直噴火花点火式内燃機関の制御装置
JP3755351B2 (ja) 直噴火花点火式内燃機関の制御装置
JPH10212986A (ja) 筒内噴射式エンジン
JP2001073913A (ja) 直噴火花点火式内燃機関の制御装置
JP4175184B2 (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070320

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070710