JPH11343913A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 触媒の暖機期間中、気筒別のリッチ・リーン
運転、又は所定時間毎の強制的なリッチ・リーン切換運
転の必要なく、触媒に未燃酸素及び未燃燃料を供給して
それらを反応させ、触媒を早期に暖機する。 【解決手段】 内燃機関の吸気ポートに燃料を供給する
燃料噴射弁７と、内燃機関の排気通路内に配置された触
媒コンバータ１２と、空燃比を検出するＯ₂ センサ１３
とを具備し、触媒コンバータ１２の温度が活性温度まで
上昇する前である触媒活性前に、空燃比をリーンに維持
して未燃酸素を増加させると共に、触媒活性後よりも吸
気弁１７の開弁期間中の燃料噴射時間を長くして未燃燃
料を増加させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の空燃比制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関始動後に内燃機関の排気
通路内に配置された三元触媒の温度を早期に活性温度ま
で上昇させるため、つまり、三元触媒の暖機を行うため
に、三元触媒に燃え残った未燃燃料と未燃酸素とを供給
してそれらを反応させる内燃機関の空燃比制御装置が知
られている。この種の内燃機関の空燃比制御装置の例と
しては、例えば特開昭６２−１７８７４０号公報に記載
されたものがある。特開昭６２−１７８７４０号公報に
記載された内燃機関の空燃比制御装置は、複数の気筒を
有しており、一の気筒にてリッチ運転を行って三元触媒
に未燃燃料を供給すると共に、他の気筒にてリーン運転
を行って三元触媒に未燃酸素を供給することより、三元
触媒の暖機を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開昭６２
−１７８７４０号公報に記載された内燃機関の空燃比制
御装置の場合、三元触媒の暖機期間中、一の気筒でリッ
チ運転を行うと共に他の気筒でリーン運転を行う必要が
あるため、つまり、各気筒毎に異なる空燃比制御を行う
必要があるため、空燃比制御が複雑になってしまう。

【０００４】各気筒毎に異なる空燃比制御を行う必要な
く、三元触媒内に未燃燃料と未燃酸素とを供給して三元
触媒の暖機を行うことができる内燃機関の空燃比制御装
置の例としては、例えば特開平５−３３７０５号公報に
記載されたものがある。特開平５−３３７０５号公報に
記載された内燃機関の空燃比制御装置は、三元触媒に未
燃燃料を供給するためのリッチ運転と、三元触媒に未燃
酸素を供給するためのリーン運転とを所定時間毎に強制
的に切り換えて実行するにより、三元触媒の暖機を行
う。

【０００５】ところが、特開平５−３３７０５号公報に
記載された内燃機関の空燃比制御装置の場合、三元触媒
の暖機期間中、リッチ運転とリーン運転とを切り換えて
実行する必要があるため、つまり、所定時間毎に空燃比
制御を変更する必要があるため、依然として、空燃比制
御が複雑になってしまう。

【０００６】前記問題点に鑑み、本発明は、触媒の暖機
期間中、一の気筒にてリッチ運転を行うと共に他の気筒
にてリーン運転を行う必要なく、また、リッチ運転とリ
ーン運転とを所定時間毎に強制的に切り換えて実行する
必要なく、触媒に未燃燃料と未燃酸素とを供給して触媒
の暖機を行うことができる内燃機関の空燃比制御装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関に燃料を供給する燃料噴射手段と、内
燃機関の排気通路内に配置された触媒と、空燃比を検出
する空燃比検出手段とを具備する内燃機関の空燃比制御
装置において、前記触媒の温度が活性温度まで上昇する
前である触媒活性前に、空燃比をリーンに維持しつつ、
触媒活性後よりも前記触媒に到達する未燃燃料を増量す
ることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置が提供さ
れる。

【０００８】請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装
置は、触媒活性前に、空燃比をリーンに維持しつつ、触
媒活性後よりも触媒に到達する未燃燃料を増量するた
め、空燃比を一定に維持しつつ、つまり、空燃比を変更
する必要なく、触媒に未燃燃料及び酸素の両方を供給す
ることができ、それゆえ、触媒を早期に暖機することが
できる。

【０００９】請求項２に記載の発明によれば、前記燃料
噴射手段が内燃機関の吸気ポートに燃料を供給し、前記
触媒の温度が活性温度まで上昇する前である触媒活性前
に、前記空燃比検出手段により検出される空燃比をリー
ンに維持して未燃酸素を増加させると共に、触媒活性後
よりも吸気弁開弁期間中の燃料噴射時間を長くすること
により前記触媒に到達する未燃燃料を増量することを特
徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置が
提供される。

【００１０】請求項３に記載の発明によれば、触媒活性
前に、触媒活性後よりも燃料噴射終了時期を遅らせたこ
とを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御
装置が提供される。

【００１１】請求項２及び３に記載の内燃機関の空燃比
制御装置は、触媒活性前に空燃比をリーンに維持するこ
とにより、触媒に燃え残った未燃酸素を供給する。更
に、触媒活性前に触媒活性後よりも吸気弁開弁期間中の
燃料噴射時間を長くすることにより、吸気ポート内で吸
気と十分に混合されない燃料量を増加させ、触媒に燃え
残った未燃燃料を供給する。そのため、空燃比を変更す
る必要なく、吸気弁開弁期間中の燃料噴射時間を長くす
ることのみにより、触媒に供給された未燃酸素と未燃燃
料とを反応せしめ、触媒を早期に暖機することができ
る。

【００１２】請求項４に記載の発明によれば、吸気弁
と、排気弁と、前記吸気弁及び排気弁が共に開弁するバ
ルブオーバラップ期間を変更可能な可変バルブタイミン
グ装置とを具備し、触媒活性前に、触媒活性後よりもバ
ルブオーバラップ期間を長くして未燃燃料の吹き抜け量
を増加させたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機
関の空燃比制御装置が提供される。

【００１３】請求項４に記載の内燃機関の空燃比制御装
置は、更に、触媒活性前に触媒活性後よりもバルブオー
バラップ期間を長くすることにより、内燃機関の燃焼室
を吹き抜ける燃料量を増加させ、触媒に燃え残った未燃
燃料を供給する。その結果、触媒はより一層早期に暖機
される。

【００１４】請求項５に記載の発明によれば、吸気弁
と、排気弁と、前記吸気弁及び排気弁が共に開弁するバ
ルブオーバラップ期間を変更可能な可変バルブタイミン
グ装置とを具備し、前記触媒の温度が活性温度まで上昇
する前である触媒活性前に、前記空燃比検出手段により
検出される空燃比をリーンに維持して未燃酸素を増加さ
せると共に、触媒活性後よりもバルブオーバラップ期間
を長くして未燃燃料の吹き抜け量を増加させることによ
り前記触媒に到達する未燃燃料を増量することを特徴と
する請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置が提供
される。

【００１５】請求項６に記載の発明によれば、触媒活性
前に、触媒活性後よりも排気弁閉弁時期を遅らせたこと
を特徴とする請求項５に記載の内燃機関の空燃比制御装
置が提供される。

【００１６】請求項７に記載の発明によれば、前記燃料
噴射手段は内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射すること
を特徴とする請求項５に記載の内燃機関の空燃比制御装
置が提供される。

【００１７】請求項８に記載の発明によれば、前記燃料
噴射手段は内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射すること
を特徴とする請求項５に記載の内燃機関の空燃比制御装
置が提供される。

【００１８】請求項５から８に記載の内燃機関の空燃比
制御装置は、触媒活性前に空燃比をリーンに維持するこ
とにより、触媒に燃え残った未燃酸素を供給する。更
に、触媒活性前に触媒活性後よりもバルブオーバラップ
期間を長くすることにより、内燃機関の燃焼室を吹き抜
ける燃料量を増加させ、触媒に燃え残った未燃燃料を供
給する。そのため、空燃比を変更する必要なく、バルブ
オーバラップ期間を長くすることのみにより、触媒に供
給された未燃酸素と未燃燃料とを反応せしめ、触媒を早
期に暖機することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。

【００２０】図１は本発明の内燃機関の空燃比制御装置
の第一の実施形態を示す全体概要図である。図１におい
て、機関本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が
設けられている。エアフローメータ３は吸入空気量を直
接計測するものであって、ポテンショメータを内蔵して
吸入空気量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生す
る。この出力信号は制御回路１０のマルチプレクサ内蔵
Ａ／Ｄ変換器１０１に供給されている。ディストリビュ
ータ４には、その軸が例えばクランク角に換算して７２
０°毎に基準位置検出用パルス信号を発生するクランク
角センサ５及びクランク角に換算して３０°毎に基準位
置検出用パルス信号を発生するクランク角センサ６が設
けられている。これらのクランク角センサ５、６のパル
ス信号は制御回路１０の入出力インターフェース１０２
に供給され、このうち、クランク角センサ６の出力はＣ
ＰＵ１０３の割り込み端子に供給される。

【００２１】更に、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給
系から加圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射
弁７が設けられている。また、機関本体１のシリンダブ
ロックのウォータジャケット８には、冷却水の温度を検
出するための水温センサ９が設けられている。水温セン
サ９は冷却水の温度ＴＨＷに応じたアナログ電圧の電気
信号を発生する。この出力もＡ／Ｄ変換器１０１に供給
されている。

【００２２】排気マニホルド１１より下流の排気系に
は、排気ガス中の三つの有害成分ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを
同時に浄化する三元触媒を収容する触媒コンバータ１２
が設けられている。尚、本実施形態では触媒コンバータ
１２に収容される触媒は三元触媒であるが、他の実施形
態では触媒コンバータに収容される触媒は三元触媒に限
定されない。本実施形態の説明に戻り、排気マニホルド
１１には、すなわち触媒コンバータ１２の上流側には、
Ｏ₂ センサ１３が設けられている。Ｏ₂ センサ１３は排
気ガス中の酸素成分濃度に応じた電気信号を発生する。
すなわち、Ｏ₂ センサ１３は空燃比が理論空燃比に対し
てリーン側かリッチ側かに応じて、異なる出力電圧を制
御回路１０でＡ／Ｄ変換器１０１に発生する。また、触
媒コンバータ１２内に配置された温度センサ１６は、触
媒コンバータ１２の触媒温度に応じて異なる出力電圧を
制御回路１０でＡ／Ｄ変換器１０１に発生する。

【００２３】制御回路１０は、例えばマイクロコンピュ
ータとして構成され、Ａ／Ｄ変換器１０１、入出力イン
ターフェース１０２、ＣＰＵ１０３の他に、ＲＯＭ１０
４、ＲＡＭ１０５、バックアップＲＡＭ１０６、クロッ
ク発生回路１０７等が設けられている。

【００２４】また、制御回路１０において、ダウンカウ
ンタ１０８、フリップフロップ１０９、及び駆動回路１
１０は燃料噴射弁７を制御するためのものである。すな
わち、制御回路１０において、燃料噴射量ＴＡＵが演算
されると、燃料噴射量ＴＡＵがダウンカウンタ１０８に
プリセットされると共にフリップフロップ１０９もセッ
トされる。この結果、駆動回路１１０が燃料噴射弁７の
付勢を開始する。他方、ダウンカウンタ１０８がクロッ
ク信号（図示せず）を計数して最後にそのキャリアウト
端子が“１”レベルとなった時に、フリップフロップ１
０９がセットされて駆動回路１１０は燃料噴射弁７の付
勢を停止する。つまり、上述の燃料噴射量ＴＡＵだけ燃
料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴射量ＴＡＵに応
じた量の燃料が機関本体１の燃焼室に送り込まれること
になる。

【００２５】吸気弁１７及び排気弁１８のバルブタイミ
ングを変更するため、駆動回路１１１に接続された可変
バルブタイミング装置１９が設けられている。可変バル
ブタイミング装置１９は、吸気弁１７及び排気弁１８の
バルブタイミングを変更することによって、吸気弁１７
及び排気弁１８が共に開弁しているバルブオーバラップ
期間を変更することができる。

【００２６】なお、ＣＰＵ１０３の割り込み発生は、Ａ
／Ｄ変換器１０１のＡ／Ｄ変換終了時、入出力インター
フェース１０２がクランク角センサ６のパルス信号を受
信した時、クロック発生回路１０７からの割り込み信号
を受信した時等である。エアフローメータ３の吸入空気
量データＱ及び冷却水温データＴＨＷは所定時間毎に実
行されるＡ／Ｄ変換ルーチンによって取り込まれてＲＡ
Ｍ１０５の所定領域に格納される。つまり、ＲＡＭ１０
５におけるデータＱ及びＴＨＷは所定時間毎に更新され
ている。また、回転速度データＮｅはクランク角センサ
６の３０°ＣＡ毎の割り込みによって演算されてＲＡＭ
１０５の所定領域に格納される。

【００２７】以下、本実施形態の内燃機関の空燃比制御
装置による空燃比制御方法について説明する。図２は本
実施形態の空燃比制御方法を示すフローチャートであ
る。内燃機関の空燃比制御装置は所定周期で図２に示す
空燃比制御を実行する。図２に示すように、内燃機関の
空燃比制御装置は、空燃比制御を開始すると、まずステ
ップ２０１にて空燃比制御フィードバック制御条件が成
立するか否か、つまり、Ｏ₂ センサの出力値に基づいて
燃料噴射量ＴＡＵを決定するか否かを判断する。ＮＯと
判断したときにはステップ２０２に進み、Ｏ₂ センサの
出力値に基づくことなく、吸入空気量Ｑ、機関回転数Ｎ
ｅ及び予めＲＡＭ内に格納された所定の空燃比補正係数
ＦＡＦに基づいて燃料噴射量ＴＡＵを算出すると共に、
算出された燃料噴射量ＴＡＵの燃料を噴射し、このルー
チンを終了する。一方、ＹＥＳと判断したときにはステ
ップ２０３に進む。

【００２８】ステップ２０３において、内燃機関の空燃
比制御装置は、触媒コンバータの触媒温度Ｔｂが、後述
するステップ２０５を実行するのに適切な温度であるか
否か、つまり、未燃燃料と未燃酸素とを触媒コンバータ
に供給して反応させることにより触媒コンバータの暖機
を行うのに適切な触媒温度であるか否かを判断する。触
媒温度Ｔｂが所定の閾値ＴｂＬ以下であり、未燃燃料と
未燃酸素とが触媒コンバータにて適切に反応できないと
きにはステップ２０４に進む。また、触媒温度Ｔｂが所
定の閾値ＴｂＨ以上であり、触媒温度Ｔｂが活性温度Ｔ
ｂＨに到達しているため、触媒コンバータの暖機を行う
必要がないときにもステップ２０４に進む。一方、Ｔｂ
Ｌ＜Ｔｂ＜ＴｂＨであって触媒コンバータの暖機を行う
必要があるときにはステップ２０５に進む。

【００２９】ステップ２０４において、内燃機関の空燃
比制御装置は、通常のＦ／Ｂ制御を行う、つまり、Ｏ₂
センサの出力値が理論空燃比を示すように燃料噴射量Ｔ
ＡＵを算出すると共に、算出された燃料噴射量ＴＡＵの
燃料を噴射し、このルーチンを終了する。尚、ステップ
２０４においては、噴射された燃料が適切に燃焼するよ
うに燃料噴射終了時期を設定する。つまり、噴射された
燃料と吸入空気とが吸気ポート内で十分に混合するよう
に、吸気弁の開弁動作前に燃料噴射を終了させる。

【００３０】一方、ステップ２０５において、内燃機関
の空燃比制御装置は、リーン運転を行う、つまり、Ｏ₂
センサの出力値が理論空燃比を示すのではなくリーンを
示すように燃料噴射量ＴＡＵを算出する。リーン運転を
行うことにより、燃焼室における燃焼の際に燃え残った
未燃酸素を触媒コンバータに供給することができる。続
いてステップ２０６にて、燃料噴射終了時期が吸気弁の
開弁期間中となるように、燃料噴射終了時期をステップ
２０４よりも遅らせ、このルーチンを終了する。ステッ
プ２０６により、吸気弁開弁期間中に噴射されて吸入空
気と十分に混合していない燃料を燃焼室内に供給するこ
とができ、その結果、燃焼室における燃焼の際に燃え残
った未燃燃料を生じさせ、その未燃燃料を触媒コンバー
タに供給することができる。触媒コンバータに供給され
た未燃燃料と未燃酸素とが反応して熱を発生することに
より、触媒コンバータの暖機を行うことができる。

【００３１】図３は本実施形態の燃料噴射終了時期と未
燃燃料量との関係を示したグラフである。図３に示すよ
うに、燃料噴射終了時期を遅らせた時、つまり、吸気弁
の開弁期間中に燃料噴射を終了させた時の未燃燃料量
は、通常のＦ／Ｂ制御における、つまり、吸気弁の開弁
動作前に燃料噴射を終了させた時の未燃燃料量よりも多
くなっている。

【００３２】図４は本実施形態の暖機の効果を示したグ
ラフである。図４に示すように、従来の通常のＦ／Ｂ制
御と同様のステップ２０４を実行した時、つまり、触媒
コンバータに未燃燃料及び未燃酸素があまり供給されな
い時よりも、ステップ２０５、２０６を実行した時、つ
まり、触媒コンバータに未燃燃料及び未燃酸素が供給さ
れた時の方が、触媒温度は早期に上昇している。

【００３３】尚、上述したように本実施形態では、ステ
ップ２０４において吸気弁の開弁動作前に燃料噴射を終
了させると共に、ステップ２０６において吸気弁の開弁
期間中に燃料噴射を終了させている。しかし、本実施形
態の変形例において上述した効果と同様の効果を奏する
ためには、触媒活性前の吸気弁開弁期間中の燃料噴射量
が触媒活性後よりも多くなっていればよく、上述した燃
料噴射終了時期に限定されるものではない。

【００３４】以下、本発明の内燃機関の空燃比制御装置
の第二の実施形態について説明する。本実施形態の構成
は、図１に示した第一の実施形態の構成と同様である。
図５は本実施形態の空燃比制御方法を示すフローチャー
トである。図５において、上述した図２のステップと同
様のステップには同一の参照番号が付してあり、説明を
省略する。つまり、本実施形態の空燃比制御方法は、ス
テップ２０４’とステップ５０６とが第一の実施形態の
空燃比制御方法と異なる。

【００３５】ステップ２０４’において、内燃機関の空
燃比制御装置は、第一の実施形態と同様に通常のＦ／Ｂ
制御を行う、つまり、Ｏ₂ センサの出力値が理論空燃比
を示すように燃料噴射量ＴＡＵを算出すると共に、算出
された燃料噴射量ＴＡＵの燃料を噴射し、このルーチン
を終了する。尚、ステップ２０４’においては、噴射さ
れた燃料が適切に燃焼するように、吸気弁及び排気弁が
共に開弁するバルブオーバラップ期間を設定する。つま
り、噴射された燃料が排気通路内に吹き抜けないよう
に、バルブオーバラップ期間を設定する。

【００３６】ステップ５０６において、内燃機関の空燃
比制御装置は、噴射された燃料が排気通路内に吹き抜け
るように、ステップ２０４’よりも排気弁閉弁時期を遅
らせてバルブオーバラップ期間を長くし、このルーチン
を終了する。ステップ５０６により、燃焼室を吹き抜け
て燃焼室において燃焼されなかった未燃燃料を触媒コン
バータに供給することができる。触媒コンバータに供給
された未燃燃料と未燃酸素とが反応して熱を発生するこ
とにより、触媒コンバータの暖機を行うことができる。

【００３７】図６は本実施形態の排気弁閉弁時期と未燃
燃料量との関係を示したグラフである。図６に示すよう
に、排気弁閉弁時期を遅らせた時、つまり、バルブオー
バラップ期間を長くした時の吹き抜けした未燃燃料量
は、通常のＦ／Ｂ制御における、つまり、通常のバルブ
オーバラップ期間に設定した時の未燃燃料量よりも多く
なっている。

【００３８】図７は本実施形態の暖機の効果を示したグ
ラフである。図７に示すように、従来の通常のＦ／Ｂ制
御と同様のステップ２０４’を実行した時、つまり、触
媒コンバータに未燃燃料及び未燃酸素があまり供給され
ない時よりも、ステップ２０５、５０６を実行した時、
つまり、触媒コンバータに未燃燃料及び未燃酸素が供給
された時の方が、触媒温度は早期に上昇している。

【００３９】尚、本実施形態の燃料噴射弁７は燃料を吸
気ポート内に供給しているが、本実施形態の変形例とし
て、燃料噴射弁７の代わりに、燃料を気筒内に直接供給
する燃料噴射弁を設けた場合でも、上述した効果と同様
の効果を奏することができる。

【００４０】以下、本発明の内燃機関の空燃比制御装置
の第三の実施形態について説明する。本実施形態の構成
は、図１に示した第一の実施形態の構成と同様である。
図８は本実施形態の空燃比制御方法を示すフローチャー
トである。図８において、上述した図２のステップと同
様のステップには同一の参照番号が付してあり、説明を
省略する。つまり、本実施形態の空燃比制御方法は、ス
テップ２０４の代わりにステップ２０４”を組み込んだ
点と、ステップ２０６の後に第二の実施形態と同様のス
テップ５０６を組み込んだ点とが第一の実施形態の空燃
比制御方法と異なる。

【００４１】ステップ２０４”において、内燃機関の空
燃比制御装置は、第一の実施形態と同様に通常のＦ／Ｂ
制御を行う、つまり、Ｏ₂ センサの出力値が理論空燃比
を示すように燃料噴射量ＴＡＵを算出すると共に、算出
された燃料噴射量ＴＡＵの燃料を噴射し、このルーチン
を終了する。尚、ステップ２０４”においては、噴射さ
れた燃料が適切に燃焼するように、燃料噴射終了時期及
びバルブオーバラップ期間を設定する。つまり、噴射さ
れた燃料と吸入空気とが吸気ポート内で十分に混合する
ように、吸気弁の開弁動作前に燃料噴射を終了させると
共に、噴射された燃料が排気通路内に吹き抜けないよう
に、バルブオーバラップ期間を設定する。

【００４２】内燃機関の空燃比制御装置は、ステップ２
０６において、燃料噴射終了時期が吸気弁の開弁期間中
となるように、燃料噴射終了時期をステップ２０４”よ
りも遅らせる。ステップ２０６により、吸気弁開弁期間
中に噴射されて吸入空気と十分に混合していない燃料を
燃焼室内に供給することができる。続いてステップ５０
６において、噴射された燃料が排気通路内に吹き抜ける
ように、ステップ２０４”よりも排気弁閉弁時期を遅ら
せてバルブオーバラップ期間を長くし、このルーチンを
終了する。ステップ２０６により、燃焼室における燃焼
の際に燃え残った未燃燃料を生じさせ、その未燃燃料を
触媒コンバータに供給することができる。更に、ステッ
プ５０６により、燃焼室を吹き抜けて燃焼室において燃
焼されなかった未燃燃料を触媒コンバータに供給するこ
とができる。その結果、触媒コンバータに供給された未
燃燃料と未燃酸素とが反応して熱を発生することによ
り、触媒コンバータの暖機を行うことができる。本実施
形態によれば、第一及び第二の実施形態よりも多くの未
燃燃料を触媒コンバータに供給できるため、三元触媒を
より一層早期に暖機することができる。

【００４３】尚、上述したように本実施形態では、ステ
ップ２０４”において吸気弁の開弁動作前に燃料噴射を
終了させると共に、ステップ２０６において吸気弁の開
弁期間中に燃料噴射を終了させている。しかし、本実施
形態の変形例において上述した効果と同様の効果を奏す
るためには、触媒活性前の吸気弁開弁期間中の燃料噴射
量が触媒活性後よりも多くなっていればよく、上述した
燃料噴射終了時期に限定されるものではない。また、一
定の噴射速度（単位時間当たりに噴射される燃料量）を
有する燃料噴射弁を備えた内燃機関においては、触媒活
性前の吸気弁開弁期間中の燃料噴射時間が触媒活性後よ
り長くなっていれば、上述した効果と同様の効果を得る
ことができる。

【００４４】尚、本実施形態の燃料噴射弁７は燃料を吸
気ポート内に供給しているが、本実施形態の変形例とし
て、燃料噴射弁７の代わりに、燃料を気筒内に直接供給
する燃料噴射弁を設けることも可能である。

【００４５】尚、上述したすべての実施形態において、
空燃比を検出するためにＯ₂ センサを使用したが、他の
実施形態では、Ａ／Ｆセンサ等、公知の任意の空燃比検
出手段を使用可能である。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、空燃比
を一定に維持しつつ、つまり、空燃比を変更する必要な
く、触媒に未燃燃料及び酸素の両方を供給することがで
き、それゆえ、触媒を早期に暖機することができる。

【００４７】請求項２及び３に記載の発明によれば、空
燃比を変更する必要なく、吸気弁開弁期間中の燃料噴射
時間を長くすることのみにより、触媒に供給された未燃
酸素と未燃燃料とを反応せしめ、触媒を早期に暖機する
ことができる。詳細には、触媒の暖機期間中、一の気筒
にてリッチ運転を行うと共に他の気筒にてリーン運転を
行う必要なく、また、リッチ運転とリーン運転とを所定
時間毎に強制的に切り換えて実行する必要なく、触媒に
燃え残った未燃酸素を供給すると共に、吸気ポート内で
吸気と十分に混合されない燃料量を増加させ、触媒に燃
え残った未燃燃料を供給することができる。その結果、
触媒に供給された未燃酸素と未燃燃料とを反応させ、触
媒を早期に暖機することができる。

【００４８】請求項４に記載の発明によれば、内燃機関
の燃焼室を吹き抜ける燃料量を増加させ、触媒に燃え残
った未燃燃料を供給することができる。その結果、触媒
をより一層早期に暖機することができる。

【００４９】請求項５から８に記載の発明によれば、空
燃比を変更する必要なく、バルブオーバラップ期間を長
くすることのみにより、触媒に供給された未燃酸素と未
燃燃料とを反応せしめ、触媒を早期に暖機することがで
きる。詳細には、触媒の暖機期間中、一の気筒にてリッ
チ運転を行うと共に他の気筒にてリーン運転を行う必要
なく、また、リッチ運転とリーン運転とを所定時間毎に
強制的に切り換えて実行する必要なく、触媒に燃え残っ
た未燃酸素を供給すると共に、内燃機関の燃焼室を吹き
抜ける燃料量を増加させ、触媒に燃え残った未燃燃料を
供給することができる。その結果、触媒に供給された未
燃酸素と未燃燃料とを反応させ、触媒を早期に暖機する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関の空燃比制御装置の第一の実
施形態を示す全体概要図である。

【図２】第一の実施形態の空燃比制御方法を示すフロー
チャートである。

【図３】第一の実施形態の燃料噴射終了時期と未燃燃料
量との関係を示したグラフである。

【図４】第一の実施形態の暖機の効果を示したグラフで
ある。

【図５】第二の実施形態の空燃比制御方法を示すフロー
チャートである。

【図６】第二の実施形態の排気弁閉弁時期と未燃燃料量
との関係を示したグラフである。

【図７】第二の実施形態の暖機の効果を示したグラフで
ある。

【図８】第三の実施形態の空燃比制御方法を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

７…燃料噴射弁 １０…制御回路 １２…触媒コンバータ １３…Ｏ₂ センサ １６…温度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｆ０２Ｄ 13/02 Ｊ 41/06 ３０５ 41/06 ３０５ ３３０ ３３０Ａ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ａ 41/34 41/34 Ｆ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関に燃料を供給する燃料噴射手段
   と、内燃機関の排気通路内に配置された触媒と、空燃比
   を検出する空燃比検出手段とを具備する内燃機関の空燃
   比制御装置において、前記触媒の温度が活性温度まで上
   昇する前である触媒活性前に、空燃比をリーンに維持し
   つつ、触媒活性後よりも前記触媒に到達する未燃燃料を
   増量することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
2. 【請求項２】 前記燃料噴射手段が内燃機関の吸気ポー
   トに燃料を供給し、前記触媒の温度が活性温度まで上昇
   する前である触媒活性前に、前記空燃比検出手段により
   検出される空燃比をリーンに維持して未燃酸素を増加さ
   せると共に、触媒活性後よりも吸気弁開弁期間中の燃料
   噴射時間を長くすることにより前記触媒に到達する未燃
   燃料を増量することを特徴とする請求項１に記載の内燃
   機関の空燃比制御装置。
3. 【請求項３】 触媒活性前に、触媒活性後よりも燃料噴
   射終了時期を遅らせたことを特徴とする請求項２に記載
   の内燃機関の空燃比制御装置。
4. 【請求項４】 吸気弁と、排気弁と、前記吸気弁及び排
   気弁が共に開弁するバルブオーバラップ期間を変更可能
   な可変バルブタイミング装置とを具備し、触媒活性前
   に、触媒活性後よりもバルブオーバラップ期間を長くし
   て未燃燃料の吹き抜け量を増加させたことを特徴とする
   請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
5. 【請求項５】 吸気弁と、排気弁と、前記吸気弁及び排
   気弁が共に開弁するバルブオーバラップ期間を変更可能
   な可変バルブタイミング装置とを具備し、前記触媒の温
   度が活性温度まで上昇する前である触媒活性前に、前記
   空燃比検出手段により検出される空燃比をリーンに維持
   して未燃酸素を増加させると共に、触媒活性後よりもバ
   ルブオーバラップ期間を長くして未燃燃料の吹き抜け量
   を増加させることにより前記触媒に到達する未燃燃料を
   増量することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の
   空燃比制御装置。
6. 【請求項６】 触媒活性前に、触媒活性後よりも排気弁
   閉弁時期を遅らせたことを特徴とする請求項５に記載の
   内燃機関の空燃比制御装置。
7. 【請求項７】 前記燃料噴射手段は内燃機関の気筒内に
   燃料を直接噴射することを特徴とする請求項５に記載の
   内燃機関の空燃比制御装置。
8. 【請求項８】 前記燃料噴射手段は内燃機関の吸気ポー
   トに燃料を噴射することを特徴とする請求項５に記載の
   内燃機関の空燃比制御装置。