JPH11101147A - Engine control device - Google Patents
Engine control deviceInfo
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- JPH11101147A JPH11101147A JP9265491A JP26549197A JPH11101147A JP H11101147 A JPH11101147 A JP H11101147A JP 9265491 A JP9265491 A JP 9265491A JP 26549197 A JP26549197 A JP 26549197A JP H11101147 A JPH11101147 A JP H11101147A
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、空燃比リーン状態
での成層燃焼が可能な筒内直噴式ガソリンエンジンの制
御装置に関し、特に、排気通路に設けられたNOx 吸蔵
型触媒が飽和状態になることを防止するための制御の技
術分野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control apparatus for a direct injection gasoline engine capable of performing stratified combustion in an air-fuel ratio lean state, and more particularly, to a state in which a NOx storage type catalyst provided in an exhaust passage is saturated. Belongs to the technical field of control for preventing such situations.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、この種のエンジンの制御装置
として、例えば国際公開番号W093/07363の公
報に開示されるように、エンジンの排気通路に、空燃比
が理論空燃比よりもリーン側のときに排気ガス中の窒素
酸化物(NOx )を吸蔵する一方、空燃比が理論空燃比
よりもリッチ側になったときに吸蔵したNOx を放出し
て還元浄化するNOx 吸蔵型触媒を有する触媒コンバー
タを設け、エンジンの加速運転状態及び全負荷運転状態
において空燃比をリッチ側に制御する一方、それ以外の
運転状態のときに空燃比をリーン側に制御するようにし
たものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a control device for this type of engine, for example, as disclosed in International Publication No. WO93 / 07363, an air-fuel ratio is provided in an exhaust passage of the engine on a leaner side than a stoichiometric air-fuel ratio. A catalytic converter having a NOx storage type catalyst that stores nitrogen oxides (NOx) in exhaust gas and releases and releases and reduces the stored NOx when the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio. The air-fuel ratio is controlled to the rich side in the acceleration operation state and the full load operation state of the engine, while the air-fuel ratio is controlled to the lean side in other operation states.
【0003】また、上記の制御装置においては、例えば
エンジンの空燃比リーンでの定常運転状態が長時間継続
したときに、NOx 吸蔵量が触媒のNOx 吸蔵キャパシ
ティをオーバーした飽和状態になることを防止するため
に、所定間隔で空燃比をリッチ状態に切替える制御を行
って、上記触媒に吸蔵されているNOx を放出させて還
元浄化させるようにしている。Further, in the above-described control device, for example, when the steady operation state of the engine at the air-fuel ratio lean continues for a long time, the NOx storage amount becomes a saturated state exceeding the NOx storage capacity of the catalyst. In order to prevent this, control is performed to switch the air-fuel ratio to a rich state at predetermined intervals to release the NOx stored in the catalyst and purify it by reduction.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
制御装置では、本来、空燃比リーンで運転可能なときで
あっても、触媒の飽和を防止するためだけに空燃比をリ
ッチ側に切替えるようにしており、その分だけ燃料が余
分に消費されるので、燃費低減という観点からは好まし
くない。However, in the above-mentioned conventional control device, the air-fuel ratio is switched to the rich side only to prevent the saturation of the catalyst even when the operation can be performed with the air-fuel ratio lean. And the fuel is consumed excessively, which is not preferable from the viewpoint of reducing fuel consumption.
【0005】また、空燃比の切替えはドライバーの運転
操作に関係なく行われるので、これに伴いエンジンの運
転状態が変化して発生するショックに対し、ドライバー
が違和感を感じ易いという不具合もある。[0005] Further, since the switching of the air-fuel ratio is performed irrespective of the driver's driving operation, there is also a disadvantage that the driver tends to feel uncomfortable with a shock generated due to a change in the operating state of the engine accompanying this.
【0006】さらに、NOx 吸蔵型触媒には、図18に
示すように、触媒温度が所定以上(例えば400°C度
以上)高くなると、NOx 吸蔵キャパシティーが低下し
て、空燃比リーン状態でのNOx 浄化率がかなり低下す
るという温度依存性がある。すなわち、触媒温度が所定
以上高くなると、NOx 吸蔵型触媒は飽和し易くなるの
で、これを抑制するために触媒の温度上昇を抑制する必
要もある。Further, as shown in FIG. 18, when the catalyst temperature becomes higher than a predetermined value (for example, 400 ° C. or more), the NOx storage capacity of the NOx storage type catalyst decreases, and the NOx storage capacity of the NOx storage type catalyst in the air-fuel ratio lean state is reduced. There is a temperature dependency that the NOx purification rate is considerably reduced. That is, when the catalyst temperature becomes higher than a predetermined value, the NOx storage type catalyst is likely to be saturated. Therefore, it is necessary to suppress the temperature rise of the catalyst in order to suppress this.
【0007】本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたも
のであり、その主たる目的とするところは、還元作用の
ある一酸化炭素(CO)雰囲気中で、NOx 吸蔵型触媒
からNOx が放出され易くなることに着目し、このこと
を利用して触媒のリフレッシュを促進することで、触媒
が飽和状態になることを防止しつつ、燃費の低減を図る
ことにある。The present invention has been made in view of the above points, and a main object of the present invention is to release NOx from a NOx storage type catalyst in a carbon monoxide (CO) atmosphere having a reducing action. By focusing on the fact that the catalyst becomes easy and utilizing this fact to promote the refreshing of the catalyst, it is intended to reduce the fuel consumption while preventing the catalyst from becoming saturated.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の解決手段では、エンジンの所定の運転状態
において、燃料噴射を複数回に分割して実行すること
で、排気ガス中のCO排出量を増大させて、触媒のリフ
レッシュを促進するようにした。In order to achieve the above object, according to the present invention, the fuel injection in a predetermined operating state of the engine is performed by dividing the fuel injection into a plurality of times. The CO emission was increased to promote catalyst refresh.
【0009】具体的には、請求項1に記載の発明は、気
筒の燃焼室に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、エンジ
ンの排気通路に設けられ、空燃比が理論空燃比よりもリ
ーン側にあるときに排気ガス中の窒素酸化物を吸蔵する
NOx 吸蔵型触媒とを備え、エンジンの高負荷域又は高
回転域では、均一燃焼状態になるように燃料を噴射させ
る一方、エンジンの定常運転状態の低負荷低回転の領域
では、成層燃焼状態になるように燃料を噴射させるよう
にしたエンジンの制御装置を対象とする。そして、上記
エンジンが所定の運転状態にあるときに、燃料噴射弁に
よる燃料噴射を複数回に分割し、かつ、少なくとも1回
目の燃料噴射を吸気行程で実行させる噴射分割制御手段
を設けた。Specifically, the invention according to claim 1 is provided with a fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of a cylinder and an exhaust passage of an engine, wherein an air-fuel ratio is leaner than a stoichiometric air-fuel ratio. A NOx storage catalyst that stores nitrogen oxides in the exhaust gas when the engine is in the high-speed or high-speed range. The present invention is directed to a control device for an engine that injects fuel so as to be in a stratified combustion state in a low-load and low-speed region of the state. When the engine is in a predetermined operating state, an injection division control means is provided for dividing the fuel injection by the fuel injection valve into a plurality of injections and executing at least the first fuel injection in the intake stroke.
【0010】この構成によれば、エンジンが所定の運転
状態にあるときに、噴射分割制御手段による燃料噴射弁
の作動制御によって、燃料噴射が複数回に分割して実行
される。そして、1サイクル当たりの燃料噴射弁の開弁
回数が増え、その分、燃料噴射弁の開弁初期に噴射され
る粒の荒い燃料の割合が増加して、燃料の気化霧化状態
が悪化する。このため、燃焼室全体の混合気分布は略均
一化されているものの、微細部における局所的な不完全
燃焼により、CO排出量が増大する。そして、排気通路
に設けられた触媒は、排気ガス中のCOに包み込まれた
状態になって、吸蔵しているNOx を放出し易くなるの
で、触媒のリフレッシュが促進される。従って、触媒の
リフレッシュのための空燃比の切替えの頻度を下げた
り、切替時の空燃比のリッチ度合いを低くすることがで
きるので、燃料の気化霧化状態の悪化に伴う燃費増大は
あるものの、従来までと比べて燃費の低減が図られ、ま
た、エンジンの運転状態の変化に伴うショックを軽減す
ることができる。According to this configuration, when the engine is in the predetermined operating state, the fuel injection is divided into a plurality of times by the operation control of the fuel injection valve by the injection split control means. Then, the number of times of opening the fuel injection valve per cycle increases, and accordingly, the proportion of coarse-grained fuel injected in the early stage of opening the fuel injection valve increases, and the state of vaporization and atomization of fuel deteriorates. . For this reason, although the air-fuel mixture distribution in the entire combustion chamber is substantially uniform, the amount of CO emissions increases due to local incomplete combustion in the fine part. Then, the catalyst provided in the exhaust passage is wrapped in CO in the exhaust gas and easily releases the stored NOx, thereby promoting the refresh of the catalyst. Therefore, the frequency of switching the air-fuel ratio for refreshing the catalyst can be reduced, and the richness of the air-fuel ratio at the time of switching can be reduced.Thus, although there is an increase in fuel efficiency due to the deterioration of the fuel vaporization and atomization state, It is possible to reduce fuel consumption as compared with the related art, and it is possible to reduce a shock caused by a change in the operating state of the engine.
【0011】請求項2記載の発明では、請求項1に記載
の発明における噴射分割制御手段は、燃料噴射弁による
燃料噴射を吸気行程において複数回に分割して実行させ
るものとした。このことで、気筒の吸気行程において、
最初に噴射された燃料が燃焼室内で拡散する間に2回目
以降の燃料噴射が行われ、燃焼室内における混合気の均
一化が促進されるので、燃焼時間の短縮によりエンジン
の運転効率を向上させて、分割噴射に伴う局所的な不完
全燃焼に起因する燃費増大を抑制することができる。ま
た、燃焼時間の短縮により排気ガス温度が低下するの
で、触媒の温度上昇に伴うNOx 浄化率の低下が抑制さ
れる。According to the second aspect of the present invention, the injection split control means in the first aspect of the present invention executes the fuel injection by the fuel injection valve a plurality of times during the intake stroke. As a result, during the intake stroke of the cylinder,
The second and subsequent fuel injections are performed while the first injected fuel is diffused in the combustion chamber, and the uniformity of the air-fuel mixture in the combustion chamber is promoted. Thus, an increase in fuel efficiency due to local incomplete combustion associated with the split injection can be suppressed. Further, since the exhaust gas temperature is reduced by shortening the combustion time, a decrease in the NOx purification rate due to an increase in the temperature of the catalyst is suppressed.
【0012】請求項3記載の発明では、請求項1又は2
に記載の発明における噴射分割制御手段は、分割された
うちの最後の燃料噴射を吸気行程における下死点前40
度以降のクランク角範囲内で実行させるものとした。こ
のことで、上記最後の燃料噴射は吸気行程の終り近くで
ピストンスピードが低いときに行われ、しかも燃料噴射
から点火までの時間が短いため、このときに噴射された
燃料は、気化霧化が不十分な状態で点火されることにな
り、これに伴いCO排出量が増大して、触媒のリフレッ
シュが一層促進される。According to the third aspect of the present invention, the first or second aspect is provided.
The injection split control means according to the invention described in (1) uses the last fuel injection of the splits before the bottom dead center in the intake stroke.
It is to be executed within the crank angle range after degrees. As a result, the last fuel injection is performed near the end of the intake stroke when the piston speed is low, and since the time from fuel injection to ignition is short, the fuel injected at this time is vaporized and atomized. The ignition is performed in an insufficient state, and accordingly, the amount of CO emission increases, and the refresh of the catalyst is further promoted.
【0013】請求項4記載の発明では、請求項3に記載
の発明における噴射分割制御手段は、分割したうちの最
後の燃料噴射を気筒の圧縮行程前半で実行させるものと
した。このことで、上記最後の燃料噴射から点火までの
時間は極めて短くなるので、このときに噴射された燃料
は、気化霧化が極めて悪い状態で点火されることにな
り、CO排出量の増大による触媒のリフレッシュ効果が
極めて高い。According to a fourth aspect of the present invention, the injection split control means in the third aspect of the invention executes the last fuel injection of the split in the first half of the compression stroke of the cylinder. As a result, the time from the last fuel injection to the ignition becomes extremely short, and the fuel injected at this time is ignited in a state in which vaporization and atomization is extremely poor, and the amount of CO emission increases. The catalyst refreshing effect is extremely high.
【0014】また、最初の燃料噴射から最後の燃料噴射
までの時間は、該最後の燃料噴射を気筒の吸気行程で実
行する場合に比べて相対的に長くすることができるの
で、サイクルタイムが短く複数回の燃料噴射を吸気行程
内で実行することが実質的に困難なエンジンの高回転領
域においても、実行可能である。Further, the time from the first fuel injection to the last fuel injection can be made relatively long as compared with the case where the last fuel injection is executed in the intake stroke of the cylinder, so that the cycle time is shortened. The fuel injection can be performed even in a high engine speed region where it is substantially difficult to execute a plurality of fuel injections during the intake stroke.
【0015】請求項5記載の発明では、請求項1に記載
の発明における噴射分割制御手段は、エンジンが高負荷
低回転の領域にあるとき、燃料噴射弁による燃料噴射を
吸気行程において複数回に分割して、少なくとも1回目
の燃料噴射が上死点後40度以降から下死点前40度以
前までのクランク角範囲内になるように実行させる構成
とした。According to a fifth aspect of the present invention, when the engine is in a high-load low-speed range, the injection split control means in the first aspect of the present invention controls the fuel injection by the fuel injection valve a plurality of times during the intake stroke. The fuel injection is divided so that at least the first fuel injection is performed within the crank angle range from 40 degrees after top dead center to 40 degrees before bottom dead center.
【0016】すなわち、一般に、高負荷域ではエンジン
の発生する熱量が大きいので触媒温度が高くなり易い。
そこで、本発明では、この高負荷域で気筒の吸気行程に
おける燃料噴射の分割制御を実行することで、請求項2
記載の発明の如く触媒の温度上昇を抑制するようにして
いる。その際、少なくとも1回目の燃料噴射を、ピスト
ンスピードの速い上死点後40度以降から下死点前40
度以前までのクランク角範囲内で実行することで、燃料
及び空気の混合を促進することができる。That is, in general, the amount of heat generated by the engine is large in a high load range, so that the catalyst temperature tends to increase.
Therefore, in the present invention, the fuel injection division control in the intake stroke of the cylinder is executed in the high load region, so that
As in the described invention, the temperature rise of the catalyst is suppressed. At this time, at least the first fuel injection is performed from 40 degrees after the top dead center where the piston speed is high to 40 degrees before the bottom dead center.
Running within a crank angle range up to degrees or less can promote fuel and air mixing.
【0017】加えて、低回転域であるため、高回転域に
比べてエンジンのサイクルタイムが長くなるので、燃料
及び空気の混合状態を均一化させる上で、燃料噴射を複
数回に分割することは極めて有効である。In addition, since the engine speed is longer in the low engine speed region than in the high engine speed region, the fuel injection is divided into a plurality of injections in order to make the mixing state of fuel and air uniform. Is extremely effective.
【0018】請求項6記載の発明では、請求項1に記載
の発明における噴射分割制御手段は、エンジンが、中負
荷で、かつ低回転又は中回転の領域にあるとき、燃料噴
射弁による燃料噴射を吸気行程において複数回に分割し
て、少なくとも1回目の燃料噴射が上死点後40度以降
から下死点前40度以前までのクランク角範囲内になる
ように実行させる構成とした。According to a sixth aspect of the present invention, the injection split control means according to the first aspect of the present invention is configured such that when the engine is in a middle load and low or medium rotation range, the fuel injection by the fuel injection valve is performed. Is divided into a plurality of times in the intake stroke so that at least the first fuel injection is performed within a crank angle range from 40 degrees after top dead center to 40 degrees before bottom dead center.
【0019】すなわち、エンジンは、低負荷低回転の領
域では圧縮行程における点火直前の燃料噴射により成層
燃焼状態とされる一方、高負荷又は高回転の領域では、
少なくとも吸気行程前半での燃料噴射により均一燃焼状
態とされるようになっている。そこで、それらが切替わ
って燃焼状態が変化する、中負荷でかつ低回転又は中回
転の領域において、吸気行程における燃料噴射の分割制
御を実行することで、エンジンの燃焼状態を、上記均一
燃焼状態と成層燃焼状態との中間的な燃焼状態とするこ
とができ、エンジン出力の繋りが良くなる。その上、請
求項5に記載の発明と同様、触媒の温度上昇を抑制する
ことができる。That is, the engine is in a stratified combustion state by the fuel injection immediately before ignition in the compression stroke in the low-load low-rotation region, while the engine is in the high-load or high-rotation region in the low-load low-rotation region.
A uniform combustion state is achieved by fuel injection at least in the first half of the intake stroke. Therefore, in the region of medium load and low rotation or medium rotation where the combustion state changes by switching, the fuel injection division control in the intake stroke is executed to change the combustion state of the engine to the uniform combustion state. And a stratified combustion state, and the connection of the engine output is improved. In addition, similarly to the invention described in claim 5, it is possible to suppress the temperature rise of the catalyst.
【0020】請求項7記載の発明では、請求項1に記載
の発明における噴射分割制御手段は、エンジンが中回転
域にあるとき、燃料噴射を、少なくとも圧縮行程前半で
の燃料噴射を含む複数回に分割して実行させる構成とし
た。このことで、請求項6記載の発明と同様に、エンジ
ンの燃焼状を、均一燃焼状態と成層燃焼状態との間で切
替わる際にそれらの中間的な燃焼状態にすることができ
るので、エンジンの出力の繋りが良くなり、しかも、請
求項4に記載の発明と同様にCO排出量は極めて多くな
るので、触媒のリフレッシュ効果が極めて大きい。According to a seventh aspect of the present invention, the injection split control means in the first aspect of the present invention, when the engine is in the middle rotation range, performs the fuel injection at least a plurality of times including the fuel injection in the first half of the compression stroke. And executed. This allows the combustion state of the engine to be set to an intermediate combustion state when switching between the uniform combustion state and the stratified combustion state, similarly to the invention of claim 6. And the output of CO becomes extremely large, and the amount of CO emission becomes extremely large, similarly to the invention described in claim 4, so that the catalyst refreshing effect is extremely large.
【0021】請求項8記載の発明では、請求項1に記載
の発明における噴射分割制御手段は、エンジンが、中負
荷でかつ低回転又は中回転の第1の領域、及び、低負荷
又は中負荷でかつ中回転の第2の領域のうちの、少なく
とも第1の領域を含む領域において、燃料噴射弁による
燃料噴射を、少なくとも圧縮行程前半での燃料噴射を含
む複数回に分割して実行させる構成とした。According to an eighth aspect of the present invention, the injection split control means according to the first aspect of the present invention is arranged such that the engine has a first region in which the engine has a medium load and a low rotation speed or a medium rotation speed; And in a region including at least the first region of the second region of medium rotation, the fuel injection by the fuel injection valve is divided and executed at least a plurality of times including the fuel injection in the first half of the compression stroke. And
【0022】このことで、請求項6又は請求項7に記載
の発明と同様に、エンジンの燃焼状態が切替わるときの
エンジンの出力の繋りが良くなる上、上記請求項7に記
載の発明と同様にCO排出量は極めて多くなるので、触
媒のリフレッシュ効果が極めて大きい。[0022] This improves the connection between the output of the engine when the combustion state of the engine is switched and the invention according to the above-described claim 7, similarly to the invention according to the sixth or seventh aspect. Similarly, the amount of CO emission becomes extremely large, so that the refreshing effect of the catalyst is extremely large.
【0023】請求項9記載の発明では、請求項6、7又
は8のうちのいずれか1つに記載の発明において、噴射
分割制御手段による燃料噴射の分割制御が実行されると
き、空燃比を理論空燃比以下のリッチ側に制御する空燃
比制御手段を設けた。このことで、空燃比制御手段によ
り空燃比がリッチ側に制御されることで、エンジン出力
が向上するので、分割噴射に伴う局所的な不完全燃焼に
起因するエンジン出力の低下を補うことができる。According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the sixth, seventh and eighth aspects, when the division control of the fuel injection is executed by the injection division control means, the air-fuel ratio is increased. Air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio to the rich side below the stoichiometric air-fuel ratio is provided. As a result, the air-fuel ratio is controlled to the rich side by the air-fuel ratio control means, so that the engine output is improved. Therefore, it is possible to compensate for the decrease in the engine output due to local incomplete combustion accompanying the split injection. .
【0024】また、空燃比がリッチ側に制御されること
で、排気ガス中のCO排出濃度を高めることができ、触
媒のリフレッシュにも好ましい。Further, by controlling the air-fuel ratio to the rich side, the CO emission concentration in the exhaust gas can be increased, which is also preferable for refreshing the catalyst.
【0025】請求項10記載の発明では、請求項1に記
載の発明における噴射分割制御手段は、エンジンが低負
荷高回転の領域にあるとき、燃料噴射を、少なくとも圧
縮行程前半での燃料噴射を含む複数回に分割して実行さ
せる一方、エンジンが高負荷高回転の領域にあるとき、
排気行程から吸気行程にかけての上死点近傍で、燃料噴
射を一括して実行させる構成とした。According to a tenth aspect of the present invention, the injection split control means in the first aspect of the present invention performs fuel injection at least in the first half of the compression stroke when the engine is in a low-load high-speed region. When the engine is in the high-load, high-speed range,
The fuel injection is performed at a time near the top dead center from the exhaust stroke to the intake stroke.
【0026】このことで、低負荷高回転の領域では、請
求項4記載の発明と同様、CO排出量の増大によって触
媒のリフレッシュを図る一方、高負荷高回転の領域で
は、エンジンへの要求出力が極めて高く、燃料噴射量の
増大に対応して噴射時間も長くなるので、できるだけ早
い時期に一括して燃料噴射を実行することで、燃料噴射
量が多くても十分に気化霧化状態を良くすることがで
き、これにより、エンジン出力を向上させることができ
る。Thus, in the low-load high-speed range, the catalyst is refreshed by increasing the amount of CO emission, as in the fourth aspect of the invention, whereas in the high-load high-speed range, the required output to the engine is increased. Is extremely high, and the injection time is prolonged in response to the increase in the fuel injection amount.Thus, by executing the fuel injection collectively as soon as possible, the vaporization and atomization state can be sufficiently improved even if the fuel injection amount is large. And thereby the engine output can be improved.
【0027】請求項11記載の発明では、請求項5又は
6に記載の発明における触媒は、温度状態が所定以上高
くなると、浄化率が所定以上低下するものである。そし
て、該触媒の温度状態が上記所定以上に高くなったこと
を判定する触媒温度判定手段を設けるとともに、噴射分
割制御手段は、上記触媒温度判定手段によって、触媒の
温度状態が上記所定以上に高いと判定された場合には、
吸気行程における上死点後40度以降から下死点前40
度以前までのクランク角範囲内で、かつ、最初の燃料噴
射と最後の燃料噴射との中間時点が上死点後90度より
も遅くなるように、燃料噴射の分割制御を実行する一
方、上記触媒温度判定手段によって、触媒の温度状態が
上記所定温度状態よりも低いと判定された場合には、吸
気行程における上死点後40度以降から下死点前40度
以前までのクランク角範囲内で、かつ、最初の燃料噴射
と最後の燃料噴射との中間時点が上死点後90度よりも
早くなるように、燃料噴射の分割制御を実行する構成と
する。According to the eleventh aspect of the present invention, in the catalyst according to the fifth or sixth aspect, the purification rate decreases by a predetermined amount or more when the temperature condition becomes higher than a predetermined value. In addition to providing catalyst temperature determining means for determining that the temperature state of the catalyst has risen above the predetermined level, the injection split control means determines that the temperature state of the catalyst is higher than the predetermined level by the catalyst temperature determining means. Is determined,
From 40 degrees after top dead center to 40 before bottom dead center in the intake stroke
The fuel injection split control is performed so that the crank angle is within the crank angle range up to and before and the intermediate point between the first fuel injection and the last fuel injection is later than 90 degrees after the top dead center. If the catalyst temperature determining means determines that the temperature state of the catalyst is lower than the predetermined temperature state, the crank angle range is from 40 degrees after top dead center to 40 degrees before bottom dead center in the intake stroke. The fuel injection division control is performed so that the intermediate point between the first fuel injection and the last fuel injection is earlier than 90 degrees after the top dead center.
【0028】この構成によれば、触媒の温度状態が所定
温度(例えば400°C)以上であることが触媒温度判
定手段によって判定された場合に、燃料噴射の噴射タイ
ミングを遅角させて吸気行程の後半寄りにさせること
で、図10に示すように、噴射タイミングを吸気行程の
前半寄りとした場合と比べて、CO排出量を顕著に増大
させることができる。つまり、触媒の温度状態が所定以
上になってNOx 浄化率が低下しているときに、CO排
出量の増大により触媒のリフレッシュ効果を高めること
ができる。According to this configuration, when the catalyst temperature determining means determines that the temperature of the catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature (for example, 400 ° C.), the injection timing of the fuel injection is retarded and the intake stroke is reduced. As shown in FIG. 10, the CO emission amount can be significantly increased as compared with the case where the injection timing is shifted toward the first half of the intake stroke, as shown in FIG. That is, when the temperature state of the catalyst is equal to or higher than a predetermined value and the NOx purification rate is reduced, the refreshing effect of the catalyst can be enhanced by increasing the amount of CO emission.
【0029】一方、触媒の温度状態が所定以上でないと
触媒温度判定手段によって判定された場合には、燃料噴
射の噴射タイミングを進角させて吸気行程の前半寄りに
させることで、同図に示すように、噴射タイミングを吸
気行程の後半寄りとした場合と比べて、CO排出量がや
や減少するるものの、燃費が大幅に低減される。なお、
この場合でも、燃料噴射を一括して行う場合と比べれ
ば、CO排出量は十分に増大しており、触媒のリフレッ
シュが図られる。On the other hand, when it is determined by the catalyst temperature determining means that the temperature state of the catalyst is not equal to or higher than the predetermined value, the injection timing of the fuel injection is advanced to make it closer to the first half of the intake stroke, as shown in FIG. As described above, although the CO emission amount is slightly reduced as compared with the case where the injection timing is set in the latter half of the intake stroke, the fuel consumption is significantly reduced. In addition,
Even in this case, the CO emission amount is sufficiently increased as compared with the case where the fuel injection is performed collectively, and the catalyst is refreshed.
【0030】請求項12記載の発明では、請求項3、8
又は10に記載の発明において、1回目の燃料噴射量
は、2回目以降の合計の燃料噴射量よりも大に設定し
た。このことで、全体の半分以上の燃料が1回目の燃料
噴射時に噴射されるので、噴射された燃料全体としての
気化霧化状態が良くなって、分割噴射に伴う局所的な不
完全燃焼に起因する燃費増大が抑制される。According to the twelfth aspect of the present invention, the third and eighth aspects are provided.
Alternatively, in the invention described in 10, the first fuel injection amount is set to be larger than the total fuel injection amount after the second fuel injection. As a result, more than half of the whole fuel is injected at the time of the first fuel injection, so that the vaporized and atomized state of the injected fuel as a whole is improved, resulting from local incomplete combustion accompanying the split injection. Increase in fuel efficiency is suppressed.
【0031】請求項13記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、触媒の浄化率が所定以上低下したこ
とを判定する浄化率判定手段を設け、噴射分割制御手段
は、上記浄化率判定手段によって浄化率の所定以上の低
下が判定されたとき、上記燃料噴射弁による燃料噴射を
複数回に分割して実行させる構成とした。このことで、
触媒の浄化率が実際に低下したときに、CO排出量の増
大による触媒のリフレッシュを実行するようにしたの
で、触媒が飽和状態になることを防止しつつ、分割噴射
に起因する燃費増大を抑制することができる。According to a thirteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, there is provided a purification rate determining means for determining that the purification rate of the catalyst has decreased by a predetermined amount or more, and the injection split control means has the purification rate determination means. When it is determined by the means that the purification rate has decreased by a predetermined amount or more, the fuel injection by the fuel injection valve is divided into a plurality of times and executed. With this,
When the purification rate of the catalyst actually decreases, the catalyst is refreshed by increasing the amount of CO emissions, thereby preventing the catalyst from becoming saturated and suppressing an increase in fuel efficiency due to split injection. can do.
【0032】請求項14記載の発明では、請求項13に
記載の発明における浄化率判定手段は、エンジンが設定
時間以上、継続して成層燃焼状態とされたとき、浄化率
の所定以上の低下を判定する構成とした。このことで、
エンジンが継続して成層燃焼状態とされたときには、そ
の間、空燃比リーン状態が継続して触媒のNOx 吸蔵量
が増えているので、そのことから、触媒のNOx 吸蔵キ
ャパシティーの低下に伴う浄化率の低下を判定すること
ができる。According to a fourteenth aspect of the present invention, the purification rate determining means in the thirteenth aspect of the present invention determines that the purification rate decreases by a predetermined amount or more when the engine is continuously stratified for a set time or longer. The configuration was determined. With this,
When the engine is continuously in the stratified combustion state, the air-fuel ratio lean state continues during the period, and the NOx storage amount of the catalyst is increasing. Therefore, the purification rate accompanying the decrease in the NOx storage capacity of the catalyst is Can be determined.
【0033】請求項15記載の発明では、請求項13に
記載の発明における浄化率判定手段は、触媒温度が設定
温度以上になったときに浄化率の所定以上の低下を判定
する構成とした。このことで、触媒の温度上昇に伴う浄
化率の低下を判定することができる。According to a fifteenth aspect of the present invention, the purification rate determining means in the thirteenth aspect determines that the purification rate decreases by a predetermined amount or more when the catalyst temperature becomes higher than a set temperature. Thus, it is possible to determine a decrease in the purification rate due to a rise in the temperature of the catalyst.
【0034】請求項16記載の発明では、請求項13に
記載の発明における浄化率判定手段は、エンジンの成層
燃焼状態の継続時間が長いほど、また、その間の触媒の
温度状態が高温状態であるほど、触媒の浄化率の低下が
大であると判定する構成とした。このことで、触媒の浄
化率は、空燃比リーン状態が継続して触媒のNOx 吸蔵
キャパシティーが小さくなるほど低くなり、また、温度
上昇に伴い小さくなるので、それらの両方の要素に基づ
いて触媒の浄化率の低下を精度良く判定することができ
る。According to a sixteenth aspect of the present invention, the purification rate determining means in the thirteenth aspect of the present invention is configured such that the longer the duration of the stratified combustion state of the engine and the higher the temperature state of the catalyst during that period. The lower the purification rate of the catalyst, the greater the determination. As a result, the purification rate of the catalyst decreases as the air-fuel ratio lean state continues and the NOx storage capacity of the catalyst decreases, and decreases as the temperature rises. The reduction in the purification rate can be accurately determined.
【0035】請求項17記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、エンジンが、所定負荷以上若しくは
所定回転数以上の定常運転状態、又は加速運転状態にな
っているとき、空燃比を理論空燃比近傍又は理論空燃比
よりもリッチ側に制御する空燃比制御手段を設け、噴射
分割制御手段は、エンジンが上記のいずれかの運転状態
になったとき、燃料噴射を複数回に分割して実行させる
構成とした。According to a seventeenth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the engine is in a steady operation state with a predetermined load or more or a predetermined number of revolutions or more, or in an acceleration operation state, the air-fuel ratio is theoretically adjusted. Air-fuel ratio control means for controlling near the air-fuel ratio or on the rich side than the stoichiometric air-fuel ratio is provided, and the injection division control means divides the fuel injection into a plurality of times when the engine is in one of the above operating states. It was configured to be executed.
【0036】このことで、エンジンが、所定負荷以上若
しくは所定回転数以上の定常運転状態、又は加速運転状
態になっているときには、エンジンへの要求出力の増大
に対応して空燃比がリッチ側に制御され、これに伴い触
媒に吸蔵されているNOx が放出されて還元浄化される
ので、その際に排気ガス中のCO排出量を増大させるこ
とで、触媒のリフレッシュを有効に促進することができ
る。Thus, when the engine is in a steady operation state at a predetermined load or higher or a predetermined rotation speed or higher, or in an accelerating operation state, the air-fuel ratio shifts to the rich side in response to an increase in the required output to the engine. Controlled, the NOx stored in the catalyst is released and reduced and purified, and at that time, the amount of CO emission in the exhaust gas is increased, so that the refresh of the catalyst can be effectively promoted. .
【0037】請求項18記載の発明では、請求項17に
記載の発明における噴射分割制御手段は、エンジンが、
所定負荷以上若しくは所定回転数以上の定常運転状態、
又は加速運転状態なったとき、少なくとも吸気行程での
燃料噴射及び圧縮行程前半での燃料噴射を含むように、
燃料噴射を数回に分割して実行させ、続いて、燃料噴射
を吸気行程において複数回に分割して実行させる構成と
した。[0037] In the invention described in claim 18, the injection split control means in the invention described in claim 17 is characterized in that:
Steady-state operation state with a predetermined load or more or a predetermined number of rotations or more,
Or, when in the acceleration operation state, to include at least the fuel injection in the intake stroke and the fuel injection in the first half of the compression stroke,
The fuel injection is divided and executed several times, and subsequently, the fuel injection is divided and executed plural times in the intake stroke.
【0038】このことで、エンジンが、所定負荷以上若
しくは所定回転数以上の定常運転状態、又は加速運転状
態になってすぐには、触媒温度はそれほど高くなってい
ないと予想されるので、圧縮行程前半での燃料噴射を含
む複数回の燃料噴射を実行することで、CO排出量の増
大による触媒のリフレッシュを優先することができる。
一方、エンジンが上記のいずれかの運転状態になって暫
くすれば、触媒温度の上昇が予想されるので、この触媒
温度の上昇を抑制するために、吸気行程での燃料噴射の
分割を実行して、排気ガス温度を低下させることができ
る。As a result, it is expected that the catalyst temperature will not be so high immediately after the engine enters a steady operation state at a predetermined load or a predetermined rotation speed or more, or an acceleration operation state. By executing a plurality of fuel injections including the fuel injection in the first half, it is possible to give priority to the refresh of the catalyst due to an increase in the amount of CO emission.
On the other hand, if the engine is in one of the above operating states for a while, a rise in the catalyst temperature is expected, and therefore, in order to suppress the rise in the catalyst temperature, the fuel injection is divided in the intake stroke. Thus, the exhaust gas temperature can be reduced.
【0039】請求項19記載の発明では、請求項1〜1
8のうちのいずれかに記載の発明において、燃料噴射弁
における燃料噴射圧力を変更調整する燃圧調整手段と、
噴射分割制御手段による燃料噴射の分割制御が実行され
るとき、上記燃圧調整手段によって燃料噴射圧力を低下
させる燃圧低下制御手段とを設けた。このことで、燃料
噴射圧力を低下させることで、燃料噴射弁から噴射され
る燃料の粒径が大きくなって燃料の気化霧化状態が悪化
するので、このことによってCO排出量が増大し、触媒
のリフレッシュが一層促進される。According to the nineteenth aspect of the present invention, the first to first aspects are provided.
8. In the invention according to any one of 8, the fuel pressure adjusting means for changing and adjusting the fuel injection pressure in the fuel injection valve,
A fuel pressure reduction control means for reducing the fuel injection pressure by the fuel pressure adjusting means when the fuel injection division control is executed by the injection division control means. As a result, by lowering the fuel injection pressure, the particle diameter of the fuel injected from the fuel injection valve becomes large, and the state of vaporization and atomization of the fuel is deteriorated. Refresh is further promoted.
【0040】請求項20記載の発明では、請求項19に
記載の発明における燃圧調整手段は、燃料ポンプ及び燃
料噴射弁を接続する高圧噴射経路の液圧を、エンジン始
動時に低下させる液圧調整弁とした。このことで、本
来、エンジン始動時の燃料ポンプの負担軽減のために設
けられている液圧調整弁を用いることで、システムのコ
スト低減が図られる。According to a twentieth aspect of the present invention, the fuel pressure adjusting means according to the nineteenth aspect of the present invention provides a fuel pressure adjusting valve for reducing the hydraulic pressure of the high pressure injection path connecting the fuel pump and the fuel injection valve when the engine is started. And Thus, the cost of the system can be reduced by using the hydraulic pressure regulating valve originally provided for reducing the load on the fuel pump at the time of starting the engine.
【0041】請求項21記載の発明では、請求項19に
記載の発明における燃圧調整手段は、燃料噴射弁におけ
る燃料噴射圧力を、最低圧の第1圧力設定値、該第1圧
力設定値よりも高圧の第2圧力設定値、及び該第2圧力
設定値よりも高圧の第3圧力設定値の、少なくとも3段
階に変更調整可能に構成され、燃圧制御手段は、噴射分
割制御手段による燃料噴射の分割制御が実行されると
き、燃料噴射弁における燃料噴射圧力を、上記第2圧力
設定値以上の高い圧力に制御する 請求項21記載の発
明では、請求項19に記載の発明における燃圧調整手段
は、燃料噴射弁における燃料噴射圧力を、最低圧の第1
圧力設定値、該第1圧力設定値よりも高圧の第2圧力設
定値、及び該第2圧力設定値よりも高圧の第3圧力設定
値の、少なくとも3段階に変更調整可能に構成され、燃
圧制御手段は、噴射分割制御手段による燃料噴射の分割
制御が実行されるとき、燃料噴射弁における燃料噴射圧
力を、上記第2圧力設定値以上の高い圧力に制御する構
成とした。According to a twenty-first aspect of the present invention, the fuel pressure adjusting means according to the nineteenth aspect sets the fuel injection pressure at the fuel injection valve to a first pressure set value of the lowest pressure, which is lower than the first pressure set value. The high pressure second pressure set value and the third pressure set value higher than the second pressure set value can be changed and adjusted in at least three stages, and the fuel pressure control means controls the fuel injection by the injection split control means. When the split control is executed, the fuel injection pressure in the fuel injection valve is controlled to a high pressure equal to or higher than the second pressure set value. In the invention according to claim 21, the fuel pressure adjusting means according to claim 19 is , The fuel injection pressure in the fuel injection valve is set to the first pressure of the lowest pressure.
A pressure setting value, a second pressure setting value higher than the first pressure setting value, and a third pressure setting value higher than the second pressure setting value. The control means is configured to control the fuel injection pressure at the fuel injection valve to a high pressure equal to or higher than the second pressure set value when the fuel injection split control is executed by the injection split control means.
【0042】このことで、燃料噴射の分割制御を実行す
る際の燃料噴射弁における燃料噴射圧力は、エンジン始
動時の燃料ポンプの負担を軽減するために設定される第
1圧力設定値とは異なる第2圧力設定値に制御すること
ができるので、CO排出量の増大や燃費低減のための最
適値に調整することが可能になる。Thus, the fuel injection pressure at the fuel injection valve when executing the fuel injection split control is different from the first pressure set value set to reduce the load on the fuel pump when the engine is started. Since the control can be performed to the second pressure set value, it is possible to adjust to the optimum value for increasing the amount of CO emission and reducing fuel consumption.
【0043】請求項22記載の発明では、請求項21に
記載の発明における燃圧制御手段は、噴射分割制御手段
により分割された最後の燃料噴射が、吸気行程における
下死点前40度以降のクランク角範囲内で実行されると
き、燃料噴射弁における燃料噴射圧力を、第2圧力設定
値に制御する一方、上記最後の燃料噴射が上記クランク
角範囲内で実行されないとき、燃料噴射圧力を、第3圧
力設定値以上の高い圧力値に制御する構成とした。According to a twenty-second aspect of the present invention, in the fuel pressure control means according to the twenty-first aspect of the present invention, the last fuel injection divided by the injection division control means includes a crankshaft that is at least 40 degrees before bottom dead center in the intake stroke. When executed within the angular range, the fuel injection pressure at the fuel injector is controlled to a second pressure set value, while when the last fuel injection is not executed within the crank angle range, the fuel injection pressure is increased to the second The configuration is such that the pressure is controlled to a high pressure value equal to or higher than three pressure setting values.
【0044】すなわち、分割した最後の燃料噴射を、吸
気行程における下死点前40度以降のクランク角範囲で
実行するときには、CO排出量の増大による触媒のリフ
レッシュを優先するために、噴射タイミングを全体とし
て遅角させて燃料の気化霧化状態を悪化させようとして
いるのであるから、併せて、燃料噴射圧力を第2設定圧
力値まで低下させることで、燃料噴射弁から噴射される
燃料の粒径を荒くさせて気化霧化状態を一層悪化させる
ことができる。That is, when the last divided fuel injection is performed in the crank angle range of 40 degrees or more before the bottom dead center in the intake stroke, the injection timing is set to give priority to the refresh of the catalyst due to an increase in the amount of CO emission. Since the fuel vaporization and atomization state is intended to be deteriorated by retarding the fuel as a whole, the fuel injection pressure is also reduced to the second set pressure value, so that the particle size of the fuel injected from the fuel injection valve is reduced. By making the diameter rough, the state of vaporization and atomization can be further deteriorated.
【0045】一方、上記最後の燃料噴射を上記クランク
角範囲内で実行しないときには、燃費低減のために、噴
射タイミングを全体として進角させて燃料の気化霧化状
態の悪化を抑制しようとしているのであるから、燃料噴
射圧力を第3設定圧力値以上に高めることで、燃料噴射
弁から噴射される燃料の微粒化を損なわないようにする
ことができる。On the other hand, when the last fuel injection is not performed within the crank angle range, the fuel injection timing is advanced as a whole in order to suppress the deterioration of the vaporized and atomized state of the fuel in order to reduce the fuel consumption. Therefore, by increasing the fuel injection pressure to the third set pressure value or more, atomization of the fuel injected from the fuel injection valve can be prevented from being impaired.
【0046】[0046]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0047】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係るエンジンの制御装置Eを示し、1は直列4気筒
4サイクルガソリンエンジンである。このエンジン1は
4つのシリンダ2,2,…(1つのみ図示する)を有す
るシリンダブロック3と、該シリンダブロック3の上面
に組付けられたシリンダヘッド4と、各シリンダ2内に
往復動可能に嵌装されたピストン5とを備え、上記各シ
リンダ2内にはピストン5及びシリンダヘッド3により
囲まれる燃焼室6が区画形成されている。この燃焼室6
の上部には点火プラグ7が臨設され、該点火プラグ7は
イグナイタ等を含む点火回路8に接続されている。ま
た、上記燃焼室6の側壁には燃料噴射弁9が設けられて
いて、この燃料噴射弁9から噴射された燃料は、ピスト
ン5の頂部に設けられた図示しないキャビティにトラッ
プされて、点火プラグ7の近傍に比較的濃い混合気場を
形成するようになっている。(Embodiment 1) FIG. 1 shows an engine control device E according to Embodiment 1 of the present invention, wherein 1 is an in-line 4-cylinder 4-cycle gasoline engine. The engine 1 has a cylinder block 3 having four cylinders 2, 2,... (Only one is shown), a cylinder head 4 mounted on the upper surface of the cylinder block 3, and can reciprocate in each cylinder 2. And a combustion chamber 6 surrounded by the piston 5 and the cylinder head 3 is formed in each of the cylinders 2. This combustion chamber 6
An ignition plug 7 is provided at the upper part of the ignition plug, and the ignition plug 7 is connected to an ignition circuit 8 including an igniter and the like. A fuel injection valve 9 is provided on a side wall of the combustion chamber 6, and fuel injected from the fuel injection valve 9 is trapped in a cavity (not shown) provided at the top of the piston 5, and a spark plug is provided. 7, a relatively dense mixture field is formed.
【0048】さらに、10は上記各シリンダ2の燃焼室
6に吸気を供給する吸気通路で、この吸気通路10の上
流端はエアクリーナ11に接続される一方、下流端は、
吸気弁12を介して燃焼室6に連通されている。上記吸
気通路10には、エンジン1に吸入される吸入空気量を
検出する感熱式エアフローセンサ13と、吸気通路10
を絞るスロットル弁14と、サージタンク15とが上流
側から順に配設されている。上記スロットル弁14は、
アクセルペダルとの機械的な連結が切り離されていて、
後述のECU35(Electronic Control Unit )からの
信号を受けて動作するアクチュエータ14aにより、ス
ロットル開度が制御されるようになっている。Reference numeral 10 denotes an intake passage for supplying intake air to the combustion chamber 6 of each of the cylinders 2. The upstream end of the intake passage 10 is connected to an air cleaner 11, while the downstream end is
It is connected to the combustion chamber 6 via the intake valve 12. A heat-sensitive airflow sensor 13 for detecting the amount of intake air taken into the engine 1 is provided in the intake passage 10.
The throttle valve 14 and the surge tank 15 are arranged in order from the upstream side. The throttle valve 14 is
The mechanical connection with the accelerator pedal has been disconnected,
The throttle opening is controlled by an actuator 14a that operates in response to a signal from an ECU 35 (Electronic Control Unit) described later.
【0049】一方、20は上記燃焼室6から排気ガスを
排出する排気通路で、その上流端は排気弁21を介して
燃焼室6に連通されている。排気通路20の途中には空
燃比を検出するためのO2 センサ22と、排気ガスを浄
化するための触媒コンバータ23とが上流側から順に配
設されている。上記O2 センサ22は、排気ガス中の酸
素濃度を基に空燃比を検出するもので、理論空燃比で出
力が急変するようになっている。On the other hand, reference numeral 20 denotes an exhaust passage for discharging exhaust gas from the combustion chamber 6, the upstream end of which is connected to the combustion chamber 6 via an exhaust valve 21. An O2 sensor 22 for detecting an air-fuel ratio and a catalytic converter 23 for purifying exhaust gas are arranged in the exhaust passage 20 in order from the upstream side. The O2 sensor 22 detects the air-fuel ratio based on the oxygen concentration in the exhaust gas, and the output changes abruptly at the stoichiometric air-fuel ratio.
【0050】また、上記触媒コンバータ23は、空燃比
が理論空燃比よりも大きいリーン状態で排気ガス中のN
Ox を吸蔵する一方、空燃比が理論空燃比以下のリッチ
状態になったときに吸蔵したNOx を放出して還元浄化
するものである。The catalytic converter 23 operates in a lean state where the air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio.
While storing Ox, when the air-fuel ratio becomes rich below the stoichiometric air-fuel ratio, the stored NOx is released for reduction and purification.
【0051】すなわち、上記触媒コンバータ23は、図
2に示すように、担体23aの上にNOx吸蔵層23b
と触媒材層23cとが、前者を内側(図の下側)に、後
者を外側(図の上側)にして層状に構成されている。上
記担体23aはコージェライト製ハニカム構造体であ
る。NOx吸蔵層23bは、比表面積の大きな活性アル
ミナに、触媒成分であるPt成分とNOx 吸蔵材である
Ba成分とを担持させたNOx吸蔵型触媒材を主成分と
して構成されている。また、触媒材層23cは、ゼオラ
イトを担持母体として、これにPt成分及びRh成分を
担持させてなるNOx 還元型触媒材を主成分として構成
されている。That is, as shown in FIG. 2, the catalytic converter 23 has a NOx storage layer 23b on a carrier 23a.
And the catalyst material layer 23c are formed in layers with the former inside (the lower side in the figure) and the latter outside (the upper side in the figure). The carrier 23a is a cordierite honeycomb structure. The NOx storage layer 23b is mainly composed of a NOx storage type catalyst material in which a Pt component as a catalyst component and a Ba component as a NOx storage material are supported on activated alumina having a large specific surface area. The catalyst material layer 23c is mainly composed of a NOx reduction type catalyst material in which zeolite is supported as a support base and Pt components and Rh components are supported thereon.
【0052】なお、上記吸気通路10及び排気通路20
は、排気ガスの一部を吸気側に還流させるためのEGR
通路24によって連通されていて、このEGR通路24
には、排気還流量を調節するEGR弁25が設けられて
いる。The intake passage 10 and the exhaust passage 20
Is an EGR for recirculating a part of the exhaust gas to the intake side.
The EGR passage 24
Is provided with an EGR valve 25 for adjusting the exhaust gas recirculation amount.
【0053】また、上記エンジン1には、ウォータジャ
ケットに臨設して冷却水温を検出する水温センサ26が
設けられており、この他、図示しないが、電磁ピックア
ップ等からなるクランク角センサが設けられていて、こ
のクランク角センサから出力されるパルス信号に基づい
てエンジン回転数が検出されるようになっている。The engine 1 is provided with a water temperature sensor 26 which is provided adjacent to the water jacket and detects a cooling water temperature. In addition, a crank angle sensor such as an electromagnetic pickup (not shown) is provided. The engine speed is detected based on a pulse signal output from the crank angle sensor.
【0054】さらに、27は、燃料タンク28から送ら
れてくる燃料を増圧してインジェクタ9に供給する高圧
燃料ポンプであり、29は、該高圧燃料ポンプの吐出圧
を変更調整する燃圧調整手段としてのプレッシャコント
ローラである。このプレッシャコントローラ29は、後
述のECU35からの制御信号によりデューティー制御
される圧力調整弁からなり、図示しない燃料分配器から
上記高圧燃料ポンプ27の上流側に燃料をリターンさせ
て、インジェクタ9に供給する燃圧を変更調整する。な
お、30は、上記燃料タンク28内の燃料を高圧燃料ポ
ンプ27に圧送する低圧燃料ポンプであり、この低圧燃
料ポンプ30から吐出された燃料は、低圧プレッシャレ
ギュレータ31で調圧され、燃料フィルタ32を介して
高圧燃料ポンプ27に送られる。Reference numeral 27 denotes a high-pressure fuel pump for increasing the pressure of the fuel sent from the fuel tank 28 and supplying it to the injector 9. Reference numeral 29 denotes a fuel-pressure adjusting means for changing and adjusting the discharge pressure of the high-pressure fuel pump. Pressure controller. The pressure controller 29 is composed of a pressure regulating valve that is duty-controlled by a control signal from the ECU 35 described later, and returns fuel from a fuel distributor (not shown) to the upstream side of the high-pressure fuel pump 27 to supply the fuel to the injector 9. Change and adjust the fuel pressure. Reference numeral 30 denotes a low-pressure fuel pump for pumping the fuel in the fuel tank 28 to the high-pressure fuel pump 27. The pressure of the fuel discharged from the low-pressure fuel pump 30 is adjusted by a low-pressure pressure regulator 31, and a fuel filter 32 is provided. Is sent to the high-pressure fuel pump 27.
【0055】図1において、35はマイクロコンピュー
タ等により構成されたエンジンコントロールユニット
(ECU)である。このECU35には、エアフローセ
ンサ13、O2 センサ22、クランク角センサ、水温セ
ンサ26、アクセル開度センサ34等からの各出力信号
が入力される。一方、上記ECU35からは、燃料噴射
弁9に対し燃料噴射を制御する信号(パルス信号)が出
力されるとともに、点火回路8、スロットル弁14のア
クチュエータ14a、プレッシャコントローラ29等に
制御信号が出力される。In FIG. 1, reference numeral 35 denotes an engine control unit (ECU) constituted by a microcomputer or the like. Output signals from the air flow sensor 13, the O2 sensor 22, the crank angle sensor, the water temperature sensor 26, the accelerator opening sensor 34, and the like are input to the ECU 35. On the other hand, a signal (pulse signal) for controlling fuel injection to the fuel injection valve 9 is output from the ECU 35, and a control signal is output to the ignition circuit 8, the actuator 14a of the throttle valve 14, the pressure controller 29, and the like. You.
【0056】すなわち、上記ECU35は、主として、
エンジン1の暖機判定、エンジン1の運転状態の判定、
エンジン1の運転領域の判定を行い、これらの判定結果
に基づき、電子的に格納されたマップを参照して、燃料
噴射弁9の噴射タイミング・噴射パルス幅の制御、燃圧
の制御、スロットル弁14の開度制御等を行うものであ
り、燃料噴射を複数回に分割して実行させる噴射分割制
御手段35aと、その際、燃料噴射圧力を、通常の一括
燃料噴射時よりも低下させる燃圧制御手段35bと、エ
ンジン1が、所定負荷以上若しくは所定回転数以上の定
常運転状態、又は加速運転状態になっているとき、空燃
比を理論空燃比近傍又は理論空燃比よりもリッチ側に制
御する空燃比制御手段35c(公知)とを有している。That is, the ECU 35 mainly comprises
Determination of warm-up of the engine 1, determination of the operating state of the engine 1,
The operating range of the engine 1 is determined, and based on the results of these determinations, referring to an electronically stored map, controlling the injection timing and injection pulse width of the fuel injection valve 9, controlling the fuel pressure, and controlling the throttle valve 14 An injection division control means 35a for performing fuel injection divided into a plurality of times and executing the fuel injection control, and a fuel pressure control means for lowering the fuel injection pressure at the time of the normal batch fuel injection 35b and an air-fuel ratio for controlling the air-fuel ratio to near the stoichiometric air-fuel ratio or to a richer side than the stoichiometric air-fuel ratio when the engine 1 is in a steady operation state at a predetermined load or a predetermined rotation speed or more, or in an acceleration operation state. Control means 35c (known).
【0057】具体的には、エンジン1の運転領域は、図
3に示す定常運転状態及び図4に示す加速運転状態のそ
れぞれについて、エンジン回転数とエンジン負荷とに基
づいて4つの運転領域に分けられている。上記図3に示
すエンジン1の定常運転状態において、運転領域Iは、
圧縮行程における点火直前の燃料噴射によりエンジン1
を成層燃焼状態にさせて、空燃比リーン(例えばA/F
≧22)で運転させる領域であり、それ以外の各運転領
域II,III , IV は、いずれも、少なくとも1回目の燃
料噴射を吸気行程で実行して、上記エンジン1を均一燃
焼状態にさせて、空燃比リッチ(例えばA/F=12〜
14)で運転させる領域である。同様に、上記図4に示
す加速運転状態の各運転領域XI,XII ,XIII,XIV は、
上記エンジン1を均一燃焼状態にさせて、空燃比リッチ
(例えばA/F=12〜14)で運転させる領域であ
る。Specifically, the operating region of the engine 1 is divided into four operating regions based on the engine speed and the engine load in each of the steady operation state shown in FIG. 3 and the accelerated operation state shown in FIG. Have been. In the steady operation state of the engine 1 shown in FIG.
The fuel injection immediately before ignition in the compression stroke causes the engine 1
To a stratified combustion state, and the air-fuel ratio lean (for example, A / F
≧ 22), and in each of the other operating regions II, III, and IV, at least the first fuel injection is executed in the intake stroke to bring the engine 1 into a uniform combustion state. , Air-fuel ratio rich (for example, A / F = 12 to
This is the area where operation is performed in 14). Similarly, each of the operation regions XI, XII, XIII, XIV in the acceleration operation state shown in FIG.
This is a region where the engine 1 is made to be in a uniform combustion state and operated at an air-fuel ratio rich (for example, A / F = 12 to 14).
【0058】そして、本発明の特徴は、上記噴射分割制
御手段35aにより、エンジン1が所定の運転状態にあ
るとき、燃料噴射を複数回に分割して実行させること
で、排気ガス中のCO排出量を増大させて、触媒のリフ
レッシュを促進するようにしたことである。A feature of the present invention is that when the engine 1 is in a predetermined operation state, the fuel injection is divided into a plurality of times and executed by the injection split control means 35a, so that the CO emission in the exhaust gas is reduced. The amount was increased to promote catalyst refresh.
【0059】(燃料噴射の分割制御)上記噴射分割制御
手段35aによる燃料噴射の分割制御について、具体的
に、図5〜図7に示すフローチャートに基づいて説明す
る。(Division Control of Fuel Injection) The division control of fuel injection by the injection division control means 35a will be specifically described with reference to flowcharts shown in FIGS.
【0060】図5におけるステップS1では、エンジン
回転数、アクセル開度、エアフローセンサの計測値、エ
ンジン水温、スタータ出力等を読込み、続くステップS
2ではエンジン1が始動中か否かを判定する。すなわ
ち、スタ−タモータがオフ状態であるか又はエンジン回
転数が所定回転数よりも大きければ、始動中でないと判
定して後述のステップS5に進む一方、スタータモータ
がオン状態でかつエンジン回転数が所定回転数以下であ
れば、始動中であると判定してステップS3に進む。In step S1 in FIG. 5, the engine speed, accelerator opening, measured values of the air flow sensor, engine water temperature, starter output, etc. are read.
At 2, it is determined whether the engine 1 is starting. That is, if the starter motor is off or the engine speed is higher than the predetermined speed, it is determined that the engine is not starting, and the process proceeds to step S5 described later, while the starter motor is on and the engine speed is lower. If the rotation speed is equal to or less than the predetermined rotation speed, it is determined that the engine is being started, and the process proceeds to step S3.
【0061】そして、ステップS3で、エンジン始動時
に対応する噴射パルス幅TaK 及びその噴射タイミング
を、電子的に格納されたマップから読み出す。上記噴射
パルス幅TaK は、空燃比をリッチにして良好な始動性
を確保するよう大値に設定されている。続くステップS
4では、上記始動時の噴射パルス幅TaK を吸気行程で
の1回目の噴射パルス幅TaK1とし、吸気行程での2回
目の燃料噴射パルス幅TaK2、及び、圧縮行程での燃料
噴射パルス幅TaK3,TaD は0にする。ここで、上記
各噴射パルス幅TaK1,TaK2,TaK3,TaD は、そ
れぞれ略図8に示すような噴射タイミングに設定されて
いる。In step S3, the injection pulse width TaK and the injection timing corresponding to the start of the engine are read out from a map stored electronically. The injection pulse width TaK is set to a large value so that the air-fuel ratio is made rich to ensure good startability. Subsequent step S
In No. 4, the injection pulse width TaK at the time of the start is set to the first injection pulse width TaK1 in the intake stroke, the second fuel injection pulse width TaK2 in the intake stroke, and the fuel injection pulse width TaK3, in the compression stroke. TaD is set to 0. Here, the injection pulse widths TaK1, TaK2, TaK3, and TaD are set to injection timings as shown in FIG. 8, respectively.
【0062】つまり、エンジン始動時には、図8(d)
に示すように、燃料噴射を吸気行程前半での一括噴射と
し、図5のステップS29に進んで、後述の如くステッ
プS29〜ステップS39において燃料噴射を実行す
る。これにより、エンジン1は均一燃焼状態で吹け上が
る。That is, at the time of starting the engine, FIG.
As shown in FIG. 5, the fuel injection is performed as a batch injection in the first half of the intake stroke, and the process proceeds to step S29 in FIG. 5, and the fuel injection is executed in steps S29 to S39 as described later. As a result, the engine 1 blows up in a uniform combustion state.
【0063】一方、上記ステップS2でエンジン始動中
でないと判定された場合、ステップS5に進んで、運転
状態のエンジン水温がエンジン1の暖機状態に対応する
所定温度(例えば70°C〜80°C)以上であるか否
かを判定する。そして、上記所定温度よりも低ければ、
エンジン冷機状態であるから後述のステップS8に進む
一方、上記所定温度以上であればエンジン暖機状態であ
るから、ステップS6に進んで、エンジン1が加速運転
状態になっているか否かを判定する。すなわち、エンジ
ン回転数、エンジン負荷又はアクセル開度が所定以上増
大したときに、エンジン1が加速運転状態にあると判定
する。そして、加速運転状態でないと判定されれば後述
のステップS23(図6参照)に進む一方、加速運転状
態であると判定されればステップS7に進み、エンジン
回転数及びエンジン負荷に基づいて、エンジン1の運転
状態が運転領域XI又は運転領域XIV (図4参照)にある
か否かを判定する。On the other hand, if it is determined in step S2 that the engine is not being started, the process proceeds to step S5, in which the engine water temperature in the operating state is adjusted to a predetermined temperature (for example, 70 ° C. to 80 ° C.) corresponding to the warm-up state of the engine 1. C) It is determined whether or not it is the above. And, if the temperature is lower than the predetermined temperature,
Since the engine is in a cold state, the process proceeds to step S8 described later. On the other hand, if the engine temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the engine is in a warm-up state. . That is, when the engine speed, the engine load, or the accelerator opening increases by a predetermined amount or more, it is determined that the engine 1 is in the acceleration operation state. If it is determined that the vehicle is not in the accelerating operation state, the process proceeds to step S23 (see FIG. 6), which will be described later. If it is determined that the vehicle is in the accelerating operation state, the process proceeds to step S7, based on the engine speed and the engine load. It is determined whether or not the operation state 1 is in the operation region XI or the operation region XIV (see FIG. 4).
【0064】すなわち、エンジン1の加速運転状態にお
いて、エンジン回転数が例えば3000rpm以下であ
って、かつ、エンジン負荷が例えば全負荷の1/2以下
であるとき(図4の運転領域XI)、ステップS8に進
む。また、エンジン回転数が例えば4000rpm以上
であるか、又は、エンジン負荷が例えば全負荷の3/4
以上であって、かつ、エンジン回転数が例えば3000
rpm以上であるとき(図4の運転領域XIV )、ステッ
プS8に進む。なお、エンジン負荷は、例えば吸気充填
効率から求めればよく、この吸気充填効率は、エアフロ
ーセンサ出力とエンジン回転数とから演算される。That is, when the engine speed is, for example, 3000 rpm or less and the engine load is, for example, 1/2 or less of the full load (operating region XI in FIG. 4) in the acceleration operation state of the engine 1, the step Proceed to S8. The engine speed is, for example, 4000 rpm or more, or the engine load is, for example, 3/4 of the full load.
And the engine speed is, for example, 3000
If it is not less than rpm (operation region XIV in FIG. 4), the process proceeds to step S8. The engine load may be obtained, for example, from the intake charging efficiency, and the intake charging efficiency is calculated from the output of the airflow sensor and the engine speed.
【0065】ステップS8では、噴射パルス幅TaK が
算出される。ここで、エンジン1が半暖機状態(例えば
エンジン水温が40°C〜70°Cの状態)であれば、
燃焼安定性の確保及び排気ガス浄化の観点から、空燃比
が略理論空燃比になるように上記噴射パルス幅TaK が
算出される。また、エンジン1が暖機状態になっていれ
ば、上記噴射パルス幅TaK は、アクセル操作量及びエ
ンジン負荷に基づいて空燃比リッチになるように算出さ
れ、このことで、エンジン1の加速運転状態に対応する
高出力が得られるようになる。In step S8, the injection pulse width TaK is calculated. Here, if the engine 1 is in a semi-warmed state (for example, a state where the engine water temperature is 40 ° C. to 70 ° C.),
From the viewpoint of ensuring combustion stability and purifying exhaust gas, the injection pulse width TaK is calculated so that the air-fuel ratio becomes substantially the stoichiometric air-fuel ratio. If the engine 1 is in a warm-up state, the injection pulse width TaK is calculated based on the accelerator operation amount and the engine load so as to be rich in the air-fuel ratio. Is obtained.
【0066】続くステップS9では、算出された噴射パ
ルス幅TaK を、上記ステップS4と同様に吸気行程で
の1回目の噴射パルス幅TaK1とするとともに、それ以
外の各噴射パルス幅TaK2,TaK3,TaD の値を0に
して、図8(d)に示すように燃料噴射を吸気行程前半
での一括噴射とする。そして、ステップS10に進ん
で、上記一括噴射の噴射タイミングを算出した後、図7
のステップS29〜ステップS39において燃料噴射を
実行する。In the subsequent step S9, the calculated injection pulse width TaK is set to the first injection pulse width TaK1 in the intake stroke, as in step S4, and the other injection pulse widths TaK2, TaK3, TaD are set. Is set to 0, and the fuel injection is performed as a batch injection in the first half of the intake stroke as shown in FIG. Then, the process proceeds to step S10 to calculate the injection timing of the above-described batch injection.
In steps S29 to S39, fuel injection is performed.
【0067】一方、上記ステップS7において、運転領
域XI及び運転領域XIV のいずれでもないと判定されれ
ば、図6のステップS11に進み、ステップS7と同様
にエンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、エンジ
ン1の運転状態が運転領域XIIIであるか否かを判定す
る。すなわち、エンジン1の加速運転状態において、高
負荷かつ低回転の運転領域(図4の運転領域XIII)にあ
ると判定されれば、後述のステップS20に進む一方、
その運転領域にない(即ち同図の運転領域XII にある)
と判定されれば、ステップS12に進む。On the other hand, if it is determined in step S7 that neither the operating region XI nor the operating region XIV is present, the process proceeds to step S11 in FIG. 6 and, as in step S7, based on the engine speed and the engine load. It is determined whether or not the operating state of the engine 1 is in the operating region XIII. That is, when it is determined that the engine 1 is in the high-load and low-speed operation region (the operation region XIII in FIG. 4) in the accelerated operation state, the process proceeds to step S20 described below,
Not in that operating area (ie, in operating area XII in the figure)
If determined, the process proceeds to step S12.
【0068】このステップS12ではフラグFlagAck の
値が1であるか否かを判定する。そして、1でなければ
ステップS13に進んでフラグFlagAck の値を1とし、
続くステップS14でタイマをセットした後に、ステッ
プS16に進む。一方、上記ステップS12においてフ
ラグFlagAck =1であればステップS15でタイマセッ
ト中であるか否かを判定し、タイマセット中でなければ
ステップS19に進む一方、セット中であればステップ
S16に進む。In this step S12, it is determined whether or not the value of the flag FlagAck is 1. If it is not 1, the process proceeds to step S13 to set the value of the flag FlagAck to 1,
After setting the timer in the subsequent step S14, the process proceeds to step S16. On the other hand, if the flag FlagAck = 1 in the step S12, it is determined in a step S15 whether or not the timer is being set. If the timer is not being set, the process proceeds to a step S19, while if the timer is being set, the process proceeds to a step S16.
【0069】このステップS16では、ステップS8と
同様、噴射パルス幅TaK が、アクセル操作量及びエン
ジン負荷に基づいて空燃比リッチになるように算出さ
れ、エンジン1の加速運転状態に対応する高出力が得ら
れるようになる。続くステップS17では、上記ステッ
プS16で算出された噴射パルス幅TaK に基づいて、
噴射パルス幅TaK1〜TaK3を求める。すなわち、 TaK1 = (1−a)×TaK TaK2 = 0 TaK3 = a×TaK ここで、aは燃料噴射量の分割比を変更するための分割
係数で、種々試験結果に基づいて設定されるものである
が、燃費低減のためには、 a≦0.5 とすることが
好ましい。また、噴射パルス幅TaD =0とされる。In step S16, similarly to step S8, the injection pulse width TaK is calculated based on the accelerator operation amount and the engine load so that the air-fuel ratio becomes rich, and a high output corresponding to the acceleration operation state of the engine 1 is obtained. Will be obtained. In the following step S17, based on the injection pulse width TaK calculated in the above step S16,
The injection pulse widths TaK1 to TaK3 are obtained. That is, TaK1 = (1−a) × TaK TaK2 = 0 TaK3 = a × TaK where a is a division coefficient for changing the division ratio of the fuel injection amount and is set based on various test results. However, in order to reduce fuel consumption, it is preferable that a ≦ 0.5. In addition, the injection pulse width TaD = 0.
【0070】つまり、運転領域XII においては、エンジ
ン1が加速運転状態になってから所定時間が経過するま
での間、図8(c)に示すように、燃料噴射を前後2回
に分割して、吸気行程及び圧縮行程で1回づつ実行す
る。このことで、1サイクル当たりのインジェクタ9の
噴射回数が増え、その分、開弁初期に噴射される粒の荒
い燃料の割合が増加して、燃料の気化霧化状態が悪化す
る。このため、混合気の微細部における局所的な不完全
燃焼によりCO排出量が増大し、排気通路20に設けら
れた触媒コンバータ23は、排気ガス中のCOに包み込
まれた状態になって、吸蔵しているNOx を放出し易く
なるので、触媒のリフレッシュが促進される。特に、2
回目の燃料噴射が圧縮行程で実行されるため、この燃料
噴射から点火までの時間は極めて短くなり、噴射された
燃料は気化霧化が極めて悪い状態で点火されることにな
るので、CO排出量は極めて多くなる。That is, in the operating region XII, as shown in FIG. 8C, the fuel injection is divided into two parts before and after the predetermined time elapses after the engine 1 enters the acceleration operation state. , Once each in the intake stroke and the compression stroke. As a result, the number of injections of the injector 9 per cycle increases, and the proportion of coarse-grained fuel injected in the early stage of valve opening increases accordingly, and the state of vaporization and atomization of fuel deteriorates. For this reason, the amount of CO emission increases due to local incomplete combustion in the fine portion of the air-fuel mixture, and the catalytic converter 23 provided in the exhaust passage 20 is wrapped in CO in the exhaust gas to occlude the occlusion. Since the released NOx is easily released, the catalyst is refreshed. In particular, 2
Since the second fuel injection is performed in the compression stroke, the time from this fuel injection to ignition becomes extremely short, and the injected fuel is ignited in a state of extremely poor vaporization and atomization, so that the CO emission amount is reduced. Is extremely large.
【0071】一方、上記ステップS15でタイマセット
中でないと判定された場合、ステップS19に進んでフ
ラグFlagAck をクリアした後、ステップS20に進む。
また、上記ステップS11で、エンジン1が運転領域運
転領域XIIIにあると判定された場合もステップS20に
進む。このステップS20では、ステップS8,S16
と同様、アクセル操作量及びエンジン負荷に基づいて噴
射パルス幅TaK が算出され、空燃比がリッチになっ
て、エンジン1の加速運転状態に対応する高出力が得ら
れるようになる。続くステップS21では、上記ステッ
プS20で算出された噴射パルス幅TaK に基づいて、
各噴射パルス幅TaK1〜TaK3を求める。すなわち、 TaK1 = b×TaK TaK2 = (1−b)×TaK TaK3 = 0 ここで、bは燃料噴射量の分割比を変更するための分割
係数で、種々試験結果に基づいて設定されるものである
が、燃費低減のためには、 b>0.5 とすることが
好ましい。また、噴射パルス幅TaD =0とされる。On the other hand, if it is determined in step S15 that the timer is not being set, the flow advances to step S19 to clear the flag FlagAck, and then to step S20.
If it is determined in step S11 that the engine 1 is in the operating region XIII, the process proceeds to step S20. In this step S20, steps S8, S16
Similarly to the above, the injection pulse width TaK is calculated based on the accelerator operation amount and the engine load, the air-fuel ratio becomes rich, and a high output corresponding to the acceleration operation state of the engine 1 can be obtained. In the following step S21, based on the injection pulse width TaK calculated in the above step S20,
The respective injection pulse widths TaK1 to TaK3 are obtained. That is, TaK1 = b × TaKTaK2 = (1−b) × TaKTaK3 = 0 where b is a division coefficient for changing the division ratio of the fuel injection amount, and is set based on various test results. However, in order to reduce fuel consumption, it is preferable that b> 0.5. In addition, the injection pulse width TaD = 0.
【0072】つまり、運転領域XII において、エンジン
1が加速運転状態になってから所定時間が経過した場
合、及び、運転領域XIIIにおいては、図8(b)に示す
ように、燃料噴射を前後2回に分割して、それぞれ吸気
行程において実行する。このことで、1サイクル当たり
のインンジェクタ9の噴射回数が増えるので、上述の如
くCO排出量が増大し、触媒のリフレッシュが促進され
る上、最初に噴射された燃料が燃焼室6内で拡散する間
に2回目の燃料噴射が行われて、燃焼室6内における混
合気の均一化が促進されるので、燃焼時間の短縮によ
り、排気ガス温度を低下させて触媒の温度上昇を抑制す
ることができる。また、燃焼時間の短縮によりエンジン
1の運転効率を向上させて、分割噴射に伴う局所的な不
完全燃焼に起因する燃費増大を抑制することができる。That is, in the operating region XII, when a predetermined time has elapsed after the engine 1 enters the accelerating operation state, and in the operating region XIII, as shown in FIG. And is executed in the intake stroke. As a result, the number of injections of the injector 9 per cycle increases, so that the amount of CO emission increases as described above, the refresh of the catalyst is promoted, and the initially injected fuel diffuses in the combustion chamber 6. Since the second fuel injection is performed during the period, and the uniformity of the air-fuel mixture in the combustion chamber 6 is promoted, it is possible to reduce the exhaust gas temperature by suppressing the combustion time, thereby suppressing the catalyst temperature rise. it can. In addition, the operating efficiency of the engine 1 can be improved by shortening the combustion time, and an increase in fuel efficiency due to local incomplete combustion accompanying split injection can be suppressed.
【0073】これに対し、上記ステップS6においてエ
ンジン1が加速運転状態にない、即ち定常運転状態にな
っていると判定された場合は、ステップS23に進ん
で、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、エン
ジン1の運転状態が高負荷かつ低回転の運転領域(図3
の運転領域II)にあるか否かを判定する。On the other hand, if it is determined in step S6 that the engine 1 is not in the accelerating operation state, that is, in the steady operation state, the process proceeds to step S23, where the engine 1 is controlled based on the engine speed and the engine load. In the operating region where the operating state of the engine 1 is high load and low speed (FIG. 3)
Is determined to be in the operating region II).
【0074】すなわち、エンジン1の定常運転状態にお
いて、エンジン回転数が所定回転数(例えば3000r
pm)以下の低回転域にあって、かつ、エンジン負荷が
所定以上(例えば全負荷の2/3以上)の高負荷域にあ
るときには、エンジン1の運転状態が、高負荷かつ低回
転の運転領域IIにあると判定し、上記ステップS20〜
S22に進んで、上述の如く燃料噴射を吸気行程おいて
前後2回に分割して実行する。That is, in the steady operation state of the engine 1, the engine speed is increased to a predetermined speed (for example, 3000 rpm).
pm), and when the engine load is in a high load region of a predetermined value or more (for example, 2/3 or more of the full load), the operation state of the engine 1 is a high load and low speed operation. It is determined that it is in the area II,
Proceeding to S22, the fuel injection is divided into two before and after the intake stroke and executed as described above.
【0075】つまり、運転領域IIでは、エンジン1に高
負荷がかかるので、発生する熱量が大きくなって触媒温
度が高くなり易いが、吸気行程における燃料噴射の分割
制御により触媒の温度上昇を抑制することができる。ま
た、運転領域IIは、エンジン回転数が低く、高回転運転
領域に比べてエンジン1のサイクルタイムが長くなるの
で、燃料及び空気の混合状態を均一化させる上で、燃料
噴射を複数回に分割することは極めて有効である。That is, in the operating region II, a high load is applied to the engine 1, so that the generated heat becomes large and the catalyst temperature easily rises. However, the temperature increase of the catalyst is suppressed by the split control of the fuel injection in the intake stroke. be able to. In the operation region II, the engine speed is low and the cycle time of the engine 1 is longer than in the high rotation operation region. Therefore, in order to make the mixing state of fuel and air uniform, the fuel injection is divided into a plurality of times. It is extremely effective to do so.
【0076】その際、前後2回の燃料噴射の噴射タイミ
ングを、吸気行程における上死点後40度以降から下死
点前40度以前のクランク角範囲内に設定する。このク
ランク角範囲内では、図9に示すようにピストンスピー
ドが極めて速くなっているので、噴射された燃料と吸気
の混合を促進することができる。At this time, the injection timing of the two fuel injections before and after is set within a crank angle range from 40 degrees after the top dead center to 40 degrees before the bottom dead center in the intake stroke. In this crank angle range, the piston speed is extremely high as shown in FIG. 9, so that the mixing of the injected fuel and the intake air can be promoted.
【0077】また、噴射タイミングは、触媒の温度状態
に対応させて変更する。すなわち、触媒の温度状態が所
定温度(例えば400°C)以上になって、NOx 浄化
率が低下しているときには、前後2回の燃料噴射の噴射
タイミングを、全体として吸気行程の後半寄りに遅角さ
せることで、図10に示すように、CO排出量を顕著に
増大させることができるので、触媒のリフレッシュ効果
を高めることができる。一方、触媒の温度状態が上記所
定温度以上でなければ、噴射タイミングを全体として吸
気行程の前半寄りにさせて、同図に示すように、噴射タ
イミングを吸気行程の後半寄りとした場合と比べて燃費
の低減を図ることができる。この場合でも、燃料噴射を
一括して行う場合と比べれば、CO排出量は十分に増大
しており、触媒のリフレッシュ効果はある。The injection timing is changed according to the temperature state of the catalyst. That is, when the temperature state of the catalyst becomes equal to or higher than the predetermined temperature (for example, 400 ° C.) and the NOx purification rate decreases, the injection timings of the front and rear two fuel injections are delayed as a whole toward the latter half of the intake stroke. By squaring, as shown in FIG. 10, the amount of CO emission can be significantly increased, so that the refresh effect of the catalyst can be enhanced. On the other hand, if the temperature state of the catalyst is not equal to or higher than the predetermined temperature, the injection timing is shifted toward the first half of the intake stroke as a whole, as compared to the case where the injection timing is shifted toward the latter half of the intake stroke as shown in FIG. Fuel economy can be reduced. Even in this case, compared with the case where the fuel injection is performed at once, the CO emission amount is sufficiently increased, and there is a catalyst refreshing effect.
【0078】なお、触媒の温度状態を判定するために
は、例えば触媒コンバータ23の内部又はその直前の排
気通路20内にガス温度センサを設け、このガス温度セ
ンサの検出温度から触媒温度を推定して判定を行うよう
にすればよい。In order to determine the temperature state of the catalyst, a gas temperature sensor is provided, for example, inside the catalytic converter 23 or in the exhaust passage 20 immediately before the converter, and the catalyst temperature is estimated from the detected temperature of the gas temperature sensor. In this case, the determination may be made.
【0079】また、図6のステップS23において、エ
ンジン1の運転状態が運転領域IIにないと判定されたと
きには、ステップS24に進んで、上記ステップS23
と同様にエンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、
エンジン1の運転状態が低負荷(例えば全負荷の1/2
以下)かつ低回転(例えば3000回転以下)の運転領
域(図3の運転領域I)であるか否かの判定を行い、こ
の運転領域でなければ後述のステップS28に進む一
方、この運転領域であればステップS25に進む。If it is determined in step S23 in FIG. 6 that the operating state of the engine 1 is not in the operating region II, the process proceeds to step S24, and the process proceeds to step S23.
Based on the engine speed and engine load,
When the operating state of the engine 1 is low load (for example, の of full load)
It is determined whether or not the operation range is low (for example, 3000 rotations or less) (operation region I in FIG. 3). If the operation region is not this operation region, the process proceeds to step S28 to be described later. If there is, the process proceeds to step S25.
【0080】このステップS25では、噴射パルス幅T
aD を、アクセル操作量及びエンジン負荷に基づいて算
出する。ここで、上記運転領域Iは、エンジン1を成層
燃焼状態で運転させる領域であり、噴射パルス幅TaD
は、空燃比がリーンになるよう小値とされる。続くステ
ップS26では、噴射パルス幅TaD 以外の各噴射パル
ス幅TaK1,TaK2及びTa3 の値を0にして、燃料噴
射を圧縮行程における一括噴射とする。そして、ステッ
プS27に進んで噴射タイミングを算出した後、図7の
ステップS29〜ステップS39において、図8(a)
に示すように圧縮行程の点火時期直前での燃料噴射を実
行する。これにより、エンジン1は、空燃比リーンで成
層燃焼状態とされる。In step S25, the injection pulse width T
aD is calculated based on the accelerator operation amount and the engine load. Here, the operation region I is a region in which the engine 1 is operated in a stratified combustion state, and has an injection pulse width TaD.
Is set to a small value so that the air-fuel ratio becomes lean. In the following step S26, the values of the injection pulse widths TaK1, TaK2 and Ta3 other than the injection pulse width TaD are set to 0, and the fuel injection is performed as a batch injection in the compression stroke. Then, after proceeding to step S27 to calculate the injection timing, in steps S29 to S39 in FIG. 7, FIG.
As shown in (2), the fuel injection is performed immediately before the ignition timing of the compression stroke. As a result, the engine 1 is brought into the stratified combustion state at the lean air-fuel ratio.
【0081】一方、上記ステップS24で、エンジン1
の運転状態が運転領域Iにないと判定された場合にはス
テップS28に進み、上記ステップS24と同様にエン
ジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、エンジン1の
運転状態が、成層燃焼状と均一燃焼状との間の過渡的運
転領域(図3の運転領域IV)にあるか否かを判定する。
この運転領域IVは、第1の運転領域と第2の運転領域と
を合わせたもので、第1の運転領域は、中負荷(例えば
全負荷の1/2以上で2/3以下)で、かつ、低回転
(例えば3000回転以下)又は中回転(例えば300
0〜4000回転)の運転領域である。また、上記第2
の運転領域は、上記中回転で、かつ、低負荷(例えば全
負荷の1/2よりも低負荷)又は上記中負荷の運転領域
である。On the other hand, in step S24, the engine 1
If it is determined that the operation state of the engine 1 is not in the operation region I, the process proceeds to step S28, and the operation state of the engine 1 is changed to the stratified combustion state and the uniform combustion state based on the engine speed and the engine load as in step S24. It is determined whether or not the vehicle is in a transitional operation region (operation region IV in FIG. 3).
This operation region IV is a combination of the first operation region and the second operation region, and the first operation region is a medium load (for example, 以上 or more of full load and 2 or less of full load), In addition, low rotation (for example, 3000 rotations or less) or medium rotation (for example, 300 rotations or less)
(0 to 4000 revolutions). In addition, the second
Is an operation region in which the rotation is medium and the load is low (for example, a load smaller than 1/2 of the full load) or the load is medium.
【0082】そして、エンジン1の運転状態が上記運転
領域IVにあると判定すれば、上述のステップS16〜S
18に進んで、図8(c)に示すように、燃料噴射を前
後2回に分割して、吸気行程及び圧縮行程で1回づつ実
行する。このことで、成層燃焼状態(運転領域I )と均
一燃焼状態(運転領域II,III )との間で燃焼状態が変
化する過渡的運転領域(運転領域IV)において、エンジ
ン1の燃焼状態を、成層燃焼と均一燃焼の中間的な燃焼
状態にすることができ、エンジン出力の繋りが良くな
る。なお、上記運転領域IVにおいて、燃料噴射を吸気行
程において前後2回に分割して実行するようにしてもよ
い。If it is determined that the operating state of the engine 1 is in the operating region IV, the above-described steps S16 to S16 are performed.
Then, as shown in FIG. 8 (c), the fuel injection is divided into two parts before and after, and is executed once each in the intake stroke and the compression stroke. Thus, in a transitional operation region (operation region IV) in which the combustion state changes between a stratified combustion state (operation region I) and a uniform combustion state (operation regions II and III), the combustion state of the engine 1 is changed. A combustion state intermediate between stratified combustion and uniform combustion can be achieved, and the connection of the engine output is improved. Note that, in the above-described operation region IV, the fuel injection may be divided and executed twice before and after the intake stroke.
【0083】一方、上記ステップS28で、エンジン1
の運転状態が運転領域IVにないと判定されれば、即ち、
運転領域III にあると判定し、上述のステップS8〜S
10に進んで、図8(d)に示すように、燃料噴射を吸
気行程前半での一括噴射とする。このことで、エンジン
1への要求出力が極めて高く、燃料噴射量の増大に対応
して噴射時間も長くなる高負荷(例えば全負荷の2/3
以上)かつ中高回転(例えば3000回転以上)の運転
領域では、燃料噴射を一括して実行することで、エンジ
ン出力の向上が図られる。その際、噴射タイミングを、
排気行程から吸気行程にかけての上死点近傍とすれば、
燃料噴射量が多くても十分に気化霧化状態を良くするこ
とができ、エンジン出力は一層向上する。On the other hand, in step S28, the engine 1
If it is determined that the operating state is not in the operating region IV, that is,
It is determined that the vehicle is in the operating region III, and the above steps S8 to S8
Proceeding to 10, the fuel injection is performed as a batch injection in the first half of the intake stroke, as shown in FIG. As a result, the required output to the engine 1 is extremely high, and a high load (for example, 2/3 of the full load) in which the injection time is increased in accordance with the increase in the fuel injection amount
As described above, in the operation range of middle and high rotations (for example, 3000 rotations or more), the engine output is improved by executing the fuel injection collectively. At that time, the injection timing
If it is near the top dead center from the exhaust stroke to the intake stroke,
Even if the fuel injection amount is large, the state of vaporization and atomization can be sufficiently improved, and the engine output can be further improved.
【0084】なお、上記運転領域III 内の低負荷(例え
ば全負荷の1/2よりも低負荷)の運転領域では、図8
(c)に示すように、燃料噴射を吸気行程及び圧縮行程
で1回づつ実行するようにして、CO排出量の増大によ
り触媒のリフレッシュを促進するようにしてもよい。In the low load operation range (for example, a load lower than 1/2 of the full load) in the above operation range III, FIG.
As shown in (c), the fuel injection may be performed once in each of the intake stroke and the compression stroke, so that the refresh of the catalyst may be promoted by increasing the amount of CO emissions.
【0085】上述のステップS4、S10、S18、S
22及びS27に続く、図7のステップS29では、燃
料噴射の噴射パルス幅TaK1=0か否か半別し、TaK1
=0でなければステップ30に進んで、上記噴射パルス
TaK1の噴射タイミングになったことの判定を行い、ス
テップS3、S10、S18又はS22でそれぞれ算出
された噴射パルス幅TaK1の噴射タイミングになれば、
ステップS31に進んで燃料噴射を実行する。The above steps S4, S10, S18, S
In steps S29 of FIG. 7 following S22 and S27, it is halved whether or not the injection pulse width TaK1 of fuel injection is equal to zero.
If it is not = 0, the routine proceeds to step 30, where it is determined that the injection timing of the injection pulse TaK1 has come. If the injection timing has reached the injection pulse width TaK1 calculated in step S3, S10, S18 or S22, respectively. ,
Proceeding to step S31, fuel injection is performed.
【0086】また、上記ステップS29においてTaK1
=0であれば、ステップS32に進み、以下、ステップ
S32〜S34では、噴射パルス幅TaK2について上記
ステップS29〜S31と同様の処理を行い、さらに、
続くステップS35〜S39で、上噴射パルス幅TaK
3,TaD についても同様の処理を行って、リターンす
る。In step S29, TaK1
If = 0, the process proceeds to step S32. Thereafter, in steps S32 to S34, the same processing as in steps S29 to S31 is performed for the injection pulse width TaK2.
In the following steps S35 to S39, the upper injection pulse width TaK
The same processing is performed for 3, TaD, and the process returns.
【0087】なお、スロットル弁14の開度は、図11
に示すスロットル開度特性に従い、運転者によるアクセ
ル操作量に対応して制御される。すなわち、加速運転状
態では同図のTVAのスロットル開度特性が選択される
一方、定常運転状態では同図のTVBのスロットル開度
特性が選択される。Note that the opening of the throttle valve 14 is shown in FIG.
Is controlled in accordance with the accelerator operation amount by the driver according to the throttle opening characteristic shown in FIG. That is, in the acceleration operation state, the throttle opening characteristic of the TVA shown in the figure is selected, while in the steady operation state, the throttle opening characteristic of the TVB shown in the figure is selected.
【0088】(燃圧の制御)次に、燃圧制御手段35b
による燃料噴射圧力の制御について、具体的に、図12
及び図13に基づいて説明する。(Control of Fuel Pressure) Next, the fuel pressure control means 35b
The control of the fuel injection pressure according to FIG.
This will be described with reference to FIG.
【0089】図12のフローチャートにおけるステップ
T1では、スタータ信号に基づいてエンジン1が始動中
か否かを判定する。すなわち、スタータモータがオン状
態でかつエンジン回転数が所定回転数以下であれば、始
動中であると判定してステップT2に進み、プレッシャ
コントローラ29の設定圧を最も低圧の第1の圧力設定
値(図13参照)とする。このことで、燃料噴射弁9に
おける燃料噴射圧力は極めて低くなり、エンジン始動時
に燃料ポンプ27,30にかかる負担を軽減することが
できる。At step T1 in the flowchart of FIG. 12, it is determined whether or not the engine 1 is starting based on the starter signal. That is, if the starter motor is in the ON state and the engine speed is equal to or lower than the predetermined speed, it is determined that the engine is being started, and the process proceeds to step T2, and the set pressure of the pressure controller 29 is set to the first pressure set value of the lowest pressure. (See FIG. 13). As a result, the fuel injection pressure at the fuel injection valve 9 becomes extremely low, and the load on the fuel pumps 27 and 30 at the time of starting the engine can be reduced.
【0090】一方、上記ステップT1において、スタ−
タモータがオフ状態であるか又はエンジン回転数が所定
回転数よりも大きければ、始動中でないと判定してステ
ップT3に進み、エンジン1の運転状態が、上述の如き
燃料噴射の分割制御を実行する運転領域(分割制御領
域)であるか否かを判定する。すなわち、例えば、運転
領域I ,III ,XI,XIV (図3及び図4参照)であれ
ば、分割制御領域ではないので後述のステップT6に進
む一方、例えば、運転領域II,IV,XII ,XIIIであれ
ば、分割制御領域であると判定して、ステップT4に進
む。On the other hand, in step T1, the start
If the motor is off or the engine speed is higher than the predetermined speed, it is determined that the engine is not being started, and the process proceeds to step T3, where the operating state of the engine 1 executes the fuel injection split control as described above. It is determined whether or not it is in the operation area (split control area). That is, for example, in the case of the operation regions I, III, XI, and XIV (see FIGS. 3 and 4), since the region is not the divided control region, the process proceeds to step T6 described later, while, for example, the operation regions II, IV, XII, and XIII If so, it is determined that the area is the divided control area, and the process proceeds to step T4.
【0091】このステップT4では、分割した最後の燃
料噴射が、気筒の吸気行程における下死点前40度以降
のクランク角範囲で実行されているか否かを判別する。
そして、そのクランク角範囲で実行されていれば、ステ
ップT5に進んで、プレッシャコントローラ29の設定
圧を、中間圧の第2の圧力設定値に制御する。この第2
の圧力設定値は、通常の燃料噴射圧力である第3の圧力
設定値よりも低いため、インジェクタ9から噴射される
燃料の粒径が荒くなって燃料の気化霧化状態が悪化する
ので、このことによってCO排出量が増大し、触媒のリ
フレッシュが一層促進される。In step T4, it is determined whether or not the last divided fuel injection is performed in the crank angle range of 40 degrees before the bottom dead center in the intake stroke of the cylinder.
Then, if it is executed within the crank angle range, the process proceeds to step T5, where the set pressure of the pressure controller 29 is controlled to the second pressure set value of the intermediate pressure. This second
Since the pressure set value is lower than the third pressure set value which is a normal fuel injection pressure, the particle diameter of the fuel injected from the injector 9 becomes coarse, and the state of vaporization and atomization of the fuel deteriorates. As a result, the amount of CO emission increases, and the refresh of the catalyst is further promoted.
【0092】つまり、最後の燃料噴射が、吸気行程にお
ける下死点前40度以降のクランク角範囲で実行されて
いる場合には、CO排出量の増大による触媒のリフレッ
シュのために噴射タイミングを全体として遅角させてい
るのであるから、併せて燃圧を低下させることで、CO
排出量をより一層増大させるようにする。That is, when the last fuel injection is performed in the crank angle range of 40 degrees or more before the bottom dead center in the intake stroke, the entire injection timing is refreshed to refresh the catalyst due to an increase in the amount of CO emission. Therefore, by lowering the fuel pressure at the same time, CO
Emissions are to be further increased.
【0093】一方、上記ステップT4で、分割した最後
の燃料噴射が、気筒の吸気行程における下死点前40度
以降のクランク角範囲で実行されていなければ、即ち、
燃費の低減のために噴射タイミングを全体として進角さ
せているのであるから、ステップT6に進んで、プレッ
シャコントローラ29の設定圧を、通常の燃料噴射圧力
である第3の圧力設定値に制御する。このことで、イン
ジェクタ9から噴射される燃料の微粒化を損なわないよ
うにして、燃費低減を図るようにする。On the other hand, if it is determined in step T4 that the last divided fuel injection has not been executed in the crank angle range of 40 ° before the bottom dead center in the intake stroke of the cylinder, that is,
Since the injection timing is advanced as a whole in order to reduce fuel consumption, the process proceeds to step T6, where the set pressure of the pressure controller 29 is controlled to a third pressure set value which is a normal fuel injection pressure. . In this way, the fuel consumption can be reduced without impairing the atomization of the fuel injected from the injector 9.
【0094】次に、上記実施形態1の作用効果を説明す
る。Next, the function and effect of the first embodiment will be described.
【0095】この実施形態1では、エンジン負荷及びエ
ンジン回転数に基づいてエンジン1の運転領域(運転状
態)を判定し、各運転領域においてそれぞれ異なる燃料
噴射の分割制御を行うことによって、CO排出量の増大
による触媒のリフレッシュ、燃費低減及び触媒の温度上
昇の抑制を、併せて実現することができる。In the first embodiment, the operating range (operating state) of the engine 1 is determined on the basis of the engine load and the engine speed, and the different fuel injection division control is performed in each operating range to thereby reduce the CO emission. , The fuel consumption can be reduced, the fuel consumption can be reduced, and the temperature rise of the catalyst can be suppressed.
【0096】すなわち、エンジン1の定常運転状態にお
ける高負荷かつ低回転の運転領域(運転領域II)におい
て、燃料噴射を吸気行程で前後2回に分割して実行する
ようにしたので、エンジン1からのCO排出量の増大に
より、触媒のリフレッシュを促進することができ、これ
により、触媒のリフレッシュのための空燃比の切替えの
頻度を下げたり、そのときの空燃比のリッチ度合いを低
くすることができるようになるので、燃料の気化霧化状
態の悪化に伴う燃費増大はあるものの、従来までと比べ
て燃費の低減が図られ、また、エンジン1の運転状態の
変化に伴うショックを軽減することができる。That is, in the high-load and low-speed operation region (operation region II) in the steady operation state of the engine 1, the fuel injection is divided into two parts before and after the intake stroke and executed. The increase in the amount of CO emission can promote the refresh of the catalyst, thereby reducing the frequency of switching the air-fuel ratio for refreshing the catalyst and lowering the richness of the air-fuel ratio at that time. As a result, the fuel consumption is increased due to the deterioration of the vaporized and atomized state of the fuel, but the fuel consumption is reduced as compared with the conventional one, and the shock due to the change in the operating state of the engine 1 is reduced. Can be.
【0097】さらに、上記運転領域IIでは、高負荷のた
めエンジン1の発熱量が大きくなって触媒温度が高くな
り易いが、吸気行程における前後2回の燃料噴射によ
り、燃焼時間を短縮させて、排気ガス温度を低下させる
ことができるので、触媒の温度上昇を抑制することがで
きる。また、運転領域IIは、エンジン回転数が低く、高
回転運転領域に比べてエンジンのサイクルタイムが長く
なるので、燃料及び空気の混合状態を均一化させる上
で、燃料噴射を複数回に分割することは極めて有効であ
る。Further, in the above-mentioned operating region II, the calorific value of the engine 1 is increased due to the high load, and the catalyst temperature is likely to be increased. However, the combustion time is shortened by the two fuel injections before and after the intake stroke. Since the exhaust gas temperature can be reduced, the temperature rise of the catalyst can be suppressed. In the operating region II, the engine speed is low, and the cycle time of the engine is longer than in the high-speed operating region. Therefore, in order to make the mixing state of fuel and air uniform, the fuel injection is divided into a plurality of times. It is extremely effective.
【0098】また、エンジン1の定常運転状態におけ
る、成層燃焼状態の運転領域(運転領域I )と均一燃焼
状態の運転領域(運転領域II,III )との間の過渡的運
転領域(運転領域IV)において、燃料噴射を前後2回に
分割して実行するようにしたので、成層燃焼状態と均一
燃焼状態との間で切換わるときのエンジン1の燃焼状態
を、それらの中間的な燃焼状態にすることができ、エン
ジン出力の繋りを良くすることができる。Further, in a steady operation state of the engine 1, a transitional operation region (operation region IV) between an operation region in a stratified combustion state (operation region I) and an operation region in a uniform combustion state (operation regions II and III). )), The fuel injection is divided and executed twice before and after, so that the combustion state of the engine 1 when switching between the stratified combustion state and the uniform combustion state is changed to an intermediate combustion state between them. And the connection between the engine outputs can be improved.
【0099】しかも、その際、燃料噴射を、吸気行程及
び圧縮行程で1回づつ実行するようにしたため、2回目
の燃料噴射から点火までの時間は極めて短くなり、この
ときに噴射された燃料は気化霧化が極めて悪い状態で点
火されることになるので、CO排出量の増大による触媒
のリフレッシュ効果も極めて高い。Further, at this time, the fuel injection is performed once in each of the intake stroke and the compression stroke, so that the time from the second fuel injection to the ignition becomes extremely short. Since the ignition is performed in a state where vaporization and atomization are extremely poor, the refreshing effect of the catalyst due to an increase in the amount of CO emission is also extremely high.
【0100】さらに、エンジン1の加速運転状態におけ
る運転領域XII では、加速運転状態になってから所定時
間が経過するまでの間、燃料噴射を吸気行程及び圧縮行
程で1回づつ実行することで、上述の如くCO排出量の
増大による触媒のリフレッシュ効果を極めて高くさせる
ことができる一方、上記所定期間が経過して、触媒温度
の上昇が予測されるようになれば、燃料噴射を吸気行程
で分割して実行することで、上述の如く排気ガス温度を
低下させて、触媒の温度上昇を抑制することができる。Further, in the operating region XII in the acceleration operation state of the engine 1, the fuel injection is executed once in each of the intake stroke and the compression stroke until a predetermined time elapses after the acceleration operation state. As described above, the refresh effect of the catalyst due to the increase in the amount of CO emission can be extremely enhanced. On the other hand, when the predetermined period elapses and the catalyst temperature rise is predicted, the fuel injection is divided into the intake strokes. By doing so, the exhaust gas temperature can be reduced as described above, and the temperature rise of the catalyst can be suppressed.
【0101】加えて、燃料噴射の分割によりCO排出量
を増大させるときに(運転領域II,IV,XII ,XIII)、
燃料噴射圧力を、通常の燃料噴射圧力である第3の圧力
設定値よりも低い第2の圧力設定値に制御するようにし
たので、燃圧の低下によりインジェクタ9から噴射され
る燃料の粒径を荒くさせて燃料の気化霧化状態を悪化さ
せることによって、CO排出量の増大による触媒のリフ
レッシュ効果を高めることができる。In addition, when the CO emission is increased by dividing the fuel injection (operating regions II, IV, XII, XIII),
Since the fuel injection pressure is controlled to the second pressure set value lower than the third pressure set value which is the normal fuel injection pressure, the particle diameter of the fuel injected from the injector 9 due to the decrease in the fuel pressure is reduced. By degrading the state of vaporization and atomization of the fuel by roughening, the refreshing effect of the catalyst due to an increase in the amount of CO emission can be enhanced.
【0102】(実施形態2)図14及び図15は、本発
明の実施形態2に係るエンジンの制御装置Eを示す
(尚、図1、図5、図6及び図7と同様の部分について
は、同一符号を付してその説明は省略する)。この実施
形態は、実施形態1と同様の構成であるが、さらに、触
媒の浄化率状態を判定する浄化率判定手段36を設け、
この浄化率判定手段36によって触媒の浄化率の所定以
上の低下が判定されたとき、燃料噴射を前後2回に分割
して実行させるようにしたものである。(Embodiment 2) FIGS. 14 and 15 show an engine control device E according to Embodiment 2 of the present invention (note that the same parts as those in FIGS. 1, 5, 6 and 7 are shown). , And the description thereof is omitted. This embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, but further includes a purification rate determining unit 36 for determining a purification rate state of the catalyst.
When the purification rate determining means 36 determines that the purification rate of the catalyst has decreased by a predetermined amount or more, the fuel injection is divided into two parts before and after the fuel injection.
【0103】すなわち、図14において、ステップS1
〜S5は、それぞれ実施形態1のステップS1〜S5と
同じであるが、ステップS5に続くステップS51にお
いて、触媒温度が設定温度以上であるか否かを判別す
る。そして、該設定温度以上でなければ、ステップS6
以降に進んで上記実施形態1と同様の制御を実行する一
方、触媒温度が上記設定温度以上であれば、浄化率が所
定以上低下していると判定して図15のステップS20
に進み、ステップS20〜S22において、吸気行程に
おける前後2回の分割噴射制御を実行する。That is, in FIG. 14, step S1
Steps S5 to S5 are the same as steps S1 to S5 of the first embodiment, but in step S51 subsequent to step S5, it is determined whether the catalyst temperature is equal to or higher than the set temperature. If the temperature is not equal to or higher than the set temperature, step S6
Proceeding to the subsequent steps, while executing the same control as in the first embodiment, if the catalyst temperature is equal to or higher than the set temperature, it is determined that the purification rate has decreased by a predetermined amount or more, and step S20 in FIG.
In steps S20 to S22, two divided injection control operations before and after the intake stroke are performed.
【0104】なお、触媒の温度状態を判定するために
は、例えば触媒コンバータ23の内部又はその直前の排
気通路20内にガス温度センサを設け、このガス温度セ
ンサの検出温度から触媒温度を推定して判定を行うよう
にすればよい。To determine the temperature state of the catalyst, for example, a gas temperature sensor is provided inside the catalytic converter 23 or in the exhaust passage 20 immediately before the catalytic converter 23, and the catalyst temperature is estimated from the detected temperature of the gas temperature sensor. In this case, the determination may be made.
【0105】また、図15において、ステップS12〜
S24は、それぞれ実施形態1のステップS12〜S2
4と同じであるが、ステップS24に続くステップS2
41において、エンジン1の運転状態が設定時間以上継
続して運転領域Iにあるか否かを判別する。そして、該
設定時間以上でなければ、ステップS25以降に進んで
上記実施形態1と同様の制御を実行する一方、上記設定
時間以上継続して運転領域Iになっていれば、空燃比リ
ーン運転の継続により触媒のNOx 吸蔵量が増えてい
て、NOx 吸蔵キャパシティーの低下に伴い浄化率が所
定以上低下していると判定して、ステップS16に進
み、ステップS16〜S18において、吸気行程と圧縮
行程における前後2回の分割噴射制御を実行する。Further, in FIG.
S24 corresponds to steps S12 to S2 of the first embodiment, respectively.
Step S2 which is the same as Step 4 but follows Step S24
At 41, it is determined whether or not the operating state of the engine 1 is in the operating region I for a set time or more. If the time is not equal to or longer than the set time, the process proceeds to step S25 and thereafter to execute the same control as in the first embodiment. It is determined that the NOx storage amount of the catalyst has increased due to the continuation, and the purification rate has decreased by a predetermined amount or more with a decrease in the NOx storage capacity, and the process proceeds to step S16. And executes two divided injection controls before and after.
【0106】上記図14及び図15において、ステップ
51及びステップ241が、浄化率判定手段36を構成
している。In FIG. 14 and FIG. 15, steps 51 and 241 constitute the purification rate judging means 36.
【0107】したがって、この実施形態2では、上記実
施形態1と同様の作用効果が得られる上、触媒の温度状
態や成層燃焼状態の継続時間に基づいて触媒の浄化率状
態を判定することができるため、触媒の浄化率の所定以
上の低下が判定されたときに燃料噴射の分割制御を実行
して、CO排出量の増大による触媒のリフレッシュを実
行することができるので、触媒が飽和状態になることを
防止しつつ、分割噴射に起因する燃費増大を抑制するこ
とができる。Therefore, in the second embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained, and the purification rate state of the catalyst can be determined based on the temperature state of the catalyst and the duration of the stratified combustion state. Therefore, when it is determined that the purification rate of the catalyst has decreased by a predetermined amount or more, the fuel injection division control is executed, and the catalyst can be refreshed due to an increase in the amount of CO emission. This can prevent fuel consumption from increasing due to split injection.
【0108】なお、浄化率判定手段としては、例えば図
16に示すように、排気通路20における触媒コンバー
タ23の下流側に、上流側に設けられている空燃比フィ
ードバック制御のためのO2 センサ22と同一のO2 セ
ンサ33を設けて、それらの出力に基づいて、浄化率判
定手段37により直接的に触媒の浄化率状態を判定する
ようにしてもよい。As shown in FIG. 16, for example, an O2 sensor 22 for air-fuel ratio feedback control, which is provided on the downstream side of the catalytic converter 23 in the exhaust passage 20 and is provided on the upstream side, as the purification rate determining means. The same O2 sensor 33 may be provided, and the purification rate determining means 37 may directly determine the purification rate state of the catalyst based on the output of the O2 sensors 33.
【0109】すなわち、例えばエンジン1が半暖機状態
(エンジン水温が40°C〜70°Cの状態)になって
いるとき、ECU35により、空燃比が理論空燃比にな
るようにO2 センサ22の出力に基づくフィードバック
制御が行われるが、このとき、該O2 センサ22の出力
は、図17(a)に示すようになり、一方,触媒コンバ
ータ23の下流側のO2 センサ33からの出力は、触媒
の浄化率の変化に対応して、同図の(b)又は(c)に
示すようになる。That is, for example, when the engine 1 is in a semi-warmed state (when the engine water temperature is between 40 ° C. and 70 ° C.), the ECU 35 controls the O 2 sensor 22 so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio. Feedback control based on the output is performed. At this time, the output of the O2 sensor 22 is as shown in FIG. 17A, while the output from the O2 sensor 33 downstream of the catalytic converter 23 is (B) or (c) of FIG.
【0110】具体的には、空燃比が略理論空燃比になっ
ているとき、触媒の浄化率が高ければ、排気ガス中の未
燃炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)が窒素酸化物
(NOx )や酸素(O2 )と反応することで、触媒コン
バータ23の下流の排気ガス中では、酸素濃度が低下す
るので、下流側のO2 センサ33の出力は、同図(b)
に示すように、上流側のO2 センサ22の出力に比べ
て、反転回数が極めて少ないものになる。一方、触媒の
浄化率の低下に伴い下流側のO2 センサ33の出力は、
同図(c)に示すように反転回数が増えて、上流側のO
2 センサ22の出力に近付く。このことから、浄化率判
定手段37により、上流側のO2 センサ22と下流側の
O2 センサ33とに基づいて触媒の浄化率の所定以上の
低下を判定することができる。More specifically, when the air-fuel ratio is approximately the stoichiometric air-fuel ratio and the purification rate of the catalyst is high, unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas are converted into nitrogen oxides. By reacting with substances (NOx) and oxygen (O2), the oxygen concentration decreases in the exhaust gas downstream of the catalytic converter 23, so that the output of the downstream O2 sensor 33 is as shown in FIG.
As shown in (2), the number of inversions is extremely small as compared with the output of the O2 sensor 22 on the upstream side. On the other hand, as the purification rate of the catalyst decreases, the output of the downstream O2 sensor 33 becomes
The number of inversions increases as shown in FIG.
2 The output of the sensor 22 approaches. Accordingly, the purification rate determining means 37 can determine a reduction in the purification rate of the catalyst by a predetermined value or more based on the upstream O2 sensor 22 and the downstream O2 sensor 33.
【0111】[0111]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明におけるエンジンの制御装置によれば、噴射分割制御
手段により、燃料噴射を複数回に分割して実行すること
で、CO排出量を増大させて触媒のリフレッシュを促進
することができる。このため、触媒のリフレッシュのた
めの空燃比の切替えの頻度を下げたり、そのときの空燃
比のリッチ度合いを低くすることができるので、燃料の
気化霧化状態の悪化に伴う燃費増大はあるものの、従来
までと比べて燃費の低減が図られ、また、エンジンの運
転状態の変化に伴うショックを軽減することができる。As described above, according to the engine control apparatus of the first aspect of the present invention, the fuel injection is divided into a plurality of times by the injection division control means, so that the CO emission amount is reduced. It can be increased to promote catalyst refresh. Therefore, the frequency of switching the air-fuel ratio for refreshing the catalyst can be reduced, and the richness of the air-fuel ratio at that time can be reduced. In addition, the fuel consumption can be reduced as compared with the related art, and the shock caused by the change in the operating state of the engine can be reduced.
【0112】請求項2記載の発明では、燃料噴射を吸気
行程において複数回に分割して実行させることで、燃焼
室内における混合気の均一化を促進して、分割噴射に伴
う燃費増大を抑制することができ、また、燃焼時間の短
縮により排気ガス温度が低下するので、触媒の温度上昇
に伴うNOx 浄化率の低下が抑制される。According to the second aspect of the present invention, the fuel injection is divided into a plurality of times in the intake stroke and executed, thereby promoting the uniformity of the air-fuel mixture in the combustion chamber and suppressing an increase in fuel efficiency due to the divided injection. Further, since the exhaust gas temperature is reduced by shortening the combustion time, the decrease in the NOx purification rate due to the increase in the temperature of the catalyst is suppressed.
【0113】請求項3記載の発明では、分割した最後の
燃料噴射を吸気行程における下死点前40度以降のクラ
ンク角範囲内で実行させるこで、CO排出量の増大によ
る触媒のリフレッシュ効果を高めることができる。According to the third aspect of the present invention, the last divided fuel injection is executed within a crank angle range of 40 degrees or more before the bottom dead center in the intake stroke, so that the effect of refreshing the catalyst due to an increase in the amount of CO emission can be obtained. Can be enhanced.
【0114】請求項4記載の発明では、分割した最後の
燃料噴射を圧縮行程前半で実行させるもことで、CO排
出量の増大による触媒のリフレッシュ効果を極めて大き
くすることができる。また、サイクルタイムが短いエン
ジンの高回転領域においても実行可能である。According to the fourth aspect of the present invention, by executing the last divided fuel injection in the first half of the compression stroke, the effect of refreshing the catalyst due to an increase in the amount of CO emission can be extremely increased. Further, the present invention can be executed even in a high rotation region of an engine having a short cycle time.
【0115】請求項5記載の発明では、エンジンの高負
荷低回転の領域で、吸気行程における燃料噴射の分割制
御を実行することで、高負荷であっても触媒の温度上昇
を抑制することができる。また、少なくとも1回目の燃
料噴射をピストンスピードの速いクランク角範囲内で実
行することで、燃料及び空気の混合を促進することがで
きる。According to the fifth aspect of the present invention, the fuel injection division control in the intake stroke is executed in the high-load low-speed region of the engine, so that the catalyst temperature rise can be suppressed even at a high load. it can. Further, by executing at least the first fuel injection within the crank angle range where the piston speed is high, the mixing of fuel and air can be promoted.
【0116】請求項6記載の発明によれば、成層燃焼状
態と均一燃焼状態とが切替わるときのエンジンの燃焼状
態を、それらの中間的な燃焼状態とすることができ、エ
ンジン出力の繋りが良くなる。また、請求項5に記載の
発明と同様、触媒の温度上昇を抑制することができる。According to the sixth aspect of the invention, the combustion state of the engine when switching between the stratified combustion state and the uniform combustion state can be set to an intermediate combustion state between them, and the connection of the engine output can be achieved. Will be better. Further, similarly to the invention of the fifth aspect, it is possible to suppress the temperature rise of the catalyst.
【0117】請求項7又は請求項8のいずれかに記載の
発明によれば、請求項6記載の発明と同様にエンジン出
力の繋りが良くなる上、請求項4に記載の発明と同様に
触媒のリフレッシュ効果が極めて大きい。According to the invention described in any one of the seventh and eighth aspects, the connection of the engine output is improved in the same manner as in the sixth aspect of the invention, and also in the same manner as in the fourth aspect of the invention. The refreshing effect of the catalyst is extremely large.
【0118】請求項9記載の発明では、燃料噴射の分割
制御の際に空燃比をリッチ側に制御することで、分割噴
射に伴う局所的な不完全燃焼に起因するエンジン出力の
低下を補うことができる。According to the ninth aspect of the present invention, by controlling the air-fuel ratio to the rich side during the split control of the fuel injection, the decrease in the engine output caused by the local incomplete combustion accompanying the split injection is compensated. Can be.
【0119】請求項10記載の発明によれば、低負荷高
回転の領域における触媒のリフレッシュ促進と、高負荷
高回転の領域におけるエンジン出力の向上とを実現でき
る。According to the tenth aspect of the invention, it is possible to promote the refreshing of the catalyst in the low-load high-speed range and to improve the engine output in the high-load high-speed range.
【0120】請求項11記載の発明によれば、CO排出
量の増大による触媒のリフレッシュと燃費低減とを、触
媒の温度状態に応じて高次元で両立することができる。According to the eleventh aspect of the present invention, the refresh of the catalyst and the reduction of fuel consumption due to an increase in the amount of CO emissions can be achieved at a high level according to the temperature state of the catalyst.
【0121】請求項12記載の発明では、1回目の燃料
噴射量を2回目以降の合計の燃料噴射量よりも大に設定
することで、分割噴射に伴う燃費増大を抑制できる。According to the twelfth aspect of the invention, by setting the first fuel injection amount to be larger than the total fuel injection amount of the second and subsequent fuel injections, it is possible to suppress an increase in fuel consumption due to the split injection.
【0122】請求項13記載の発明によれば、触媒の浄
化率が実際に低下したときにCO排出量の増大による触
媒のリフレッシュを実行することで、触媒の飽和状態を
防止しつつ、分割噴射に伴う燃費増大を抑制できる。According to the thirteenth aspect of the invention, when the purification rate of the catalyst actually decreases, the catalyst is refreshed by increasing the amount of CO emission, thereby preventing the saturated state of the catalyst and performing the divided injection. The fuel consumption increase accompanying the above can be suppressed.
【0123】請求項14記載の発明によれば、エンジン
が継続して成層燃焼状態とされたときに、触媒のNOx
吸蔵キャパシティーの低下に伴う浄化率の低下が判定さ
れ、また、請求項15記載の発明によれば、温度上昇に
伴う触媒の浄化率の低下が判定される。さらに、請求項
16記載の発明によれば、触媒のNOx 吸蔵キャパシテ
ィー、及び温度状態に基づいて、触媒の浄化率の低下を
精度良く判定することができる。According to the fourteenth aspect, when the engine is continuously in the stratified combustion state, the catalyst NOx
A decrease in the purification rate due to a decrease in the storage capacity is determined, and a decrease in the purification rate of the catalyst as the temperature rises is determined. Further, according to the sixteenth aspect, it is possible to accurately determine a decrease in the purification rate of the catalyst based on the NOx storage capacity of the catalyst and the temperature state.
【0124】請求項17記載の発明によれば、エンジン
への要求出力の増大に対応するとともに、触媒のリフレ
ッシュを有効に促進することができる。According to the seventeenth aspect, it is possible to cope with an increase in the required output to the engine and to effectively promote the refresh of the catalyst.
【0125】請求項18記載の発明によれば、触媒温度
がそれほど高くない間は、CO排出量の増大による触媒
のリフレッシュを優先する一方、触媒温度の上昇が予想
されるときには、排気ガス温度を低下させて触媒の温度
上昇の抑制を優先することができる。According to the eighteenth aspect of the invention, while the catalyst temperature is not so high, priority is given to the refreshing of the catalyst due to an increase in the amount of CO emission, while if the catalyst temperature is expected to rise, the exhaust gas temperature is reduced. It is possible to give priority to suppressing the temperature rise of the catalyst by lowering the temperature.
【0126】請求項19記載の発明では、燃料噴射の分
割制御に併せて、燃料噴射圧力の低下により噴射される
燃料の粒径を荒くさせることで、CO排出量の増大によ
る触媒のリフレッシュを一層促進することができる。According to the nineteenth aspect of the present invention, in addition to the division control of the fuel injection, the particle size of the fuel to be injected is reduced by lowering the fuel injection pressure, so that the catalyst can be further refreshed due to an increase in the amount of CO emission. Can be promoted.
【0127】請求項20記載の発明によれば、従来から
の液圧調整弁を用いることで、システムのコスト低減が
図られる。According to the twentieth aspect, the cost of the system can be reduced by using the conventional hydraulic pressure regulating valve.
【0128】請求項21記載の発明によれば、燃料噴射
の分割制御を実行する際の燃料噴射圧力を、CO排出量
の増大や燃費低減のための最適値に調整することができ
る。According to the twenty-first aspect, the fuel injection pressure at the time of executing the fuel injection division control can be adjusted to an optimum value for increasing the amount of CO emission and reducing the fuel consumption.
【0129】請求項22記載の発明によれば、CO排出
量の増大による触媒のリフレッシュを優先するときに
は、燃料噴射圧力を第2圧力設定値まで低下させて、気
化霧化状態を一層悪化させることができる一方、燃費低
減を優先するときには、燃料噴射圧力を第3圧力設定値
以上に高めることで、燃料噴射弁から噴射される燃料の
微粒化を損なわないようにすることができる。According to the twenty-second aspect of the present invention, when priority is given to the refresh of the catalyst due to an increase in the amount of CO emission, the fuel injection pressure is reduced to the second pressure set value to further deteriorate the state of vaporization and atomization. On the other hand, when priority is given to the reduction of fuel consumption, the atomization of the fuel injected from the fuel injection valve can be prevented from being impaired by increasing the fuel injection pressure to the third pressure set value or more.
【図1】本発明の実施形態1を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】触媒コンバータの構成を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of a catalytic converter.
【図3】エンジンの定常運転状態における、エンジン回
転数及びエンジン負荷に対応して設定されるエンジンの
運転領域を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operating region of an engine set in accordance with an engine speed and an engine load in a steady operation state of the engine.
【図4】エンジンの加速運転状態における図3相当図で
ある。FIG. 4 is a diagram corresponding to FIG. 3 in an accelerating operation state of the engine.
【図5】エンジン始動時、エンジン冷気時、及び運転領
域III ,XI,XIV における燃料噴射の分割制御の具体的
な手順を示すフローチャート図である。FIG. 5 is a flowchart showing a specific procedure of split control of fuel injection at the time of engine start, at the time of engine cold air, and in the operation regions III, XI, and XIV.
【図6】運転領域I ,II,IV,XII ,XIIIにおける燃料
噴射の分割制御の具体的な手順を示すフローチャート図
である。FIG. 6 is a flowchart showing a specific procedure of fuel injection division control in operation regions I, II, IV, XII and XIII.
【図7】燃料噴射制御の具体的な手順を示すフローチャ
ート図である。FIG. 7 is a flowchart illustrating a specific procedure of fuel injection control.
【図8】運転領域毎の燃料噴射タイミングの概略を示す
説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing an outline of fuel injection timing for each operation region.
【図9】気筒の吸気行程及び圧縮行程におけるピストン
スピードを示すグラフ図である。FIG. 9 is a graph showing a piston speed in an intake stroke and a compression stroke of a cylinder.
【図10】吸気行程における燃料噴射タイミングと、C
O排出量、燃費及び排気ガス温度との相関関係データを
示すグラフ図である。FIG. 10 shows the fuel injection timing in the intake stroke and C
It is a graph which shows the correlation data with O emission amount, fuel consumption, and exhaust gas temperature.
【図11】アクセル開度に応じたストットル開度特性を
示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a throttle opening characteristic according to an accelerator opening.
【図12】燃料噴射圧力の制御手順を示すフローチャー
ト図である。FIG. 12 is a flowchart illustrating a control procedure of a fuel injection pressure.
【図13】設定された第1、第2及び第3の圧力設定値
を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing first, second, and third pressure set values that have been set.
【図14】実施形態2に係る図5相当図である。FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 5 according to the second embodiment.
【図15】実施形態2に係る図6相当図である。FIG. 15 is a diagram corresponding to FIG. 6 according to the second embodiment.
【図16】実施形態2の変形例に係る図1相当図であ
る。FIG. 16 is a diagram corresponding to FIG. 1 according to a modification of the second embodiment.
【図17】触媒の上流側及び下流側のそれぞれに設けた
O2 センサの出力例を示す説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram showing an output example of O2 sensors provided respectively on the upstream side and the downstream side of the catalyst.
【図18】触媒のNOx 浄化率の、触媒温度への依存性
を示す特性図である。FIG. 18 is a characteristic diagram showing the dependency of the NOx purification rate of the catalyst on the catalyst temperature.
1 エンジン 2 シリンダ(気筒) 6 燃焼室 9 インジェクタ(燃料噴射弁) 20 排気通路 23 触媒コンバータ(NOX 吸蔵型触
媒) 35a 噴射分割制御手段 35b 燃圧制御手段 35c 空燃比制御手段 36,37 浄化率判定手段 27,30 燃料ポンプ 29 プレッシャコントローラ(燃圧調整
手段)DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder (cylinder) 6 Combustion chamber 9 Injector (fuel injection valve) 20 Exhaust passage 23 Catalytic converter (NOX storage type catalyst) 35a Injection split control means 35b Fuel pressure control means 35c Air-fuel ratio control means 36, 37 Purification rate determination means 27, 30 Fuel pump 29 Pressure controller (fuel pressure adjusting means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 41/04 335 F02D 41/04 335C ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI F02D 41/04 335 F02D 41/04 335C
Claims (22)
噴射弁と、エンジンの排気通路に設けられ、空燃比が理
論空燃比よりもリーン側にあるときに排気ガス中の窒素
酸化物を吸蔵するNOx 吸蔵型触媒とを備え、エンジン
の高負荷域又は高回転域では、均一燃焼状態になるよう
に燃料を噴射させる一方、エンジンの定常運転状態の低
負荷低回転の領域では、成層燃焼状態になるように燃料
を噴射させるようにしたエンジンの制御装置において、 上記エンジンが所定の運転状態にあるときに、燃料噴射
弁による燃料噴射を複数回に分割し、かつ、少なくとも
1回目の燃料噴射を吸気行程で実行させる噴射分割制御
手段を設けたことを特徴とするエンジンの制御装置。A fuel injection valve for directly injecting fuel into a combustion chamber of a cylinder, and a fuel injection valve provided in an exhaust passage of an engine for reducing nitrogen oxides in exhaust gas when an air-fuel ratio is leaner than a stoichiometric air-fuel ratio. A NOx storage type catalyst for storing the fuel, and injects fuel so as to be in a uniform combustion state in a high load range or a high rotation range of the engine, and stratified combustion in a low load and low rotation range in a steady operation state of the engine. An engine control device for injecting fuel so as to be in a state, wherein when the engine is in a predetermined operation state, fuel injection by a fuel injection valve is divided into a plurality of times, and at least a first fuel injection is performed. An engine control device provided with injection division control means for executing injection in an intake stroke.
行程において複数回に分割して実行させるものであるこ
とを特徴とするエンジンの制御装置。2. The engine control device according to claim 1, wherein the injection split control means splits and executes the fuel injection by the fuel injection valve a plurality of times during the intake stroke.
吸気行程における下死点前40度以降のクランク角範囲
内で実行させるものであることを特徴とするエンジンの
制御装置。3. The injection division control means according to claim 1, wherein the injection division control means executes the last fuel injection of the division within a crank angle range of 40 degrees before bottom dead center in an intake stroke. Characteristic engine control device.
圧縮行程前半で実行させるものであることを特徴とする
エンジンの制御装置。4. The engine control device according to claim 1, wherein the injection split control means executes the last fuel injection of the split in the first half of the compression stroke.
あるとき、燃料噴射弁による燃料噴射を吸気行程におい
て複数回に分割して、少なくとも1回目の燃料噴射が上
死点後40度以降から下死点前40度以前までのクラン
ク角範囲内になるように実行させるように構成されてい
ることを特徴とするエンジンの制御装置。5. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the injection division control means divides the fuel injection by the fuel injection valve into a plurality of times in an intake stroke when the engine is in a high-load low-speed region, and performs at least a first fuel injection. An engine control device characterized in that injection is performed so as to be performed within a crank angle range from 40 degrees after top dead center to 40 degrees before bottom dead center.
又は中回転の領域にあるとき、燃料噴射弁による燃料噴
射を吸気行程において複数回に分割して、少なくとも1
回目の燃料噴射が上死点後40度以降から下死点前40
度以前までのクランク角範囲内になるように実行させる
ように構成されていることを特徴とするエンジンの制御
装置。6. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the injection split control means splits the fuel injection by the fuel injection valve into a plurality of times during the intake stroke when the engine is in a middle load and low or medium speed region. , At least one
The first fuel injection is from 40 degrees after top dead center to 40 before bottom dead center.
An engine control device configured to be executed so as to be within a crank angle range up to a degree or less.
燃料噴射を、少なくとも圧縮行程前半での燃料噴射を含
む複数回に分割して実行させるように構成されているこ
とを特徴とするエンジンの制御装置。7. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the injection split control means includes:
An engine control device configured to execute fuel injection in a plurality of times including at least fuel injection in the first half of a compression stroke.
域、及び、低負荷又は中負荷でかつ中回転の第2の領域
のうちの、少なくとも第1の領域を含む領域において、 燃料噴射弁による燃料噴射を、少なくとも圧縮行程前半
での燃料噴射を含む複数回に分割して実行させるように
構成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。8. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the engine is divided into a first region in which the engine has a medium load and a low rotation speed or a medium rotation, and a second region in which the engine has a low load or a medium load and a medium rotation speed. Wherein at least a region including the first region is configured to execute the fuel injection by the fuel injection valve in a plurality of times including at least the fuel injection in the first half of the compression stroke. Engine control device.
つにおいて、 噴射分割制御手段による燃料噴射の分割制御が実行され
るとき、空燃比を理論空燃比以下のリッチ側に制御する
空燃比制御手段を設けたことを特徴とするエンジンの制
御装置。9. One of claims 6, 7 or 8
An engine control device, further comprising: air-fuel ratio control means for controlling an air-fuel ratio to a rich side equal to or lower than a stoichiometric air-fuel ratio when fuel injection division control is performed by injection division control means.
あるとき、燃料噴射を、少なくとも圧縮行程前半での燃
料噴射を含む複数回に分割して実行させる一方、エンジ
ンが高負荷高回転の領域にあるとき、排気行程から吸気
行程にかけての上死点近傍で、燃料噴射を一括して実行
させるように構成されていることを特徴とするエンジン
の制御装置。10. The fuel injection control device according to claim 1, wherein when the engine is in a low-load and high-speed region, the fuel injection is divided into a plurality of fuel injections including fuel injection at least in the first half of the compression stroke. On the other hand, when the engine is in the region of high load and high revolution, the engine control device is configured to execute fuel injection collectively near the top dead center from the exhaust stroke to the intake stroke. .
以上低下するものであり、 上記触媒の温度状態が上記所定以上に高くなったことを
判定する触媒温度判定手段を設け、 噴射分割制御手段は、 上記触媒温度判定手段によって、触媒の温度状態が上記
所定以上に高いと判定された場合には、吸気行程におけ
る上死点後40度以降から下死点前40度以前までのク
ランク角範囲内で、かつ、最初の燃料噴射と最後の燃料
噴射との中間時点が上死点後90度よりも遅くなるよう
に、燃料噴射の分割制御を実行する一方、 上記触媒温
度判定手段によって、触媒の温度状態が上記所定温度状
態よりも低いと判定された場合には、吸気行程における
上死点後40度以降から下死点前40度以前までのクラ
ンク角範囲内で、かつ、最初の燃料噴射と最後の燃料噴
射との中間時点が上死点後90度よりも早くなるよう
に、燃料噴射の分割制御を実行するように構成されてい
ることを特徴とするエンジンの制御装置。11. The catalyst according to claim 5, wherein the purification rate of the catalyst is reduced by a predetermined value when the temperature condition is higher than a predetermined value, and it is determined that the temperature condition of the catalyst is higher than the predetermined value. When the catalyst temperature determining unit determines that the temperature of the catalyst is higher than the predetermined value, the injection split control unit starts from 40 degrees after the top dead center in the intake stroke. The split control of the fuel injection is performed so that the crank angle is within the crank angle range before 40 degrees before the bottom dead center and the intermediate point between the first fuel injection and the last fuel injection is later than 90 degrees after the top dead center. On the other hand, when the catalyst temperature determining means determines that the temperature state of the catalyst is lower than the predetermined temperature state, the catalyst temperature determining means determines whether the temperature of the catalyst is lower than 40 degrees after the top dead center in the intake stroke and before 40 degrees before the bottom dead center. Kula The fuel injection division control is performed so that the angle between the first fuel injection and the last fuel injection is earlier than 90 degrees after the top dead center within the angle range. An engine control device characterized by the above-mentioned.
よりも大に設定されていることを特徴とするエンジンの
制御装置。12. The engine control device according to claim 3, wherein the first fuel injection amount is set to be larger than the total fuel injection amount after the second fuel injection.
判定手段を設け、 噴射分割制御手段は、上記浄化率判定手段によって浄化
率の所定以上の低下が判定されたとき、上記燃料噴射弁
による燃料噴射を複数回に分割して実行させるように構
成されていることを特徴とするエンジンの制御装置。13. The method according to claim 1, further comprising a purifying rate determining means for determining that the purifying rate of the catalyst has decreased by a predetermined value or more. An engine control device characterized in that when it is determined, the fuel injection by the fuel injection valve is divided into a plurality of times and executed.
成層燃焼状態とされたとき、浄化率の所定以上の低下を
判定するように構成されていることを特徴とするエンジ
ンの制御装置。14. The purification rate determination means according to claim 13, wherein the purification rate determination means is configured to determine a reduction of the purification rate by a predetermined amount or more when the engine is continuously in a stratified combustion state for a set time or more. An engine control device characterized by the above-mentioned.
きに浄化率の所定以上の低下を判定するように構成され
ていることを特徴とするエンジンの制御装置。15. The engine according to claim 13, wherein the purification rate determination means is configured to determine a reduction of the purification rate by a predetermined value or more when the catalyst temperature becomes equal to or higher than the set temperature. Control device.
が長いほど、また、その間の触媒の温度状態が高温状態
であるほど、触媒の浄化率の低下が大であると判定する
ように構成されていることを特徴とするエンジンの制御
装置。16. The purifying rate determining means according to claim 13, wherein the purifying rate of the catalyst decreases as the duration of the stratified combustion state of the engine is longer and the temperature state of the catalyst during that time is higher. An engine control device configured to determine that the engine is large.
常運転状態、又は加速運転状態になっているとき、空燃
比を理論空燃比近傍又は理論空燃比よりもリッチ側に制
御する空燃比制御手段を設け、 噴射分割制御手段は、エンジンが上記のいずれかの運転
状態になったとき、燃料噴射を複数回に分割して実行さ
せるように構成されていることを特徴とするエンジンの
制御装置。17. The air-fuel ratio according to claim 1, wherein the air-fuel ratio is near the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio when the engine is in a steady operation state at a predetermined load or higher or a predetermined rotation speed or higher, or in an acceleration operation state. The air-fuel ratio control means for controlling the fuel injection is provided on the side, and the injection split control means is configured to execute the fuel injection in a plurality of times when the engine is in one of the above operating states. Characteristic engine control device.
常運転状態、又は加速運転状態になったとき、少なくと
も吸気行程での燃料噴射及び圧縮行程前半での燃料噴射
を含むように、燃料噴射を複数回に分割して実行させ、
続いて、燃料噴射を吸気行程において複数回に分割して
実行させるように構成されていることを特徴とするエン
ジンの制御装置。18. The fuel injection and compression system according to claim 17, wherein when the engine is in a steady operation state with a predetermined load or more or a predetermined number of revolutions or more, or in an acceleration operation state, at least during the intake stroke. In order to include the fuel injection in the first half of the stroke, the fuel injection is divided and executed multiple times,
Subsequently, an engine control device is configured to execute the fuel injection in a plurality of times in the intake stroke.
いて、 燃料噴射弁における燃料噴射圧力を変更調整する燃圧調
整手段と、 噴射分割制御手段による燃料噴射の分割制御が実行され
るとき、上記燃圧調整手段によって燃料噴射圧力を低下
させる燃圧制御手段とを設けたことを特徴とするエンジ
ンの制御装置。19. The fuel injection control device according to claim 1, wherein the fuel injection pressure control means for changing and adjusting the fuel injection pressure in the fuel injection valve and the fuel injection split control by the injection split control means are executed. An engine control device provided with fuel pressure control means for reducing fuel injection pressure by fuel pressure adjustment means.
高圧噴射経路の液圧を、エンジン始動時に低下させる液
圧調整弁であることを特徴とするエンジンの制御装置。20. The engine according to claim 19, wherein the fuel pressure adjusting means is a hydraulic pressure adjusting valve for reducing the hydraulic pressure of a high pressure injection path connecting the fuel pump and the fuel injection valve at the time of starting the engine. Control device.
最低圧の第1圧力設定値、該第1圧力設定値よりも高圧
の第2圧力設定値、及び該第2圧力設定値よりも高圧の
第3圧力設定値の、少なくとも3段階に変更調整可能に
構成され、 燃圧制御手段は、噴射分割制御手段による燃料噴射の分
割制御が実行されるとき、燃料噴射弁における燃料噴射
圧力を、上記第2圧力設定値以上の高い圧力に制御する
ように構成されていることを特徴とするエンジンの制御
装置。21. The fuel pressure adjusting device according to claim 19, wherein the fuel pressure adjusting means adjusts a fuel injection pressure at the fuel injection valve.
The first pressure set value of the minimum pressure, the second pressure set value higher than the first pressure set value, and the third pressure set value higher than the second pressure set value can be changed and adjusted in at least three stages. The fuel pressure control means is configured to control the fuel injection pressure at the fuel injection valve to a high pressure equal to or higher than the second pressure set value when the fuel injection split control is executed by the injection split control means. A control device for an engine, comprising:
吸気行程における下死点前40度以降のクランク角範囲
内で実行されるとき、燃料噴射弁における燃料噴射圧力
を、第2圧力設定値に制御する一方、 上記最後の燃料噴射が上記クランク角範囲内で実行され
ないとき、燃料噴射圧力を、第3圧力設定値以上の高い
圧力値に制御するように構成されていることを特徴とす
るエンジンの制御装置。22. The fuel pressure control means according to claim 21, wherein the last fuel injection divided by the injection division control means is:
When executed within the crank angle range of 40 degrees before the bottom dead center in the intake stroke, the fuel injection pressure at the fuel injection valve is controlled to the second pressure set value, while the last fuel injection is performed in the crank angle range. The engine control device is configured to control the fuel injection pressure to a high pressure value equal to or higher than the third pressure set value when not executed in the engine.
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