JP2000080947A

JP2000080947A - 筒内噴射型内燃機関

Info

Publication number: JP2000080947A
Application number: JP10252966A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Higuchi; 義明樋口; Takashi Dougahara; 隆堂ヶ原; Shigeo Yamamoto; 茂雄山本; Kinichi Iwachido; 均一岩知道
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】膨張行程で噴射される副噴射量を十分に確保
し、当該副噴射による燃料を確実に燃焼に寄与させて触
媒の早期昇温を実現可能な筒内噴射型内燃機関を提供す
る。【解決手段】筒内噴射型内燃機関において、排気昇温
が要求されるときには(S12)、２段噴射手段により吸気
行程及び圧縮行程のいずれか一方で主燃焼のための主噴
射が行われるともに膨張行程において副噴射が行われる
ことになるが(S14)、この際、併せて空気供給手段によ
り排気通路内に空気（２次エア）が供給される(S16)。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筒内噴射型内燃機
関に係り、詳しくは、膨張行程で燃料を噴射することに
より排気昇温を行う技術に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】筒内噴射型内燃機関は、吸気行程
のみならず圧縮行程において燃料を直接筒内に噴射可能
に構成されており、これにより、空燃比を理論空燃比
（値１４．７）よりも超希薄側、つまりリーン側の目標
値（例えば、値２４）以上の超リーン空燃比に制御し、
エンジンの燃費特性等を改善することが可能とされてい
る。

【０００３】そして、このような筒内噴射型内燃機関に
おいても、従来の内燃機関のように、例えば始動直後は
触媒を早期に活性化したいという要求がある。そこで、
筒内噴射型内燃機関では、例えば、燃料噴射を主燃焼の
主噴射（吸気行程噴射または圧縮行程噴射）と膨張行程
における副噴射との２段噴射に分割し、当該副噴射によ
り供給される燃料を未燃状態のまま排出させることで燃
焼を排気通路内で生起させ、排気昇温させる技術が特開
平１０−１２２０１５号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
筒内噴射型内燃機関において２段噴射を行う場合、例え
ば冷態始動時のように機関が低温状態にあるときには、
排気昇温の要求が高く、副噴射による燃料噴射量を増や
すのがよい。しかしながら、副噴射量を安易に増やす
と、燃焼が不完全となり、排気昇温が進まず、触媒がな
かな活性化されないだけでなく副噴射による未燃燃料成
分（未燃ＨＣ等）が多量に放出されるおそれがあり、故
に、副噴射量は筒内の余剰酸素に応じた噴射量に設定し
なければならない。

【０００５】ところが、このように副噴射量を筒内の余
剰酸素に応じた噴射量に設定しなければならないとなる
と、例えばエアコン作動等により内燃機関の負荷が増大
したような場合には、エンジンストールを生じさせない
よう主噴射量を増大させ内燃機関の出力を増大させる必
要があるのであるが、この際、当該主噴射量の増大によ
って多量の酸素が主燃焼で消費されて余剰酸素が少なく
なり、これに伴い副噴射量を排ガス特性上減量しなけれ
ばならず、十分な排気昇温を得ることができないという
課題がある。

【０００６】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、膨張行程
で噴射される副噴射量を十分に確保し、当該副噴射によ
る燃料を確実に燃焼に寄与させて触媒の早期昇温を実現
可能な筒内噴射型内燃機関を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１の発明では、筒内噴射型内燃機関にお
いて、排気昇温が要求されるときには、２段噴射制御手
段により吸気行程及び圧縮行程のいずれか一方で主燃焼
のための主噴射が行われるともに膨張行程において副噴
射が行われることになるが、この際、併せて空気供給手
段により排気通路内に空気（２次エア）が供給される。

【０００８】従って、例えば筒内噴射型内燃機関が低温
状態の場合、排気昇温に必要な副噴射量で燃料を噴射し
ても、空気供給手段により副噴射による燃料の燃焼が促
進されて排気昇温が進み、触媒の早期昇温が図られる。
好ましくは、排気通路が排気ポートから延びて内部に排
気を滞留させる容積部を有した排気マニホールドを含
み、空気供給手段は該排気マニホールドの上記容積部に
空気を供給するのがよい。つまり、排気マニホールドに
容積部を有していると、副噴射による未燃燃料成分を含
んで各気筒から排出される排気が当該容積部で互いに干
渉し混合されて反応が促進されるのであるが、この部分
にさらに空気を供給することにより、副噴射による燃料
がさらに良好に燃焼することになり、未燃燃料成分（未
燃ＨＣ等）の排出が良好に低減されて触媒のさらなる早
期昇温が実現可能とされる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき説明する。図１を参照すると、車両に搭載さ
れた本発明に係る筒内噴射型内燃機関の概略構成図が示
されており、以下同図に基づいて本発明に係る筒内噴射
型内燃機関の構成を説明する。

【００１０】機関本体（以下、単にエンジンという）１
は、例えば、燃料噴射モード（運転モード）を切換える
ことで吸気行程での燃料噴射（吸気行程噴射モード）ま
たは圧縮行程での燃料噴射（圧縮行程噴射モード）を実
施可能な筒内噴射型火花点火式直列４気筒ガソリンエン
ジンとされている。そして、この筒内噴射型のエンジン
１は、容易にして理論空燃比（ストイキオ）での運転や
リッチ空燃比での運転（リッチ空燃比運転）の他、リー
ン空燃比での運転（リーン空燃比運転）が実現可能とさ
れており、特に圧縮行程噴射モードでは、超リーン空燃
比での運転が可能とされている。

【００１１】同図に示すように、エンジン１のシリンダ
ヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４とともに電磁式
の燃料噴射弁６が取り付けられており、これにより、燃
焼室８内に燃料を直接噴射可能とされている。燃料噴射
弁６には、燃料パイプを介して燃料タンクを擁した燃料
供給装置（共に図示せず）が接続されている。より詳し
くは、燃料供給装置には、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポ
ンプとが設けられており、これにより、燃料タンク内の
燃料を燃料噴射弁６に対し低燃圧或いは高燃圧で供給
し、該燃料を燃料噴射弁６から燃焼室内に向けて所望の
燃圧で噴射可能とされている。この際、燃料噴射量は高
圧燃料ポンプの燃料吐出圧と燃料噴射弁６の開弁時間、
即ち燃料噴射時間とから決定される。

【００１２】シリンダヘッド２には、各気筒毎に略直立
方向に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連
通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞ
れ接続されている。そして、吸気マニホールド１０の他
端にはスロットル弁１１が接続されており、該スロット
ル弁１１にはスロットル開度θthを検出するスロットル
センサ１１ａが設けられている。

【００１３】また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に
略水平方向に排気ポートが形成されており、各排気ポー
トと連通するようにして排気マニホールド１２の一端が
それぞれ接続されている。図中符号７はエンジン１の冷
却水温Ｔwを検出する水温センサであり、該水温センサ
７によりエンジン１が低温状態にあるか否かを判別可能
とされている。また、符号１３は、クランク角を検出す
るクランク角センサであり、該クランク角センサ１３は
エンジン回転速度Ｎeを検出可能とされている。

【００１４】なお、当該筒内噴射型のエンジン１は既に
公知のものであり、その構成の詳細についてはここでは
説明を省略する。排気マニホールド１２としては、排出
された未燃燃料成分（未燃ＨＣ等の可燃物）を効率よく
排気通路内で燃焼させるべく、図２（正面図）、図３
（側面図）に示すような反応型排気マニホールドが採用
されている。該反応型排気マニホールド１２は、同図に
示すように、通常の排気マニホールドに比べて排気合流
部（容積部）１２ａの容積が大きく、図中には第１気筒
（＃１）からの排気と第３気筒（＃３）からの排気との
干渉を示してあるが、このように連続する燃焼の各気筒
からの排気が互いに干渉するように設計されている。つ
まり、該排気合流部１２ａにおいて混合されて暫時滞留
する未燃燃料成分が排気熱によって十分に反応（燃焼）
するようにされている。これにより、２段噴射の副噴射
によって排出された未燃燃料成分が十分に反応（燃焼）
し、良好に排気昇温可能とされる。

【００１５】また、図１に示すように、排気マニホール
ド１２には排気管（排気通路）１４が接続されており、
この排気管１４には排気浄化触媒装置３０を介してマフ
ラー（図示せず）が接続されている。そして、排気管１
４には排気中の酸素濃度を検出するＯ₂センサ１６が設
けられている。排気浄化触媒装置３０は、吸蔵型ＮＯx
触媒３０ａと三元触媒３０ｂとの２つの触媒を備えて構
成されており、三元触媒３０ｂの方が吸蔵型ＮＯx触媒
３０ａよりも下流側に配設されている。

【００１６】吸蔵型ＮＯx触媒３０ａは、酸化雰囲気に
おいてＮＯxを一旦吸蔵させ、主としてＣＯの存在する
還元雰囲気中においてＮＯxをＮ₂（窒素）等に還元させ
る機能を持つものである。詳しくは、吸蔵型ＮＯx触媒
３０ａは、貴金属として白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒ
ｈ）等を有した触媒として構成されており、吸蔵材とし
てはバリウム（Ｂａ）等のアルカリ金属、アルカリ土類
金属が採用されている。

【００１７】また、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａと三元触媒
３０ｂとの間には、排気温度Ｔexを検出する高温センサ
３２が設けられている。また、大気開放口２６からはフ
ィルタ２７を介して２次エア管路２０が延びており、そ
の先端は排気マニホールド１２内の上記排気合流部１２
ａに臨んで開口している。該２次エア管路２０にはエア
ポンプ２２、ソレノイドバルブ２４が介装されており、
該エアポンプ２２が作動するとともにソレノイドバルブ
２４が開弁することで、大気中の空気が排気マニホール
ド１２内に２次エアとして適宜供給可能とされている。
なお、図中符号２８は排気マニホールド１２内の排気が
２次エア管路２０を逆流するのを防止するチェックバル
ブである。

【００１８】さらに、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、
ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子コントロ
ールユニット）４０が設置されており、このＥＣＵ４０
により、エンジン１を含めた本発明に係る筒内噴射型内
燃機関の総合的な制御が行われる。ＥＣＵ４０の入力側
には、上述した水温センサ７、スロットルセンサ１１
ａ、クランク角センサ１３、Ｏ₂センサ１６、高温セン
サ３２等の各種センサ類が接続されており、これらセン
サ類からの検出情報が入力する。

【００１９】一方、ＥＣＵ４０の出力側には、点火コイ
ルを介して上述した点火プラグ４や燃料噴射弁６、エア
ポンプ２２、ソレノイドバルブ２４等が接続されてお
り、各種センサ類からの検出情報に基づき演算された情
報が出力される。例えば点火コイル、燃料噴射弁６等に
は、各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃
料噴射量や点火時期等の最適値がそれぞれ出力される。
これにより、燃料噴射弁６から適正量の燃料が適正なタ
イミングで噴射され、点火プラグ４によって適正なタイ
ミングで点火が実施される。

【００２０】また実際には、ＥＣＵ４０では、スロット
ルセンサ１１ａからのスロットル開度情報θthとクラン
ク角センサ１３からのエンジン回転速度情報Ｎeとに基
づいてエンジン負荷に対応する目標筒内圧、即ち目標平
均有効圧Ｐeを求めるようにされており、さらに、当該
目標平均有効圧Ｐeとエンジン回転速度情報Ｎeとに応じ
てマップ（図示せず）より燃料噴射モードを設定するよ
うにされている。例えば、目標平均有効圧Ｐeとエンジ
ン回転速度Ｎeとが共に小さいときには、燃料噴射モー
ドは圧縮行程噴射モードとされ、燃料は圧縮行程で噴射
され、一方、目標平均有効圧Ｐeが大きくなり或いはエ
ンジン回転速度Ｎeが大きくなると燃料噴射モードは吸
気行程噴射モードとされ、燃料は吸気行程で噴射され
る。

【００２１】そして、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回
転速度Ｎeとから制御目標となる目標空燃比（目標Ａ／
Ｆ）が設定され、上記適正量の燃料噴射量は該目標Ａ／
Ｆに基づいて決定される。なお、Ｏ₂センサ１６からの
検出情報は空燃比制御に使用されることになるが、当該
空燃比制御は一般的なものでありここでは説明を省略す
る。

【００２２】以下、このように構成された本発明に係る
筒内噴射型内燃機関の作用、即ち本発明に係る排気昇温
制御について説明する。なお、本実施形態では、排気昇
温が要求される一例として冷態始動時の場合に説明す
る。図４を参照すると、ＥＣＵ４０の実行する本発明に
係る排気昇温制御ルーチンのフローチャートが示されて
おり、以下当該フローチャートに沿って説明する。

【００２３】先ず、ステップＳ１０では、エンジン１が
始動されたか否かを検出する。ここでは、例えば、エン
ジン回転速度Ｎeが所定値を越えたか否かで判別する。
判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には何もせず当該ルーチン
を抜け、一方判別結果が真（Ｙｅｓ）でエンジン１が始
動されたと判定された場合には、ステップＳ１２に進
む。

【００２４】ステップＳ１２では、エンジン１の冷却水
温Ｔwが所定値Ｔ1より小さいか否かを判別する。つま
り、エンジン１が低温状態にあるか否かを判別する。判
別結果が偽（Ｎｏ）の場合には何もせず当該ルーチンを
抜け、一方判別結果が真（Ｙｅｓ）で冷却水温Ｔwが所
定値Ｔ1よりも小さい場合、即ちエンジン１が低温状態
にあると判定された場合には、次にステップＳ１４に進
む。

【００２５】ステップＳ１４では、２段噴射を実施する
（２段噴射制御手段）。つまり、上述したように、燃料
噴射を分割し、主燃焼の主噴射を吸気行程噴射または圧
縮行程噴射で行い、副噴射を膨張行程で行うようにす
る。これにより、副噴射によって噴射された燃料が膨張
行程以降で燃焼可能となる。ここで実行される主噴射の
噴射量は、運転状態に応じて予め定められた上記目標Ａ
／Ｆに基づいて設定される。また、副噴射の噴射量につ
いては、２次エア導入量、機関状態等を加味し、排気昇
温が十分に得られるよう予めマップに記憶しておき、当
該マップデータに基づいて噴射される。

【００２６】そしてさらに、次のステップＳ１６におい
て、２次エアの導入を行う（空気供給手段）。詳しく
は、ＥＣＵ４０からソレノイドバルブ２４に駆動信号を
供給してこれを開弁し、エアポンプ２２を作動させて大
気中の空気を大気開放口２６からフィルタ２７を介して
排気マニホールド１２に供給する。このように、２段噴
射と同時に２次エアを排気系に導入するようにすると、
通常エンジン１が低温状態にあるときには、上述の如く
副噴射により供給される燃料が燃焼し難いのであるが、
２次エアの導入により酸素が十分に供給されることで燃
焼の促進が図られることになる。これにより、排気昇温
が進んで吸蔵型ＮＯx触媒３０ａや三元触媒３０ｂの早
期活性化が可能となる。

【００２７】特に、本実施形態では、排気マニホールド
１２を反応型排気マニホールドで構成しており、２次エ
アを排気合流部１２ａ、特に排気干渉が起こる部位に向
けて供給するようにしているため、排気合流部１２ａに
おいて混合され暫時滞留する副噴射による未燃燃料成分
に向けて良好に酸素が供給されることになり、当該副噴
射による未燃燃料成分をより一層確実に燃焼させ、吸蔵
型ＮＯx触媒３０ａや三元触媒３０ｂを極めて早期に活
性化することが可能である。

【００２８】ステップＳ１８では、高温センサ３２によ
り排気温度Ｔexを計測する。そして、ステップＳ２０で
は、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａの温度、即ちＮＯx触媒温度
ＴNcatを求める。なお、ＮＯx触媒温度ＴNcatについて
は、上記高温センサ３２からの排気温度Ｔexを用いずに
各種燃焼パラメータ等に基づいて演算により求める。こ
のようにＮＯx触媒温度ＴNcatを演算により求めるの
は、当該実施形態のように高温センサ３２を吸蔵型ＮＯ
x触媒３０ａの下流に設けていると、特にエンジン１が
低温状態にあるようなときにあっては、排気熱が吸蔵型
ＮＯx触媒３０ａに吸収されてしまい吸蔵型ＮＯx触媒３
０ａの温度を正確に検出できない一方、各種燃焼パラメ
ータ等に基づく演算値が吸蔵型ＮＯx触媒３０ａの実際
の温度を良好に代表することが実験等により分かってい
るためである。

【００２９】図５を参照すると、ＮＯx触媒温度ＴNcat
の演算手順がブロック図が示されており、以下同図に基
づいてＮＯx触媒温度ＴNcatの各種燃焼パラメータ等に
基づく演算手順について説明する。先ず、排気温度計算
部５０では、目標平均有効圧Ｐe、燃料噴射量（目標Ａ
／Ｆに基づく値）及び吸入吸気量（スロットル開度θth
に基づく値）に基づいて排気温度Ｔex’（上記高温セン
サ３２による排気温度Ｔexと区別）を演算により求め
る。実際には排気温度マップ（図示せず）が予め設定さ
れ記憶されており、排気温度Ｔex’は当該排気温度マッ
プから読み出される。

【００３０】また、吸入吸気量とエンジン回転速度Ｎe
とに基づき、排気流量計測部５２において排気流量Ｑex
が演算される。この場合にも、実際には排気流量マップ
（図示せず）が予め設定され記憶されており、排気流量
Ｑexは当該排気流量マップから読み出される。そして、
このようにして求められた排気温度Ｔex’と排気流量Ｑ
ex及び吸蔵型ＮＯx触媒３０ａの熱伝達率とに基づき、
触媒温度計算部５４において、ＮＯx触媒温度ＴNcatを
演算する。ここでも、実際にはＮＯx触媒温度マップ
（図示せず）が予め設定され記憶されており、ＮＯx触
媒温度ＴNcatは当該ＮＯx触媒温度マップから読み出さ
れる。

【００３１】次のステップＳ２２では、上記高温センサ
３２からの排気温度Ｔexに基づいて三元触媒３０ｂの温
度、即ち三元触媒温度ＴTcatを求める。この場合には、
高温センサ３２は三元触媒３０ｂの上流に位置している
ため、該高温センサ３２からの情報に基づいて三元触媒
温度ＴTcatを良好に推定可能である。詳しくは、誤差を
補正するために、目標平均有効圧Ｐeとエンジン回転速
度情報Ｎeとに応じて予め温度差マップ（図示せず）が
設定されており、三元触媒温度ＴTcatは、当該温度差マ
ップから読み出される。

【００３２】そして、ステップＳ２４では、ＮＯx触媒
温度ＴNcatが吸蔵型ＮＯx触媒３０ａの所定の耐熱温度
ＴNmaxより小さいか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎ
ｏ）で、ＮＯx触媒温度ＴNcatが耐熱温度ＴNmaxに達し
たと判定された場合には、当該ルーチンを抜ける。一
方、判別結果が真（Ｙｅｓ）で、ＮＯx触媒温度Ncatが
未だ耐熱温度ＴNmax未満の場合には、次にステップＳ２
６に進む。

【００３３】ステップＳ２６では、今度は三元触媒温度
ＴTcatが三元触媒３０ｂの所定の耐熱温度ＴTmaxより小
さいか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）で、三元
触媒温度ＴTcatが耐熱温度ＴTmaxに達したと判定された
場合には、当該ルーチンを抜ける。一方、判別結果が真
（Ｙｅｓ）で、三元触媒温度ＴTcatが未だ耐熱温度ＴTm
ax未満の場合には、ステップＳ１４に戻り、２段噴射と
２次エアの導入とを継続的に実施する。

【００３４】以上で本発明に係る排気昇温制御の制御手
順についての説明を終えるが、図６を参照すると、エン
ジン１の始動時から上記排気昇温制御を実施した場合の
実験結果、即ちエンジン回転速度Ｎe、排気温度Ｔex、
ＮＯx触媒温度ＴNcat、ＨＣ排出量（ＴＨＣ）及び累積
ＨＣ排出量（ΣＴＨＣ）の時間変化がタイムチャートで
示されており、以下、同図に基づき本発明の効果を説明
する。尚、図中、実線が本発明に係る排気昇温制御の実
施結果を示しており、破線が従来の２次エアの導入を行
わずに２段噴射のみで排気昇温を行った結果を、一点鎖
線が２段噴射も２次エアの導入も行わず排気昇温を実施
しなかった場合の結果を参考に示している。

【００３５】同図に示すように、エンジン１が始動直後
の低温状態にあり、エンジン回転速度Ｎeがアイドリン
グ状態にあるときには、本発明（実線）のように２段噴
射と２次エアの導入とを行うと、従来（破線）に比べ、
排気温度Ｔexが極めて急速に昇温し始め、これに応じて
ＮＯx触媒温度ＴNcatが急激に大きく上昇していること
がわかる。また、これに合わせ、ＨＣ排出量（ＴＨＣ）
が２段噴射開始時に一時的に増加するものの、その後の
排気マニホールド１２内での混合による燃焼や触媒の早
期活性化によって少なく抑えられていることがわかる。

【００３６】そして、その後エンジン１が加速操作され
てエンジン回転速度Ｎeが上昇し、冷却水温Ｔwが所定値
Ｔ1以上になりエンジン１が暖機された状態になると、
排気昇温制御が終了して２段噴射も２次エアの導入も行
われなくなり、故に排気温度Ｔexが低下するのである
が、このように排気温度Ｔexが低下したとしても、ＮＯ
x触媒温度ＴNcatは耐熱温度ＴNmax近傍で高く保持さ
れ、累積ＨＣ排出量（ΣＴＨＣ）が少なく抑えられてい
ることがわかる。

【００３７】つまり、本発明を実施することで、吸蔵型
ＮＯx触媒３０ａを極めて早期に活性化させることがで
き、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａの浄化効率を極めて早い段
階から高く維持することができるようになるのである。
なお、図６では代表としてＮＯx触媒温度ＴNcatを例に
示したが、三元触媒温度ＴTcatについても同様のことが
いえる。

【００３８】ところで、上記実施形態では、エンジン１
が低温状態にあるときに２段噴射と２次エアの導入を実
施する場合ついて説明したが、例えば、エンジン１が長
時間に亘ってリーン空燃比運転状態とされているときに
は、車両が高速走行中であっても排気温度Ｔexが低下し
ＮＯx触媒温度ＴNcat、三元触媒温度ＴTcatが低下する
場合があり、このような場合において本発明に係る排気
昇温制御、即ち２段噴射と２次エアの導入を実施するよ
うにしても同様の効果が得られる。

【００３９】また、上記実施形態では、主としてエンジ
ン１が低温状態にある場合の触媒の早期活性化について
説明したが、上記吸蔵型ＮＯx触媒３０ａにはＮＯx以外
に燃料中のＳ（サルファ）成分により発生する浄化能力
低下物質、即ちＳＯxも吸蔵され、公知の如く、該ＳＯx
を除去（ＳＯxパージ）する際には吸蔵型ＮＯx触媒３０
ａを所定の高温（例えば、６５０℃）にする必要がある
のであるが、本発明を当該ＳＯxパージ時の触媒昇温に
適用することもできる。つまり、ＳＯxパージが必要と
なったような場合において本発明に係る排気昇温制御、
即ち２段噴射と２次エアの導入を実施するようにしても
よい。これにより、吸蔵型ＮＯx触媒３０ａを早期に昇
温させて速やかにＳＯxパージを実施することが可能と
なる。

【００４０】また、上記実施形態では、ＮＯx触媒温度
ＴNcat及び三元触媒温度ＴTcatがそれぞれ耐熱温度ＴNm
ax、耐熱温度ＴTmaxに達したか否かを判別するようにし
たが（図４のステップＳ２４、ステップＳ２６）、代表
として吸蔵型ＮＯx触媒３０ａ及び三元触媒３０ｂのい
ずれか一方の触媒温度についてのみの判別に限定するよ
うにしてもよい。この場合、三元触媒３０ｂよりも吸蔵
型ＮＯx触媒３０ａの方が昇温の要求度合が高いことか
ら、ＮＯx触媒温度ＴNcatが耐熱温度ＴNmaxに達したか
否かを優先的に判別するのが好ましい。

【００４１】また、上記実施形態では、排気マニホール
ド１２を反応型排気マニホールドとしたが、これに限ら
れず、排気マニホールド１２を通常の排気マニホールド
で構成しても十分な効果が得られる。また、上記実施形
態では、２次エアを排気合流部１２ａに導入するように
しているが、各気筒の排気ポート近傍に各気筒毎に２次
エア供給ノズルを設けて２次エアを導入するようにして
もよい。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の請
求項１の筒内噴射型内燃機関によれば、副噴射による燃
料を排気通路内に未燃燃料成分（未燃ＨＣ等）として残
留させることを抑制し、排気昇温を促進して触媒の早期
昇温を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る筒内噴射型内燃機関を示す概略構
成図である。

【図２】反応型排気マニホールドを示す正面図である。

【図３】反応型排気マニホールドを示す側面図である。

【図４】本発明に係る排気昇温制御の制御ルーチンを示
すフローチャートである。

【図５】ＮＯx触媒温度ＴNcatの演算手順を示すブロッ
ク図である。

【図６】図４のフローチャートに基づき排気昇温制御を
実施した場合の実験結果、即ちエンジン回転速度Ｎe、
排気温度Ｔex、ＮＯx触媒温度ＴNcat、ＨＣ排出量（Ｔ
ＨＣ）及び累積ＨＣ排出量（ΣＴＨＣ）の時間変化を示
すタイムチャートである。

【符号の説明】

１エンジン（筒内噴射型内燃機関）４点火プラグ６燃料噴射弁７水温センサ１１スロットル弁１１ａスロットルセンサ１２排気マニホールド１３クランク角センサ２０２次エア管路２２エアポンプ３０ａ吸蔵型ＮＯx触媒３０ｂ三元触媒３２高温センサ４０電子コントロールユニット（ＥＣＵ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０１Ｎ 7/10 Ｆ０１Ｎ 7/10 Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５Ｆ０２Ｄ 41/02 ３２５Ａ 41/34 41/34 Ｈ (72)発明者山本茂雄東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内 (72)発明者岩知道均一東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内Ｆターム(参考） 3G004 AA01 BA06 DA01 DA25 3G091 AA02 AA12 AA17 AA24 AA28 AB03 AB04 AB09 AB16 BA03 BA13 BA14 BA32 CA01 CA18 CA23 CB02 CB03 DA02 DB06 DB10 DC06 EA00 EA01 EA05 EA07 EA12 EA17 EA18 EA33 FA01 FA04 FA12 FA17 FB02 FB12 FC07 GB03W GB05W HA03 HA08 HA35 HB01 HB07 HB08 3G301 HA01 HA04 HA06 HA15 JA00 JA21 JA25 KA01 KA05 KA12 KB03 LA00 LB04 MA01 MA11 MA19 MA23 MA26 NA04 NA08 NB02 NB06 NB11 NC02 NE01 NE13 PA01Z PA11Z PC01Z PD00Z PD01Z PD11Z PD12Z PE01Z PE03Z PE05Z PE08Z PF16Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気通路に設けられ、排気中の有害物質
を浄化する触媒と、燃焼室内に直接燃料を噴射する噴射弁と、排気昇温が要求されるとき、吸気行程及び圧縮行程のい
ずれか一方で主燃焼のための主噴射を行うとともに膨張
行程において副噴射を行うよう前記噴射弁の駆動を制御
する２段噴射制御手段と、前記２段噴射制御手段により前記副噴射が行われると
き、排気通路内に空気を供給する空気供給手段と、を備えたことを特徴とする筒内噴射型内燃機関。
【請求項２】前記排気通路は、排気ポートから延びて
内部に排気を滞留させる容積部を有した排気マニホール
ドを含んでなり、前記空気供給手段は、前記容積部に空気を供給すること
を特徴とする、請求項１記載の筒内噴射型内燃機関。