JP2000230446A - 火花点火式直噴エンジンの制御装置 - Google Patents
火花点火式直噴エンジンの制御装置Info
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- JP2000230446A JP2000230446A JP11031974A JP3197499A JP2000230446A JP 2000230446 A JP2000230446 A JP 2000230446A JP 11031974 A JP11031974 A JP 11031974A JP 3197499 A JP3197499 A JP 3197499A JP 2000230446 A JP2000230446 A JP 2000230446A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 火花点火式直噴エンジンにおいて、運転状態
を良好に保ち、かつ、燃費の悪化を極力抑制しつつ、リ
ーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒を効果的に解消することがで
きるようにする。 【解決手段】 リーンＮＯｘ触媒３６を備えるとともに
燃焼室に直接燃料を噴射するインジェクタ２２を備えた
エンジンにおいて、水温センサ４６と、運転状態検出手
段５４と、硫黄吸収状態検出手段５５と、再生制御手段
５６とを備える。再生制御手段５６は、エンジンの温間
時で運転状態が中回転域内の所定運転領域にあって、か
つ、リーンＮＯｘ触媒３６が所定の硫黄吸収状態となっ
たとき、空燃比を略理論空燃比もしくはそれより小さく
しつつ噴射開始が吸気行程後期以降の燃料噴射を行わせ
るように上記インジェクタ２２を制御することにより、
排気中のＣＯを増加させるとともに排気温度を上昇させ
る。
を良好に保ち、かつ、燃費の悪化を極力抑制しつつ、リ
ーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒を効果的に解消することがで
きるようにする。 【解決手段】 リーンＮＯｘ触媒３６を備えるとともに
燃焼室に直接燃料を噴射するインジェクタ２２を備えた
エンジンにおいて、水温センサ４６と、運転状態検出手
段５４と、硫黄吸収状態検出手段５５と、再生制御手段
５６とを備える。再生制御手段５６は、エンジンの温間
時で運転状態が中回転域内の所定運転領域にあって、か
つ、リーンＮＯｘ触媒３６が所定の硫黄吸収状態となっ
たとき、空燃比を略理論空燃比もしくはそれより小さく
しつつ噴射開始が吸気行程後期以降の燃料噴射を行わせ
るように上記インジェクタ２２を制御することにより、
排気中のＣＯを増加させるとともに排気温度を上昇させ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室に直接燃料
を噴射するインジェクタを備えるとともに、エンジンの
排気通路にリーンＮＯｘ触媒を備えた火花点火式直噴エ
ンジンの制御装置に関するものである。
を噴射するインジェクタを備えるとともに、エンジンの
排気通路にリーンＮＯｘ触媒を備えた火花点火式直噴エ
ンジンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、低負荷運転領域でリーン運転
が行われる直噴エンジンにおいて、酸素過剰雰囲気でＮ
Ｏｘを吸収して酸素濃度が減少するに伴いＮＯｘを放出
する性質を有するリーンＮＯｘ触媒を排気通路に設け、
リーン運転状態のときに排気中のＮＯｘがリーンＮＯｘ
触媒に吸収され、空燃比がリッチ側に変化したときにＮ
ＯｘがリーンＮＯｘ触媒から放出されて還元されるよう
にしたものが知られている。
が行われる直噴エンジンにおいて、酸素過剰雰囲気でＮ
Ｏｘを吸収して酸素濃度が減少するに伴いＮＯｘを放出
する性質を有するリーンＮＯｘ触媒を排気通路に設け、
リーン運転状態のときに排気中のＮＯｘがリーンＮＯｘ
触媒に吸収され、空燃比がリッチ側に変化したときにＮ
ＯｘがリーンＮＯｘ触媒から放出されて還元されるよう
にしたものが知られている。
【０００３】このようなリーンＮＯｘ触媒は、燃料やエ
ンジンオイルに硫黄成分が含まれている場合に、排気中
のＮＯｘを吸収するよりも排気中の硫黄酸化物（ＳＯ
ｘ）を吸収し易いという性質を有し、硫黄によって被毒
されたリーンＮＯｘ触媒は事後のＮＯｘ吸収性が大きく
低下する。そして、触媒温度を高くすることによって触
媒から硫黄を脱離することは可能であるが、硫黄脱離性
能が高められる触媒温度域はＮＯｘの吸収、放出の機能
が良好に発揮される触媒温度域よりも高く、通常の運転
では硫黄脱離性能が高められる温度域まで触媒温度が上
昇することは極めて少ない。
ンジンオイルに硫黄成分が含まれている場合に、排気中
のＮＯｘを吸収するよりも排気中の硫黄酸化物（ＳＯ
ｘ）を吸収し易いという性質を有し、硫黄によって被毒
されたリーンＮＯｘ触媒は事後のＮＯｘ吸収性が大きく
低下する。そして、触媒温度を高くすることによって触
媒から硫黄を脱離することは可能であるが、硫黄脱離性
能が高められる触媒温度域はＮＯｘの吸収、放出の機能
が良好に発揮される触媒温度域よりも高く、通常の運転
では硫黄脱離性能が高められる温度域まで触媒温度が上
昇することは極めて少ない。
【０００４】このため、例えば特開平８−６１５０２号
公報に示されるように、リーンＮＯｘ触媒の硫黄吸収量
が所定値に達し、かつ、排気ガス温度が規定温度以上と
なるような所定運転領域にある場合に、硫黄被毒解消の
ための制御として、触媒に燃料と空気を供給してその燃
料を燃焼させることにより、触媒温度を上昇させるよう
にした装置が知られている。この装置において硫黄被毒
解消のための制御としては、複数気筒のうちの一部の気
筒で空燃比を理論空燃比より小さい値に制御してリッチ
運転を行ない、他の気筒で空燃比を理論空燃比より大き
い値に制御してリーン運転を行なうことにより、リーン
ＮＯｘ触媒に対してリッチ運転の気筒から燃料、リーン
運転領域から空気をそれぞれ供給するようにしている。
公報に示されるように、リーンＮＯｘ触媒の硫黄吸収量
が所定値に達し、かつ、排気ガス温度が規定温度以上と
なるような所定運転領域にある場合に、硫黄被毒解消の
ための制御として、触媒に燃料と空気を供給してその燃
料を燃焼させることにより、触媒温度を上昇させるよう
にした装置が知られている。この装置において硫黄被毒
解消のための制御としては、複数気筒のうちの一部の気
筒で空燃比を理論空燃比より小さい値に制御してリッチ
運転を行ない、他の気筒で空燃比を理論空燃比より大き
い値に制御してリーン運転を行なうことにより、リーン
ＮＯｘ触媒に対してリッチ運転の気筒から燃料、リーン
運転領域から空気をそれぞれ供給するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に示された装
置によると、硫黄被毒解消のための制御時に、気筒によ
りリッチ運転とリーン運転とに変更されるため運転状態
が不安定となり易く、また、リッチ運転の気筒から余剰
の未燃燃料が供給されるので燃費が悪化し易いといった
問題がある。
置によると、硫黄被毒解消のための制御時に、気筒によ
りリッチ運転とリーン運転とに変更されるため運転状態
が不安定となり易く、また、リッチ運転の気筒から余剰
の未燃燃料が供給されるので燃費が悪化し易いといった
問題がある。
【０００６】また、上記公報に示されたエンジンは吸気
ポートにインジェクタ（燃料噴射弁）を備えたものであ
るが、燃焼室内に直接燃料を噴射するようにインジェク
タを配置して、低負荷運転領域で空燃比をリーンとしつ
つ圧縮行程で燃料を噴射して成層燃焼を行なうようにし
た火花点火式直噴エンジンにおいて、排気通路にリーン
ＮＯｘ触媒を設けて成層燃焼時のＮＯｘの浄化を図るよ
うにしたものでも、リーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒の解消
を効果的に行なうことが要求されている。
ポートにインジェクタ（燃料噴射弁）を備えたものであ
るが、燃焼室内に直接燃料を噴射するようにインジェク
タを配置して、低負荷運転領域で空燃比をリーンとしつ
つ圧縮行程で燃料を噴射して成層燃焼を行なうようにし
た火花点火式直噴エンジンにおいて、排気通路にリーン
ＮＯｘ触媒を設けて成層燃焼時のＮＯｘの浄化を図るよ
うにしたものでも、リーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒の解消
を効果的に行なうことが要求されている。
【０００７】本発明は、上記の事情に鑑み、火花点火式
直噴エンジンにおいて、運転状態を良好に保ち、かつ、
燃費の悪化を極力抑制しつつ、リーンＮＯｘ触媒の硫黄
被毒を効果的に解消することができる制御装置を提供す
ることを目的とする。
直噴エンジンにおいて、運転状態を良好に保ち、かつ、
燃費の悪化を極力抑制しつつ、リーンＮＯｘ触媒の硫黄
被毒を効果的に解消することができる制御装置を提供す
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、酸素過剰雰囲気でＮＯｘを吸収して酸素
濃度が減少するに伴いＮＯｘを放出するリーンＮＯｘ触
媒をエンジンの排気通路に具備するとともに、燃焼室に
直接燃料を噴射するインジェクタを備えた火花点火式直
噴エンジンにおいて、エンジンの温度状態を検出する温
度状態検出手段と、エンジンの運転状態を検出する運転
状態検出手段と、リーンＮＯｘ触媒の硫黄吸収状態を検
出する硫黄吸収状態検出手段と、これらの検出手段によ
る検出に基づき、エンジンの温間時でエンジンの運転状
態が中回転域内の所定運転領域にあって、かつ、リーン
ＮＯｘ触媒がＮＯｘ吸収性を阻害する所定の硫黄吸収状
態となったとき、リーンＮＯｘ触媒から硫黄を脱離させ
る再生制御として、空燃比を略理論空燃比もしくはそれ
より小さくしつつ噴射開始が吸気行程後期以降の燃料噴
射を行わせるように上記インジェクタを制御する再生制
御手段とを備えたものである。
め、本発明は、酸素過剰雰囲気でＮＯｘを吸収して酸素
濃度が減少するに伴いＮＯｘを放出するリーンＮＯｘ触
媒をエンジンの排気通路に具備するとともに、燃焼室に
直接燃料を噴射するインジェクタを備えた火花点火式直
噴エンジンにおいて、エンジンの温度状態を検出する温
度状態検出手段と、エンジンの運転状態を検出する運転
状態検出手段と、リーンＮＯｘ触媒の硫黄吸収状態を検
出する硫黄吸収状態検出手段と、これらの検出手段によ
る検出に基づき、エンジンの温間時でエンジンの運転状
態が中回転域内の所定運転領域にあって、かつ、リーン
ＮＯｘ触媒がＮＯｘ吸収性を阻害する所定の硫黄吸収状
態となったとき、リーンＮＯｘ触媒から硫黄を脱離させ
る再生制御として、空燃比を略理論空燃比もしくはそれ
より小さくしつつ噴射開始が吸気行程後期以降の燃料噴
射を行わせるように上記インジェクタを制御する再生制
御手段とを備えたものである。
【０００９】この装置によると、上記再生制御時に、空
燃比が略理論空燃比もしくはそれより小さくされつつ噴
射開始が吸気行程後期以降の燃料噴射が行われることに
より、燃焼室内の混合気分布が不均一になってリッチな
部分とリーンな部分とが存在する状態で燃焼が行われ、
リッチな部分では燃焼速度が速くなるものの酸素が少な
いことからＣＯが生成され、リーンな部分では燃焼が緩
慢になることで排気温度が高められ易くなる。このた
め、排気中のＣＯが増加するとともに排気温度が上昇
し、これらの作用で触媒からの硫黄の脱離が促進され、
硫黄被毒が解消される。
燃比が略理論空燃比もしくはそれより小さくされつつ噴
射開始が吸気行程後期以降の燃料噴射が行われることに
より、燃焼室内の混合気分布が不均一になってリッチな
部分とリーンな部分とが存在する状態で燃焼が行われ、
リッチな部分では燃焼速度が速くなるものの酸素が少な
いことからＣＯが生成され、リーンな部分では燃焼が緩
慢になることで排気温度が高められ易くなる。このた
め、排気中のＣＯが増加するとともに排気温度が上昇
し、これらの作用で触媒からの硫黄の脱離が促進され、
硫黄被毒が解消される。
【００１０】そして、このような再生制御時にも前記公
報に示される従来技術のように運転状態が不安定になる
ようなことはなく、かつ、ＣＯは生成されるが未燃ガス
の排出は少なくて燃費の悪化は比較的小さく抑えられ
る。
報に示される従来技術のように運転状態が不安定になる
ようなことはなく、かつ、ＣＯは生成されるが未燃ガス
の排出は少なくて燃費の悪化は比較的小さく抑えられ
る。
【００１１】また、このような再生制御は、リーンＮＯ
ｘ触媒が所定の硫黄吸収状態になるとともに、エンジン
の温間時でエンジンの運転状態が中回転域内の所定運転
領域にあるときに行われ、つまり走行中の使用頻度が高
く、かつ排気温度が比較的高くなるような運転状態のと
きに行われるため、所定の硫黄吸収状態となってから短
い期間内に硫黄被毒の解消が効率良く行われる。
ｘ触媒が所定の硫黄吸収状態になるとともに、エンジン
の温間時でエンジンの運転状態が中回転域内の所定運転
領域にあるときに行われ、つまり走行中の使用頻度が高
く、かつ排気温度が比較的高くなるような運転状態のと
きに行われるため、所定の硫黄吸収状態となってから短
い期間内に硫黄被毒の解消が効率良く行われる。
【００１２】上記の本発明装置において、エンジンの温
間時に、特定の低負荷側の運転領域では空燃比を理論空
燃比よりも大きくしつつ圧縮行程で燃料を噴射させて成
層燃焼を行わせ、この領域より高負荷側の運転領域では
吸気行程で燃料を噴射させて均一燃焼を行わせるように
インジェクタを制御する手段を備えるとともに、上記再
生制御手段により再生制御を行う中回転域内の所定運転
領域は、上記成層燃焼を行わせる運転領域と均一燃焼を
行わせる運転領域との各一部を含むように設定されてい
るものとすることが好ましい。
間時に、特定の低負荷側の運転領域では空燃比を理論空
燃比よりも大きくしつつ圧縮行程で燃料を噴射させて成
層燃焼を行わせ、この領域より高負荷側の運転領域では
吸気行程で燃料を噴射させて均一燃焼を行わせるように
インジェクタを制御する手段を備えるとともに、上記再
生制御手段により再生制御を行う中回転域内の所定運転
領域は、上記成層燃焼を行わせる運転領域と均一燃焼を
行わせる運転領域との各一部を含むように設定されてい
るものとすることが好ましい。
【００１３】このようにすると、通常運転時は、特定の
低負荷側の運転領域で成層燃焼が行われることにより燃
費が改善される。また、リーンＮＯｘ触媒が所定の硫黄
吸収状態となった場合は排気温度が比較的高くなるよう
な所定運転領域において上記再生制御が行われるが、こ
の再生制御を行う所定運転領域は均一燃焼領域だけでな
く成層燃焼領域の一部（成層燃焼領域のうちの高回転高
負荷側）も含むため、運転状態が再生制御を行う運転領
域に入る確率が充分に高められ、リーンＮＯｘ触媒が所
定の硫黄吸収状態となってから確実に短い期間内に再生
制御が行われる。
低負荷側の運転領域で成層燃焼が行われることにより燃
費が改善される。また、リーンＮＯｘ触媒が所定の硫黄
吸収状態となった場合は排気温度が比較的高くなるよう
な所定運転領域において上記再生制御が行われるが、こ
の再生制御を行う所定運転領域は均一燃焼領域だけでな
く成層燃焼領域の一部（成層燃焼領域のうちの高回転高
負荷側）も含むため、運転状態が再生制御を行う運転領
域に入る確率が充分に高められ、リーンＮＯｘ触媒が所
定の硫黄吸収状態となってから確実に短い期間内に再生
制御が行われる。
【００１４】また、本発明の装置において、エンジンの
温間時における中回転域に、空燃比を略理論空燃比とす
るとともにインジェクタからの燃料噴射を吸気行程で複
数回に分割して行うように制御する領域を有し、この領
域の一部を含むように上記所定領域が設定されているも
のとすることも好ましい。
温間時における中回転域に、空燃比を略理論空燃比とす
るとともにインジェクタからの燃料噴射を吸気行程で複
数回に分割して行うように制御する領域を有し、この領
域の一部を含むように上記所定領域が設定されているも
のとすることも好ましい。
【００１５】このようにすると、通常運転時に、上記の
ように燃料噴射を吸気行程で複数回に分割して行う領域
ではこの吸気行程での分割噴射により均一燃焼が良好に
行われて燃費が改善され、一方、リーンＮＯｘ触媒が所
定の硫黄吸収状態となった場合には上記所定領域におい
て噴射開始が吸気行程後記以降の噴射を行うように変更
されて、硫黄の脱離が促進される。
ように燃料噴射を吸気行程で複数回に分割して行う領域
ではこの吸気行程での分割噴射により均一燃焼が良好に
行われて燃費が改善され、一方、リーンＮＯｘ触媒が所
定の硫黄吸収状態となった場合には上記所定領域におい
て噴射開始が吸気行程後記以降の噴射を行うように変更
されて、硫黄の脱離が促進される。
【００１６】また、上記再生制御手段により再生制御を
行う所定運転領域は、中回転域内の中負荷領域であれ
ば、排気温度が比較的高くて、上記再生制御による硫黄
の脱離が効果的に行われる。
行う所定運転領域は、中回転域内の中負荷領域であれ
ば、排気温度が比較的高くて、上記再生制御による硫黄
の脱離が効果的に行われる。
【００１７】上記再生制御手段は、再生制御時に吸気行
程と圧縮行程とに分割して燃料を噴射するようにインジ
ェクタを制御することが好ましい。このようにすれば、
点火プラグ付近等に局部的にリッチな混合気が形成され
るとともにそれ以外の燃焼室全体にリーンな混合気が形
成されて、排気中のＣＯを増加するとともに排気温度を
高める作用が、良好に得られる。
程と圧縮行程とに分割して燃料を噴射するようにインジ
ェクタを制御することが好ましい。このようにすれば、
点火プラグ付近等に局部的にリッチな混合気が形成され
るとともにそれ以外の燃焼室全体にリーンな混合気が形
成されて、排気中のＣＯを増加するとともに排気温度を
高める作用が、良好に得られる。
【００１８】さらに上記再生制御手段は、再生制御時
に、上記インジェクタの制御に加え、点火時期をリター
ドするようになっていれば、点火時期のリタードによっ
ても排気温度が上昇するため、硫黄の脱離が促進され
る。とくに、再生制御が行われるのは燃焼安定性の高い
中回転域内であるので、点火時期のリタードが有効に行
われる。
に、上記インジェクタの制御に加え、点火時期をリター
ドするようになっていれば、点火時期のリタードによっ
ても排気温度が上昇するため、硫黄の脱離が促進され
る。とくに、再生制御が行われるのは燃焼安定性の高い
中回転域内であるので、点火時期のリタードが有効に行
われる。
【００１９】また、再生制御手段は、再生制御時に、上
記インジェクタの制御に加え、排気ガスの一部を吸気系
に還流させる排気還流手段を、排気還流率が低減するよ
うに制御するようになっていれば、この排気還流率の低
減によっても排気温度が上昇するため、硫黄の脱離が促
進される。とくに、中回転域で例えば吸気行程の分割噴
射（請求項３）等で燃焼性が向上されつつ比較的多量の
ＥＧＲが行われているような場合には、排気温度上昇の
手段として排気還流率の低減が有効なものとなる。
記インジェクタの制御に加え、排気ガスの一部を吸気系
に還流させる排気還流手段を、排気還流率が低減するよ
うに制御するようになっていれば、この排気還流率の低
減によっても排気温度が上昇するため、硫黄の脱離が促
進される。とくに、中回転域で例えば吸気行程の分割噴
射（請求項３）等で燃焼性が向上されつつ比較的多量の
ＥＧＲが行われているような場合には、排気温度上昇の
手段として排気還流率の低減が有効なものとなる。
【００２０】また、エンジンの温間時でエンジンの運転
状態が中回転域内の所定運転領域にあって、かつ、リー
ンＮＯｘ触媒がＮＯｘ吸収性を阻害する所定の硫黄吸収
状態となるという条件下でも、リーンＮＯｘ触媒の温度
が硫黄脱離性能の高い所定温度域に達しているときは、
上記再生制御手段による再生制御を停止するようにして
おけばよい。つまり、中回転域でも、例えば高負荷高回
転から移行した直後や、再生制御の途中等に、リーンＮ
Ｏｘ触媒の温度が硫黄脱離性能の高い所定温度域に達す
ることがあり、このような場合は上記再生制御手段によ
る再生制御を停止しても硫黄の脱離は可能であり、か
つ、再生制御によって排気温度が上昇しすぎることが避
けられる。
状態が中回転域内の所定運転領域にあって、かつ、リー
ンＮＯｘ触媒がＮＯｘ吸収性を阻害する所定の硫黄吸収
状態となるという条件下でも、リーンＮＯｘ触媒の温度
が硫黄脱離性能の高い所定温度域に達しているときは、
上記再生制御手段による再生制御を停止するようにして
おけばよい。つまり、中回転域でも、例えば高負荷高回
転から移行した直後や、再生制御の途中等に、リーンＮ
Ｏｘ触媒の温度が硫黄脱離性能の高い所定温度域に達す
ることがあり、このような場合は上記再生制御手段によ
る再生制御を停止しても硫黄の脱離は可能であり、か
つ、再生制御によって排気温度が上昇しすぎることが避
けられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１は本発明が適用される直噴エンジン
の全体構造を概略的に示したものである。この図におい
て、エンジン本体１０は複数の気筒１２を有し、各気筒
１２には、そのシリンダボアに挿入されたピストン１４
の上方に燃焼室１５が形成されており、この燃焼室１５
には吸気ポート及び排気ポートが開口し、これらのポー
トは吸気弁１７及び排気弁１８によってそれぞれ開閉さ
れるようになっている。
いて説明する。図１は本発明が適用される直噴エンジン
の全体構造を概略的に示したものである。この図におい
て、エンジン本体１０は複数の気筒１２を有し、各気筒
１２には、そのシリンダボアに挿入されたピストン１４
の上方に燃焼室１５が形成されており、この燃焼室１５
には吸気ポート及び排気ポートが開口し、これらのポー
トは吸気弁１７及び排気弁１８によってそれぞれ開閉さ
れるようになっている。
【００２２】上記燃焼室１５の中央部には点火プラグ２
０が配設され、そのプラグ先端が燃焼室１５内に臨んで
おり、この点火プラグ２０に、点火コイル等からなる点
火回路２１が接続されている。また、燃焼室１５内には
側方からインジェクタ２２の先端部が臨み、このインジ
ェクタ２２から燃焼室１５内に直接燃料が噴射されるよ
うになっている。上記インジェクタ２２には図外の高圧
燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ等を具備する燃料
回路が接続され、各気筒のインジェクタ２２に燃料が供
給されるとともにその燃圧を圧縮行程における筒内圧力
よりも高い所定圧力となるように燃料回路が構成されて
いる。
０が配設され、そのプラグ先端が燃焼室１５内に臨んで
おり、この点火プラグ２０に、点火コイル等からなる点
火回路２１が接続されている。また、燃焼室１５内には
側方からインジェクタ２２の先端部が臨み、このインジ
ェクタ２２から燃焼室１５内に直接燃料が噴射されるよ
うになっている。上記インジェクタ２２には図外の高圧
燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ等を具備する燃料
回路が接続され、各気筒のインジェクタ２２に燃料が供
給されるとともにその燃圧を圧縮行程における筒内圧力
よりも高い所定圧力となるように燃料回路が構成されて
いる。
【００２３】上記エンジン本体１０には吸気通路２４及
び排気通路３４が接続されている。上記吸気通路２４に
は、その上流側から順に、エアクリーナ２５、吸入空気
量検出手段としてのエアフローセンサ２６、モータ２７
により駆動されるスロットル弁２８及びサージタンク３
０が設けられており、上記スロットル弁２８及びこれを
駆動するモータ２７により吸入空気量調節手段が構成さ
れている。
び排気通路３４が接続されている。上記吸気通路２４に
は、その上流側から順に、エアクリーナ２５、吸入空気
量検出手段としてのエアフローセンサ２６、モータ２７
により駆動されるスロットル弁２８及びサージタンク３
０が設けられており、上記スロットル弁２８及びこれを
駆動するモータ２７により吸入空気量調節手段が構成さ
れている。
【００２４】サージタンク３０の下流には気筒別の独立
吸気通路が設けられ、各独立吸気通路が吸気ポートに連
通している。当実施形態では、各独立吸気通路の下流側
部分が第１，第２の通路３１ａ，３１ｂに分岐し、その
下流の２つの吸気ポートが燃焼室に開口するとともに、
第２の通路３１ｂにスワール生成用のコントロール弁３
２（以下、Ｓ弁３２と呼ぶ）が設けられている。
吸気通路が設けられ、各独立吸気通路が吸気ポートに連
通している。当実施形態では、各独立吸気通路の下流側
部分が第１，第２の通路３１ａ，３１ｂに分岐し、その
下流の２つの吸気ポートが燃焼室に開口するとともに、
第２の通路３１ｂにスワール生成用のコントロール弁３
２（以下、Ｓ弁３２と呼ぶ）が設けられている。
【００２５】上記Ｓ弁３２はアクチュエータ３３により
駆動されて開閉作動するもので、このＳ弁３２により第
２の通路３１ｂが閉じられたときは第１の通路３１ａを
通る吸気によって燃焼室１５内にスワールが生成され、
Ｓ弁３２が開かれるにつれてスワールが弱められるよう
になっている。
駆動されて開閉作動するもので、このＳ弁３２により第
２の通路３１ｂが閉じられたときは第１の通路３１ａを
通る吸気によって燃焼室１５内にスワールが生成され、
Ｓ弁３２が開かれるにつれてスワールが弱められるよう
になっている。
【００２６】また、上記排気通路３４には、排気ガス浄
化のため三元触媒３５とリーンＮＯｘ触媒３６とが配設
されている。上記三元触媒３５は、一般に知られている
ように、理論空燃比及びその付近の空燃比でＨＣ，ＣＯ
及びＮＯｘに対して高い浄化性能を有するものである。
化のため三元触媒３５とリーンＮＯｘ触媒３６とが配設
されている。上記三元触媒３５は、一般に知られている
ように、理論空燃比及びその付近の空燃比でＨＣ，ＣＯ
及びＮＯｘに対して高い浄化性能を有するものである。
【００２７】また、上記リーンＮＯｘ触媒３６は、空燃
比が理論空燃比よりもリーンなリーン運転状態でもＮＯ
ｘ浄化性能を有するものであって、酸素過剰雰囲気で排
気ガス中のＮＯｘを吸収し、空燃比がリッチ側に変化し
て酸素濃度が低下したとき、吸収していたＮＯｘを放出
するとともに、雰囲気中に存在するＣＯ等の還元材によ
りＮＯｘを還元させるようになっている。
比が理論空燃比よりもリーンなリーン運転状態でもＮＯ
ｘ浄化性能を有するものであって、酸素過剰雰囲気で排
気ガス中のＮＯｘを吸収し、空燃比がリッチ側に変化し
て酸素濃度が低下したとき、吸収していたＮＯｘを放出
するとともに、雰囲気中に存在するＣＯ等の還元材によ
りＮＯｘを還元させるようになっている。
【００２８】より詳しく説明すると、上記リーンＮＯｘ
触媒３６は、コージェライト製ハニカム構造体等からな
る担体の上にＮＯｘ吸収材層と触媒材層とが前者を下
（内側）、後者を上（外側）にして層状に形成されたも
のである。上記ＮＯｘ吸収材層は、比表面積の大きな活
性アルミナにＰｔ成分とＮＯｘ吸収材としてのＢａ成分
とを担持させたものを主成分として構成されている。ま
た、触媒材層は、ゼオライトを担持母材としてこれにＰ
ｔ成分及びＲｈ成分を担持させてなる触媒材を主成分と
して構成されている。なお、上記触媒材層の上にセリア
層を形成してもよい。
触媒３６は、コージェライト製ハニカム構造体等からな
る担体の上にＮＯｘ吸収材層と触媒材層とが前者を下
（内側）、後者を上（外側）にして層状に形成されたも
のである。上記ＮＯｘ吸収材層は、比表面積の大きな活
性アルミナにＰｔ成分とＮＯｘ吸収材としてのＢａ成分
とを担持させたものを主成分として構成されている。ま
た、触媒材層は、ゼオライトを担持母材としてこれにＰ
ｔ成分及びＲｈ成分を担持させてなる触媒材を主成分と
して構成されている。なお、上記触媒材層の上にセリア
層を形成してもよい。
【００２９】さら排気通路３４と吸気通路２４との間に
は、排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ装置
（排気還流手段）が設けられ、このＥＧＲ装置は、排気
通路３４と吸気通路２４とを接続するＥＧＲ通路３７
と、このＥＧＲ通路３７に介設されたＥＧＲ弁３８とを
備えている。上記ＥＧＲ弁３８はアクチュエータ３９
（図５参照）により駆動されて開閉作動するようになっ
ている。
は、排気ガスの一部を吸気系に還流させるＥＧＲ装置
（排気還流手段）が設けられ、このＥＧＲ装置は、排気
通路３４と吸気通路２４とを接続するＥＧＲ通路３７
と、このＥＧＲ通路３７に介設されたＥＧＲ弁３８とを
備えている。上記ＥＧＲ弁３８はアクチュエータ３９
（図５参照）により駆動されて開閉作動するようになっ
ている。
【００３０】このエンジンには、上記エアフローセンサ
２６の他、サージタンク３０内の吸気負圧を検出するブ
ーストセンサ４０、スロットル開度を検出するスロット
ル開度センサ４１、エンジンのクランク角を検出するク
ランク角センサ４２、アクセル開度（アクセル操作量）
を検出するアクセル開度センサ４３、吸気温を検出する
吸気温センサ４４、大気圧を検出する大気圧センサ４
５、エンジン冷却水温を検出する水温センサ４６、排気
ガス中の酸素濃度の検出によって空燃比を検出するＯ２
センサ４７、ＥＧＲ弁のリフト量を検出するＥＧＲ弁
リフトセンサ４８、インジェクタ２２に与えられる燃料
の燃圧を検出する燃圧センサ４９等のセンサ類が装備さ
れ、これらセンサの出力信号（検出信号）がＥＣＵ（コ
ントロールユニット）５０に入力されている。
２６の他、サージタンク３０内の吸気負圧を検出するブ
ーストセンサ４０、スロットル開度を検出するスロット
ル開度センサ４１、エンジンのクランク角を検出するク
ランク角センサ４２、アクセル開度（アクセル操作量）
を検出するアクセル開度センサ４３、吸気温を検出する
吸気温センサ４４、大気圧を検出する大気圧センサ４
５、エンジン冷却水温を検出する水温センサ４６、排気
ガス中の酸素濃度の検出によって空燃比を検出するＯ２
センサ４７、ＥＧＲ弁のリフト量を検出するＥＧＲ弁
リフトセンサ４８、インジェクタ２２に与えられる燃料
の燃圧を検出する燃圧センサ４９等のセンサ類が装備さ
れ、これらセンサの出力信号（検出信号）がＥＣＵ（コ
ントロールユニット）５０に入力されている。
【００３１】上記ＥＣＵ５０は、インジェクタ２２から
の燃料噴射量及び噴射タイミングを制御するとともに、
スロットル弁２８を駆動するモータ２７に制御信号を出
力することによりスロットル弁２８の制御を行ない、ま
た、点火回路２１に制御信号を出力することにより点火
時期を制御し、さらに、ＥＧＲ弁３８の制御も行なうよ
うになっている。なお、この他にＳ弁３２の制御等も上
記ＥＣＵ５０により行なわれる。
の燃料噴射量及び噴射タイミングを制御するとともに、
スロットル弁２８を駆動するモータ２７に制御信号を出
力することによりスロットル弁２８の制御を行ない、ま
た、点火回路２１に制御信号を出力することにより点火
時期を制御し、さらに、ＥＧＲ弁３８の制御も行なうよ
うになっている。なお、この他にＳ弁３２の制御等も上
記ＥＣＵ５０により行なわれる。
【００３２】当実施形態の筒内噴射式エンジンの基本的
な制御としては、上記インジェクタ２２からの燃料噴射
時期及び空燃比等が異なる各種運転モードが選択可能と
され、運転領域によって運転モードが変更されるように
なっており、例えば温間時には図２に示すようなマップ
に基づいて運転領域に応じた運転モードの選択が行われ
る。
な制御としては、上記インジェクタ２２からの燃料噴射
時期及び空燃比等が異なる各種運転モードが選択可能と
され、運転領域によって運転モードが変更されるように
なっており、例えば温間時には図２に示すようなマップ
に基づいて運転領域に応じた運転モードの選択が行われ
る。
【００３３】すなわち、温間時には、低負荷低回転側の
特定運転領域が成層燃焼領域Ａ、それ以外の領域が均一
燃焼領域Ｂとされる。そして、成層燃焼領域Ａでは、上
記インジェクタ２２から圧縮行程の後期に燃料が噴射さ
れることにより、点火プラグ２０付近に混合気が偏在す
る成層状態で燃焼が行なわれるような成層燃焼モードと
され、この場合、スロットル弁２８の開度が大きくされ
て吸入空気量が多くされることにより燃焼室全体の空燃
比としては大幅なリーン状態（例えば３０以上）とされ
る。一方、均一燃焼領域Ｂでは、上記インジェクタ２２
から吸気行程の前期に燃料が噴射されることにより、燃
焼室１５全体に均一に混合気が拡散する状態で燃焼が行
なわれる均一燃焼モードとされる。この均一燃焼モード
では空気過剰率λがλ＝１、つまり理論空燃比（Ａ／Ｆ
＝１４．７）とされる。なお、均一燃焼領域Ｂのうち、
アクセル全開域やその付近の高負荷域及び高回転域で
は、空燃比を理論空燃比よりもリッチ（λ＜１）に設定
しておいてもよい。
特定運転領域が成層燃焼領域Ａ、それ以外の領域が均一
燃焼領域Ｂとされる。そして、成層燃焼領域Ａでは、上
記インジェクタ２２から圧縮行程の後期に燃料が噴射さ
れることにより、点火プラグ２０付近に混合気が偏在す
る成層状態で燃焼が行なわれるような成層燃焼モードと
され、この場合、スロットル弁２８の開度が大きくされ
て吸入空気量が多くされることにより燃焼室全体の空燃
比としては大幅なリーン状態（例えば３０以上）とされ
る。一方、均一燃焼領域Ｂでは、上記インジェクタ２２
から吸気行程の前期に燃料が噴射されることにより、燃
焼室１５全体に均一に混合気が拡散する状態で燃焼が行
なわれる均一燃焼モードとされる。この均一燃焼モード
では空気過剰率λがλ＝１、つまり理論空燃比（Ａ／Ｆ
＝１４．７）とされる。なお、均一燃焼領域Ｂのうち、
アクセル全開域やその付近の高負荷域及び高回転域で
は、空燃比を理論空燃比よりもリッチ（λ＜１）に設定
しておいてもよい。
【００３４】また、冷間時には、全運転領域で、空燃比
が理論空燃比もしくはそれよりリッチ（λ≦１）の均一
燃焼とされる。
が理論空燃比もしくはそれよりリッチ（λ≦１）の均一
燃焼とされる。
【００３５】上記ＥＣＵ５０は、インジェクタ２２から
の燃料噴射を制御する噴射制御手段５１、ＥＧＲ弁３８
を制御することによってＥＧＲ量を制御するＥＧＲ制御
手段５２、点火回路２１を介して点火時期を制御する点
火時期制御手段５３を有するとともに、運転状態検出手
段５４、硫黄吸収状態検出手段５５及び再生制御手段５
６を有している。
の燃料噴射を制御する噴射制御手段５１、ＥＧＲ弁３８
を制御することによってＥＧＲ量を制御するＥＧＲ制御
手段５２、点火回路２１を介して点火時期を制御する点
火時期制御手段５３を有するとともに、運転状態検出手
段５４、硫黄吸収状態検出手段５５及び再生制御手段５
６を有している。
【００３６】上記運転状態検出手段５４は、クランク角
信号の周期の計測等から求められるエンジン回転数とア
クセル開度等から求められるエンジン負荷とに基づき、
エンジンの運転状態を検出するようになっている。ま
た、上記硫黄吸収状態検出手段５５は、リーンＮＯｘ触
媒３６の硫黄吸収状態を検出し、例えば、後述のフロー
チャート中に示すような手法で硫黄吸収量を推定するよ
うになっている。
信号の周期の計測等から求められるエンジン回転数とア
クセル開度等から求められるエンジン負荷とに基づき、
エンジンの運転状態を検出するようになっている。ま
た、上記硫黄吸収状態検出手段５５は、リーンＮＯｘ触
媒３６の硫黄吸収状態を検出し、例えば、後述のフロー
チャート中に示すような手法で硫黄吸収量を推定するよ
うになっている。
【００３７】上記再生制御手段５６は、温度状態検出手
段としての水温センサ４６によるエンジンの温度状態の
検出と、運転状態検出手段５４による運転状態の検出
と、硫黄吸収状態検出手段５５による硫黄吸収状態の検
出とに基づき、エンジンの温間時で運転状態が図２中に
示すような中回転域内の所定運転領域Ｃにあって、か
つ、リーンＮＯｘ触媒３６がＮＯｘ吸収性を阻害する所
定の硫黄吸収状態となったとき、リーンＮＯｘ触媒３６
から硫黄を脱離させる再生制御を行う。
段としての水温センサ４６によるエンジンの温度状態の
検出と、運転状態検出手段５４による運転状態の検出
と、硫黄吸収状態検出手段５５による硫黄吸収状態の検
出とに基づき、エンジンの温間時で運転状態が図２中に
示すような中回転域内の所定運転領域Ｃにあって、か
つ、リーンＮＯｘ触媒３６がＮＯｘ吸収性を阻害する所
定の硫黄吸収状態となったとき、リーンＮＯｘ触媒３６
から硫黄を脱離させる再生制御を行う。
【００３８】上記所定運転領域Ｃは、エンジン回転数Ｎ
ｅが第１設定回転数Ｎ１と第２設定回転数Ｎ２との間に
あり、かつ、エンジン負荷（平均有効圧力Ｐｅ）が第１
の関数ｆ（Ｐｅ１）で表される曲線と第２の関数ｆ（Ｐ
ｅ２）で表される曲線との間にある中回転中負荷領域で
あり、均一燃焼領域Ｂと成層燃焼領域Ａの各一部を含ん
でいる。この領域Ｃは、温間時にリーンＮＯｘ触媒３６
の温度（排気ガス温度）が、硫黄脱離性能の高い温度ま
では達しなくても比較的高温となって、上記再生制御に
より硫黄脱離性能の高い温度に比較的容易に到達するよ
うな温度状態が得られるとともに、車両の走行中に使用
頻度が高い領域である。
ｅが第１設定回転数Ｎ１と第２設定回転数Ｎ２との間に
あり、かつ、エンジン負荷（平均有効圧力Ｐｅ）が第１
の関数ｆ（Ｐｅ１）で表される曲線と第２の関数ｆ（Ｐ
ｅ２）で表される曲線との間にある中回転中負荷領域で
あり、均一燃焼領域Ｂと成層燃焼領域Ａの各一部を含ん
でいる。この領域Ｃは、温間時にリーンＮＯｘ触媒３６
の温度（排気ガス温度）が、硫黄脱離性能の高い温度ま
では達しなくても比較的高温となって、上記再生制御に
より硫黄脱離性能の高い温度に比較的容易に到達するよ
うな温度状態が得られるとともに、車両の走行中に使用
頻度が高い領域である。
【００３９】上記所定運転領域Ｃの負荷の下限側を定め
る上記第１の関数ｆ（Ｐｅ１）は、ロードロードライン
（Ｒ／Ｌ）よりも多少低負荷側に設定されており、従っ
て、中回転域におけるロードロードライン付近の運転域
は上記所定運転領域Ｃに含まれる。なお、図２におい
て、第３の関数ｆ（Ｐｅ３）及び第４の関数ｆ（Ｐｅ
４）で定められた境界よりも高負荷側の領域は、排気ガ
ス温度が高くて上記再生制御を行わなくてもリーンＮＯ
ｘ触媒３６の温度が硫黄脱離性能の高い温度域に達する
領域である。
る上記第１の関数ｆ（Ｐｅ１）は、ロードロードライン
（Ｒ／Ｌ）よりも多少低負荷側に設定されており、従っ
て、中回転域におけるロードロードライン付近の運転域
は上記所定運転領域Ｃに含まれる。なお、図２におい
て、第３の関数ｆ（Ｐｅ３）及び第４の関数ｆ（Ｐｅ
４）で定められた境界よりも高負荷側の領域は、排気ガ
ス温度が高くて上記再生制御を行わなくてもリーンＮＯ
ｘ触媒３６の温度が硫黄脱離性能の高い温度域に達する
領域である。
【００４０】上記再生制御手段５６による再生制御とし
ては、排気温度の上昇及び排気ガス中のＣＯの増加を図
るべく、空燃比を略理論空燃比もしくはそれより多少リ
ッチとしつつ、噴射開始が吸気行程後期以降の燃料噴射
を行わせ、特に好ましくは、燃料噴射を複数回に分割し
て、そのうちの後の噴射を吸気行程後期以降（例えば圧
縮行程）に行わせるように、噴射制御手段５１を介して
インジェクタ２２の作動を制御する。すなわち、図３に
示すように、成層燃焼領域Ａでは、空燃比がリーンとさ
れつつ、噴射タイミングＩＮＪＤが圧縮行程後期に設定
された燃料噴射により成層燃焼が行われ、均一燃焼領域
Ｂでは、空燃比が理論空燃比とされつつ、噴射タイミン
グＩＮＪＰが吸気行程前期に設定された燃料噴射により
均一燃焼が行われるが、上記所定運転領域Ｃでの再生制
御時には、空燃比が略理論空燃比もしくはこれより多少
リッチとされつつ分割噴射が行われ、例えば噴射タイミ
ングＩＮＪＰＳ，ＩＮＪＤＳが吸気行程前期と圧縮行程
中期とに設定された２回の分割噴射が行われる。
ては、排気温度の上昇及び排気ガス中のＣＯの増加を図
るべく、空燃比を略理論空燃比もしくはそれより多少リ
ッチとしつつ、噴射開始が吸気行程後期以降の燃料噴射
を行わせ、特に好ましくは、燃料噴射を複数回に分割し
て、そのうちの後の噴射を吸気行程後期以降（例えば圧
縮行程）に行わせるように、噴射制御手段５１を介して
インジェクタ２２の作動を制御する。すなわち、図３に
示すように、成層燃焼領域Ａでは、空燃比がリーンとさ
れつつ、噴射タイミングＩＮＪＤが圧縮行程後期に設定
された燃料噴射により成層燃焼が行われ、均一燃焼領域
Ｂでは、空燃比が理論空燃比とされつつ、噴射タイミン
グＩＮＪＰが吸気行程前期に設定された燃料噴射により
均一燃焼が行われるが、上記所定運転領域Ｃでの再生制
御時には、空燃比が略理論空燃比もしくはこれより多少
リッチとされつつ分割噴射が行われ、例えば噴射タイミ
ングＩＮＪＰＳ，ＩＮＪＤＳが吸気行程前期と圧縮行程
中期とに設定された２回の分割噴射が行われる。
【００４１】上記噴射タイミングとは、噴射開始のタイ
ミングを意味する。
ミングを意味する。
【００４２】また、再生制御手段５６はこのような燃料
噴射の制御に加え、ＥＧＲ弁開度を小さくすることによ
りＥＧＲ率を低減すように、ＥＧＲ制御手段５２を介し
てＥＧＲ弁３８を制御し、さらに、点火時期をリタード
ように点火時期制御手段５３を介して点火回路２１を制
御するようになっている。
噴射の制御に加え、ＥＧＲ弁開度を小さくすることによ
りＥＧＲ率を低減すように、ＥＧＲ制御手段５２を介し
てＥＧＲ弁３８を制御し、さらに、点火時期をリタード
ように点火時期制御手段５３を介して点火回路２１を制
御するようになっている。
【００４３】上記ＥＣＵ５０による制御の具体例を、図
４〜図６のフローチャートによって説明する。
４〜図６のフローチャートによって説明する。
【００４４】このフローチャートに示す処理がスタート
すると、先ず図４のステップＳ１でアクセル開度、クラ
ンク角信号の周期計測値、エアフローセンサ２６の計測
値及び水温等の信号が入力され、続いてステップＳ２で
水温が所定値以上の温間時か否かが判定される。そし
て、冷間時であれば、冷間時のマップに基づく燃料噴射
量等の制御が行われる（ステップＳ３）。
すると、先ず図４のステップＳ１でアクセル開度、クラ
ンク角信号の周期計測値、エアフローセンサ２６の計測
値及び水温等の信号が入力され、続いてステップＳ２で
水温が所定値以上の温間時か否かが判定される。そし
て、冷間時であれば、冷間時のマップに基づく燃料噴射
量等の制御が行われる（ステップＳ３）。
【００４５】温間時であれば、続いてステップＳ４で再
生制御許可フラッグＦＳＲＥが「１」か否かが判定され
る。
生制御許可フラッグＦＳＲＥが「１」か否かが判定され
る。
【００４６】上記フラッグＦＳＲＥが「１」でなけれ
ば、温間時の通常の燃料制御等が行われる。すなわち、
ステップＳ５で、上記周期計測値から求められるエンジ
ン回転数と上記アクセル開度等から求められるエンジン
負荷とによるエンジン運転状態が図２中の成層燃焼領域
Ａにあるか否かが判定される。成層燃焼領域Ａにあるこ
とが判定されれば、圧縮行程噴射の噴射量ＱDが算出さ
れ（ステップＳ６）、それに応じた噴射パルス幅ＴDと
噴射タイミングＩＮＪＤとが算出される（ステップＳ
７）とともに、ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶがエンジン回転数
Ｎｅ及び負荷Ｐｅに応じて求められ（ステップＳ８）、
さらに点火タイミング（Ｉｇタイミング）ＩＧＴがエン
ジン回転数及Ｎｅび負荷Ｐｅに応じて求められる（ステ
ップＳ９）。
ば、温間時の通常の燃料制御等が行われる。すなわち、
ステップＳ５で、上記周期計測値から求められるエンジ
ン回転数と上記アクセル開度等から求められるエンジン
負荷とによるエンジン運転状態が図２中の成層燃焼領域
Ａにあるか否かが判定される。成層燃焼領域Ａにあるこ
とが判定されれば、圧縮行程噴射の噴射量ＱDが算出さ
れ（ステップＳ６）、それに応じた噴射パルス幅ＴDと
噴射タイミングＩＮＪＤとが算出される（ステップＳ
７）とともに、ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶがエンジン回転数
Ｎｅ及び負荷Ｐｅに応じて求められ（ステップＳ８）、
さらに点火タイミング（Ｉｇタイミング）ＩＧＴがエン
ジン回転数及Ｎｅび負荷Ｐｅに応じて求められる（ステ
ップＳ９）。
【００４７】そして、ＥＧＲ制御タイミングとなれば上
記ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶとなるようにＥＧＲ弁３８が制
御され（ステップＳ１０，Ｓ１１）、噴射タイミングＩ
ＮＪＤとなれば上記パルスＴDでインジェクタ２２から
の燃料噴射が実行され（ステップＳ１２，Ｓ１３）、点
火タイミングＩＧＴなれば点火が実行される（ステップ
S１４，Ｓ１５）。
記ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶとなるようにＥＧＲ弁３８が制
御され（ステップＳ１０，Ｓ１１）、噴射タイミングＩ
ＮＪＤとなれば上記パルスＴDでインジェクタ２２から
の燃料噴射が実行され（ステップＳ１２，Ｓ１３）、点
火タイミングＩＧＴなれば点火が実行される（ステップ
S１４，Ｓ１５）。
【００４８】さらに、成層燃焼時にリーンＮＯｘ触媒に
硫黄が吸収されるので、硫黄吸収量ＧＳＡの推定が行わ
れる（ステップＳ１６）。この硫黄吸収量ＧＳＡの推定
の仕方としては、例えば、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷
Ｐｅに応じてマップから単位期間当りの量ｆSA（Ｎｅ，
Ｐｅ）が求められ、これが累計される。そして、上記硫
黄吸収量ＧＳＡが設定値ＫSA以上となったか否かが判定
され（ステップＳ１７）、設定値ＫSAに達していなけば
そのままリターンされるが、設定値以上になれば再生制
御許可フラッグＦＳＲＥが「１」にセットとされてから
（ステップＳ１８）、リターンされる。
硫黄が吸収されるので、硫黄吸収量ＧＳＡの推定が行わ
れる（ステップＳ１６）。この硫黄吸収量ＧＳＡの推定
の仕方としては、例えば、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷
Ｐｅに応じてマップから単位期間当りの量ｆSA（Ｎｅ，
Ｐｅ）が求められ、これが累計される。そして、上記硫
黄吸収量ＧＳＡが設定値ＫSA以上となったか否かが判定
され（ステップＳ１７）、設定値ＫSAに達していなけば
そのままリターンされるが、設定値以上になれば再生制
御許可フラッグＦＳＲＥが「１」にセットとされてから
（ステップＳ１８）、リターンされる。
【００４９】上記ステップＳ５で成層燃焼領域にないこ
とが判定されたときは、吸気行程噴射の噴射量ＱPが算
出され（ステップＳ１９）、それに応じた噴射パルス幅
ＴPと噴射タイミングＩＮＪＰとが算出される（ステッ
プＳ２０）とともに、ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶがエンジン
回転数Ｎｅ及び負荷Ｐｅに応じて求められ（ステップＳ
２１）、さらに点火タイミング（Ｉｇタイミング）ＩＧ
Ｔがエンジン回転数及Ｎｅび負荷Ｐｅに応じて求められ
る（ステップＳ２２）。
とが判定されたときは、吸気行程噴射の噴射量ＱPが算
出され（ステップＳ１９）、それに応じた噴射パルス幅
ＴPと噴射タイミングＩＮＪＰとが算出される（ステッ
プＳ２０）とともに、ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶがエンジン
回転数Ｎｅ及び負荷Ｐｅに応じて求められ（ステップＳ
２１）、さらに点火タイミング（Ｉｇタイミング）ＩＧ
Ｔがエンジン回転数及Ｎｅび負荷Ｐｅに応じて求められ
る（ステップＳ２２）。
【００５０】そして、ＥＧＲ制御タイミングとなれば上
記ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶとなるようにＥＧＲ弁３８が制
御され（ステップＳ２３，Ｓ２４）、噴射タイミングＩ
ＮＪＰとなれば上記パルスＴPでインジェクタ２２から
の燃料噴射が実行され（ステップＳ２５，Ｓ２６）、点
火タイミングＩＧＴなれば点火が実行される（ステップ
S２７，Ｓ２８）。
記ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶとなるようにＥＧＲ弁３８が制
御され（ステップＳ２３，Ｓ２４）、噴射タイミングＩ
ＮＪＰとなれば上記パルスＴPでインジェクタ２２から
の燃料噴射が実行され（ステップＳ２５，Ｓ２６）、点
火タイミングＩＧＴなれば点火が実行される（ステップ
S２７，Ｓ２８）。
【００５１】さらに、負荷ＰｅがＰｅ≧ｆ（Ｐｅ３）か
つＰｅ≧ｆ（Ｐｅ４）となる高負荷領域か否かが判定さ
れ（ステップＳ２９）、この判定がＮＯであればそのま
まリターンし、ＹＥＳであれば後記の硫黄脱離度推定
（ステップＳ４３）等の処理に移る。このような高負荷
領域にあれば再生制御を行わなくても触媒温度が充分に
高くなって、硫黄の脱離が行われるためである。
つＰｅ≧ｆ（Ｐｅ４）となる高負荷領域か否かが判定さ
れ（ステップＳ２９）、この判定がＮＯであればそのま
まリターンし、ＹＥＳであれば後記の硫黄脱離度推定
（ステップＳ４３）等の処理に移る。このような高負荷
領域にあれば再生制御を行わなくても触媒温度が充分に
高くなって、硫黄の脱離が行われるためである。
【００５２】また、上記ステップＳ４で再生制御許可フ
ラッグＦＳＲＥが「１」であると判定されたときは、そ
れに続くステップＳ３０で、Ｎ１≦Ｎｅ≦Ｎ２かつｆ
（Ｐｅ４）≦Ｐｅ≦ｆ（Ｐｅ３）の所定運転領域Ｃにあ
るか否かが判定され、所定運転領域になければステップ
Ｓ１９以降の処理に移る。
ラッグＦＳＲＥが「１」であると判定されたときは、そ
れに続くステップＳ３０で、Ｎ１≦Ｎｅ≦Ｎ２かつｆ
（Ｐｅ４）≦Ｐｅ≦ｆ（Ｐｅ３）の所定運転領域Ｃにあ
るか否かが判定され、所定運転領域になければステップ
Ｓ１９以降の処理に移る。
【００５３】ステップＳ３０で所定運転領域Ｃにあるこ
とが判定されたときは、図６のステップＳ３１以降の再
生制御に移行する。
とが判定されたときは、図６のステップＳ３１以降の再
生制御に移行する。
【００５４】すなわち、ステップＳ３１で理論空燃比も
しくはこれより多少リッチな空燃比となるように噴射量
ＱPが算出され、続いてステップＳ３２で吸気行程と圧
縮行程の分割噴射を行うようにその各噴射パルス幅
ＴPS，ＴDS及び噴射タイミングＩＮＪＰＳ，ＩＮＪＤＳ
が算出される。この場合、噴射パルス幅は噴射量ＱPを
パルス幅に換算した値ｆ（ＱP）と分割比ａとから、Ｔ
PS＝ｆ（ＱP）×ａ，ＴDS＝ｆ（ＱP）×（１−ａ）と演
算される。
しくはこれより多少リッチな空燃比となるように噴射量
ＱPが算出され、続いてステップＳ３２で吸気行程と圧
縮行程の分割噴射を行うようにその各噴射パルス幅
ＴPS，ＴDS及び噴射タイミングＩＮＪＰＳ，ＩＮＪＤＳ
が算出される。この場合、噴射パルス幅は噴射量ＱPを
パルス幅に換算した値ｆ（ＱP）と分割比ａとから、Ｔ
PS＝ｆ（ＱP）×ａ，ＴDS＝ｆ（ＱP）×（１−ａ）と演
算される。
【００５５】続いてステップＳ３３，Ｓ３４でＥＧＲ弁
開度ＥＧＲＶの算出及び点火タイミングＩＧＴの算出が
行われる。この場合、ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶは、エンジ
ン回転数及び負荷に応じた値ｆEGRP（Ｎｅ，Ｐｅ）に１
より小さい補正係数ＫＥＧＲが掛けられることにより、
通常運転時よりも小さい値とされる。また、点火タイミ
ングＩＧＴは、エンジン回転数及び負荷に応じた進角値
ｆIGTP（Ｎｅ，Ｐｅ）からリタード補正量ＫＩＧが減じ
られることにより、通常運転時よりリタードされる。
開度ＥＧＲＶの算出及び点火タイミングＩＧＴの算出が
行われる。この場合、ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶは、エンジ
ン回転数及び負荷に応じた値ｆEGRP（Ｎｅ，Ｐｅ）に１
より小さい補正係数ＫＥＧＲが掛けられることにより、
通常運転時よりも小さい値とされる。また、点火タイミ
ングＩＧＴは、エンジン回転数及び負荷に応じた進角値
ｆIGTP（Ｎｅ，Ｐｅ）からリタード補正量ＫＩＧが減じ
られることにより、通常運転時よりリタードされる。
【００５６】そして、ＥＧＲ制御タイミングとなれば上
記ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶとなるようにＥＧＲ弁３８が制
御され（ステップＳ３５，Ｓ３６）、分割噴射のうちの
先の噴射タイミングＩＮＪＰＳとなればパルス幅ＴPSで
インジェクタ２２からの燃料噴射が実行され（ステップ
Ｓ３７，Ｓ３８）、後の噴射タイミングＩＮＪＤＳとな
ればパルス幅ＴDSでインジェクタ２２からの燃料噴射が
実行され（ステップＳ３９，Ｓ４０）、点火タイミング
ＩＧＴなれば点火が実行される（ステップS４１，Ｓ４
２）。
記ＥＧＲ弁開度ＥＧＲＶとなるようにＥＧＲ弁３８が制
御され（ステップＳ３５，Ｓ３６）、分割噴射のうちの
先の噴射タイミングＩＮＪＰＳとなればパルス幅ＴPSで
インジェクタ２２からの燃料噴射が実行され（ステップ
Ｓ３７，Ｓ３８）、後の噴射タイミングＩＮＪＤＳとな
ればパルス幅ＴDSでインジェクタ２２からの燃料噴射が
実行され（ステップＳ３９，Ｓ４０）、点火タイミング
ＩＧＴなれば点火が実行される（ステップS４１，Ｓ４
２）。
【００５７】さらに、上記ステップＳ３１〜Ｓ４２の再
生制御によりリーンＮＯｘ触媒から硫黄が脱離されるの
で、硫黄脱離度ＳＲＥの推定が行われる（ステップＳ４
３）。この硫黄脱離度ＳＲＥの推定の仕方としては、例
えば、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷Ｐｅに応じてマップ
から単位期間当りの量ｆSRE（Ｎｅ，Ｐｅ）が求めら
れ、これが累計される。そして、上記硫黄脱離度ＳＲＥ
が設定値ＫSRE以上となったか否かが判定され（ステッ
プＳ４４）、設定値ＫSREに達していなけばそのままリ
ターンされるが、設定値ＫSRE以上になれば、再生制御
許可フラッグＦＳＲＥが「０」にリセットとされる（ス
テップＳ４５）とともに、硫黄吸収量ＧＳＡ及び硫黄脱
離度ＳＲＥの各推定値が「０」にリセットされてから
（ステップＳ４６）、リターンする。
生制御によりリーンＮＯｘ触媒から硫黄が脱離されるの
で、硫黄脱離度ＳＲＥの推定が行われる（ステップＳ４
３）。この硫黄脱離度ＳＲＥの推定の仕方としては、例
えば、エンジン回転数Ｎｅ及び負荷Ｐｅに応じてマップ
から単位期間当りの量ｆSRE（Ｎｅ，Ｐｅ）が求めら
れ、これが累計される。そして、上記硫黄脱離度ＳＲＥ
が設定値ＫSRE以上となったか否かが判定され（ステッ
プＳ４４）、設定値ＫSREに達していなけばそのままリ
ターンされるが、設定値ＫSRE以上になれば、再生制御
許可フラッグＦＳＲＥが「０」にリセットとされる（ス
テップＳ４５）とともに、硫黄吸収量ＧＳＡ及び硫黄脱
離度ＳＲＥの各推定値が「０」にリセットされてから
（ステップＳ４６）、リターンする。
【００５８】以上のような当実施形態の装置を備えた直
噴エンジンにおいては、成層燃焼領域で空燃比がリーン
とされつつ成層燃焼が行われているとき、リーンＮＯｘ
触媒によって排気ガス中のＮＯｘが吸収されるが、燃料
やエンジンオイルに硫黄成分が含まれている場合に排気
ガスに混在するＳＯｘも上記リーンＮＯｘ触媒に吸収さ
れる。そして、成層燃焼領域から均一燃焼領域への移行
等により空燃比がリッチ側に変更されると、それに伴い
ＮＯｘはリーンＮＯｘ触媒から放出されてＣＯ，ＨＣ等
の還元材で還元されるが、ＳＯｘは容易には脱離されな
い。
噴エンジンにおいては、成層燃焼領域で空燃比がリーン
とされつつ成層燃焼が行われているとき、リーンＮＯｘ
触媒によって排気ガス中のＮＯｘが吸収されるが、燃料
やエンジンオイルに硫黄成分が含まれている場合に排気
ガスに混在するＳＯｘも上記リーンＮＯｘ触媒に吸収さ
れる。そして、成層燃焼領域から均一燃焼領域への移行
等により空燃比がリッチ側に変更されると、それに伴い
ＮＯｘはリーンＮＯｘ触媒から放出されてＣＯ，ＨＣ等
の還元材で還元されるが、ＳＯｘは容易には脱離されな
い。
【００５９】つまり、ＮＯｘの吸収と放出、還元の機能
は触媒温度が２５０°Ｃ程度から５００°Ｃ程度までの
範囲で良好に発揮されるが、硫黄脱離機能は触媒温度が
５００°Ｃ乃至５５０°Ｃ程度以上にまで上昇しないと
充分に発揮されない。そして、高負荷側の一部の領域を
除く大部分の運転領域では、触媒温度（排気ガス温度）
がＮＯｘの吸収及び放出、還元の機能を満足する程度ま
では上昇しても、硫黄脱離機能を満足する温度までは上
昇し難い。このため、通常の運転状態では次第にリーン
ＮＯｘ触媒の硫黄吸収量が増大し、ＮＯｘ吸収機能を阻
害するようになる。
は触媒温度が２５０°Ｃ程度から５００°Ｃ程度までの
範囲で良好に発揮されるが、硫黄脱離機能は触媒温度が
５００°Ｃ乃至５５０°Ｃ程度以上にまで上昇しないと
充分に発揮されない。そして、高負荷側の一部の領域を
除く大部分の運転領域では、触媒温度（排気ガス温度）
がＮＯｘの吸収及び放出、還元の機能を満足する程度ま
では上昇しても、硫黄脱離機能を満足する温度までは上
昇し難い。このため、通常の運転状態では次第にリーン
ＮＯｘ触媒の硫黄吸収量が増大し、ＮＯｘ吸収機能を阻
害するようになる。
【００６０】そこで、リーンＮＯｘ触媒の硫黄吸収量Ｇ
ＳＡが設定値ＫSA以上に大きくなった場合において、温
間時で所定運転領域Ｃにあるとき、強制的に触媒温度を
上昇させて硫黄を脱離させる再生制御が行われる。
ＳＡが設定値ＫSA以上に大きくなった場合において、温
間時で所定運転領域Ｃにあるとき、強制的に触媒温度を
上昇させて硫黄を脱離させる再生制御が行われる。
【００６１】すなわち、上記再生制御として、先ず第１
に、空燃比が略理論空燃比もしくはそれよりリッチとさ
れつつ、インジェクタからの燃料噴射が吸気行程と圧縮
行程とに分割して行われる。この分割噴射によると、後
の噴射により点火プラグ付近に局部的にリッチな混合気
が形成されて、着火直後の燃焼速度は速くなるが、酸素
が少ないことからその燃焼によりＣＯが発生し易くな
り、また、先の噴射により燃焼室周辺部に均一でリーン
な混合気が形成されて、燃焼期間の後半において燃焼が
緩慢になり、点火時期をリタードとさせたのと同様の効
果が得られて、排気温度が高められる。
に、空燃比が略理論空燃比もしくはそれよりリッチとさ
れつつ、インジェクタからの燃料噴射が吸気行程と圧縮
行程とに分割して行われる。この分割噴射によると、後
の噴射により点火プラグ付近に局部的にリッチな混合気
が形成されて、着火直後の燃焼速度は速くなるが、酸素
が少ないことからその燃焼によりＣＯが発生し易くな
り、また、先の噴射により燃焼室周辺部に均一でリーン
な混合気が形成されて、燃焼期間の後半において燃焼が
緩慢になり、点火時期をリタードとさせたのと同様の効
果が得られて、排気温度が高められる。
【００６２】そして、排気温度が高められることでリー
ンＮＯｘ触媒が硫黄脱離性能の高い温度域になるように
加熱され、また排気中のＣＯはＳＯｘよりもリーンＮＯ
ｘ触媒に吸収され易くて、ＳＯｘの代わりにリーンＮＯ
ｘ触媒に吸収されることでＮＯｘの脱離を促す作用を有
する。このように、上記分割噴射による排気中のＣＯの
増加と排気温度の上昇とにより、リーンＮＯｘ触媒から
のＳＯｘの脱離が促進される。
ンＮＯｘ触媒が硫黄脱離性能の高い温度域になるように
加熱され、また排気中のＣＯはＳＯｘよりもリーンＮＯ
ｘ触媒に吸収され易くて、ＳＯｘの代わりにリーンＮＯ
ｘ触媒に吸収されることでＮＯｘの脱離を促す作用を有
する。このように、上記分割噴射による排気中のＣＯの
増加と排気温度の上昇とにより、リーンＮＯｘ触媒から
のＳＯｘの脱離が促進される。
【００６３】さらに再生制御としては、通常時よりもＥ
ＧＲが減量されて、ＥＧＲによる温度低下が抑制される
ことによっても排気温度が上昇され、また、点火時期の
リタードによっても排気温度が上昇する。従って、上記
分割噴射に加えてＥＧＲ量の減量や点火時期のリタード
が行われることで速やかに触媒温度が硫黄脱離機能を満
足する範囲まで上昇し、触媒の硫黄被毒の解消に要する
時間を短くすることができる。
ＧＲが減量されて、ＥＧＲによる温度低下が抑制される
ことによっても排気温度が上昇され、また、点火時期の
リタードによっても排気温度が上昇する。従って、上記
分割噴射に加えてＥＧＲ量の減量や点火時期のリタード
が行われることで速やかに触媒温度が硫黄脱離機能を満
足する範囲まで上昇し、触媒の硫黄被毒の解消に要する
時間を短くすることができる。
【００６４】また、このような再生制御が温間時で、か
つ中回転中負荷の所定運転領域Ｃにおいて行われること
により、リーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒の解消が効果的に
達成される。すなわち、温間時で、かつ中回転中負荷の
所定運転領域Ｃにあれば、低回転低負荷時と比べると触
媒温度が高くて、硫黄脱離性能を満足する温度に近い温
度になっているため、上記のような再生制御で触媒温度
が速やかに硫黄脱離機能を満足する触媒温度まで上昇
し、硫黄被毒の解消を短時間で達成し、再生制御による
燃費の悪化を極力少なく抑えることができる。
つ中回転中負荷の所定運転領域Ｃにおいて行われること
により、リーンＮＯｘ触媒の硫黄被毒の解消が効果的に
達成される。すなわち、温間時で、かつ中回転中負荷の
所定運転領域Ｃにあれば、低回転低負荷時と比べると触
媒温度が高くて、硫黄脱離性能を満足する温度に近い温
度になっているため、上記のような再生制御で触媒温度
が速やかに硫黄脱離機能を満足する触媒温度まで上昇
し、硫黄被毒の解消を短時間で達成し、再生制御による
燃費の悪化を極力少なく抑えることができる。
【００６５】しかも、上記中回転中負荷の所定運転領域
Ｃは、使用頻度が比較的高い運転領域であるため、リー
ンＮＯｘ触媒の硫黄吸収量ＧＳＡが設定値ＫSA以上に大
きくなった後、比較的短い期間内に運転状態が上記所定
運転領域Ｃに入る可能性が高く、硫黄被毒の解消が適正
に行われる。
Ｃは、使用頻度が比較的高い運転領域であるため、リー
ンＮＯｘ触媒の硫黄吸収量ＧＳＡが設定値ＫSA以上に大
きくなった後、比較的短い期間内に運転状態が上記所定
運転領域Ｃに入る可能性が高く、硫黄被毒の解消が適正
に行われる。
【００６６】なお、本発明の具体的構成は上記実施形態
に限定されず、種々変更可能であり、以下に他の実施形
態を列挙する。
に限定されず、種々変更可能であり、以下に他の実施形
態を列挙する。
【００６７】上記実施形態では、所定運転領域Ｃでの
再生制御時に、吸気行程と圧縮行程の分割噴射を行って
いるが、その代わりに、図３中に二点鎖線で示すように
吸気行程後期乃至圧縮行程の期間内に一括に燃料を噴射
するようにしてもよい。要するに、空燃比を略理論空燃
比もしくはこれより多少リッチとしつつ、少なくとも吸
気行程後期以降の噴射を含む分割噴射もしくは一括噴射
を行うことにより、燃焼室内に局部的に混合気がリッチ
な部分とリーンな部分とが存在する状態で燃焼が行わ
れ、これによって排気中のＣＯが増加するとともに排気
温度が上昇し、リーンＮＯｘ触媒からの硫黄の脱離を促
進する作用が得られる。
再生制御時に、吸気行程と圧縮行程の分割噴射を行って
いるが、その代わりに、図３中に二点鎖線で示すように
吸気行程後期乃至圧縮行程の期間内に一括に燃料を噴射
するようにしてもよい。要するに、空燃比を略理論空燃
比もしくはこれより多少リッチとしつつ、少なくとも吸
気行程後期以降の噴射を含む分割噴射もしくは一括噴射
を行うことにより、燃焼室内に局部的に混合気がリッチ
な部分とリーンな部分とが存在する状態で燃焼が行わ
れ、これによって排気中のＣＯが増加するとともに排気
温度が上昇し、リーンＮＯｘ触媒からの硫黄の脱離を促
進する作用が得られる。
【００６８】温間時における通常運転時の制御は、図
７のような領域設定に基づいて行うようにしてもよい。
７のような領域設定に基づいて行うようにしてもよい。
【００６９】同図に示す例でも、低負荷低回転側の特定
運転領域が成層燃焼領域Ａ、これより高負荷側及び高回
転側の領域が均一燃焼領域とされ、均一燃焼領域のうち
でアクセル全開域やその付近の高負荷域及び高回転域Ｂ
３では空燃比がエンリッチ（λ＜１）に設定され、それ
以外の領域では理論空燃比（λ＝１）とされるが、その
λ＝１の均一燃焼領域のうち、低回転域Ｂ１で吸気行程
一括噴射が行われる一方、中，高回転域Ｂ２で吸気行程
分割噴射が行われる。
運転領域が成層燃焼領域Ａ、これより高負荷側及び高回
転側の領域が均一燃焼領域とされ、均一燃焼領域のうち
でアクセル全開域やその付近の高負荷域及び高回転域Ｂ
３では空燃比がエンリッチ（λ＜１）に設定され、それ
以外の領域では理論空燃比（λ＝１）とされるが、その
λ＝１の均一燃焼領域のうち、低回転域Ｂ１で吸気行程
一括噴射が行われる一方、中，高回転域Ｂ２で吸気行程
分割噴射が行われる。
【００７０】上記吸気行程分割噴射は、図８に示すよう
にインジェクタからの燃料噴射を吸気行程の期間内に複
数回（例えば２回）に分割して行うものであり、このよ
うに吸気行程分割噴射を行うと燃料の分散及びミキシン
グが促進されることにより燃焼効率が高められ、燃費が
改善される。
にインジェクタからの燃料噴射を吸気行程の期間内に複
数回（例えば２回）に分割して行うものであり、このよ
うに吸気行程分割噴射を行うと燃料の分散及びミキシン
グが促進されることにより燃焼効率が高められ、燃費が
改善される。
【００７１】また、図７中の破線はＥＧＲを行う運転領
域の限界を示すもので、これより低負荷側、低回転側の
領域でＥＧＲが行われる。
域の限界を示すもので、これより低負荷側、低回転側の
領域でＥＧＲが行われる。
【００７２】温間時の通常運転時の制御がこのような設
定に基づいて行われる場合でも、温間時で中回転、中負
荷の所定運転領域Ｃにあって、かつ、リーンＮＯｘ触媒
３６がＮＯｘ吸収性を阻害する所定の硫黄吸収状態とな
ったとき、再生制御として吸気行程後期以降の燃料噴射
（例えば図３中に示すような吸気行程と圧縮行程の分割
噴射）が行われ、さらに必要に応じてＥＧＲ量の減量
や、点火時期のリタードが行われる。
定に基づいて行われる場合でも、温間時で中回転、中負
荷の所定運転領域Ｃにあって、かつ、リーンＮＯｘ触媒
３６がＮＯｘ吸収性を阻害する所定の硫黄吸収状態とな
ったとき、再生制御として吸気行程後期以降の燃料噴射
（例えば図３中に示すような吸気行程と圧縮行程の分割
噴射）が行われ、さらに必要に応じてＥＧＲ量の減量
や、点火時期のリタードが行われる。
【００７３】この例によると、通常運転時に、成層燃焼
領域Ａで成層燃焼が行われるとともに、λ＝１の均一燃
焼領域のうちの中，高回転域Ｂ２で吸気行程分割噴射が
行われることにより、燃費改善効果が高められる。そし
て、このように燃費改善に有利な設定とされつつ、リー
ンＮＯｘ触媒３６が所定の硫黄吸収状態となったとき、
吸気行程後期以降の燃料噴射（例えば吸気行程と圧縮行
程の分割噴射）により、排気中のＣＯが増量されるとと
もに排気温度が高められ、さらにＥＧＲ量の減量や点火
時期のリタードによっても排気温度が高められ、これら
の作用でリーンＮＯｘ触媒３６の硫黄被毒が速やかに解
消される。
領域Ａで成層燃焼が行われるとともに、λ＝１の均一燃
焼領域のうちの中，高回転域Ｂ２で吸気行程分割噴射が
行われることにより、燃費改善効果が高められる。そし
て、このように燃費改善に有利な設定とされつつ、リー
ンＮＯｘ触媒３６が所定の硫黄吸収状態となったとき、
吸気行程後期以降の燃料噴射（例えば吸気行程と圧縮行
程の分割噴射）により、排気中のＣＯが増量されるとと
もに排気温度が高められ、さらにＥＧＲ量の減量や点火
時期のリタードによっても排気温度が高められ、これら
の作用でリーンＮＯｘ触媒３６の硫黄被毒が速やかに解
消される。
【００７４】上記の図４〜図６に示す例では、温間時
で中回転、中負荷の所定運転領域Ｃにあって、かつ、リ
ーンＮＯｘ触媒３６が所定の硫黄吸収状態となるという
再生制御条件の成立時に、再生制御として、吸気行程，
圧縮行程の分割噴射とする燃料噴射形態の制御と、ＥＧ
Ｒを減量する制御と、点火時期をリタードする制御とを
全て行っているが、上記再生制御条件の成立時に、触媒
温度もしくは排気温度を検出し、その温度が所定温度
（硫黄脱離性能の高い温度域よりも低い温度）以下のと
きは上記各制御を全て行い、触媒温度が硫黄脱離性能の
高い温度域に近づくにつれて燃料噴射形態、ＥＧＲ、点
火時期のうちの１つもしくは２つを通常時の状態に戻す
ようにして、排気温度上昇を調整するようにしてもよ
い。
で中回転、中負荷の所定運転領域Ｃにあって、かつ、リ
ーンＮＯｘ触媒３６が所定の硫黄吸収状態となるという
再生制御条件の成立時に、再生制御として、吸気行程，
圧縮行程の分割噴射とする燃料噴射形態の制御と、ＥＧ
Ｒを減量する制御と、点火時期をリタードする制御とを
全て行っているが、上記再生制御条件の成立時に、触媒
温度もしくは排気温度を検出し、その温度が所定温度
（硫黄脱離性能の高い温度域よりも低い温度）以下のと
きは上記各制御を全て行い、触媒温度が硫黄脱離性能の
高い温度域に近づくにつれて燃料噴射形態、ＥＧＲ、点
火時期のうちの１つもしくは２つを通常時の状態に戻す
ようにして、排気温度上昇を調整するようにしてもよ
い。
【００７５】また、上記再生制御条件の成立時に触媒温
度が硫黄脱離性能の高い温度域内にある時、あるいは再
生制御中に触媒温度が硫黄脱離性能の高い温度域内まで
上昇したとき、再生制御を停止して、インジェクタから
の燃料噴射を吸気行程の前期乃至中期の期間内に行わ
せ、例えば図２中の通常運転時における領域Ｂでの噴射
形態である吸気行程一括噴射、あるいは図７中の通常運
転時における領域Ｂ２での噴射形態である吸気行程分割
噴射とするように制御してもよい。このようにすれば、
必要以上に排気温度や触媒温度が上昇することが避けら
れる。
度が硫黄脱離性能の高い温度域内にある時、あるいは再
生制御中に触媒温度が硫黄脱離性能の高い温度域内まで
上昇したとき、再生制御を停止して、インジェクタから
の燃料噴射を吸気行程の前期乃至中期の期間内に行わ
せ、例えば図２中の通常運転時における領域Ｂでの噴射
形態である吸気行程一括噴射、あるいは図７中の通常運
転時における領域Ｂ２での噴射形態である吸気行程分割
噴射とするように制御してもよい。このようにすれば、
必要以上に排気温度や触媒温度が上昇することが避けら
れる。
【００７６】
【発明の効果】以上のように本発明は、リーンＮＯｘ触
媒を備えた火花点火式直噴エンジンにおいて、エンジン
の温間時でエンジンの運転状態が中回転域内の所定運転
領域にあって、かつ、リーンＮＯｘ触媒が所定の硫黄吸
収状態となったとき、再生制御として、空燃比を略理論
空燃比もしくはそれより小さくしつつ、インジェクタか
ら吸気行程後期以降の燃料噴射を行わせるようにしてい
るため、運転状態及び燃費等を良好に保ちつつ、リーン
ＮＯｘ触媒の硫黄被毒の解消を効果的に行うことができ
る。
媒を備えた火花点火式直噴エンジンにおいて、エンジン
の温間時でエンジンの運転状態が中回転域内の所定運転
領域にあって、かつ、リーンＮＯｘ触媒が所定の硫黄吸
収状態となったとき、再生制御として、空燃比を略理論
空燃比もしくはそれより小さくしつつ、インジェクタか
ら吸気行程後期以降の燃料噴射を行わせるようにしてい
るため、運転状態及び燃費等を良好に保ちつつ、リーン
ＮＯｘ触媒の硫黄被毒の解消を効果的に行うことができ
る。
【００７７】つまり、直噴エンジンのインジェクタから
吸気行程後期以降の燃料噴射を行わせるようにすると、
燃焼室内にリッチな部分とリーンな部分とが存在する状
態で燃焼が行われて、排気中のＣＯが増加するとともに
排気温度が上昇することから、リーンＮＯｘ触媒が所定
の硫黄吸収状態となった場合にこのような制御を行うこ
とにより、効果的に触媒からの硫黄の脱離を促進するこ
とができる。しかも、燃焼安定性を良好に保つととも
に、燃費の悪化を小さく抑えることができる。
吸気行程後期以降の燃料噴射を行わせるようにすると、
燃焼室内にリッチな部分とリーンな部分とが存在する状
態で燃焼が行われて、排気中のＣＯが増加するとともに
排気温度が上昇することから、リーンＮＯｘ触媒が所定
の硫黄吸収状態となった場合にこのような制御を行うこ
とにより、効果的に触媒からの硫黄の脱離を促進するこ
とができる。しかも、燃焼安定性を良好に保つととも
に、燃費の悪化を小さく抑えることができる。
【００７８】そして、走行中の使用頻度が高く、かつ排
気温度が比較的高い状態のときにこのような再生制御を
行うことにより、所定の硫黄吸収状態となってから短い
期間内に、硫黄被毒の解消を速やかに行うことができ
る。
気温度が比較的高い状態のときにこのような再生制御を
行うことにより、所定の硫黄吸収状態となってから短い
期間内に、硫黄被毒の解消を速やかに行うことができ
る。
【図１】本発明の装置の一実施形態を示す全体概略図で
ある。
ある。
【図２】燃料噴射の制御などのための運転領域の設定を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】成層燃焼領域、均一燃焼領域及び所定運転領域
での再生制御時における燃料噴射のタイミング等を示す
説明図である。
での再生制御時における燃料噴射のタイミング等を示す
説明図である。
【図４】制御の具体例を示すフローチャートを３分割し
たうちの第１の部分である。
たうちの第１の部分である。
【図５】上記フローチャートの第２の部分である。
【図６】上記フローチャートの第３の部分である。
【図７】本発明の別の実施形態による運転領域の設定を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図８】図７中の均一燃焼領域における中，高回転領域
で行われる吸気行程分割噴射の噴射タイミングなどを示
す説明図である。
で行われる吸気行程分割噴射の噴射タイミングなどを示
す説明図である。
１０ エンジン本体 １５ 燃焼室 ２０ 点火プラグ ２１ 点火装置 ２２ インジェクタ ３６ リーンＮＯｘ触媒 ３８ ＥＧＲ弁 ５０ ＥＣＵ ５４ 運転状態検出手段 ５５ 硫黄吸収状態検出手段 ５６ 再生制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 JA02 JA03 JA25 KA06 KA08 KA09 KA23 LA00 LA03 LA05 LB04 MA18 MA26 PA01Z PA07Z PA09Z PA10Z PA11Z PB08Z PD00Z PD03Z PD15Z PE03Z PE08Z PF03Z
Claims (8)
- 【請求項１】 酸素過剰雰囲気でＮＯｘを吸収して酸素
濃度が減少するに伴いＮＯｘを放出するリーンＮＯｘ触
媒をエンジンの排気通路に具備するとともに、燃焼室に
直接燃料を噴射するインジェクタを備えた火花点火式直
噴エンジンにおいて、エンジンの温度状態を検出する温
度状態検出手段と、エンジンの運転状態を検出する運転
状態検出手段と、リーンＮＯｘ触媒の硫黄吸収状態を検
出する硫黄吸収状態検出手段と、これらの検出手段によ
る検出に基づき、エンジンの温間時でエンジンの運転状
態が中回転域内の所定運転領域にあって、かつ、リーン
ＮＯｘ触媒がＮＯｘ吸収性を阻害する所定の硫黄吸収状
態となったとき、リーンＮＯｘ触媒から硫黄を脱離させ
る再生制御として、空燃比を略理論空燃比もしくはそれ
より小さくしつつ噴射開始が吸気行程後期以降の燃料噴
射を行わせるように上記インジェクタを制御する再生制
御手段とを備えたことを特徴とする火花点火式直噴エン
ジンの制御装置。 - 【請求項２】 エンジンの温間時に、特定の低負荷側の
運転領域では空燃比を理論空燃比よりも大きくしつつ圧
縮行程で燃料を噴射させて成層燃焼を行わせ、この領域
より高負荷側の運転領域では吸気行程で燃料を噴射させ
て均一燃焼を行わせるようにインジェクタを制御する手
段を備えるとともに、上記再生制御手段により再生制御
を行う中回転域内の所定運転領域は、上記成層燃焼を行
わせる運転領域と均一燃焼を行わせる運転領域との各一
部を含むように設定されていることを特徴とする請求項
１記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。 - 【請求項３】 エンジンの温間時における中回転域に、
空燃比を略理論空燃比とするとともにインジェクタから
の燃料噴射を吸気行程で複数回に分割して行うように制
御する領域を有し、この領域の一部を含むように上記所
定領域が設定されていることを特徴とする請求項１記載
の火花点火式直噴エンジンの制御装置。 - 【請求項４】 上記再生制御手段により再生制御を行う
所定運転領域は、中回転域内の中負荷領域であることを
特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の火花点火
式直噴エンジンの制御装置。 - 【請求項５】 上記再生制御手段は、再生制御時に吸気
行程と圧縮行程とに分割して燃料を噴射するようにイン
ジェクタを制御することを特徴とする請求項１乃至４の
いずれかに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。 - 【請求項６】 上記再生制御手段は、再生制御時に、上
記インジェクタの制御に加え、点火時期をリタードする
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の火
花点火式直噴エンジンの制御装置。 - 【請求項７】 上記再生制御手段は、再生制御時に、上
記インジェクタの制御に加え、排気ガスの一部を吸気系
に還流させる排気還流手段を、排気還流率が低減するよ
うに制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
かに記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。 - 【請求項８】 エンジンの温間時でエンジンの運転状態
が中回転域内の所定運転領域にあって、かつ、リーンＮ
Ｏｘ触媒がＮＯｘ吸収性を阻害する所定の硫黄吸収状態
となるという条件下でも、リーンＮＯｘ触媒の温度が硫
黄脱離性能の高い所定温度域に達しているときは、上記
再生制御手段による再生制御を停止することを特徴とす
る請求項１乃至７のいずれかに記載の火花点火式直噴エ
ンジンの制御装置。
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| JP03197499A JP4196465B2 (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 火花点火式直噴エンジンの制御装置 |
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| JP (1) | JP4196465B2 (ja) |
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| CN111828192A (zh) * | 2019-04-22 | 2020-10-27 | 丰田自动车株式会社 | 发动机诊断系统及该发动机诊断系统使用的车辆及发动机诊断方法 |
-
1999
- 1999-02-09 JP JP03197499A patent/JP4196465B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111828192A (zh) * | 2019-04-22 | 2020-10-27 | 丰田自动车株式会社 | 发动机诊断系统及该发动机诊断系统使用的车辆及发动机诊断方法 |
| CN111828192B (zh) * | 2019-04-22 | 2022-05-27 | 丰田自动车株式会社 | 发动机诊断系统及该发动机诊断系统使用的车辆及发动机诊断方法 |
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