JP2000274277A - Controller for spark ignition type direct-injection engine - Google Patents

Controller for spark ignition type direct-injection engine

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JP2000274277A
JP2000274277A JP11076847A JP7684799A JP2000274277A JP 2000274277 A JP2000274277 A JP 2000274277A JP 11076847 A JP11076847 A JP 11076847A JP 7684799 A JP7684799 A JP 7684799A JP 2000274277 A JP2000274277 A JP 2000274277A
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博文 西村
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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep an NOx catalyst within an active temperature range in a large number of driving areas to reduce emission. SOLUTION: In this controller for a spark ignition type direct-injection engine, an NOx catalyst for reducing NOx in exhaust gas in a lean area, wherein an excess air ratio λ is larger than 1, is disposed in an exhaust passage of an engine, a low load and low engine speed area is a lean stratified combustion area, and a middle/high engine speed area is a uniform combustion area of an air-fuel ratio of 15 or less. The exhaust passage between the engine and the NOx catalyst has a heat-insulating arrangement and/or a heat-insulating structure. The excess air ratio λ in the stratified combustion area is set to 1.3 or higher, while a fuel injection ode in a partial load area of the middle/high engine speed area is set to an intake divided injection mode, wherein fuel is dividedly injected from an early stage to a middle stage in an intake stroke.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、火花点火式直噴エ
ンジンの制御装置に関し、より詳細には、、低負荷・低
回転領域では成層燃焼によるリーンバーンが行われる火
花点火式直噴エンジンの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control system for a spark-ignition direct-injection engine, and more particularly, to a spark-ignition direct-injection engine in which lean burn is performed by stratified combustion in a low-load and low-speed region. It relates to a control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】低負荷・低回転などの所定条件下では、
理論空燃比より大きな空燃比で燃料を燃焼させる所謂希
薄燃焼を行う火花点火式直噴エンジンが提案されてい
る。このような火花点火式直噴エンジンとして、希薄燃
焼時に発生する窒素酸化物(NOx)を低減するため
に、空燃比が理論空燃比より大きい所謂リーン状態のと
きには排ガス中のNOxを吸着して排気中のNOxを低
減する一方、空燃比が理論空燃比以下の所謂リッチ状態
のときには吸着したNOxを還元するNOx触媒が排気
管に設けられたものがある。このNOx触媒はリーン状
態ではNOxを吸着する一方、リッチ状態では三元触媒
と同様の機能を果たす。
2. Description of the Related Art Under predetermined conditions such as low load and low speed,
There has been proposed a spark ignition type direct injection engine that performs so-called lean combustion in which fuel is burned at an air-fuel ratio larger than the stoichiometric air-fuel ratio. In such a spark ignition type direct injection engine, when the air-fuel ratio is in a so-called lean state where the air-fuel ratio is larger than the stoichiometric air-fuel ratio, NOx in the exhaust gas is adsorbed and exhausted in order to reduce nitrogen oxides (NOx) generated during lean combustion. There is an exhaust pipe provided with a NOx catalyst for reducing adsorbed NOx when the air-fuel ratio is in a so-called rich state in which the air-fuel ratio is equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio while reducing the NOx inside. This NOx catalyst adsorbs NOx in the lean state, and performs the same function as the three-way catalyst in the rich state.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなNOx触媒は、有効に機能する温度範囲が狭い
ため、エンジンの冷間始動直後の十分加熱されていない
時、または、アイドリング時および低負荷時などに行わ
れる希薄燃焼により排気温度が低い時などには、この温
度範囲に達せず、エミッションが悪化するという問題が
ある。また、高速定常走行時などの比較的多用される運
転領域でも排気温度が高くなるので、NOx触媒が高温
になり有効に機能しなくなるという問題がある。
However, the NOx catalyst as described above has a narrow effective temperature range, and therefore, when the engine is not sufficiently heated immediately after the cold start of the engine, or when the engine is idling and the load is low. For example, when the exhaust gas temperature is low due to lean combustion performed at times, the temperature does not reach this temperature range, and there is a problem that the emission deteriorates. In addition, since the exhaust gas temperature becomes high even in a relatively frequently used operation region such as during high-speed steady running, there is a problem that the NOx catalyst becomes hot and cannot function effectively.

【0004】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、NOx触媒を、多くの運転領域において、活性温
度範囲内に維持してエミッションを低減することができ
る火花点火式直噴エンジンを提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a spark ignition type direct injection engine capable of maintaining a NOx catalyst within an active temperature range in many operating regions to reduce emissions. The purpose is to do.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、空気過剰率λが1より大きいリーン領域
で排気ガス中のNOxを低減するNOx触媒がエンジン
の排気通路に配置され、低負荷・低回転域をリーン状態
の成層燃焼領域とし、中・高回転領域を空燃比15以下
の均一燃焼領域とする火花点火式直噴エンジンの制御装
置において、前記エンジンとNOx触媒との間の排気通
路を断熱配置および/または断熱構造とし、前記成層燃
焼領域のλを1.3以上とし、前記中・高回転領域のう
ち、部分負荷領域の燃料噴射形態を、吸気行程の前期か
ら中期にかけて燃料が分割して噴射される吸気分割噴射
とする構成とした。好ましい燃料の分割噴射形態として
は、例えば、吸気行程のクランク角が30度および80
度付近で、それぞれ、燃料を噴射する2分割噴射があ
る。
In order to achieve the above object, the present invention provides a NOx catalyst for reducing NOx in exhaust gas in a lean region where an excess air ratio λ is larger than 1 in an exhaust passage of an engine. A control apparatus for a spark-ignition direct-injection engine in which a low-load / low-speed region is a lean stratified combustion region and a middle / high-speed region is a uniform combustion region having an air-fuel ratio of 15 or less. The exhaust passages between them have an adiabatic arrangement and / or an adiabatic structure, the λ of the stratified combustion region is 1.3 or more, and the fuel injection form of the partial load region in the middle and high speed regions is changed from the previous period of the intake stroke. Intake split injection is performed in which fuel is split and injected over the middle period. As a preferable split fuel injection mode, for example, the crank angle of the intake stroke is 30 degrees and 80 degrees.
Near each degree, there are two split injections that inject fuel.

【0006】このような構成によれば、NOx触媒まで
の排気経路が、断熱配置および/または断熱構造とされ
ているので、この排気経路での放熱量が少なくなる。こ
のため、エンジン冷間始動直後には、NOx触媒が活性
温度まで速やかに昇温するとともに、排気ガス温度が比
較的低い、λが1.3以上の成層燃焼領域(特に、アイ
ドル域またはアイドル域近傍の低回転・低負荷領域)に
おいても、NOx触媒に流れ込む排気ガスの温度が低下
しにくく、NOx触媒の温度がNOx浄化(NOx吸着
を含む)が効率良く行われる温度範囲内になる程度に維
持される。
[0006] According to such a configuration, since the exhaust path to the NOx catalyst is a heat insulating arrangement and / or a heat insulating structure, the amount of heat radiation in this exhaust path is reduced. Therefore, immediately after the cold start of the engine, the temperature of the NOx catalyst quickly rises to the activation temperature, and the stratified combustion region in which the exhaust gas temperature is relatively low and λ is 1.3 or more (in particular, the idle region or the idle region) Even in the vicinity (low rotation / low load region), the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is hardly reduced, and the temperature of the NOx catalyst falls within a temperature range in which NOx purification (including NOx adsorption) is efficiently performed. Will be maintained.

【0007】さらに、エンジン中・高回転領域では、空
燃比15以下の均一燃焼領域であり、部分負荷領域にあ
るとき燃料噴射形態が、吸気行程の前期から中期にかけ
て分割して噴射が開始される吸気分割噴射とされてい
る。具体的には、例えば、燃料は、吸気行程の前期から
中期にかけて、燃料噴射装置から、早期噴射と後期噴射
に二分割されて噴射される。この場合、早期噴射された
燃料は、その後、後期噴射が開始されるまでの間、ピス
トンの下降移動による燃焼室の容積増大に伴って均一に
拡散する。また、後期噴射された残りの燃料も、増大し
た燃焼室に拡散して均一になる。このことによって、燃
焼室に均一な混合気が生成され、圧縮行程後の燃焼行程
で、燃焼速度が速まることで、燃焼効率が高くなり、排
気ガス温度が下がる。
[0007] Further, in the engine middle / high speed region, the combustion is a uniform combustion region having an air-fuel ratio of 15 or less. When the engine is in the partial load region, the fuel injection mode is divided and started from the first half to the middle of the intake stroke. The intake split injection is used. Specifically, for example, the fuel is injected into the fuel injection device in two stages, an early injection and a late injection, from the first half to the middle of the intake stroke. In this case, the early-injected fuel is thereafter diffused uniformly with the increase in the volume of the combustion chamber due to the downward movement of the piston until the late-stage injection is started. Also, the remaining fuel injected late is diffused into the increased combustion chamber and becomes uniform. As a result, a uniform air-fuel mixture is generated in the combustion chamber, and the combustion speed is increased in the combustion stroke after the compression stroke, so that the combustion efficiency is increased and the exhaust gas temperature is decreased.

【0008】また、分割噴射の各噴射の噴射タイミング
が、吸気行程の中央時期より早い時期に設定されている
ので、早期噴射がピストンの下降速度が大きく、それ
に伴う吸気流動速度も大きいときに行われ、早期及び
後期噴射がいずれも吸気行程の前半に行われる結果、後
期噴射された燃料がピストンの下死点近く(吸気行程の
終わり)でシリンダ壁に付着して燃料の均一化が阻害さ
れることが回避され、且つ、点火までの時間つまり燃
料の気化霧化までの時間を長く確保できる。これらの
ないしの相乗的な作用で、燃焼室での燃料の気化霧化
を大きく促進して均一度を大幅に高めることができ、エ
ンジンの燃焼効率を更に高くして、排気ガス温度が更に
下がる。
Further, since the injection timing of each of the split injections is set earlier than the central timing of the intake stroke, the early injection is performed when the descending speed of the piston is high and the accompanying intake flow velocity is high. As a result, both early and late injections are performed in the first half of the intake stroke. As a result, the late injected fuel adheres to the cylinder wall near the bottom dead center of the piston (end of the intake stroke), thereby hindering fuel equalization. And the time until the ignition, that is, the time until the fuel is vaporized and atomized, can be secured long. By these or synergistic actions, the vaporization and atomization of fuel in the combustion chamber can be greatly promoted and the uniformity can be greatly increased, and the combustion efficiency of the engine can be further increased and the exhaust gas temperature can be further reduced. .

【0009】したがって、燃料が吸気分割噴射される、
空燃比15以下の均一燃焼の部分負荷領域では、このよ
うな吸気分割噴射によって、排気ガス温が低くなる。こ
れにより、排気通路の断熱配置または断熱構造に起因す
る、中・高回転・部分負荷領域での高温の排気ガスによ
る、NOx触媒の過熱が抑制され、この使用頻度の高
い、中・高回転・部分負荷領域で、NOx触媒の温度を
リーン領域でNOx浄化(NOx吸着を含む)が効率良
く行われる温度範囲内に維持できる。このため、NOx
触媒を、広い運転域で、NOx浄化率の高い状態に維持
することができ、エミッションが良好になる。
Therefore, the fuel is split and injected in the intake air.
In the partial load region of the uniform combustion with the air-fuel ratio of 15 or less, the exhaust gas temperature is lowered by such intake split injection. As a result, overheating of the NOx catalyst due to high-temperature exhaust gas in the middle / high rotation / partial load region caused by the heat insulating arrangement or the heat insulating structure of the exhaust passage is suppressed. In the partial load region, the temperature of the NOx catalyst can be maintained within a temperature range in which NOx purification (including NOx adsorption) is efficiently performed in the lean region. Therefore, NOx
The catalyst can be maintained at a high NOx purification rate over a wide operating range, and emission is improved.

【0010】本発明の好ましい形態では、断熱配置が、
エンジンの排気ポート開口部及び該排気ポート開口部に
連結される排気通路を前記エンジンの本体の車両後方側
に配置し、前記NOx触媒を前記エンジンの本体の車両
後方側に設けた配置である。このような構成によれば、
NOx触媒までの排気経路(排気管)の少なくとも一部
分が、走行風の影響の少ないエンジン後方の空間に配置
され、且つ、NOx触媒までの排気経路が短くなるの
で、排気通路(排気管)がエンジンからエンジン前方向
に延びる構成に比して、エンジンからNOx触媒まで排
気経路における放熱量が減少するので、エンジンとNO
x触媒の間に位置する排気管からの放熱量が少なくな
る。この結果、冷間始動直後には、NOx触媒が活性温
度まで速やかに昇温する。
In a preferred form of the invention, the thermal insulation arrangement comprises:
An exhaust port opening of the engine and an exhaust passage connected to the exhaust port opening are disposed on the vehicle rear side of the engine body, and the NOx catalyst is disposed on the vehicle rear side of the engine body. According to such a configuration,
At least a part of the exhaust path (exhaust pipe) to the NOx catalyst is arranged in a space behind the engine where the influence of the traveling wind is small, and the exhaust path to the NOx catalyst is shortened. Since the amount of heat radiation in the exhaust path from the engine to the NOx catalyst is reduced as compared with the configuration extending from
The amount of heat radiation from the exhaust pipe located between the x catalysts is reduced. As a result, immediately after the cold start, the temperature of the NOx catalyst quickly rises to the activation temperature.

【0011】発明の好ましい形態では、エンジンは、気
筒列が車軸方向に並ぶように搭載され、前記気筒列の方
向に延びる一対のエンジン側壁のうち、車両後方側のエ
ンジン側壁に排気ポート開口部が配置されている。この
ような構成によれば、所謂横置きにされたエンジンが、
エンジンからNOx触媒までの排気管にあたる走行風を
遮るので、NOx触媒に入る排気ガスの温度が、この排
気管部分で低下しにくい。本発明の好ましい形態では、
断熱構造が、前記エンジンからNOx触媒に至る排気通
路に、断熱空間を備えた二重排気管を配置した断熱構造
である。このような構成によれば、エンジンからNOx
触媒までの排気経路で、二重排気管により、排気ガスの
温度が下がりにくくなる。
In a preferred embodiment of the invention, the engine is mounted such that the cylinder rows are arranged in the axle direction, and an exhaust port opening is formed in the engine side wall on the vehicle rear side among a pair of engine side walls extending in the cylinder row direction. Are located. According to such a configuration, a so-called horizontal engine is
Since the traveling wind hitting the exhaust pipe from the engine to the NOx catalyst is blocked, the temperature of the exhaust gas entering the NOx catalyst is unlikely to decrease at this exhaust pipe portion. In a preferred form of the invention,
The heat insulating structure is a heat insulating structure in which a double exhaust pipe having a heat insulating space is disposed in an exhaust passage from the engine to the NOx catalyst. According to such a configuration, the NOx
In the exhaust path to the catalyst, the dual exhaust pipe makes it difficult for the exhaust gas temperature to decrease.

【0012】本発明の好ましい形態では、前記成層燃焼
領域に隣接して空燃比15以下の均一燃焼領域を設け、
該均一燃焼領域での燃料噴射形態を吸気分割噴射として
いる。このような構成によれば、リーン状態の成層燃焼
領域に隣接して、エンジンからのNOx排出量が多く且
つ排気ガス温度が比較的に高い中間空燃比(16ないし
19)の均一燃焼領域ではなく、空燃比15以下の吸気
分割噴射による均一燃焼領域が存在することになる。し
たがって、リーン状態の成層燃焼領域に隣接した領域で
もって、NOx排出量の増大を抑制するとともに、排気
ガス温度の上昇を抑制でき、広い運転域で、NOx触媒
が過熱することを抑制できる。
In a preferred embodiment of the present invention, a uniform combustion region having an air-fuel ratio of 15 or less is provided adjacent to the stratified combustion region,
The fuel injection mode in the uniform combustion region is defined as split intake injection. According to such a configuration, adjacent to the stratified combustion region in the lean state, it is not a uniform combustion region with an intermediate air-fuel ratio (16 to 19) in which the amount of NOx emission from the engine is large and the exhaust gas temperature is relatively high. Therefore, there is a uniform combustion region by the split intake injection with an air-fuel ratio of 15 or less. Therefore, in the region adjacent to the lean stratified combustion region, an increase in NOx emission can be suppressed, an increase in exhaust gas temperature can be suppressed, and overheating of the NOx catalyst can be suppressed in a wide operating range.

【0013】本発明の好ましい形態では、吸気分割噴射
を行う領域で排気還流(EGR)を行うように構成され
ている。このような構成によれば、吸気分割噴射により
燃焼安定性が高められるので、排気ガスの還流量を大幅
に増加させることが可能となる。この結果、燃焼時に、
気筒内に燃焼に寄与しない多量の不活性ガス(還流され
た排気ガス)が存在することになり、この多量の不活性
ガスが燃焼時に生成された熱を奪うため、燃焼によって
生成された排気ガスの温度は大きく低下する。このよう
に、上述した構成によれば、燃料の吸気分割噴射によ
り、多量のEGRが可能となり、その結果、排気ガス温
度をより低く押さえNOx触媒の過熱することが抑制さ
れるとともに、NOxの生成量を一層低減でき更にエン
ジンのポンピングロスの低減により燃費改善が図られ
る。
In a preferred embodiment of the present invention, exhaust gas recirculation (EGR) is performed in a region where split intake injection is performed. According to such a configuration, the combustion stability is enhanced by the intake split injection, so that the recirculation amount of the exhaust gas can be significantly increased. As a result, during combustion,
A large amount of inert gas (recirculated exhaust gas) that does not contribute to combustion is present in the cylinder, and the large amount of inert gas deprives heat generated during combustion, and thus the exhaust gas generated by combustion. Temperature greatly decreases. As described above, according to the above-described configuration, a large amount of EGR is made possible by the split injection of fuel, and as a result, the exhaust gas temperature is suppressed to a lower level, so that the NOx catalyst is not overheated and the NOx generation is suppressed. The fuel consumption can be improved by further reducing the amount and further reducing the pumping loss of the engine.

【0014】本発明の好ましい形態では、中・高回転域
の低負荷側領域での燃料噴射形態を吸気分割噴射とする
ように構成されている。このような構成によれば、中・
高回転域の低負荷領域で、吸気分割噴射により、排気ガ
スの温度上昇が抑制される。この結果、使用頻度が高
く、かつ、排気ガス温度が比較的高くなる、中・高回転
・低負荷側領域、具体的には、高速での定速走行(トラ
ンスミッションの高速段でのハイウエイ走行)時等に、
NOx触媒が過熱することが抑制される。
In a preferred embodiment of the present invention, the fuel injection mode in the low-load side region in the middle / high rotation range is configured to be the intake split injection. According to such a configuration,
In a low-load region in a high rotation region, the intake split injection suppresses a rise in the temperature of the exhaust gas. As a result, medium-, high-speed, and low-load-side regions where the frequency of use is high and the exhaust gas temperature is relatively high, specifically, high-speed constant-speed traveling (highway traveling in the high-speed stage of the transmission) At times,
Overheating of the NOx catalyst is suppressed.

【0015】本発明の好ましい形態では、吸気分割噴射
を行う領域のエンシ゛ン回転数の上限値N3をエンジンの定
格回転数の2/4〜3/4の範囲とし、成層燃焼領域の
エンジン回転数の上限値N2から前記N3までのエンジ
ン回転領域では、車両が高速ギア段で略平坦路を定速走
行するときの駆動負荷を示すロード・ロードラインを含
む低負荷領域から、全負荷を除く略高負荷領域までの負
荷範囲で、燃料噴射形態を前記吸気分割噴射とし、空気
過剰率λを略1とし、かつ、前記ロード・ロードライン
近傍の低負荷領域におけるEGR率を10パーセント以
上とするように構成されている。
In a preferred embodiment of the present invention, the upper limit value N3 of the engine speed in the region where the split intake injection is performed is in the range of 2/4 to 3/4 of the rated engine speed, and In the engine rotation range from the upper limit N2 to the N3, the low load region including the load / load line indicating the driving load when the vehicle travels on a substantially flat road at a constant speed in a high gear position, and is substantially high except for the full load. In the load range up to the load region, the fuel injection mode is the intake split injection, the excess air ratio λ is approximately 1, and the EGR ratio in the low load region near the load / load line is 10% or more. It is configured.

【0016】本明細書において、EGR率とは、{(吸
気中のCO2濃度)−(大気中のCO2濃度)}/
{(排気中のCO2濃度)−(吸気中のCO2濃度)}
で定義される値であり、EGR量(還流される排気ガス
量)/新気量を意味する。したがって、EGR率100
パーセントとは、新気と排気ガスとが、同量であること
を意味し、10パーセントとは、EGR量が新気量の1
0パーセントであることを意味する。このような構成に
よれば、運転頻度が高く且つ触媒の温度が高くなり易い
エンジン運転領域(高速ギア段で一定速度の高速走行を
するエンジン運転領域)で、吸気分割噴射としているの
で、高い割合のEGRが可能となる。そして、吸気分割
噴射と高い割合のEGRの相乗効果で、排気ガス温度が
下がり(排気ガス温度の上昇が抑制され)、NOx触媒
をNOx浄化率が高い温度範囲に維持することが可能と
なる。さらに、吸気分割噴射を行う領域のエンシ゛ン回転数
の上限値N3をエンジンの定格回転数の2/4〜3/4
の範囲としているので、分割噴射の噴射間隔の設定の自
由度が大きくなる。
In this specification, the EGR rate is defined as {(CO2 concentration in intake air)-(CO2 concentration in air)} /
{(CO2 concentration in exhaust gas)-(CO2 concentration in intake air)}
Which means EGR amount (recirculated exhaust gas amount) / new air amount. Therefore, the EGR rate 100
Percent means that fresh air and exhaust gas are the same amount, and 10% means that the EGR amount is one of the fresh air amount.
Means 0%. According to such a configuration, split injection is performed in the engine operation region where the operation frequency is high and the temperature of the catalyst is likely to be high (the engine operation region in which the vehicle runs at a high speed at a constant speed in a high gear stage). EGR is possible. Then, due to the synergistic effect of the intake split injection and the high ratio of EGR, the exhaust gas temperature decreases (the increase in the exhaust gas temperature is suppressed), and the NOx catalyst can be maintained in a temperature range in which the NOx purification rate is high. Further, the upper limit value N3 of the engine speed in the region where the intake split injection is performed is set to 2/4 to 3/4 of the rated engine speed.
, The degree of freedom in setting the injection interval of the split injection is increased.

【0017】本発明の好ましい実施の形態によれば、成
層燃焼領域より高負荷側の領域では、成層燃焼領域のエ
ンジン回転数の上限値N2より低い回転数N1以上のエ
ンジン回転数では燃料噴射形態を前記吸気分割噴射と
し、前記N1未満のエンジン回転数では燃料噴射形態を
吸気行程に燃料が一括噴射される吸気一括噴射とするよ
うに構成されている。この吸気一括噴射は、必ずしも、
吸気行程の前期から中期にかけておこなわれるものでな
くもよい。このような構成によれば、高温の吸気が充填
されることにより、混合気温度が上昇しノッキングが発
生し易くなる運転状態、すなわち、走行風による吸気冷
却がない車両停止時または微低速時から急加速した場合
でも、このような運転状態で飛び込むN1より低回転側
の高負荷領域では、吸気一括噴射であるので、気筒内に
燃料が集中して噴射されるので、この燃料の気化潜熱
で、ノッキングが抑制される。本発明の好ましい形態で
は、均一燃焼領域では、前記成層燃焼領域に隣接する領
域において排気還流(EGR)を行い、前記N1以上の
吸気分割噴射時のEGR率が、前記N1未満の吸気一括
噴射時のEGR率より大きく設定されている。このよう
な構成によれば、エンジン回転数が高くなることにより
排気ガス温度が上昇するエンジン回転数がN1より高い
領域では、吸気分割噴射であるため、EGR率が、吸気
一括噴射時より高く設定でき、排気ガス温度が下げら
れ、NOx触媒の温度上昇が抑制される。
According to a preferred embodiment of the present invention, in the region on the higher load side than the stratified combustion region, the fuel injection mode is set at the engine speed N1 or higher which is lower than the upper limit N2 of the engine speed in the stratified combustion region. Is the intake split injection, and at an engine speed less than the N1, the fuel injection mode is configured to be the intake batch injection in which the fuel is injected collectively during the intake stroke. This intake batch injection is not necessarily
It does not have to be performed during the first half and the middle of the intake stroke. According to such a configuration, when the high-temperature intake air is charged, the temperature of the air-fuel mixture rises and knocking is likely to occur. Even in the case of rapid acceleration, in the high-load region on the lower rotation side than N1 where the vehicle jumps in such an operating state, since the intake batch injection is performed, the fuel is intensively injected into the cylinders. , Knocking is suppressed. In a preferred embodiment of the present invention, in the uniform combustion region, exhaust gas recirculation (EGR) is performed in a region adjacent to the stratified combustion region, and an EGR rate at the time of the intake split injection of N1 or more is less than the N1 during the batch injection of intake. Is set to be larger than the EGR rate. According to such a configuration, in a region where the exhaust gas temperature rises due to an increase in the engine rotational speed and the engine rotational speed is higher than N1, the EGR rate is set to be higher than that in the simultaneous intake injection since the intake split injection is performed. As a result, the exhaust gas temperature is reduced, and the temperature rise of the NOx catalyst is suppressed.

【0018】本発明の好ましい形態によれば、NOx触
媒の温度が高いときには、前記N1未満のエンジン回転
数においては、燃料が吸気行程で分割して噴射されるよ
うに構成されている。高回転あるいは高負荷の車両走行
状態、または、高速運転から減速した車両走行状態など
であるNOx触媒温度が高い場合は、走行風による吸気
冷却がない車両停止時または微低速時から急加速した場
合よりも、ノッキング発生しにくい。このため、このよ
うな構成によれば、NOx触媒の温度が高いときには、
N1より低回転側領域でも、燃料を吸気行程で分割して
噴射することにより、排気ガス温度を下げる。これにと
もなって、EGR率を高くして、さらに、排気ガス温度
を低下させることも可能である。
According to a preferred embodiment of the present invention, when the temperature of the NOx catalyst is high, the fuel is divided and injected in the intake stroke when the engine speed is lower than N1. When the NOx catalyst temperature is high, such as in a high-speed or high-load vehicle running state, or in a vehicle running state decelerated from high-speed driving, when the vehicle stops without intake air cooling due to running wind or when the vehicle accelerates rapidly from a very low speed Knocking is less likely to occur. Therefore, according to such a configuration, when the temperature of the NOx catalyst is high,
Even in the lower rotation speed region than N1, the fuel is divided and injected in the intake stroke to lower the exhaust gas temperature. Along with this, it is possible to increase the EGR rate and further reduce the exhaust gas temperature.

【0019】本発明の好ましい形態によれば、成層燃焼
領域では、前記NOx触媒の温度が、該NOx触媒のリ
ーン領域でのNOx低減率が低下し始める所定温度又は
該所定温度近傍の高温状態に達したとき、吸気行程に燃
料を分割して噴射しかつ排気還流(EGR)を行う空燃
比15以下の均一燃焼を行うように構成されている。こ
のような構成によれば、NOx触媒の温度状態が高温に
なったときには、λ1.3以上の成層燃焼状態にあって
も、吸気分割噴射かつ排気還流(EGR)を行う空燃比
15以下の均一燃焼とされるので、NOx触媒の三元機
能による排気ガス浄化が行われ、高温による、リーン領
域(λが1より大きい領域)でのNOx触媒のNOx吸
着の低下が補われる。すなわち、NOx触媒の三元機能
が高い温度範囲は、NOx触媒のリーン領域のでのNO
x吸着機能が高い温度範囲より広く(高温側に広く)、
NOx触媒の温度状態が高温になったときには、NOx
触媒が三元機能を果たすようにして、リーン領域でのN
Ox吸着機能の低回によるNOx排出量の増大を防止す
る。
According to a preferred embodiment of the present invention, in the stratified charge combustion region, the temperature of the NOx catalyst is set to a predetermined temperature at which the NOx reduction rate in the lean region of the NOx catalyst starts to decrease or a high temperature state near the predetermined temperature. When it reaches, the fuel is divided and injected in the intake stroke, and uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less for performing exhaust gas recirculation (EGR) is performed. According to such a configuration, when the temperature state of the NOx catalyst becomes high, even in the stratified combustion state of λ1.3 or more, the air-fuel ratio of 15 or less for performing the intake split injection and the exhaust gas recirculation (EGR) is uniform. Since combustion is performed, exhaust gas purification is performed by the three-way function of the NOx catalyst, and a decrease in NOx adsorption of the NOx catalyst in a lean region (a region where λ is greater than 1) due to a high temperature is compensated for. That is, the temperature range in which the three-way function of the NOx catalyst is high corresponds to the NOx in the lean region of the NOx catalyst.
x Adsorption function is wider than high temperature range (wider to high temperature side)
When the temperature state of the NOx catalyst becomes high, NOx
The catalyst performs a three-way function, and the N
It is possible to prevent an increase in NOx emission due to low Ox adsorption function.

【0020】本発明の好ましい形態によれば、空燃比1
5以下の均一燃焼領域から、λが1.3以上の予め設定
された成層燃焼領域に移行するとき、前記吸気分割噴射
とされかつ排気還流(EGR)が行われる空燃比15以
下の均一燃焼を行うように構成されている。このような
構成によれば、NOx触媒の温度状態が高温であるとき
には、均一燃焼領域から、本来のλ1.3以上の成層燃
焼領域に移行したときであっても、吸気分割噴射および
排気還流(EGR)を行う空燃比15以下の均一燃焼と
されるので、NOx触媒の三元機能による排気ガス浄化
が行われNOxが低減できる。詳しくは、CO、HCと
ともにNOxが低減される。さらに、吸気分割噴射によ
り、多量のEGRが可能となるため、NOx低減を図り
ながら、エンジンのポンピングロスが低減でき、空燃比
15以下に変更したにもかかわらず、燃費の悪化を少な
くでき、NOx低減と燃費抑制の両立が可能となる。本
発明の好ましい形態によれば、NOx触媒が前記所定温
度またはその近傍にあるときに空燃比15以下の均一燃
焼が行われる領域は、前記成層燃焼領域のうちの高回転
側領域であるように構成されている。このような構成に
よれば、NOx触媒の過熱によりNOx低減率が悪化し
たとき、エンジンからのNOx排出量が比較的多い成層
燃焼領域のうちの高回転側の領域(リーン領域のうちの
相対的にリッチの空燃比領域であって、エンジンからの
NOx排出量が相対的に多くなる領域)が、吸気分割お
よびEGRが行われる空燃比15以下の均一燃焼とされ
るので、NOx触媒の三元機能により、この領域でのN
Oxを低減できる。また、均一燃焼に変更したことによ
る、燃費の悪化は、吸気分割による高い割合のEGRに
よって抑制される。このように、NOx低減と燃費の悪
化の抑制が両立される。
According to a preferred embodiment of the present invention, an air-fuel ratio of 1
When a transition is made from a uniform combustion region of 5 or less to a preset stratified combustion region of λ of 1.3 or more, uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less in which the intake split injection is performed and exhaust gas recirculation (EGR) is performed. Is configured to do so. According to such a configuration, when the temperature state of the NOx catalyst is high, even if the transition is made from the uniform combustion region to the stratified combustion region of λ1.3 or more, the split intake air injection and the exhaust gas recirculation ( Since the air-fuel ratio is equal to or less than 15 for performing EGR), exhaust gas purification is performed by the three-way function of the NOx catalyst, and NOx can be reduced. Specifically, NOx is reduced together with CO and HC. Further, since a large amount of EGR is made possible by the split intake injection, the pumping loss of the engine can be reduced while reducing NOx, and even though the air-fuel ratio is changed to 15 or less, deterioration of fuel efficiency can be reduced, and NOx can be reduced. It is possible to achieve both reduction and fuel economy. According to a preferred embodiment of the present invention, the region where uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less is performed when the NOx catalyst is at or near the predetermined temperature is a high-speed side region of the stratified combustion region. It is configured. According to such a configuration, when the NOx reduction rate is deteriorated due to overheating of the NOx catalyst, the high-speed side region (relative region of the lean region) in the stratified combustion region in which the NOx emission from the engine is relatively large. (Where the NOx emission from the engine is relatively large) is the uniform combustion at an air-fuel ratio of 15 or less where the intake air splitting and the EGR are performed. By function, N in this area
Ox can be reduced. Further, the deterioration of fuel efficiency due to the change to the uniform combustion is suppressed by the high ratio of EGR due to the intake air split. In this way, both reduction of NOx and suppression of deterioration of fuel efficiency are achieved.

【0021】本発明の好ましい形態によれば、NOx触
媒が前記所定温度又はその近傍にあるときには、λが
1.3以上の成層燃焼領域のうちの低回転側領域では、
吸気行程に燃料が一括噴射されかつ排気還流(EGR)
が行われる空燃比15以下の均一燃焼を行うように構成
されている。このような構成によれば、成層燃焼領域の
中の低回転側領域においても、NOx触媒の三元機能に
よる排気ガス浄化と、燃費抑制の両立が図られる。本発
明の好ましい形態によれば、加速時に、エンジンの負荷
及び回転数によって定められるエンジン運転状態が、前
記成層燃焼領域のうちの高回転側領域にあるときには、
吸気分割噴射および排気ガス還流(EGR)を行う空燃
比15以下の均一燃焼を行うように構成されている。こ
のような構成によれば、エンジンからのNOx排出が比
較的多くなる加速時に、NOx触媒の三元機能によりN
Oxを十分に低減しつつ、加速性が確保される。本発明
の好ましい形態によれば、前記成層燃焼領域のうちの高
回転側領域で行われる前記吸気分割噴射による空燃比1
5以下の均一燃焼におけるEGR率は、30パーセント
以上であるように構成されている。このような構成によ
れば、燃料を吸気行程で分割して噴射することにより、
高い率のEGRが可能となるため、この高い率のEGR
により排気ガス温度が低下し、NOx触媒の温度を、N
Oxを効率良く浄化できる温度範囲に下げることが可能
となる。
According to a preferred embodiment of the present invention, when the NOx catalyst is at or near the predetermined temperature, in the low rotation speed side region of the stratified combustion region where λ is 1.3 or more,
Batch injection of fuel during intake stroke and exhaust gas recirculation (EGR)
Is performed to perform uniform combustion at an air-fuel ratio of 15 or less. According to such a configuration, even in the low rotation speed region in the stratified combustion region, it is possible to achieve both the purification of exhaust gas by the three-way function of the NOx catalyst and the suppression of fuel consumption. According to a preferred embodiment of the present invention, at the time of acceleration, when the engine operating state determined by the load and the number of revolutions of the engine is in the high rotation side region of the stratified combustion region,
It is configured to perform uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less for performing intake split injection and exhaust gas recirculation (EGR). According to such a configuration, at the time of acceleration in which NOx emission from the engine is relatively large, the three-way function of the NOx catalyst causes N
Acceleration is ensured while Ox is sufficiently reduced. According to a preferred embodiment of the present invention, the air-fuel ratio of 1 by the intake split injection performed in the high rotation speed region of the stratified combustion region is set.
The EGR rate in uniform combustion of 5 or less is configured to be 30% or more. According to such a configuration, by dividing and injecting the fuel in the intake stroke,
Since a high rate of EGR is possible, this high rate of EGR
, The temperature of the NOx catalyst is reduced to N
Ox can be reduced to a temperature range that can be efficiently purified.

【0022】本発明の好ましい形態によれば、エンジン
冷機時には、前記低負荷・低回転時でも、空燃比15以
下の均一燃焼とし、さらに、前記NOx触媒の上流側に
三元触媒が配置されている構成とされている。このよう
な構成によれば、エンジンの冷機時には、低負荷・低回
転でも、空燃比15以下の均一燃焼としているので、排
気ガス温度が高くなり、触媒の温度が速やかに上昇す
る。また、NOx触媒の上流側に三元触媒が配置されて
いるので、この三元触媒の温度が上昇しやすくなる。本
発明の好ましい形態では、運転状態にかかわらず、前記
三元触媒の温度状態が高温状態のときには、吸気分割噴
射および排気還流(EGR)を行う空燃比15以下の均
一燃焼を行うように構成されている。このような構成に
よれば、三元触媒が耐熱温度限界に達しにくくなるの
で、三元触媒をよりエンジンに近く配置できる。このた
め、冷機時の三元触媒の昇温が速やかに行われ、冷間の
エミッションが改善される。本発明の好ましい形態で
は、燃料が吸気分割噴射される均一燃焼領域と、前記成
層燃焼領域との双方で排気ガス還流(EGR)を行うよ
うに構成されている。このような構成によれば、幅広い
運転域で、エンジンからのNOx排出量低減と、燃費の
向上が図られる。
According to a preferred embodiment of the present invention, when the engine is cold, uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less is performed even at the time of the low load and low rotation, and a three-way catalyst is arranged upstream of the NOx catalyst. Configuration. According to such a configuration, when the engine is cold, uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less is performed even at a low load and a low rotation, so that the exhaust gas temperature increases and the temperature of the catalyst quickly rises. Further, since the three-way catalyst is arranged on the upstream side of the NOx catalyst, the temperature of the three-way catalyst tends to increase. In a preferred embodiment of the present invention, when the temperature state of the three-way catalyst is a high temperature state regardless of the operation state, uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less for performing intake split injection and exhaust gas recirculation (EGR) is performed. ing. According to such a configuration, the three-way catalyst hardly reaches the heat-resistant temperature limit, so that the three-way catalyst can be arranged closer to the engine. For this reason, the temperature of the three-way catalyst is rapidly raised at the time of cooling, and the emission during cold is improved. In a preferred embodiment of the present invention, exhaust gas recirculation (EGR) is performed in both the uniform combustion region where fuel is dividedly injected and the stratified combustion region. According to such a configuration, reduction of NOx emission from the engine and improvement of fuel efficiency can be achieved in a wide operating range.

【0023】また上記目的を達成するために、本件出願
の他の発明は、空気過剰率λが1より大きいリーン領域
で排気ガス中のNOxを低減するNOx触媒が排気マニ
ホールドから離間した排気通路に配置され、低負荷・低
回転域をリーン状態の成層燃焼領域とし、中・高回転領
域を空燃比15以下の均一燃焼領域とする火花点火式直
噴エンジンの制御装置において、前記エンジンは、気筒
列が車軸方向に並ぶように搭載され、前記気筒列の方向
に延びる一対のエンジン側壁のうちの車両前方側のエン
ジン側壁に排気ポート開口部が設けられ、前記排気マニ
ホールドに連結される排気管がエンジン下方を通してエ
ンジンの車両後方側に延びるとともに、前記NOx触媒
が、前記排気管の前記エンジンの下方より下流側部分に
配置され、前記排気マニホールドから前記エンジン下方
にかけての間であり且つ前記NOx触媒の上流側に位置
する排気管が、断熱空間を備えた二重排気管とされ、前
記成層燃焼領域のλを1.3以上とし、前記中・高回転
領域のうち、部分負荷領域の燃料噴射形態を、吸気行程
の前期から中期にかけて噴射がそれぞれ開始される吸気
分割噴射とし、前記成層燃焼領域に隣接して空燃比15
以下の均一燃焼領域を設け、該均一燃焼領域での燃料噴
射形態を前記吸気分割噴射とした構成を備えている。
In order to achieve the above object, another invention of the present application discloses a fuel cell system in which a NOx catalyst for reducing NOx in exhaust gas in a lean region where an excess air ratio λ is greater than 1 is provided in an exhaust passage separated from an exhaust manifold. In a control device for a direct-injection spark-ignition engine, wherein a low-load / low-speed region is a lean stratified combustion region, and a middle / high-speed region is a uniform combustion region having an air-fuel ratio of 15 or less, the engine comprises a cylinder An exhaust port opening is provided on an engine side wall on the vehicle front side of a pair of engine side walls extending in the direction of the cylinder line, and an exhaust pipe connected to the exhaust manifold is provided. The NOx catalyst extends to the vehicle rear side of the engine through the lower portion of the engine, and the NOx catalyst is disposed in a portion of the exhaust pipe downstream of the engine below the engine. An exhaust pipe located between the manifold and the lower portion of the engine and located upstream of the NOx catalyst is a double exhaust pipe having an adiabatic space, and has a λ of 1.3 or more in the stratified combustion region, The fuel injection mode of the partial load region in the middle and high rotation regions is divided into intake injections in which the injection is started from the first half to the middle period of the intake stroke, and the air-fuel ratio is adjacent to the stratified combustion region.
The following uniform combustion region is provided, and the fuel injection mode in the uniform combustion region is the intake split injection.

【0024】このような構成によれば、二重排気管によ
り、排気ガスからの放熱が抑制され、エンジン始動直後
の、車両停止時または定速走行時における、触媒の昇温
が速やかに行われる。また、排気ガス温度が比較的低い
λが1.3以上の成層燃焼領域においても、NOx触媒
に流れ込む排気ガスの温度が、NOx触媒の温度がNO
x浄化(NOx吸着を含む)が効率良く行われる温度範
囲内になる程度に維持される。さらに、エンジン中・高
回転領域では、空燃比15以下の均一燃焼領域であり、
部分負荷領域にあるとき燃料噴射形態が、吸気行程の前
期から中期にかけて噴射がそれぞれ開始される吸気分割
噴射とされているので、この領域では、このような吸気
分割噴射と、走行風によって、排気ガス温が低くなり、
中・高回転・部分負荷領域で、NOx触媒の温度をリー
ン領域でNOx浄化(NOx吸着を含む)が効率良く行
われる温度範囲内に維持できる。このため、NOx触媒
を、広い運転域で、NOx浄化率の高い状態に維持する
ことができ、エミッションが良好になる。
According to such a configuration, the heat release from the exhaust gas is suppressed by the double exhaust pipe, and the temperature of the catalyst is quickly raised immediately after the engine is started, when the vehicle is stopped or when the vehicle is running at a constant speed. . Further, even in a stratified combustion region where the exhaust gas temperature is relatively low and λ is 1.3 or more, the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst becomes lower than that of the NOx catalyst.
x purification (including NOx adsorption) is maintained within a temperature range in which the purification is efficiently performed. Further, in the engine middle / high rotation region, the air-fuel ratio is a uniform combustion region of 15 or less,
When the fuel injection mode is in the partial load region, the fuel injection mode is the intake split injection in which the injection is started from the first half to the middle period of the intake stroke. The gas temperature drops,
In the middle / high rotation / partial load range, the temperature of the NOx catalyst can be maintained within a temperature range in which NOx purification (including NOx adsorption) is efficiently performed in the lean range. For this reason, the NOx catalyst can be maintained at a high NOx purification rate in a wide operating range, and emission is improved.

【0025】この発明の好ましい形態によれば、エンジ
ン冷機時には、前記低負荷・低回転時でも、空燃比15
以下の均一燃焼とし、さらに、前記NOx触媒の上流側
に三元触媒が配置されている構成とされている。このよ
うな構成によれば、三元触媒は、エンジンの前方側に配
置されることになり、走行風によって、冷却されるの
で、過熱が抑制されるととにもに、排気マニホールドへ
の直付けが可能となり、冷間始動直後の速やかな昇温が
可能となり、冷間エミッションが改善される。この発明
の好ましい形態によれば、運転状態にかかわらず、前記
三元触媒の温度状態が高温状態のときには、吸気行程に
燃料を分割して噴射しかつ排気還流(EGR)を行う空
燃比15以下の均一燃焼を行うように構成されている。
このような構成によれば、空燃比15以下の均一燃焼に
よる三元触媒の反応によって、三元触媒の下流の排気ガ
ス温度は上昇し、NOx触媒の温度も上昇する傾向にあ
るが、燃料の分割噴射およびEGRによって、NOx触
媒の温度が、リーン領域でのNOx浄化率が高い温度範
囲以上に高くなることを抑制し、速やかに希薄燃焼の運
転形態に移行できる。この発明の好ましい形態によれ
ば、前記吸気分割噴射を行う領域のエンシ゛ン回転数の上限
値N3をエンジンの定格回転数の2/4〜3/4の範囲
とし、成層燃焼領域のエンジン回転数の上限値N2から
前記N3までのエンジン回転領域では、車両が高速ギア
段で略平坦路を定速走行するときの駆動負荷を示すロー
ド・ロードラインを含む低負荷領域から、全負荷を除く
略高負荷領域までの負荷範囲で、燃料噴射形態を前記吸
気分割噴射とし、空気過剰率λを略1とし、かつ、前記
ロード・ロードライン近傍の低負荷領域におけるEGR
率を10パーセント以上とするように構成されている。
According to a preferred embodiment of the present invention, when the engine is cold, the air-fuel ratio is 15 even at the low load and low speed.
The following homogeneous combustion is adopted, and a three-way catalyst is arranged upstream of the NOx catalyst. According to such a configuration, the three-way catalyst is disposed on the front side of the engine and is cooled by the traveling wind, so that overheating is suppressed and the direct flow to the exhaust manifold is suppressed. The temperature can be quickly increased immediately after the cold start, and the cold emission can be improved. According to a preferred embodiment of the present invention, regardless of the operation state, when the temperature state of the three-way catalyst is a high temperature state, the air-fuel ratio is 15 or less at which fuel is divided and injected during the intake stroke and exhaust gas recirculation (EGR) is performed. Is configured to perform uniform combustion.
According to such a configuration, the temperature of the exhaust gas downstream of the three-way catalyst tends to increase and the temperature of the NOx catalyst also tends to increase due to the reaction of the three-way catalyst due to uniform combustion at an air-fuel ratio of 15 or less. By the split injection and the EGR, the temperature of the NOx catalyst is prevented from becoming higher than the temperature range in which the NOx purification rate in the lean region is high, and the operation mode can be promptly shifted to the lean burn operation mode. According to a preferred embodiment of the present invention, the upper limit value N3 of the engine speed in the region where the intake split injection is performed is set to a range of 2/4 to 3/4 of the rated engine speed, and the engine speed in the stratified combustion region is reduced. In the engine rotation range from the upper limit N2 to the N3, the low load region including the load / load line indicating the driving load when the vehicle travels on a substantially flat road at a constant speed in a high gear position, and is substantially high except for the full load. In the load range up to the load range, the fuel injection mode is the intake split injection, the excess air ratio λ is approximately 1, and the EGR in the low load range near the load / load line.
The rate is set to 10% or more.

【0026】このような構成によれば、運転頻度が高く
且つ触媒の温度が高くなり易いエンジン運転領域(高速
ギア段で一定速度の高速走行をするエンジン運転領域)
で、吸気分割噴射としているので、10パーセント以上
という高い割合のEGRが可能となる。そして、吸気分
割噴射と高い割合のEGRの相乗効果で、排気ガス温度
が下がり(排気ガス温度の上昇が抑制され)、NOx触
媒をNOx浄化率が高い温度範囲に維持することが可能
となる。さらに、吸気分割噴射を行う領域のエンシ゛ン回転
数の上限値N3をエンジンの定格回転数の2/4〜3/
4の範囲としているので、分割噴射の噴射間隔の設定の
自由度が大きくなる。
According to such a configuration, the engine operating region where the operating frequency is high and the temperature of the catalyst is likely to be high (the engine operating region where the vehicle travels at a high speed at a constant speed in a high gear stage).
Therefore, since the intake is divided into injections, a high ratio of EGR of 10% or more can be achieved. Then, due to the synergistic effect of the intake split injection and the high ratio of EGR, the exhaust gas temperature decreases (the increase in the exhaust gas temperature is suppressed), and the NOx catalyst can be maintained in a temperature range in which the NOx purification rate is high. Further, the upper limit value N3 of the engine speed in the region where the intake split injection is performed is set to 2/4 to 3/3 of the rated engine speed.
Since the range is set to 4, the degree of freedom in setting the injection interval of the split injection is increased.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の好
ましい実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明の第
1の実施形態に係る筒内噴射式エンジンの制御装置Aの
全体構成を示す概略図である。制御装置Aによって制御
されるエンジン1は、例えば車両に搭載された直列4気
筒エンジンである。このエンジン1は第1〜第4までの
4つの気筒2,2,…(1つのみ図示する)を有し、各
気筒2内にピストン3が往復動可能に嵌挿されていて、
そのピストン3により気筒2内に燃焼室4が区画されて
いる。この燃焼室4の上壁における気筒軸心上の位置に
は、点火回路5に接続された点火プラグ6が燃焼室4に
臨むように取り付けられている。また、前記燃焼室4の
側壁部には、移動するピストン3と干渉しない位置に、
燃焼室4に燃料を直接噴射するようにインジェクタ(燃
料噴射弁)7が取り付けられている。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a control device A for a direct injection engine according to a first embodiment of the present invention. The engine 1 controlled by the control device A is, for example, an in-line four-cylinder engine mounted on a vehicle. The engine 1 has four first to fourth cylinders 2, 2,... (Only one is shown), and a piston 3 is inserted into each cylinder 2 so as to be able to reciprocate.
A combustion chamber 4 is defined in the cylinder 2 by the piston 3. An ignition plug 6 connected to an ignition circuit 5 is attached to a position on the cylinder axis on the upper wall of the combustion chamber 4 so as to face the combustion chamber 4. In addition, the side wall of the combustion chamber 4 is located at a position that does not interfere with the moving piston 3.
An injector (fuel injection valve) 7 is attached to inject fuel directly into the combustion chamber 4.

【0028】前記インジェクタ7には、詳しくは後述す
るが、高圧燃料ポンプ71やプレッシャレギュレータ7
2,73等を有する燃料供給回路70が接続されてお
り、この燃料供給回路70によって、燃料タンク74か
らの燃料を適正な圧力に調整しながら、インジェクタ7
に供給するように構成されている。また、その燃料圧力
を検出する燃圧センサ8が設けられている。そして、前
記インジェクタ7により燃料が気筒2の圧縮行程後期に
噴射されると、その燃料噴霧はピストン3の頂面に凹設
したキャビティ(図示せず)にトラップされて、前記点
火プラグ6近傍に比較的濃い混合気の層を形成する。一
方、前記インジェクタ7により燃料が気筒2の吸気行程
で噴射されると、その燃料噴霧は燃焼室4に拡散して吸
気(空気)と混合され、燃焼室4に均一な混合気を形成
する。
Although described in detail later, the injector 7 includes a high-pressure fuel pump 71 and a pressure regulator 7.
The fuel supply circuit 70 is connected to the injector 7 while adjusting the fuel from the fuel tank 74 to an appropriate pressure.
It is configured to supply to. Further, a fuel pressure sensor 8 for detecting the fuel pressure is provided. When fuel is injected by the injector 7 in the latter half of the compression stroke of the cylinder 2, the fuel spray is trapped in a cavity (not shown) formed in the top surface of the piston 3, and near the ignition plug 6. A relatively dense mixture is formed. On the other hand, when the fuel is injected by the injector 7 in the intake stroke of the cylinder 2, the fuel spray diffuses into the combustion chamber 4 and mixes with the intake air (air) to form a uniform mixture in the combustion chamber 4.

【0029】前記燃焼室4は、図示しない吸気ポートに
より吸気弁9を介して吸気通路10に連通されている。
この吸気通路10は、前記燃焼室4に対しエアクリーナ
11で濾過した吸気を供給するものであり、上流側から
下流側に向かって順に、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12と、吸気通
路10を絞る電気式スロットル弁1と、サージタンク1
4とが配設されている。前記電気式スロットル弁13
は、図外のアクセルペダルに対し機械的には連結されて
おらず、モータ15により駆動されて開閉するようにな
っている。また、スロットル弁13の開度を検出するス
ロットル開度センサ16と、サージタンク14内の吸気
負圧を検出する吸気負圧センサ17とがそれぞれ設けら
れている。前記サージタンク14よりも下流側の吸気通
路10は、気筒2毎に分岐する独立通路10aとされて
いて、その各独立通路10aの下流端部がさらに2つに
分岐してそれぞれ吸気ポートに連通しており、その分岐
路のうちの一方にスワール制御弁18が設けられてい
る。このスワール制御弁18はアクチュエータ19によ
り駆動されて開閉するものであり、スワール制御弁18
が開弁すると、吸気は他方の分岐路のみから燃焼室4に
供給されて、強い吸気スワールを生成する一方、スワー
ル制御弁18が開くに連れて吸気スワールは弱められる
ようになっている。また、そのスワール制御弁18の開
度を検出するスワール制御弁開度センサ20が設けられ
ている。
The combustion chamber 4 is connected to an intake passage 10 via an intake valve 9 by an intake port (not shown).
The intake passage 10 supplies the intake air filtered by the air cleaner 11 to the combustion chamber 4, and detects a quantity of intake air taken into the engine 1 in order from an upstream side to a downstream side. A sensor 12, an electric throttle valve 1 for restricting the intake passage 10, and a surge tank 1
4 are provided. The electric throttle valve 13
Is not mechanically connected to an accelerator pedal (not shown), and is driven by a motor 15 to open and close. Further, a throttle opening sensor 16 for detecting the opening of the throttle valve 13 and an intake negative pressure sensor 17 for detecting an intake negative pressure in the surge tank 14 are provided. The intake passage 10 downstream of the surge tank 14 is an independent passage 10a branched for each cylinder 2, and the downstream end of each independent passage 10a is further branched into two and communicates with the intake port. The swirl control valve 18 is provided on one of the branches. The swirl control valve 18 is driven by an actuator 19 to open and close.
Is opened, the intake air is supplied to the combustion chamber 4 only from the other branch passage to generate a strong intake swirl, while the intake swirl is weakened as the swirl control valve 18 opens. In addition, a swirl control valve opening sensor 20 for detecting the opening of the swirl control valve 18 is provided.

【0030】燃焼室4から燃焼ガスを排出する排気通路
22が設けられ、排気通路22の上流端は気筒2毎に分
岐して排気マニホールド22aを形成し、これらの排気
マニホールド22aが図示しない排気ポートにより排気
弁23を介して各燃焼室4に連通されている。この排気
通路22には上流側から下流側に向かって順に、排気中
の酸素濃度を検出するO2センサ24と、排気を浄化す
る触媒25とが配設されている。前記O2センサ24
は、排気中の酸素濃度に基づいて空燃比を検出するため
に用いられるもので、空燃比が理論空燃比のときを境に
出力が急変する特性を有する。
An exhaust passage 22 for discharging combustion gas from the combustion chamber 4 is provided. An upstream end of the exhaust passage 22 is branched for each cylinder 2 to form an exhaust manifold 22a, and these exhaust manifolds 22a are connected to an exhaust port (not shown). Is connected to each combustion chamber 4 via an exhaust valve 23. In the exhaust passage 22, an O 2 sensor 24 for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas and a catalyst 25 for purifying the exhaust gas are arranged in order from the upstream side to the downstream side. The O 2 sensor 24
Is used to detect the air-fuel ratio based on the oxygen concentration in the exhaust gas, and has a characteristic that the output changes suddenly when the air-fuel ratio is at the stoichiometric air-fuel ratio.

【0031】また、前記触媒25は、軸方向(排気の流
れ方向)に沿って互いに平行に延びる多数の貫通孔が開
口するハニカム構造のコージェライト製担体(図示せ
ず)を有し、その各貫通孔壁面に触媒層を形成したもの
である。この触媒25には、空燃比が理論空燃比よりも
大きいリーン状態でNOxを吸着する一方、空燃比が理
論空燃比近傍又はこれよりも小さいリッチ状態になる
と、吸着したNOxを放出しかつ還元浄化するNOx吸
着還元タイプのリーンNOx触媒が用いられている。こ
のようなNOx吸着還元性能を有する触媒は、そのNO
x浄化性能が温度状態に強く依存するという特性を有す
ることが知られており、触媒のNOx浄化率は、所定温
度範囲(例えば250〜400℃)で極めて高くなる一
方、それ以上の高温状態では温度上昇に伴い急速に低下
する。
The catalyst 25 has a cordierite carrier (not shown) having a honeycomb structure in which a large number of through holes extending parallel to each other along an axial direction (flow direction of exhaust gas) are opened. The catalyst layer is formed on the wall surface of the through hole. While the catalyst 25 adsorbs NOx in a lean state where the air-fuel ratio is higher than the stoichiometric air-fuel ratio, when the air-fuel ratio becomes rich near or below the stoichiometric air-fuel ratio, the adsorbed NOx is released and reduced and purified. A lean NOx catalyst of the NOx adsorption reduction type is used. A catalyst having such NOx adsorption / reduction performance is characterized by its NO.
It is known that the x-purification performance has a characteristic that strongly depends on the temperature state, and the NOx purification rate of the catalyst becomes extremely high in a predetermined temperature range (for example, 250 to 400 ° C.), while in a high temperature state higher than that. Decreases rapidly with increasing temperature.

【0032】さらに、前記O2センサ24よりも上流側
の排気通路20にはEGR通路26の上流端が分岐接続
され、このEGR通路26の下流端は前記スロットル弁
13とサージタンク14との間の吸気通路10に接続さ
れていて、排気の一部を吸気系に還流させるようになっ
ている。このEGR通路26の下流端寄りには開度調整
可能な電気式のEGR弁27が配設されており、EGR
通路26による排気の還流量(以下EGR量という)を
調整するようになっている。また、そのEGR弁27の
リフト量を検出するリフトセンサ28が設けられてい
る。
Further, an upstream end of an EGR passage 26 is branched and connected to the exhaust passage 20 upstream of the O 2 sensor 24, and a downstream end of the EGR passage 26 is provided between the throttle valve 13 and the surge tank 14. And a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system. Near the downstream end of the EGR passage 26, an electric EGR valve 27 whose opening can be adjusted is disposed.
The amount of exhaust gas recirculated through the passage 26 (hereinafter, referred to as an EGR amount) is adjusted. Further, a lift sensor 28 for detecting a lift amount of the EGR valve 27 is provided.

【0033】前記燃料供給回路70は、インジェクタ7
と燃料タンク74とを接続する燃料通路75を有し、燃
料タンク74内に配置した低圧燃料ポンプ76により燃
料を汲み上げて、インジェクタ7に供給するものであ
る。前記燃料通路75の途中には上流側から順に、低圧
プレッシャレギュレータ72、燃料フィルタ77、及び
高圧供給ポンプ71が配設されており、低圧燃料ポンプ
76から吐出された燃料は低圧プレッシャレギュレータ
72によって調圧されて後、高圧燃料ポンプ71によっ
てさらに増圧され、その高圧燃料がインジェクタ7へ供
給される。
The fuel supply circuit 70 includes an injector 7
A fuel passage 75 connects the fuel tank 74 to the fuel tank 74. The fuel is pumped up by a low-pressure fuel pump 76 disposed in the fuel tank 74 and supplied to the injector 7. A low-pressure pressure regulator 72, a fuel filter 77, and a high-pressure supply pump 71 are disposed in the middle of the fuel passage 75 in order from the upstream side. The fuel discharged from the low-pressure fuel pump 76 is regulated by the low-pressure pressure regulator 72. After being pressurized, the pressure is further increased by the high-pressure fuel pump 71, and the high-pressure fuel is supplied to the injector 7.

【0034】また、前記インジェクタ7へ供給された燃
料の余剰分はリターン通路78により、低圧プレッシャ
レギュレータ72及び燃料フィルタ77間の燃料通路7
5に戻される。このリターン通路78の途中には高圧プ
レッシャレギュレータ73が配設されており、余剰の燃
料が高圧プレッシャレギュレータ73によって流量調整
されながら高圧燃料ポンプ71の上流側にリターンされ
ることで、インジェクタ7に供給される燃料の圧力が適
正に調整されるようになっている。
The excess fuel supplied to the injector 7 is supplied to the fuel passage 7 between the low-pressure pressure regulator 72 and the fuel filter 77 through the return passage 78.
Returned to 5. A high-pressure pressure regulator 73 is provided in the middle of the return passage 78, and surplus fuel is returned to the upstream side of the high-pressure fuel pump 71 while the flow rate is adjusted by the high-pressure pressure regulator 73, and supplied to the injector 7. The pressure of the supplied fuel is adjusted appropriately.

【0035】さらに、前記燃料タンク74内の蒸発燃料
を回収してエンジン1の吸気系に供給するリニアパージ
装置(蒸発燃料供給手段)80が設けられている。この
リニアパージ装置80は、蒸発燃料を吸着するキャニス
タ81と、このキャニスタ81に燃料タンク74からの
蒸発燃料を導く導入通路82と、前記キャニスタ81及
び吸気通路10を連通するパージ通路83とを備えてい
る。
Further, there is provided a linear purge device (evaporated fuel supply means) 80 for recovering the evaporated fuel in the fuel tank 74 and supplying it to the intake system of the engine 1. The linear purge device 80 includes a canister 81 that adsorbs evaporated fuel, an introduction passage 82 that guides the evaporated fuel from the fuel tank 74 to the canister 81, and a purge passage 83 that communicates the canister 81 and the intake passage 10. I have.

【0036】前記パージ通路83は、前記キャニスタ8
1に吸着されている蒸発燃料を吸気負圧により吸い出し
て、スロットル弁13とサージタンク14との間の吸気
通路10に供給するものであり、その途中にはデューテ
ィソレノイド弁からなるパージ弁84が設けられてい
る。そして、そのパージ弁84の開度のデューティ制御
によって、吸気通路10への蒸発燃料量の供給量(パー
ジ量)が連続的に調整されるようになっている。
The purge passage 83 communicates with the canister 8.
The fuel vapor adsorbed by the suction valve 1 is sucked out by the intake negative pressure and supplied to the intake passage 10 between the throttle valve 13 and the surge tank 14, and a purge valve 84 composed of a duty solenoid valve is provided on the way. Is provided. The supply amount (purge amount) of the evaporated fuel amount to the intake passage 10 is continuously adjusted by the duty control of the opening degree of the purge valve 84.

【0037】前記点火プラグ6の点火回路5、インジェ
クタ7、電気式スロットル弁13の駆動モータ15、ス
ワール制御弁18のアクチュエータ19、電気式EGR
弁27、パージ弁84等はコントロールユニット40
(以下、ECUという)によって作動制御されるように
なっている。一方、このECU40には、前記エアフロ
ーセンサ12、スロットル開度センサ16、吸気負圧セ
ンサ17、スワール制御弁開度センサ20、O2センサ
24、EGR弁27のリフトセンサ28等の各出力信号
が入力されており、加えて、エンジン1の冷却水温度
(エンジン水温)を検出する水温センサ(温度状態検出
手段)30、吸気温度を検出する吸気温センサ31、大
気圧を検出する大気圧センサ32、エンジン回転数を検
出する回転数センサ33、及びアクセルペダルの開度
(踏込み量)を検出するアクセル開度センサ34の各出
力信号が入力されている。
The ignition circuit 5 of the ignition plug 6, the injector 7, the drive motor 15 of the electric throttle valve 13, the actuator 19 of the swirl control valve 18, the electric EGR
The valve 27, the purge valve 84, etc.
(Hereinafter referred to as ECU). On the other hand, this ECU 40, the air flow sensor 12, a throttle opening sensor 16, the output signals such as the intake negative pressure sensor 17, the swirl control valve opening sensor 20, O 2 lift sensor 28 of the sensor 24, EGR valve 27 is In addition, a water temperature sensor (temperature state detecting means) 30 for detecting a cooling water temperature (engine water temperature) of the engine 1, an intake air temperature sensor 31 for detecting an intake air temperature, an atmospheric pressure sensor 32 for detecting an atmospheric pressure The output signals of a rotation speed sensor 33 for detecting the engine speed and an accelerator opening sensor 34 for detecting the opening (depression amount) of an accelerator pedal are input.

【0038】次に、図2および図3を参照して、エンジ
ン1等と車両の位置関係を説明する。図2は、エンジン
1を搭載した車両の前部分を車幅方向からみた概略的な
図面であり、図3は、車両に搭載されたエンジン1を後
方即ち運転席方向からみた概略的な図面である。図2お
よび図3に示されているように、エンジン1は、その気
筒列が車軸(車幅)方向に並ぶように、ミッションMに
隣接し且つラジエタ89の後方に位置するようにして、
車両のボンネットB下に形成されたエンジンルームR内
に配置されている。エンジン1の側壁に形成された排気
ポート開口90は、車両後方側に位置している。排気ポ
ート開口90に接続された排気マニホールド22aは、
エンジン1の後方側を下方に向かって延び、互いに連結
されて排気管22となっている。排気管22は、エンジ
ン1の後方側をエンジン1の後壁と略平行に下方に向か
って延び、エンジン1の下端とほぼ同じ高さ位置で、車
両後方側に向かって折れ曲がり、車両後方に向かって延
びている。排気管22の下流端は、フレキシブルジョイ
ント92を介して、フロアパネルPの下方に配置された
触媒(NOx触媒)25に連結されている。即ち、この
実施形態では、排気ポート90に排気マニホールド22
aを介して連結されている排気管22および触媒(NO
x触媒)25は、エンジン1の本体の車両後方側に配置
され、これらは走行風により熱が奪われにくい断熱配置
とされている。
Next, the positional relationship between the engine 1 and the like and the vehicle will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic view of the front portion of the vehicle equipped with the engine 1 as viewed from the vehicle width direction, and FIG. 3 is a schematic diagram of the engine 1 mounted on the vehicle viewed from the rear, ie, from the driver's seat direction. is there. As shown in FIGS. 2 and 3, the engine 1 is positioned adjacent to the transmission M and behind the radiator 89 so that the cylinder rows are arranged in the axle (vehicle width) direction.
It is arranged in an engine room R formed under the hood B of the vehicle. The exhaust port opening 90 formed in the side wall of the engine 1 is located on the vehicle rear side. The exhaust manifold 22a connected to the exhaust port opening 90 is
The rear side of the engine 1 extends downward and is connected to each other to form an exhaust pipe 22. The exhaust pipe 22 extends downward on the rear side of the engine 1 substantially in parallel with the rear wall of the engine 1, bends toward the vehicle rear side at substantially the same height as the lower end of the engine 1, and faces toward the vehicle rear side. Extending. The downstream end of the exhaust pipe 22 is connected via a flexible joint 92 to a catalyst (NOx catalyst) 25 disposed below the floor panel P. That is, in this embodiment, the exhaust port 90 is connected to the exhaust manifold 22.
a through the exhaust pipe 22 and the catalyst (NO
The x-catalysts) 25 are arranged on the rear side of the main body of the engine 1 on the vehicle, and these are arranged in an adiabatic manner where heat is not easily taken away by the traveling wind.

【0039】この実施形態に係るエンジンの制御装置A
は、インジェクタ7による燃料噴射の形態(燃料噴射時
期及び空燃比等)を切替えることにより、エンジン1を
異なる燃焼状態で運転する、即ち、エンジン1の燃焼モ
ード(運転モード)を切替える燃焼モード制御手段をE
CU40に備えている。
Engine control device A according to this embodiment
Switches the mode of fuel injection by the injector 7 (fuel injection timing, air-fuel ratio, etc.) to operate the engine 1 in a different combustion state, that is, combustion mode control means for switching the combustion mode (operation mode) of the engine 1 To E
The CU 40 is provided.

【0040】この燃焼モード制御手段には、エンジン1
を、空燃比が理論空燃比より大きいリーン状態で運転し
または理論空燃比以下のリッチ状態で運転するか、燃料
の噴射をどの行程のどの時点で噴射するか、燃料の噴射
は一括か分割か、排気還流を行うか否かなどのエンジン
制御するデータが、エンジン回転数およびエンジン負荷
に応じた複数の制御マップとして予め設定されており、
エンジン制御装置は、この制御マップにより、エンジン
の運転状態を切り替えるように構成されている。
The combustion mode control means includes the engine 1
Operating in a lean state where the air-fuel ratio is greater than or equal to the stoichiometric air-fuel ratio, or in a rich state where the air-fuel ratio is equal to or less than the stoichiometric air-fuel ratio, at what point in the stroke of the fuel injection, and whether the fuel injection is batch or split The engine control data such as whether or not to perform exhaust gas recirculation is preset as a plurality of control maps according to the engine speed and the engine load,
The engine control device is configured to switch the operating state of the engine based on the control map.

【0041】具体的には、エンジン1が暖機後の基本制
御モードにあるときには、図4Aに示されているよう
に、低負荷・低回転側の運転領域が、空気過剰率λが
1.3以上の成層希薄燃焼領域I(I'を含む)とさ
れ、燃料が圧縮行程で一括噴射され噴射モードとされ
る。また、成層希薄燃焼領域I(I’)に高負荷ないし
高回転側で隣接する運転領域II、III、IVは、λが1
(または略1)即ち空燃比15以下の均一燃焼領域とさ
れ、均一燃焼領域より高負荷・高回転側の領域は、エン
リッチ領域Vとされている。この均一燃焼領域のうち、
エンジン回転数がN1(例えば1200rpm)未満の
低回転領域IIと、エンジン回転数がエンジン1の定格回
転数の2/4〜3/4の範囲の値であるN3(例えば3
500rpm)以上の高回転領域および成層希薄燃焼領
域Iの上限エンジン回転数N2(例えば2250rp
m)からN3まで運転領域のうちの低負荷領域からなる
領域IVでは、吸気行程で燃料を一括噴射する吸気一括噴
射が行われる。さらに、均一燃焼領域のうちのII、IV以
外の領域IIIすなわちエンジン回転数がN1からN2の
範囲で全負荷領域と負荷が極めて低い領域とを除く領域
IIIでは、燃料が吸気行程の前期から中期にかけて2分割
で噴射される吸気分割噴射が行われる。この吸気分割噴
射としては、例えば、吸気行程のクランク角が30度お
よび80度付近で、それぞれ、燃料を2分割して噴射す
る噴射形態が好ましい。
More specifically, when the engine 1 is in the basic control mode after warm-up, as shown in FIG. 4A, the operating region on the low load / low rotation side has an excess air ratio λ of 1. Three or more stratified lean burn regions I (including I ') are set, and the fuel is injected at a time during the compression stroke to set the injection mode. Further, in the operating regions II, III and IV adjacent to the stratified lean burn region I (I ′) on the side of high load or high rotation, λ is 1
That is, a uniform combustion region having an air-fuel ratio of 15 or less is defined as an enrichment region V, and a region on the high-load / high-rotation side of the uniform combustion region is defined as an enrichment region V. Of this uniform combustion area,
A low rotation region II in which the engine speed is less than N1 (for example, 1200 rpm) and N3 (for example, 3) in which the engine speed is a value in the range of 2/4 to 3/4 of the rated speed of the engine 1.
500 rpm) or higher and the upper limit engine speed N2 (for example, 2250 rpm) in the stratified lean burn region I.
In a region IV consisting of a low-load region of the operation region from m) to N3, the collective intake injection for performing the collective injection of the fuel in the intake stroke is performed. Further, a region III of the uniform combustion region other than II and IV, that is, a region excluding a full load region and a region where the load is extremely low when the engine speed is in the range of N1 to N2.
In III, split intake injection is performed in which fuel is injected in two splits from the first half to the middle of the intake stroke. As the intake split injection, for example, an injection mode in which fuel is split into two and injected when the crank angle of the intake stroke is around 30 degrees and 80 degrees is preferable.

【0042】図4Aから明らかなように、更に、領域I
(I'を含む)と、領域IIおよびIIIのうちの領域Iに隣
接する領域II’およびIII’すなわち領域IIおよびIIIの
うちの高負荷側の領域を除く領域とでは、EGRが実行
されるように構成されている。図4Aに一点鎖線で示さ
れるトランスミッションの高速段でのロード・ロードラ
イン(車両が高速ギア段で略平坦な路面を、例えば時速
100キロメートル程度の高速で定速走行するときの駆
動負荷を示すライン)は、エンジン回転数がN2からN
3の間の範囲では、領域III'に入る。したがって、この
実施形態では、エンジン回転数N2ないしN3の範囲
で、車両が略平坦な路面を高速で定速走行するときに
は、エンジン1は、燃料が吸気分割噴射され且つEGR
が行われる均一燃焼で運転されることになる。また、領
域III’内のロード・ロードライン近傍領域でのEGR
率は、10パーセント以上に設定され、吸気分割噴射と
高い割合のEGRの相乗効果で、この近傍領域での排気
ガス温度の上昇は、抑制されている。さらに、領域III'
でのEGR率は、領域II'のEGR率より高くなるように制御
される。また、エンジン冷間時には、図4Bに示されて
いるように、高回転または高負荷領域のエンリッチ領域
を除き、λを1(または略1)とした均一燃焼領域とさ
れている。
As is clear from FIG. 4A, the region I
(Including I ′) and the regions II ′ and III ′ adjacent to the region I of the regions II and III, that is, the regions other than the high-load region of the regions II and III, the EGR is performed. It is configured as follows. A load / load line at a high speed stage of the transmission indicated by a chain line in FIG. 4A (a line indicating a driving load when a vehicle travels on a substantially flat road surface at a high speed gear stage at a constant speed of, for example, about 100 km / h). ) Indicates that the engine speed is from N2 to N
In the range between 3, the region III 'is entered. Therefore, in this embodiment, when the vehicle travels at a constant speed at a high speed on a substantially flat road surface in the range of the engine speeds N2 and N3, the engine 1 performs the fuel split injection and the EGR.
Will be operated with uniform combustion. In addition, the EGR in the area near the road / load line in the area III '
The rate is set to 10% or more, and the synergistic effect of the intake split injection and the high rate of EGR suppresses an increase in the exhaust gas temperature in this vicinity. In addition, region III '
Is controlled to be higher than the EGR rate in the region II ′. In addition, when the engine is cold, as shown in FIG. 4B, a uniform combustion region where λ is 1 (or approximately 1) is set except for an enrichment region in a high rotation or high load region.

【0043】さらに、暖機後であっても、加速時または
触媒の温度状態が高温状態である過渡期には、図4Cに
示される噴射モードとなる。この噴射モードは、基本的
には、図4Aの噴射モードと同一であるが、基本噴射モ
ードの成層希薄燃焼領域のうちの高負荷・高回転側の領
域では、燃料が吸気行程で2分割して噴射され、基本噴
射モードにおける他の成層希薄燃焼領域では、燃料が吸
気行程で一括噴射され噴射モードとされて、成層リ−ン
燃焼領域がない点で、基本モードと相違する。すなわ
ち、加速時のエンジンからのNOx排出量の増大を抑制
するために成層リーン燃焼を中止して、また、触媒の過
熱によりリーン領域でのNOx低減率が低下している高
温状態でも成層リーン燃焼を中止して、それぞれ、NO
x触媒が三元機能を果たせる空燃比15以下の均一燃焼
としている。詳細には、図4Cに示されているように、
基本モード(図4A)の成層燃焼領域の高回転側の部分
が、吸気分割噴射の均一燃焼領域VIの一部とされてい
る。そして、この成層燃焼領域の高負荷・高回転側の部
分での、EGR率は、30パーセント以上となるように制
御される。このように、エンジン回転数がN1からN3
の範囲で全負荷領域と負荷が極めて低い領域を除く領域
VIIは、基本的には、燃料が吸気行程の前期から中期に
かけて2分割で噴射される吸気分割噴射による均一燃焼
領域とされている。しかしながら、回転数N1みかんの
領域では、燃料噴射時期は、吸気行程中の前期から中期
に限られず、吸気行程中のいずれかの時期に、分割して
噴射されるように構成されているのが好ましい。そし
て、エンリッチ領域を除く他の領域が、一括噴射による
均一燃焼領域VIIIとされている。
Further, even after the warm-up, the injection mode shown in FIG. 4C is set at the time of acceleration or during a transition period when the temperature of the catalyst is high. This injection mode is basically the same as the injection mode of FIG. 4A. However, in the high load / high rotation side region of the stratified lean combustion region of the basic injection mode, the fuel is divided into two in the intake stroke. In the other stratified lean burn region in the basic injection mode, the fuel is injected in a lump during the intake stroke to be in the injection mode, which is different from the basic mode in that there is no stratified lean burn region. That is, stratified lean combustion is stopped in order to suppress an increase in NOx emission from the engine during acceleration, and stratified lean combustion is performed even in a high temperature state in which the NOx reduction rate in the lean region is reduced due to overheating of the catalyst. And stop each, NO
The x-catalyst performs uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less that can perform a three-way function. Specifically, as shown in FIG. 4C,
The portion on the high rotation side of the stratified combustion region in the basic mode (FIG. 4A) is a part of the uniform combustion region VI of the split intake injection. Then, the EGR rate in the high load / high rotation side portion of the stratified combustion region is controlled to be 30% or more. Thus, when the engine speed changes from N1 to N3
Area except for the full load area and the area with extremely low load
VII is basically a uniform combustion region by intake split injection in which fuel is injected in two splits from the first half to the middle of the intake stroke. However, in the region of the rotational speed N1 orange, the fuel injection timing is not limited to the first half to the middle period during the intake stroke, and is configured to be divided and injected at any time during the intake stroke. preferable. A region other than the enrichment region is defined as a uniform combustion region VIII by the batch injection.

【0044】次に、ECU40が行う燃料噴射の具体的
な制御を図5のフローチャートに沿って説明する。図5
に示されているように、スタート後のステップS1にお
いて、アクセル開度、エンジン回転数、大気圧力、排気
中のO2濃度、吸入空気量、水温、吸気温、スロットル
開度、EGR弁開度などを読み込む。次に、ステップS
2において、目標エンジン負荷を算出する。すなわち、
アクセル開度およびエンジン回転数から成層燃焼領域の
目標負荷である図示平均有功圧力(Pi)を、エンジン
回転数、吸気温度および大気圧力(即ち吸入空気量)か
ら均一燃焼領域の目標エンジン負荷である吸気充填効率
(ce)を算出する。次に、ステップS3で、エンジン
が冷間状態であるか否を判定すべく、水温が所定温度W
T1以上であるか否かが判定される。WT1としては、
例えば摂氏45度から60度の間の温度が選択される。
S3でNO即ち水温がWT1未満であると判定されたと
きには、エンジンが冷間であるので、ステップS4に進
み、EGRを伴わない吸気一括噴射の均一燃焼モードが
選択される。
Next, the specific control of the fuel injection performed by the ECU 40 will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG.
As shown in the figure, in step S1 after the start, the accelerator opening, the engine speed, the atmospheric pressure, the O2 concentration in the exhaust, the intake air amount, the water temperature, the intake air temperature, the throttle opening, the EGR valve opening, etc. Read. Next, step S
In 2, the target engine load is calculated. That is,
The indicated average effective pressure (Pi), which is the target load in the stratified combustion region, is obtained from the accelerator opening and the engine speed, and the target engine load in the uniform combustion region is obtained from the engine speed, intake air temperature, and atmospheric pressure (ie, intake air amount). The intake charging efficiency (ce) is calculated. Next, at step S3, the water temperature is reduced to a predetermined temperature W to determine whether the engine is in a cold state.
It is determined whether it is T1 or more. As WT1,
For example, a temperature between 45 and 60 degrees Celsius is selected.
When NO is determined in S3, that is, when it is determined that the water temperature is lower than WT1, the engine is cold, so that the process proceeds to step S4, and the uniform combustion mode of the intake batch injection without EGR is selected.

【0045】ステップS3でYES即ち水温がWT1以
上と判定されたときには、ステップS5に進み、成層燃
焼を行う領域であるか否か即ちエンジン回転数がN2未
満の低負荷領域にあるか否かが判定される。ステップS
5でNOすなわち均一燃焼を行う領域にあると判定され
たときには、ステップS6に進み、燃料噴射を吸気分割
で行う領域であるか否か、即ち、エンジン回転数がN1
からN3の間であり且つ負荷が全負荷領域および極め負
荷の低い領域を除く部分負荷領域であるか否かが判定さ
れる。ステップS6でNO即ち吸気分割噴射を行う領域
ではないと判定されたときには、ステップS7に進み、
エンジン回転数が所定回転数N1以下であるか否かが判
定される。ステップS7でNO即ちエンジン回転数がN
1より高いと判定されたときには、ステップS8に進
み、吸気一括噴射による均一燃焼モードが選択される。
If YES in step S3, that is, if it is determined that the water temperature is equal to or higher than WT1, the process proceeds to step S5 to determine whether or not the engine is in a region where stratified combustion is performed, that is, whether or not the engine speed is in a low load region less than N2. Is determined. Step S
If NO in step 5, that is, if it is determined to be in the region where uniform combustion is performed, the process proceeds to step S6, and whether or not the region is where fuel injection is performed by split intake air, that is, if the engine speed is N1
It is determined whether or not the load is in the partial load region excluding the full load region and the region with extremely low load. If NO in step S6, that is, if it is determined that the region is not the region in which the intake split injection is performed, the process proceeds to step S7,
It is determined whether the engine speed is equal to or lower than a predetermined speed N1. NO in step S7, that is, when the engine speed is N
When it is determined that the value is higher than 1, the process proceeds to step S8, and the uniform combustion mode based on the collective intake injection is selected.

【0046】ステップS7でYES即ちエンジン回転数
がN1以下であると判定されたときには、ステップS9
に進み、NOx触媒25の温度が所定温度CT2以下で
あるか否かが判定される。ここで、所定温度CT2とし
ては、例えば、NOx触媒25の活性温度範囲の上限付
近の摂氏450度から500度の温度が選択される。ス
テップS9でYES即ちNOx触媒25の温度がCT2
以下であると判定されたときには、ステップS8に進
み、吸気一括噴射による均一燃焼モードが選択される。
一方、ステップS9でNO即ちNOx触媒25の温度が
CT2より高いと判定されたときには、排気ガスの温度
を下げて、触媒25の過熱を抑制すべく、ステップS1
0に進み、吸気分割噴射による均一燃焼モードが選択さ
れる。また、ステップS6でYES即ち吸気分割噴射を
行う領域であると判定された場合にも、ステップS10
に進み、吸気分割噴射による均一燃焼モードが選択され
る。
If YES in step S7, that is, if it is determined that the engine speed is not more than N1, step S9
Then, it is determined whether the temperature of the NOx catalyst 25 is equal to or lower than the predetermined temperature CT2. Here, as the predetermined temperature CT2, for example, a temperature of 450 to 500 degrees Celsius near the upper limit of the activation temperature range of the NOx catalyst 25 is selected. If YES in step S9, that is, if the temperature of the NOx catalyst 25 is CT2
When it is determined that the following conditions are satisfied, the process proceeds to step S8, and the uniform combustion mode based on the batch intake air injection is selected.
On the other hand, if NO in step S9, that is, if it is determined that the temperature of the NOx catalyst 25 is higher than CT2, step S1 is performed to reduce the temperature of the exhaust gas and suppress overheating of the catalyst 25.
The process proceeds to 0, and the uniform combustion mode based on the split intake injection is selected. Also, if YES in step S6, that is, if it is determined that the region is where the intake split injection is performed, step S10 is also performed.
To select the uniform combustion mode based on the intake split injection.

【0047】また、ステップS5でYES即ち成層燃焼
を行う領域である判定された時には、ステップS11に
進み加速状態であるか否かが判定される。ステップS1
1でYES即ち成層燃焼を行う領域での加速状態である
と判定されたときには、ステップS12に進み、エンジ
ン回転数が所定回転数N1以上であるが否かを判定され
る。ステップS12で、NO即ちエンジン回転数がN1
未満であると判定されたときには、ステップS8に進
み、吸気一括噴射による均一燃焼モードが選択される。
一方、ステップS12で、YES即ちエンジン回転数が
N1以上であると判定されたときには、ステップS10
に進み、吸気分割噴射による均一燃焼モードが選択され
る。
If YES in step S5, that is, if it is determined that the stratified charge combustion is to be performed, the process proceeds to step S11 to determine whether or not the vehicle is in an acceleration state. Step S1
If YES in step 1, that is, if it is determined that the vehicle is accelerating in the region where stratified combustion is performed, the process proceeds to step S12, and it is determined whether the engine speed is equal to or higher than the predetermined speed N1. In step S12, NO, that is, when the engine speed is N1
If it is determined that the value is less than the predetermined value, the process proceeds to step S8, and the uniform combustion mode based on the collective intake injection is selected.
On the other hand, if YES in step S12, that is, if it is determined that the engine speed is equal to or higher than N1, step S10
To select the uniform combustion mode based on the intake split injection.

【0048】また、ステップS11でNO即ち加速状態
ではないと判定されたときには、ステップS13に進
み、NOx触媒25の温度が所定温度CT1以下である
か否かが判定される。ここで、所定温度CT1として
は、例えば、NOx触媒25の活性温度範囲の上限付近
の摂氏400度から450度の温度が選択される。ステ
ップS13でNO即ちNOx触媒25の温度がCT1よ
り高いと判定されたときには、ステップS12に進み、
エンジン回転数により、ステップS8またはステップS
10のいずれか進む。ステップS13でYES即ちNO
x触媒25の温度がCT1以下であると判定されたとき
には、ステップS14に進み、燃料を圧縮行程で分割し
て噴射する領域であるか否かが判定され、YES即ち圧
縮分割する領域であると判定されたときには、ステップ
S15に進み、圧縮行程での分割噴射による成層燃焼モ
ードが選択され、NO即ち圧縮分割する領域ではない判
定されたときには、ステップS16に進み、圧縮行程で
の一括噴射による成層燃焼モードが選択される。
If NO in step S11, that is, if it is determined that the vehicle is not in the accelerated state, the process proceeds to step S13, where it is determined whether the temperature of the NOx catalyst 25 is equal to or lower than a predetermined temperature CT1. Here, as the predetermined temperature CT1, for example, a temperature of 400 to 450 degrees Celsius near the upper limit of the activation temperature range of the NOx catalyst 25 is selected. If NO in step S13, that is, if it is determined that the temperature of the NOx catalyst 25 is higher than CT1, the process proceeds to step S12,
Step S8 or step S, depending on the engine speed
Proceed to any of 10. YES in step S13, that is, NO
When it is determined that the temperature of the x catalyst 25 is equal to or lower than CT1, the process proceeds to step S14, where it is determined whether or not the region is where fuel is divided and injected in the compression stroke. If it is determined, the process proceeds to step S15, where the stratified combustion mode by split injection in the compression stroke is selected. If NO, that is, if it is not the region to be subjected to compression split, the process proceeds to step S16, where stratification by batch injection in the compression stroke is performed. The combustion mode is selected.

【0049】ステップS4、S8、S10、S15およ
びS16で各燃焼モードが選択されると、ステップS1
7に進み、各噴射モード毎に、各制御マップから燃料噴
射量、噴射時期、点火時期、スロットル開度、EGR弁
開度が算出される。詳細には、ECU40は、図6に示
されているようなエンジン制御マップを備えている。ま
ず、目標エンジン負荷とエンジン回転数に対応して設定
された目標空燃比マップから、スロットル開度と燃料噴
射量とが算出される。ここで、スロットル開度と燃料噴
射量毎に、空燃比マップを備えていると精度がより向上
する。更に、目標負荷とエンジン回転数(ただし、均一
燃焼領域では、実負荷とエンジン回転数)に対応して設
定されたEGRマップ、噴射タイミングマップ、および
点火時期マップから、EGR率、噴射タイミング、およ
び点火タイミングが、それぞれ、算出される。さらに、
EGR率から、その運転状態におけるEGR弁開度が算
出される。この結果、図4A、B、Cに示されている噴
射モードに対応する噴射状態などが決定される。
When each combustion mode is selected in steps S4, S8, S10, S15 and S16, step S1 is performed.
The program proceeds to 7, and the fuel injection amount, injection timing, ignition timing, throttle opening, and EGR valve opening are calculated from each control map for each injection mode. Specifically, the ECU 40 has an engine control map as shown in FIG. First, a throttle opening and a fuel injection amount are calculated from a target air-fuel ratio map set corresponding to a target engine load and an engine speed. Here, if an air-fuel ratio map is provided for each throttle opening and each fuel injection amount, the accuracy is further improved. Further, based on the EGR map, the injection timing map, and the ignition timing map set corresponding to the target load and the engine speed (however, in the uniform combustion region, the actual load and the engine speed), the EGR rate, the injection timing, The ignition timing is calculated respectively. further,
From the EGR rate, the EGR valve opening in the operating state is calculated. As a result, an injection state corresponding to the injection mode shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C is determined.

【0050】次いで、ステップS18でスロットル弁
が、ステップS19で噴射弁が、更に、ステップS20
で燃料噴射弁がそれぞれ駆動され、ステップS21で点
火が実行される。さらに、ステップS22で、エンジン
回転数、吸気温度、燃料噴射量などの運転状態から、触
媒25の温度が推定され、リターンする。この推定され
た触媒温度が、次回のステップS9およびステップS1
3で使用される。なお、エンジン始動直後の触媒温度
は、エンジンを停止してからの経過時間、水温などから
推定するのが好ましい。
Next, at step S18, the throttle valve is set, at step S19 the injection valve is set, and further at step S20.
Respectively, the fuel injection valves are driven, and ignition is executed in step S21. Further, in step S22, the temperature of the catalyst 25 is estimated from operating states such as the engine speed, the intake air temperature, and the fuel injection amount, and the process returns. This estimated catalyst temperature is used in the next step S9 and step S1.
Used in 3. Preferably, the catalyst temperature immediately after the start of the engine is estimated from the elapsed time since the engine was stopped, the water temperature, and the like.

【0051】図7および図8は、エンジン1の特性を示
す図面であり、図7は、高速走行時のエンジン特性を、
図8は最大EGR率付近のエンジン特性をそれぞれ示し
ている。これらの図から明らかなように、分割噴射(吸
気分割噴射)の方が、一括噴射に比べて、高い割合のE
GRが可能となり、同じ率のEGRで比較したとき、燃
費率および排気ガス温度の両者とも分割噴射の方が低い
値となっている。したがって、吸気分割噴射が高率のE
GRを可能とし、更に分割噴射自身の排ガス温低減効果
との相乗効果で排ガス温度を図中に矢印で示す量だけ低
下させ、冷間時のエンジン始動直後あるいは成層リーン
燃焼などに有効な排気通路の構成又は配置を可能とする
ことがわかる。ここでは、図示平均有効圧力(Pi)の変
動率、つまり、同一気筒(自気筒)の(Pi変動幅/Pi平
均値)が5パーセントの点を燃焼安定限界としている。
また、セット点とは、エンジンの外部環境、個体差を考
慮して燃焼安定限界からのマージンをとった点であり、
Pi変動率が3から3.5パーセントの点である。図9
は、上記第1の実施形態の変形例を示す図2と同様の図
面である。この変形例は、基本的構成は上記第1の実施
形態と同一であるが、変形例は、排気マニホールド22
aとフレキシブルジョイント92とを連結する排気管が
断熱空間を備えた二重構造の排気管122である点で上
記第1の実施形態と異なる。
FIGS. 7 and 8 are diagrams showing the characteristics of the engine 1. FIG. 7 shows the engine characteristics during high-speed running.
FIG. 8 shows engine characteristics near the maximum EGR rate. As is clear from these figures, the split injection (split intake injection) has a higher E ratio than the batch injection.
GR becomes possible, and when compared at the same rate of EGR, both the fuel efficiency and the exhaust gas temperature have lower values for the split injection. Therefore, the intake split injection has a high rate of E
Exhaust passage that enables GR and reduces exhaust gas temperature by the amount indicated by the arrow in the figure by a synergistic effect with the effect of reducing the exhaust gas temperature of the split injection itself, and is effective immediately after starting the engine at cold or stratified lean combustion, etc. It can be understood that the configuration or arrangement of the above is possible. Here, the point at which the fluctuation rate of the indicated average effective pressure (Pi), that is, (Pi fluctuation width / Pi average value) of the same cylinder (own cylinder) is 5% is defined as the combustion stability limit.
In addition, the set point is a point that takes a margin from the combustion stability limit in consideration of the external environment of the engine and individual differences,
The point where the Pi variation is between 3 and 3.5%. FIG.
Is a drawing similar to FIG. 2 showing a modification of the first embodiment. This modification has the same basic configuration as that of the first embodiment.
The second embodiment differs from the first embodiment in that the exhaust pipe connecting the a and the flexible joint 92 is a double-structured exhaust pipe 122 having a heat insulating space.

【0052】図10および図11は、排気管122の、
排気マニホールド22aに接続される上流端部と、フレ
キシブルジョイント92に接続される下流端部とを、そ
れぞれ、示す断面図である。図10から明らかなよう
に、排気管122は、大径のパイプである外管123と
小径のパイプである内管124とが間に環状の断熱空間
125を形成するように重ねて配置されている。図10
に示されているように、排気管122の上流側の端部で
は、外管123は、その内径が内管124の外径と略等
しくなるように縮径して、内管124と直接重なってい
る。さらに、両方の管123、124の端部が整列して
接続用フランジ126に差し込まれ、外管123と内管
124の上流側端部分は、このフンラジ126近傍で溶
接されてる。又、図11に示されているように、排気管
122の下流端側では、外管123のみが接続用フラン
ジ127に接続され、内管124の下流端は、外管12
3の下流端より上流側に位置している。内管124の下
流端部分は、熱による内管124の軸線方向の伸縮を許
容するように、断熱空間124と略同じ厚さの環状の耐
熱マット128を介して外管123に対して位置決めさ
れている。以上のように構成された変形例では、上記第
1の実施形態と同様の制御が行われるが、排気管122
が二重構造を備えた断熱域構造であるため、中を通る排
気ガスは、この部分で熱を奪われにくい。したがって、
冷間始動後に触媒25を速やか昇温させること、およ
び、成層リーン燃焼時に触媒25の温度を所定温度以上
に維持することが容易になる。
FIGS. 10 and 11 show the exhaust pipe 122 of FIG.
It is sectional drawing which shows the upstream end connected to the exhaust manifold 22a, and the downstream end connected to the flexible joint 92, respectively. As is clear from FIG. 10, the exhaust pipe 122 is arranged such that an outer pipe 123 as a large-diameter pipe and an inner pipe 124 as a small-diameter pipe are overlapped so as to form an annular heat insulating space 125 therebetween. I have. FIG.
As shown in the figure, at the upstream end of the exhaust pipe 122, the outer pipe 123 is reduced in diameter so that its inner diameter is substantially equal to the outer diameter of the inner pipe 124, and directly overlaps the inner pipe 124. ing. Further, the ends of both tubes 123 and 124 are aligned and inserted into the connection flange 126, and the upstream end portions of the outer tube 123 and the inner tube 124 are welded in the vicinity of the funnel 126. As shown in FIG. 11, on the downstream end side of the exhaust pipe 122, only the outer pipe 123 is connected to the connection flange 127, and the downstream end of the inner pipe 124 is connected to the outer pipe 12
3 is located upstream of the downstream end. The downstream end portion of the inner tube 124 is positioned with respect to the outer tube 123 via an annular heat-resistant mat 128 having substantially the same thickness as the heat insulating space 124 so as to allow the inner tube 124 to expand and contract in the axial direction due to heat. ing. In the modified example configured as described above, the same control as in the first embodiment is performed, but the exhaust pipe 122
Is a heat-insulating zone structure having a double structure, so that the exhaust gas passing therethrough is less likely to lose heat in this portion. Therefore,
It becomes easy to quickly raise the temperature of the catalyst 25 after the cold start, and to maintain the temperature of the catalyst 25 at a predetermined temperature or more during stratified lean combustion.

【0053】次に、図12を参照して、本発明の第2の
実施形態を説明する。図12は、第2の実施形態を示す
図2と同様の図面である。図12から明らかなように、
第2の実施形態は、基本的構成は上記第1の実施形態と
同一であるが、第2の実施形態は、排気マニホールド2
2aと排気管22との間に三元触媒200が配置されている
点で上記第1の実施形態と異なる。したがって、図12
では、第1の実施形態と同じ構成要素は、図2と同じ参照
番号を付す。更に、図13および図14を参照して、本
発明の第3の実施形態を説明する。図13は、第3の実
施形態を示す図2と同様の図面であり、図14は、図1
3のエンジンを車両の前方側からみた概略的な図面であ
る。図13および図14から明らかなように、第3の実
施形態は、基本的構成は上記第2の実施形態と同一であ
るが、第3の実施形態は、排気ポートが車両の前方側に
位置するようにエンジンが車両に搭載され、さらに、三
元触媒の下流側の排気管が第1の実施形態の変形例と同
様の二重構造となっている点でのみ上記第2の実施形態
と異なる。したがって、図13では、他の実施形態と同
じ構成要素は、図2などと同じ参照番号を付す。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a drawing similar to FIG. 2 showing the second embodiment. As is clear from FIG.
The second embodiment has the same basic configuration as the first embodiment, but the second embodiment has an exhaust manifold 2.
The third embodiment differs from the first embodiment in that a three-way catalyst 200 is arranged between the exhaust pipe 22 and the exhaust pipe 22. Therefore, FIG.
Then, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in FIG. Further, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a drawing similar to FIG. 2 showing the third embodiment, and FIG.
3 is a schematic drawing of the engine No. 3 as viewed from the front side of the vehicle. As is clear from FIGS. 13 and 14, the third embodiment has the same basic configuration as the second embodiment, but the third embodiment has an exhaust port located on the front side of the vehicle. The second embodiment differs from the second embodiment only in that the engine is mounted on the vehicle so that the exhaust pipe on the downstream side of the three-way catalyst has the same double structure as the modification of the first embodiment. different. Therefore, in FIG. 13, the same components as those of the other embodiments are denoted by the same reference numerals as in FIG.

【0054】図13および図14に示されているよう
に、エンジン300は、その気筒列が車軸(車幅)方向
に並ぶように、ミッションMに隣接し且つラジエタ89
の後方に位置するようにして、車両のボンネットB下に
形成されたエンジンルームR内に配置されている。エン
ジン300の側壁に形成された排気ポート開口390
は、車両後方側に位置している。排気ポート開口390
に接続された排気マニホールド322aは、エンジン1
の前方側を下方に向かって延び、三元触媒200の部分で
互いに連結されて二重構造の排気管322となってい
る。排気管322は、エンジン300の前方側をエンジ
ン300の前壁と略平行に下方に向かって延び、エンジ
ン300の下端より下方の高さ位置で、車両後方側に向
かって折れ曲がり、エンジン300の下方を通り車両後方
に向かって延びている。排気管322の下流端は、フレ
キシブルジョイント92を介して、フロアパネルPの下
方に配置された触媒(NOx触媒)25に連結されてい
る。したがって、この実施形態では、NOx触媒がエン
ジン300の下方より、排気管322の下流側部分に配
置されている。
As shown in FIGS. 13 and 14, the engine 300 is adjacent to the transmission M and the radiator 89 such that the cylinder rows are arranged in the axle (vehicle width) direction.
And in the engine room R formed below the hood B of the vehicle. Exhaust port opening 390 formed in the side wall of engine 300
Is located on the rear side of the vehicle. Exhaust port opening 390
The exhaust manifold 322a connected to the
Of the three-way catalyst 200 are connected to each other at a portion of the three-way catalyst 200 to form an exhaust pipe 322 having a double structure. The exhaust pipe 322 extends downward on the front side of the engine 300 substantially parallel to the front wall of the engine 300, bends toward the vehicle rear side at a height lower than the lower end of the engine 300, and bends below the engine 300. And extends toward the rear of the vehicle. The downstream end of the exhaust pipe 322 is connected via a flexible joint 92 to a catalyst (NOx catalyst) 25 disposed below the floor panel P. Therefore, in this embodiment, the NOx catalyst is arranged on the downstream side of the exhaust pipe 322 from below the engine 300.

【0055】次に、図15を参照して、これら第2および
第3の実施形態のECUで行われる燃料噴射制御を説明
する。図15は、第2および第3の実施形態で行われる
燃料噴射制御を示す図5と同様にフローチャートであ
る。
Next, fuel injection control performed by the ECUs of the second and third embodiments will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a flowchart showing the fuel injection control performed in the second and third embodiments, similarly to FIG. 5.

【0056】図15のフローチャートは、図5のフロー
チャートと略同一であり、相違点は、第2および第3の
実施形態がNOx触媒の上流側に三元触媒200を備え
ているため、ステップS3とステップS5の間に、三元
触媒200の温度が所定温度CT3(例えば、摂氏80
0度)より高いかを否か判定するステップS30を有
し、ステップS30でYES即ち三元触媒200の温度
がCT3より高いと判定されたときには、排気ガスの温
度を下げるべくステップS8に進み、NO即ち三元触媒
200の温度がCT3以下である判定されたときには、
ステップS5に進む点である。
The flowchart of FIG. 15 is substantially the same as the flowchart of FIG. 5, except that the second and third embodiments have the three-way catalyst 200 on the upstream side of the NOx catalyst. And step S5, the temperature of the three-way catalyst 200 is raised to the predetermined temperature CT3 (for example, 80 degrees Celsius).
0)), and if YES in step S30, that is, if it is determined that the temperature of the three-way catalyst 200 is higher than CT3, the process proceeds to step S8 to reduce the temperature of the exhaust gas. NO, that is, when it is determined that the temperature of the three-way catalyst 200 is equal to or lower than CT3,
The point is to proceed to step S5.

【0057】本発明は上述した実施形態に限定されるも
のではなくて、特許請求の範囲に記載された事項の範囲
内で種々の変更、変形が可能である。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various changes and modifications can be made within the scope of the matters described in the claims.

【0058】[0058]

【発明の効果】このような構成を有する本発明によれ
ば、NOx触媒を、多くの運転領域において、NOx触
媒が有効に機能する温度範囲内に維持してエミッション
を低減することができる火花点火式直噴エンジンが提供
される。
According to the present invention having such a configuration, the spark ignition can reduce the emission by maintaining the NOx catalyst within a temperature range in which the NOx catalyst can function effectively in many operating regions. A direct injection engine is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1の実施形態に係る筒内噴射式エ
ンジンの制御装置Aの概略構成を示す図面である。
FIG. 1 is a drawing showing a schematic configuration of a control device A for a direct injection engine according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1の実施形態にかかるエンジン1
を搭載した車両の前部分を車幅方向からみた概略的な図
面である。
FIG. 2 is an engine 1 according to the first embodiment of the present invention.
1 is a schematic drawing of a front portion of a vehicle equipped with a vehicle viewed from a vehicle width direction.

【図3】 図2のエンジン1を後方即ち運転席方向から
みた概略的な図面である。
FIG. 3 is a schematic drawing of the engine 1 of FIG. 2 as viewed from the rear, that is, from the driver's seat direction.

【図4A】 エンジン暖機後の燃料噴射モードを示す図
面である。
FIG. 4A is a view showing a fuel injection mode after the engine is warmed up.

【図4B】 エンジン冷間時の燃料噴射モードを示す図
面である。
FIG. 4B is a view showing a fuel injection mode when the engine is cold.

【図4C】 エンジン暖機後の過渡期における燃料噴射
モードを示す図面である。
FIG. 4C is a view showing a fuel injection mode in a transition period after the engine is warmed up.

【図5】 第1の実施形態で行われる燃料噴射の具体的な
制御を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing specific control of fuel injection performed in the first embodiment.

【図6】 第1の実施形態で用いられるエンジン制御マッ
プを示す図面である。
FIG. 6 is a drawing showing an engine control map used in the first embodiment.

【図7】 高速走行時のエンジン特性を示す図面であ
る。
FIG. 7 is a drawing showing engine characteristics during high-speed running.

【図8】 最大EGR率付近のエンジン特性を示す図面
である。
FIG. 8 is a drawing showing engine characteristics near the maximum EGR rate.

【図9】 第1の実施形態を示す図2と同様の図面であ
る。
FIG. 9 is a drawing similar to FIG. 2 showing the first embodiment.

【図10】 排気管122の排気マニホールド22aに
接続される上流端部を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an upstream end of the exhaust pipe 122 connected to the exhaust manifold 22a.

【図11】 フレキシブルジョイント92に接続される
下流端部を示す断面図である。
11 is a cross-sectional view showing a downstream end connected to a flexible joint 92. FIG.

【図12】 第2の実施形態を示す図2と同様の図面で
ある。
FIG. 12 is a view similar to FIG. 2, showing a second embodiment.

【図13】 第3の実施形態を示す図2と同様の図面で
ある。
FIG. 13 is a view similar to FIG. 2, showing a third embodiment.

【図14】 図13のエンジンを車両の前方側からみた
概略的な図面である。
FIG. 14 is a schematic drawing of the engine of FIG. 13 as viewed from the front side of the vehicle.

【図15】 第2および第3の実施形態で行われる燃料噴
射の具体的な制御を示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing specific control of fuel injection performed in the second and third embodiments.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 4 燃焼室 7 インジェクタ(燃料噴射弁) 22 排気通路 22a 排気マニホールド 25 触媒(NOx) 40 ECU DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 4 Combustion chamber 7 Injector (fuel injection valve) 22 Exhaust passage 22a Exhaust manifold 25 Catalyst (NOx) 40 ECU

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Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 空気過剰率λが1より大きいリーン領域
で排気ガス中のNOxを低減するNOx触媒がエンジン
の排気通路に配置され、低負荷・低回転域をリーン状態
の成層燃焼領域とし、中・高回転領域を空燃比15以下
の均一燃焼領域とする火花点火式直噴エンジンの制御装
置において、 前記エンジンとNOx触媒との間の排気通路を断熱配置
および/または断熱構造とし、 前記成層燃焼領域のλを1.3以上とし、 前記中・高回転領域のうち、部分負荷領域の燃料噴射形
態を、吸気行程の前期から中期にかけて燃料が分割して
噴射される吸気分割噴射とし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。
1. A NOx catalyst for reducing NOx in exhaust gas in a lean region where an excess air ratio λ is larger than 1 is disposed in an exhaust passage of an engine, and a low load / low speed region is a stratified combustion region in a lean state. In a control apparatus for a spark ignition type direct injection engine in which a middle / high rotation region is a uniform combustion region having an air-fuel ratio of 15 or less, an exhaust passage between the engine and the NOx catalyst is provided with an adiabatic arrangement and / or an adiabatic structure. Λ of the combustion region is set to 1.3 or more, and the fuel injection mode of the partial load region in the middle / high rotation region is an intake split injection in which fuel is split and injected from the first half to the middle of the intake stroke. A control device for a spark ignition type direct injection engine.
【請求項2】 前記断熱配置が、エンジンの排気ポート
開口部及び該排気ポート開口部に連結される排気通路を
前記エンジンの本体の車両後方側に配置し、前記NOx
触媒を前記エンジンの本体の車両後方側に設けた配置で
ある請求項1に記載の火花点火式直噴エンジンの制御装
置。
2. The heat-insulating arrangement further comprises: disposing an exhaust port opening of an engine and an exhaust passage connected to the exhaust port opening on a vehicle rear side of the engine body.
The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 1, wherein a catalyst is arranged on a rear side of a vehicle of the engine body.
【請求項3】 前記エンジンは、気筒列が車軸方向に並
ぶように搭載され、前記気筒列の方向に延びる一対のエ
ンジン側壁のうち、車両後方側のエンジン側壁に排気ポ
ート開口部が配置されている請求項2に記載の火花点火
式直噴エンジンの制御装置。
3. The engine is mounted such that a cylinder row is arranged in the axle direction, and an exhaust port opening is disposed on an engine side wall on a vehicle rear side among a pair of engine side walls extending in the cylinder row direction. The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 2.
【請求項4】 前記断熱構造が、前記エンジンからNO
x触媒に至る排気通路に、断熱空間を備えた二重排気管
を配置した断熱構造である、請求項1ないし3のいずれ
か1項に記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。
4. The heat-insulating structure is configured to generate NO from the engine.
The control device for a spark ignition direct injection engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device has a heat insulating structure in which a double exhaust pipe having a heat insulating space is disposed in an exhaust passage leading to the x catalyst.
【請求項5】 前記成層燃焼領域に隣接して空燃比15
以下の均一燃焼領域を設け、該均一燃焼領域での燃料噴
射形態を前記吸気分割噴射とした請求項1に記載の火花
点火式直噴エンジンの制御装置。
5. An air-fuel ratio of 15 adjacent to the stratified combustion region.
The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 1, wherein the following uniform combustion region is provided, and a fuel injection mode in the uniform combustion region is the intake split injection.
【請求項6】 前記吸気分割噴射を行う領域で排気還流
(EGR)を行う請求項1ないし5のいずれか1項に記
載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。
6. The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 1, wherein exhaust gas recirculation (EGR) is performed in a region in which the intake split injection is performed.
【請求項7】 前記中・高回転域の低負荷側領域での燃
料噴射形態を前記吸気分割噴射とした請求項1に記載の
火花点火式直噴エンジンの制御装置。
7. The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 1, wherein the fuel injection mode in the low load side region in the middle / high rotation region is the intake split injection.
【請求項8】 前記吸気分割噴射を行う領域のエンジン
回転数の上限値N3をエンジンの定格回転数の2/4〜
3/4の範囲とし、成層燃焼領域のエンジン回転数の上
限値N2から前記N3までのエンジン回転領域では、車
両が高速ギア段で略平坦路を定速走行するときの駆動負
荷を示すロード・ロードラインを含む低負荷領域から、
全負荷を除く略高負荷領域までの負荷範囲で、燃料噴射
形態を前記吸気分割噴射とし、空気過剰率λを略1と
し、かつ、前記ロード・ロードライン近傍の低負荷領域
におけるEGR率を10パーセント以上とする、請求項
5又は7に記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。
8. An upper limit value N3 of an engine speed in a region where the intake split injection is performed is set to a value equal to or less than 2/4 of a rated engine speed.
In the engine rotation range from the upper limit value N2 of the engine rotation speed in the stratified combustion region to the above N3 in the range of 3/4, the road load indicating the driving load when the vehicle travels at a constant speed on a substantially flat road at a high gear stage. From low load area including load line,
In the load range up to the substantially high load region excluding the full load, the fuel injection mode is the intake split injection, the excess air ratio λ is approximately 1, and the EGR ratio in the low load region near the load / load line is 10%. The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 5 or 7, wherein the control value is not less than a percentage.
【請求項9】 前記成層燃焼領より高負荷側の領域で
は、成層燃焼領域のエンジン回転数の上限値N2より低
い回転数N1以上のエンジン回転数では燃料噴射形態を
前記吸気分割噴射とし、前記N1未満のエンジン回転数
では燃料噴射形態を吸気行程に燃料が一括噴射される吸
気一括噴射とする請求項1または5に記載の火花点火式
直噴エンジンの制御装置。
9. In a region on a higher load side than the stratified combustion region, a fuel injection mode is the intake split injection at an engine speed N1 or more that is lower than an upper limit N2 of the engine speed in the stratified combustion region, 6. The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 1, wherein the fuel injection mode is a collective intake injection in which fuel is collectively injected in an intake stroke at an engine speed less than N1.
【請求項10】 前記均一燃焼領域では、前記成層燃焼
領域に隣接する領域において排気還流(EGR)を行
い、前記N1以上の吸気分割噴射時のEGR率が、前記
N1未満の吸気一括噴射時のEGR率より大きく設定さ
れている請求項9に記載の火花点火式直噴エンジンの制
御装置。
10. In the uniform combustion region, exhaust gas recirculation (EGR) is performed in a region adjacent to the stratified combustion region, and an EGR rate at the time of the N1 or more intake partial injection is less than the N1 intake batch injection. The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 9, wherein the control device is set to be larger than the EGR rate.
【請求項11】 前記NOx触媒の温度が高いときに
は、前記N1未満のエンジン回転数においては、燃料が
吸気行程中に分割して噴射される請求項9に記載の火花
点火式直噴エンジンの制御装置。
11. The control of the spark ignition type direct injection engine according to claim 9, wherein when the temperature of the NOx catalyst is high, fuel is dividedly injected during an intake stroke at an engine speed lower than N1. apparatus.
【請求項12】 前記成層燃焼領域では、前記NOx触
媒の温度が、該NOx触媒のNOx低減率が低下し始め
る所定温度又は該所定温度近傍の高温状態に達したと
き、吸気行程に燃料を分割して噴射しかつ排気還流(E
GR)を行う空燃比15以下の均一燃焼を行う請求項1
に記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。
12. In the stratified combustion region, when the temperature of the NOx catalyst reaches a predetermined temperature at which the NOx reduction rate of the NOx catalyst starts to decrease or a high temperature state near the predetermined temperature, the fuel is divided into intake strokes. And recirculation (E
2. A uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less for performing GR).
3. The control device for a spark ignition type direct injection engine according to 1.).
【請求項13】 空燃比15以下の均一燃焼領域から、
λが1.3以上の予め設定された成層燃焼領域に移行す
るとき、前記吸気分割噴射とされかつ排気還流(EG
R)が行われる空燃比15以下の均一燃焼を行う請求項
1に記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。
13. A uniform combustion region having an air-fuel ratio of 15 or less,
When λ shifts to a preset stratified charge combustion region of 1.3 or more, the intake split injection is performed and the exhaust gas recirculation (EG
The control device for a spark-ignition direct injection engine according to claim 1, wherein uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less in which R) is performed is performed.
【請求項14】 前記NOx触媒が前記所定温度または
その近傍にあるときに空燃比15以下の均一燃焼が行わ
れる領域は、前記成層燃焼領域のうちの高回転側領域で
ある請求項13に記載の火花点火式直噴エンジンの制御
装置。
14. The region in which uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less is performed when the NOx catalyst is at or near the predetermined temperature is a high rotation side region of the stratified combustion region. Control device for spark-ignition direct injection engine.
【請求項15】 前記NOx触媒が前記所定温度又はそ
の近傍にあるときには、λが1.3以上の成層燃焼領域
のうちの低回転側領域では、吸気行程に燃料が一括噴射
されかつ排気還流(EGR)が行われる空燃比15以下
の均一燃焼を行う請求項1に記載の火花点火式直噴エン
ジンの制御装置。
15. When the NOx catalyst is at or near the predetermined temperature, in the low-speed side region of the stratified combustion region having λ of 1.3 or more, fuel is injected at a time during the intake stroke and exhaust gas recirculation ( The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 1, wherein uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less in which EGR is performed is performed.
【請求項16】 加速時に、エンジンの負荷及び回転数
によって定められるエンジン運転状態が、前記成層燃焼
領域のうちの高回転側領域にあるときには、前記吸気分
割噴射および排気ガス還流(EGR)を行う空燃比15
以下の均一燃焼が行われる請求項1に記載の火花点火式
直噴エンジンの制御装置。
16. An acceleration split injection and an exhaust gas recirculation (EGR) are performed when an engine operating state determined by an engine load and a rotation speed is in a high rotation side region of the stratified combustion region during acceleration. Air-fuel ratio 15
The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 1, wherein the following uniform combustion is performed.
【請求項17】 前記成層燃焼領域のうちの高回転側領
域で行われる前記吸気分割噴射による空燃比15以下の
均一燃焼におけるEGR率は、30パーセント以上であ
る請求項14または16に記載の火花点火式直噴エンジ
ンの制御装置。
17. The spark according to claim 14, wherein an EGR rate in uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less by the intake split injection performed in a high rotation speed region of the stratified combustion region is 30% or more. Control device for ignition type direct injection engine.
【請求項18】 前記エンジン冷機時には、前記低負荷
・低回転時でも、空燃比15以下の均一燃焼とし、さら
に、前記NOx触媒の上流側に三元触媒が配置されてい
る請求項1に記載の火花点火式直噴エンジンの制御装
置。
18. The engine according to claim 1, wherein, when the engine is cold, uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less is performed even at the time of the low load and low rotation, and a three-way catalyst is arranged upstream of the NOx catalyst. Control device for spark-ignition direct injection engine.
【請求項19】 運転状態にかかわらず、前記三元触媒
の温度状態が高温状態のときには、前記吸気分割噴射お
よび排気還流(EGR)を行う空燃比15以下の均一燃
焼を行う請求項1に記載の火花点火式直噴エンジンの制
御装置。
19. The method according to claim 1, wherein when the temperature of the three-way catalyst is high regardless of the operating condition, uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less for performing the intake split injection and the exhaust gas recirculation (EGR) is performed. Control device for spark-ignition direct injection engine.
【請求項20】 前記吸気分割噴射による均一燃焼領域
と、前記成層燃焼領域との双方で排気ガス還流(EG
R)を行う請求項1に記載の火花点火式直噴エンジンの
制御装置。
20. Exhaust gas recirculation (EG) in both the uniform combustion region by the intake split injection and the stratified combustion region.
The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 1, wherein R) is performed.
【請求項21】 空気過剰率λが1より大きいリーン
領域で排気ガス中のNOxを低減するNOx触媒が排気
マニホールドから離間した排気通路に配置され、低負荷
・低回転域をリーン状態の成層燃焼領域とし、中・高回
転領域を空燃比15以下の均一燃焼領域とする火花点火
式直噴エンジンの制御装置において、 前記エンジンは、気筒列が車軸方向に並ぶように搭載さ
れ、前記気筒列の方向に延びる一対のエンジン側壁のう
ち、車両前方側のエンジン側壁に排気ポート開口部が設
けられ、前記排気マニホールドに連結される排気管がエ
ンジン下方を通してエンジンの車両後方側に延びるとと
もに、前記NOx触媒が、前記排気管の前記エンジンの
下方より下流側部分に配置され、前記排気マニホールド
から前記エンジン下方にかけての間であり且つ前記NO
x触媒の上流側に位置する排気管が、断熱空間を備えた
二重排気管とされ、 前記成層燃焼領域のλを1.3以上とし、 前記中・高回転領域のうち、部分負荷領域の燃料噴射形
態を、吸気行程の前期から中期にかけて噴射がそれぞれ
開始される吸気分割噴射とし、 前記成層燃焼領域に隣接して空燃比15以下の均一燃焼
領域を設け、該均一燃焼領域での燃料噴射形態を前記吸
気分割噴射とし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。
21. A NOx catalyst for reducing NOx in exhaust gas in a lean region where an excess air ratio λ is greater than 1 is disposed in an exhaust passage separated from an exhaust manifold, and stratified combustion in a low load / low rotation region in a lean state. In a control apparatus for a spark ignition type direct injection engine, wherein the engine is a region, and the middle / high rotation region is a uniform combustion region having an air-fuel ratio of 15 or less, the engine is mounted such that the cylinder rows are arranged in the axle direction. An exhaust port opening is provided in the engine side wall on the vehicle front side of the pair of engine side walls extending in the direction, and an exhaust pipe connected to the exhaust manifold extends to the vehicle rear side of the engine through a lower portion of the engine, and the NOx catalyst Is disposed at a portion downstream of the engine below the exhaust pipe, and extends between the exhaust manifold and the engine below. And the NO
The exhaust pipe located on the upstream side of the x-catalyst is a double exhaust pipe provided with an adiabatic space, wherein λ of the stratified combustion region is set to 1.3 or more, The fuel injection mode is an intake split injection in which injection is started from the first half to the middle of the intake stroke, and a uniform combustion region having an air-fuel ratio of 15 or less is provided adjacent to the stratified combustion region, and fuel injection in the uniform combustion region is performed. A control device for a spark ignition type direct injection engine, wherein the form is the intake split injection.
【請求項22】 前記エンジン冷機時には、前記低負荷
・低回転時でも、空燃比15以下の均一燃焼とし、さら
に、前記NOx触媒の上流側に三元触媒が配置されてい
る請求項21に記載の火花点火式直噴エンジンの制御装
置。
22. The engine according to claim 21, wherein when the engine is cold, uniform combustion with an air-fuel ratio of 15 or less is performed even at the time of low load and low rotation, and a three-way catalyst is disposed upstream of the NOx catalyst. Control device for spark-ignition direct injection engine.
【請求項23】 運転状態にかかわらず、前記三元触媒
の温度状態が高温状態のときには、吸気行程に燃料を分
割して噴射しかつ排気還流(EGR)を行う空燃比15
以下の均一燃焼を行う請求項22に記載の火花点火式直
噴エンジンの制御装置。
23. Regardless of the operating state, when the temperature state of the three-way catalyst is high, an air-fuel ratio of 15 for dividing and injecting fuel during an intake stroke and performing exhaust gas recirculation (EGR) is provided.
The control device for a spark ignition type direct injection engine according to claim 22, which performs the following uniform combustion.
【請求項24】 前記吸気分割噴射を行う領域のエンジ
ン回転数の上限値N3をエンジンの定格回転数の2/4
〜3/4の範囲とし、成層燃焼領域のエンジン回転数の
上限値N2から前記N3までのエンジン回転領域では、
車両が高速ギア段で略平坦路を定速走行するときの駆動
負荷を示すロード・ロードラインを含む低負荷領域か
ら、全負荷を除く略高負荷領域までの負荷範囲で、燃料
噴射形態を前記吸気分割噴射とし、空気過剰率λを略1
とし、かつ、前記ロード・ロードライン近傍の低負荷領
域におけるEGR率を10パーセント以上とする、請求
項21に記載の火花点火式直噴エンジンの制御装置。
24. The upper limit N3 of the engine speed in the region where the split intake injection is performed is set to 2/4 of the rated engine speed.
In the engine rotation region from the upper limit value N2 of the engine rotation speed in the stratified combustion region to the aforementioned N3,
In a load range from a low load region including a load / load line indicating a driving load when a vehicle travels on a substantially flat road at a constant speed at a high gear position, to a substantially high load region excluding a full load, the fuel injection mode is set as described above. Intake split injection and excess air ratio λ is approximately 1
22. The control device for a spark ignition direct injection engine according to claim 21, wherein an EGR rate in a low load region near the load / load line is 10% or more.
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KR101807753B1 (en) * 2015-05-21 2017-12-11 이태형 Spark ignition type super low emission gas engine for generator or gas heat pump and method for controlling thereof
CN110582629A (en) * 2017-03-27 2019-12-17 本田技研工业株式会社 Control device for internal combustion engine

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