JP2001050040A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JP2001050040A
JP2001050040A JP11219646A JP21964699A JP2001050040A JP 2001050040 A JP2001050040 A JP 2001050040A JP 11219646 A JP11219646 A JP 11219646A JP 21964699 A JP21964699 A JP 21964699A JP 2001050040 A JP2001050040 A JP 2001050040A
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internal combustion
combustion engine
fuel injection
exhaust
valve
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Keiji Okada
圭司 岡田
Takashi Fukuda
隆 福田
Hirobumi Tsuchida
博文 土田
Koji Ishihara
康二 石原
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/006—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] using internal EGR
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
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    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
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    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気触媒を有する内燃機関のコールドスター
ト時の排気エミッション性能を改善する。 【解決手段】 筒内直接噴射式内燃機関において、触媒
の不活性状態下では、排気弁が閉じたのちに吸気弁を開
くマイナスオーバラップで機関を運転させることにより
筒内残留ガスを確保して筒内温度上昇を促す。追加燃料
が酸化可能な温度にまで筒内温度が達したら、エンジン
の空燃比を理論空燃比よりもリーン化するとともに膨張
行程以降に追加燃料を噴射供給する。これにより追加燃
料が筒内で十分酸化し排気温度を確実に上昇させること
ができるとともに、追加燃料が未燃のままシリンダから
排出されてしまう不具合を確実に防止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気通路に触媒を
備えた内燃機関の排気浄化装置に関し、特にコールドス
タート時など触媒が活性状態にない運転条件下での排気
エミッション性能を改善することを目的とした排気浄化
装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】内燃機関から排出され
るＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘなどを浄化するために、機関排気
通路に触媒を設けてこれらの物質を浄化するようにした
構成の排気浄化装置が多く用いられているが、触媒にこ
のような機能を発揮させるためにはある程度の温度が必
要であるため、コールドスタート時や寒冷時の暖機運転
中は良好な排気エミッション性能が得られない。
【０００３】この対策として、筒内燃料噴射式内燃機関
において、触媒の活性化が必要なときには主燃料噴射の
後に追加的に燃料噴射を行い、主燃料噴射による燃焼火
炎が残存するあいだに追加燃料を燃焼させて排気温度を
高めることにより触媒の活性化を促すようにしたものが
提案されている（特開平10-73019号公報を参照）。しか
しながら、コールドスタート直後は内燃機関の筒内温度
が低いため追加燃料が確実に燃焼せず、排気ガスの昇温
効果が十分に得られないという問題がある。また、排気
ポートおよび排気通路内の温度が低いので、未燃焼のま
ま機関から排出された追加燃料が燃焼することなくその
まま外部に放出されてしまうおそれもある。
【０００４】本発明はこのような問題点を解消すること
を目的としてなされたもので、内燃機関のバルブタイミ
ングを制御して残留ガスないし内部ＥＧＲガス量を確保
することにより筒内温度を高めて追加燃料を確実に燃焼
させるようにした排気浄化装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、排
気通路に触媒を備えた筒内燃料噴射式内燃機関におい
て、触媒活性状態に達する以前の条件のときには排気弁
が閉じた後に吸気弁を開くマイナスオーバラップ制御を
行うと共に主燃料噴射のみを行い、マイナスオーバラッ
プ制御の間に筒内温度が基準値に達した後は主燃料噴射
後に追加燃料噴射を行う。
【０００６】請求項２の発明では、排気通路に触媒を備
え、圧縮上死点以前に噴射した燃料に火花点火して燃焼
を開始させる筒内燃料噴射式内燃機関において、触媒活
性状態に達する以前の条件のときには排気弁が閉じた後
に吸気弁を開くマイナスオーバラップ制御を行うと共に
前記圧縮上死点以前の主燃料噴射のみ行い、マイナスオ
ーバラップ制御の間に筒内温度が基準値に達した後は膨
張行程以降に追加燃料噴射を行い、触媒活性状態に達し
た後はマイナスオーバラップ制御及び追加燃料噴射を終
了する。
【０００７】上記各発明において、好ましくはマイナス
オーバラップ制御時に排気弁は排気上死点よりも以前に
閉ざすように設定し（請求項３の発明）、さらにマイナ
スオーバラップ制御時に吸気弁は排気上死点よりも以後
に閉ざすように設定する（請求項４の発明）。
【０００８】請求項５の発明は、排気通路に触媒を備え
た筒内燃料噴射式内燃機関において、触媒活性状態を検
出する触媒活性状態判定装置と、吸気弁と排気弁のオー
バラップ量を可変制御する弁作動制御装置と、筒内温度
を検出する筒内温度検出装置と、触媒活性状態と筒内温
度に基づいて弁作動制御装置によるバルブオーバラップ
量と燃料噴射とを制御するコントローラとを備え、前記
コントローラは、触媒が活性状態にないときには排気弁
が閉じた後に吸気弁を開くマイナスオーバラップ制御を
行うと共に主燃料噴射のみを行い、マイナスオーバラッ
プ制御の間に筒内温度が基準値に達した後は主燃料噴射
後に追加燃料噴射を行うように設定した。
【０００９】請求項６の発明は、排気通路に触媒を備え
た筒内燃料噴射式内燃機関において、触媒活性状態を検
出する触媒活性状態判定装置と、吸気弁と排気弁のオー
バラップ量を可変制御する弁作動制御装置と、筒内温度
を検出する筒内温度検出装置と、触媒活性状態と筒内温
度に基づいて弁作動制御装置によるバルブオーバラップ
量と燃料噴射とを制御するコントローラとを備え、前記
コントローラは、触媒が活性状態にないときには排気弁
が閉じた後に吸気弁を開くマイナスオーバラップ制御を
行うと共に圧縮上死点以前に主燃料噴射のみを行い、マ
イナスオーバラップ制御の間に筒内温度が基準値に達し
た後は膨張行程以降に追加燃料噴射を行い、触媒が活性
状態となったときにはマイナスオーバラップ制御及び追
加燃料噴射を終了するように設定した。
【００１０】上記請求項５または請求項６の発明の弁作
動制御装置は、好ましくは、マイナスオーバラップ制御
時に、排気弁を排気上死点よりも以前に閉ざすように設
定する（請求項７の発明）。
【００１１】上記請求項５から請求項７の発明におい
て、弁作動制御装置は、好ましくは、マイナスオーバラ
ップ制御時に、吸気弁を排気上死点よりも以後に閉ざす
ように設定する（請求項８の発明）。
【００１２】上記請求項５から請求項８の発明のコント
ローラは、好ましくは、追加燃料噴射を行うときには主
燃料噴射の空燃比をリーン化するように設定する（請求
項９の発明）。
【００１３】上記請求項５から請求項９の発明のコント
ローラは、筒内温度に応じて弁作動制御装置によるマイ
ナスオーバラップ量を可変設定するように構成すること
ができる（請求項１０の発明）。
【００１４】上記請求項１０の発明のコントローラは、
好ましくは筒内温度が上昇するほどマイナスオーバラッ
プ量を減少させるように設定する（請求項１１の発
明）。
【００１５】上記請求項５から請求項１１の発明のコン
トローラは、筒内温度に応じて主燃料噴射時の空燃比と
追加燃料噴射量とを決定するように設定することができ
る。
【００１６】上記請求項１２の発明のコントローラは、
好ましくは、筒内温度が上昇するほど主燃料噴射時の空
燃比をリーン化すると共に追加燃料噴射量を増加させる
ように設定する（請求項１３の発明）。
【００１７】上記請求項５から請求項１３の発明のコン
トローラは、好ましくは、マイナスオーバラップ制御時
に点火時期を遅角側に補正する点火時期補正装置を有す
るものとする（請求項１４の発明）。
【００１８】上記請求項５から請求項１４の発明の筒内
温度検出装置は、筒内温度を内燃機関の運転状態に基づ
いて検出するように設定するものとすることができる
（請求項１５の発明）。
【００１９】上記請求項１５の発明の筒内温度検出装置
は、内燃機関の始動時の冷却水温度と、マイナスオーバ
ラップ制御を開始してからの経過時間に基づいて筒内温
度を推定するものとすることができる（請求項１６の発
明）。
【００２０】上記請求項５から請求項１６の発明の触媒
活性状態判定装置は、触媒温度を代表する機関部位の温
度を検出する温度センサにより構成することができる
（請求項１７の発明）。
【００２１】
【作用・効果】冷媒が不活性状態の運転条件下におい
て、排気弁が閉じた後に吸気弁を開くマイナスオーバラ
ップ制御を行うことにより、主燃料噴射による燃焼ガス
が筒内に多量に残留して筒内温度が速やかに上昇する。
このようにして筒内温度が所要の温度に達したところで
追加燃料を噴射することによりその燃焼を促して確実に
排気温度を高め、触媒の活性化を早めることができる。
追加燃料は高温雰囲気中に供給されるので前述の通り排
気温度を確実に上昇させ、かつ未燃のまま排出されるお
それが少ない。
【００２２】触媒が活性状態に達した後はマイナスオー
バラップ制御および追加燃料の供給を終了し、通常のバ
ルブオーバラップを有する吸排気弁タイミングおよび主
燃料噴射のみによる運転に移行することで燃費を節約
し、運転安定性を確保することができる。
【００２３】筒内温度上昇を促すための残留ガス量は、
排気弁を排気上死点よりも以前に閉ざすように設定し、
さらに吸気弁を排気上死点よりも以後に閉ざすマイナス
オーバラップ設定により十分に確保することができる。
【００２４】筒内温度が所要温度以上となって追加燃料
の噴射を行うときには、主燃料噴射による空燃比をリー
ン化することにより、主燃料噴射による燃焼ガスの温度
を高く維持しつつ筒内ガスの酸素量を確保して追加燃料
の燃焼による燃焼ガス温度をより高めることができる。
【００２５】主燃料噴射時の空燃比と追加燃料噴射量と
は筒内温度に応じて変化させ、特に筒内温度が上昇する
ほど主燃料噴射時の空燃比をリーン化すると共に追加燃
料噴射量を増加させる設定とすることにより、急激な空
燃比リーン化による吸入空気量の急増により筒内温度が
低下するおそれを少なくでき、一方筒内が十分高温にな
っていない間は少なめの追加燃料量設定により追加燃料
の未燃排出分を極力少なく抑えられる。
【００２６】また、マイナスオーバラップ制御の間の点
火時期は、ある程度遅角化することが排気温度をより高
めるために効果的である。
【００２７】一方、適切なマイナスオーバラップ量は筒
内温度にある程度相関するので、筒内温度に応じてマイ
ナスオーバラップ量を可変設定することが望ましい。特
に筒内温度が上昇するにしたがってマイナスオーバラッ
プ量を減少させることは、内燃機関の安定性を高めるう
えで有効である。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき説
明する。図１は、本発明を適用した内燃機関の機械的構
成例を示す概略図である。エンジン１には燃焼室内に直
接燃料を噴射する燃料噴射弁５および点火プラグ７が取
り付けられている。燃料噴射弁５は、エンジン１の水温
センサ６の出力や吸気管４に取り付けられたエアフロー
メータ２の出力、スロットル弁３の開度等をもとにコン
トローラ１４によりエンジン１の１サイクル中の任意の
時期に任意の期間、また任意の回数燃料噴射することが
可能である。エンジン１の排気管１１には触媒１２が設
けられており触媒１２には温度センサ１３が取り付けら
れている。
【００２９】８と９はそれぞれ吸気弁、排気弁であり、
これらはコントローラ１４からの指令に応じて作動する
弁作動制御装置１０により、少なくとも吸気弁開時期ま
たは排気弁閉時期を任意の時期に設定することができ
る。このような作動を行う弁作動制御装置１０として
は、例えばカムスプロケットに対してカム軸の位相を変
化させるようにしたもの、あるいはプロファイルまたは
位相が互いに異なる複数のカムを選択的に使用するよう
にしたものなどが知られている。
【００３０】吸排気弁の開閉タイミングは、通常は吸排
気の効率を考慮して図２の（ａ）に示したように排気上
死点前にまず吸気弁が開き始め、排気上死点を過ぎてか
ら排気弁を閉ざすように設定され、吸気弁と排気弁が共
に開いているバルブオーバラップ領域が設けられてい
る。これに対して本発明では、弁作動制御装置１０によ
り、例えば図２の（ｂ）に示したように、排気上死点前
に排気弁を閉ざし、その後排気上死点を経過した後に吸
気弁を開くことによりマイナスオーバラップ領域を設定
できるようにしている。
【００３１】次に第１の実施形態のコントローラ１４に
よる制御内容につき図３に示すフローチャートに従って
説明する。本ルーチンは例えば１０msec毎に周期的に実
行されるものである。まず、イグニッションスイッチが
ＯＮとなった時に、後述するタイマＴＭＲＭＯＬおよび
フラグＦＬＧＭＯＬは０にクリアされる。ステップ（以
下Ｓとする）１では、触媒が活性状態であるかを判定す
る。これは触媒１２に取り付けた温度センサ１３の温度
信号を検出し、触媒温度が所定値以上（例えば３００℃
以上）であれば活性状態であると判定する。触媒１２の
温度を直接検出するのではなく、触媒温度を代表する機
関部位の温度として例えばエンジンの冷却水温度を検出
し、これに基づいて間接的に触媒活性状態を判定するよ
うにしてもよい。
【００３２】触媒が活性状態である場合にはＳ１０へ進
み、通常制御を行ないルーチンを終了する。触媒が活性
状態でない場合にはＳ２へ進み、現在マイナスオーバラ
ップ設定になっていることを示すフラグＦＬＧＭＯＬが
１か、つまりマイナスオーバラップ設定されているかを
判定する。ＦＬＧＭＯＬ＝１である場合には後述のＳ６
へ進む。
【００３３】ＦＬＧＭＯＬ＝１でない場合、つまりマイ
ナスオーバラップ設定されていない場合にはＳ３へ進み
バルブオーバラップが所定のマイナスオーバラップ量と
なるように弁作動制御装置１０を制御する。このときの
マイナスオーバラップ量は予め実験的に求ておいたもの
で、筒内温度の昇温効果の高い最適値に設定してある。
【００３４】Ｓ４ではマイナスオーバラップ設定になっ
ていることを示すフラグＦＬＧＭＯＬを１とし、Ｓ５で
は、点火時期を所定値ＲＡＤＶだけ遅角補正させる。こ
の所定値ＲＡＤＶは予め実験的に求めておいたものであ
り、点火時期を、燃焼の安定度を確保しつつ筒内の温度
を上昇させることができる適切な値に設定してある。
【００３５】Ｓ６ではマイナスオーバラップ設定として
からの経過時間ＴＭＲＭＯＬをカウントアップする。Ｓ
７では、始動時水温ＴＷＩＮＴおよびマイナスオーバラ
ップ設定としてからの経過時間ＴＭＲＭＯＬをもとに図
４に示す関係から現在の筒内温度ＴＥＭＰＣＹＬを検索
し、Ｓ８へ進む。
【００３６】Ｓ８では筒内温度ＴＥＭＰＣＹＬが、膨張
行程以降に噴射される追加燃料が筒内で酸化可能な温度
ＴＥＭＰＢＯＫに達しているかを判断する。ＴＥＭＰＣ
ＹＬ≧ＴＥＭＰＢＯＫである場合にはＳ９で１回目の噴
射による主燃焼の目標当量比ＴＦＢＹＡ１を所定値ＬＦ
ＢＹＡだけリーン化し、膨張行程以降に噴射される２回
目の燃料噴射パルス幅ＴＩ２を所定値ＴＩＮＪとして１
回のルーチンを終了する。主燃焼のリーン化代ＬＦＢＹ
Ａおよび２回目の燃料噴射パルス幅ＴＩＮＪ、さらに、
ここでは述べていないが２回目の燃料噴射時期について
は予め実験的に求めておいたものであり、排気温度の上
昇代と排気エミッション性能から適切な値に設定してあ
る。
【００３７】この第１の実施形態による内燃機関の排気
浄化装置によれば、触媒の不活性状態において、マイナ
スオーバラップで機関を運転させることにより筒内に残
留ガスが確保され、これにより筒内温度上昇が促進す
る。筒内温度が膨張行程以降に噴射した追加燃料が酸化
可能な温度に達したら、エンジンの空燃比を理論空燃比
よりもリーンとするとともに膨張行程以降に追加燃料を
噴射する。したがって、追加燃料を筒内で十分酸化し排
温を上昇させることができるとともに追加燃料が未然の
まま大気中に放出されるようなことがない。このように
して、コールドスタート時の触媒の昇温を促しつつ排気
エミッション性能を改善することができる。
【００３８】次に、図５に示したフローチャートに基づ
いて本発明の第２の実施形態につき説明する。本実施形
態の機械的構成は上記第１の実施形態と同様である。本
実施形態は、上記第１の実施形態に対して、筒内温度Ｔ
ＥＭＰＣＹＬが膨張行程以降に噴射される追加燃料が筒
内で酸化可能な温度ＴＥＭＰＢＯＫに達していると判断
された後の空燃比のリーン化代ＬＦＢＹＡおよび膨張行
程以降に噴射される追加燃料の噴射パルス幅ＴＩＮＪの
設定が異なるものであり、図３に示した制御において、
Ｓ８とＳ９の間にＳ２８が挿入されている点で第１の実
施形態と異なっている。ここでは、第１の実施形態と異
なる制御部分についてのみ説明を行なう。
【００３９】Ｓ８でＴＥＭＰＣＹＬ≧ＴＥＭＰＢＯＫで
ある場合には、Ｓ２８で図６および図７に示した関係か
ら、筒内温度ＴＥＭＰＣＹＬに応じた空燃比のリーン化
代ＬＦＢＹＡおよび２回目の燃料噴射パルス幅ＴＩＮＪ
を検索し、Ｓ９へ進む。この場合においても、主燃焼の
リーン化代ＬＦＢＹＡおよび２回目の燃料噴射パルス幅
ＴＩＮＪ、さらに、２回目の燃料噴射時期については予
め実験的に求めておいたものであり、排気温度の上昇代
と排気エミッション性能から適切な値に設定してある。
【００４０】この第２の実施形態の内燃機関の排気浄化
装置によれば、筒内温度の上昇に応じてエンジンの空燃
比のリーン化代を大きくしていくとともに膨張行程以降
に噴射する追加燃料量を増加させていくので、急激なリ
ーン化による吸入空気量の急増により筒内温度が低下す
るおそれがなく、かつ筒内温度が十分高温になっていな
い期間は追加燃料量を少なく設定したことにより追加燃
料量の未燃分を極力少なく抑えられる。すなわち追加燃
料を筒内で十分酸化して排温上昇を促進できるととも
に、追加燃料が未燃のまま大気中に放出される不具合を
より確実に防止できる。
【００４１】次に、図８に示したフローチャートに基づ
いて本発明の第３の実施形態につき説明する。本実施形
態の機械的構成は第１の実施形態と同様である。本実施
形態は、図５に示した制御において、Ｓ６に代えてＳ３
６を設け、Ｓ９以降にＳ３０，３１，３２を追加した構
成となっている点で第２の実施形態と異なっている。こ
こでは上記第２の実施形態と異なる制御部分についての
み説明を行なう。Ｓ３６では、マイナスオーバラップ設
定としてからの経過時間とマイナスオーバラップ量ＭＯ
Ｌの和カウントアップする。
【００４２】Ｓ９にて２度噴射の設定を行なった後、Ｓ
３０ではマイナスオーバラップ量を所定値減少させる。
Ｓ３１ではマイナスオーバラップ量が下限値に達してい
るかを判断する。ここでの下限値は２度噴射を行なわな
い通常制御時のオーバラップ量である。マイナスオーバ
ラップ量が下限値に達していない場合にはそのままその
ときのルーチンを終了し、下限値に達している場合には
Ｓ３２へ進み、マイナスオーバラップ量を下限値（２度
噴射を行なわない通常制御時のオーバラップ量）に設定
し、ルーチンを終了する。
【００４３】この第３の実施形態の内燃機関の排気浄化
装置によれば、膨張行程以降に噴射した追加燃料が酸化
可能な筒内温度に達して以降のマイナスオーバラップ量
を徐々に減量補正するようにしたので、その間の内燃機
関の安定度をより高められるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用可能な筒内燃料噴射式内燃機関の
機械的構成例の概略図。
【図２】吸排気弁の開閉タイミング図。
【図３】本発明の第１の実施形態の制御内容を示すフロ
ーチャート。
【図４】図２のＴＥＭＰＣＹＬとＴＭＲＭＯＬ，ＴＷ１
ＮＴの関係を示す説明図。
【図５】本発明の第２の実施形態の制御内容を示すフロ
ーチャート。
【図６】図４のＴＥＭＰＣＹＬとＬＦＢＹＡの関係を示
す説明図。
【図７】図４のＴＥＭＰＣＹＬとＴ１ＮＪの関係を示す
説明図。
【図８】本発明の第３の実施形態の制御内容を示すフロ
ーチャート。
【符号の説明】
１ エンジン ２ エアフローメータ ３ スロットル弁 ４ 吸気管 ５ 燃料噴射弁 ６ 水温センサ ７ 点火プラグ ８ 吸気カム ９ 排気カム １０ 弁作動制御装置 １１ 排気管 １２ 触媒 １３ 温度センサ １４ コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土田 博文 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 石原 康二 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AA12 AA17 AA24 AB01 BA03 BA15 BA32 CA01 CB02 CB03 CB05 CB07 CB08 DB10 DB13 EA05 EA07 EA15 EA16 EA18 EA26 EA30 FA02 FA04 FB02 FB10 FC07 HA39 3G092 AA01 AA06 AA11 AB02 BA01 BA04 BA09 BB01 BB06 BB13 DA09 DA12 DC01 DC14 DC15 DE03S DE03Y EA03 EA04 EA05 EA06 EA07 EA14 EA15 EA17 EA21 EA22 EA25 3G301 HA01 HA04 HA06 HA19 JA21 JA26 JB09 KA02 KA05 LA01 LA07 LB04 MA01 MA11 MA18 MA19 MA20 NA06 NA08 NE01 NE06 NE11 NE12 NE13 NE14 NE15 PA01B PA01Z PA11B PA11Z PC05A PC05B PC05Z PD12B PD12Z PE08B PE08Z

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】排気通路に触媒を備えた筒内燃料噴射式内
    燃機関において、触媒活性状態に達する以前の条件のと
    きには排気弁が閉じた後に吸気弁を開くマイナスオーバ
    ラップ制御を行うと共に主燃料噴射のみを行い、マイナ
    スオーバラップ制御の間に筒内温度が基準値に達した後
    は主燃料噴射後に追加燃料噴射を行うようにした内燃機
    関の排気浄化装置。
  2. 【請求項２】排気通路に触媒を備え、圧縮上死点以前に
    噴射した燃料に火花点火して燃焼を開始させる筒内燃料
    噴射式内燃機関において、触媒活性状態に達する以前の
    条件のときには排気弁が閉じた後に吸気弁を開くマイナ
    スオーバラップ制御を行うと共に前記圧縮上死点以前の
    主燃料噴射のみ行い、マイナスオーバラップ制御の間に
    筒内温度が基準値に達した後は膨張行程以降に追加燃料
    噴射を行い、触媒活性状態に達した後はマイナスオーバ
    ラップ制御及び追加燃料噴射を終了するようにした内燃
    機関の排気浄化装置。
  3. 【請求項３】マイナスオーバラップ制御時、排気弁は排
    気上死点よりも以前に閉ざすようにした請求項１または
    請求項２の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
  4. 【請求項４】マイナスオーバラップ制御時、吸気弁は排
    気上死点よりも以後に閉ざすようにした請求項１から請
    求項３の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
  5. 【請求項５】排気通路に触媒を備えた筒内燃料噴射式内
    燃機関において、 触媒活性状態を検出する触媒活性状態判定装置と、 吸気弁と排気弁のオーバラップ量を可変制御する弁作動
    制御装置と、 筒内温度を検出する筒内温度検出装置と、 触媒活性状態と筒内温度に基づいて弁作動制御装置によ
    るバルブオーバラップ量と燃料噴射とを制御するコント
    ローラとを備え、 前記コントローラは、触媒が活性状態にないときには排
    気弁が閉じた後に吸気弁を開くマイナスオーバラップ制
    御を行うと共に主燃料噴射のみを行い、マイナスオーバ
    ラップ制御の間に筒内温度が基準値に達した後は主燃料
    噴射後に追加燃料噴射を行うように設定されている内燃
    機関の排気浄化装置。
  6. 【請求項６】排気通路に触媒を備えた筒内燃料噴射式内
    燃機関において、 触媒活性状態を検出する触媒活性状態判定装置と、 吸気弁と排気弁のオーバラップ量を可変制御する弁作動
    制御装置と、 筒内温度を検出する筒内温度検出装置と、 触媒活性状態と筒内温度に基づいて弁作動制御装置によ
    るバルブオーバラップ量と燃料噴射とを制御するコント
    ローラとを備え、 前記コントローラは、触媒が活性状態にないときには排
    気弁が閉じた後に吸気弁を開くマイナスオーバラップ制
    御を行うと共に圧縮上死点以前に主燃料噴射のみを行
    い、マイナスオーバラップ制御の間に筒内温度が基準値
    に達した後は膨張行程以降に追加燃料噴射を行い、触媒
    が活性状態となったときにはマイナスオーバラップ制御
    及び追加燃料噴射を終了するように設定されている内燃
    機関の排気浄化装置。
  7. 【請求項７】弁作動制御装置は、マイナスオーバラップ
    制御時に、排気弁を排気上死点よりも以前に閉ざすよう
    に設定されている請求項５または請求項６の何れかに記
    載の内燃機関の排気浄化装置。
  8. 【請求項８】弁作動制御装置は、マイナスオーバラップ
    制御時に、吸気弁を排気上死点よりも以後に閉ざすよう
    に設定されている請求項５から請求項７の何れかに記載
    の内燃機関の排気浄化装置。
  9. 【請求項９】コントローラは、追加燃料噴射を行うとき
    には主燃料噴射の空燃比をリーン化するように設定され
    ている請求項５から請求項８の何れかに記載の内燃機関
    の排気浄化装置。
  10. 【請求項１０】コントローラは、筒内温度に応じて弁作
    動制御装置によるマイナスオーバラップ量を可変設定す
    るように設定されている請求項５から請求項９の何れか
    に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  11. 【請求項１１】コントローラは、筒内温度が上昇するほ
    どマイナスオーバラップ量を減少させるように設定され
    ている請求項１０に記載の内燃機関の排気浄化装置。
  12. 【請求項１２】コントローラは、筒内温度に応じて主燃
    料噴射時の空燃比と追加燃料噴射量とを決定するように
    設定されている請求項５から請求項１１の何れかに記載
    の内燃機関の排気浄化装置。
  13. 【請求項１３】コントローラは、筒内温度が上昇するほ
    ど主燃料噴射時の空燃比をリーン化すると共に追加燃料
    噴射量を増加させるように設定されている請求項１２に
    記載の内燃機関の排気浄化装置。
  14. 【請求項１４】コントローラは、マイナスオーバラップ
    制御時に点火時期を遅角側に補正する点火時期補正装置
    を有することを特徴とする請求項５から請求項１３の何
    れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
  15. 【請求項１５】筒内温度検出装置は、筒内温度を内燃機
    関の運転状態に基づいて検出するように設定されている
    請求項５から請求項１４の何れかに記載の内燃機関の排
    気浄化装置。
  16. 【請求項１６】筒内温度検出装置は、内燃機関の始動時
    の冷却水温度と、マイナスオーバラップ制御を開始して
    からの経過時間に基づいて筒内温度を推定するように設
    定されている請求項１５に記載の内燃機関の排気浄化装
    置。
  17. 【請求項１７】触媒活性状態判定装置は、触媒温度を代
    表する機関部位の温度を検出する温度センサにより構成
    されている請求項５から請求項１６の何れかに記載の内
    燃機関の排気浄化装置。
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