JP2002047969A - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮自己着火による燃焼を早期に行うため
に、触媒の活性化を図って排気悪化を防止することがで
きるエンジンの制御装置を提供する。 【解決手段】 燃焼室内の混合気を圧縮自己着火により
燃焼させ、前記燃焼室内の排気ガス成分を浄化する触媒
を備えるエンジンの制御装置であって、該制御装置は、
前記触媒を制御する手段を備え、該触媒を制御する手段
は、前記触媒の活性状態を判断する手段と、該触媒の活
性状態を判断する手段の判断結果に基づいて前記触媒を
活性化させる手段とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの制御装
置に係り、特に、圧縮自己着火エンジンであって、触媒
の活性化を促進させるエンジンの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンでは、燃費向上及び排
気低減が主要な課題であり、近年、ポンプ損失を低減す
るために、空燃比をリーンで運転して燃費向上を図る火
花点火による燃焼方式のリーンバーンエンジンが主流に
なりつつある。しかし、該火花点火式のリーンバーンエ
ンジンは、空燃比をよりリーンにすることで前記ポンプ
損失を低減することができるものの、火炎伝搬による燃
焼であることから、その原理に基づく着火ミスによって
リーン限界が存在する。
【０００３】これに対して、点火プラグによる火花点火
ではなく、燃焼室内で混合気を自発的に着火させる圧縮
自己着火による燃焼方式のエンジンがある。該圧縮自己
着火式のエンジンは、前記燃焼室内の高圧縮化及び高温
化を行うことによって、該燃焼室内の至る所で燃焼反応
を生じさせるものであり、火花点火式よりもリーン限界
が大きく、しかも、局所的な高温部がなく燃焼温度も低
いことから燃費向上及びNOx低減を図ることができるも
のである。
【０００４】また、通常のエンジンにおいては、該エン
ジンの排気管に、燃焼室から排出される排気ガスに含有
される炭化水素たるハイドロカーボン（HC）及び一酸化
炭素（CO）を酸化させ、窒素酸化物（NOx）を還元させ
る機能を有する三元触媒を設置するのが一般的である
が、該三元触媒は、図３４の空燃比に対する三元触媒の
三成分の浄化性能に示すように、リーン運転においては
三元触媒のNOx還元性能がほとんど機能しないことか
ら、NOxを吸蔵・吸着するNOx触媒を設置することもあ
る。
【０００５】ここで、圧縮自己着火による燃焼方式のエ
ンジンは、上記のように、前記燃焼室内の高圧縮化及び
高温化が必要であることを鑑みて、エンジン暖機未完了
時には点火プラグによる火花点火を行い、これ以外のと
きは圧縮自己着火燃焼を行う、若しくは、圧縮自己着火
燃焼が可能でかつ着火時期も適正に得られる状態となっ
たときに圧縮自己着火燃焼を行う等、エンジン運転条件
に基づいて火花点火式と圧縮自己着火式とを切り換える
エンジンの制御装置に関する技術が各種提案されている
（例えば、特開昭６２−１５７２２０号公報、特開平１
１−６４３５号公報、特開平１１−３３６６００号公
報、特開平１１−６２５８９号公報、特開平１１−２５
７１０８号公報、特開平１１−１６６４３５号公報、特
開平１１−２９４１５２号公報参照）。
【０００６】また、エンジンの冷間時には、三元触媒の
排気ガスの浄化性能が低いことを鑑みて、該触媒の活性
化を促進させるエンジンの制御装置の技術が各種提案さ
れている（例えば、特開平２０００−３８９４８号公
報、特開平２０００−４５８４４号公報、特開平１１−
３３６５７４号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記三元触
媒は、図３５に示すように、排気ガスが所定温度以上に
おいては、HC、CO、NOxの各浄化機能を発揮するが、該
排気ガスが所定温度以下であると、排気ガスを十分に浄
化することができないという特性を有していることか
ら、前記活性化状態の維持のために所定温度以上に保持
する必要がある。つまり、前記排気管に配設されている
三元触媒は、図３６に示すように、エンジンの始動時か
ら活性化する所定温度以上になるまでの期間における排
気ガスの浄化性能が低下する。これは、エンジンの始動
時には外気温に等しく、排気ガス温度も低温であり、排
気ガスにより加熱された後に活性化するからである。
【０００８】したがって、前記排気管に触媒を設置する
場合には、エンジンの始動時から触媒活性化までの時間
を短縮すること、すなわち、触媒活性化させる何等かの
手段が必要にある。これは、圧縮自己着火による燃焼方
式のエンジンでは、特に必要である。なぜならば、圧縮
自己着火による燃焼方式では、火花点火による方式に比
して燃焼温度が低いために、排気ガスの加熱による触媒
の昇温効果が低いからである。よって、エンジン始動時
等には排気悪化が大きな問題になる。
【０００９】すなわち、本発明者は、圧縮自己着火によ
る燃焼方式のエンジンであって、排気管に触媒を備える
場合には、触媒の活性化を常時行うことによって、エン
ジンの始動時から触媒活性化までの時間を短縮すること
ができ、圧縮自己着火による燃焼方式においても排気悪
化を解消できるとの新たな知見を得ている。
【００１０】しかし、前記従来の技術は、火花点火式と
圧縮自己着火式とを切り換える手段を有しているが、例
えば、前記特開昭６２−１５７２２０号公報、前記特開
平１１−６４３５号公報所載のエンジンの制御装置で
は、燃焼状態のみに着目し、圧縮自己着火が可能な燃焼
状態であるかを間接的若しくは直接的に判断し、可能な
場合には圧縮自己着火による燃焼を許可するものであ
る。よって、触媒が非活性化時でも圧縮自己着火による
燃焼が可能な場合には、圧縮自己着火燃焼を行うおそれ
がある。さらに、他の従来技術もまた、運転状態に応じ
て吸排気弁の開閉時期を制御する、又は煤（スモーク）
及びNOxの同時低減のために触媒を加熱する等であっ
て、圧縮自己着火による燃焼を早期に行うために触媒を
活性化させることに対していずれも格別な配慮がなされ
ていない。
【００１１】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、圧縮自己着
火による燃焼を早期に行うために、触媒の活性化を図っ
て排気悪化を防止することができるエンジンの制御装置
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明のエンジンの制御装置は、基本的には、燃焼室内
の混合気を圧縮自己着火により燃焼させ、前記燃焼室内
の排気ガス成分を浄化する触媒を備えるエンジンの制御
装置であって、該制御装置は、前記触媒を制御する手段
を備え、該触媒を制御する手段は、前記触媒の活性状態
を判断する手段と、該触媒の活性状態を判断する手段の
判断結果に基づいて前記触媒を活性化させる手段とを備
えることを特徴としている。
【００１３】前述の如く構成された本発明に係るエンジ
ンの制御装置は、触媒を活性化させる手段が、触媒状態
の判断結果に応じて前記触媒の活性化を促進させるの
で、エンジンの始動時から触媒活性化までの時間を短縮
することができるとともに、燃焼温度が低い圧縮自己着
火エンジンによる燃焼方式においても排気の悪化を防止
することができ、エンジンの信頼性の向上を図ることが
できる。
【００１４】また、本発明のエンジンの制御装置におけ
る具体的な態様は、前記触媒の活性状態を判断する手段
は、前記触媒の温度を検出若しくは推定する手段と、前
記触媒の活性化を判定する手段とを備え、前記触媒を活
性化させる手段は、前記触媒の検出温度若しくは推定温
度が所定値以下の場合に、エンジンの運転状態を制御す
ることを特徴としている。
【００１５】さらに、本発明のエンジンの制御装置にお
ける他の具体的な態様は、前記触媒を活性化させる手段
は、前記触媒の検出温度若しくは推定温度が所定値以下
の場合に、前記圧縮自己着火による燃焼を禁止し、火花
点火による燃焼を行うことを特徴としている。
【００１６】さらにまた、本発明のエンジンの制御装置
におけるさらに他の具体的な態様は、前記触媒を活性化
させる手段は、前記触媒の検出温度若しくは推定温度が
所定値以下の場合に、前記触媒用のヒータを駆動させる
ことを特徴としている。
【００１７】また、本発明のエンジンの制御装置におけ
る他の具体的な態様は、前記触媒を活性化させる手段
は、前記触媒の検出温度若しくは推定温度が所定値以下
の場合に、通常の燃料噴射以外の時期に燃料を噴射させ
ること、及び、燃料噴射時期が前記エンジンの爆発又は
排気行程であることを特徴としている。
【００１８】更に、本発明のエンジンの制御装置は、前
記触媒の上流側もしくは下流側に備えた温度センサによ
る検出温度が所定値以上になったら前記圧縮自己着火に
よる燃焼を早期に行うべく制御され、前記触媒は、排気
管に備えられた三元触媒もしくはNOx触媒であることを
特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明に係る
エンジンの制御装置の実施形態を詳細に説明する。図１
は、本発明の第一の実施形態のエンジンの制御装置を備
えたエンジン制御システムの全体構成を示したものであ
る。エンジン５０は、多気筒９で構成され、その各気筒
９に吸気管６と排気管１０とが各々接続されている。
【００２０】各気筒９には、点火プラグ８が取り付けら
れ、吸気管６には、燃料噴射弁７が取り付けられている
とともに、その上流には、エアクリーナ１と、エアフロ
センサ２と、電制スロットル弁３と、該スロットル弁３
をバイパスするＩＳＣ用バイパス通路４とが各々の適宜
位置に設けられており、該バイパス通路４にはＩＳＣバ
ルブ５が配置されている。また、気筒９をバイパスし、
吸気管６と排気管１０とを連通する排気循環通路（ＥＧ
Ｒ通路）１８が設けられ、該ＥＧＲ通路１８にはＥＧＲ
バルブ１９が配置されている。
【００２１】また、排気管１０には、三元触媒１１が配
置され、該三元触媒１１の上流にはA/Fセンサ１２が、
前記三元触媒１１の下流には温度センサ１３が各々配置
されている。さらに、前記スロットル弁３の配置部位に
はスロットル開度センサ１７が、前記気筒９の側面には
水温センサ１４が、クランク軸部にはクランク角センサ
１５が各々配置されている。
【００２２】エンジン５０の外部からの空気は、エアク
リーナ１を通過し、吸気管６を経てリフト時期制御型電
磁駆動による吸気弁２７を介して燃焼室１６内に流入さ
れる。この流入空気量は、主に、前記スロットル弁３に
より調節されるが、アイドル時は前記バイパス通路４に
設けられたＩＳＣバルブ５によって調節され、この調整
によってエンジン回転数が制御される。また、エアフロ
センサ２では流入空気量が検出され、クランク角センサ
１５ではクランク軸の回転角１度毎に信号が出力され、
水温センサ１４ではエンジン５０の冷却水温度が検出さ
れる。エンジン５０には、エンジンの制御装置（コント
ロールユニット）１００が配置され、該コントロールユ
ニット１００は、前記各センサの信号を入力するととも
に、演算処理して前記各操作機器に制御信号を出力して
いる。
【００２３】すなわち、エアフロセンサ２、スロットル
開度センサ１７、クランク角センサ１５、水温センサ１
４、A/Fセンサ１２、温度センサ１３、アクセルペダル
３２の各信号は、コントロールユニット１００に送ら
れ、これらセンサ出力からエンジン５０の運転状態を得
て、燃料の基本噴射量、点火時期の主要な操作量が最適
に演算される。コントロールユニット１００内で演算さ
れた燃料噴射量は、開弁パルス信号に変換され、燃料噴
射弁７に送られる。
【００２４】また、コントロールユニット１００では、
所定の点火時期が演算され、該点火時期で点火されるよ
うにコントロールユニット１００からの駆動信号が点火
プラグ８に出力される。また、電制スロットル弁３、リ
フト時期制御型電磁駆動による吸気弁２７及び排気弁２
８を用いて、内部排気還流量と新気量とが制御され、所
定時期で自己着火するように燃焼室１６内の圧力と温度
とを制御する。
【００２５】燃料噴射弁７から噴射された燃料は、吸気
管６からの空気と混合されて、各気筒９の燃焼室１６内
に流入して混合気を形成し、該混合気は、圧縮自己着火
により、若しくは点火プラグ８で発生する火花により点
火・爆発し、その際発生するエネルギーがエンジン５０
の回転駆動力としての動力源となる。
【００２６】前記燃焼室１６内での爆発後の排気ガス
は、リフト時期制御型電磁駆動による排気弁２８を介し
て排気管１０を経て三元触媒１１に送り込まれる。該三
元触媒１１によって、HC、CO、NOxの各排気ガス成分が
浄化された後、エンジン５０の外部に排出される。な
お、排気ガスの一部は、ＥＧＲ通路１８を介して吸気管
６側に還流される。この還流量は、コントロールユニッ
ト１００の信号に基づいてＥＧＲバルブ１９で制御され
る。
【００２７】前記A/Fセンサ１２は、排気ガス中に含ま
れる酸素濃度に対して線形の出力特性を持ち、排気ガス
中の酸素濃度と空燃比の関係は、ほぼ線形になることか
ら、該A/Fセンサ１２により三元触媒１１の上流の空燃
比を求めることが可能である。また、温度センサ１３
は、三元触媒１１の下流の排気温度を検出可能にしてい
る。
【００２８】コントロールユニット１００は、A/Fセン
サ１２の信号から三元触媒１１の上流の空燃比を算出
し、燃焼室１６内の混合気の空燃比が目標空燃比となる
よう前記基本噴射量を逐次補正するフィードバック（F/
B）制御を行うとともに、スロットルバルブ３、吸気弁
２７及び排気弁２８が各目標開度となるように、さら
に、点火プラグ８の点火時期が目標点火時期となるよう
に各制御がなされ、また、温度センサ１３等の信号から
後述する触媒制御手段１５０にて三元触媒１１の活性化
を促進させている。
【００２９】図２は、前記コントロールユニット１００
の内部を示したものである。該コントロールユニット１
００内には、A/Fセンサ１２、温度センサ１３、スロッ
トル開度センサ１７、エアフロセンサ２、クランク角セ
ンサ１５、水温センサ１４の各センサの出力値が入力さ
れ、入力回路２３にて雑音除去等の信号処理を行った
後、入出力ポート２４に送られる。該入出力ポート２４
の値はＲＡＭ２２に保管され、ＣＰＵ２０内で演算処理
される。演算処理の内容を記述した制御プログラムはＲ
ＯＭ２１に予め書き込まれている。
【００３０】前記制御プログラムにしたがって演算され
た各アクチュエータ作動量を表す値は、ＲＡＭ２２に保
管された後、前記入出力ポート２４に送られる。そし
て、点火プラグ８の作動信号は、点火出力回路２５内の
一次側コイルの通電時にはＯＮとなり、非通電時はＯＦ
ＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされる。点火時期は
ＯＮからＯＦＦになるときである。前記入出力ポート２
４にセットされた点火プラグ８用の信号は、点火出力回
路２５で燃焼に必要な十分なエネルギーに増幅され、点
火プラグ８に供給される。また、燃料噴射弁７の駆動信
号は開弁時ＯＮ、閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号
がセットされ、燃料噴射弁駆動回路２６で燃料噴射弁７
を開くのに十分なエネルギーに増幅され、燃料噴射弁７
に送られる。さらに、電磁駆動吸排気弁２７、２８の各
駆動信号は、各駆動回路２９、３０を経て吸排気弁２
７、２８に送られ、任意の時期に開閉させる。さらにま
た、電制スロットル弁３の目標開度を実現する駆動信号
は、電子スロットル駆動回路３１を経て電制スロットル
弁３に送られる。
【００３１】そして、コントロールユニット１００は、
図３に示すように、三元触媒１１の制御手段１５０を備
えている。該触媒制御手段１５０は、温度センサ１３等
の出力信号に基づいて三元触媒１１の状態を判断する手
段２００と、この判断結果に基づいて三元触媒１１を活
性化させる手段２０１とからなり、触媒状態判断手段２
００は、三元触媒１１の温度を検出する触媒温度検出手
段１０１Ａと、該温度から三元触媒１１の活性化を判定
する触媒活性化判定手段１０１Ｂとから構成されてお
り、三元触媒１１の活性状態に応じて触媒１１を活性化
させて、早期の圧縮自己着火を達成して排気悪化の一層
の防止を図っている。以下、ＲＯＭ２１に書き込まれる
制御プログラムについて述べる。
【００３２】図４は、コントロールユニット１００の制
御ブロック図を示しており、該コントロールユニット１
００の前記触媒制御手段１５０は、触媒１１の温度が所
定値以下のときは、圧縮自己着火による燃焼を禁止し、
火花点火による燃焼に切り換えて燃焼を行い、その排気
熱により触媒１１の活性化を図っている。そして、コン
トロールユニット１００は、前記触媒状態判断手段２０
０の一態様である圧縮自己着火燃焼許可部１０１、基本
燃料噴射量演算部１０２、空燃比補正項演算部１０３、
目標開度演算部１０４、スロットル開度制御部１０５、
目標新気量・ＥＧＲ量演算部１０６、目標排気弁開時期
演算部１０７、目標排気弁閉時期演算部１０８、目標吸
気弁開時期演算部１０９、目標吸気弁閉時期演算部１１
０、前記触媒活性化手段２０１の一態様である目標点火
時期演算部１１１とからなる。以下、各制御ブロックの
詳細説明を行う。
【００３３】図５は、前記コントロールユニット１００
内の触媒制御手段１５０の制御ブロック図である。該触
媒制御手段１５０は、前記圧縮自己着火燃焼許可部１０
１と、前記火花点火を行って目標点火時期を演算する圧
縮自己着火禁止手段１１１とを概念的に含むものであっ
て、触媒温度検出手段１０１Ａ、触媒活性化判定手段１
０１Ｂとからなり、温度センサ１３、クランク角センサ
１５及びアクセルペダル３２の各出力信号に基づいて、
触媒温度検出手段１０１Ａにて三元触媒１１の温度を検
出し、この温度から触媒活性化判定手段１０１Ｂにて三
元触媒１１の活性化を判定し、この判定から触媒１１の
非活性状態時には、圧縮自己着火禁止手段１１１にて圧
縮自己着火ではなく火花点火による燃焼を実行する信号
を目標開度演算部１０４、目標新気量・ＥＧＲ量演算部
１０６に出力するとともに、目標点火時期演算部１１１
に出力する。
【００３４】図６は、圧縮自己着火燃焼許可部１０１に
よる圧縮自己着火の許可の説明図であり、圧縮自己着火
燃焼許可部１０１は、触媒１１の下流温度TmpCatと、ア
クセル開度Apoと、エンジン回転数Neとに基づいて圧縮
自己着火の許可判定を行っている。具体的には、以下の
式（１）乃至（３）の全ての条件が成立した場合には、
圧縮自己着火許可フラグfpautoを１として圧縮自己着火
燃焼を行う。一方、それ以外のときには圧縮自己着火燃
焼を禁止し、圧縮自己着火許可フラグfpautoを０として
火花点火燃焼に切り換える。
【００３５】
【数１】TmpCat≧TmpCatAuto （１） Apo≦ApoAuto （２） Ne≦NeAuto （３）
【００３６】ここで、TmpCatAutoは下流温度の設定値、
ApoAutoはアクセル開度の設定値、NeAutoはエンジン回
転数の設定値であり、それぞれＲＯＭ２１に格納されて
いる。そして、式（１）は触媒活性状態を示しており、
触媒温度TmpCatがTmpCatAuto未満のときには触媒非活性
状態となる。
【００３７】図７は、基本燃料噴射量演算部１０２によ
る基本燃料噴射量の算出の説明図であり、基本燃料噴射
量演算部１０２は、エアフロセンサ２による流入空気量
Qaと、エンジン回転数Neと、アクセルペダル３２の信号
とに基づいて、任意の運転条件において目標トルクと目
標空燃比を同時に実現する燃料噴射量を演算している。
具体的には、式（４）に示すように、基本燃料噴射量Tp
を演算する。
【００３８】
【数２】Tp＝K×Qa／（Ne×Cyl） （４）
【００３９】ここで、Kは流入空気量Qaに対して常に理
論空燃比を実現するよう調節する定数値であり、Cylは
気筒９の数である。
【００４０】図８は、空燃比補正項演算部１０３による
空燃比補正項の算出の説明図であり、空燃比補正項演算
部１０３は、A/Fセンサ１２で検出される実空燃比Rabf
と目標空燃比Tabfとの偏差Dltabfに基づいて、任意の運
転条件において空燃比が理論空燃比となるようF/B制御
している。具体的には、PI制御により空燃比補正項Lalp
haを演算する。そして、該空燃比補正項Lalphaは、前述
の基本燃料噴射量Tpに乗ぜられ、常時エンジンの空燃比
が理論空燃比となるよう保持され、燃料噴射弁７に出力
される。
【００４１】ところで、一般に、圧縮自己着火を起こさ
せるには、所定のクランク角で気筒９内の圧力及び気筒
９内の温度を所定値に制御する必要があるとともに、こ
れと同時に運転者の意図するトルクを実現することが必
要である。そこで、本実施形態では、電制スロットル弁
３、電磁駆動型吸気弁２７、電磁駆動型排気弁２８を用
いて新気量及び内部ＥＧＲ量を制御し、前記トルク、気
筒９内圧力、気筒９内温度を所定の高い値となるよう
に、以下の如く協調制御する。
【００４２】まず、燃焼空燃比を理論空燃比とするの
で、前記新気量と前記トルクは比例関係にあり、すなわ
ち、前記新気量で前記トルクを制御することが可能であ
る。よって、前記新気量は、電制スロットル弁３及び電
磁駆動型吸気弁２７を用いて制御し、気筒９内圧力及び
気筒９内温度は、気筒９内の残留ガス、つまり内部ＥＧ
Ｒ量を電磁駆動型排気弁２８を用いて制御する。
【００４３】また、圧縮自己着火燃焼時と火花点火燃焼
時とでは、要求される内部ＥＧＲ量が異なるため、目標
とする内部ＥＧＲ量は、前記圧縮自己着火許可フラグfp
autoの値によって切り換えるものとし、内部ＥＧＲ量に
したがって、要求される新気量を気筒９内に入れるため
の吸気弁２７の開閉時期を変更する。つまり、任意の運
転条件において式（５）、（６）が成立するように、新
気量と内部ＥＧＲ量とを制御している。
【００４４】
【数３】ηa,a＝ηa,s （ma,a＝ma,s） （５） ηe,a＝ηe,s （me,a＝me,s） （６）
【００４５】ここで、ηa,aは圧縮自己着火燃焼時の新
気量の充填効率、ηa,sは火花点火燃焼時の新気量の充
填効率、ηe,aは圧縮自己着火時燃焼時の内部ＥＧＲ量
の充填効率、ηe,sは火花点火燃焼時の内部ＥＧＲ量の
充填効率、ma,aは圧縮自己着火燃焼時の新気質量、ma,s
は火花点火燃焼時の新気質量、me,aは圧縮自己着火燃焼
時の内部ＥＧＲ質量、me,sは火花点火燃焼時の内部ＥＧ
Ｒ質量である。また、一般に、圧縮自己着火時に要求さ
れる内部ＥＧＲ量は、火花点火燃焼時のそれよりも多い
ことから式（７）乃至（９）が成立する。
【００４６】
【数４】ηg,a＞ηg,s （mg,a＞mg,s） （７） mg,a＝ma,a＋me,a （８） mg,s＝ma,s＋me,s （９）
【００４７】ここで、ηg,aは圧縮自己着火燃焼時の気
筒９内ガス充填効率、ηg,sは火花点火燃焼時の気筒９
内のガス充填効率、mg,aは圧縮自己着火燃焼時の気筒９
内のガス質量、mg,sは火花点火燃焼時の気筒９内のガス
質量である。そして、本実施形態のコントロールユニッ
ト１００は、まず目標内部ＥＧＲ量を決定し、次に目標
トルクを実現する新気量を決定している。
【００４８】図９は、目標開度演算部１０４による目標
とする電制スロットル弁３の開度算出の説明図であり、
目標開度演算部１０４は、エアフロセンサ２、クランク
角センサ１５、アクセルペダル３２の各信号と、圧縮自
己着火許可フラグfpautoとに基づいて、任意の運転条件
において、目標ブーストを実現するスロットル開度を演
算している。具体的には、アクセル開度Apoとエンジン
回転数Neからマップを参照して、圧縮自己着火時の目標
ブーストTgBoosta若しくは火花点火時の目標ブーストTg
Boostsが決定され、これを圧縮自己着火許可フラグfpau
toの値によって切り換えて目標ブーストTgBoostを設定
し、該目標ブーストTgBoostとエンジン回転数Neからマ
ップを参照して目標開度TgTvoが決定され、スロットル
開度制御部１０５、目標新気量・ＥＧＲ量演算部１０６
に出力される。
【００４９】図１０は、スロットル開度制御部１０５の
説明図であり、スロットル開度制御部１０５は、電制ス
ロットル弁３の開度が前記目標開度TgTvoになるよう
に、スロットル開度センサ１７による実スロットル開度
Tvoに基づいてF/B制御し、電制スロットル弁３に出力さ
れる。なお、本実施形態の制御アルゴリズムはPI制御と
しているが、その他の位置制御用アルゴリズムでも適用
可能である。
【００５０】図１１は、目標新気量・ＥＧＲ量演算部１
０６による目標新気量、充填効率等の算出の説明図であ
り、目標新気量・ＥＧＲ量演算部１０６は、アクセルペ
ダル３２と、前記目標ブーストTgBoostと、前記圧縮自
己着火許可フラグfpautoとに基づいて、任意の運転条件
における目標トルク、目標気筒９内温度、目標気筒９内
圧力を実現する目標新気量及び目標ＥＧＲ量を演算して
いる。具体的には、アクセル開度Apoとエンジン回転数N
eからマップを参照して、目標新気量TgAirが決定され、
目標吸気弁開時期演算部１０９、目標吸気弁閉時期演算
部１１０に出力される。
【００５１】また、アクセル開度Apoとエンジン回転数N
eからマップを参照して、圧縮自己着火時の目標ＥＧＲ
量若しくは火花点火時の目標ＥＧＲ量が決定され、これ
を圧縮自己着火許可フラグfpautoの値によって切り換
え、目標ＥＧＲ量TgEgrを設定し、さらに、目標ＥＧＲ
量TgEgrとエンジン回転数Neからマップを参照して、吸
気管６内圧と気筒９内圧との差圧DeltaPが決定され、目
標吸気弁開時期演算部１０９、目標吸気弁閉時期演算部
１１０に出力される。なお、圧縮自己着火許可フラグfp
autoの値に応じて切り換えるのは、圧縮自己着火燃焼時
と火花点火燃焼時とでは要求されるＥＧＲ量が異なるか
らである。
【００５２】さらに、目標ＥＧＲ量TgEgrと目標新気量T
gAirから目標ガス量TgGasを求め、エンジン回転数Neか
ら求められる最大ガス量MaxGasと目標ガス量TgGasとか
ら充填効率ItaGasが決定され、目標排気弁開時期演算部
１０７、目標排気弁閉時期演算部１０８に出力される。
【００５３】図１２は、目標排気弁開時期演算部１０７
による開時期の算出の説明図であり、目標排気弁開時期
演算部１０７は、充填効率ItaGasと、エンジン回転数Ne
とに基づいて、目標ＥＧＲ量TgEgrを実現する排気弁の
開時期を演算している。具体的には、充填効率ItaGasと
エンジン回転数Neからマップを参照して、目標排気弁開
時期TgEvoが決定され、電磁駆動型排気弁２８に出力さ
れる。
【００５４】図１３は、目標排気弁閉時期演算部１０８
による閉時期の算出の説明図であり、目標排気弁閉時期
演算部１０８は、充填効率ItaGasと、エンジン回転数Ne
とに基づいて、目標ＥＧＲ量TgEgrを実現する排気弁の
閉時期を演算している。具体的には、充填効率ItaGasと
エンジン回転数Neからマップを参照して、目標排気弁閉
時期TgEvcが決定され、電磁駆動型排気弁２８に出力さ
れる。
【００５５】図１４は、目標吸気弁開時期演算部１０９
による開時期の算出の説明図であり、目標吸気弁開時期
演算部１０９は、目標新気量TgAirと、差圧DeltaPとに
基づいて、目標新気量TgAirを実現する吸気弁の開時期
を演算している。具体的には、目標新気量TgAirと差圧D
eltaPからマップを参照して、目標吸気弁開時期TgIvoが
決定され、電磁駆動型吸気弁２７に出力される。
【００５６】図１５は、目標吸気弁閉時期演算部１１０
による閉時期の算出の説明図であり、目標吸気弁閉時期
演算部１１０は、目標新気量TgAirと、差圧DeltaPとに
基づいて、目標新気量TgAirを実現する吸気弁の閉時期
を演算している。具体的には、目標新気量TgAirと差圧D
eltaPからマップを参照して、目標吸気弁閉時期TgIvcが
決定され、電磁駆動型吸気弁２７に出力される。
【００５７】図１６は、前記目標点火時期演算部１１１
による目標点火時期の算出の説明図であり、目標点火時
期演算部１１１は、エアフロセンサ２、クランク角セン
サ１５、アクセルペダル３２の各信号と、圧縮自己着火
許可フラグfpautoに基づいて、任意の運転条件において
最適な点火時期を演算している。具体的には、アクセル
開度Apoとエンジン回転数Neからマップを参照して、圧
縮自己着火時の目標ブーストTgBoosta若しくは火花点火
時の目標ブーストTgBoostsが決定され、これを圧縮自己
着火許可フラグfpautoの値によって切り換え、目標とす
る点火時期Advを設定し、点火プラグ８に出力される。
なお、圧縮自己着火燃焼時でも失火した場合に備えて点
火が行えるようにされており、この場合には、目標点火
時期は自己着火時期よりもリタード側に選択される。
【００５８】図１７乃至図２５は、第二の実施形態のエ
ンジンの制御装置を示しており、前記触媒制御手段１５
０に基づく構成を除き、前記第一の実施形態のエンジン
の制御装置１００と同様であることから、以下、この点
について詳細に説明する。
【００５９】図１７は、本発明の第二の実施形態のエン
ジンの制御装置を備えたエンジン制御システムの全体構
成を示したものであり、エンジン５０Ａの排気管１０に
は、三元触媒１１が配置され、該三元触媒１１の上流に
はA/Fセンサ１２が、前記三元触媒１１の下流には温度
センサ１３が各々配置されている。さらに、三元触媒１
１には、触媒用ヒータ３５が適宜位置に設置されてお
り、該触媒用ヒータ３５は、エンジンの制御装置（コン
トロールユニット）１００Ａの出力信号に基づいて、触
媒１１の温度が所定値以下の場合に作動され、触媒の活
性化を図っている。そして、図１８は、コントロールユ
ニット１００Ａの内部構成図に示すように、触媒用ヒー
タ駆動回路３３が設けられている。
【００６０】図１９は、コントロールユニット１００Ａ
の制御ブロック図を示しており、該コントロールユニッ
ト１００Ａの前記触媒制御手段１５０は、触媒１１の温
度が所定値以下のときは、触媒用ヒータ３５を駆動さ
せ、その加熱により触媒１１の活性化を図っている。そ
して、コントロールユニット１００Ａは、前記触媒状態
判断手段２００の一態様であるヒータ作動許可部１２
１、基本燃料噴射量演算部１０２、空燃比補正項演算部
１０３、目標開度演算部１０４Ａ、スロットル開度制御
部１０５、目標新気量・ＥＧＲ量演算部１０６Ａ、目標
排気弁開時期演算部１０７、目標排気弁閉時期演算部１
０８、目標吸気弁開時期演算部１０９、目標吸気弁閉時
期演算部１１０、目標点火時期演算部１１１Ａ、前記触
媒活性化手段２０１の一態様である触媒用ヒータ制御部
１２２とからなる。以下、各制御ブロックの詳細説明を
行う。
【００６１】図２０は、前記コントロールユニット１０
０Ａ内の触媒制御手段１５０の制御ブロック図である。
該触媒制御手段１５０は、ヒータ作動許可部１２１と、
触媒用ヒータ３５を駆動制御する触媒温度上昇手段１２
２とを概念的に含むものであって、触媒温度検出手段１
０１Ａ、触媒活性化判定手段１０１Ｂとからなり、温度
センサ１３の出力信号に基づいて、触媒温度検出手段１
０１Ａにて三元触媒１１の温度を検出し、この温度から
触媒活性化判定手段１０１Ｂにて三元触媒１１の活性化
を判定し、この判定結果からヒータ作動を実行する信号
を触媒用ヒータ制御部１２２に出力する。
【００６２】図２１は、ヒータ作動許可部１２１による
ヒータ作動許可の説明図であり、ヒータ作動許可部１２
１は、触媒１１の下流温度TmpCatに基づいて圧縮自己着
火の許可判定を行っている。具体的には、以下、式（１
０）の条件が成立した場合には、触媒用ヒータ作動フラ
グfpheatを１としてヒータ作動を行う。一方、それ以外
のときにはヒータ作動を停止し、触媒用ヒータ作動フラ
グfpheatを０とする。
【００６３】
【数５】TmpCat≧TmpCatAuto （１０）
【００６４】ここで、式（１０）は触媒活性状態を示し
ており、触媒温度TmpCatがTmpCatAuto未満のときには触
媒非活性状態となる。なお、基本燃料噴射量演算部１０
２、空燃比補正項演算部１０３は、前記第一の実施形態
と同様である。
【００６５】図２２は、目標開度演算部１０４Ａによる
目標とする電制スロットル弁３の開度算出の説明図であ
り、目標開度演算部１０４Ａは、エアフロセンサ２、ク
ランク角センサ１５、アクセルペダル３２の各信号に基
づいて、任意の運転条件において、目標ブーストを実現
するスロットル開度を演算している。具体的には、アク
セル開度Apoとエンジン回転数Neからマップを参照して
目標ブーストTgBoostを設定し、該目標ブーストTgBoost
とエンジン回転数Neからマップを参照して目標開度TgTv
oが決定され、スロットル開度制御部１０５、目標新気
量・ＥＧＲ量演算部１０６Ａに出力される。なお、スロ
ットル開度制御部１０５は、前記第一の実施形態と同様
である。
【００６６】図２３は、目標新気量・ＥＧＲ量演算部１
０６Ａによる目標新気量、充填効率等の算出の説明図で
あり、目標新気量・ＥＧＲ量演算部１０６Ａは、アクセ
ルペダル３２と、前記目標ブーストTgBoostとに基づい
て、任意の運転条件における目標トルク、目標気筒９内
の温度、目標気筒９内の圧力を実現する目標新気量及び
目標ＥＧＲ量を演算している。具体的には、アクセル開
度Apoとエンジン回転数Neからマップを参照して、目標
新気量TgAirが決定され、目標吸気弁開時期演算部１０
９、目標吸気弁閉時期演算部１１０に出力される。
【００６７】また、アクセル開度Apoとエンジン回転数N
eからマップを参照して、圧縮自己着火時の目標ＥＧＲ
量TgEgrを設定し、さらに、目標ＥＧＲ量TgEgrとエンジ
ン回転数Neからマップを参照して、吸気管６内圧と気筒
９内圧との差圧DeltaPが決定され、目標吸気弁開時期演
算部１０９、目標吸気弁閉時期演算部１１０に出力され
る。
【００６８】さらに、目標ＥＧＲ量TgEgrと目標新気量T
gAirから目標ガス量TgGasを求め、エンジン回転数Neか
ら求められる最大ガス量MaxGasと目標ガス量TgGasとか
ら充填効率ItaGasが決定され、目標排気弁開時期演算部
１０７、目標排気弁閉時期演算部１０８に出力される。
なお、目標排気弁開時期演算部１０７、目標排気弁閉時
期演算部１０８、目標吸気弁開時期演算部１０９、目標
吸気弁閉時期演算部１１０は、前記第一の実施形態と同
様である。
【００６９】図２４は、目標点火時期演算部１１１Ａに
よる目標点火時期の算出の説明図であり、目標点火時期
演算部１１１Ａは、エアフロセンサ２、クランク角セン
サ１５、アクセルペダル３２の各信号に基づいて、圧縮
自己着火燃焼時でも失火した場合の目標点火時期を演算
している。具体的には、アクセル開度Apoとエンジン回
転数Neからマップを参照して目標とする点火時期Advを
設定し、点火プラグ８に出力される。なお、目標点火時
期は圧縮自己着火時期よりもリタード側に選択される。
【００７０】図２５は、前記触媒用ヒータ制御部１２２
によるヒータ作動の説明図であり、触媒用ヒータ制御部
１２２は、触媒用ヒータ作動フラグfpheatの値によって
切り換え、触媒用ヒータ作動フラグfpheatが１の場合に
は触媒用ヒータ３５を作動させ、それ以外のときには触
媒用ヒータ３５の作動を停止させる。
【００７１】図２６乃至図３１は、第三の実施形態のエ
ンジンの制御装置を示しており、前記触媒制御手段１５
０に基づく構成を除き、前記第一及び前記第二の実施形
態のエンジンの制御装置１００、１００Ａと同様である
ことから、以下、この点について詳細に説明する。
【００７２】図２６は、本発明の第三の実施形態のエン
ジンの制御装置を備えたエンジン制御システムの全体構
成を示したものであり、エンジン５０Ｂの気筒９には、
燃料噴射弁３４が配置されている。該燃料噴射弁３４
は、エンジンの制御装置（コントロールユニット）１０
０Ｂの出力信号に基づいて、触媒１１の温度が所定値以
下の場合に気筒９内で噴射し、触媒の活性化を図ってい
る。
【００７３】図２７は、コントロールユニット１００Ｂ
の制御ブロック図を示しており、該コントロールユニッ
ト１００Ｂの前記触媒制御手段１５０は、触媒１１の温
度が所定値以下のときは、エンジンの爆発・排気行程で
余剰燃料を噴射させ、気筒９、排気管１０、触媒１１内
で酸化反応させ、その反応熱により触媒１１の活性化を
図っている。そして、コントロールユニット１００Ｂ
は、前記触媒状態判断手段２００の一態様である第２噴
射許可部１３１、基本燃料噴射量演算部１０２、空燃比
補正項演算部１０３、目標開度演算部１０４Ａ、スロッ
トル開度制御部１０５、目標新気量・ＥＧＲ量演算部１
０６Ａ、目標排気弁開時期演算部１０７、目標排気弁閉
時期演算部１０８、目標吸気弁開時期演算部１０９、目
標吸気弁閉時期演算部１１０、目標点火時期演算部１１
１Ａ、前記触媒活性化手段２０１の一態様である第２噴
射時期・噴射量演算部１３２とからなる。以下、各制御
ブロックの詳細説明を行う。
【００７４】図２８は、前記コントロールユニット１０
０Ｂ内の触媒制御手段１５０の制御ブロック図である。
該触媒制御手段１５０は、第２噴射許可部１３１と、爆
発行程・排気行程噴射手段１３２とを概念的に含むもの
であって、第２噴射許可部１３１は、触媒温度検出手段
１０１Ａ、触媒活性化判定手段１０１Ｂとからなり、温
度センサ１３の出力信号に基づいて、触媒温度検出手段
１０１Ａにて三元触媒１１の温度を検出し、この温度か
ら触媒活性化判定手段１０１Ｂにて三元触媒１１の活性
化を判定し、この判定結果から爆発行程・排気行程で余
剰燃料を噴射時期・量を演算させる信号を第２噴射時期
・噴射量演算部１３２に出力する。
【００７５】図２９及び図３０は、第２噴射許可部１３
１による第２燃料の噴射許可の説明図であり、図２９
は、爆発・排気行程における噴射タイミングと排気温度
との関係を示している。本図に示すように、爆発（膨
張）行程と排気行程に余剰燃料を噴射する場合（実線で
示す。）には、噴射しない場合（破線で示す。）に比し
て、前記爆発行程にて排気温度のピークが存在し、前記
排気行程に至るまで排気温度が上昇していることが分か
る。それは、前記行程で噴射された燃料は、燃焼室１
６、排気管１０若しくは触媒１１内で酸化され、その反
応熱によって排気温度が上昇するからである。そして、
余剰燃料の噴射を許可する第２噴射許可部１３１は、図
３０に示すように、触媒１１の下流温度TmpCatに基づい
て圧縮自己着火の許可判定を行っている。具体的には、
以下、式（１１）の条件が成立した場合には、第２噴射
許可フラグfpti2を０として膨張・排気行程における第
２噴射を行わない。一方、それ以外のときには第２噴射
許可フラグfpti2を１とし、第２噴射を行う。
【００７６】
【数６】TmpCat≧TmpCatAuto （１１）
【００７７】ここで、式（１１）は触媒活性状態を示し
ており、触媒温度TmpCatがTmpCatAuto未満のときには触
媒非活性状態となる。なお、基本燃料噴射量演算部１０
２、空燃比補正項演算部１０３、スロットル開度制御部
１０５、目標排気弁開時期演算部１０７、目標排気弁閉
時期演算部１０８、目標吸気弁開時期演算部１０９、目
標吸気弁閉時期演算部１１０は、前記第一の実施形態と
同様であり、目標開度演算部１０４Ａ、目標新気量・Ｅ
ＧＲ量演算部１０６Ａ、目標点火時期演算部１１１Ａ
は、前記第二の実施形態と同様である。
【００７８】図３１は、第２噴射時期・噴射量演算部１
３２による第２の燃料噴射量・噴射時期の算出の説明図
であり、第２噴射時期・噴射量演算部１３２は、クラン
ク角センサ１５、アクセルペダル３２の各信号に基づい
て、エンジンの膨張・排気行程における第２の燃料噴射
量・噴射時期を演算している。具体的には、アクセル開
度Apoとエンジン回転数Neからマップを参照して第２噴
射量が設定され、第２噴射許可フラグfpti2の値によっ
て切り換え、第２噴射量TI2を決定し、また、アクセル
開度Apoとエンジン回転数Neからマップを参照して第２
噴射時期IT2を決定し、各々が燃料噴射弁３４に出力さ
れて第２噴射がなされる。なお、マップの値はエンジン
の性能から経験的に決めるなどの手法が用いられる。
【００７９】以上のように、本発明の実施形態は、上記
の構成としたことによって次の機能を奏するものであ
る。すなわち、本実施形態のエンジンの制御装置は、三
元触媒１１の下流の温度センサ１３等の出力信号に基づ
いて、三元触媒１１の活性化を促進する触媒制御手段１
５０を備えており、第一の実施形態のエンジンの制御装
置１００の前記触媒制御手段１５０は、触媒１１の温度
が所定値以下のときは、圧縮自己着火による燃焼を禁止
し、火花点火による燃焼に切り換えて燃焼を行う圧縮自
己着火燃焼許可部１０１と、圧縮自己着火禁止手段１１
１を有しており、前記圧縮自己着火燃焼許可部１０１
は、三元触媒１１の温度を検出する触媒温度検出手段１
０１Ａと、該温度から三元触媒１１の活性化を判定する
触媒活性化判定手段１０１Ｂとからなり、温度センサ１
３、クランク角センサ１５及びアクセルペダル３２の各
出力信号に基づいて、圧縮自己着火燃焼よりも排気温度
が高い火花点火による燃焼に切り換えてその排気熱によ
り三元触媒１１の活性化を図っているので、三元触媒１
１の活性化を常時行って、エンジンの始動時から触媒活
性化までの時間を短縮することができるとともに、三元
触媒１１の非活性化時には圧縮自己着火をさせないの
で、燃焼温度が低い圧縮自己着火エンジンによる燃焼方
式においても排気の悪化を防止することができ、エンジ
ンの信頼性の向上を図ることができる。
【００８０】また、第二の実施形態のエンジンの制御装
置１００Ａの前記触媒制御手段１５０は、触媒１１の温
度が所定値以下のときは、触媒用ヒータ３５を駆動させ
るヒータ作動許可部１２１と、触媒温度上昇手段１２２
とを有しており、前記ヒータ作動許可部１２１は、三元
触媒１１の温度を検出する触媒温度検出手段１０１Ａ
と、該温度から三元触媒１１の活性化を判定する触媒活
性化判定手段１０１Ｂとからなり、温度センサ１３の出
力信号に基づいて、触媒用ヒータ３５の駆動に切り換え
てその加熱により触媒１１の活性化を図っているので、
エンジンの始動時から触媒活性化までの時間を短縮する
ことができるとともに、圧縮自己着火エンジンによる燃
焼方式においても排気の悪化を防止することができる。
【００８１】さらに、第三の実施形態のエンジンの制御
装置１００Ｂの前記触媒制御手段１５０は、触媒１１の
温度が所定値以下のときは、エンジンの爆発・排気行程
で余剰燃料を噴射させる第２噴射許可部１３１と、爆発
排気行程噴射手段１３２を有しており、該第２噴射許可
部１３１は、三元触媒１１の温度を検出する触媒温度検
出手段１０１Ａと、該温度から三元触媒１１の活性化を
判定する触媒活性化判定手段１０１Ｂとからなり、温度
センサ１３の出力信号に基づいて、気筒９、排気管１
０、触媒１１内で酸化反応させ、その反応熱により触媒
１１の活性化を図っているので、この場合にも、エンジ
ンの始動時から触媒活性化までの時間を短縮することが
できるとともに、圧縮自己着火エンジンによる燃焼方式
においても排気の悪化を防止することができる。以上、
本発明の三つの実施形態について詳説したが、本発明は
前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範
囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計に
おいて種々の変更ができるものである。
【００８２】例えば、前記触媒温度検出手段１０１Ａ
は、三元触媒１１の下流に配置された温度センサ１３か
ら触媒１１の温度を検出しているが、エアフロセンサ
２、クランク角センサ１５等の種々の運転パラメータか
ら三元触媒１１の温度を推定するものであっても良く、
この場合にも同様の効果を得ることができる。
【００８３】また、前記各実施形態のエンジンの制御装
置は、三元触媒１１の上流に配置されたA/Fセンサ１
２、下流に配置された温度センサ１３の各出力信号に基
づいて触媒１１の活性化を促進させているが、図３２に
示すように、三元触媒１１の上流及び下流に配置された
温度センサ１３Ａ、１３Ｂの各出力信号に基づいて触媒
１１の活性化を促進させることもでき、この場合には、
触媒１１の温度をより精度良くを検出することができ
る。
【００８４】さらに、図３３に示すように、三元触媒若
しくはNOx触媒３６を前記三元触媒１１の下流に備え
る、すなわち、複数の三元触媒を備える構成、又は三元
触媒とNOx触媒を組み合わせた構成でも良く、さらに、
三元触媒とHC吸着触媒を組み合わせた構成でも良く、こ
の場合にも同様の効果を得ることができる。
【００８５】さらにまた、前記実施形態では、吸排気弁
２７、２８はリフト時期制御型電磁駆動弁であるが、位
相制御型駆動弁に適用させても良く、また、電制スロッ
トル弁３を用いないエンジン制御システムであっても良
く、例えば、吸気弁２７、排気弁２８のみの制御でも実
施可能である。
【００８６】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明のエンジンの制御装置は、圧縮自己着火エンジンにお
いて触媒が活性状態であるか否かを判定し、非活性状態
にある場合には速やかに触媒を活性化させるので、エン
ジンの始動時から触媒活性化までの時間を短縮して排気
悪化の抑制を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態のエンジンの制御装置
を備えたエンジン制御システムの全体構成図。
【図２】図１のエンジンの制御装置の内部構成図。
【図３】図１のエンジンの制御装置における触媒制御手
段の制御ブロック図。
【図４】図１のエンジンの制御装置の制御ブロック図。
【図５】図４の触媒制御手段の制御ブロック図。
【図６】図４の圧縮自己着火燃焼許可部の説明図。
【図７】図４の基本燃料噴射量演算部の説明図。
【図８】図４の空燃比補正項演算部の説明図。
【図９】図４の目標開度演算部の説明図。
【図１０】図４のスロットル開度制御部の説明図。
【図１１】図４の目標新気量・ＥＧＲ量演算部の説明
図。
【図１２】図４の目標排気弁開時期演算部の説明図。
【図１３】図４の目標排気弁閉時期演算部の説明図。
【図１４】図４の目標吸気弁開時期演算部の説明図。
【図１５】図４の目標吸気弁閉時期演算部の説明図。
【図１６】図４の目標点火時期演算部の説明図。
【図１７】本発明の第二の実施形態のエンジンの制御装
置を備えたエンジン制御システムの全体構成図。
【図１８】図１７のエンジンの制御装置の内部構成図。
【図１９】図１７のエンジンの制御装置の制御ブロック
図。
【図２０】図１９の触媒制御手段の制御ブロック図。
【図２１】図１９のヒータ作動許可部の説明図。
【図２２】図１９の目標開度演算部の説明図。
【図２３】図１９の目標新気量・ＥＧＲ量演算部の説明
図。
【図２４】図１９の目標点火時期演算部の説明図。
【図２５】図１９の触媒用ヒータ制御部の説明図。
【図２６】本発明の第三の実施形態のエンジンの制御装
置を備えたエンジン制御システムの全体構成図。
【図２７】図２６のエンジンの制御装置の制御ブロック
図。
【図２８】図２６の触媒制御手段の制御ブロック図。
【図２９】爆発・排気行程における噴射タイミングと排
気温度との関係図。
【図３０】図２７の第２噴射許可部の説明図。
【図３１】図２７の第２噴射時期・噴射量演算部の説明
図。
【図３２】他の実施例におけるエンジン構成図。
【図３３】他の実施例におけるエンジン構成図。
【図３４】空燃比に対する三元触媒の特性図。
【図３５】温度に対する三元触媒の特性図。
【図３６】時間に対する三元触媒の活性化温度の変化及
び該三元触媒を通過するHC量を示した図。
【符号の説明】
１０ 排気管 １１ 触媒（三元触媒） １３、１３Ａ、１３Ｂ 温度センサ １６ 燃焼室 ３２ アクセルペダル ３５ 触媒用ヒータ ３６ NOx触媒 ５０、５０Ａ、５０Ｂ エンジン １００、１００Ａ、１００Ｂ エンジンの制御装置（コ
ントロールユニット） １０１ 圧縮自己着火燃焼許可部（触媒状態判断手段） １０１Ａ 触媒温度検出手段 １０１Ｂ 触媒活性化判定手段 １１１ 圧縮自己着火禁止手段 １２１ ヒータ作動許可部 １２２ 触媒温度上昇手段 １３１ 第２噴射許可部 １３２ 爆発若しくは排気行程噴射手段 １５０ 触媒制御手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｃ Ｆ０２Ｂ 1/12 Ｆ０２Ｂ 1/12 11/00 11/00 Ｂ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３８５ Ｆ０２Ｄ 41/06 ３８５Ｚ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｇ ３０１Ａ 45/00 ３１４ 45/00 ３１４Ｚ (72)発明者 山岡 士朗 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 3G023 AA04 AA05 AA08 AB03 AB06 AC02 AD01 AE05 AG03 3G084 AA00 BA09 BA15 BA16 BA23 BA24 CA01 CA02 DA10 EB08 EB12 EB15 EB16 EC02 EC04 FA07 FA10 FA20 FA27 FA29 FA38 3G091 AA02 AA11 AA17 AA18 AA24 AA28 AB03 AB05 AB10 BA03 BA14 BA15 BA19 BA32 CA03 CB02 CB03 CB05 CB07 CB08 DA01 DA02 DA03 DA05 DB06 DB08 DB09 DB10 DB16 DC01 EA01 EA07 EA16 EA17 EA18 EA31 EA34 FA02 FA04 FB02 FC04 FC07 HA08 HA18 HA36 HA37 HA42 HB05 3G301 HA00 HA01 HA06 HA13 HA19 JA21 JA25 KA01 KA05 LA03 LA04 LA07 LB02 LC02 LC04 MA19 MA21 NA03 NA04 NA05 NA06 NA07 NC02 ND04 ND05 ND13 ND45 NE01 NE11 NE14 NE15 PA01Z PA11A PA11Z PA15A PB05A PB06A PD02Z PD09Z PD12A PD12Z PD15A PE03Z PE08Z PE10A PF03Z

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼室内の混合気を圧縮自己着火により
    燃焼させ、前記燃焼室内の排気ガス成分を浄化する触媒
    を備えるエンジンの制御装置において、 該制御装置は、前記触媒を制御する手段を備え、該触媒
    を制御する手段は、前記触媒の活性状態を判断する手段
    と、該触媒の活性状態を判断する手段の判断結果に基づ
    いて触媒を活性化させる手段とを備えることを特徴とす
    るエンジンの制御装置。
  2. 【請求項２】 前記触媒の活性状態を判断する手段は、
    前記触媒の温度を検出若しくは推定する手段と、前記触
    媒の活性化を判定する手段とを備えることを特徴とする
    請求項１記載のエンジンの制御装置。
  3. 【請求項３】 前記触媒を活性化させる手段は、前記触
    媒の検出温度若しくは推定温度が所定値以下の場合に、
    エンジンの運転状態を制御することを特徴とする請求項
    １又は２記載のエンジンの制御装置。
  4. 【請求項４】 前記触媒を活性化させる手段は、前記触
    媒の検出温度若しくは推定温度が所定値以下の場合に、
    前記圧縮自己着火による燃焼を禁止し、火花点火による
    燃焼を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
    一項に記載のエンジンの制御装置。
  5. 【請求項５】 前記触媒を活性化させる手段は、前記触
    媒の検出温度若しくは推定温度が所定値以下の場合に、
    前記触媒用のヒータを駆動させることを特徴とする請求
    項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジンの制御装
    置。
  6. 【請求項６】 前記触媒を活性化させる手段は、前記触
    媒の検出温度若しくは推定温度が所定値以下の場合に、
    通常の燃料噴射以外の時期に燃料を噴射させることを特
    徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のエンジ
    ンの制御装置。
  7. 【請求項７】 前記触媒を活性化させる手段は、前記触
    媒の温度に基づいて、前記エンジンの爆発又は排気行程
    で前記燃料を噴射させることを特徴とする請求項６記載
    のエンジンの制御装置。
  8. 【請求項８】 前記制御装置は、前記触媒の上流側もし
    くは下流側に備えた温度センサによる検出温度が所定値
    以上になったら前記圧縮自己着火による燃焼を早期に行
    うべく制御されるものであることを特徴とする請求項１
    乃至７のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
  9. 【請求項９】 前記触媒は、排気管に備えられた三元触
    媒もしくはNOx触媒であることを特徴とする請求項１乃
    至８のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
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