JP2002235592A - Cylinder injection internal combustion engine - Google Patents

Cylinder injection internal combustion engine

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JP2002235592A JP2001033641A JP2001033641A JP2002235592A JP 2002235592 A JP2002235592 A JP 2002235592A JP 2001033641 A JP2001033641 A JP 2001033641A JP 2001033641 A JP2001033641 A JP 2001033641A JP 2002235592 A JP2002235592 A JP 2002235592A
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真一 村田
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保樹 田村
Yasuyuki Yamaguchi
康之 山口
Shigeo Yamamoto
茂雄 山本
Hideo Nakai
英夫 中井
Fumiaki Hiraishi
文昭 平石
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder injection internal combustion engine allowing catalysts to be heated efficiently. SOLUTION: When a rise in temperature of catalysts 18A to 18C is requested, a fuel injection means 9 is driven to inject fuel directly into a combustion chamber 3 during compression stroke so that an air/fuel ratio becomes near a stoichiometric air/fuel ratio or an air/fuel ratio slightly leaner than the stoichiometric air/fuel ratio, a valve timing adjusting means 10 is driven to set the closing timing of an exhaust valve 7 to before an exhaust top dead center, and an ignition timing by an ignition means 8 is delayed more than that in normal operation.

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、筒内噴射型内燃機
関、特に排気バルブ及び/又は吸気バルブの開閉タイミ
ングを調整しうる筒内噴射型内燃機関における触媒の昇
温技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for raising the temperature of a catalyst in a direct injection type internal combustion engine, in particular, a direct injection type internal combustion engine capable of adjusting the opening / closing timing of an exhaust valve and / or an intake valve.

【0002】[0002]

【従来の技術】車両の内燃機関に備えられる触媒は、排
気ガス中の有害成分(HC,CO,NOx等)を浄化す
る効果を有している。しかしながら、この排ガス浄化効
果を得るためには触媒が所定の活性化温度に達している
ことが必要であり、冷態始動時のように触媒温度が低い
状態では十分な効果を得ることはできない。この点につ
いては近年実用化されている筒内噴射型内燃機関でも同
様であるが、筒内噴射型内燃機関では、燃料噴射時期を
任意に制御できるという特性を生かした種々の触媒昇温
技術が提案されている。
2. Description of the Related Art A catalyst provided in an internal combustion engine of a vehicle has an effect of purifying harmful components (HC, CO, NOx, etc.) in exhaust gas. However, in order to obtain this exhaust gas purifying effect, it is necessary that the catalyst has reached a predetermined activation temperature, and a sufficient effect cannot be obtained when the catalyst temperature is low, such as at the time of a cold start. This point is the same in a cylinder injection type internal combustion engine that has been put into practical use in recent years.However, in a cylinder injection type internal combustion engine, various catalyst temperature increasing technologies that take advantage of the characteristic that the fuel injection timing can be arbitrarily controlled are used. Proposed.

【0003】例えば、特開2000−240485号公
報には、触媒の昇温が要求される時、空燃比が理論空燃
比近傍になるように燃料を圧縮行程中に噴射して成層燃
焼を行わせる技術が開示されている。この技術は、成層
燃焼によって空燃比がリッチな領域とリーンな領域とを
局部的に生じさせ、リッチ空燃比領域では不完全燃焼に
より多量のCO,H2を発生させ、リーン空燃比領域で
は多量の余剰O2を発生させるようにしたものである。
つまり、この技術によれば、多量のCO,H2及びO2
触媒に同時に供給することができ、触媒上でのCO,H
2とO2との酸化反応による反応熱によって触媒を効率的
に昇温させることができる。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-240485 discloses that when the temperature of a catalyst is required, stratified combustion is performed by injecting fuel during a compression stroke so that the air-fuel ratio becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio. Techniques are disclosed. This technology locally generates a region where the air-fuel ratio is rich and a region where the air-fuel ratio is lean by stratified combustion, generates a large amount of CO and H 2 by incomplete combustion in the rich air-fuel ratio region, and generates a large amount of CO and H2 in the lean air-fuel ratio region. it is the excess O 2 which was to generate.
That is, according to this technique, a large amount of CO, H 2 and O 2 can be simultaneously supplied to the catalyst, and CO, H 2 on the catalyst can be supplied.
The temperature of the catalyst can be efficiently increased by the heat of reaction caused by the oxidation reaction between 2 and O 2 .

【0004】また、筒内噴射型内燃機関においては、主
燃料の噴射後の膨張行程中に追加燃料を噴射することに
よって触媒を昇温させる技術も知られている。膨張行程
中に噴射された追加燃料は内燃機関の出力には寄与せ
ず、そのエネルギの多くは熱となって排気温度を高める
ことになるので、この技術によれば、高温の排気ガスを
触媒に供給して触媒を効率的に昇温させることができ
る。
[0004] In the cylinder injection type internal combustion engine, there is also known a technique in which the temperature of a catalyst is raised by injecting additional fuel during an expansion stroke after injection of main fuel. The additional fuel injected during the expansion stroke does not contribute to the output of the internal combustion engine, and much of its energy becomes heat, raising the exhaust temperature. To increase the temperature of the catalyst efficiently.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術は、何
れも、燃料噴射時期を任意に制御できるという筒内噴射
型内燃機関の特性を生かし、燃料噴射時期によって内燃
機関の燃焼状態を制御して触媒の昇温を図っている。し
かしながら、内燃機関の燃焼状態を制御するためのパラ
メータとしては、上記の燃料噴射時期のほかに、点火時
期や排気バルブ及び吸気バルブの開閉タイミング等があ
る。したがって、燃料噴射時期だけでなくこれらの燃料
噴射時期以外の制御パラメータも用いて内燃機関の燃焼
状態を制御すれば、より効率的な触媒の昇温制御が可能
になると考えられる。
In each of the above prior arts, the combustion state of the internal combustion engine is controlled by the fuel injection timing, taking advantage of the characteristic of the direct injection type internal combustion engine that the fuel injection timing can be arbitrarily controlled. To raise the temperature of the catalyst. However, parameters for controlling the combustion state of the internal combustion engine include, in addition to the above-described fuel injection timing, ignition timing, opening and closing timing of exhaust valves and intake valves, and the like. Therefore, if the combustion state of the internal combustion engine is controlled using not only the fuel injection timing but also control parameters other than the fuel injection timing, it is considered that more efficient control of the catalyst temperature rise is possible.

【0006】本発明はこのような課題に鑑み創案された
もので、触媒を効率的に昇温させることを可能にした筒
内噴射型内燃機関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 has as its object to provide an in-cylinder injection type internal combustion engine capable of efficiently raising the temperature of a catalyst.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の筒内噴射型内燃機関は、排気通路に設けら
れ排気ガスの浄化を行う触媒の昇温が要求されるときに
は、制御手段により以下の昇温制御を実行することを特
徴としている。すなわち、上記触媒の昇温が要求される
ときには、燃料噴射手段を駆動して空燃比が理論空燃比
近傍若しくは理論空燃比よりも若干希薄空燃比になるよ
うに燃料を圧縮行程中に燃焼室内に直接噴射するととも
に、バルブタイミング調整手段を駆動して排気バルブの
閉時期を排気上死点前に設定し、且つ、点火手段による
点火時期を通常運転時よりも遅角させる。
In order to achieve the above object, a direct injection internal combustion engine of the present invention is provided with a control means for controlling the temperature of a catalyst provided in an exhaust passage for purifying exhaust gas. , The following temperature raising control is executed. That is, when the temperature of the catalyst is required to be raised, the fuel is injected into the combustion chamber during the compression stroke by driving the fuel injection means so that the air-fuel ratio becomes close to or slightly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. In addition to direct injection, the valve timing adjusting means is driven to set the closing timing of the exhaust valve before the top dead center of the exhaust gas, and the ignition timing by the ignition means is retarded from that in the normal operation.

【0008】通常、点火時期を遅角させると後燃え燃焼
による排気温度の上昇が期待できるが、点火時期が遅い
と燃焼が不安定になってトルク変動等のドライバビリテ
ィの悪化を招いてしまう虞がある。しかしながら、本発
明の筒内噴射型内燃機関では、圧縮行程中に燃料を噴射
することによって燃焼速度の速い成層燃焼を実現し、こ
れにより燃焼安定性を高めている。また、排気バルブの
閉時期を排気上死点前に設定することによって吸気バル
ブと排気バルブの開弁期間のオーバラップ(バルブオー
バラップ)を減少させているので、内燃機関の内部EG
Rが低減し、これによっても燃焼安定性を高めている。
したがって、上記のように点火時期を遅角させた場合で
も安定した後燃え燃焼の確保によって排気温度は確実に
高められ、圧縮行程噴射により生成されるCO,H2
余剰O2の触媒上での反応と相俟って触媒を効率よく昇
温させることができる。
Normally, when the ignition timing is retarded, an increase in the exhaust gas temperature due to afterburning combustion can be expected. However, when the ignition timing is late, combustion becomes unstable and drivability such as torque fluctuation may be deteriorated. There is. However, in the direct injection internal combustion engine of the present invention, stratified combustion with a high combustion speed is realized by injecting fuel during the compression stroke, thereby improving combustion stability. Further, by setting the closing timing of the exhaust valve before the exhaust top dead center, the overlap (valve overlap) between the opening periods of the intake valve and the exhaust valve is reduced, so that the internal EG of the internal combustion engine is reduced.
R is reduced, which also enhances combustion stability.
Therefore, even when the ignition timing is retarded as described above, the exhaust gas temperature is reliably increased by securing stable after-burning combustion, and CO, H 2 and excess O 2 generated by the compression stroke injection on the catalyst. The temperature of the catalyst can be efficiently raised in combination with the above reaction.

【0009】さらに、内燃機関内のシリンダ壁,ピスト
ン壁,或いはピストントップランド部のクエンチングゾ
ーン(消炎領域)で発生した未燃燃料(未燃HC)は、
通常、ピストンの上昇によって排気通路(排気ポート)
に押し出されるが、上記のように排気バルブの閉時期を
排気上死点前に設定することによって未燃HCを排気通
路に押し出すことなく上記燃焼室内に閉じ込められるこ
とになる。したがって、未燃HCは上記燃焼室内で再燃
焼させられることになり、制御開始直後の上記触媒が十
分に昇温されていないときであっても、外部への未燃H
Cの排出を抑制することができる。
Further, unburned fuel (unburned HC) generated in a quenching zone (extinguishable region) in a cylinder wall, a piston wall, or a piston top land portion in an internal combustion engine is:
Normally, the exhaust passage (exhaust port) is raised by raising the piston.
However, by setting the closing timing of the exhaust valve before the exhaust top dead center as described above, the unburned HC is trapped in the combustion chamber without being pushed out into the exhaust passage. Therefore, the unburned HC is reburned in the combustion chamber, and even when the temperature of the catalyst is not sufficiently raised immediately after the start of the control, the unburned HC is discharged to the outside.
C emission can be suppressed.

【0010】なお、上記触媒の昇温が要求されるときと
しては、内燃機関の冷態始動時の他、アイドリングやリ
ーン運転がある程度の時間にわたって継続したときのよ
うに上記触媒の温度が活性化温度以下まで低下したり或
いは低下しそうな状況にあるとき等が挙げられる。昇温
要求の有無の判定は、例えば、触媒温度を直接検出した
り、或いは高温センサにより検出できる排気温度から触
媒温度を推定したりして、検出或いは推定した触媒温度
が所定温度以下のときに昇温要求が有ると判定してもよ
い。また、内燃機関の冷却水温(或いは油温)が所定温
度まで低下したら昇温要求があると判定してもよい。な
お、上記触媒の種類には限定はなく、三元触媒の他、吸
蔵型NOx触媒や選択還元型NOx触媒等も適用でき
る。また、上記触媒の配設位置にも限定はなく、床下触
媒でもよいし近接触媒でもよい。
[0010] When the temperature of the catalyst is required to be raised, the temperature of the catalyst is not activated when the idling or lean operation is continued for a certain period of time in addition to the cold start of the internal combustion engine. For example, when the temperature is lowered to a temperature lower than or is likely to be lowered. The determination of the presence / absence of the temperature increase request is made, for example, by directly detecting the catalyst temperature or estimating the catalyst temperature from the exhaust gas temperature that can be detected by the high-temperature sensor. It may be determined that there is a temperature raising request. When the cooling water temperature (or oil temperature) of the internal combustion engine drops to a predetermined temperature, it may be determined that there is a temperature increase request. The type of the catalyst is not limited, and a storage NOx catalyst, a selective reduction NOx catalyst, or the like can be applied in addition to the three-way catalyst. Further, there is no limitation on the position of the catalyst, and the catalyst may be an underfloor catalyst or a proximity catalyst.

【0011】上記昇温制御時の空燃比(A/F)は、リ
ッチ過ぎる場合には不完全燃焼の度合いが高すぎて未燃
燃料が多量に発生するとともに、上記点火手段としての
点火プラグのくすぶりの要因となり、スモークを発生さ
せる虞がある。逆にリーン過ぎる場合にはCOの生成量
が不足するとともに、燃費の悪化やドライバビリティの
低下を招いてしまう。したがって、上記昇温制御時の空
燃比(A/F)は、14〜18の範囲に設定するのが好
ましく、より好ましくは14.5〜16の範囲に設定す
る。同様に上記点火手段の周囲に局所的に生成されるリ
ッチ領域の空燃比については8〜10の範囲になるのが
好ましい。また、空燃比の制御はオープンループ制御で
もよいが、より好ましくは、上記触媒の上流側に設置さ
れるO2センサが活性化した時点で空燃比のフィードバ
ック制御を行うようにする。
When the air-fuel ratio (A / F) at the time of the temperature rise control is too rich, the degree of incomplete combustion is too high, so that a large amount of unburned fuel is generated. This may cause smoldering and cause smoke. On the other hand, if it is too lean, the amount of generated CO will be insufficient, and the fuel efficiency will deteriorate and the drivability will decrease. Therefore, the air-fuel ratio (A / F) at the time of the temperature rise control is preferably set in the range of 14 to 18, and more preferably, in the range of 14.5 to 16. Similarly, the air-fuel ratio of the rich region locally generated around the ignition means is preferably in the range of 8 to 10. Further, control of the air-fuel ratio may be an open-loop control but, more preferably, O 2 sensor installed upstream of the catalyst to perform the feedback control of the air-fuel ratio at the time of activation.

【0012】また、上記昇温制御における圧縮行程噴射
においては、好ましくは、同負荷,同回転速度で比較し
たときの通常運転時の圧縮行程噴射における噴射時期よ
りも圧縮行程の範囲内で噴射時期を進角する。このよう
に噴射時期を進角することで、燃焼室空間が比較的広い
ときに燃料を噴射することができ、燃料の拡散を促進し
て燃焼安定性をより向上させることが可能になる。ま
た、噴射された燃料の霧化時間が十分に確保されること
により、スモークの発生を抑制することもできる。
In the compression stroke injection in the temperature raising control, preferably, the injection timing is within the compression stroke range more than the injection timing in the compression stroke injection during the normal operation when compared at the same load and the same rotation speed. Is advanced. By advancing the injection timing in this way, fuel can be injected when the combustion chamber space is relatively large, and the diffusion of fuel can be promoted to further improve combustion stability. Further, the generation of smoke can be suppressed by sufficiently securing the atomization time of the injected fuel.

【0013】また、上記所定時間経過後における点火時
期は、少なくとも通常運転時よりも遅角していればよい
が、好ましくは上死点後に設定する。具体的には、上死
点から上死点後30度の範囲に設定するのが好ましく、
より好ましくは、上死点後5〜20度の範囲に設定す
る。このような範囲内に点火時期を設定することで、燃
費の悪化やドライバビリティの低下を招くことなく排気
温度を上昇させることができる。
The ignition timing after the lapse of the predetermined time may be at least retarded from that in the normal operation, and is preferably set after the top dead center. Specifically, it is preferable to set the range from top dead center to 30 degrees after top dead center,
More preferably, it is set in the range of 5 to 20 degrees after the top dead center. By setting the ignition timing within such a range, the exhaust gas temperature can be increased without deteriorating fuel efficiency or drivability.

【0014】上記の筒内噴射型内燃機関において、より
好ましくは、上記昇温制御の開始後の所定時点で上記排
気バルブの閉時期を排気上死点前から通常制御時の閉時
期に変更(空燃比,燃料噴射時期及び点火時期について
は、上記昇温制御の設定を維持)するように上記制御手
段を構成する。上記のように排気バルブの閉時期を排気
上死点前に変更した場合には、未燃HCを燃焼室内に閉
じ込めることができるものの、内燃機関の出力は低下す
る。また、触媒温度が昇温していくにつれ,触媒の未燃
HCの浄化能力も次第に向上していく。そこで、このよ
うに触媒がある程度活性化したと判定できる所定時点で
排気バルブの閉時期を排気上死点前から通常制御時の閉
時期に変更することによって、内燃機関の出力の低下を
防止することができるとともに、COや余剰O2等とと
もに未燃HCも触媒へ供給して触媒上での酸化反応を促
進させ、触媒をより効率よく昇温させることもできるよ
うになる。
In the above-described in-cylinder injection type internal combustion engine, more preferably, at a predetermined time after the start of the temperature raising control, the closing timing of the exhaust valve is changed from before exhaust top dead center to the closing timing of the normal control ( The control means is configured to maintain the setting of the temperature increase control for the air-fuel ratio, the fuel injection timing, and the ignition timing. When the closing timing of the exhaust valve is changed before the exhaust top dead center as described above, unburned HC can be trapped in the combustion chamber, but the output of the internal combustion engine decreases. Further, as the catalyst temperature rises, the ability of the catalyst to purify unburned HC gradually increases. Thus, at a predetermined time when it can be determined that the catalyst has been activated to some extent, the closing timing of the exhaust valve is changed from before exhaust top dead center to the closing timing during normal control to prevent a decrease in the output of the internal combustion engine. In addition to this, unburned HC is supplied to the catalyst together with CO and excess O 2 to promote the oxidation reaction on the catalyst, so that the temperature of the catalyst can be raised more efficiently.

【0015】排気弁の閉時期の設定を切り換える上記所
定期間は、触媒温度が所定温度に達するまでの期間とす
るのが好ましい。触媒温度は触媒から直接検出してもよ
く、或いは高温センサにより検出できる排気温度から推
定してもよい。さらに、内燃機関の水温(或いは油温)
から触媒温度を推定してもよい。また、上記昇温制御の
開始からの経過時間と触媒温度との関係を予め実験等で
求めておき、タイマで上記昇温制御の開始からの経過時
間を計測し、タイマの計測値が所定値に達したらバルブ
オーバラップや点火時期の設定を切り換えるようにして
もよい。
It is preferable that the predetermined period during which the setting of the closing timing of the exhaust valve is switched is a period until the catalyst temperature reaches the predetermined temperature. The catalyst temperature may be detected directly from the catalyst, or may be estimated from the exhaust gas temperature detected by the high temperature sensor. Furthermore, the water temperature (or oil temperature) of the internal combustion engine
May be used to estimate the catalyst temperature. In addition, the relationship between the time elapsed from the start of the temperature increase control and the catalyst temperature is determined in advance by an experiment or the like, and the time elapsed from the start of the temperature increase control is measured by a timer. , The setting of the valve overlap or the ignition timing may be switched.

【0016】なお、上記バルブタイミング調整手段にお
けるバルブタイミングの調整機構としては、切換式,位
相切換式,偏芯式或いは電磁弁式等、少なくとも2つの
バルブタイミングに変更可能なものであればよい。好ま
しくは、ベーン式のタイミング可変機構のように連続的
にバルブタイミングを変更できる機構とする。この場
合、排気弁の閉時期は、触媒温度(或いは排気温度,水
温,油温等)の上昇度に応じて、或いは上記昇温制御の
開始からの経過時間に応じて排気上死点前から通常制御
時の閉時期へ次第に遅角していくのが好ましい。
The valve timing adjusting mechanism of the valve timing adjusting means may be a switching type, a phase switching type, an eccentric type, an electromagnetic valve type, or the like, which can be changed to at least two valve timings. Preferably, the mechanism is such that the valve timing can be continuously changed, such as a vane type variable timing mechanism. In this case, the closing timing of the exhaust valve is set before the exhaust top dead center in accordance with the degree of increase in the catalyst temperature (or the exhaust temperature, the water temperature, the oil temperature, or the like) or in accordance with the elapsed time from the start of the temperature increase control. It is preferable to gradually retard the closing timing during the normal control.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。まず、本発明の一実施形態に
かかる筒内噴射型内燃機関の概要について説明すると、
本筒内噴射型内燃機関は、吸気,圧縮,膨張及び排気の
各行程を一作動サイクル中に備える4サイクル機関であ
って、火花点火式で、且つ、燃焼室内に燃料を直接噴射
可能に構成されている。より具体的には、本筒内噴射式
内燃機関は図1の概略構成図に示すように構成されてい
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an outline of a direct injection internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described.
The in-cylinder injection type internal combustion engine is a four-stroke engine provided with intake, compression, expansion and exhaust strokes in one operation cycle, and is of a spark ignition type and capable of directly injecting fuel into a combustion chamber. Have been. More specifically, the direct injection internal combustion engine is configured as shown in the schematic configuration diagram of FIG.

【0018】図1に示すように、本筒内噴射式内燃機関
(以下、エンジンという)1のシリンダヘッド2には、
吸気通路4および排気通路5が燃焼室3に連通しうるよ
うに接続されている。吸気通路4と燃焼室3とは吸気バ
ルブ6によって連通制御されるとともに、排気通路5と
燃焼室3とは排気バルブ7によって連通制御されるよう
になっている。このうち排気バルブ7には、排気バルブ
7の開閉タイミングを可変調整するバルブタイミング調
整装置10が備えられている。バルブタイミング調整装
置(バルブタイミング調整手段)10の機構は公知であ
るのでここでは詳細な説明は省略するが、例えばタイミ
ングベルトを介してクランク軸に連結されるタイミング
プーリのハウジング内にベーンロータを回動可能に設
け、このベーンロータに排気カム軸を連結することによ
って構成される。そして、ベーンロータに作用させる油
圧を制御することでタイミングプーリに対する排気カム
軸の位相を調整し、排気バルブ7の開閉タイミングを連
続的に調整できるようになっている。
As shown in FIG. 1, a cylinder head 2 of an in-cylinder injection type internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 has
The intake passage 4 and the exhaust passage 5 are connected so that they can communicate with the combustion chamber 3. The communication between the intake passage 4 and the combustion chamber 3 is controlled by an intake valve 6, and the communication between the exhaust passage 5 and the combustion chamber 3 is controlled by an exhaust valve 7. Among them, the exhaust valve 7 is provided with a valve timing adjusting device 10 for variably adjusting the opening / closing timing of the exhaust valve 7. The mechanism of the valve timing adjusting device (valve timing adjusting means) 10 is publicly known, and therefore detailed description is omitted here. For example, the vane rotor is rotated in a housing of a timing pulley connected to a crankshaft via a timing belt. The vane rotor is connected to an exhaust camshaft. By controlling the hydraulic pressure applied to the vane rotor, the phase of the exhaust camshaft with respect to the timing pulley is adjusted, and the opening / closing timing of the exhaust valve 7 can be continuously adjusted.

【0019】また、シリンダヘッド2には、気筒毎に燃
料噴射弁(燃料噴射手段)9が備えられている。燃料噴
射弁9は、燃焼室3内に燃料を直接噴射できるように、
その開口を燃焼室3に臨ませるように配置されている。
この燃料噴射弁9には、図示しない低圧燃料ポンプ及び
高圧燃料ポンプにより加圧された燃料が供給されるよう
になっている。さらに、シリンダヘッド2の各気筒の燃
焼室3の頂部中央には、点火プラグ(点火手段)8が備
えられている。
The cylinder head 2 is provided with a fuel injection valve (fuel injection means) 9 for each cylinder. The fuel injection valve 9 is configured to directly inject fuel into the combustion chamber 3.
The opening is arranged so as to face the combustion chamber 3.
This fuel injection valve 9 is supplied with fuel pressurized by a low-pressure fuel pump and a high-pressure fuel pump (not shown). Further, an ignition plug (ignition means) 8 is provided at the center of the top of the combustion chamber 3 of each cylinder of the cylinder head 2.

【0020】吸気通路4には、各気筒の燃焼室3内に吸
入空気を導入するための吸気マニホールド11が備えら
れている。シリンダヘッド2には、吸気ポートが気筒毎
に燃焼室3に対して比較的直立して設けられており、吸
気マニホールド11は各吸気ポートと連通するようにシ
リンダヘッド2に接続されている。吸気マニホールド1
1の上流には、吸入空気量を調整するためのスロットル
バルブ12が設けられている。
The intake passage 4 is provided with an intake manifold 11 for introducing intake air into the combustion chamber 3 of each cylinder. In the cylinder head 2, an intake port is provided relatively upright with respect to the combustion chamber 3 for each cylinder, and the intake manifold 11 is connected to the cylinder head 2 so as to communicate with each intake port. Intake manifold 1
A throttle valve 12 for adjusting the amount of intake air is provided upstream of 1.

【0021】一方、排気通路5には、各気筒の燃焼室3
から排出された排ガスを一つに集合させる排気マニホー
ルド17が備えられている。シリンダヘッド2には、排
気ポートが気筒毎に比較的水平方向に設けられており、
排気マニホールド17は各排気ポートと連通するように
シリンダヘッド2に接続されている。排気マニホールド
17としては、各気筒の燃焼室3から排出される排気ガ
スの干渉を防止してエンジン出力の向上を図るためデュ
アルタイプの排気マニホールドが採用されている。ま
た、排気マニホールド17の下流側で車両床下には触媒
装置18および図示しないマフラ (消音器)が設けられ
ている。触媒装置18は、排気ガス中の有害成分(C
O,未燃HC,NOx)を浄化する装置であり、吸蔵型
NOx触媒18Aの上下流に三元触媒18B,18Cを
配置した構造になっている。
On the other hand, in the exhaust passage 5, the combustion chamber 3 of each cylinder is provided.
An exhaust manifold 17 that collects exhaust gas discharged from the exhaust gas into one is provided. The cylinder head 2 is provided with an exhaust port in a relatively horizontal direction for each cylinder.
The exhaust manifold 17 is connected to the cylinder head 2 so as to communicate with each exhaust port. As the exhaust manifold 17, a dual type exhaust manifold is employed to prevent interference of exhaust gas discharged from the combustion chamber 3 of each cylinder and improve engine output. A catalyst device 18 and a muffler (muffler) (not shown) are provided below the vehicle floor on the downstream side of the exhaust manifold 17. The catalyst device 18 is provided with a harmful component (C
This is a device for purifying O, unburned HC, and NOx, and has a structure in which three-way catalysts 18B and 18C are arranged upstream and downstream of a storage NOx catalyst 18A.

【0022】さらに、車室内には、エンジン1を制御す
る制御手段としての電子制御ユニット(ECU)30が
備えられている。ECU30は、入出力装置,ROM,
RAM,CPU及びタイマカウンタ等から構成されてお
り、入力側に接続された種々のセンサからの検出情報に
基づいてエンジン1の総合制御を行っている。ECU3
0の入力側に接続されるセンサとして、まず吸気通路4
には、そのスロットルバルブ12の配設部分に、スロッ
トルバルブ12の開度θthを検出するためのスロットル
ポジションセンサ(TPS)20が付設されている。ま
た、排気通路5には、触媒装置18の上流部分にO2
ンサ21と高温センサ22とが配設されている。O2
ンサ21は、排気ガス中の酸素濃度を検出するセンサで
あり、理論空燃比(ストイキオ)を境としてその出力が
大きく変化するような特性を有している。高温センサ2
2は排気ガスの温度を検出するセンサである。さらに、
その他のセンサとして、エンジン1の冷却水の水温WT
を検出する水温センサ23や、クランクシャフトの回転
に同期して信号を出力するクランク角センサ24や、図
示しないアクセル開度センサやエアフローセンサ等が設
けられている。なお、クランク角センサ24からの信号
はエンジン回転速度Neの算出に用いられる。
Further, an electronic control unit (ECU) 30 as control means for controlling the engine 1 is provided in the vehicle interior. The ECU 30 includes an input / output device, a ROM,
It comprises a RAM, a CPU, a timer counter and the like, and performs comprehensive control of the engine 1 based on detection information from various sensors connected to the input side. ECU3
As the sensor connected to the input side of
Is provided with a throttle position sensor (TPS) 20 for detecting an opening degree θth of the throttle valve 12 at a portion where the throttle valve 12 is provided. In the exhaust passage 5, an O 2 sensor 21 and a high-temperature sensor 22 are provided at an upstream portion of the catalyst device 18. The O 2 sensor 21 is a sensor for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas, and has a characteristic that its output greatly changes at a stoichiometric air-fuel ratio. High temperature sensor 2
Reference numeral 2 denotes a sensor for detecting the temperature of the exhaust gas. further,
As another sensor, the water temperature WT of the cooling water of the engine 1
, A crank angle sensor 24 that outputs a signal in synchronization with the rotation of the crankshaft, an accelerator opening sensor, an air flow sensor, and the like (not shown). The signal from the crank angle sensor 24 is used for calculating the engine speed Ne.

【0023】一方、ECU30の出力側には、点火プラ
グ8,燃料噴射弁9及びバルブタイミング調整装置10
等が接続されている。ECU30は、上記の各種センサ
20〜24からの検出情報に基づいて、点火プラグ8の
点火時期や、燃料噴射弁9からの燃料噴射時期及び燃料
噴射量や、バルブタイミング調整装置10による排気バ
ルブ7の開閉タイミング等を制御している。
On the other hand, on the output side of the ECU 30, a spark plug 8, a fuel injection valve 9, and a valve timing adjusting device 10
Etc. are connected. The ECU 30 controls the ignition timing of the ignition plug 8, the fuel injection timing and fuel injection amount from the fuel injection valve 9, the exhaust valve 7 by the valve timing adjustment device 10, based on the detection information from the various sensors 20 to 24. The opening / closing timing of is controlled.

【0024】なお、本実施形態にかかるエンジン1の燃
料噴射の態様(燃料噴射モード)としては、吸気行程中
に燃料を噴射して予混合燃焼を行う吸気行程噴射モード
と、圧縮行程中に燃料を噴射して成層燃焼を行う圧縮行
程噴射モードの燃料噴射時期の異なる2つのモードが設
けられている。より詳しくは、吸気行程噴射モードとし
て、O2センサ21からの信号を用いて空燃比がストイ
キオになるようにフィードバック制御する吸気O2−F
/Bモード、ストイキオよりも希薄な空燃比(リーン空
燃比)となるようオープンループ制御する吸気リーンモ
ード、及び、ストイキオよりも過濃な空燃比(リッチ空
燃比)となるようオープンループ制御する吸気O/Lモ
ードが設けられている。一方、圧縮行程噴射モードとし
ては、吸気リーンモードよりもさらに希薄な空燃比とな
るようオープンループ制御する圧縮リーンモード、スト
イキオよりも若干リーンなスライトリーン空燃比(A/
F=15〜16)となるようオープンループ制御する圧
縮スライトリーンモード(圧縮S/Lモード)が設けら
れている。
The fuel injection mode (fuel injection mode) of the engine 1 according to the present embodiment includes an intake stroke injection mode in which fuel is injected during an intake stroke to perform premix combustion, and a fuel injection mode during a compression stroke. And a compression stroke injection mode in which stratified combustion is performed by injecting fuel into two different fuel injection timings. More specifically, as the intake stroke injection mode, intake O 2 -F that performs feedback control using the signal from the O 2 sensor 21 so that the air-fuel ratio becomes stoichiometric.
/ B mode, intake lean mode in which open-loop control is performed so as to have a leaner air-fuel ratio (lean air-fuel ratio) than in stoichio, and intake air in which open-loop control is performed so as to have an air-fuel ratio richer than stoichio (rich air-fuel ratio) An O / L mode is provided. On the other hand, the compression stroke injection mode includes a compression lean mode in which open-loop control is performed so as to provide a leaner air-fuel ratio than the intake lean mode, and a slightly lean air-fuel ratio (A / A) that is slightly leaner than stoichiometric.
A compression bright lean mode (compression S / L mode) for performing open loop control so that F = 15 to 16) is provided.

【0025】上記の噴射モードのうち、各吸気行程噴射
モードと圧縮リーンモードとは、通常時の燃料噴射制御
に用いられ、ECU30は、アクセル開度とエンジン回
転速度Neとで決まるエンジン1の運転状態に応じて適
宜の燃料噴射モードを選択するようになっている。一
方、圧縮S/Lモードは、後述する昇温制御時の燃料噴
射制御に用いられる。昇温制御は、触媒装置18の昇温
が要求される場合、すなわち触媒18A〜18Cの温度
が低下しているような状況で選択されるエンジン1の制
御方法であり、本実施形態にかかるエンジン1では、E
CU30は、上記の燃料噴射モードに加え、点火プラグ
8の点火時期と、バルブタイミング調整装置10による
排気バルブ7の開閉タイミングとを総合制御することに
よって実現している。
Of the above injection modes, each of the intake stroke injection mode and the compression lean mode is used for normal fuel injection control, and the ECU 30 operates the engine 1 determined by the accelerator opening and the engine speed Ne. An appropriate fuel injection mode is selected according to the state. On the other hand, the compression S / L mode is used for fuel injection control at the time of temperature increase control described later. The temperature increase control is a control method of the engine 1 selected when the temperature increase of the catalyst device 18 is required, that is, in a situation where the temperatures of the catalysts 18A to 18C are decreasing. In 1, E
The CU 30 is realized by comprehensively controlling the ignition timing of the spark plug 8 and the opening / closing timing of the exhaust valve 7 by the valve timing adjusting device 10 in addition to the fuel injection mode described above.

【0026】以下、本発明の一実施形態にかかる昇温制
御について、図2のフローチャート及び図3のタイムチ
ャートを用いて説明する。触媒装置18の昇温が要求さ
れるときとしては、エンジン1の冷態始動時の他、アイ
ドリングやリーン運転(特にリーン化の度合いが大きい
圧縮リーン運転)が比較的長時間継続したときのよう
に、活性化していた触媒装置18(触媒18A〜18
C)の温度が活性化温度以下に低下したとき或いは低下
しそうなとき等も挙げられるが、本実施形態では、代表
して、エンジン1を冷態始動させる場合の昇温制御につ
いて説明する。
Hereinafter, the temperature raising control according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. 2 and the time chart of FIG. When the temperature of the catalyst device 18 is required to be raised, in addition to the cold start of the engine 1, idling and lean operation (particularly, compression lean operation in which the degree of leaning is large) continue for a relatively long time. The activated catalyst device 18 (catalysts 18A-18)
When the temperature of (C) falls below the activation temperature or when it is likely to fall, the present embodiment will be described with reference to the temperature rise control when the engine 1 is started cold.

【0027】まず、ステップS10では、ECU30
は、始動スイッチ(例えばイグニションキー)が操作さ
れてオン状態とされた場合、すなわちエンジン1が始動
したと判定された場合に、本制御ルーチンで用いるタイ
マの値Tを0にリセットしてカウントを開始する〔すな
わちタイマオン、図3(d)参照〕。そして、ステップ
S20において、エンジン回転速度Neが所定値Ne0
(Ne0>アイドル回転速度)に達したと判定され、始動
判定が完了したら次のステップS30に進む。なお、図
3(a)に示すように、エンジン1の始動後、エンジン
回転速度Neが所定値Ne0に達するまでは、始動に十分
な燃料を供給すべく燃料噴射モードは吸気O/Lモード
が選択される。
First, in step S10, the ECU 30
When a start switch (for example, an ignition key) is operated and turned on, that is, when it is determined that the engine 1 has started, the timer T used in this control routine is reset to 0 and the count is counted. Start (ie, timer on, see FIG. 3 (d)). Then, in step S20, the engine rotation speed Ne becomes the predetermined value Ne0.
It is determined that (Ne0> idling rotational speed) has been reached, and when the start determination is completed, the process proceeds to the next step S30. As shown in FIG. 3A, after the engine 1 is started, the intake O / L mode is set as the fuel injection mode until the engine speed Ne reaches the predetermined value Ne0 in order to supply sufficient fuel for the start. Selected.

【0028】ステップS30では、ECU30は、昇温
制御を実行してもよいか否かを判定する。具体的には、
水温(冷却水温)WT,エンジン回転速度Ne,目標平
均有効圧Pe(アクセル開度とエンジン回転速度Neとか
ら推定),車速Vがそれぞれ対応する所定値WT1,Ne
1,Pe1,V1以下であるか否かを判定する〔図3(e)
〜図3(h)参照〕。エンジン回転速度Ne,目標平均
有効圧Pe,車速Vのいずれかが高い条件では、エンジ
ン1の運転状態は圧縮行程噴射領域を外れており、排気
温度が高い通常走行状態とみなすことができるので、昇
温制御を用いなくても触媒装置18を昇温することがで
き、逆に昇温制御を実行すると排気浄化触媒装置18の
過昇温を招く虞がある。また、水温センサ23により検
出された冷却水温WTが、所定値、すなわちエンジン1
が暖機したとみなせる暖機温度WT1以下であるか否か
を判定するのは、排気浄化触媒装置18の過昇温を防止
するためである。
In step S30, the ECU 30 determines whether the temperature raising control can be executed. In particular,
Water temperature (cooling water temperature) WT, engine rotation speed Ne, target average effective pressure Pe (estimated from accelerator opening and engine rotation speed Ne), and vehicle speed V correspond to predetermined values WT1, Ne, respectively.
1, Pe1 and V1 are determined (see FIG. 3E).
To FIG. 3 (h)]. Under the condition that any one of the engine rotation speed Ne, the target average effective pressure Pe, and the vehicle speed V is high, the operating state of the engine 1 is out of the compression stroke injection region and can be regarded as a normal running state in which the exhaust gas temperature is high. The temperature of the catalyst device 18 can be increased without using the temperature increase control. Conversely, if the temperature increase control is performed, the exhaust purification catalyst device 18 may be excessively heated. The cooling water temperature WT detected by the water temperature sensor 23 is a predetermined value, that is, the engine 1
Is determined to be equal to or lower than the warm-up temperature WT1 at which the exhaust purifying catalyst device 18 can be regarded as warm-up.

【0029】したがって、水温WT,エンジン回転速度
Ne,目標平均有効圧Pe,車速Vのいずれかが対応する
所定値WT1,Ne1,Pe1,V1よりも大きい場合(No
ルート)には、ECU30は、昇温制御を実行すること
なく、ステップS40において通常時の制御を実行す
る。つまり、エンジン1の運転状態に応じた燃料噴射モ
ード,点火時期,及び排気バルブ7の開閉タイミングを
選択する。一方、水温WT,エンジン回転速度Ne,目
標平均有効圧Pe,車速Vのいずれもが対応する所定値
WT1,Ne1,Pe1,V1以下の場合(Yesルート)に
は、次のステップS50に進み、ステップS50の第1
段階の昇温制御(第1昇温制御)を実行する。
Therefore, when any one of the water temperature WT, the engine speed Ne, the target average effective pressure Pe, and the vehicle speed V is larger than the corresponding predetermined value WT1, Ne1, Pe1, V1 (No)
(Route), the ECU 30 executes the normal control in step S40 without executing the temperature increase control. That is, the fuel injection mode, the ignition timing, and the opening / closing timing of the exhaust valve 7 according to the operating state of the engine 1 are selected. On the other hand, when the water temperature WT, the engine speed Ne, the target average effective pressure Pe, and the vehicle speed V are all less than or equal to the corresponding predetermined values WT1, Ne1, Pe1, V1 (Yes route), the process proceeds to the next step S50. First of step S50
A stage temperature increase control (first temperature increase control) is executed.

【0030】昇温制御は、上述したように燃料噴射モー
ド,点火時期,及び排気バルブ7の開閉タイミングの総
合制御によって実現される。具体的には、ステップS5
0の第1昇温制御では、ECU30は、燃料噴射モード
として圧縮S/Lモードを選択し、点火時期は圧縮上死
点後に設定し、排気バルブ7の開閉タイミングは図4に
示すように排気バルブ7の閉時期が排気上死点前にくる
ように設定する〔図3(a)〜図3(c)参照〕。
The temperature increase control is realized by comprehensive control of the fuel injection mode, the ignition timing, and the opening / closing timing of the exhaust valve 7 as described above. Specifically, step S5
In the first temperature increase control of 0, the ECU 30 selects the compression S / L mode as the fuel injection mode, sets the ignition timing after the compression top dead center, and sets the opening and closing timing of the exhaust valve 7 as shown in FIG. The closing timing of the valve 7 is set before the top dead center of the exhaust gas (see FIGS. 3A to 3C).

【0031】冷態始動時のように触媒温度が低く触媒装
置18の浄化能力が低いときには、空燃比は燃焼が悪化
しない範囲で極力リーン化したほうが未燃HCの低減に
効果がある。その際、吸気行程噴射よりも圧縮行程噴射
のほうが成層燃焼のため燃焼が早く、燃焼安定性に優れ
ており、ドライバビリティも良好となる。加えて、空燃
比をストイキオ近傍或いはストイキオよりも若干リーン
寄りのスライトリーン空燃比に制御して圧縮行程噴射を
行った場合には、局部的に極めて燃料濃度の濃いリッチ
領域と燃料濃度の薄いリーン領域とが燃焼室3内に形成
される。そして、リッチ領域では局部的に酸素が不足す
るために不完全燃焼が生起されて比較的多量のCO,H
2が発生し、リーン領域では燃焼に寄与しないO2が余剰
2として多く存在することになる。
When the catalyst temperature is low and the purifying ability of the catalyst device 18 is low as in the case of a cold start, it is more effective to reduce the unburned HC by making the air-fuel ratio as lean as possible within a range in which combustion does not deteriorate. At this time, the compression stroke injection burns faster because of stratified combustion than the intake stroke injection, and has excellent combustion stability and good drivability. In addition, when the compression stroke injection is performed by controlling the air-fuel ratio to a stoichiometric vicinity or a slightly lean air-fuel ratio slightly leaner than the stoichiometric ratio, the rich region where the fuel concentration is extremely high and the lean region where the fuel concentration is low are locally controlled. A region is formed in the combustion chamber 3. In the rich region, incomplete combustion occurs due to the local lack of oxygen, and a relatively large amount of CO, H
2 is generated, O 2 is not contributing to the combustion will be present many as excess O 2 in the lean region.

【0032】したがって、上述のように燃料噴射モード
として圧縮S/Lモードが選択されることにより、反応
性に富むCO,H2と余剰O2とを排気通路5を経て触媒
装置18へ同時供給することができ、排気通路5及び触
媒装置18内での酸化反応によるCO,H2とO2との反
応熱によって触媒装置18の昇温が図られることにな
る。なお、空燃比がリッチ過ぎる場合には不完全燃焼の
度合いが高すぎて未燃HCが多量に発生するとともに、
点火プラグ8のくすぶりの要因となり、スモークを発生
させる虞がある。逆に空燃比がリーン過ぎる場合にはC
O,H2の生成量が不足するとともに、燃費の悪化やド
ライバビリティの低下を招いてしまう。したがって、昇
温制御における空燃比は、14〜18の範囲に設定され
るのが好ましく、より好ましくは14.5〜16の範囲
とする。また、点火プラグ8の周りに局所的に生成され
るリッチ領域の空燃比については8〜10の範囲が好ま
しい。
Therefore, by selecting the compression S / L mode as the fuel injection mode as described above, the highly reactive CO, H 2 and excess O 2 are simultaneously supplied to the catalyst device 18 via the exhaust passage 5. The temperature of the catalyst device 18 is increased by the heat of reaction between CO, H 2 and O 2 by the oxidation reaction in the exhaust passage 5 and the catalyst device 18. If the air-fuel ratio is too rich, the degree of incomplete combustion is too high, and a large amount of unburned HC is generated.
This may cause smoldering of the spark plug 8 and generate smoke. Conversely, if the air-fuel ratio is too lean, C
In addition to the shortage of O and H 2 generation, this leads to deterioration of fuel efficiency and drivability. Therefore, the air-fuel ratio in the temperature raising control is preferably set in the range of 14 to 18, and more preferably in the range of 14.5 to 16. The air-fuel ratio of the rich region locally generated around the ignition plug 8 is preferably in the range of 8 to 10.

【0033】また、ECU30は、燃料噴射モードとし
て圧縮S/Lモードを選択すると同時に、点火時期を圧
縮上死点後まで遅角している。このように点火時期が遅
角されることによって、膨張行程での十分な後燃えが可
能になり、後燃えによる排気温度の上昇によってより速
やかに触媒装置18の昇温が図られることになる。特
に、CO,H2とO2との反応熱のみでは、触媒18A〜
18Cが全く活性していない場合や活性化度合いが低い
場合、触媒18A〜18Cが活性化するまでに時間がか
かるが、上記のように点火時期が遅角されることによっ
て排気温度を高めることができ、触媒18A〜18C
(特に18B)を十分に加熱して活性化させることがで
きる。その結果、圧縮S/Lモードでの燃料噴射により
供給されるCO,H2及びO2を触媒18A〜18C(特
に18B)上で有効に反応させることができ、その反応
熱によって触媒18A〜18C(特に18B)のさらな
る早期活性化が図られることになる。
The ECU 30 selects the compression S / L mode as the fuel injection mode and, at the same time, retards the ignition timing until after the compression top dead center. By retarding the ignition timing in this manner, sufficient afterburning in the expansion stroke is possible, and the temperature of the catalyst device 18 is more quickly increased by the increase in the exhaust gas temperature due to the afterburning. In particular, CO, with only the heat of reaction of H 2 and O 2, the catalyst 18A~
When the catalyst 18C is not activated at all or its activation degree is low, it takes time until the catalysts 18A to 18C are activated. However, as described above, the ignition timing is retarded to increase the exhaust gas temperature. Yes, catalysts 18A-18C
(Especially 18B) can be activated by heating it sufficiently. As a result, CO supplied by the fuel injection in the compression S / L mode, the H 2 and O 2 can be effectively reacted on the catalyst 18A to 18C (particularly 18B), the catalyst 18A to 18C by the heat of reaction (Especially 18B) will be activated even earlier.

【0034】また、上述のように点火時期が大きく遅角
される場合、通常であれば燃焼が不安定になってトルク
変動等のドライバビリティの悪化を招いてしまうことに
なるが、ECU30は、点火時期を遅角させるととも
に、燃焼安定性の高い圧縮行程噴射を行っている。そし
て、さらに、上述のように排気バルブ7の閉時期を排気
上死点前に設定して排気バルブ7と吸気バルブ6との開
弁期間のオーバラップを通常運転時よりも減少させ、こ
れによってエンジン1の内部EGRを低減させることに
よっても燃焼安定性を高めている。したがって、点火時
期を大きく遅角させた場合でも、燃焼安定性の低下によ
ってドライバビリティが悪化することがない。また、開
弁期間のオーバラップを小さくすることによる燃焼安定
性の向上は、リーン化に伴なう燃焼安定性の悪化を補う
ので、より容易にリーン化を図ることも可能になる。
In the case where the ignition timing is greatly retarded as described above, the combustion is normally unstable and the drivability such as torque fluctuation is deteriorated. In addition to retarding the ignition timing, compression stroke injection with high combustion stability is performed. Further, as described above, the closing timing of the exhaust valve 7 is set before the top dead center of the exhaust to reduce the overlap of the valve opening period between the exhaust valve 7 and the intake valve 6 from that in the normal operation. The combustion stability is also improved by reducing the internal EGR of the engine 1. Therefore, even when the ignition timing is greatly retarded, drivability does not deteriorate due to a decrease in combustion stability. In addition, the improvement of the combustion stability by reducing the overlap of the valve opening period compensates for the deterioration of the combustion stability due to the leaning, so that the leaning can be achieved more easily.

【0035】さらに、通常の排気バルブ7の開閉タイミ
ングの設定では、図4に示すようにピストン(図示略)
が上死点に到達してから排気バルブ7が閉じるため、シ
リンダ壁,ピストン壁,或いはピストントップランド部
のクエンチングゾーンで発生した未燃HCは、ピストン
の上昇によって排気通路(排気ポート)5に押し出され
てしまう。エンジン1の始動直後は触媒装置18の活性
化度は低いため、排気通路5に排出された未燃HCは触
媒装置18の浄化されずに外部に放出されてしまう。し
かしながら、本実施形態では、上記のように排気バルブ
7の閉時期を排気上死点前に設定しているので、未燃H
Cは排気通路5に押し出されることなく燃焼室3内に閉
じ込められ、燃焼室3内で再燃焼させられる。
Further, when setting the opening / closing timing of the normal exhaust valve 7, a piston (not shown) as shown in FIG.
The exhaust valve 7 closes after reaching the top dead center, so that unburned HC generated in the quenching zone of the cylinder wall, the piston wall, or the piston top land portion, causes the exhaust passage (exhaust port) 5 to rise due to the rise of the piston. Will be pushed out. Immediately after the start of the engine 1, the degree of activation of the catalyst device 18 is low, so that the unburned HC discharged into the exhaust passage 5 is discharged to the outside without being purified by the catalyst device 18. However, in this embodiment, since the closing timing of the exhaust valve 7 is set before the exhaust top dead center as described above, the unburned H
C is confined in the combustion chamber 3 without being pushed out into the exhaust passage 5 and recombusted in the combustion chamber 3.

【0036】つまりステップS50の第1昇温制御によ
れば、空燃比がストイキオ近傍若しくはスライトリーン
空燃比になるように燃料を圧縮行程中に噴射すること
と、点火時期を遅角することと、排気バルブ7の閉時期
を排気上死点前に設定することの相乗効果によって、外
部への未燃HCの排出を抑制しながら触媒装置18を効
率的に昇温することができるという効果が得られる。
That is, according to the first temperature raising control in step S50, the fuel is injected during the compression stroke so that the air-fuel ratio becomes close to stoichiometric or a slightly lean air-fuel ratio, the ignition timing is retarded, The synergistic effect of setting the closing timing of the exhaust valve 7 before the top dead center of the exhaust gas has an effect that the temperature of the catalyst device 18 can be efficiently raised while suppressing the emission of unburned HC to the outside. Can be

【0037】次に、ECU30は、ステップS60にお
いて、タイマが所定タイマ時間T1をカウントしたか否
かを判定する。所定タイマ時間T1は、予め実験等によ
り、例えば、冷態始動後、ステップS50の第1昇温制
御の実行により未燃HCがある程度浄化される程度まで
に触媒温度が上昇したと推定される時間に設定されてい
る。そして、タイマが所定タイマ時間T1に達していな
い場合(Noルート)には、ECU30は、ステップS
30の処理を経てステップS50の第1昇温制御を継続
し、タイマが所定タイマ時間T1をカウントした場合
(Yesルート)には、次のステップS70の処理を行
う。
Next, in step S60, the ECU 30 determines whether or not the timer has counted a predetermined timer time T1. The predetermined timer time T1 is a time that is preliminarily determined by an experiment or the like, for example, after the cold start, it is estimated that the catalyst temperature has risen to the extent that the unburned HC is purified to some extent by executing the first temperature raising control in step S50. Is set to If the timer has not reached the predetermined timer time T1 (No route), the ECU 30 proceeds to step S
After the processing of 30, the first temperature raising control of step S50 is continued, and when the timer has counted the predetermined timer time T1 (Yes route), the processing of the next step S70 is performed.

【0038】ステップS70では、ECU30は、第2
段階の昇温制御(第2昇温制御)を実行してもよいか否
かを判定する。具体的には、ステップS30と同様に、
水温WT,エンジン回転速度Ne,目標平均有効圧Pe,
車速Vがそれぞれ各対応する所定値WT1,Ne1,Pe
1,V1以下であるか否かを判定する〔図3(e)〜図3
(h)参照〕。そして、水温WT,エンジン回転速度N
e,目標平均有効圧Pe,車速Vのいずれかが対応する所
定値WT1,Ne1,Pe1,V1よりも大きい場合(Noル
ート)には、ECU30は、第2昇温制御を実行するこ
となく、ステップS80において通常時の制御を実行す
る。一方、水温WT,エンジン回転速度Ne,目標平均
有効圧Pe,車速Vのいずれもが対応する所定値WT1,
Ne1,Pe1,V1以下の場合(Yesルート)には、次
のステップS90に進み、第2昇温制御を実行する。な
お、ここでは第1昇温制御の開始判定で用いた所定値W
T1,Ne1,Pe1,V1を第2昇温制御の開始判定でも用
いているが、第1昇温制御とは異なる所定値WT2,Ne
2,Pe2,V2を用いてもよい。
In step S70, the ECU 30 executes the second
It is determined whether or not the step-wise temperature increase control (second temperature increase control) may be executed. Specifically, similarly to step S30,
Water temperature WT, engine speed Ne, target average effective pressure Pe,
The vehicle speeds V correspond to respective predetermined values WT1, Ne1, and Pe.
1, V1 or less is determined [FIG. 3 (e) to FIG.
(See (h)). The water temperature WT and the engine speed N
If any of e, the target average effective pressure Pe, and the vehicle speed V is larger than the corresponding predetermined value WT1, Ne1, Pe1, V1 (No route), the ECU 30 does not execute the second temperature increase control. In step S80, normal control is executed. On the other hand, a predetermined value WT1, which corresponds to any of the water temperature WT, the engine speed Ne, the target average effective pressure Pe, and the vehicle speed V,
If Ne1, Pe1, V1 or less (Yes route), the process proceeds to the next step S90, and the second temperature raising control is executed. Here, the predetermined value W used in the start determination of the first temperature raising control is used.
Although T1, Ne1, Pe1, and V1 are also used in the start determination of the second temperature raising control, the predetermined values WT2, Ne different from the first temperature raising control are used.
2, Pe2 and V2 may be used.

【0039】ステップS90の第2昇温制御では、EC
U30は、燃料噴射モードとして圧縮S/Lモードを選
択して点火時期を遅角したまま、図4に示すように排気
バルブ7の閉時期を通常運転時の閉時期まで遅角する
〔図3(a)〜図3(c)参照〕。このように排気バル
ブ7の閉時期が排気上死点前から通常制御時の閉時期に
変更されることによって、エンジン出力の低下は防止さ
れ、また、圧縮行程噴射により生成されるCOや余剰O
2等とともに未燃HCも触媒装置18へ供給されること
になり、触媒装置18上での酸化反応が促進され、点火
時期の遅角による排気温度の上昇と相俟って触媒装置1
8のさらなる早期活性化が図られることになる。
In the second temperature raising control in step S90, EC
U30 selects the compression S / L mode as the fuel injection mode and delays the closing timing of the exhaust valve 7 to the closing timing during normal operation as shown in FIG. 4 while the ignition timing is delayed [FIG. (A) to FIG. 3 (c)]. By changing the closing timing of the exhaust valve 7 from before the exhaust top dead center to the closing timing of the normal control, a decrease in the engine output is prevented, and CO and excess O generated by the compression stroke injection are prevented.
The unburned HC is also supplied to the catalyst device 18 together with 2 etc., and the oxidation reaction on the catalyst device 18 is promoted.
8 will be activated even earlier.

【0040】つまりステップS90の第2昇温制御によ
れば、空燃比がストイキオ近傍若しくはスライトリーン
空燃比になるように燃料を圧縮行程中に噴射すること
と、点火時期を遅角することと、排気バルブ7の閉時期
を通常運転時の閉時期に変更することの相乗効果によっ
て、触媒装置18をさらに効率的に昇温することができ
るという効果が得られる。特に、本実施形態にかかる床
下配置の触媒装置18はエンジン1本体から遠いため排
気ガスが触媒装置18に到達する前に排気温度が下がり
やすく、また、デュアルタイプ排気マニホールド17は
排気干渉が少ない分、排気マニホールド17内での反応
が少なく、且つ熱容量が大きいと同時に表面積(放熱面
積)が大きいために排気温度が下がりやすい。しかしな
がら、このように排気温度の維持に不利な構造であって
も、触媒装置18を早期に活性化温度まで上昇させ、有
害物質(HC,CO及びNOx)の浄化効率を速やかに
上昇させることができる。
That is, according to the second temperature raising control in step S90, the fuel is injected during the compression stroke so that the air-fuel ratio becomes close to stoichiometric or a slightly lean air-fuel ratio, the ignition timing is retarded, The synergistic effect of changing the closing timing of the exhaust valve 7 to the closing timing during normal operation provides an effect that the temperature of the catalyst device 18 can be more efficiently raised. In particular, the catalyst device 18 disposed under the floor according to the present embodiment is far from the main body of the engine 1, so that the exhaust gas temperature tends to decrease before the exhaust gas reaches the catalyst device 18, and the dual-type exhaust manifold 17 has less exhaust interference. Since the reaction in the exhaust manifold 17 is small, the heat capacity is large, and at the same time, the surface area (radiation area) is large, so that the exhaust temperature is easily lowered. However, even with such a structure that is disadvantageous for maintaining the exhaust gas temperature, it is possible to quickly raise the catalyst device 18 to the activation temperature and quickly increase the purification efficiency of harmful substances (HC, CO and NOx). it can.

【0041】以上のように昇温制御を実行して触媒装置
18の昇温を実施したら、ECU30は、次にステップ
S100の処理を行う。ステップS100では、ECU
30は、タイマが所定タイマ時間T2をカウントしたか
否か、即ち上記の第1,第2昇温制御の通算継続時間が
所定タイマ時間T2を超えたか否かを判定する。所定タ
イマ時間T2は、予め実験等により、例えば、冷態始動
後、昇温制御の実行により触媒装置18が活性化温度に
近い所定温度にまで昇温したと推定されるまでの時間に
設定されている。そして、タイマが所定タイマ時間T2
に達していない場合(Noルート)には、ECU30
は、ステップS70の処理を経て再びステップS90に
おいて第2昇温制御を継続する。一方、タイマが所定タ
イマ時間T2をカウントした場合(Yesルート)に
は、次のステップS110の処理を行う。すなわち、ス
テップS110では、ECU30は、昇温制御を終了し
〔図3(a)〜図3(c)参照〕、エンジン1の運転状
態に応じた燃料噴射モード,点火時期,及び排気バルブ
7の開閉タイミングを選択して再び通常の制御を行う。
After the temperature increase control is executed to increase the temperature of the catalyst device 18 as described above, the ECU 30 then performs the process of step S100. In step S100, the ECU
30 determines whether or not the timer has counted a predetermined timer time T2, that is, whether or not the total continuation time of the first and second temperature raising controls has exceeded the predetermined timer time T2. The predetermined timer time T2 is set in advance by an experiment or the like, for example, to a time after it is estimated that the temperature of the catalyst device 18 has risen to a predetermined temperature close to the activation temperature by executing the temperature raising control after the cold start. ing. Then, the timer is set to a predetermined timer time T2.
If it has not reached (No route), the ECU 30
After the processing in step S70, the second temperature raising control is continued in step S90 again. On the other hand, when the timer has counted the predetermined timer time T2 (Yes route), the process of the next step S110 is performed. That is, in step S110, the ECU 30 ends the temperature raising control (see FIGS. 3A to 3C), and sets the fuel injection mode, ignition timing, and exhaust valve 7 according to the operating state of the engine 1. Normal control is performed again by selecting the opening / closing timing.

【0042】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施
しうるものである。例えば、上述の実施形態では、点火
時期を圧縮上死点後まで遅角しているが、少なくとも通
常制御時の点火時期よりも遅角すれば、後燃えによる排
気温度の上昇により触媒装置18を昇温させることがで
き、本発明の目的とする効果を達成することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention. . For example, in the above-described embodiment, the ignition timing is retarded until after the compression top dead center. However, if the ignition timing is retarded at least from the ignition timing at the time of the normal control, the catalyst device 18 is increased due to the increase in the exhaust gas temperature due to afterburning. The temperature can be raised, and the desired effect of the present invention can be achieved.

【0043】また、上記の昇温制御においてO2センサ
21が活性化状態に達した後は、O2センサ21からの
信号を用いて空燃比がストイキオ近傍或いはスライトリ
ーン空燃比になるようにフィードバック制御を行うよう
にしてもよい。このように空燃比がストイキオ近傍或い
はスライトリーン空燃比になるようにフィードバック制
御しながら圧縮行程噴射を実行することにより、圧縮S
/Lモードを選択した場合と同様に成層燃焼によって比
較的多量のCO,H2及び余剰O2を生成することができ
る。さらに、フィードバック制御であることから、圧縮
S/Lモードにおけるオープンループ制御に比較して空
燃比を正確に設定することができ、制御精度を高めるこ
とが可能になる。また、圧縮行程噴射では、成層燃焼に
伴う局部的な不完全燃焼により排気ガス中に比較的多量
のH2が発生するが、このH2はO2よりもO2センサ21
のPt電極を覆うコート層を拡散する速度が速いため、
2濃度が実際よりも小さく検出されてO2センサ21の
出力はややリッチ寄りとなる。したがって、ストイキオ
を目標空燃比としてフィードバック制御を行った場合で
も、実際の空燃比は自然にストイキオよりも若干リーン
寄りのスライトリーン空燃比に制御されることになる。
[0043] After the O 2 sensor 21 in the Atsushi Nobori control of the reaches the activation state, the feedback so that the air-fuel ratio becomes the stoichiometric near or slight lean air-fuel ratio by using a signal from the O 2 sensor 21 Control may be performed. By performing the compression stroke injection while performing the feedback control so that the air-fuel ratio becomes close to stoichiometric or a slightly lean air-fuel ratio, the compression S
As in the case where the / L mode is selected, a relatively large amount of CO, H 2 and excess O 2 can be generated by stratified combustion. Further, since the feedback control is performed, the air-fuel ratio can be set more accurately than in the open loop control in the compression S / L mode, and control accuracy can be improved. Further, in the compression stroke injection, a relatively large amount of H 2 is generated by local incomplete combustion due to the stratified charge combustion in the exhaust gas, O 2 sensor 21 than the H 2 is O 2
Because the diffusion speed of the coat layer covering the Pt electrode is high,
Since the O 2 concentration is detected to be smaller than the actual value, the output of the O 2 sensor 21 becomes slightly rich. Therefore, even when feedback control is performed using stoichiometric as the target air-fuel ratio, the actual air-fuel ratio is naturally controlled to a slightly leaner air-fuel ratio slightly leaner than stoichiometric.

【0044】また、図1ではO2センサ21は触媒装置
18の上流側に配置しているが、O2センサ21を触媒
装置18の下流側に配置してもよく、さらに上下流両側
に配置してもよい。さらに、O2センサ21として、リ
ニア空燃比センサを用いることもできる。この場合に
は、任意の空燃比を目標空燃比としてフィードバック制
御を実行することができる。
In FIG. 1, the O 2 sensor 21 is arranged on the upstream side of the catalyst device 18. However, the O 2 sensor 21 may be arranged on the downstream side of the catalyst device 18, and furthermore, on both upper and downstream sides. May be. Further, a linear air-fuel ratio sensor can be used as the O 2 sensor 21. In this case, feedback control can be performed using an arbitrary air-fuel ratio as a target air-fuel ratio.

【0045】また、昇温制御における圧縮行程噴射(圧
縮S/Lモード)の噴射時期は、通常運転時における圧
縮行程噴射の噴射時期より進角してもよい。このように
噴射時期を進角することで、燃焼室3の空間が比較的広
い時に燃料を噴射することができ、燃料の拡散を促進し
て燃焼安定性をより向上させることができる利点があ
る。また、噴射された燃料の霧化時間が十分に確保され
ることにより、スモークの発生を抑制することができる
利点もある。
The injection timing of the compression stroke injection (compression S / L mode) in the temperature raising control may be advanced from the injection timing of the compression stroke injection during the normal operation. By advancing the injection timing in this manner, fuel can be injected when the space of the combustion chamber 3 is relatively large, and there is an advantage that the diffusion of fuel can be promoted and the combustion stability can be further improved. . In addition, there is an advantage that generation of smoke can be suppressed by sufficiently securing the atomization time of the injected fuel.

【0046】また、スロットルバルブ12が電子制御式
の場合には、点火時期の遅角度合いに応じてスロットル
バルブ12を開き、吸入空気量を増加してもよい。点火
時期を遅角させると出力が低下するので、このようにス
ロットルバルブ12を制御することで点火時期の遅角に
よる出力の低下を補うことができる利点がある。また、
上述の実施形態のエンジン1は、出力の向上を図るため
に排気干渉の少ないデュアルタイプの排気マニホールド
17を備えているが、放熱面積及び熱容量が少なく排気
温度の低下防止に有利で且つ低コストのシングルタイプ
の排気マニホールド17を備えてもよい。さらに、積極
的に排気干渉をさせるための容積部を有するクラムシェ
ルタイプの排気マニホールド(反応型排気マニホール
ド)を備えてもよい。このタイプの排気マニホールドに
よれば、排気マニホールド内部での排気干渉に伴なう未
燃成分の反応によって排気温度をさらに高めることがで
きる。
When the throttle valve 12 is of an electronic control type, the throttle valve 12 may be opened in accordance with the ignition timing retard angle to increase the intake air amount. Since the output decreases when the ignition timing is retarded, there is an advantage that controlling the throttle valve 12 in this manner can compensate for the decrease in output due to the retardation of the ignition timing. Also,
Although the engine 1 of the above-described embodiment includes the dual-type exhaust manifold 17 with less exhaust interference in order to improve the output, the engine 1 has a small heat radiation area and heat capacity, which is advantageous for preventing the exhaust temperature from lowering, and low in cost. A single type exhaust manifold 17 may be provided. Further, a clamshell type exhaust manifold (reactive exhaust manifold) having a volume for positively causing exhaust interference may be provided. According to this type of exhaust manifold, the exhaust temperature can be further increased by the reaction of unburned components accompanying exhaust interference inside the exhaust manifold.

【0047】また、上述の実施形態では、タイマを用い
て第1昇温制御から第2昇温制御への切り換え時期を計
測しているが、高温センサ22で検出された触媒装置1
8の直上流の排気温度から触媒温度Texを推定し、推定
した触媒温度Texが所定温度(触媒がある程度まで活性
化したと判断できる温度)Tex1に達したら制御を切り
換えるようにしてもよい。同様に、昇温制御の終了時期
についても、推定した触媒温度Texが所定温度(触媒が
十分に活性化したと判断できる温度)Tex2に達したら
昇温制御を終了するようにしてもよい。なお、触媒温度
Texは、例えば、排気温度と触媒温度Texとの関係を記
憶したマップを参照したり、排気温度をパラメータとす
る所定の計算式を用いたりすることによって推定した
り、エンジン負荷,エンジン回転速度,車速,空燃比等
に基づいて推定してもよい。また、排気温度から触媒温
度Texを推定する代わりに、水温センサ23で検出され
た冷却水の水温WT(或いは油温)を用いてもよい。
In the above-described embodiment, the timing of switching from the first temperature raising control to the second temperature raising control is measured using a timer.
The control may be switched when the catalyst temperature Tex is estimated from the exhaust gas temperature immediately upstream of the fuel cell 8 and the estimated catalyst temperature Tex reaches a predetermined temperature (a temperature at which the catalyst can be determined to be activated to some extent) Tex1. Similarly, regarding the end time of the temperature increase control, the temperature increase control may be ended when the estimated catalyst temperature Tex reaches a predetermined temperature (a temperature at which the catalyst can be determined to be sufficiently activated) Tex2. The catalyst temperature Tex is estimated by, for example, referring to a map that stores the relationship between the exhaust temperature and the catalyst temperature Tex, using a predetermined calculation formula that uses the exhaust temperature as a parameter, and calculating the engine load, The estimation may be made based on the engine speed, vehicle speed, air-fuel ratio, and the like. Further, instead of estimating the catalyst temperature Tex from the exhaust gas temperature, the coolant temperature WT (or oil temperature) detected by the coolant temperature sensor 23 may be used.

【0048】さらに、上述の実施形態では、所定のタイ
マ時間T1が経過した時点で排気バルブ7の閉時期をス
テップ状に切り換えているが、触媒温度(或いは排気温
度,水温,油温等)の上昇度に応じて排気上死点前から
通常制御時の閉時期へ次第に遅角していくようにしても
よい。
Further, in the above-described embodiment, the closing timing of the exhaust valve 7 is switched in a step-like manner when the predetermined timer time T1 has elapsed, but the catalyst temperature (or exhaust temperature, water temperature, oil temperature, etc.) is changed. The timing may be gradually retarded from before the exhaust top dead center to the closing timing during normal control according to the degree of rise.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の筒内噴射
型内燃機関によれば、排気弁の閉時期を上死点前に設定
する事による未燃HCの燃焼室内での再燃焼の実現によ
って外部への未燃HCの排出を抑制することができると
ともに、圧縮行程噴射による成層燃焼の実現と排気バル
ブと吸気バルブとの開弁期間のオーバラップが減少する
ことによる内部EGRの低減とによって燃焼安定性を高
めながら、点火時期を通常運転時よりも遅角させること
による排気温度の上昇と圧縮行程噴射により生成される
CO,H2及び余剰O2の触媒上での反応との相乗効果に
よって触媒を効率よく昇温させることができるという効
果がある。
As described above in detail, according to the in-cylinder injection type internal combustion engine of the present invention, the reburning of unburned HC in the combustion chamber by setting the closing timing of the exhaust valve before the top dead center is performed. , The emission of unburned HC to the outside can be suppressed, the stratified combustion is achieved by the compression stroke injection, and the internal EGR is reduced by reducing the overlap between the opening periods of the exhaust valve and the intake valve. The increase in the exhaust gas temperature by retarding the ignition timing from that in the normal operation and the reaction of CO, H 2 and excess O 2 generated by the compression stroke injection on the catalyst while increasing the combustion timing while improving the combustion stability. There is an effect that the temperature of the catalyst can be efficiently raised by the synergistic effect.

【0050】また、昇温制御の開始後の所定時点で排気
バルブの閉時期を排気上死点前から通常制御時の閉時期
に変更することにより、圧縮行程噴射により生成される
COや余剰O2等とともに未燃HCも触媒へ供給するこ
とができるので、触媒上での酸化反応が促進され、点火
時期の遅角による排気温度の上昇と相俟って触媒をさら
に効率よく昇温させることができるという効果がある。
Also, by changing the closing timing of the exhaust valve from before the exhaust top dead center to the closing timing during the normal control at a predetermined time after the start of the temperature increase control, CO generated by the compression stroke injection and excess O Since unburned HC can be supplied to the catalyst along with 2 etc., the oxidation reaction on the catalyst is promoted, and the temperature of the catalyst is raised more efficiently in combination with the rise in exhaust gas temperature due to the retardation of the ignition timing. There is an effect that can be.

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

【図1】本発明の一実施形態にかかる筒内噴射型内燃機
関の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a direct injection internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態にかかる冷態始動時の昇温
制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a control routine of a temperature rise control at the time of a cold start according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2に示す昇温制御の制御内容を示すタイムチ
ャートであり、タイマ値(d)、水温(e)、エンジン
回転速度(f)、目標有効圧力(g)、車速(h)の各
時間変化と、対応する燃料噴射モード(a)、点火時期
(b)、排気バルブの閉時期(c)の各設定を示したも
のである。
FIG. 3 is a time chart showing control contents of the temperature raising control shown in FIG. 2, and includes a timer value (d), a water temperature (e), an engine rotation speed (f), a target effective pressure (g), and a vehicle speed (h). And the respective settings of the corresponding fuel injection mode (a), ignition timing (b), and exhaust valve closing timing (c).

【図4】本発明の一実施形態にかかる開弁期間の排気バ
ルブの閉時期の設定を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating setting of a closing timing of an exhaust valve during a valve opening period according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン(筒内噴射型内燃機関) 2 シリンダヘッド 4 吸気通路 5 排気通路 6 吸気バルブ 7 排気バルブ 8 点火プラグ(点火手段) 9 燃料噴射弁(燃料噴射手段) 10 バルブタイミング調整装置(バルブタイミング調
整手段) 12 スロットルバルブ 18 触媒装置 18A 吸蔵型NOx触媒 18B,18C 三元触媒 20 スロットルポジションセンサ 21 O2センサ 22 高温センサ 23 水温センサ 24 クランク角センサ 30 ECU(制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine (in-cylinder injection type internal combustion engine) 2 Cylinder head 4 Intake passage 5 Exhaust passage 6 Intake valve 7 Exhaust valve 8 Spark plug (ignition means) 9 Fuel injection valve (fuel injection means) 10 Valve timing adjustment device (valve timing adjustment) Means) 12 Throttle valve 18 Catalyst device 18A Storage NOx catalyst 18B, 18C Three-way catalyst 20 Throttle position sensor 21 O 2 sensor 22 High temperature sensor 23 Water temperature sensor 24 Crank angle sensor 30 ECU (control means)

───────────────────────────────────────────────────── 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) F02D 13/02 F02D 13/02 J 3G301 H 41/02 301 41/02 301A 41/04 330 41/04 330M 41/34 41/34 H F02P 5/15 F02P 5/15 E (72)発明者 田村 保樹 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 山口 康之 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 山本 茂雄 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 中井 英夫 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 平石 文昭 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内 Fターム(参考) 3G018 BA33 CA12 DA74 EA17 EA21 FA01 FA07 FA16 GA09 GA24 3G022 AA06 CA01 CA02 DA02 GA01 GA05 GA06 GA08 GA09 GA10 3G084 AA04 BA13 BA15 BA17 BA23 BA24 BA28 CA01 CA02 DA10 EA11 EB12 FA07 FA10 FA13 FA20 FA27 FA29 FA33 FA35 FA38 3G091 AA12 AA24 AB01 BA03 CA05 CB02 CB03 CB05 CB07 DA02 DB11 DC01 EA01 EA05 EA07 EA10 EA16 EA18 EA33 FA01 FA04 FB02 FB10 FB11 FC07 3G092 AA06 AA09 AA11 AB02 BB01 BB06 BB11 DA03 DE03Y EA01 EC01 FA03 FA15 GA01 GA02 HA01Z HA06Z HB01Z HC08Z HD02Z HD05Z HE01Z HE03Z HE08Z 3G301 HA04 HA15 HA19 JA03 JA21 JA25 JA26 KA01 KA05 LB04 LC01 MA11 MA26 NA08 ND01 NE01 NE11 NE12 PA01Z PA11Z PB03Z PD02Z PD12Z PE01Z PE03Z PE08Z PE09Z PE10Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme court ゛ (Reference) F02D 13/02 F02D 13/02 J 3G301 H 41/02 301 41/02 301A 41/04 330 41/04 330M 41/34 41/34 H F02P 5/15 F02P 5/15 E (72) Inventor Yuki Tamura 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Yasuyuki Yamaguchi Minato, Tokyo 5-33-8 Shiba-ku, Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Shigeo Yamamoto 5-33-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Hideo Nakai Shiba, Minato-ku, Tokyo 5-33-8, Mitsubishi Motors Corporation (72) Inventor Fumiaki Hiraishi 5-33-8, Shiba, Minato-ku, Tokyo Mitsubishi Motors Corporation F-term (reference) 3G018 BA 33 CA12 DA74 EA17 EA21 FA01 FA07 FA16 GA09 GA24 3G022 AA06 CA01 CA02 DA02 GA01 GA05 GA06 GA08 GA09 GA10 3G084 AA04 BA13 BA15 BA17 BA23 BA24 BA28 CA01 CA02 DA10 EA11 EB12 FA07 FA10 FA13 FA20 FA27 FA29 FA33 FA35 FA03 A03 ABA3A09 CB03 CB05 CB07 DA02 DB11 DC01 EA01 EA05 EA07 EA10 EA16 EA18 EA33 FA01 FA04 FB02 FB10 FB11 FC07 3G092 AA06 AA09 AA11 AB02 BB01 BB06 BB11 DA03 DE03Y EA01 EC01 FA03 FA15 GA01 GA02 H01Z03 HC06 JA25 JA26 KA01 KA05 LB04 LC01 MA11 MA26 NA08 ND01 NE01 NE11 NE12 PA01Z PA11Z PB03Z PD02Z PD12Z PE01Z PE03Z PE08Z PE09Z PE10Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気通路に設けられ排気ガスの浄化を行
う触媒と、 燃料を燃焼室内に直接噴射しうる燃料噴射手段と、 排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミン
グ調整手段と、 上記燃焼室内の混合気に点火しうる点火手段と、 上記触媒の昇温が要求されるとき、上記燃料噴射手段を
駆動して空燃比が理論空燃比近傍若しくは理論空燃比よ
りも若干希薄空燃比になるように燃料を圧縮行程中に噴
射するとともに、上記バルブタイミング調整手段を駆動
して上記排気バルブの閉時期を排気上死点前に設定し、
且つ、上記点火手段による点火時期を通常運転時よりも
遅角させる、昇温制御を実行する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする、筒内噴射型内燃機関。
1. A catalyst provided in an exhaust passage for purifying exhaust gas, fuel injection means for directly injecting fuel into a combustion chamber, valve timing adjustment means for adjusting opening / closing timing of an exhaust valve, and the combustion chamber An ignition means capable of igniting the air-fuel mixture and, when a temperature rise of the catalyst is required, the fuel injection means is driven so that the air-fuel ratio becomes close to the stoichiometric air-fuel ratio or becomes slightly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. While injecting fuel during the compression stroke, the valve timing adjusting means is driven to set the closing timing of the exhaust valve to before exhaust top dead center,
A direct injection internal combustion engine, further comprising control means for executing a temperature raising control for retarding the ignition timing of the ignition means from that during normal operation.
【請求項2】 上記制御手段は、上記昇温制御の開始後
の所定時点で上記排気バルブの閉時期を排気上死点前か
ら通常制御時の閉時期に変更することを特徴とする、請
求項1記載の筒内噴射型内燃機関。
2. The method according to claim 1, wherein the control means changes the closing timing of the exhaust valve at a predetermined time after the start of the temperature raising control to a closing timing of the normal control from before exhaust top dead center. Item 6. An in-cylinder injection internal combustion engine according to item 1.
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